KR100443135B1 - 의료용 디지털 엑스레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피측정체를 투과한 엑스선을 감지하기 위해 신틸레이터가 홀에 도포된 형광판을 통해 CCD 카메라로부터 얻어진 영상 데이터를 동화상으로 디스플레이 함으로서 엑스레이 촬영이 보다 정확하고 용이하게 이루어져 시스템의 사용 편의성을 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 의료용 디지털 엑스레이 장치에 관한 것으로,

소정의 고전압을 통해 엑스선을 방출하기 위한 엑스선 전자관과,

상기 엑스선 전자관으로 부터 출력되는 전자를 투과시키기 위한 투시창과,

일정면적의 판에 다수개의 홀을 형성하며, 상기 홀의 내주연에 신틸레이터를 도포하여 상기 투시창으로 입사된 엑스선을 가시화시키기 위한 형광판 및,

상기 형광판의 후단부에 설치되어 상기 형광판으로 가시화된 화면을 전기적 신호로 변환하기 위한 CCD카메라를 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

의료용 디지털 엑스레이 장치{The Digital X-ray Unit for Medical Center}

본 발명은 의료용 디지털 엑스레이 장치에 관한 것으로, 피측정체를 투과한엑스선을 감지하기 위해 신틸레이터가 홀에 도포된 형광판을 통해 CCD 카메라로부터 얻어진 영상 데이터를 동화상으로 디스플레이 함으로서 엑스레이 촬영이 보다 정확하고 용이하게 이루어져 시스템의 사용 편의성을 향상시키도록 한 것을 특징으로 하는 의료용 디지털 엑스레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 의료계에서 사용되는 엑스선(X-RAY) 촬영기법에서는 통상적으로 전산화 단층촬영기법과, 엑스레이 형광투시법 및 엑스레이 사진법이 사용된다.

상기 엑스레이 사진법(X-RAY RADIOGRAPHY)은 엑스레이가 물체를 통과하여 인체내의 조직에 따라 필름상에 감광되는 엑스레이의 방사선 감약계수를 이용한 것으로, 필름의 전면부로 형광물질이 발라져 있는 얇은 판 즉, 증감지(Intensifier Screen)를 밀접시켜, 엑스레이가 형광물질에 작용하여 형광을 내게 하고 이 형광이 상기 필름을 감광시켜 영상을 얻도록 하고 있다.

도 1은 엑스레이 사진법에 사용되는 시스템을 나타낸 도면이다.

먼저 도 1을 참조하면, 엑스선을 방출하기 위한 엑스선 전자관(11)과 상기 엑스선 전자관(11)에서 방사되는 엑스선에 의해 피측정제(13)의 내부조직을 현상하기 위한 필름판(15)이 구비된다.

상기 필름판(15)은 도 2에 도시된 바와같이, 접이식 분리형으로 구성되어 일측면에 상기 엑스선을 투과시키기 위한 투시창(21)을 구비하여, 상기 투시창(21)의 안측면으로 상기 엑스선을 가시광선으로 형상화시키기 위한 형광판(23) 및 상기 형광판(23)에서 가시화된 광원을 저장하기 위한 필름(25)을 순차적으로 마련하고 있다.

이와같은 구성에 따르면, 먼저 피측정체(13) 즉, 인체의 일부 내지는 전체를 상기 엑스선 전자관(11)과 필름판(15) 사이에 안치시킨다.

이때, 필름판(15)은 투시창(21)이 피측정체(13)로 향하도록 한 후, 상기 엑스선 전자관(11)을 동작시켜 엑스선이 피측정체(13)를 통과 하도록 한다.

피측정체(13)를 통과한 엑스선은 상기 필름판(15)의 투시창(21)으로 입사되어 형광판(23)을 발광시키는데, 이는 엑스선이 가시광선으로 변화되는 것으로 상기 필름(25)에 감광되는 것이다.

즉, 엑스선의 투과효과(Penetrating effect) 및 형광효과(Luminescent effect), 감광효과(Photographic effect)를 이용하여 피측정체(13)의 내부조직을 현상화하는 것이다.

한편, 이러한 엑스레이 촬영이 완료되면, 상기 필름(25)을 일반적인 필름현상과 같이 현상액, 정착액을 통과한 후 수세하여 말려 관찰하는데, 한 것트의 필름을 현상하기 위해서는 필름건조가 복잡할 뿐만 아니라, 진단까지의 소요시간이 장기화되어 빠른 결과를 기대하기 어려우며, 상기 현상에 따른 현상액 배출로 인해 공해를 유발한다는 문제가 야기된다.

한편, 전산화된 단층촬영기법(Computed Tomography, CT)은 엑스레이를 방사하는 엑스레이 튜브(X-RAY TUBE) 반대쪽 검출기(Detector)가 인체 주위를 회전하면서 투사하여 인체의 여러 방향에서 방사선 감약계수(Radiation attenuation coefficient)를 측정하는 방법으로, 연부조직이나 각종 체액을 성분에 따라 정확히 파악할 수 있어 3차원 구조파악에 이용된다.

