KR100400604B1

KR100400604B1 - 휴대용엑스선장치

Info

Publication number: KR100400604B1
Application number: KR10-1998-0704843A
Authority: KR
Inventors: 데일 에이. 마일스
Original assignee: 데일 에이. 마일스
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2003-12-31
Also published as: CA2241130C; WO1997023120A1; KR20000064509A; CA2241130A1; EP0972430A1; AU1285597A; US5781610A; AU715394B2; DE69633746T2; DE69633746D1; EP0972430B1; JP2000501973A; US5631943A; EP0972430A4; ATE281058T1

Abstract

구강 내부(intraoral) 및 다른 X선 응용분야에서 사용하기 위한 휴대용 바람직하게는 한 손으로 파지가능한 X선 발생기(10)와, 경량의 휴대용 발생기(10)에 물리적으로 연결된 신규의 리셉터 홀더(24)와, 하나의 발생기(10)로서 복수의 작업에서 사용할 수 있는 특이한 관절암(104) 및 크레이들(108)을 이용하는 새로운 치과용 영상 취득 방법. 시스템 발생기는 감소된 X선 출력부와, 종래 치과용 X선 발생기 보다 더 작은 초점 스폿 면적을 가지며, 이것은 X선 출력부와 전체적인 환자의 X선의 부담을 줄인다. 또한 더 작은 초점 스폿은 미세한 영상으로서 개선된 해상도를 허용한다.

Description

휴대용 엑스선 장치

여러 해 동안 치과의사 같은 의학적 전문가는 질병 검출을 위해 통상 사용된 X선 촬영을 가지고 진단 결정을 행하고 처리를 감시하였다. X선은 X선 발생기에 의해 방출되어 이, 머리 및 턱의 뼈 및 연질 조직과 같이 관심있는 구조체를 관통하고 적합한 리셉터(receptor)에 의해 포획된다, 종래의 리셉터인 X선 사진 필름은 여전히 가장 널리 사용되고 있다. 그와 같은 필름에 근거한 시스템에 있어서, 은 할로겐 화합물 결정의 활성을 통해 필름상에 잠상이 발생되며 그후 화학 용액으로 노출된 필름을 처리함으로서 볼 수 있게 된다. 일련의 X선 필름이 환자에 노출될 때 그와 같은 필름 처리는 몇 분이 걸리게 된다, 필름 현상 후에 필름 배치 또는 상(image)의 기하학적 에러로 인해 상을 사용할 수 안는 상태로 되면, 일련의 새로운 필름이 노출하는 데 필요하다. 이는 환자의 X선 조사량(dose)을 증가시킨다.

근래에, 전하결합장치(CCD) 영상 리셉터의 사용을 통해 치과용의 X선 정보의 전자적 획득을 위해 도입된 시스템이 도입되었다. 구강, 구강내 및 악안면의 (maxillofacial) 상을 위한 종래의 CCD 리셉터는 방사선 보강 CCD 어레이(스웨덴준드바르 소재의 Regam SensAray) 또는 희토류 X선 스크린 물질 같은 신틸레이터(scintillator)에 결합된 CCD 어레이(프랑스 빈세느 소재의 Trophy Radiologie)가 사용되고 있다. 현재 치과용의 영상에 사용된 가장 큰 영역의 어레이는 대략 760화소 X 524화소 (미국 뉴욕 소재의 Schick Technologies)로 이는 약 10 line pairs/mm의 해상도를 만든다.

CCD 리셉터에 의한 영상처리는 X선 필름에서의 영상보다 약 70-80% 이하의 노출 시간을 요구한다. 그러므로 환자의 X선 조사량은 줄어들게 된다. 그러나 대부분 현재의 X선 발생기는 필름 리셉터와 함께 사용하도록 설계되었으며, 따라서 너무 많은 X선 방사선을 발생하게 되며, CCD 리셉터에 과부하가 걸리게 되고 환자에 흡수된 X선 조사량을 증가시킨다.

현재의 X선 발생기로 인한 다른 문제점은 그들이 크고 무거우며, 따라서 고정된 위치에 설치할 것을 요구한다. 치과용으로 적용하기 위한 X선. 발생기는 치과용 오퍼러토리(dental operatory)의 벽에 장착된 관절 암의 말단부에 고정 설치된다. 튜브헤드의 중량은 종종, 벽으로부터 최대 길이로 튜브헤드를 지지하기 위해 유닛을 설치하는 경우에, 벽에 추가적인 지지체의 배치를 요구한다. 치과는 보통 다수의 오퍼러토리를 포함하기 때문에 각 오퍼러토리에 대한 X선 영상 능력의 제공은 다수 X선 장치가 구입되어야 하므로 상당한 투자를 요구한다.

그리므로, 환자의 X선 조사량을 감소시키는 X선 장치를 필요로 하고 있다. 또한, 치과 진료실내의 설비의 중복을 감소하도록 여러 개의 다른 오퍼러토리에서 용이하게 사용할 수 있는 X선 장치를 필요로 한다. 본 발명은 상기의 필요들에 부응하기 위한 것이다.

본 발명은 일반적으로 엑스선(X선) 장치에 관한 것으로서, 특히 휴대용 X선장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 휴대용 X선 발생기의 개략적인 측면 단면도.

도 2는 본 발명의 전원 회로의 개략적인 회로 다이어그램.

도 3은 본 발명의 타이밍(timing) 및 제어 회로의 개략적인 회로 다이어그램.

도 4는 본 발명의 X선 발생기 구동 회로소자의 개략적인 회로 다이어그램.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 리셉터 홀더의 측면 입면도.

도 6은 도 5의 리셉터 홀더의 제 1 단부 입면도.

도 7은 도 5의 리셉터 홀더의 제 2 단부 입면도.

도 11은 본 발명의 리셉터 홀더의 제 2 실시예의 측면 입면도.

