KR100687654B1 - 그리드 일체형 디지털 ｘ선 검출기 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 비산란 그리드와 디지털 X선 검출기의 배향 및 간격을 사전에 조절하여 그리드 라인과 디지털 X선 검출기의 픽셀을 무아레 패턴이 나타나지 않는 위치로 정렬한 후 결합하여 일체화시킴으로써 X선 촬영 시 획득된 영상의 균질도를 향상시키고, 광 검출기의 X선 검출 효율을 향상시킬 수 있는 그리드 일체형 X선 검출기 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈은, X선 투과 재질로 이루어진 기판의 상측에 다수개의 홈(slot)을 서로 일정한 간격으로 형성하고, 형성된 홈의 내부 공간에 X선 흡수 재질의 X선 흡수체를 매립하여 형성된 그리드와; 상기 그리드를 이루고 있는 기판 하측에 소정 거리 이격되어 구비되며, 픽셀 형태로 배열된 광 검출기를 포함하여 이루어지는 디지털 X선 검출기와; 상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기의 끝단 가장자리에서 상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기를 결합하여 일체화시키는 접착 부재;를 포함하여 구성되되, 상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기는 그리드 라인에 의한 무아레 패턴이 나타나지 않도록, 상기 그리드의 그리드 라인과 상기 디지털 X선 검출기의 광 검출기의 배향 및 간격이 조정된 것을 특징으로 한다.
그리드, 일체형, 디지털 X선 검출기, 무아레 패턴
Description
도 1은 종래기술에 따른 디지털 X선 영상 시스템을 간략하게 도시한 구성도.
도 2는 종래의 디지털 X선 영상 시스템의 디지털 X선 검출기에 의해 검출된 영상의 무아레 패턴을 보여주는 사진.
도 3은 본 발명에 따른 그리드와 디지털 X선 검출기를 일체화시키기 전의 구성을 나타내는 구성도.
도 4는 도 3에 도시된 구성 요소들을 체결하여 형성된 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈을 나타내는 단면도.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈을 제조하는 과정에서, 그리드 라인과 디지털 X선 검출기 픽셀의 정렬 위치에 따라 나타나는 무아레 패턴의 변화를 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 도시한 영상을 보여주는 사진.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈을 제조하는 과정에서, 수평 조절이 완료된 후 높이 조절 수단을 이용하여 그리드와 디지털 X선 검출기의 간격을 조정함으로써 무아레 패턴을 제거하는 과정에 따른 영상의 변화를 보여주는 사진.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : X선원 120 : X선
130 : 피사체 140, 200 : 디지털 X선 검출기
142, 300 : 그리드 150 : 마이크로 프로세서
210 : 광 검출기 220 : 보호막
310 : 기판 320 : 홈
330 : X선 흡수체 400 : 접착 부재
500 : 프레임
본 발명은 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 비산란 그리드와 디지털 X선 검출기의 배향 및 간격을 사전에 조절하여 그리드 라인과 디지털 X선 검출기의 픽셀을 무아레 패턴이 나타나지 않는 위치로 정렬한 후 결합하여 일체화시킴으로써 X선 촬영 시 획득된 영상의 균질도를 향상시키고, 광 검출기의 X선 검출 효율을 향상시킬 수 있는 그리드 일체형 X선 검출기 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 디지털 산업의 발전에 따라 의학영상장비들도 디지털 방식으로 전환 및 향상되어 가고 있다. 이러한 양상의 일환으로 최근에는 기존의 X선관과 디지털 방사선 영상 검출기를 이용하여 디지털 방식의 X선 영상을 획득하는 디지털 X선 영상 장치(digital radiography, DR)가 개발되어 기존의 X선 필름을 대체하고 있으며, 진단 능력을 향상시키기 위하여 더욱 고품질의 X선 영상이 요구된다.
디지털 X선 영상장치에 있어서는 X선을 검출하여 영상화하는데 있어서, 기존의 필름 대신 디지털 방식의 X선 영상 검출기를 이용하는 시스템이 개발되어 사용되고 있다. 디지털 X선 영상 검출기는 매트릭스 형태의 배열을 이루고 있는 픽셀(pixel) 타입의 소형 광 검출기들이 각각의 위치 별로 흡수되는 X선의 에너지를 직접 또는 간접적으로 검출하여 흡수된 X선의 에너지와 위치에 대한 정보를 디지털화하여 마이크로프로세서로 전송하여 저장 또는 영상화한다.
