KR100485413B1 - Ｘ선 방사선을 사용하여 피검체 내부구조의 영상을 얻는 방법 및 그 구현 장치 - Google Patents

Ｘ선 방사선을 사용하여 피검체 내부구조의 영상을 얻는 방법 및 그 구현 장치 Download PDF

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Abstract

본원발명은 피검체체 특히 생체의 내부구조의, 가시적으로 인지할 수 있는 형태로 나타나는 영상을 얻기 위해 사용되는 수단에 관한 것이다. 본원발명의 방법에 따라, 소스에 의해 방출된 X선 방사선은 피검체(5)의 피검사 필드(7)내 놓여진 현 측정 결과가 발생되는 지점(4)를 포함하는 영역내에 (예를 들어, X선 렌즈(2)에 의해) 집중된다. 상기 영역내에서 발생하는 2차 방사선(콤프턴, 형광)은 하나 이상의 검출기(6)로 (예를 들어, X선 렌즈(3)에 의해) 전달된다. 피검체(5)의 피검사 필드(7)의 스캔아웃은 상기 영역을 위치변화시킴으로서 실행되고 상기 지점에서의 대상의 밀도는 하나 이상의 검출기(6)로부터 수신된 2차 방사선 강도 값을 종합함으로써 결정되고 상기 지점(4)의 좌표와 동시에 결정된다. 밀도 값은 변환기(11)에 의해 얻어진 대응하는 좌표 값과 함께 피검체의 피검사 필드내의 물질의 밀도 분포의 영상을 생성하기 위해 데이터 처리 및 데이터 디스플레이 유닛(12)에서 사용된다.

Description

Ｘ선 방사선을 사용하여 피검체 내부구조의 영상을 얻는 방법 및 그 구현 장치{METHOD FOR OBTAINING A PICTURE OF THE INTERNAL STRUCTURE OF AN OBJECT USING X-RAY RADIATION AND DEVICE FOR THE IMPLEMENTATION THEREOF}
본원발명은 X선을 사용하여 피검체, 특히, 생체의 내부구조를 관찰하고 이 구조의 영상을 형성하는 수단에 관한 것이다. 본원발명은 결함검사(defectoscopy) 및 의학적인 진단에 사용된다.
상기 목적의 방법 및 장치로서 투영 뢴트겐 검사의 전통적인 원리를 실현하는 것이 다수 공지되어 있다. 그러한 방법 및 장치는 음영 투영으로서 생체 조직 등 피검체의 내부구조의 영상을 형성하는데 사용된다. 그 지점 각각에서의 결과적인 영상의 밀도는 피검체를 통과하여 소스로부터 검출기로 진행하는 X선의 총 감소량에 의해 결정된다. 그리고 검출기는 형광 스크린 또는 X선 필름이고, 이는 영상을 가시화하여 얻기 위해 화학적으로 처리되어야 한다(Polytechnical Dictionary. Moscow, "Soviet Encyclopedia", 1976[1],p.425; Physics of image visualization in medicine. Edited by S. Webb. Moscow, "Mir", 1991 [2],p. 40-41를 참조).
상기 2차원 음영 투영 형태에서의 실제 3차원 구조의 영상은 상기 방법 및 장치에서 얻어진다. (특히 기술적이고 의학적인 진단에서) 피검체를 분석하는 전문가는 상기 투영의 해석에서 어려움을 겪을 수도 있기 때문에 적합한 자격 및 경험이 요구된다. 즉, 낮은 콘트라스트, 열악한 S/N비, 구조 요소 영상의 겹쳐짐을 피할 수 없는 것, 밀도에 의한 피검체의 개별적인 국부 조각의 양적인 비교의 불가능이 그 이유이다. 영상 선명도 및 콘트라스트 범위는, 2차 콤프턴 산란 방사선이 검출 설비상에 부딪히는 양자의 효과하에서 역시 감소된다.
3차원 피검체의 얇은 층의 2차원 영상을 얻는 X선 컴퓨터 단층 촬영법에 대한 방법 및 장치도 공지되어 있다(V.V. Piklov, N.G. Preobrazhenskiy. Computational tomography and physical experiment. The progress of physical sciences, v. 141, 3rd ed., November 1983, [3], p. 469-498 및 [2], p. 138-146 참조). 그러한 방법 및 장치에서는, 상이한 지점으로부터 피검체를 다중 조사하고 이러한 피검체를 통과하는 방사선을 검출기 라인에 의하여 수용하고 있다. 피검사단면에서의 피검체 조직의 밀도 분포는 컴퓨터를 사용한 방정식의 시스템의 해에 의해 이산적인 형태로 얻어진다(해상도 요소의 양 및 형태의 차수는 검출기의 수량과 조사가 이루어지는 위치의 수량의 곱에 상응한다). 상이한 단면에 조사함으로써 피검체의 3차원 영상이 2차원의 층에 따른 영상의 집합에 기초하여 얻어질 수 있다. 컴퓨터 단층 촬영법을 사용하면 원칙적으로 고품질의 영상을 얻을 수 있고, 이러한 영상은 조직 밀도 분포의 영상을 나타낸다(소스로부터 여러 투영 요소로의 방사선 경로상에 위치된 생체 등의 물질의 전체적인 흡수에 의해 야기되는 영상은 나타내지 않는다). 그러나, 이것은 조사가 이루어지는 위치의 수량을 증가시킴으로써 얻을 수 있다. 이러한 경우에 물질에 의해 흡수되는 선량은 증가하는데, 이것은 바람직하지 않다(의학용으로는 금지되어 있기도 하다). 산란 콤프턴 방사선의 존재도 공지된 방법 및 장치 그룹에 영향을 미치는 부정적인 요인이다. 상기 2개 그룹의 방법 및 장치의 의학적 응용은, 검사 대상이 아닌 조직 및 기관이 방사선 경로상에 (피검사영역의 전후에) 있을 때 그 조직 및 기관도 강한 방사선을 겪게 된다는 특징이 있다. 피검사 조직 및 기관을 둘러싸는 상이한 조직 및 기관이 조사될 때 상이한 위치가 선택되기 때문에 제2 그룹의 방법 및 장치에서의 방사선이 제1 그룹 보다는 더 적다.