도 9는 도 8의 리셉터 홀더의 단면도.

도 10은 상악 치아(maxillary tooth)의 X선 영상을 제작하는 본 발명의 휴대용 X선 발생기의 측면 입면도.

도 11은 하악 치아(mandibular tooth)의 X선 영상을 제작하는 본 발명의 휴대용 X선 발생기의 측면 입면도.

도 12는 본 발명의 휴대용 X선 장치를 포함하는 치과 오퍼러토리의 사시도.

본 발명은 구강 내부와 다른 X선 분야에서 사용하기 위한 휴대용 바람직하게는 손으로 잡을 수 있는 X선 발생기에 관한 것이며, 그리고 경량 휴대용 발생기에 물리적으로 연결된 새로운 리셉터 홀더(recepter holder)와, 하나의 발생기로 다수의 오퍼러토리에서 사용될 수 있는 특이한, 관절 암 및 크레이들(cradle)을 사용하는 치과용 영상 획득의 새로운 방법에 관한 것이다. 상기 시스템의 발생기는 종례의 치과용 X선 발생기보다 작은 초점 스폿(focal spot) 영역과 감소된 X선 출력을 가지며, 이것이 전체적인 환자의 X선 부담 및 X선 출력을 감소시킨다. 보다 작은 초점 스폿은 또한 최종 영상의 해상도를 개선시킨다.

본 발명의 하나의 형태로 공개되어 있는 휴대용 X선 장치는, 휴대용 X선 장치가 한 손으로 잡을 수 있도록 형성된 핸들: 상기 핸들 내부에 고정되는 X선 튜브; 상기 X선 튜브가 작동될 때 시준 튜브 내부로 X선이 방사되도록 핸들에 배치되어 장착된 시준 튜브(collimated tube); 상기 X선 튜브에 외부 동력원을 접속하도록 작동되는 핸들의 내부 및 핸들의 외부간에 연장되는 배선, 상기 핸들에 장착되는 허가 스위치(enable switch); 핸들에 장착되는 조사 스위치(exposure swtch)를 포함하고, X선 튜브는 허가 스위치 및 조사 스위치가 모두 눌려졌을 때에만 X선이 방사된다.

본 발명의 다른 형태로서 공개되어 있는 휴대용 X선 장치는, 인클로저(enclosure); 상기 인클로저 내부에 장착되는 X선 튜브; 상기 X선 튜브가작동될 때 시준 튜브 내부로 X선이 방사되도록 배치되어 핸들에 장착된 시준 튜브; 상기 X선 튜브에 외부 동력원을 접속하도록 작동되는 핸들의 내부 및 핸들의 외부간에 연장되는 배선; 상기 X선 튜브를 구동하는 전압을 발생하도록 작동되는 동력 공급 회로를 구비하고, 동력 공급 회로는 상기 인클로저 내부에 수용되지 않으며 배선으로 상기 인클로저에 연결되며, 따라서 인클로저의 중량이 현저하게 감소된다.

본 발명의 또다른 형태에 있어서, X선 광원에 결합하기에 적합한 X선 영상 리셉터 홀더가 공개되며, 상기 흘더는 시준 튜브에 결합된 영상 리셉터 홀더를 구비하며, 상기 홀더는 기초 단부(proximal end) 및 말단부(distal end)를 갖는 수평부재와; 상기 수평 부재의 말단부에 부착되며 수평 부재를 횡단하여 연장하는 수직부재와; 상기 수평 부재에 설치되며 종방향으로 수평 부재상에서 미끄러지게 작동하는 횡단 슬라이딩 부재를 구비하며, X선 영상 리셉터는 상기 수직 부재와 슬라이딩 부재 사이에서 유지된다.

본 발명의 또다른 형태로서 공개되는 X선 영상을 발생시키는 방법은: (1) 한손으로 들 수 있게 형성된 핸들과; 상기 핸들내에 설치된 X선 튜브와, X선 튜브가 활성화될 때 X선이 시준 튜브로 방사되도록 배치되어 상기 핸들에 장착된 시준 튜브와; 핸들 내부와 핸들 외부 사이에서 연장하여 외부 전원을 X선 튜브에 결합시키는 작용을 하는 배선과; 핸들에 설치된 허가 스위치와, 핸들에 설치된 조사 스위치를 구비하며, 허가 스위치와 조사 스위치 양쪽이 모두 눌러졌을 때만 X선 튜브가 X선을 방사하는 휴대용 X선 장치를 제공하는 단계와; (2) 핸들을 한 손으로 움켜쥐는 단계와, (3) 제 1 손가락으로 허가 스위치를 누르는 단계와; (4) 촬영될 구조체를 시준 튜브와 리셉터 사이에 배치하고 시준 튜브를 X선 영상 리셉터에 조준하는 단계와; (5) 허가 스위치를 누른 위치에 유지하면서 제 2 손가락으로 조사 스위치를 누르는 단계를 구비한다.

본 발명의 또다른 형태로서 공개되는 X선 영상을 발생시키는 방법은: (1) 인클로저와, 상기 인클로저내에 설치된 X선 튜브와, X선 튜브가 활성화될 때 X선이 시준 튜브로 방사되도록 배치되어 핸들에 장착된 시준 튜브와, 인클로저의 내부와 인클로저의 외부 사이에서 연장하며 외부 전원을 X선 튜브에 연결하는 작용을 하는 배선과, X선 튜브를 구동하는 전압을 발생시키도록 작동하는 전원 회로를 구비하며, 상기 전원 회로가 인클로저내에 수용되지 않으며 배선에 의해 상기 인클로저에 결합됨으로써 인클로저의 무게가 현저하게 감소되는 휴대가능한 X선 장치를 제공하는 단계와; (2) X선 장치가 배치될 때 X선 장치를 보유하기에 적합한 크레이들을 갖는 관절 암을 제공하는 단계와; (3) 촬영할 구조체를 시준 튜브와 리셉터 사이에 두고 X선 영상 리셉터에 시준 튜브를 조준하는 단계와; (4) 크레이들이 X선 장치를 고정시키도록 관절 암을 이동시키는 단계와; (5) 허가 스위치를 누르는 단계와; (6) 조사 스위치를 누르는 단계를 구비하며, 허가 스위치 및 조사 스위치가 모두 눌려지지 않으면 X선 장치가 X선을 방사하지 않는다.