그리고, 엑스레이 사진법에서 사용되는 정적 촬영과는 달리 엑스레이 형광 투시법(X-RAY FLUOROSCOPY)은 영상 증배관(image intensifier Tube)를 사용하여 엑스레이 영상을 관찰하는 것으로, 상기 영상증배관의 후면으로 TV 카메라를 부착하여 모니터링 할 수 있도록 하고 있다.

그리고 상기 TV 카메라를 이용하여 16mm영화 촬영이 가능하여 심장의 움직임등을 영화로 제작할 수 있도록 하고 있다.

한편, 상기의 TV 카메라를 이용한 엑스레이 형광 투시법은 엑스선을 가시광으로 변환시키기 위한 형광판 및 상기 형광판에 형상화된 영상을 전기적 신호로 변환하기 위한 CCD 카메라가 설치되는바, 상기 형광판은 단순히 엑스선을 가시광선으로 변환시키는 구조이기 때문에 가시광선이 산란되어 필요로 하는 영상을 얻기 힘든 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 피측정체의 유동상태에서도 촬영가능함과 동시에, 제조단가 및 재료비의 부담이 없도록 한 엑스레이 촬영장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엑스레이 촬영장치는, 소정의 고전압을 통해 엑스선을 방출하기 위한 엑스선 전자관과,

상기 엑스선 전자관으로 부터 출력되는 전자를 투과시키기 위한 투시창과,

일정면적의 판에 다수개의 홀을 형성하며, 상기 홀의 내주연에 신틸레이터를 도포하여 상기 투시창으로 입사된 엑스선을 가시화시키기 위한 형광판 및,

상기 형광판의 후단부에 설치되어 상기 형광판으로 가시화된 화면을 전기적 신호로 변환하기 위한 CCD카메라로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 엑스레이 사진법에 사용되는 시스템을 나타낸 도면.

도 2는 일반적인 엑스레이 촬영구조를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 촬영기를 나타낸 사용상태도.

도 4a는 본 발명의 형광판 구성도.

도 4b는 본 발명의 관통홀 상세 구성도.

도 5는 본 발명을 이용한 촬영장치 구성 실시예도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11, 30: 전자관 13: 피측정체

15: 필름판 40: 투시창

50: 형광판 51: 홀

52: 신틸레이터 60: CCD 카메라

도 3은 본 발명의 촬영기를 나타낸 사용상태도이고, 도 4a,b는 본 발명의 형광판을 상세 도시한 것으로서,

소정의 고전압을 통해 엑스선을 방출하기 위한 엑스선 전자관(30)과,

상기 엑스선 전자관(30)으로 부터 출력되는 전자를 투과시키기 위한 투시창(40)과,

일정면적의 판에 다수개의 홀(51)을 형성하며, 상기 홀(51)의 내주연에 신틸레이터(52)를 도포하여 상기 투시창(40)으로 입사된 엑스선을 가시화시키기 위한 형광판(50) 및,

상기 형광판(50)의 후단부에 설치되어 상기 형광판(50)으로 가시화된 화면을 전기적 신호로 변환하기 위한 CCD카메라(60)를 포함하여 구성한다.

이하, 상기 구성에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 엑스선 전자관(30)으로부터 방사된 엑스선은 피측정체(33)를 관통한 후, 피측정체(13)의 내부조직을 가시화시키며, 이는 CCD 카메라(60)에 의해 촬상된다.

여기서 피측정체(13)를 관통한 엑스선이 유입되도록 투시창(40)이 마련됨에 따라, 엑스선은 형광판(50)에 충돌하게 된다.

따라서, 상기 형광판(50)의 전면부에서는 엑스선만의 충돌궤적을 감지하게 된다.

즉, 엑스선 전자관(30)에서 방사된 엑스선이 피측정체(13)를 관통한 엑스선이 유입되도록 투시창(40)이 마련됨에 따라, 엑스선은 형광판(50)에 충돌하게 된다.

상기 형광판(50)은 다수개의 관통홀(51)을 형성하고, 상기 관통홀(51)의 내주연에는 신틸레이터(52)가 각각 도포되어 있으며, 따라서 관통홀(51)을 통과한 엑스선은 신틸레이터(52)에 반응하여 가시광선으로 변환하고, 이를 CCD 카메라(60)에서 전기적 신호로 변환하게 된다.

따라서, CCD 카메라(60)에 감지되는 가시광선은 매우 밝고 정확한 빛이 감지되는 것이다.