무엇보다 먼저, 상이한 지점로부터의 조사량의 확대를 필요로하는 제2 그룹의 수단에서의 해상도의 증가는 조사 선량의 증가가 받아들여질 수 없다는 것에 의해 제한된다. 주요 정보 수집 및 이어지는 영상의 재구성에 관한 기술적 설비는 매우 복잡하다. 그것은 특별한 소프트웨어를 갖는 고속 컴퓨터의 사용의 필요성 및 기계적 구조 요소의 정밀도에 대한 높은 요구사항에 기인한다. 이러한 기계적 구조 요소는 상이한 지점으로부터 그 요소를 조사할 때 피검사영역의 동일한 해상도 요소의 올바른 위치확정을 보장해야 한다. 최근의 발명은 영상을 재구성할 때 계산해야 하는 (상이한 조사 사이클에서 도출되나 동일한 해상도 요소를 나타내는) 실제 데이터에 의존한다. 상기 제2 그룹의 방법 및 장치(여기에서 해상도의 각 요소의 밀도에 대한 이산적인 형태의 정보가 얻어진다)는 상기 제안에 매우 가깝다.
도 1은 본원장치의 기본적인 주요부, 즉, 본원장치를 실행하는 주요 요소의 조합 및 상호 위치의 개략적인 도면,
도 2 및 도 3은 X선을 집중시키고 2차 방사선을 검출기로 전달하기 위해 콜리메이터를 사용하여 장치 및 방법을 실현하는 특정 경우를 묘사한 도면,
도 4 및 도 5는 상기 경우에서 X선 하프-렌즈를 사용하는 것을 묘사한 도면,
도 6은 상기 경우에서 2차 방사선을 검출기로 전달하는 "풀" X선 렌즈 및 X선을 집중시키는 X선 하프-렌즈를 사용하는 것을 묘사한 도면,
도 7 및 도 8은 상기 경우에서 2차 방사선을 검출기로 전달하는 콜리메이터 및 X선을 집중시키는 X선 하프-렌즈를 사용하는 것을 묘사한 도면,
도 9는 상기 경우에서 2차 방사선을 검출기로 전달하는 X선 렌즈 및 X선을 집중시키는 X선 렌즈를 사용하는 것을 묘사한 도면, 및
도 10 및 도 11은 상기 경우에서 2차 방사선을 검출기로 전달하는 콜리메이터 및 X선을 집중시키는 X선 렌즈를 사용하는 것을 묘사한 도면.
본원의 연구는, 복잡하고 비싼 기술적 수단에 반하여, 얻어진 영상(image)에서에서의 물질 밀도의 상대적인 인덱스를 정의함에 있어서 높은 정밀도의 기술적 결과를 얻는 것이 목적이다. 의학적 진단 및 생체 물질에 대한 영향과 관련된 다른 연구에 본원의 연구를 사용하면, 피검사 조직을 둘러싸고 있는 조직으로 조사되는 선량을 감소시킬 수 있다.
X선을 사용하여 피검체의 내부구조의 영상을 형성하는 본원방법의 상기 종류의 기술적 결과를 얻기 위하여, 이러한 방사선은 현 측정 결과가 발생되는 지점(point)을 갖는 구역(zone)에 집중되어야 한다. 이러한 구역으로부터 발생되는 2차 방사선(콤프턴(Compton) 산란 코히어런트 및 인코히어런트 형광 방사선)은 하나 이상의 검출기로 전달된다. 피검체 구역의 스캐닝은 상기 구역을 이동시킴으로써 실현된다. 동시에 현 측정 결과가 발생되는 지점을 구비하는 X선 집중 구역의 좌표가 정해져 고정된다. 상기 지점에서의 대상 물질의 밀도는 하나 이상의 검출기로부터 얻어지며, 이러한 지점의 좌표와 동시에 정해지는 2차 방사선 강도 값으로부터 얻어진다. 좌표값에 대하여 그에 대응하는 대상 물질 밀도의 인덱스로서 취해진 상기 얻어진 값은, 피검체 영역의 물질 밀도 분포의 영상을 모델링하는데 사용된다. 피검사영역을 스캐닝하기 위해 X선 집중 구역을 이동시키는 것은, 피검체와, 그리고 서로에 대한 상호 위치변화가 없는 X선 소스, X선 집중 수단, 검출기로 2차 방사선을 전달하는 수단 및 검출기 자체의 상호 위치변화에 의해 실현된다.
X선 소스의 제어 수단 및 검출기와 함께 X선 소스를 포함하는 X선 광학시스템과 피검체의 상대적인 이동이 실현될 때, 피검체에 대한 X선 작용은 공지된 방법([2], p. 138-146, [3], p. 471-472) 및 본원방법에 대해 공통이다.
본원방법은 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시키는 동작에 있어서 다른 방법들과 상이하다. 스캐닝은 공지된 방법 및 본원방법에 대해 공통된 특징이지만, 본 방법에서는, X선 집중 구역의 현 위치를 피검체의 물질 밀도가 정해지게될 다음 지점의 부근으로 이동시킴에 의해 스캐닝이 완전히 상이하게 실현된다. 집중 구역에서 여기된 2차 방사선(산란 콤프턴 코히어런트 및 인코히어런트 형광 방사선)을 이러한 집중 구역으로부터 검출기(검출기들)로 전달하는 것 역시 뚜렷한 특징이다.
이러한 경우에 상기 2차 방사선은 검출기(검출기들)상에 작용하지만, 피검체를 통과하는 소스 방사선은 그렇지 않다. 잘 알려진 바와 같이, 다른 것들이 동일하다는 가정하에(J.Jackson. Classical Electrodynamics. M.,"Mir",1965, pp.537-538 [4]를 참조), 2차 방사선의 강도는 물질의 특성과는 관계없이 이러한 방사선이 여기되는 물질의 밀도에 비례한다. 이러한 사실로 인하여, 공지된 방법에서의 방해 인자인 2차 산란 방사선은 정보 인자가 된다. 현 측정 결과가 발생되는 지점에서의 물질 밀도 계수로서 현재의 2차 방사선 밀도 값을 사용하는 것 역시 본원방법의 차이점이다.