본 발명의 원리에 대한 이해를 돕기 위해, 도면에 도시된 실시예를 기초로 하고, 여기서 특정 용어는 동일한 부분을 기술하도록 사용된다. 이것이 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것이 아니며, 본 기술분야의 숙련자들은 도시된 장치의 이런 대안과 추가적인 변용 및 도시된 바와 같은 본 발명의 원리의 추가적인 응용을 일반적으로 얻을 수 있을 것이다.

본 발명은 구강 내부와 다른 X선 분야에서 사용하기 위한 휴대용 바람직하게는 손으로 잡을 수 있는 X선 발생기에 관한 것이며, 그리고 경량 휴대용 발생기에 물리적으로 연결된 새로운 리셉터 흘더(recepter holder)와, 하나의 발생기로 다수의 오퍼러토리에서 사용될 수 있는 특이한, 관절 암 및 크레이들(cradle)을 사용하는 치과용 영상 획득의 새로운 방법에 관한 것이다, 상기 시스템의 발생기는 종래의 치과용 X선 발생기보다 작은 초점 스폿(focal spot) 영역과 감소된 X선 출력을 가지며, 이것이 전체적인 환자의 X선 부담 및 X선 출력을 감소시킨다. 보다 작은 초점 스폿은 또한 최종 영상의 해상도를 개선시킨다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 휴대용 X선 발생기(10)의 양호한 실시예가 도시된다. X선 발생기(10)가 도 1의 단면도에 도시되고, 직사각형 시준 튜브(14)가 부착되는 "피스톨 그림(pistol grip)" 핸들(12)을 포함한다. 핸들(12)과 튜브(14)는 리타치(LITHARCH) 납 세라믹 재료나 납 도금된(lead-lined) 고밀도 플라스틱으로 형성되는 것이 바람직하다. 시준 튜브(14)의 말단 개구(16)는 2.5×3.0 cm인 것이 바람직하다. 시준 튜브(14)의 말단 개구(16)의 크기는 적절하게는 X선 발생기(10)와 함께 사용할 수 있도록 리셉터의 크기 보다 약간 클 뿐이다. 튜브(14)의 기초 단부는 대략 3×5 밀리미터의 개구(구멍 또는 출구)를 가지는 직사각형의 알루미늄 콜리메이터 (collimator)를 구비한다.

X선 영상을 기록하기 위해 X선 리셉터(20)가 제공된다. X선 리셉터(20)는 예를 들어 X선 필름 또는 CCD 센서와 같은 X선 방사선에 민감한 어떠한 장치라도 좋다. 리셉터(20)는 도 1에서 CCD 센서로서 도시되어 있으며, 종래 기술에서 공지된기록 및 영상 표시 장치에 CCD 리셉터(20)를 연결시키는데 사용되는 배선(22)을 구비한다. CCD 리셉터(20)는 시준 튜브(14)의 말단부 상에 형성된 다수 개의 결합 슬롯(28) 중의 하나와 결합하게 되는 막대(26)에 연결되는 리셉터 홀더(24) 내에 배치된다. 리셉터 홀더(24)와 결합 슬롯(28)의 설계와 작동에 대해서는 하기에서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

X선 발생기(10)의 핸들(12)은 X선 튜브(30)와, 관련된 구동 전자 회로(32)를 구비한다. X선 튜브(30)와 구동 전자 회로(32)는 도 4를 참조하여 하기에서 보다 더 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명이 휴대 가능한 X선 발생기, 바람직하게는 손으로 휴대할 수 있는 X선 발생기를 제공하는 것이기 때문에, 본 발명에서는 대개 X선 발생기에서 사용되는 절연 변압기를 제외하였다. 또한, 하기에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 고전압 변압기는 핸들(12) 내에 위치하지 않고 X선 발생기(10)에서 멀리 떨어져 있으며, 고전압 신호는 고전압 변압기에서 와이어를 통해 핸들(12) 내의 전자 회로(32)로 연결되어 있다. 핸들(12)은 종래 기술에서 공지된 바와 같이, 오일 또는 적절하게는 가스로 충전되어 X선 튜브(30)에서 발생된 열을 방출한다. 콜리메이터(18)에서 시준 튜브(14)의 말단부(16)까지의 거리는 대략 15센티미터이다.

직사각형의 시준 튜브(14)는 종래 거의 모든 치과 X선 튜브 헤드(tubehead)에 사용된 종래의 둥근 콘(cone) 보다 상당히 작다. 종래 기술의 둥근 콘의 직경은 대략 2.75"(6.99 cm)인 반면에, 튜브(14)는 적합하게는 단지 2.0"×l.5"(5.08cm×3.81 cm)의 크기일 뿐이다. 이와 같이 작은 크기는 리셉터가특별하게도 발생기에 고정되어 있기 때문에 가능하다. 이 배치는, 종래 기술의 자유 부동형(free-floating) 튜브 헤드를 조작자가 필름에 겨냥시킬 때 자주 발생하게 되는 수직 또는 수평 모서리 오차 때문에 필름을 재촬영할 필요가 없기 때문에 피부면 X선 조사량이 더 적어지게 되며, 또한 잠재적으로 X선 조사량도 감소한다. 또한, 양호하게는 0.3 mm의 초점 스폿이 종래 기술의 장치에서 현재 가능한 가장 작은 초점 스폿의 1/2 크기이다.

