KR0138803B1 - 생체조직 검사를 위한 입체방식 유선조영촬영용 전자결합소자(ccd) 화상시스템 - Google Patents

Abstract

X-선 유선조영촬영을 행하기 위한 포복환자 지지용의 기다란 조사테이블(43)이 여러 높이에서 후방기둥에 의해서 그 중앙이 지지된다. 이 테이블에는 유방을 수용하는 중앙구멍(35)이 제공되는데, 이 구멍을 통해서 환자의 늘어진 유방이 그를 중심으로 약 210도의 현을 통해서 각을 이루며 움직이는 아암상에 장착된 튜브헤드 소오스(280)로부터의 평행한 X-광선에 노출된다. 의심이 가는 상처의 진단 및 정확한 비늘생체 조직편 검사는 입체전술적 검사에 의해서 가능하다. CCD 카메라(36)와 화상강화 소프트웨어를 이용한 디지탈 화상법은 낮은 조사준위, 짧은 노출시간, 크게 줄어든 화상형상 시간과 더불어 화상의 확대, 대비도 강화, 윈도우와 레벨의 조작, 및 고분해능의 화상을 제공한다.

Description

[발명의 명칭]

생체조직 검사를 위한 입체방식 유선조영촬영용 전자결합소자(CCD) 화상시스템

[도면의 간단한 설명]

제 1도는 본 발명의 포복 환자지지용 유선조영촬영 테이블의 평면 사시도.

제 2도는 압착판과 니들 가이드를 운송하는 분리압착아암과 더불어 X-선 튜브 및 화상 리셉터를 운반하는 기부, 기둥 및 각을 이루며 움직임이 가능한 C-아암을 도시하는 상기의 테이블의 단부 사시도.

제 3도는 테이블의 우단쪽으로 유방 아래측에서 X-방사선을 가하며 플로우 위로 최대로 올렸을 때 포복한 여성환자를 지지하는 상기 테이블의 정면도.

제 4도는 장치의 후방기둥구조에 의해 그 위치가 잡혀질 수 있는 X-선 튜브 위치의 범위를 도시하는 테이블의 대략 평면도.

제 5도는 환자의 측면으로부터 X-방사선을 가하는 위치에 있는 C-아암을 갖는 제 1-3도의 테이블의 평면도.

제 6도는 테이블의 좌단쪽으로 X-방사선을 가하는 위치에 있는 C-아암을 갖는 상기 테이블의 개략 정면도.

제 7A, 7B 및 7C도는 X-선 튜브와 화상 리셉터를 운반하는 아래쪽의 C-아암이 상이한 각도의 위치로 움직이는 동안, 테이블 아래의 고정된 위치에서 유방 압착판과 니들 가이드를 운반하는 압착아암을 그에 대응해서 연속적으로 도시하는 부분 평면 개략도.

제 8도는 화상 리셉터가 C-아암상의 튜브헤드와 회전할때 각도가 상쇄된 두 튜브헤드 소오스 위치에 대해서 의심이 가는 환부와 압착판상의 기준점을 통해서 X-방사선 경로를 비교하는 본 발명의 입체방식인 유선조영촬영 절차의 개략도.

제 9도는 제 8도의 하단을 더욱 자세히 도시하는 부분 확대 개략도.

제 10도는 동일한 두 소오스 위치로부터 X-방사선에 의해 화상 리셉터에서 발생된 두 화상의 개략도.

제 11 및 제 12도는 필름 유선조영촬영에서 X-선 필름 카세트가 차지하는 위치내에 삽입된 절반 CCD 광학 화상 시스템을 이용하는 각도가 상쇄된 두 스테레오 튜브 헤드 소오스 위치에 있어서 X-방사선 통로의 계략도(그러나 이때 도 13 내지 도 17의 튜브헤드와 회전하는 디지탈 CCD 광학 화상 시스템을 갖추고 있지 않다).

제 13도는 화상 리셉터가 고정되었을 때, 바람직하지 않는 화상의 열화를 야기하며 직각에서 기울어진 유효각에서 도달하는 X-방사선을 도시하는 종래 장치에서 이루어지는 일반적인 입체방식인 유선조영촬영 절차를 도시하는 평면 개략도.

제 14도는 제 13도의 화상 시스템을 이용하여 목적환부의 좌표를 식별하기 위해 채용된 입체방식인 화상을 도시하는 개략도.

제 15도는 광차단 하우징의 일부를 제거해서 광학 시스템의 여러 구성물의 위치를 보여주는 제 11도 및 제 12도의 입체방식인 CCD 화상 시스템에 채용된 절반 광학시스템의 개략적인 평면도.

제 16도는 제 15도의 광학 시스템에 채용된 박막형 펠리클 미러의 평면도.

제 17도는 상기 펠리클 미러의 가장자리 정면도.

제 18도는 초점이 맞추어진 화상을 CCD 센서로 전달하는 광학 시스템에서 인광판상의 압착된 환자의 유방의 화상을 도시하며, 화상 강화 컴퓨터를 통해서 CCD 출력신호를 모니터 스크린 표시장치로 보내는 처리과정을 도시하는 개략도.

제 19도는 제 15도의 광학 시스템에 채용된 바람직한 형태의 CCD 카메라의 상세한 개략도.

제 20도는 CCD 카메라로부터의 디지탈 정보를 관련 컴퓨터에 의해 구동되는 모니터상에 표시되는 유선조영촬영 정보로 변환하는데 이용되는 전자 시스템의 전체적인 블록도.

제 21도는 제 20도에 도시된 디지탈 제어 로직 모듈의 상세한 블록도.

제 22도는 제 20도에 도시한 아날로그 신호처리기 모듈의 상세한 블록도.

제 23도는 CCD 카메라와 그 관련 전자방비의 전체적인 도식도.

제 24도는 특정 휘도값을 갖는 통상 전체화상의 픽셀수를 도시하는 도면이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 방사선 진단을 요하는 환부를 포함하는 것으로 의심되는 유방조직에 대해서 입체방식 X-선유선조영촬영(X-ray mammography)을 위한 전자결합소자(CCD)화상시스템, 입체방식 니들 생체조직 검사(stereotactic biopsy)를 행하는 환자지지용 X-선 테이블 조립체 및 양자의 조합에 의한 입체방식 유선조영촬영 생식조직 검사장치와 그 사용방법에 관한 것이다.

[배경기술]

1977년 7월자로 간행된 아메리칸 저널 오브 뢴트겐날러지(American Journal of Roentgenology Vol. 129. Page 121)에서 Jan Bolmgren 등이 유방의 니들 생체조직 검사용 입체방식기구(Stereotaxic Instrument for Needle Biopsy of the Mamma)란 논문을 발표한 이후, 불필요한 수술로 인한 환자의 조직침법을 최소화하기 위한 유방의 환부에 대한 니들 생체조직 검사는 나날이 그 수용이 증가하고 있다. X-선을 입체방식으로 비춤으로써 이루어지는 생체조직 검사 니들의 유도는 당해 환부의 X, Y, Z 좌표를 결정하기 위해서 두 개의 X-선 필름 화상을 현상해서 그들을 비교해야 한다. 환부부위로 향해 주의깊에 배치된 니들 가이드를 통해 생체조직 검사니들을 삽입하는 것은 오직 추가의 입체 X-선 필름 노출에 의해서만 그 정확함이 확인될 수 있다.

환자가 X-선 장치앞에 똑바로 앉아 있는 동안 행해지는 유선조영촬영은 환자의 불가피한 움직임으로 인해 그 정확도가 떨어지며, 그러는 동안 그 내부의 적절한 구멍을 통해 유방을 늘어트리고 엎드린 자세로 있는 환자를 지지하는 종래의 테이블은 환자의 팔을 쳐들게 함으로써 팔근육이 긴장되고 유방조직을 늘어나게 하거나 비틀게 함으로써 또다시 그 정확도가 떨어진다. 또한 비교적 편평하고 딱딱한 테이블은 바람직하지 않은 계속되는 움직임을 야기함으로써 종종 환자의 관절과 척추에 지나친 압박과 불편을 강요한다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명의 독특한 포복자세용 유선조영촬영 테이블은 그 전방부를 제거할 수 있으며, 환자의 팔과 어깨를 평상시 자세로 낮추게 해주어 엎드린 환자를 편안히 지지해 줌으로써 환자의 불편과 무의식적인 동작을 최소화시켜 환자가 진료를 받는 동안 긴장을 풀게 해준다. 또한 이 테이블내에 형성된 중앙몸체가 오목하게 파인 부위는 X-선 검사시 유방조직을 최대 체적으로 노출시키게 된다.