본원방법이 공지된 방법과 다른 점은 이러한 방법의 실현가능한 특정 경우를 설명함으로써 아래에 특징지어진다. 이러한 경우에서는 X선 집중 및 2차 산란 방사선 전달 방법의 상이한 조합을 사용할 수 있다.
이러한 특정 경우에 하나 이상의 콜리메이터가 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역에 X선을 집중시키기 위해 사용된다. 이러한 경우에 적당한 수량의 이격 배치된 X선 소스가 사용된다. 여기된 2차 방사선은 마찬가지로 하나 이상의 콜리메이터에 의해 하나 이상의 검출기로 전달된다. 이러한 경우에 모든 콜리메이터는 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 상기 콜리메이터의 중앙 채널의 축이 교차되도록 배향된다.
또 다른 특정 경우에서는, 적당한 수량의 이격된 X선 소스의 발산하는(divergent) 방사선을 준평행(quasi-parallel) 방사선으로 변환시키는 하나 이상의 X선 하프-렌즈를 사용함으로써, 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시킨다. 이러한 경우에 있어서, 여기된 2차 방사선은 이러한 방사선을 검출기상에 집속시키는(focusing) 하나 이상의 X선 하프-렌즈 또는 X선 렌즈에 의해 하나 이상의 검출기로 전달될 수 있다. 준평행 방사선을 형성하는 하나 이상의 X선 하프-렌즈에 의해 2차 방사선을 하나 이상의 검출기로 전달하는 것도 가능하다. 이러한 경우에 있어서, 모든 X선 렌즈 및 X선 하프-렌즈는 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 그들의 광축이 교차하도록 배향되어야 한다.
또 하나의 특정 경우에서는, 적당한 수량의 이격 배치된 소스의 발산하는 방사선을 준평행 방사선으로 변환시키는 하나 이상의 X선 하프-렌즈에 의하여, 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시킨다. 여기된 2차 방사선은 하나 이상의 콜리메이터에 의하여 하나 이상의 검출기로 전달된다. 이러한 경우에 있어서, X선 하프-렌즈 및 콜리메이터는 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 모든 콜리메이터의 중앙 채널 및 모든 X선 하프-렌즈의 모든 광축이 교차되도록 배향되어야 한다.
또한, 하나 이상의 이격된 X선 소스 및 적당한 수량의 X선 렌즈의 사용에 의하여, 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선이 집중될 수 있다. 이러한 렌즈는 현 측정 결과가 발생되는 지점에 각 소스의 발산하는 X선을 집속시킨다. 여기된 2차 방사선은, 검출기상에 이러한 방사선을 집속시키며 상기 지점에 제2 초점을 갖는 X선 렌즈에 의하여, 하나 이상의 검출기로 전달된다.
특정 경우에 있어서, 하나 이상의 이격 배치된 X선 소스 및 적당한 수량의 X선 렌즈를 사용하여 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시키는 단계, 고정된 지점에 각 소스의 발산하는 뢴트겐 방사선을 집속시키는 단계, 및 여기된 2차 방사선을 하나 이상의 검출기로 전달하는 단계는 동일한 지점에서 콜리메이터의 중앙 채널의 광축이 교차되도록 배향된 콜리메이터를 사용함으로써 실현될 수 있다.
X선을 사용하여 피검체 내부구조의 영상을 형성하는 본원장치는 피검체의 위치결정 수단, X선 광학시스템, 피검체의 위치결정 수단 및 X선 광학 시스템의 상대적인 위치변화 수단, 데이터 처리 및 영상화 수단, 및 지점의 좌표를 결정하는 검출기를 포함한다. 지점은 피검체의 물질내에 위치되고 측정 결과는 이로부터 발생된다. 그 결과는 피검체의 위치결정 수단 및 X선 광학시스템과 연관되는데, 그것들은 그 출력부가 데이터 처리 및 영상화 수단에 연결되어 있다. 따라서, X선 광학시스템은 하나 이상의 X선 소스, 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 상기 하나 이상의 X선 소스의 방사선을 집중시키는 수단, 여기된 2차 방사선을 전달하는 하나 이상의 수단, 및 이 수단의 출력부에 위치된 방사선 검출기로 구성된다. 검출기 출력부는 데이터 처리 및 영상화 수단에 연결된다.
데이터 처리 및 영상화 수단은 물론, 피검체의 위치결정 수단, X선 광학시스템, 상기 피검체의 위치결정 수단 및 X선 광학시스템을 서로 상대이동시키는 수단 및 좌표 검출기의 존재는 공지된 장치 및 본원장치에 대해 공통적이다.
공지된 장치와는 달리, 본원장치의 X선 광학시스템은 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 상기 하나 이상의 X선 소스의 방사선을 집중하는 수단을 포함한다. 그외에도, 이러한 시스템은 여기된 2차 방사선을 이러한 방사선의 검출기로 전달하는 하나 이상의 수단을 포함하고, 이러한 사실로 인하여, (피검체를 통과한 소스(소스들)의 방사선이 아닌) 이러한 방사선이 검출기 입력부에 정확히 떨어진다. 이 좌표 검출기는 공지된 장치와는 달리 본원장치에서 또 다른 기능을 수행하는데, 즉, 좌표 검출기는 현 측정 결과가 발생되는 지점의 좌표를 결정한다. 데이터 처리 및 영상화 수단의 기능도 마찬가지로 상이한데, 즉, 이러한 수단은 이러한 데이터가 발생되는 지점의 좌표 및 물질 밀도에 대한 정보를 직접 반송하여 입력 데이터를 조작한다. 본원장치 품질의 이러한 인덱스는 X선 집중 수단의 사용된 파라미터에 의해 실제적으로 전적으로 정의되기 때문에 본원장치의 구성 및 그 기능의 원리에서 정밀도 및 해상도가 데이터 처리 수단에 전혀 의존하지 않게 된다.