전자 회로(32)의 다양한 입출력 연결부는 핸들(12)의 베이스 내에 장착된 전기 커넥터(34)에 결합되어 있다. 상기 연결에 대해서는 하기에서 더욱 상세히 기술하기로 한다. 허가 스위치(36)와 X선 발생 스위치(38)가 커넥터(34)에 또한 연결된다. 허가 스위치(36)는 양호하게는 사용자의 집게손가락으로 용이하게 누를 수 있는 위치에서 핸들(12)에 위치한다. 하기에서 보다 더 상세하게 기술하는 바와 같이, 허가 스위치(36)는 전류를 흘려서 X선 발생기(10)에서 X선을 실제로 발생하기 이전애 X선 튜브(30)를 예열한다. 허가 스위치(36)가 눌린 이후에, 조작자는 X선 발생 스위치(38)를 눌러서 X선 발생기(10)를 활성화한다. X선 발생 스위치(38)는 양호하게는 조작자의 엄지손가락으로 용이하게 접근할 수 있는 위치에서 핸들(12) 상에 위치한다. 두 개의 스위치 구조는 장치의 부주의한 발사에 대한 보호수단으로 작용해야 하며 하기에서 보다 더 상세하게 설명하기로 한다. 본 기술 분야의 숙련자는 핸들(12) 내의 배선에 전기 커넥터(34)를 사용하지 않고 외부 전자회로에 실선배선(hard-wire)시킬 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

도 2에는, 본 발명의 휴대용 X선 발생기에 대한 전원회로(40)가 설명되어 있다. 상기 전원회로(40)는 적합하게도 그의 중량을 감소시키기 위해 핸들(12)내에 내장되지 않는다. 그 대신에 상기 전원회로(40)는 별개의 하우징에 내장되며, 케이블을 통해 핸들(12)에 결속된다(도 10 참조). 상기 전원회로(40)는 입력부(42,44)의 표준 110 볼트의 전력 라인에 결속된다. 상기 110 볼트 입력부(42,44)는 기술에서 공지된 바와 같이 12 볼트 입력부(48)을 발생시키기 위해 12 볼트 조정기(46)에 결속된다. 상기 동력 라인 입력부(42,44)는 전파 정류기(D1)에 부가로 결속된다. 상기 전파 정류기(D1)의 출력 포트는 1,000μF 커패시터(C1)를 가로질러 위치한다. 상기 커패시터(C1)를 가로질러 위치하는 전압은 160 볼트 DC가 대표적이다. (SG3524와 같은) 스위칭 조정 제어기 칩(U5)은 변압기(T1)에 결속되는 2개의 제어 출력(CA,CB)을 생성한다. 적합하게도 상기 변압기(T1)는 120 턴 중간탭형 1차 코일(center tapped primary)과 84 턴 중간탭형 2차 코일을 갖는다. 상기 변압기(T1)는 2개의 제어 신호를 직렬 전력 전계 효과 트랜지스터(FET; Q7)를 공급하는 단일 신호와 조합한다.

상기 전력 FET(Q7)의 듀티 사이클은 출력 포트(50,52)에 나타나는 출력 전압을 결정한다. 상기 스위칭 조정기(U5)는 전류를 직렬 유도자(L1)에 공급하며, 그 전류(i)는 다음의 수학식 1에 따라 유도자(L1)와 인덕턴스(L)를 가르는 전압차(v)에 의해 결정된 비율로 증가된다:

[수학식 1]

v=L di/dt

몇 마이크로세컨드 후에, 상기 FET(Q7)는 스위칭 오프되고, 인덕턴스(L)는유도자(L1)의 입력 전압을 접지로 신속히 전환시키며, 여기서 전류가 다음과 같은 공식에 따라 강하하기 시작하는 시점에서 클램프 다이오드(D5)에 의해 중단된다:

[수학식 2]

v'= -L di/dt

여기서, v'는 단자(50,52)를 가로질러서 나타나는 출력전압.

온 ·오프 시간 비는 출력 전압을 결정하고 스위칭 레귤레이터(U5)는 이것을 제어한다. 스위칭 레귤레이터는 매우 효율적이고, 매우 적은 열을 발생시키며, 전원회로(40)용 부품은 작고 저렴하다. 상기 회로(40)가 절연용 정류기(D1)만을 갖는 입력부(42,44)에서 전선에 묶여진다는 것은 본 기술 분야에 숙련된 자는 이해할것이다. 따라서, 본 발명은 작고 경량의 시스템을 유지하기 위해 상기 시스템에서 통상 사용되는 절연 변압기를 배제한다. 단자(50,52)를 가로질러서 나타나는 출력전압은 통상 +100 VDC 이나, X선 튜브(30) 음극 전압을 20 내지 80 kVp 사이에 설정하기 위하여 +40 내지 +120 DVC사이의 어디라도 설정될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제어 회로는 참조부호 60으로 도시되어 있다. 제어 회로(60)는 전원 공급 회로(40 ; 도 10 참조)와 동일한 하우징에 양호하게 장착되어 있다 제어 회로(60)는 두 타이밍 신호 즉, 필라멘트 예열 신호와 조사 시간 신호를 발생하기 위하여 이중 단안정 다조파 발진기(UIA,UIB ; 양호하게는 4538)를 사용한다 UIB의 핀(11)에 대한 쇼트 네가티브 펄스는 UIB의 핀(9)을 +12V로 부터 1.0초 동안 접지로 전환된 다음에 +12V로 복귀된다. UIB의 핀(9)상에서의 출력신호는 다이오드(D2)를 통하여 사용 허가 신호로서 조절가능한 스위칭 레귤레이터(U3 ;양호하게는 내쇼날 세미컨덕터에서 제조한 LM1575adj)에 연결된다. 스위칭 레귤레이터(U3)는 출력 포트(62)에 인가되며 +2V 내지 +11V 까지 조절가능한 출력 전압을 생성한다. 출력 포트(62)는 도 4의 필라멘트 변압기(T10)의 중심캡에 연결된다.