더욱이, 유방 수용구멍을 둘러싸는 중앙몸체가 오목하게 파인 부위는 각각의 끝에 확장가능한 발받침대를 가지는 통상보다 긴 테이블의 중앙에 위치하며, 이 발받침대는 제거가능한 전방부에 대향하는 후방다리에 의해 지지된다. 따라서 X-선 튜브 및 생체조직 검사 니들 가이드를 가능한 모든 각, 즉 360°이상의 범위에 걸쳐 환자의 늘어진 유방으로 접근시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 관심을 끄는 특정 환부의 구조를 가장 잘 나타내는 화상부위간의 대비도를 향상시키기 위해 설계된 컴퓨터 인헨스먼트 소프트웨어와 함께 전하결합소자, 즉 CCD를 이용해서 X-선이 조사된 조직의 전자화상을 통해 생체조직 니들을 정확히 위치시킬 수 있다. CCD가 장착된 화상 시스템은 만질 수 없는 환부의 시각화와 차별화에 있어서 대비도, 분해능 및 시스템 감도에 있어서 이점을 제공함으로써 종래 스크린이나 필름 X-선 유선조영촬영으로부터 얻을 수 있는 것을 능가하며, 때때로 생체조직검사를 하는 것없이 애매한 결과를 정확하게 분석해 낼 수 있게 해준다. 시각화 능력은 대비도를 강화시키는 전자 화상 처리기술에 의해 크게 증가된다. 본 발명의 시스템을 이용함으로써 필름현상과 진단의 지연을 해소할 수 있으며, 적절한 생체조직 검사니들의 위치를 즉각적으로 확인할 수 있으며, 절차중에 있어 이와같은 결정적인 단계에서 환자의 불편을 덜 수 있다.

이러한 입체방식 X-선 화상의 실질적인 실시간 화상화 및 컴퓨터의 강화는 통상 X-선 필름 카세트에 의해 점유되는 위치내에 광학 시스템을 끼움으로써 간단히 행할 수 있다. 이러한 바람직한 광학 시스템은 유방조직을 통과해서 도달한 X-선에 대해 노출되는 인광 스크린을 채용하며, 도달한 X-선에 의해 이 인광 스크린상에 형성된 화상은 박피형 반사경에 제공된 미러 표면에 의해 반사되는데, 양극처리된 검은 플랫메탈 플레임 위로 마치 드럼헤드와 같이 뻗어있으며 정밀하게 접혀진 플레임의 에지에 부착되는 두께가 약 5 내지 9마이크론인 극히 얇은 선택된 광등급의 니트로셀룰로스 시트로 구성된다. X-방사선은 이 박막을 직접 통과하여 인장 스크린에 도달하며, 인광 스크린의 가시광 화상은 상기 박막의 아래에 피착된 알루미늄 실리게이트와 같은 금속물질로 이루어진 반사 코팅에 의해 필름의 아래부터 직접 카메라 렌즈로 반사된다. 적절한 코팅처리를 함으로써 그 입사파장에 따라 대략 60%까지 반사시킬 수 있다. 바람직한 실시예에서는 제 2플랫 미러표면이 반사된 화상을 다시 비춤으로써 종래 X-선 필름 카세트와 그 관련 필름 홀더 구조보다 훨씬 작은 공간을 차지하는 차광 하우징내에 꼭맞게 싸여지는 광학 시스템을 간편하게 배치할 수 있다. 바람직하게는 카메라는 펠치어 냉각되며, 직각모서리를 따라 천개 이상의 픽셀을 갖는 구멍 CCD포맷을 갖추고 있다.

정상적인 유방의 형상을 최소로 변형시키며 엎드린 자세의 환자를 지지하는 편안한 테이블은 그 밑에 장착되는 입체전술 X-선 투사시스템과 상호 작용한다. 원하는 경우, 절반(折返) CCD 화상 시스템을 통상의 X-선 필름 카세트와 대체하고, 여기서의 독특한 스프트웨어는 그에 따른 실제 실시간 화상의 대비도와 선명성을 강화한다. 바람직하게는 화상 수신기와 X-선 튜브는 X-선 화상이 도달한 X-선의 광축에 대해 항상 직각이 되도록 하면서 각을 이루면서 움직이는 동일 C-아암상에 장착된다. 따라서 벅키 그리드는 X-선 소오스와 항구적으로 늘어선 모든 그리드 평면을 가지며, 축방향으로의 분사되는 방사를 최소화하고, 최대의 선명도와 명확성을 갖는 X-선 화상을 만들어낸다.

본 발명의 이러한 모든 특징들이 결합되어 환자의 불편과 괴로운 경험을 최소화하는 효과적인 입체방식 유선조영촬영 및 매우 유용한 포복 환자지지용 X-선 유선조영촬영용 테이블을 만들어내며, 많은 경우에 있어 공격적인 수술을 피하며 의심이 가는 유방조직의 니들 생체조직 검사 및 매우 정확한 위치선정이 가능하다.

따라서 본 발명의 제 1목적은 관찰할 환자의 유방구조의 선명환 화상을 제공하는 매우 정확도가 높은 유선조영촬영 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2목적은 유선조영촬영 검사를 하기 위해 유방을 노출시키도록 설계된 포복환자지지용 테이블을 갖추고 있으면서 검사가 진행되는 동안 그 방향을 변형시키지 않고, 환자에 대해 최적의 안람함과 편안함을 제공하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 3목적은 실제 실시간 전자화상 및 니들위치의 확인을 채용하면서, 필름카세트의 장착, 교환, 제거, 현상 및 평가시 지연식간을 줄이면서 니들 생체조직 검사절차의 정확한 유도를 할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 4목적은 환자의 유방조직의 최대체적을 입체방식으로 화상화하여 내부환부 또는 수술적인 검사를 요하는 내부부위의 3차원적인 위치선정을 가능케 하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 5목적은 대용량의 CCD 장치를 이용하는 절반 CCD 광학 시스템을 제공하여 연구중인 환자의 조직에 대해 매우 분해능이 높은 화상을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 6목적은 윈도우 및 레벨조작, 분석에 흥미를 끄는 구역, 필터 및 에지강화를 이용하고, 많은 경우에 있어서 확실한 X-선 진단을 제공하는 디지탈 X-선 화환분리기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 그외 목적들도 쉽게 이해할 수 있으며 앞으로 설명할 것이다.

따라서 본 발명은 앞으로의 본원 구성에서 예시되는 구성의 특징, 요소들의 결합, 그리고 부재들의 배열을 포함하고, 그 범위는 본원의 특허청구의 범위에 나타날 것이다.

본 발명의 목적 및 성질을 더욱 잘 이해하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 발명을 상세히 설명한다.

[실시예]

본 발명의 바람직한 실시예는 3개의 주요성분, 즉 3개의 서브-어셈블리를 포함한다. 그것들은 제 1도 내지 7C도에 도시된 조절할 수 있고 용도가 다양한 포복환자지지용 테이블과, 제 11, 12도 및 제 15 내지 제 17도에 도시된 신규한 CCD 화상을 절반 광학 시스템, 및 제 18도에서 개략적으로 설명되는 본 발명의 시스템에서 높은 분해능과 실시간에 가까운 화상표시를 제공하는 화상강화 및 데이타 표시 모니터 시스템이다.

제 1도에 도시되는 바와 같이 환자지지용 테이블(21)은 포복자세에서 환자가 그 위에 기대게 되고, 기부(24)의 뒷부분으로부터 솟아있는 후방기둥(23)에 의해 지지되는 플랫폼(22)을 포함한다. 바람직하게는 기둥(23)은 환자와 전담직원의 편의를 위해 한도내에서 테이블을 높이거나 낮추기 위한 테이블 승강수단을 포함한다.