다른 특정 실시예에 있어서 본원장치의 특별한 다른 차이점은 아래와 같다.
이러한 특정 경우 중 하나에 있어서, 본원장치의 X선 광학 시스템은 복수의 X선 소스를 포함한다. 따라서, 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 소스의 방사선을 집중시키는 모든 수단 및 여기된 2차 방사선을 검출기로 전달하는 모든 수단은 X선 소스의 방사선이 집중되는 구역으로 배향된 채널을 갖는 콜리메이터로 되어 있다. 모든 콜리메이터의 중앙 채널의 광축은 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차한다.
이러한 특정 경우에 있어서, X선 광학시스템의 X선 소스는 점(點)에 준(準)하는 것이다(quasi-point). 따라서 콜리메이터는 이러한 소스상에 집속되고 피검체의 위치결정 수단을 향하여 발산하는(넓어지는) 채널을 갖는다. 개구부를 갖는 스크린이 각 X선 소스의 출력부 및 이에 대응하는 콜리메이터의 입력부 사이에 위치된다.
동일한 특정 경우에 있어서, X선 광학 시스템의 X선 소스는 확장될(extended) 수도 있다. 따라서 콜리메이터는 피검체의 위치결정 수단을 향하여 수렴하는(좁아지는) 채널을 갖는다.
본원장치를 수행하는 다른 특정 경우에 있어서, X선 광학 시스템의 X선 소스는 점에 준하는 것이다. 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시키는 각 수단은 이에 대응하는 소스의 발산하는 방사선을 준평행 방사선으로 변환시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있다. 여기된 콤프턴 2차 방사선을 검출기로 전달하는 각 수단은 검출기상에 이러한 방사선을 집속시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있다.
따라서, 모든 X선 하프-렌즈의 광축은 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차한다.
본원장치를 실현하는 다음 특정 경우에 있어서, 이전 경우에서와 같이, X선 광학 시스템의 X선 소스는 점에 준하는 것이다. 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시키는 각 수단은 이에 대응하는 소스의 발산하는 방사선을 준평행 방사선으로 변환시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있다. 그러나, 이전 경우와는 달리, 여기된 2차 방사선을 검출기로 전달하는 각 수단은 X선 하프-렌즈로 되어 있다. 렌즈 초점은 현 측정 결과가 발생되는 지점에 있고, 렌즈는 상기 방사선을 준평행 방사선으로 변환시켜 검출기로 향하게 한다. 따라서, 모든 X선 하프-렌즈의 광축은 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차한다.
하나 이상의 특정 경우에 있어서, X선 광학시스템의 X선 소스 또한 점에 준하는 것이고, 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시키는 각 수단은 이에 대응하는 소스의 발산하는 방사선을 준평행 방사선으로 변환시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있다. 그러나, 이전 경우와는 대조적으로, 여기된 2차 방사선을 검출기로 전달하는 각 수단은 검출기상에 이러한 방사선을 집속시키고 X선이 집중되는 구역내에 제2 초점을 갖는 X선 렌즈로 되어 있다. 모든 X선 하프-렌즈 및 렌즈의 광축은 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차한다.
다음의 특정 경우에 있어서, 이전의 2개의 경우와 같이, X선 광학시스템의 X선 소스는 점에 준하는 것이고, 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시키는 각 수단은 이에 대응하는 소스의 발산하는 방사선을 준평행 방사선으로 변환시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있다. 이러한 경우에, 여기된 2차 방사선을 검출기로 전달하는 각 수단은 이에 대응하는 검출기를 향하여 발산하는(넓어지는) 채널을 갖는 콜리메이터로 되어 있다. 모든 X선 하프-렌즈 및 콜리메이터의 중앙 채널의 광축은 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차한다.
본원장치의 X선 광학시스템은 다음과 같이 만들어질 수 있다. 이러한 시스템의 X선 소스는 점에 준하는 것이다. 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시키는 각 수단은 이에 대응하는 X선 소스의 발산하는 방사선을 준평행 방사선으로 변환시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있다. 여기된 2차 방사선을 검출기로 전달하는 각 수단은 이에 대응하는 검출기를 향하여 수렴하는(좁아지는) 채널을 갖는 콜리메이터로 되어 있다. 모든 X선 하프-렌즈 및 콜리메이터의 중앙 채널의 광축은 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차한다.
본원장치를 수행하는 다음 특정 경우는 다음에 의해 특징지어진다: X선 광학시스템의 X선 소스는 점에 준하는 것이다; 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시키는 각 수단은 X선 소스의 발산하는 방사선을 집속시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있다; 여기된 2차 방사선을 검출기로 전달하는 각 수단은 이에 대응하는 검출기를 향하여 좁아지는(수렴하는) 채널을 갖는 콜리메이터로 되어 있다. 따라서, 모든 X선 렌즈 및 콜리메이터의 중앙 채널의 광축은 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차한다.
상기 장치를 수행하는 하나 이상의 특정 경우는 다음에 의해 특징지어진다: X선 광학시스템의 X선 소스는 점에 준하는 것이고; 현 측정 결과가 발생되는 지점을 갖는 구역내에 X선을 집중시키는 각 수단은 X선 소스의 발산하는 방사선을 집속시키는 X선 렌즈로 되어 있다. 여기된 콤프턴 2차 방사선을 검출기로 전달하는 각 수단은 이에 대응하는 검출기를 향하여 넓어지는(발산하는) 채널을 갖는 콜리메이터로 되어 있다. 따라서, 모든 X선 렌즈 및 콜리메이터의 중앙 채널의 광축은 현 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차한다.