즉, 종래에는 형광판 상에 곧바로 신틸레이터(52)를 도포하여 제작하기 때문에 전자관(30)에서 방출된 엑스선이 가시광선으로 변환시 산란현상이 발생하게 되나, 본원발명을 이용하게 되면 홀 내부에 신틸레이터(52)를 도포하기 때문에 외부로 가시광선이 반사되지 않고 곧바로 CCD 카메라(60)에 전달되어 보다 정밀한 화면을 볼 수 있게 되는 것이다.

도 5는 본 발명 엑스레이 촬영시스템의 기능을 설명하기 위한 블록도이다.

먼저 도 5를 참조한 엑스레이 촬영시스템(100)은, 엑스선을 통해 신체 내부를 촬영하기 위한 CCD 카메라(60)와, 상기 CCD 카메라(60)로부터 얻어지는 전기적 신호를 영상신호로 변환시키기 위한 신호처리부(1)와, 상기 신호처리부(1)로부터 출력되는 아날로그의 영상신호를 소정 레벨로 증폭시키기 위한 증폭부(2)와, 상기 증폭부(2)에서 증폭 출력된 아날로그 영상신호를 디지털 신호로 변환시키기 위한 에이디 변환부(3)와, 상기 에이디 변환부(3)를 통해 영상신호가 데이터 처리되면 이를 키입력부의 키신호에 따라 시스템을 총괄제어하기 위한 제어부(4)의 출력포트에 접속되어 영상 데이터를 모니터등에 화상처리하기 위한 디스플레이부(5) 및 제어부(5)의 제어하에 메모리부(6)에 저장된 영상 또는 현재의 영상을 출력하기 위한 출력부(7)로 이루어진다.

그리고 상기 제어부(4) 및 출력부(7) 사이에는 신호의 원할한 흐름을 위해 인터페이스부(8)가 마련되며, 사용자 조작신호가 제어부(4)로 인가되도록 키입력부(9)가 접속되고 있다.

이하, 상기 엑스레이 촬영시스템(100)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 신호처리부(1)는 CCD카메라(60)로부터 유입되는 화소단위의 영상 데이터를 조합하여 피측정체(13)의 내부조직을 영상화한다.

그러면, 증폭부(2)를 통해 영상신호를 소정 레벨로 증폭하여, 에이디 변환부(3)에 의해 디지트화된 신호로 변환된다.

상기한 제어부(4)는 에이디 변환부(3)에서 인가되는 영상 데이터를 디스플레이부(5)로 실시간으로 전송하여, 모니터 등과 같은 디스플레이장치로 영상이 출력되도록 한다.

이때, 사용자는 키입력부(9)를 이용하여 동화상의 특정 프레임을 포착하여 정적화면으로 선택할 수 있는데, 이는 피측정체(13)의 잦은 유동시에도 특정 부위를 검진할 수 있도록 하기 위한 것이다.

따라서, 사용자가 디스플레이부(5)를 통한 영사을 주시하면서, 상기 키입력부(9)에 마련된 소정 스위치를 통해 순간영상을 포착하고자 할 경우, 제어부(4)는 상기 스위치의 접점신호를 인지하여, 현재 에이디 변환부(3)를 거쳐 유입되는 영상 데이터를 상기 메모리부(6)로 전송토록 제어한다.

그리고, 이러한 영상 데이터는 상기 메모리부(6)에 프레임 단위로 다수 적재되도록 함에 따라, 진료중에 필요한 영상을 저장하게 된다.

이후, 사용자가 피측정체(13)의 진료를 완료하면 메모리부(6)에 저장된 영상을 디스플레이부(5)로 전송하여 관찰할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 키입력부(9)를 통한 사용자 의도에 따라, 제어부(4)는 인터페이스부(8)로 메모리부(6)에 저장된 영상을 출력토록 하여, 출력부(7)에 구비된 프린터 등으로 영상 출력이 가능토록 한다.

그리하여, 피측정체(13)의 내부조직을 실시간의 동화상으로 관찰할 수 있으며, 동화상의 특정 프레임을 저장 및 출력을 용이하게 할 수 있는 것이다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명은 피측정체를 투과한 엑스선을 감지하기 위해 신틸레이터가 홀에 도포된 형광판을 통해 CCD 카메라로부터 얻어진 영상 데이터를 동화상으로 디스플레이 함으로서 엑스레이 촬영이 보다 정확하고 용이하게 이루어져 시스템의 사용 편의성을 향상시킨다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 소정의 고전압을 통해 엑스선을 방출하기 위한 엑스선 전자관과,

   상기 엑스선 전자관으로 부터 출력되는 전자를 투과시키기 위한 투시창과,

   일정면적의 판에 다수개의 홀을 형성하며, 상기 홀의 내주연에 신틸레이터를 도포하여 상기 투시창으로 입사된 엑스선을 가시화시키기 위한 형광판 및,

   상기 형광판의 후단부에 설치되어 상기 형광판으로 가시화된 화면을 전기적 신호로 변환하기 위한 CCD카메라를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 의료용 디지털 엑스레이 장치.