기둥(23)의 앞면으로부터 기부(24)의 하부 위 앞쪽으로 돌출된 레지(26)가 견고하게 구성되어, 각도를 이루면서 움직일 수 있는 C-아암(27)의 아래를 지지하게 된다. 아암(27)은 누워있는 알파벳 C자를 닮았으며, X-선 소오스나 유선조영촬영 장치 튜브헤드(28)를 장착하는 하나의 직립단을 갖는다. C-아암(27) 주위에서 레지(26)에 대해 각을 이루며 회전을 하기 위해 장착된 피벗축(29)은 C-아암(27)의 대향직립단에 근접해 있다. 이 직립단은 광차단 하우징내에 봉해져 있는 X-선 필름 카세트(31)나 CCD 센서 절반 광학시스템(32)을 포함하며, 제 11도 및 제 12도에 개략적으로 도시되며, 그 평면 사시도가 제 15도에 도시된다.

제 1도 내지 제 3도에 도시되는 바와 같이 그 상단에서 테이블 플랫폼(22)과 그 하단에서 레지(26)를 지지하는 기둥(23)의 상부(33)는 제 3도에 도시되는 바와 같이 상승된 위치로부터 제 1도에 도시되는 바와 같이 레지가 베이스(24)에 접근해 있는 내려진 위치까지의 수직 하방운동을 할 수 있다. 이러한 수직조정이동은 제 3도에 도시된 아래의 하부기둥부(34)위에 상부기둥부(33)를 끼워 넣음으로서 행해진다.

추가의 시스템 조정은 상부기둥(33)에 대해 레지(26)를 개별 수직조정함으로써 행해진다.

이상적으로는 튜브헤드(28)의 최상부위치(28A)는 플랫폼(22)에 얼굴을 대고 누워있는 환자의 유방측면으로 X-선 빔과 화상 리셉터를 가능한 가까이 가져가기 위해, 화상 리셉터(36)로 이루어져 있으며, X-선 카세트(31)나 광학 시스템(32)을 운반하고, 바람직하게는 제 3도에 도시되는 바와 같이 테이블(22)의 아래면에 근접해서 위치해 있는 C-아암(27)의 대향단을 갖는 테이블 플랫폼(22)(제 3도)내에 형성된 아래쪽 오목부(47)내에 위치한다.

제 1도, 제 4도 및 제 5도에 도시되는 바와 같이, 환자가 플랫폼(22) 아래로 향해 누울때 그 내부를 통해 늘어져 있는 여성환자의 유방 양쪽 모두 또는 한쪽을 수용하는 플랫폼(22)의 중앙부에는 중앙구멍(37)이 제공된다. 제 3도 및 제 5도에 도시되는 바와 같이 화상 리셉터(36)가 상대적으로 얇고, 그 주위에 C-아암(27)이 각을 이루면서 움직이는 피벗축(28) 가까이에 위치하기 때문에 피벗축(29) 주위의 C-아암(27)의 피벗운동으로 인해 화상 리셉터(36)는 레지(26)와 관련있는 축(29)의 위치에 소규모로 조정함으로써 환자의 유방 사이 혹은 유방의 아래쪽에 대항해서 위치할 수 있다.

고정압착판(53)과 이 판(53)의 전후를 움직이는 압착패들(38)이 개별적으로 피벗된 압착아암(50)상의 C-아암(27)위에 장착된다. 압착패들(38)은 생체조직 검사 압착장치로 생각할 수 있는데, 이것은 이 패들이 X-선이 환자의 유방과 화상 리셉터(36)쪽으로 통하도록 해주는 투명부와 중앙 니들 액세스 구멍을 포함하기 때문이다. 압착아암(50)은 또한 압착판으로부터 유방을 방출함없이 니들 생체조직편 검사를 수행하는 니들 가이드(39)를 부착하는 기구를 포함함으로써 원래의 입체방식인 측정에 의해 걸정된 목적환부좌표가 니들을 삽입해서 그 목적환부좌표에 도달할 때 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

제 1 내지 6도에 도시되는 테이블(22)의 바람직한 형태는 추가의 유용한 특징, 죽 중앙 구멍(37)을 둘러싸는 중앙몸통이 움푹패인 오목부(35)를 포함한다. 오목부(35)는 포복한 환자의 머리, 어깨, 및 몸통을 편안히 지지하며, 히프와 다리를 약간 높은 테이블(22)의 단부위로 왼쪽 혹은 오른쪽으로 뻗을 수 있게 하며, 원한다면 발받침(43 및 44)을 포함할 수 있다.

구멍의 중앙위치와 지지테이블(22 혹은 22A)의 양단의 발받침(43 및 44)은 제 4도에서 도시된 이동가능한 X-선 투사각인 210°범위의 두배, 즉 약 420°의 범위를 제공한다. 종래의 유선조영촬영 테이블로써는 이러한 넓은 투사각을 제공하는 것은 없다.

오목부(35)에 의해 환자의 히프를 약간 올리므로써 환자가 쉬고 있을 때 그 척추의 통상적인 커브를 유지하며, 한편 X-선 검사를 위해 구멍(37)을 통해 가능한 최대체적의 유방조직을 제공하게 된다. 또한 중앙오목부(35)의 바깥쪽의 테이블 끝을 약간 올리므로써 구멍(37)을 감싸는 아래쪽 오목부(49)를 제공함으로써 테이블(22) 아래의 X-선 튜브헤드(28)의 상단에 수직여유공간을 제공한다. 이것으로 인해 X-방사선의 초점 소오스 FP가 구멍(37)의 하부 테두리와 거의 접해 있는 높이까지 상승하며, 검사를 위해 환자의 늘어진 유방조직을 최대체적으로 원하는 만큼 조사할 수 있다.

구멍(37)옆의 플랫폼(22)의 앞쪽 가장자리, 즉 대향기둥(23)은 바람직하게는 제거가능한 패널(41)로 형성되며, 방사선기사와 기술자에게 플랫폼(22) 아래에서 용이한 접근을 제공하며, 패널(41)(제 4도)을 제거하고 남은 열려진 공간을 통해 환자의 팔을 낮출 수 있으며, 따라서 그 환자의 어깨를 구멍(37)(제 3도)의 높이로 편안히 낮추게 함으로써 구멍(37)을 통해 늘어져 있는 유방을 변형시키거나 잡아당기는 것을 줄이게 된다.

C-아암(27)의 각 운동에 따른 튜브헤드(28)의 상이한 여러 위치는 제 4도에 도시된 원형의 아치통로(42)을 따라 제 4도에 도시되고 있다. 제 4 및 5도에 도시되는 바와 같이 튜브헤드가 가장 바깥쪽에 위치할 때(28B), 축(29)쪽으로 투사된 X-방사선은 오른쪽 유방의 측면부분으로부터 혹은 만약 환자의 머리가 제 3도에 도시되는 바와 같이 플랫폼(22)의 오른쪽에 위치할 경우는 왼쪽유방의 중앙부분으로부터 환부에 접근하게 된다. 바람직하게는 이 위치에서 환자의 발을 지지하기 위해 플랫폼(22)의 왼쪽끝에 있는 발받침(43)을 확장시키며, 한편 플랫폼(22)의 오른쪽 끝에 발받침(44)를 테이블 끝쪽으로 축소시켜 제 4도에 도시된 점선위치(44A)까지 줄이게 된다. 제 4도에서 환자의 머리가 축(29)의 왼쪽에 위치하고 발받침(44)의 플랫폼(22)이 오른쪽 끝인 실선위치까지 확장되는 동안 튜브헤드위치(28B)로부터 X-방사선은 왼쪽 유방의 측면 부분 혹은 오른쪽 유방의 중앙부분으로 접근한다. 어떠한 축의 위치에서든, 즉 플랫폼(22)의 오른쪽 끝 가까이(28C) 혹은 플랫폼(22)의 왼쪽 끝 가까이(28D)에서 X-방사선은, 화상 리셉터(36)가 유방의 반대쪽에 자리잡고, 압착판(53)과 패들(38)이 검사진행중에 환자가 예기치 않게 움직이는 위험이 없이 편안히 위치하도록 해주면서 유방의 위쪽 또는 아래쪽으로부터 접근한다.