U4, Q3, Q4 회로는 출력 포트(64,66)를 거쳐서 도 4의 필라멘트 변압기(T10)에 연결되는 구형파 전력 발생기를 포함한다. 가변 레지스터(R12)(U3에 연결된)를 조정하면 필라멘트 전압이 세트되며 이에 따라서 X선 발생관(30)의 양극 전류가 설정될 것이다. 상기 필라멘트 전류는 U3가 사용될 때에만 흐른다.

1.0초 시간 간격이 종료할 때, U1B의 핀(10)이 U1A의 핀(5)에 신호를 공급하여 U1A의 핀(7)에서 조사 게이트를 발생시킨다. 조사 게이트 신호는 U3를 사용할 수 있도록 또하나의 다이오드 D1을 공급하므로 필라멘트 회로가 예열시간(1.0초)과 조사시간(조사시간이 얼마일지라도)을 합한 시간 중에 에너지를 공급받는다. 조사시간은 U1A의 입력부에서 R1 및 C1의 곱에 의해 정해진다. 0.1초 조사시간은 도 3의 값으로 나타나 있다. 그러나, R1 및 C1은 간단한 스위칭 회로에 의해 바뀔 수 있으므로 가변 조사시간이 조작자에 의해 선택될 수 있다. 그러한 스위칭 회로로써 조작자가 이용할 수 있도록 만들어진 저항값 및 커패시턴스값은 X선 발생기를 위해 필요에 따라 응용함으로써 결정된다. 양호한 실시예에서, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10, 0.15, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 및 0.60초의 조사시간이 제공되어 있다.

U1A의 핀(7)에서 조사 게이트 신호는 또한 허가 신호로서 U2(양호하게는 SG3525)로 송신되고, 상기 U2는 2개의 전력 FET, Q1 및 Q2를 공급하는 저임피던스 구형파(square wave) 발생기로서 사용된다. 상기 2개의 전력 FET는 고전압 변압기T11를 공급한다. 고전압 변압기 T11의 출력부는 출력포트(68,70)에 연결되어 있고, 상기 출력포트는 X선 발생기 핸들(12)에서 배전압 정류기로 공급한다.

상기 포트(68,70)에 연결된 회로는 T11의 이차코일(secondary)을 통하여 비교적 낮은 커패시턴스로서의 T11의 일차코일(primary)에 연결되어 있는 비교적 큰 분포 커패시턴스(distributed capacitance)를 가진다. 회로가 Q1 에서 Q2로 또는 Q2 에서 Q1으로 전환할 때, 상기 커패시턴스는 이 커패시턴스가 충전될 때까지 단락 회로와 같이 T11의 일차회로를 만든다. 그러므로, 몇몇 형태의 전류 제한 회로는 회로를 적절하게 작동하기 위하여 순서대로 사용되어야만 한다. 본 발명에서, 상기 유도기(L2)는 제한 유도기로 사용된다. 커패시턴스가 완전하게 충전될 때, 전류의 갑작스런 변화는 상기 유도기에 의하여 제한되고, 저장된 에너지는 작은 부하 레지스터(R18)내로 다이오드(D4)를 거쳐서 방출된다. 상기 X선 발생기 튜브(30)에서 아크가 발생되면, 고전압의 과도전류는 과도전류 신호가 FET(Q1 및 Q2)를 손상시키지 않고 이들의 에너지를 발산하도록 하기에 충분한 원래의(raw) + 160VDC로 상기 다이오드(D5)에 의하여 제한된다. 당업자는 사용자와 전력 라인 전압(power line voltage)사이의 어떠한 연결도 방지하기 위하여 변압기(T11)의 절연과, 필라멘트 변압기(T10)의 절연(도 4 참고)에 의존한다.

이완 진동자(relaxation oscillator)(U20)(양호하게는 LM555) 또한 U1A의 핀(7)에 의하여 제공되는 조사 게이트 신호에 연결되다. 상기 게이트의 시작에서, U20은 조사를 지시하기 위하여 핀(3)에서 진동자 출력을 작동시킬 것이고, 작은 비퍼(beeper) 및 LED를 여기시킬 것이다. U20의 동작 시간은 상기 실질적인 조사시간이 (0.01초 보다 작을지라도 볼 수 있고 들을 수 있기에 충분한 대략 0.5 초이다.

미국의 안전성 규칙과 일반적인 센스는 "데드-맨(dead-man)"스위치를 X선 발생기용 제어 회로내로 합체할 것을 요구한다. 이것은 상기 데드-맨 허가 스위치(36)가 동시에 가압되지 않는다면, 상기 조작자의 조사 스위치(38)가 상기 X선 발생기 튜브(30)로부터 X선 방출을 허용하지 않을 것이라는 것을 의미한다. 이러한 점은 상기 + 100 VDC 라인과 직렬로 연결된 접촉부를 가지는 공통 릴레이(72)로써 성취된다. 상기 허가 스위치(34)는 포트(74)를 거쳐서 상기 유도기(L2)에 상기 +100 VDC 전압을 연결한다.

도 4에서, 휴대용 X선 발생기의 핸들(12)내에 위치된 회로(32)가 보다 상세히 도시된다. 상기 고압 회로(32)는 25 kHz에서 작동되고, 전압 10-터플러(tupler)를 합체한다. 또한, 상기 필라멘트 회로는 25 kHz에서 작동되고, 상기 변압기(T10)의 이차코일은 절연 와이어의 3개의 턴을 포함한다. 상기 고압 회로(32)의 크기와 중량은 도 1의 X선 발생기(10)가 조작자에 의하여 손쉽게 취급되도록 하기 위하여 비교적 작다 상기 필라멘트 변압기(T10)는 시스템 중량을 더욱 감소시키기 위하여 작은 페라이트 코어를 사용한다.