본원방법은 본원장치에 의해 다음과 같이 실행한다:
점에 준하는 소스(quasi-point source)(1; 도 1)로부터 발산하는 X선은 X선 렌즈(2)에 의해 피검체(생체 등)의 피검사영역(7)의 소정 지점(4)에 집속된다. 이러한 피검체는 위치결정 수단(10)에 의해 필요에 따라 그 위치가 정해진다. 이 방사선은 지점(4)에 집속되어 대상 물질(5)의 2차 산란 방사선(코히어런트 및 인코히어런트 콤프턴 방사선, 형광 방사선)을 여기시킨다. 2차 방사선의 강도는 2차 방사선 여기 프로세스의 확률적인 특성에 따른 변동 내의 정확도로 방사선이 여기되는 물질의 밀도에 비례한다. 제2 X선 렌즈(3)의 초점은 동일한 지점에 있다. 이러한 렌즈는 상기 산란 2차 방사선을 포착하여 검출기(6)상에 집속시키고, 검출기는 그것을 전기적 신호로 변환하고, 전기적 신호는 데이터 처리 및 영상화 수단(12)에 전해져 입력된다. 렌즈(1, 3)의 공통 초점(4)의 위치선택은 피검체 위치결정 수단(10) 및 장치 요소의 그룹(X선 소스(1), X선 렌즈(2, 3) 및 방사선 검출기(6)를 갖춘 X선 광학시스템)을 서로에 대하여 이동시킴으로써 실현된다.
X선을 제어(발산하는 방사선의 집속, 발산하는 방사선으로부터 준평행 빔을 형성, 준평행 빔 집속)하는데 사용되는 렌즈가 방사선을 전달하는 곡선채널의 조합을 나타냄을 알 수 있다. 이러한 채널내의 방사선은 다수의 외부 전반사에 노출된다(예를 들어, Arkadiev V.A., Kolomiytsev A.I., Kumakhov M.A. et al. Broadband X-ray optic with wide angular aperture; 이러한 종류의 제1 렌즈를 설명한 The Progress of Physics, 1989, vol. 157, issue 3, p.529-537[6]; 모던 렌즈를 설명한 (1998년 4월 28일에 공개된) 미국특허 제5744813호[7]를 참조). 렌즈가 발산하는 방사선을 집속시키기 위한 것이라면, 렌즈는 전체적으로 배럴 형상(즉, 양측을 향하여 좁아진다)이고, 렌즈가 발산하는 방사선을 준평행 방사선으로 변환하기 위한 것 또는 상기 방사선을 집속시키기 위한 것이라면, 렌즈는 하프 배럴 형상(즉, 오직 일측만이 좁아진다)이다. "풀 렌즈" 및 "하프 렌즈"라는 용어는 상기 2개 유형의 렌즈를 명확히 하는데 널리 사용된다.
도 1은 장치 작동 및 사용의 2가지 가능한 변형예를 묘사한다. 일 변형예에 있어서는, 내부에 피검체(5)가 놓인 피검체 위치결정 수단(10)이 정지되어 있다. 그리고, X선 광학 시스템은 요소(1, 2, 3, 및 6)의 상호 배열을 유지시키면서 (결과적으로 렌즈(1, 3)의 초점을 일치시키면서) 위치가 변화한다(도 1에서, 화살표(9)는 X선 광학 시스템 위치변화의 가능성을 도시한다). 다른 변형예에 있어서는, 역으로, X선 광학 시스템(8)이 정지되어 있고, 피검체와 함께 위치결정 수단(10)이 위치가 변화한다. 어느 변형을 실현하는 것이 유용한지는 X선 광학 시스템(8)을 포함하는 상기 나열된 요소의 그룹의 크기 및 질량 대 피검체(5)의 크기 및 질량에 의존한다.
더욱이, 이 수단은 X선 광학시스템(8)과 위치결정 수단(10)의 상대적인 이동에 반응하는 좌표 검출기(11)를 포함하고, 위치결정 수단(10)은 검출기(11)와 연결되어 있다. 검출기(11)는, 위치결정 수단(10)과 관계된 선택 기준 지점에 대하여, 렌즈(2, 3)의 공통 초점(4)의 현 좌표에 비례하는 신호를 형성하도록 조정되어야 한다. 검출기(6)의 출력 신호와 마찬가지로 검출기(11)의 출력 신호도 데이터 처리 및 영상화 수단(12)의 입력부에 공급된다. 이러한 경우에 있어서, 초점(4)은 현 측정 결과가 발생되는 지점이고, 소스(1)의 방사선은, X선 렌즈(2)의 초점 구역의 치수가 유한하다는 점을 고려할 때, 실제로는 이러한 지점의 주변에 집중된다. 데이터 처리 및 영상화 수단(12)은 스크린상에 2차원 또는 3차원 영상의 형성 알고리즘을 실현하여 밀도 분포에 대한 영상을 재구성한다(예를 들어, E. Lapshin. Graphics for IBM PC. M., "Solon", 1995 [5]를 참조). 가장 간단한 경우에 있어서는, 예를 들어 피검체(5)의 특정 평면부 상에 스캐닝(현 측정 결과가 발생되는 지점(4)를 갖는 X선 집중 구역의 위치변화)이 실현될 때, 긴 잔광(afterglow)을 갖는 수단(12)의 스크린 상에 영상 스캔이 동시에 실행될 수 있다. 마찬가지로, 이후의 주기적인 영상 스캔이 제공되어 한정된 수의 측정 결과를 저장하는 것 등도 가능하다.
본원발명의 작동 원리는 산란 2차 콤프턴 방사선의 밀도(이러한 방사선의 양자 형성의 확률)는, (특히, 물질에 작용하는 소정의 1차 X선 강도에서) 모든 다른 인자가 동일하면 상기 물질 밀도에 비례한다는 사실에 기초한다.
본원방법 및 장치 본질의 설명에서 언급된 것처럼, 본원발명의 주요 특징은 공지된 방법 및 장치와는 달리, 정보제공자로서 산란 2차 콤프턴 방사선의 양자를 사용하는 것인데, 여기서 양자는 유해한 효과를 갖는다.