대부분 경우, 환자에게 X-선을 전달하는 튜브헤드(28)가 화상 리셉터(36)를 갖춘 플랫폼(22)의 환자의 머리끝에 위치하며, 유방의 아래쪽에 위치한 압착판(53)과 유방의 위쪽에 위치한 압착패들(38)은 압착아암(50)상에 위치해서, 필요한 경우 위쪽으로부터 니들 가이드(39)를 지지한다. 그러나 유방의 아래쪽 주위에 환부가 존재한다는 것은 제 3도에 도시되는 바와 같이 반대방향이 최소의 충격을 위해 바람직하다는 것을 보여주며, X-선 튜브헤드(28)가 유방의 위쪽에서 압착판(53)의 아래에 위치하는 동안 니들 가이드(39) 및 압착패들(38)은 유방의 아래쪽에 위치한다. 이 위치에서 압착패들(38)에 부착된 니들 가이드(39)를 통해 생체조직 검사 니들을 유방조작의 아래쪽안으로 삽입하는 것은 환부의 접근에 있어 최소의 통로길이를 제공하며, 이 위치가 니들환부가 쉽게 눈에 띄지 않는 유방이 아래쪽에 위치하므로 여러 환자에게는 바람직하다.

제 4도에는 두개의 추가적인 튜브헤드위치(28E 및 28F)가 도시되는데, 이것은 각각 대략 시계방향으로 15도, 반시계방향으로 15도만큼 회전되어 위치하며, 이 각은 입체전술적인 유선조영촬영에 있어 통상적인 각이다. 그러나, 필요한 경우 더 낮은 각도, 예컨대 10도를 플랫폼(22)의 세로축(46)의 각 측면상에서 이용하므로써, 입체적으로 위치한 양쪽 화상이 화상 리셉터의 소정부위, 즉 필름 카세트(31)내의 X-선 필름 또는 도면에서 도시되는 전자화상 광학 시스템(32)에 비추어진다. 환부의 입체방식인 변위는 특정 환부방향에서 총 화상면의 외면주위에 놓이며, 이 때문에 더 작은 전술적인 변위인 위치(28E 및 28F)가 표시될 수 있다.

입체방식인 유선조영촬영에서 필름 카세트(31)를 화상 리셉터(36)에서 이용할 때 이 카세트(31)에는 제 7A-7C도에 도시되는 필름 위치 시프트 레버(47)가 제공되고, 이 레버를 움직여서 필름 카세트 위치를 시프트시키므로써 축(46)에서 플러스 15도 및 마이너스 15도 각도 변위의 입체조사가 X-선 필름상에 나란히 행해진다. 환자가 플랫폼(22)상에 머물고, 압착패들(38)이 적당한 위치에 머무는 동안 카세트를 제거하여 필름을 현상해서 검사하여 니들 생체조직 검사를 위한 목적환부의 실제 좌표를 제공하게 된다. 니들 가이드가 적당히 위치해서 니들이 소정의 목적조직위치속으로 들어가면, 새로운 필름 카세트(31)를 리셉터(36)상의 적당한 위치에 놓아서 두번의 입체 유선조영촬영을 더 행함으로써 니들의 끝이 목적환부내의 소정위치에 있음을 확인할 수 있다. 니들끝의 위치의 정확함을 확인하여 두번째 카세트를 제거해서 현상함으로써 필요한 최정적인 조정을 행할 수 있으며 그 후 니들 생체조직 검사를 즉각 끝낼 수 있다.

환자의 유방조직에 대해 니들 가이드(39)을 나타내는 X, Y 및 Z 축은 피벗된 튜브헤드 C-아암(27) 주위에서 레지(26)상에 피벗된 압착아암(50)상의 선형 베어링상에 이동가능하게 장착된 인덱싱 캐리지(45)위에 장착된 선형적으로 동력이 전달되는 조절수단에 의해 제공된다. 타이밍 벨트와 순환 체인 전동장치와 상호 작용하는 인덱싱 노브(48)는 캐리지(45)와 압착패들(38)을 움직여서 환자의 유방(52)과 부드러운 압착접촉을 이루어서 유방을 부드럽게 그러나 고정된 유방압착판(53)에 대해서는 견고히 고정시키게 된다. 만약 정밀한 니들 생체조직 검사가 요구되면, 작동자는 캐리지(45)상의 X, Y 및 Z 제어노브를 이용하여 입체방식 Z-선 관찰에서 얻어진 환부좌표가 요구하는 생체조직 검사를 위해 조정된 니들 가이드(39)를 위치시키게 된다.

회전을 손쉽게 하기 위해 X축은 기둥(23)쪽으로 수평연장되며, Y축은 환자쪽으로 수직연장되며, Z축은 X-선 튜브헤드 소오스(28)쪽으로 테이블 플랫폼(22)과 평행하게 수평으로 연장되어 있다. 피벗축(29)이 소오스 초점(FP)을 통과하는 X-Z 평면을 가로지르는 피벗점은 X, Y 및 Z 값에 대한 원점, 즉 제로점으로 취해진다.

필름 카세트(31) 대신에 전자적으로 강화된 CCD 센서 광학 시스템(32)을 채용할 때 전체 절차의 수행하는데는 더욱 짧은 시간이 필요하다. 예컨대 두개의 X-선 필름 카세트를 이용하면 설명된 입체방식 절차는 통상 20분 내지 70분이 걸리는데, 이 시간 동안 환자는 테이블상에 엎드린채 같은 위치로 있어야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 채용된 전자 화상 시스템을 이용해서는 제 18도에 개략적으로 도시되는 시스템에서 처리되고 수신되는 디지탈 화상 데이타에 의해 유선조영촬영, 니들배치, 니들위치의 X-선 확인 및 니들 생체조직 검사 모두를 1-2분내에 끝낼 수 있으며, 기존의 입체방식 유선조영촬영에서 일반적인 X-선 필름 카세트로써 걸리는 20 내지 70분보다는 훨씬 짧은 시간내에 끝낼 수 있다.

같은 포복자세로 머물러 있기가 요구되는 시간을 줄이므로써, 환자의 편안함과 상대적인 부동성이 강회되므로 환자가 오랜동안 같은 자세로 움직이지 않고 누워있기가 요구되는 경우에 피할 수 없는 부정확성을 줄일 수 있다.

디지탈 입체 CCD 화상을 채용해서 니들 혹은 코어 생체조직 검사 절차에 소요되는 시간을 매우 짧다는 것에 부가해서, 본 발명인 포복 입체형 유선조영촬영 테이블에 의해 행해지는 중요한 장점이 있다. 제 4도에 도시되는 바와 같이 테이블(22)이 앞으로 돌출되어 있으며, 후방기두에(23)에 의해 뒤쪽 가장자리를 따라 캔틸레버식으로 지지된다. 테이블(22) 아래의 넓게 확실히 열려진 공간은 X-선 튜브헤드(28)에 대해서 충분한 여유를 제공하여 도면에 도시된 것들, 즉 제 3 및 제 4도의 좌측 세로방향의 위치(28A 또는 28D), 제 4도의 스테레오-오프셋 위치(28E 또는 28F), 제 4 및 5도의 측면위치, 및 제 4 및 6도의 우측 세로방향을 포함해서 무한범위의 위치를 따라 피벗하게 움직인다.

따라서 왼쪽발받침(43)위에 다리를 올려놓은 환자에 대해 오른쪽 튜브헤드 위치에 대해 180°+15°+15°또는 210°의 범위를 이용할 수 있다. 만약 그 환자가 오른쪽 발받침(44)위에 다리를 올려놓고 있다면 왼쪽위치에 대해 210°내의 모든 범위를 이용할 수 있다. 따라서 그 환자에 대해서 튜브헤드 위치를 오직 360°범위가 아닌 실제 420°범위를 손쉽게 이용할 수 있다.

제 3 및 6도에 가장 잘 도시되고 있는 바와 같이 구멍(37)을 둘러싸는 얇은 원추형의 중앙오목부(35)를 갖는 테이블(22)의 걸-윙(gull-wing)상의 세로단면은 환자에 대해 최대의 안락함과 검사될 늘어진 유방의 정확한 위치를 제공하며, 또한 420°범위의 각도를 이용할 수 있다는 장점을 제공한다. 이것은 테이블(22)의 약간 올라간 양쪽 걸-윙의 끝이 아래쪽 오목부(49)를 만들어내며(제 2, 3 및 6도), 따라서 X-선 튜브헤드는 그의 산단을 오목부(49)내로 돌출시키며 전체 210°현의 주변을 피벗하게 움직인다. 튜브헤드의 X-선 투사입구(55)(제 1도)는 그 상단의 몇인치 아래에 위치하므로 구멍(37)의 아래쪽 테두리를 가까이 스치고 지나가면서 피벗축(29)를 통해 투사축 G=SID(제 8도)를 따라 화상 리셉터(36)에 수직하게 X-선을 전달한다. 이것으로 인해 예컨대 제 2 및 3도에 도시되는 바와 같이 테이블(22)아래의 방사선기사와 기술자에 대해 여유있는 작업공간을 제공하며, 앞서 설명한 무한의 투사각도범위에 걸쳐 유선조영촬영 검사시 최대체적의 유방조직을 제공할 수 있다.