도 1은 종래기술에 따른 디지털 X선 영상 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 피사체(130)가 X선관(110)과 디지털 X선 검출기(140) 사이에 위치하고, 마이크로프로세서(150)로부터의 신호에 따라 X선관(110)에서 방출되는 원추형 빔 타입의 X선(120)이 피사체(130)에 조사되고, 피사체(130)를 통과한 X선(120)이 디지털 X선 검출기(140)를 통해 검출되어 상기 디지털 X선 검출기(140)에 연결된 마이크로프로세서(150)의 디스플레이를 통해 영상을 획득하는 과정이 나타나 있다. 상기 디지털 X선 검출기(140)는 매트릭스 형태 배열로 이루어진 광 검출기(도시 안 됨)를 구비하고, 그 전면에 산란된 X선을 흡수하기 위한 비산란 그리드(142)를 구비한다.
상기한 바와 같이 종래기술에 따른 디지털 X선 검출기에서는 매트릭스 형태로 배열된 광 검출기 전면에 비산란 그리드(142)를 설치함으로써 X선이 피사체를 통과하면서 발생되는 산란된 X선이 예정된 위치의 광 검출기에 인접한 다른 광 검출기에서 검출되어 노이즈(noise)로 작용하는 것을 방지하여 X선 영상의 대조도가 저하되는 문제점을 해결하였다. 그러나 이와 같이 피사체를 통과하면서 산란된 X선에 의한 노이즈를 방지하기 위하여 비산란 그리드를 설치하는 경우, 일반적으로 그리드 라인의 주파수와 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수가 일치하지 않기 때문에 그리드 라인이 디지털 X선 검출기의 픽셀에 중첩되어 그리드 라인이 디지털 X선 검출기에 의해 획득된 영상에 나타나거나, 그리드 라인의 주파수와 매트릭스 형태로 구비되는 디지털 광 검출기의 픽셀의 주파수 차이에 의해 그리드 라인에 대한 위신호(aliasing) 효과에 의한 무아레 패턴(Moire pattern)이 발생하였다.
이와 같이 그리드 라인이 X선 검출기에 의해 획득된 영상에 나타나는 경우, 필름을 사용하는 아날로그 X선 촬영에서는 X선 조사 시 그리드를 순간적으로 진동시켜 그리드 라인을 흐리게 하는 무빙 그리드(moving grid) 방식을 사용하였으나, 디지털 X선 검출기를 이용하는 X선 촬영에서는 그리드를 진동시키는 모터에 의한 전자기파를 차폐하기 어렵기 때문에 주로 고정형 그리드를 사용하고, 별도의 보간법을 개발하여 획득된 영상을 보정하는 방법을 사용하였다.
X선 촬영으로 획득된 영상을 보정하는 방법 중 한 가지 예로서 획득된 영상에서 주파수 필터링(frequency filtering)을 이용하여 무아레 패턴을 제거하는 방법이 미국 특허 공보 US 6,269,176B1에 제시되어 있다. 그러나 이러한 방법은 무아레 패턴의 제거 이외에 획득된 영상의 왜곡을 유발할 수 있으며, 아직 그 실효성이 검증되지 않았다는 문제점이 있다.