도 5 내지 7에서, 상기 X선 리셉터 홀더(24)의 제 1 실시예가 도시된다. 상기 홀더(24)는 수평부재(80)와 부착된 수직부재(82)를 포함한다. 상기 X선 리셉터(20)는 도시된 부재 80과 82사이의 접합부에서 형성된 리세스내에 견고하게 결합된다. 슬롯(84)은, 상기 리셉터(20)가 CCD 장치일 때 X선 리셉터(20)를 제어하여 이 리셉터로부터 정보를 다운로드하는데 사용되는 배선(22)을 수용하기 위하여수직 부재(82)에 형성된다. 상기 수평 부재(80)는 X선 튜브(14)의 결합 슬롯(28)과 결합하는 위치결정 바아(26)를 장착하기 위하여 종방향 슬롯(86)을 포함한다. 상기 위치결정 바아(26)에 장착된 리셉터 홀더(28)를 사용하면 센서(20)와 휴대용 X선발생기(10) 사이의 완전한 병렬성이 자동적으로 발생될 것이고, 그래서 잘못된 수직 및 수평 앵귤레이션(angulation)으로 인한 비임 정렬 문제점을 제거한다. 다시 말하면, 상기 센서(20)는 X선 비임에 항상 수직으로 될 것이다. 이러한 점은 양호하게 정렬되지 않은 리셉터(20)의 재촬영을 제거시킴으로써, 앵귤레이션 에러로 인하여 발생되는 환자에게 흡수되는 X선 양을 감소시킨다. 또한, 상기 홀더(24)와 비임 정렬 암(26)은 휴대용 X선 발생기(10)로부터 해체가능하고, 따라서 이후의 재사용을 위하여 고압솥으로 살균처리될 수 있다(autoclaved).

제 2 실시예의 리셉터 흘더(24a)는 도 8 및 9에 도시되어 있다. 상기 흘더(24a)는 수평부재(80a) 및 부착된 수직부재(82a)를 포함한다. 수평 부재(80a)는 X선 튜브(14)의 결합 슬롯(28)과 결합하는 위치결정 바아(26)를 설치하기 위해, 내부에 종방향 슬롯(도시 생략)을 포함한다. X선 리셉터(20)는 도시된 바와 같이 부재(80a, 82a) 사이의 접합부에 배치될 수 있다.

슬롯(도시 생략)은, 리셉터(20)가 CCD 장치일 때 X선 리셉터(20)를 제어하여 이 리셉터로부터 정보를 다운로드하기 위해 사용되는 배선(22)을 수용하도록 수직부재(82a)에 형성된다. 리셉터(20)는 수평 부재(80a)의 한 측부 상에 형성된 트랙(90) 내에 장착되는 슬라이드 바아(88)에 의해서 제 자리에서 유지진다. 슬라이드 바아(88)는 리셉터 홀더(24)가 특정 두께를 갖는 X선 리셉터(20)와 함께 사용되도록 허용한다. CCD 리셉터는 두께가 변화되고, 모든 리셉터는 X선 필름 보다 더욱 두껍기 때문에, 리셉터 홀더(24a)는 어느 크기의 리셉터도 수용할 수 있다.

도 10은, 특히, 상악 치아의 X선 방사선 사진을 만드는 것으로서 치과 분야에서 휴대용 X선 발생기(10)의 사용을 도시한다. 이러한 구성에서, 빔 정렬 암(26)은 X선 튜브(14)의 하부 결합 슬롯(28)에 배치되며, 이것은 리셉터(20)와 리셉터 홀더(24)가 환자의 입안에 배치되고 상악 치아(90)의 후방 위로 연장하도록 허용한다, 하악 치아(92)에 대해 휴대용 X선 장치(10)를 사용하는데 상응하는 위치는 도 11에 도시되고, 이러한 방향에서, 빔 정렬 암은 X선 러셉터(20)가 하악 치아(92)의 뒤에서 아래 방향으로 연장되도록 X선 튜브(14)의 상부 결합 슬롯(28) 안으로 삽입된다.

본 발명의 손에 쥐는 X선 장치(10)의 한 장점은, 장치의 손에 쥐는 특성이 X선 기술자에 의해 용이하게 사용되고 오퍼러토리에서 다음 오퍼러토리로 이동하는 장치의 휴대성을 높인다는 점이다. 이러한 휴대성은 하나의 손에 쥐는 X선 장치(10)로써 여러 곳의 다른 오퍼러토리에서 사용하도록 허용하고, 그리하여 치과의사, 의사, 병원, 수의사 등과 같은 소유자에게 장비 및 유지관리비를 크게 감소시켜 준다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 휴대용 X선 장치(10)를 포함하는 제1 실시예의 치과용 오퍼러토리가 도시되었다. 치과 환자 의자(100)는 치과 진료시 치과의사에게 필요한 모든 도구 및 장비를 포함하는 치과 장비(102) 옆에 배치되었다. 관절 암(104)은 적당한 연결체(106)를 이용하여 치과 장비(102)에 결합된다. 다르게는, 관절 암(104)은 버팀대 없이 설 수 있고 자체 베이스(도시생략)를 합체한다.관절 암(104)의 말단부는 휴대용 X선 장치(10)를 해제가능하게 유지하기에 적합한 크레이들(108)을 포함한다. X선 장치의 전원 및 제어회로(40, 60)는 치과 장비(102)내 또는 그 위에 배치될 수 있는 적당한 박스내에 수용된다. 케이블(110)은 휴대용 X선 장치(10)를 이들 회로에 연결한다. 관절 암(104)은 환자에 대해 휴대용 X선 장치(10)의 위치를 조정하도록 허용하는 복수의 이동 조인트(112)를 갖는다. 휴대용 X선 장치(10)를 공유하는 오퍼러토리들의 배열구조는 여러 개의 다른 방법으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 각 오퍼러토리는 그 자신의 관절 암(104) 및 제어 회로(40, 60)를 포함할 수 있고, 반면에 단일 휴대용 X선 장치(10) 및 케이블(110)은 오퍼러토리로부터 오퍼러토리로 이동된다. 관절 암(104)의 단부에 크레이들(108)을 설치하면 휴대용 X선 장치(10)를 오퍼러토리의 장비에 신속하고 편리하게 연결할 수 있다. 다르게는, 각 오퍼러토리는 관절 팔(104) 및 제어 회로(40, 60)와 함께 장착할 수 있고, 휴대용 X선 장치(10)는 한 유닛으로서 오퍼러토리로부터 오퍼러토리까지 이동될 수 있다. 또한 이것은 소유주에 의해 장비 비용이 절감되게 한다.