입체 전술적 화상 시스템

두개의 상이한 소오스 위치로부터 압착된 환자의 유방을 통해 X-선 필름상에 두개의 입체 화상을 만들어내는 유방조직에 대한 입체방식 화상법은 1977년 7월자 아메리칸 저널 오브 뢴트겐날러지에서의 Bolmgren의 기고, 즉 supra와 Ericson의 미국 특허 제 4,727,565와 Lundgren의 미국 특허 4,930,143에 상세히 개시되어 있다. 제 13도에는 둘 모두 X-선이 투과하는 고정된 압착판(53)과 조정가능한 압착패들(38)사이에 압착된 환자의 유방(52)의 조직내의 환부(51)에 대해서 종래의 두개 소오스-위치 입체방식 X-선 유선조영촬영법의 개략적인 도면을 보여준다.

화상 리셉터(36)가 고정되어 있으면, 바람직하게는 고정된 압착판(53)은 제 13도에 도시된 화상 리셉터(36)의 위치와 일치하며, 리셉터(36)의 기부표면을 포함한다.

제 2, 3및 6-12도에 도시되는 바와 같이 x-선 튜브헤드(38) 소오스(FP)와 피벗하게 움직이는 C-아암(27)상에 본 발명의 화상 리셉터(36)가 장착될 때, 리셉터(36)는 피벗축(29)으로부터 아래쪽으로 충분히 떨어져 있어서 소정의 각들 이루는 피벗운동에 대해 자유공간을 제공한다. 화상 리셉터를 C-아암상에 장착함으로써 얻을 수 있는 또다른 장점은 소오스 FP로부터 X-방사선을 직접 통과시키는 각각 상이한 바깥방향으로 기울어진 날개를 가지며, 그렇지 않으면 화상의 선명성을 해칠 수 있는 측면으로 분산된, 즉 2차 X-방사선을 차단하는 버키 그리드의 유용성에 따른 것이다. 버키 그리드가 튜브헤드 C-아암(27)과 피벗하여 화상 리셉터(36)상에 장착될 때, 그 날개는 제 7A 및 7B도에 도시되는 그의 조절된 모든 입체위치에서 소오스 FP와 일렬로 배열된다. 반면에 제 13도의 종래 화상 리셉터에서는 화상평면앞에 장착된 고정버키가 그 날개가 오직 하나의 X-선 소오스 포인트와 일렬로 배열되고, 다른 오프셋 소오스 포인트로부터 투사된 소정의 직접적인 X-방사선의 일부와 간섭함으로써 버키의 유용성을 크게 해치게 된다.

의심되는 환부의 X, Y, 및 Z좌표의 결정은 그 환부와 압착부(38)상의 기준점(40)을 통해 제 1소오스 위치(S1 또는 28E)(제 4, 8도) 및 제 2소오스 위치(S2 또는 28F)에 대한 제 1화상표면으로 통과하는 X-선 통로에 대한 기울기의 방정식을 계산함으로써 얻을 수 있다.

제 7, 8 및 10도에서 의심되는 환부(51)의 좌표는 X, Y 및 Z이다. 점 1 및 2는 제 10도에서 소오스가 S2 또는 28F에 있을 때 형성되는 좌측 화상영역상의 기준홀(40) 화상의 Y 및 X위치이다. 점 3 및 4는 소오스가 S1 또는 28E에 있을 때 형성되는 우측 화상 영역상의 홀(40) 화상의 X 및 Y위치이다. 점 5 및 6은 제 10도의 두 화상영역에서 의심가는 환부(51)의 화상이다.

이 방법은 두개의 환부화상에 대한 두개 소오스 대 화상라인의 방정식을 발견하는데 근거를 두고 있다. 두 라인을 교차시킴으로 X-Y, Y-Z 및 X-Z 평면상에 X, Y, 및 Z좌표를 제공한다.

도시되고 있는 제 8도는 아래에서 바라볼때의 X-Z 평면을 도시한다. 피벗축(29)이 X-Z 평면을 통과하면 피벗점은 분석하기 위한 목적으로 X 및 Z값에 대한 제로점으로서 작용한다.

제 9도는 상기 피벗점 주위에서 상기 도면의 일부의 확대도이다.

튜브헤드 소오스가 나머지 도면에서 위치 S1 또는 28E로 표시되는 좌측위치(-15°)내에 있을때 형성되는 화상에 대한 호오스 대 화상 라인은:

[식 1]

여기서, G=SID, 즉 소오스와 화상간의 거리.

M=투사된 피벗점으로부터 압착 기준 홀(40) 화상 E, F간의 거리(제 8, 9 및 10도 참조).

B=기준화상(점 3)과 환부화상(점 6)간의 거리.

우측 반(즉 15° 위치(S2 또는 28F)에서 소오스를 갖는 소오스와 화상간의 라인은:

[식 2]

A=기준화상(점 2) 및 환부화상(점 5)간의 거리.

Z에 대해 풀면 [식 1]=[식 2]

높이(-15°화상을 이용해서 마찬가지로 비슷한 방법에 의해)

X를 구하면:

다음으로 Y는:

제 10도 참조

제 8, 9 및 10도에서,

디지탈 화상 시스템

제 11 및 12도에는 절반 광학 시스템의 주여 내부구성을 개략적으로 도시하며, 상부를 잘라낸 사시도인 제 15도에는 하우징(54)의 기저 즉 정면벽을 형성하는 X-선 투과 커버판(60)이 그 지지 기저 플랜저(56)로부터 제거되어 하우징(54) 안쪽의 내부구조를 보여주고 있다. 마찬가지 방식으로, 그의 상부 지지 플랜지(58)로부터 상부 하우징 패널(57)을 제거함으로써 광학 시스템의 내부구조를 보여주고 있다. 패널(57)과 커버판(60)의 조각난 부서진 부분이 제 15도의 좌측에 도시된다.

제 11 및 12도에 표시되어 있는 바와 같이 X-선 튜브헤드(28)로부터의 방사선은 X-선을 투과하는 조정 가능한 압착패들(38), 환자의 유방(52), 고정된 압착판(93) 및 박막형태의 펠리클 미러(57)를 연속적으로 통과한다. 이것은 예컨대 편평한 금속 플레임(61)(제 18도) 위의 드럼헤드와 유사하게 뻗어있고 이 플레임의 정밀하게 접혀진 가장자리에 부착된 그 두께가 5 내지 9마이크로인 니트로셀룰로스와 같은 장력이 큰 탄성 막 재료로 이루어진 막이다. 이 얇은 펠리클 필름은 X-방사선에 대해 실제 투명한데, 이 X-방사선은 그 필름을 통과하여 하우징(54)의 후방벽(63)에서 화상평면상에 장착되는 아래쪽의 인광 스크린(63)상에 부딪힌다.

제 13도의 종래의 고정 화상 리셉터에서 X-선이 투과되는 고정 압착판(53)상의 점 B1과 B2에 위치하는 X-선이 투과못하는 표시마크는 제 14도에 표시되는 바와 같이 크로스된 머리카락 형태를 가질 수 있다. 이들 표시마크는 제 14도의 크로스선(B1 및 B2)에 도시되는 바와 같이 그 상이 만들어질 수 있는데, 이것은 제 13도에 도시되는 시스템을 통해 진행하는 X-선의 통로를 따라 여러 점으로 이루어진 수직 투사를 구성한다. 따라서 제 14도에 점 S1은 제 4 및 13도에 표시되는 바와 같이 튜브헤드(28)가 우선 각도적으로 오프셋되는 소오스 위치(28E)의 화상평면상의 수직투사에 대응된다. 마찬가지로, 화상표면에서 점 S2는 제 4 및 13도에 도시되는 제 2튜브헤드 소오스 위치(28F)이 수직투사이다.