상기된 바와 같이, 본원발명이 의학용으로 사용되는 경우에, 중요한 장점은 생체 조직에 대한 조사 선량이 감소하면서도 합리적인 정밀도를 발생시킬 수 있다는 것이다.
가능한 이득을 추정하기 위해 다음을 가정하자: 광자 에너지는 E=50 KeV이고; X선 집중 구역은 깊이가 50㎜이고 1㎜×1㎜×1㎜(이러한 값은, 예를 들어, 유방 X선 촬영 연구에서 정밀한 작업 및 관찰 조건에 대하여 특징적이다)의 치수를 갖고; 검출기는 5㎝ 깊이에서 비롯된 2차 방사선의 5%를 감지한다(이러한 가정은 2차 방사선이 환자의 신체내 5㎝ 거리에 걸친 후에, 방사선을 검출기로 전달하는 수단의 입력부에 도달되는 것을 의미하고, 따라서 2차 방사선을 검출기로 운반하는 렌즈 또는 콜리메이터의 포착 각은 0.05 ×4π 스테라디안이다). 환자 신체내의 선형 광자 흡수 인자가 수중에서의 선형 광자 흡수 인자와 가깝다는 것을 고려할 때, 그것은 E=50kev의 에너지에서 2×10-1 1/㎝의 오더(order)이고, 그래서 깊이 5㎝를 관통하는 1차 방사선 빔의 강도는 exp(2×10-1×5)= e2.71 배 감소한다는 것을 알 수 있다. 2차 방사선의 강도(그 광자 에너지는 50keV에 가깝다)도 마찬가지로 e2.71배 감소하여 환자의 신체로부터 나타난다. 따라서, 환자 신체에서의 방사선 흡수의 결과로서의 전체 강도 손실은 e×e7.3배이다. 추정된 이득을 무시하고 2차 방사선의 콤프턴 구성요소만을 고려하자. 두께 σk에서의 콤프턴 2차 방사선의 양자의 형성의 확률은 φ=σk×Ne×Δχ인데, 여기에서 2차 콤프턴 산란의 단면적은 σk=6.55×10-25㎝2이고, 수중 전자 밀도는 Ne=3×1023 1/㎝3이다. 따라서, Δχ=1㎜=10-1㎝에서 확률 φ=6.55×10-25×3×1023 ×10-1 2×10-2이다. 즉, 평균적으로, 1차 방사선 중 1:(2×10-2)=50개의 광자가 Δχ=1㎜ 길이상에 1개의 2차 광자를 형성하는데 필요하다.
밀도 추정(즉, 2차 광자 데이팅(dating)의 양)의 오차는 1% 오더이어야 한다고 가정하자. 개연적인 프로세스 특성을 고려할 때 상대적인 에러의 평균 제곱값은 σ=1/(N)1/2인데, 여기에서 N은 등록된(registered) 광자의 양이다. N=10000은 σ=0.01에 대응한다.
이제 Nx(5㎝ 깊이를 관통하고 그곳에 2차 콤프턴 방사선을 형성하는 1차 광자의 필요한 양)에 대한 간단한 등식을 설정하는 것이 가능하다. 상기 2차 콤프턴 방사선은, 순차적으로, 5㎝ 깊이를 관통하고 이러한 경우에 N=10000개의 광자가 검출기에 도달된다. Nx×e-2×5×10-2×2×10-2=104
여기에서 계수 5×10-2는 형성된 2차 광자의 전체 양 중 광자의 5%=5×10-2만이 검출기에 도달되어 등록되는 것을 의미한다. 이 등식으로부터 Nx=7.3×107 값을 얻어낼 수 있다.
E=50keV의 에너지를 가진 광자는 광자 플럭스가 2.8×1010 1/㎝2이라면 1 뢴트겐과 동일한 조사 구역을 형성한다(광자 에너지, 그 양 및 선량 사이의 관계에 대한 표로 만들어진 데이터, 예를 들어, [2]를 참조). 1차 X선 빔의 단면적이 환자의 신체의 입력부상의 1㎝2와 동일하다면, 플럭스 7.3×107 1/㎝2은 환자 신체내 2.6×10-3 뢴트겐과 동일한 조사 구역을 형성하게 된다.
전통적인 X선 단층 촬영법에서, 예를 들어, 골다공증을 조사할 때, 선량은 보통 100÷300 밀리뢴트겐으로, 즉, 100배 더 크다(V.I. Mazurov, E.G. Zotkin. Topical questions of osteoporosis diagnostics and treatment. Saint-Petersburg, IKF "Foliant", 1998,p.47[8]).
이 선량은 다수의 소스로부터 조사가 실행된다면 수배 감소될 수 있는데, 여기서 빔은 다른 경로로 집중 구역에 도달되고 환자의 신체에 저장되지 않는다.
따라서, 다수의 이격된 X선 소스 및 검출기가, 각 대응되는 수의 방사선을 집중하는 수단 및 2차 콤프턴 방사선을 검출기로 전달하는 수단(렌즈, 하프-렌즈, 콜리메이터)과 함께 사용되는 본원방법 및 장치를 수행하는 변형 실시예를 사용하는 것이 더 적합하다. 한편으로, 이는 더 효과적인 방사선 집중을 얻을 수 있게 하고(하나의 집중 수단만이 사용된다면, 도 1에 도시된 바와 같이 X선 렌즈를 사용할 때만 집중이 가능하다), 또한 검출기 출력부 상에서 S/N 비가 증가할 수 있게 한다. 또 다른 한편으로, 이는 피검체에 X선 영향을 분산시켜, 검사되지 않는 대상 부분으로 과다한 선량이 조사되는 것을 방지할 수 있게 한다. 모든 다른 것들이 동일하다고 할 때, 다수의 검출기와 단순한 평균화(averaging)(또는 데이터 처리 및 영상화 수단(12)의 다른 검출기의 출력 신호의 더 복잡한 처리(예를 들어, "가중" 평균화), 또는 서로 근접한 지점에서의 밀도 상관관계를 고려하는 처리)를 사용하면, 정밀도가 떨어지는 일 없이 더 적은 전력의 X선 소스를 사용할 수 있게 된다. 또한, 평균화할 때, 정밀도를 감소시키는 다른 인자의 영향(예를 들어, 밀도가 결정되는 상이한 지점으로 향하는 경로상의 소스로부터의 방사선의 균일하지 않은 흡수 및 이들 지점으로부터 2차 콤프턴 방사선을 검출기로 전달하는 수단의 입력부로 향하는 경로상의 2차 방사선의 균일하지 않은 흡수)이 감소된다.