작동시에 휴대용 X선 장치(10)를 유지하도록 관절 암(104)목 이용한다면, X선 장치(10) 위에 있는 허가 및 점화 스위치(36, 38)를 사용하는 대신에 원격 제어점화 기구가 사용될 수도 있다. 그러한 원격 제어 점차 기구는 장치(10)에 실선배선될 수도 있으며, 또한 적외선이나 저주파 RF 신호를 이용한 무선 원격 제어일 수도 있다. 그러한 원격 제어 점화 기구를 사용함으로써, 조작자는 휴대용 X선 발생기(10)에 의한 X선의 발생 전에 그 장소를 떠날 수 있다. 다른 방식으로서, 조작자는 X선 발생기(10)에 의하여 발생된 X선 조사량이 크게 감소되기 때문에 그 장소를 떠나지 않고도 휴대용 X선 발생기(10)를 이용할 수도 있다. 이러한 상황하에서, 조작자가 작동시에 X선 발생기(10)를 단순히 그의 손에 들 수도 있기 때문에 관절 암(104)의 사용은 선택 사항이다. 또한 추가의 선택 사항으로서, 케이블(110)이 관절 암(104)과 일체로 구성되며 크레이들(108) 내의 커넥터(도시 안함)에 연결되어, 결과적으로 휴대용 X선 발생기(10)는, 휴대용 X선 발생기(10)의 커넥터(34)가 케이블(110) 끝에 부착된 커넥터와 짝을 이룬 크레이들(108)과 연결될 수도 있다는 것이다. 상기와 같은 설치는 치과용 유닛(102)에서 드러난 와이어 개수를 최소화한다.

상술한 기술과 도면을 통하여 본 발명을 상세히 설명하였으며 그리고 본 발명은 특징면에서 제한없이 고려되어져야 하며, 여기서는 바람직한 실시예만을 도시하고 설명하였으나 본 발명의 기본 개념에 따르는 모든 변경과 수정은 보호받는 것이 바람직하다.

Claims

한 손으로 잡을 수 있게 구성된 핸들과;

상기 핸들 내에 장착된 X선 튜브와;

상기 X선 튜브가 작동될 때 X선이 시준 튜브로 방사되도록 배치되고 핸들에 장착된 시준 튜브와;

외부전원을 X선 튜브에 연결하는 작용을 하고 핸들의 내부와 외부사이로 연장하는 배선과;

상기 핸들에 장착된 허가 스위치와:

상기 핸들에 장착된 조사 스위치를 포함하며,

상기 X선 튜브는 상기 허가 스위치와 조사 스위치가 함께 눌려질 때에만 X선을 방사하는 휴대용 X선 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 X선 튜브를 구동하기 위해 전압을 발생시키도록 작동하는 전원회로와,

X선 튜브의 조사시간을 제어하도록 작동하는 제어 회로를 부가로 포함하며,

상기 전원회로와 제어회로는 핸들 내에 내장되지 않고 배선에 의해 핸들에 연결되며, 그래서 핸들의 중량이 현저히 감소되는 휴대용 X선 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제어회로는 허가 스위치가 눌러질 때 워밍업 전류를X선 튜브에 인가시키는 휴대용 X선 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제어회로는 조사 스위치가 눌러질 때 전원회로가 구동전압을 발생시키게 하는 휴대용 X선 장치.
제 1 항에 있어서, 핸들에 연결되고, 배선에 전도 가능하게 연결된 다중 핀 커넥터를 부가로 포함하는 휴대용 X선 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 시준 튜브에 연결되는 영상 리셉터 홀더를 추가로 포함하며,

상기 영상 리셉터 홀더는,

기초단부와 말단부를 갖는 수평 부재와;

상기 수평부재의 말단부에 부착되어 횡방향으로 연장되는 수직 부재와,

상기 수평부재에 장착되어 수평부재상에서 종방향으로 슬라이드하는 횡단 슬라이딩 부재를 포함하고,

상기 수직부재와 슬라이딩 부재 사이에서 X선 영상 리셉터를 유지하는 휴대용 X선 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 X선 영상 리셉터는 CCD 어레이인 휴대용 X선 장치.
제 1 항에 있어서, X선 장치 내부에 배치될 때 X선 장치를 유지시키는 크레이들(cradle)을 추가로 포함하며,

상기 크레이들은 환자에 대하여 위치를 조절할 수 있는 휴대용 X선 장치.
휴대용 X선 장치에 있어서,

인클로저(enclosure)와;

상기 인클로저내에 장착되는 X선 튜브와;

상기 인클로저에 장착되며 X선 튜브의 작동시에 시준 튜브로 X선이 방사되도록 배치되는 시준 튜브와;

인클로저의 내부와 외부 사이에서 연장되고 외부 전원을 X선 튜브에 연결시키는 작용을 하는 배선과;