X-선이 투과하지 않는 표시점 B1을 통과하는 점 28E으로부터의 X-선 통로는 화상평면상의 점 P4에 그 상이 형성되며 한편 제 2소오스 위치(28F)에서 표시점 B1를 통과하는 X-선이 제 14도의 수직투사도에 도시되는 바와 같이 점 P2에 그 상이 형성되며, 이 화상평면상에 투사된 두 X-선 통로는 제 14도에 도시되는 표시점 B1에서 교차한다. 마찬가지로 표시점 B2는 X-선 통로(S2P1 및 S1P3)의 수직투사를 교착시킴으로써 결정된다.

제 14도에 도시되는 바와 같이, 소오스 S1으로부터 환부(51)를 통과하는 Z-선 통로는 화상평면상에 수직투사 X-선 통로(S1L1)을 발생시키며, 라인 S2L2와 이 투사선의 교차점은 제 14도의 입체투사에서 환부가 표시되는 위치를 나타낸다. 이들 점 S1, S2, B1, B2 및 L1 및 L2의 좌표가 화상평면상에서 결정될 때 이 데이타는 디지탈적으로 기록되어 환부의 실제위치에 대해서 매우 정확한 X, Y, 및 Z좌표를 제공하도록 조작될 수 있다.

이 디지탈 조작법은 제 11, 12, 및 15-18도에 도시되는 광학 시스템(32)에 의해서 가능하다. 이들은 인광판(62)의 반사된 화상을 CCD 장착 카메라(67)의 렌즈(66)로 전달하는 제 2미러(64)로 화상표면 압광판(62)의 화상을 반사하는 미러로써 작용하는 펠리클 미러(59)의 아래쪽의 코팅면을 포함한다.

따라서 제 15도에서 위에서 아래로 쳐다볼때 인광 스크린(62)의 화상은 펠리클 필름(59)의 아래면으로부터 각도를 유지하며 자리잡은 미러(64) 우측으로 반사되며, 그 후 미러(64)는 제 15도에 명확히 표시되는 바와 같이 CCD 카메라(67)를 뒤덮고 있는 렌즈(66)의 아래쪽으로 화살을 비춘다.

바람직하게는 펠리클 필름의 반사 하부표면은 CCD 카메라쪽으로 가시광선화상을 반사하여 인광판(62)을 통한 투사로 인한 어떠한 확산이나 손실을 막게 된다. 또한 필름(59)을 경사지게 위치선정할 때는 물론 X-선 투과 커머판(60)으로부터 판(62)을 떨어뜨려 놓아야 한다. 따라서 인광판(62)은 타겟을 통해 튜브헤드로부터 통과하는 X-선을 직접 받아 들이지만 타겟내에서 발생된 대부분의 2차, 즉 산란된 X-선은 판(62)상에 뚜렷한 화상을 남기며 소모된다.

속사모드에서 동작하는 카메라는 인광판(62)으로부터의 화상을 통합하며, 노출이 끝날때 그 화상은 컴퓨터 메모리에 기억된다. 이 동작은 튜브헤드 위치(28E)에서 X-선 소오스 위치(1)에 의해 발생된 화상에 대해 수행되며, 그 후 튜브헤드 위치(28E)에서 X-선 소오스 위치(1)에 의해 발생된 화상에 대해 수행되며, 그 후 튜브헤드 위치(28E)에서 X-선 소오스 위치(2)에 대해 반복되며 또다른 노출이 행해진다. 따라서 수초내에 두개의 입체 쌍-화상을 얻어서 컴퓨터내에 기억한다. 그 후 오퍼레이터는 그 화상을 모니터로 보내서 트랙볼을 사용하여 눈금마크(B1 및 B2)와 환부상에 커서 로케이터를 위치시킨다.

모니터 스크린상의 이들 커서의 위치에 기초해서 그 후 컴퓨터는 유방압착 패드(38)과 판(53)에 대한 환부의 X, Y, 및 Z 위치를 계산한다.

생체조직 검사 니들을 환부부위에 향하도록 하는 니들 가이드를 이용하여 이들 X, Y, 및 Z 좌표가 미세한 니들 혹은 코어 생체조직 검사를 위해서 즉각적으로 이용되며, 여기서 두개 이상의 입체화상이 기억되어 환부부위에서 니들끝의 위치가 정확한지를 확인하게 된다.

펠리클 필름 두께는 바람직하게는 5 내지 9 마이크로미터이며, 그 두께의 균일성이 정확하고, 인치당 두 X-방사선 파장 사이에서 그 필픔의 면이 평행한 6 내지 마이크로미터의 범위가 가장 바람직하다. 펠리클 필름의 아래쪽에 알루미늄 및 실리콘 다이옥시사이드를 코팅함으로써 맨눈으로 쳐다볼 때 핀홀이 없는 8% 이상의 투과도를 제공함으로써 그에 따른 CCD 화상의 균일성을 보장한다. 보통의 펠리클 미러 플레임(61)은 링형상이지만, 본 발명의 바람직한 실시예의 광학 시스템에서 펠리클 미러(59) 및 플레임(61)의 독특한 D-형상의 구성은 다음과 같은 장점을 제공한다. 즉, 인광판(62)의 펠리클 필름 반사에 대응하는 직사각형 면적(68)는 그 전체 표면에 걸쳐 일정하게 매끄럽게 평탄하며, 플레임(61)의 원형 부채꼴이 대략 250도이며, D-형상의 플레임(61)을 감싸는 현(69)이 나머지 110도를 이룸을 알게 될 것이다. 따라서 이러한 D-형상 플레임(61)은 제 16도에 도시되는 바와 같이 플레임(61)의 인접한 현의 선분(69)에 매우 인접해 있다. 제 15도에 도시되는 바와 같이 현의 선분이 상부 하우징 패널(57)에 근접해서 위치하므로 환자의 유방(52)을 통과하는 X-방사선을 화상화하는 임계영역을 테이블 플랫폼(22)에 가까이 제공하며, 가능한 환자의 가슴벽에 대해 수직으로 위치하는 상부 하우징 패널(57)과 근접하여 나란한 위치에서 인광판(62)상에 가시화상을 만들어낸다. 이러한 수단에 의해 환자 유방(52)의 최대체적이 D형상의 펠리클 미러(59)를 통과한 X-방사선을 이용하여 유선조영촬영 검사시에 노출된다.

제 7A-7C, 11, 및 12도는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하는데, 여기서는 차광하우징(54)이 고정 압착판(53)과 분리되어 있으며, 이 고정 압착판(53)으로부터 약간 떨어져 있는 피벗축(29) 주위에 튜브헤드(28)를 갖는 C-아암상에서 피벗운동하도록 장착되어 있다. 따라서 튜브헤드(28) 및 하우징(54)이 제 18도의 위치(28E-54E)로부터 제 19도의 위치(28F-54F)까지 유니트로써 서로 피벗하고 있다. 그 후 환자의 유방(52)의 실제 부위를 각 위치에서 이들 도면에서 도시되는 바와 같이 인광판(62)의 전체폭을 실제 이용하는 와이드 화상으로 관찰할 수 있다. CCD카메라(67)가 튜브헤드(28E), 즉 X-선 소오스(S1)에 의해 생성된 화상을 기록하면 곧 C-아암(27)은 튜브헤드 위치(28E), 즉 소오스(S2)로 회전될 수 있으며 인광판(62)의 전체폭은 또다시 제 2입체화상을 받아들일 수 있다.

제 11 및 12도는 본 발명의 제 2특징을 보여준다. 즉 기준홀(40)같은 X-선 비투과 표시마크(B1 및 B2)는 고정 압착판(53) 대신에 가동압착패널(38)상에 위치하므로 표시마크를 통과하는 어느 하나의 소오스 위치로부터 발산하는 방사선 통로는 인광판(62)이라는 유용한 화산영역내에 위치한다.