이러한 변형은 아래(도 1 내지 도 11)에서 검토된다.
도 1 및 도 2에 도시된 변형은 기술적 실현에 대해 가장 단순하다.
도 2의 구성에 있어서는, 점에 준하는(quasi-point) X선 소스(1) 및 콜리메이터(13)가 사용되는데, 이 콜리메이터는 방사선 전파방향으로 펼쳐져(넓어져) 구역(16)내에 이러한 방사선을 집중시키는 채널을 갖는 콜리메이터(13)가 사용된다. 콜리메이터 입력부로 방사선을 전송하고 방사선이 대상에 직접 도달되는 것(콜리메이터를 우회하는 것)을 방지하는 개구부를 갖는 스크린(14)이 소스(1)와 콜리메이터(13)의 사이에 위치되어 있다. 2차 방사선은 방사선 전파 방향으로(즉, 검출기(6)를 향하여) 수렴하는(좁아지는) 채널을 갖는 콜리메이터(15)에 의해 검출기(6)로 전달된다. 이러한 채널은 검출기의 감지표면에 초점을 가질 수 있다. 작은 입구 개구부를 갖는 반도체 검출기 등을 검출기(6)로 사용할 수 있다.
도 3에 있어서는, 콜리메이터가 도 2에 도시된 것과는 반대의 배향을 갖는다. 콜리메이터(18)의 입구 개구부를 충분히 이용하여 구역(16)내에 방사선을 집중시키기 위해 확장된 X선 소스(17)를 사용하는 것이 적당하다. (예를 들어 신틸레이션 종류의) 넓은 개구부를 갖는 검출기(20)를 사용하는 것도 같은 이유이다.
도 4에 있어서는, 점에 준하는 소스(1)의 방사선을 집중시키는 수단 및 2차 방사선을 전달하는 수단이 X선 하프-렌즈(21, 22)로 대응 되어 있다. 이러한 구성에 의하여, 하프-렌즈(22)는 검출기(6)상에 산란 2차 방사선을 집속시킨다.
도 5에 있어서는, 점에 준하는 소스(1)의 방사선을 집중시키는 수단 및 2차 방사선을 전달하는 수단이 X선 하프-렌즈(21, 23)로 대응 되어 있다. 이러한 구성에 의하여, 하프-렌즈(23)는 산란 2차 방사선을 준평행 방사선으로 변환하여, 그것을 넓은 입구 개구부를 갖는 검출기(20)로 향하게 한다.
도 6에는 조합된 변형이 도시되어 있다, 즉, 점에 준하는 소스(1)의 방사선을 집중시키는 수단은 평행 빔을 구역(16)으로 향하게 하는 X선 하프-렌즈(21)로 되어 있고, 2차 콤프턴 방사선을 검출기(6)로 전달하는 수단은 "풀" X선 렌즈(3)로 되어 있다.
도 7 및 도 8에는 다른 조합이 도시되어 있는데, 2차 콤프턴 방사선을 검출기로 전달하는 수단이 콜리메이터로 되어 있다는 점에서 이전 것과는 상이하다.
도 7에 있어서, 콜리메이터(19)는 검출기(6)를 향하여 넓어지는 채널을 갖고, 검출기는 넓은 입구 개구부를 갖는다.
도 8에 있어서, 콜리메이터(15)는, 역으로, 검출기(6)를 향하여 좁아지는 채널을 갖고, 검출기는 좁은 입구 개구부를 갖는다.
도 9에는 정밀도 및 해상도에 있어서 가장 효과적인 변형예가 도시되어 있다. 이러한 변형예에서는, 점에 준하는 소스(1)의 방사선을 집중시키는 수단 및 2차 방사선을 검출기(6)로 전달하는 수단이 "풀" 렌즈(2, 3)로 대응 되어 있다(이 변형을 도 1에 도시된 것과 비교해보라).
도 10 및 도 11에는 2개 이상의 조합된 변형이 도시되어 있다. 그들은 점에 준하는 소스(1)의 방사선을 집중시키는 수단으로서 "풀" X선 렌즈(2)를 사용한다는 점에서 공통이다.
도 10에서는, 좁은 개구부를 갖는 검출기(6)로 2차 방사선을 전달하는 수단으로서, 검출기를 향하여 좁아지는 콜리메이터(15)가 사용되었다.
도 11에서는, 넓은 개구부를 갖는 검출기(20)로 2차 콤프턴 방사선을 전달하는 수단으로서, 검출기를 향하여 넓어지는 콜리메이터(19)가 사용되었다.
장치 모델링 및 상기 방법의 어느 구성을 실현하여 사용할 것인지는 방사선을 집중하고 전달하는 그러한 효과적인 수단(즉, X선 렌즈 및 하프-렌즈)을 사용할 수 있는가 및 필요로 하는 해상도에 의존한다. 마찬가지로 필요로 하는 해상도가 렌즈 및 하프-렌즈 파라미터(초점의 크기, 렌즈 광축으로의 초점 구역의 범위 등)의 선택에 영향을 미친다. 따라서, (밀리미터 이상의 특정 부분의 오더의) "풀" 렌즈를 사용할 때 고해상도의 실현은 피검체 영역의 스캐닝에 대해 더 많은 시간을 필요로 한다는 것을 고려해야 한다. 마찬가지로 적절한 용량 및 크기 등의 X선 소스를 이용할 수 있는가와 같은 다른 환경도 고려되어야 한다.