X선 튜브를 구동시키도록 전압을 발생시키는 작용을 하며. 인클로저의 무게가 현저히 감소되지 않도록 인클로저내에 한정되지 않고 배선에 의해 인클로저에 연결되는 전원회로와;

X선 튜브의 조사시간을 제어하는 작용을 하며, 인클로저내에 한정되지 않고 배선에 의해 인클로저에 연결되는 제어 회로와:

상기 전원 회로 및 제어회로에 연결되는 원격 제어 수신기와;

허가 신호와 조사 신호를 원격 제어 수신기에 무선 송신하는 작용을 하는 원격 제어 송신기를 포함하며,

상기 허가 신호가 원격 제어 수신기에 의해 수신되면 제어회로에 의해 워밍업 전류가 X선 튜브에 인가되는 휴대용 X선 장치.
제 9 항에 있어서, 조사 신호가 원격 제어 수신기에 수신될 때 제어회로는 구동 전압을 발생시키기 위해 전원 회로를 발생시키는 휴대용 X-선 장치.
제 9 항에 있어서, 배선에 전도 가능하게 연결되고 인클로저에 연결된 멀티핀 커넥터를 부가로 포함하는 휴대용 X-선 장치.
제 9 항에 있어서, 시준 튜브에 연결된 영상 리셉터 흘더를 부가로 포함하고, 상기 홀더는,

기초 단부 및 말단부를 가지는 수평 부재와;

상기 수평 부재 말단부에 부착되어 횡방향으로 연장하는 수직 부재와;

수평 부재에 설치되어 수평 부재 위에서 종방향으로 슬라이드하는 횡단 슬라이딩 부재를 포함하고,

X-선 영상 리셉터가 상기 수직 부재와 상기 슬라이딩 부재 사이에 보유될 수 있는 휴대용 X-선 장치.
제 12 항에 있어서, X-선 영상 리셉터는 CCD 어레이인 휴대용 X-선장치.
제 9 항에 있어서, X선 장치 내부에 배치될 때 X선 장치를 유지시키는 크레이들(cradle)을 추가로 포함하며,

상기 크레이들은 환자에 대하여 위치를 조절할 수 있는 휴대용 X선 장치.
X-선 소스에 연결되기에 적합한 X-선 영상 리셉터 흘더에 있어서,

상기 X선 영상 리셉터 홀더는 시준 튜브에 연결되는 영상 리셉터 홀더를 포함하며,

상기 영상 리셉터 홀더는,

기초단부와 말단부를 갖는 수평 부재와;

상기 수평부재의 말단부에 부착되어 황방향으로 연장되는 수직 부재와;

상기 수평부재에 장착되어 수평부재상에서 종방향으로 슬라이드하는 횡단 슬라이딩 부재를 포함하고,

상기 수직부재와 슬라이딩 부재 사이에서 X선 영상 리셉터를 유지하는 X선 영상 리셉터 홀더.
제 15 항에 있어서, X선 영상 리셉터는 CCD 어레이인 X선 영상 리셉터 홀더.
X선 영상을 발생하는 방법에 있어서,

(a) 한 손으로 잡을 수 있도록 구성된 핸들과;

상기 핸들 안에 장착되는 X선 튜브와;

상기 X선 튜브가 활성화될 때 X선이 시준튜브로 방사되도록 핸들내에 장착되어 배치되는 시준 튜브와;

상기 핸들 내부와 핸들 외부 사이에서 연장하고 외부 전원을 X선 튜브에 연결시키는 배선과;

상기 핸들에 장착된 허가 스위치와;

상기 핸들에 장착된 조사 스위치를 포함하고, 여기서 허가 스위치와 조사 스위치 모두가 눌러졌을 때 X선 튜브는 단지 X선을 방사하는 구성으로 된 휴대용 X선 장치를 제공하는 단계와,

(b) 한 손으로 핸들을 파지하는 단계와;

(c) 첫 번째 손가락으로 허가 스위치를 누르는 단계와;

(d) 영상으로 나타나는 구조체는 시준 튜브와 리셉터 사이에 위치되고, X선 영상 리셉터에 대해 시준 튜브를 겨냥하는 단계와;

(e) 허가 스위치를 눌린 위치에 유지하면서 제 2 손가락으로 조사 스위치를 누르는 단계를 포함하는 X선 영상 발생방법,
X선 영상을 발생하는 방법에 있어서,

(a) 인클로저와;

상기 인클로저 내에 장착된 X선 튜브와,

상기 인클로저에 장착되며 X선 튜브가 활성화될 때 X선이 시준 튜브로 방출되도록 배치되는 시준 튜브와;

상기 인클로저의 내부와 외부 사이로 연장되며 상기 X선 튜브에 외부 전원을연결시키는 배선과,

상기 X선 튜브를 구동하기 위한 전압을 발생시키며 상기 인클로저 내에 내장되지 않으며, 상기 인클로저에 배선에 의해 연결됨으로써 인클로저의 중량이 크게 감소되는 전원 회로를 포함하는 휴대용 X선 장치를 제공하는 단계와;

(b) X선 장치내에 위치될 때 X선 장치를 유지하기에 적합한 크레이들을 구비한 관절 암을 제공하는 단계와;

(c) 영상으로 나타내는 구조체가 상기 시준 튜브와 리셉터 사이에 배치되어 있는 동안에 X선 영상 리셉터로 시준 튜브를 겨냥하는 단계와,

(d) 크레이들이 X선 장치를 보유하도록 관절 암을 이동시키는 단계와,

(e) 허가 스위치를 누르는 단계와;

(f) 조사 스위치를 누르는 단계를 포함하고,

상기 X선 장치는 상기 허가 스위치와 조사 스위치가 눌리지 않으면 X선을 방출하지 않는 X선 영상 발생 방법.
제 18항에 있어서, 상기 허가 스위치와 조사 스위치는 무선 원격제어 장치에 의해 X선 장치에 연결되는 X선 영상 발생 방법.