CCD 디지탈 화상 광학 시스템

바람직한 형태의 CCD 카메라(67)이 제 19도에 개요적으로 더욱 자세히 도시된다. 이 도면에서 렌즈(66)는 카메라 몸체(72)의 정면(73)상에 위치한 렌즈 마운트(71)상에 지지된다. 정면(73)은 그 밑에 CCD 어레이(76)가 위치하는 투광 윈도우(74)를 포함한다. 렌즈(66)에 의해 초점이 맞추어진 빛은 윈도우(74)를 통해 CCD 어레이(76)의 정면에 해당하는 초점면으로 전달된다. 어레이(76)는 그 후단이 대기중으로 연장된 열-전달핀(81)을 가지며 카메라 몸체의 뒷면(79)상에 장착되는 펠치에 더모일렉트릭쿨러(peltier thermoelectric cooler)(78)에 고정되는 콜드 핑거(cold finger)기둥(77)의 전단상에 장착된다. 링형상의 인쇄 회로 보오드(80)은 콜드 핑거 기둥(77)을 근접해거 감싸므로서 도체(제 19도에는 도시안됨)내의 저항손실을 최소로 해서 CCD 어레이(76)를 보오드(80)에 접속시킨다.

렌즈(66)의 초점면에 위치한 CCD 어레이(76)는 미러(59 및 64)를 통해 인장판(62)에 의해 생성된 초점이 맞추어진 화상을 수신하며, 어레이는 잽싸게 주사되어, X-선 필름을 처리하는데 요하는 지연과 같은 시간지연이 없어 바라는 조작, 강화, 및 장래 연구용으로 메모리내에 화상을 기억하는 것을 용이하게 한다.

제 18 및 20도에 가장 잘 도시되고 있는 바와 같이, 전체 디지탈 유선조영촬영 시스템의 일부를 구성하는 컴퓨터 및 관련 전자시스템은 컴퓨터(100), 제어모듈(102), 유선조영촬영 정보를 표시하는 모듈(104), 및 컴퓨터(100) 관련 디스크 드라이브(106) 및 키보드(103)로 이루어진다. 제 20도에 도시되는 바와 같이, 전자 시스템은 컴퓨터(100)내에 내재된 인터페이스 카드(110) 및 비디오 디스플레이 카드(112)를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 이용되는 컴퓨터, 비디오 카드 및 모니터에 관한 상세한 내용은 표 1에 제시된다.

[표 1]

디지탈 제어 로직 모듈(114) 및 아날로그 신호 처리기(116)은 전체 제어 모듈(102)을 형성한다. 디지탈 제어 논리 모듈은 CCD(76)용으로 이용되는 카메라(67)에 전달하기 위한 여러 클로킹 신호를 발생한다. CCD의 출력이 전달용 버스(122) 상에 CCD 출력신호를 발생하기 위해 프리앰플리파이어(120)를 통해 아날로그 신호 처리기(116)로 인가한다.

제 21도는 디지탈 제어 로직 모듈(114)의 상세한 블록도이며, 이 모듈과 출력 버스(126)상의 아날로그 신호 처리기 모듈(116) 사이에 전송되는 클램프된 샘플 및 데이터 뿐아니라 출력버스(124)상에서 발생된 특정클록 신호를 도시하고 있다. 컴퓨터로부터의 통합 제어신호는 도시되는 바와 같이 주 제어 로직 모듈(132)로의 라인(130)상에 수신된다.

아날로그 신호 처리기 모듈(116)에 관한 상세한 내용은 제 22도의 자세한 블록도에 도시된다. 제 20 및 22도에 도시되는 바와 같이 X-선 컴출기(134)로부터 X-선의 존재를 표시하는 X-선 상태신호가 입력 상태라인(136)상에 존재한다.

제 22도에 도시되는 바와 같이 라인(122)상에 수신된 CCD 출력신호는 CCD 화상의 디지탈 출력을 선입선출(FIFO) 메모리(148)에 전달하기 위해 입력 증폭기(138)로 제공되고, 거기서부터 클램프 및 샘플신호의 제어에 의해 두개의 샘플 및 홀드 모듈(140), 미분증폭기(142) 및 버퍼(144) 및 12비트 아날로그 디지탈 컨버터(146)로 제공된다. FIFO 메모리의 출력은 디스플레이 카드(112)를 통해 모니터(104)상에 출력화상을 전달하기 위해 컴퓨터에 의한 디스플레이 및 화환부리용 컴퓨터 인터페이스 카드(110)에 접속된다(제 18-20도 참조).

제 23도는 카메라(67)와, 버스(124)를 통한 디지탈 제어 로직 모듈(114) ; 버스(122)를 통한 CCD 디지탈 데이타의 출력; 버스(24)상에서 V클록(병렬클록)의 입력 ; 및 아날로그 및 디지탈 제어 로직 모듈(114 및 116)으로부터의 바이어스 전압 ; 을 도시하는 관련 전자장비를 상세히 보여주고 있다.

디지탈 화상 처리

제 20도에 도시되는 전체 화상 시스템은 디스플레이 모니터(104)상에 유선조영촬영 화상정보를 제공한다. 이같은 목적을 달성하기 위해 FIFO 메모리(148)(제 22도 참조)로부터 버스(150)상에서 수신된 디지탈화된 CCD 데이타는 프로그램 리스트 즉, 표 2에 설명된 컴퓨터 프로그램의 실행을 통해 컴퓨터(100)에 의해 제어된다. 표 2에 도시되는 바와 같이 유선조영촬영 정보의 디지탈 화상 처리 및 유선조영촬영 표시를 하기 위한 프로그램은 마이크로소프트사의 C하이레벨 언어 뿐만 아니라 마이크로소프트사의 어셈블리 언어로도 기록된다.

통상, 모니터(104)에 제공되는 화상은 각각의 픽셀이 8비트, 즉 256 발광값의 발광분해도를 갖는 1024×768 픽셀 이루어지는 비디오 표시에서 512×512 픽셀의 유선조영촬영 정보로 이루어진다. 본 발명은 1,024×1024 픽셀까지의 픽셀크기표시를 지원할 수 있다. CCD 카메라로부터의 발광값은 12비트, 즉 4096 발광값을 갖는 분해도를 갖는다. 물론 높은 발광 화상 용량을 갖는 디오 디스플레이 카드 및 모니터를 이용하여, CCD 카메라로부터 12-비트 발광정보를 표시할 수 있다.

CCD 카메라는 512×512 픽셀 어레이, 즉 1024×1024 픽셀 어레이로 데이타를 출력할 수 있다. 만약 더 높은 분해능의 어레이를 이용한다면 모니터(104)는 보통 가려진 CCD 화상의 꼭대기와 바닥에서 128열을 갖는 CCD 데이타의 1024×768 부분을 표시한다.

전반적인 디지탈 화상 처리 동작

표 1에 제시된 컴퓨터 프로그램 리스트는 유선조영촬영 정보의 표시에 있어서 아래와 같은 단계를 기본적으로 수행한다 : 즉 (1) 특정 CCD 화상장치와 관련된 패턴노이즈를 제거하고, 다크 필드를 추려냄으로써 전체 표시영역에서 각 픽셀에 대해 12비트 발광 정보를 발생하고; (2) 일장하지 않은 X-선 빔 조사로 인해 발광 X-선 정보의 어떠한 불균일성을 고르게 하기 위해 다크 필드를 종종 플랫 필딩으로 언급되는 화이트 필드로 나누며; (3) 표시된 데이타의 발광 분포도를 발생한다.

또한, 본 발명의 디지탈 화상 처리에 비례하는 그레이 스켈링이 구현되는 발광 범위값에 있어서 발광 윈도우를 이동시킬 뿐만 아니라 발광 윈도우를 효과적으로 좁히는 대비도를 증가시킬 수 있다(즉 0 내지 4, 095의 CCD 발광값에 대해서 윈도우를 이동시킴). 이러한 기능은 종종 윈도우잉(windowing)이라 언급된다. 특히 모니터(104)상에 표시된 대비도는 표시된 발광값을 줄임으로써 증가한다. 예컨대 1,000 내지 1,511의 발광값은 0 내지 4,095의 모든 발광값으로 표시될 수 있다.