본원장치 모델링 및 본원방법 실현의 설명된 많은 다른 변형의 이용가능성은 내부관찰 수단의 설계에 대한 다양한 가능성을 주고, 이는 처한 상황의 구체적인 요구조건을 만족시킨다.

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. X선에 의해 물체의 내부구조의 영상을 생성하는 장치로서,
    물체의 위치결정 수단과;
    X선 광학 시스템과;
    물체의 위치결정 수단 및 X선 광학 시스템의 상대적인 위치변화 수단과;
    데이터 처리 및 영상화 수단을 포함하고,
    X선 광학 시스템이, 공간에 분포된 복수의 X선 소스와; 측정 결과가 발생되는 지점을 포함하는 X선 집중 구역 내에 상기 복수의 X선 소스의 방사선을 집중시켜 상이한 X선 소스로부터의 빔을 상이한 경로를 통해 이 집중구역에 비추도록 하는 복수의 X선 집중 수단과; 하나 이상의 상기 X선 집중 구역에서 발생하는 2차 방사선 전달 수단과; 상기 2차 방사선 전달 수단의 출력부에 놓이는 상기 2차 방사선 검출기를 포함하며,
    2차 방사선 검출기의 출력부가 데이터 처리 및 영상화 수단에 연결되고, 그리고 측정결과가 발생되는 지점의 좌표를 결정하는 검출기가 물체의 위치결정 수단 및 X선 광학 시스템에 연결되고,
    이 검출기가 그 출력부에 의해 데이터 처리 및 영상화 수단에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 X선 집중 수단과, 각각의 2차 방사선 전달 수단이 콜리메이터로 되어 있고,
    상기 콜리메이터는 상기 X선 집중 구역내로 배향된 채널을 가져서,
    모든 콜리메이터의 중앙 채널의 광축은 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    모든 X선 소스가 점에 준(準)하는 것이고,
    모든 콜리메이터가 물체의 위치결정 수단으로 발산하는 채널을 가지며,
    개구부를 갖는 스크린이 각 X선 소스의 출력부 및 이에 대응하는 X선 광학 시스템에 편입된 콜리메이터의 입력부 사이에 놓이는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    모든 X선 소스가 확장되어 있고,
    모든 콜리메이터가 물체의 위치결정 수단으로 좁아지는 채널을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    모든 X선 소스가 점에 준하는 것이고,
    각각의 X선 집중 수단이 이에 대응하는 X선 소스의 발산하는 방사선을 준평행하게 변환시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있고,
    각각의 2차 방사선 전달 수단이 이에 대응하는 2차 방사선 검출기 상으로 상기 방사선을 집속시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있어서,
    모든 X선 하프-렌즈의 광축이 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    모든 X선 소스가 점에 준하는 것이고,
    각각의 X선 집중 수단이 이에 대응하는 X선 소스의 발산하는 방사선을 준평행하게 변환시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있고,
    각각의 2차 방사선 전달 수단이 준 평행의 방사선을 형성하는 X선 하프-렌즈로 되어 있어서,
    모든 X선 하프-렌즈의 광축이 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    모든 X선 소스가 점에 준하는 것이고,
    각각의 X선 집중 수단이 이에 대응하는 X선 소스의 발산하는 방사선을 준평행하게 변환시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있고,
    각각의 2차 방사선 전달 수단이 상기 2차 방사선을 이에 대응하는 2차 방사선 검출기 상에 집속시키며 X선 집중 구역 내에 제2 초점을 갖는 X선 렌즈로 되어 있어서,
    모든 X선 하프-렌즈 및 X선 렌즈의 광축이 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 8 항에 있어서,
    모든 X선 소스가 점에 준하는 것이고,
    각각의 X선 집중 수단이 이에 대응하는 X선 소스의 발산하는 방사선을 준평행하게 변환시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있고,
    각각의 2차 방사선 전달 수단이 이에 대응하는 2차 방사선 검출기로 발산하는 채널을 구비한 콜리메이터로 되어 있어서,
    모든 X선 하프-렌즈 및 모든 콜리메이터의 중앙 채널의 광축이 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 8 항에 있어서,
    모든 X선 소스가 점에 준하는 것이고,
    각각의 X선 집중 수단이 이에 대응하는 X선 소스의 발산하는 방사선을 준평행하게 변환시키는 X선 하프-렌즈로 되어 있고,
    각각의 2차 방사선 전달 수단이 이에 대응하는 2차 방사선 검출기로 수렴하는 채널을 구비한 콜리메이터로 되어 있어서,
    모든 X선 하프-렌즈 및 모든 콜리메이터의 중앙 채널의 광축이 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 8 항에 있어서,
    모든 X선 소스가 점에 준하는 것이고,
    각각의 X선 집중 수단이 이에 대응하는 X선 소스의 발산하는 방사선을 집속시키는 X선 렌즈로 되어 있고,
    각각의 2차 방사선 전달 수단이 이에 대응하는 2차 방사선 검출기로 2차 방사선을 집속시키는 X선 렌즈로 되어 있어서,
    모든 X선 렌즈의 광축이 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 8 항에 있어서,
    모든 X선 소스가 점에 준하는 것이고,
    각각의 X선 집중 수단이 이에 대응하는 X선 소스의 발산하는 방사선을 집속시키는 X선 렌즈로 되어 있고,
    각각의 2차 방사선 전달 수단이 이에 대응하는 2차 방사선 검출기로 수렴하는 채널을 구비하는 콜리메이터로 되어 있어서,
    모든 X선 렌즈 및 모든 콜리메이터의 중앙 채널의 광축이 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 8 항에 있어서,
    모든 X선 소스가 점에 준하는 것이고,
    각각의 X선 집중 수단이 이에 대응하는 X선 소스의 발산하는 방사선을 집속시키는 X선 렌즈로 되어 있고,
    각각의 2차 방사선 전달 수단이 이에 대응하는 2차 방사선 검출기로 발산하는 채널을 구비하는 콜리메이터로 되어 있어서,
    모든 X선 렌즈 및 모든 콜리메이터의 중앙 채널의 광축이 측정 결과가 발생되는 지점에서 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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