이때 512개의 상이한 발광값(1, 511-1,000=512)이 발광값이 1,000인 화이트로부터 발광값이 1,511인 블랙까지 모니터(104)상에서 표시가능한 256개의 밝기값으로 맵된다. 1,000 또는 그 이하의 모든 발광값은 화이트로 표시되며, 1,511 또는 그 이상의 모든 발광값은 블랙으로 표시된다. 물론 CCD 카메라로부터의 발광값은 모니터상에서 반대로 표시될 수 있다. 상기 예에서, 1,000 또는 그 이하의 모든 발광값은 블랙으로 표시될 수 있으며, 1,511 또는 그 이상의 발광값에 대해서도 블랙으로 표시될 수 있다. 표시된 데이타를 빠르게 반전시킴으로써 만약 그렇지 않으면 오직 하나의 비디오 극성만이 표시가능할 때 가능한 것 이상으로 화상의 그림을 오퍼레이터가 볼 수 있다.

윈도우잉은 CCD 카메라로부터 발광값의 범위가 발광값 4,096를 내리오르면서 표시될 수 있는 능력이다. 상기 예에서 모니터(104)상에서 표시가능한 512개의 상이한 발광값이 밑으로 내림으로써 예컨대 70 내지 581의 픽셀 발광값과, 위로 올림으로써 4,020 내지 4,531의 픽셀 발광값을 포함할 수 있다. 이러한 일정한 제어와 윈도우잉을 결합함으로써 카메라로붙 수신된 오리지날 CCD 화상 데이타에 대해 진단하는데 있어 화상의 중요한 향상을 제공하게 된다.

더욱이, 화상 시스템에 의해 발광 분포도를 만들어낼 수 있다. 이 발광 분포도는 그 후 때때로 오토-그레이 스켈링으로 언급되는 처리공정에 이용된다. 본질적으로 이 처리공정은 CCD 화상 데이타를 분석해서 어떤 발광값에서 대부분의 픽셀을 갖는다. 통상, 특정 발광값에서 픽셀의 수는 제 24도에 도시되는 바와 같은 독특한 종형상을 가진다. 그 후 시스템은 대부분의 픽셀 발광값이 우선적으로 2,000 내지 3,000 범위내에 놓이며, 따라서 모니터상에는 그레이 스케일 같은 값을 표시할 것을 결정한다. 2,000 또는 그 이하의 발광값을 갖는 픽셀은 화이트로 표시가 되며, 3,000 또는 그 이상의 발광값을 갖는 픽셀은 블랙으로 표시된다. 따라서 처리공정은 대비도 강화를 위해 표시되는 발광값을 선택하는 것과 비슷하다.

본 발명은 또한 표시된 화상의 모든 혹은 하나의 서브세트상에서 동작할 수 있는 뒤틀림의 필터링과 에지의 강화를 포함한다. 뒤틀림의 필터링에 있어서 3×3 픽셀 혹은 5×5 픽셀이 매트릭스 사이즈를 갖는 커널은 그러한 뒤틀림의 필터닝이 소망되는 각 픽셀 주위에서 이용될 수 있다.

더욱이, 본 발명의 구현은 스크린 발광과 관련한 그레이 스케일에 대해서 참조용 테이블 기술을 이용함으로써 상기한 그레이 스케일 화상 맵핑에 대해 발광을 제공한다.

또다른 특징으로서는 급격히 변화하는 데이타에 대해 에지 강화를 효과적으로 제공하는 고공간 잡음제거용 로우 패드 필터링 뿐만 아니라 꼬리를 날카롭게 하기 위한 하이패스 필터링을 포함한다.

더욱이, 본 발명은 분포도 균등화(histogram equalization)와 대비도 신장(contrast stretching)을 수행할 수 있다. 상기한 뒤틀림의 필터링과 비슷하게, 이러한 기능들은 종종 관심영역이라고 일컬어지는 표시된 화상의 하나 혹은 모든 서브세트를 동작시킨다. 대비도 신장은 관심영역에 걸쳐 그레이 스케일을 효과적으로 신장시킴으로써 이같은 관심영역에서만 표시가능한 그레이 스케일의 이용가능한 전체범위를 이용하게 된다.

분포도 균등화에서 시스템은 관심영역의 데이타를 다시 맵시킴으로써 그에 따른 데이타는 각 분포도에 대해 동일한 수의 발생을 갖는다. 다시 말해, 분포도의 균등화를 행한 후 관심영역에서 발광분포도를 쳐다볼 때 분포도의 각 막대는 제 24도에 도시된 종-형상 곡선과 동일한 높이를 갖는다. 분포도 균등화는 비정상 상태의 가시화를 더욱 용이하게 하는 임의의 화상에 대해서 그레이 스케일의 연출을 강화하는데 도움이 된다.

마지막으로, 상기 입체방식 화상법은 표시된 화상의 커서 마킹을 이용하며, 표 2의 프로그램에서 구현된다. 디지탈 형태의 위치정보는 상호작동된, 즉 서보구동된 니들 가이드 스테이지나 캐리지(45)(제 6, 7도)상의 X, Y, 및 Z 제어 노브와 인터페이스되며, 널표시는 실제 좌표와 계산된 것이 일치함을 알린다. 이러한 인터페이싱은 컴퓨터 패드와 이용되는 것과 같은 필름 그리드 시스템을 갖는 디지탈화된 패드를 이용하여 니들 가이드 스테이지의 실제 좌표와 동일한 매칭을 만들어내는 좌표를 수동으로 계산하는 것에 대행한다.

여러 프로그램 모듈의 전체적인 동작은 표 2의 프로그램에서 그 모듈과 관련한 코멘트를 통해 설명된다. 전체적인 결과는 디지탈화된 정보를 제공할 뿐아니라 CCD 화상 센서와 관련한 인공물의 제거와 더불어 특정 관심영역의 축소 또는 확대, 에지강화를 포함하는 정보의 전체적인 강화를 제공한다. 일반적으로 디지탈 화상 처리과정은 방사 그래픽 화상을 이용해서 얻을 수 있는 정보보다 더 많은 정보를 검사하고 있는 의사에게 제공한다.

따라서 상기 목적 및 지금까지의 상세한 설명으로부터 명백한 목적을 효과적으로 구할 수 있음을 알 수 있으며, 본 발명의 영역을 벗어남없이 상기 구성내에서 임의의 변경이 만들어질 수 있기 때문에 상기 상세한 설명과 관련 도면에 포함된 모든 것은 하나의 예로서는 제시된 것이지 제한의 의미로 해석되어서는 안된다.

또한 다음의 특허청구의 범위는 여기에 설명된 본 발명의 모든 포괄적이고 특징적인 특징과, 언어의 문제에 있어서 그 범위내에 해당된다고 언급되는 본 발명의 영역에 대한 모든 표현을 포함하도록 의도되었음을 이해할 것이다.

[산업상 이용가능성]

따라서 본 발명은 유방의 환부에 대한 생체조직검사를 함에 있어 불필요하고 과도한 수술을 배제하고 간단하면서 정확하고, 환자의 환부에 부차적인 손상을 최소화할 수 있는 생체조직검사장치를 제공하는 것이다.

Claims (2)

1. 도달된 X-방사선을 디지탈 화상 신호 출력으로 변환하는 컴팩트 CCD 화상시스템에 있어서, 도달된X-방사선의 경로내에 위치하여, 도달된 X-방사선을 수신하고 그 내부로 전달하도록 X-선 투과벽 부재를 구비하는 공동(空洞) 카메라 하우징; 상기 하우징내의 도달된 X-방사선의 경로내에 위치하며, 도달된X-방사선이 나타내는 강도의 변화에 따라서 가시광선 화상을 그 기부에 가까운 표면상에 발생하는 인광판; 상기 투과벽 부재와 발광판 사이에 비스듬하게 위치하며, 실제 C-방사선에 투과되며, 그 아래면이 얇은 반사 코팅막을 지니고 있는 광펠리클 필름; 및 상기 인광판에 의해 발생되고 상기 반사 코팅막에 의해반사된 가시광선을 수신하도록 일렬로 배열된 CCD 카메라; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 CCD 화상시스템.
2. 제 1항에 있어서, 비스듬한 상기 펠리클 필름과 상기 CCD 카메라 사이에 위치한 제 2 반사미러를 추가로 포함함으로써 상기 펠리클 필름을 통해서 상기 인광판으로부터 상기 CCD 카메라로 뻗어있는 광학축이상기 하우징내에 컴팩트하게 위치하도록 접혀진 것을 특징으로 하는 CCD 화상 시스템.

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