또한, 그리드 라인의 주파수와 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수의 차이에 의해 발생하는 무아레 패턴은 도 2에 도시된 바와 같이 디지털 X선 검출기에 의해 획득된 영상에 물결무늬로 나타나고, 이러한 무아레 패턴을 제거하는 방법 중의 하나로 그리드 라인의 주파수와 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수를 일치시킴으로써 이를 수행할 수 있다. 그러나 일반적으로 사용되고 있는 그리드는 X선 흡수물질과 X선 투과물질을 교대로 적층하여 형성되고, 이렇게 형성된 그리드에 있어서는, X선 흡수물질로 사용되는 납이 비교적 큰 연성을 가지고 있기 때문에 정확하게 일직선 형태로 제조하기 어렵다는 문제점이 있으며, 이에 따라 그리드 라인의 공간 주파수를 균일하게 형성하기 힘들다. 따라서 그리드 라인의 비균질도에 의해 여전히 무아레 패턴이 발생되고, 그 결과 진단의 정확성을 기하기 어렵다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여 반도체 제조공정에서 웨이퍼를 절단하기 위해 사용되는 소잉 머신(sawing machine)을 사용하여 X선 투과재질의 기판에 홈(slot)을 형성하고, 홈 내부의 공간에 X선 흡수재질의 물질을 매립하여 그리드를 형성하는 방법이 미국 특허 공보 US 5,557,650에 제시되어 있다. 이러한 방법으로 형성된 그리드는 라인 간격을 미세하게 조정할 수 있는 동시에 곧은 직선 형태의 그리드 라인의 제조가 가능하기 때문에 라인의 공간주파수가 매우 균일하다는 이점이 있다. 그러나 그리드 라인의 공간주파수가 균일하더라도 X선 촬영 시 그리드 라인과 디지털 X선 검출기의 픽셀이 제대로 정렬되지 않는 한 여전히 무아레 패턴이 발생한다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 비산란 그리드와 디지털 X선 검출기의 배향 및 간격을 사전에 조절하여 그리드 라인과 디지털 X선 검출기의 픽셀을 무아레 패턴이 나타나지 않는 위치로 정렬한 후 결합하여 일체화시킴으로써 별도의 보정 단계를 거치지 않고도 획득된 영상의 균질도를 향상시킬 수 있는 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 그리드 라인을 디지털 X선 검출기의 픽셀에 중첩되지 않도록 정렬할 수 있으므로 디지털 X선 검출기의 X선 검출 효율을 향상시킬 수 있는 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈은,
X선 투과 재질로 이루어진 기판의 상측에 다수개의 홈(slot)을 서로 일정한 간격으로 형성하고, 형성된 홈의 내부 공간에 X선 흡수 재질의 X선 흡수체를 매립하여 형성된 그리드와;
상기 그리드를 이루고 있는 기판 하측에 소정 거리 이격되어 구비되며, 픽셀 형태로 배열된 광 검출기를 포함하여 이루어지는 디지털 X선 검출기와;
상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기의 끝단 가장자리에서 상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기를 결합하여 일체화시키는 접착 부재;
를 포함하여 구성되되,
상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기는 그리드 라인에 의한 무아레 패턴이 나타나지 않도록, 상기 그리드의 그리드 라인과 상기 디지털 X선 검출기의 광 검출기의 배향 및 간격이 조정된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈의 제조방법은,
그리드 일체형 디지털 X선 검출기를 제조하는 방법에 있어서,
수평 조절 수단이 구비된 정렬 장치의 스테이지 상부에 디지털 X선 검출기를 장착하는 단계와;
상기 스테이지에 수직 방향으로 연장되어 구비되는 거치대에 그리드를 장착하는 단계와;
상기 수평 조절 수단을 이용하여 상기 스테이지를 회동시켜 상기 디지털 X선 검출기에 구비되는 광 검출기 픽셀과 상기 그리드의 라인을 평행하게 위치시키는 단계와;
상기 수평 조절 수단을 이용하여 상기 스테이지를 좌우로 미세하게 이동시켜 상기 디지털 X선 검출기의 광 검출기 픽셀과 상기 그리드의 라인을 무아레 패턴이 최소화되는 위치로 정렬하는 단계와;
상기 거치대에 구비되는 높이 조절 수단을 이용하여 상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기 사이의 간격을 미세 조정하여 무아레 패턴이 제거되는 위치로 정렬하는 단계와;
상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기의 가장자리에 접착 부재를 도포하여 상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기를 일체화시키는 단계와;
상기 정렬장치로부터 일체화된 디지털 X선 검출기 모듈을 분리하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 그리드와 디지털 X선 검출기를 일체화시키기 전의 구성을 나타내는 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 구성 요소들을 체결하여 형성된 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈은, X선 투과 재질로 이루어진 기판(310) 상측에 서로 일정 간격으로 다수 개의 홈(slot, 320)이 형성되어 있고, 상기 홈(320)의 내부 공간을 X선 흡수 재질의 X선 흡수체(330)로 매립하여 이루어진 그리드(300)와, 상기 그리드(300)를 이루고 있는 기판(310)의 하측에 소정 거리 이격되어 평행하게 구비되며, 픽셀 형태로 배열된 광 검출기(210)를 포함하여 이루어지는 디지털 X선 검출기(200)와, 상기 그리드(300)와 디지털 X선 검출기(200)의 끝단 가장자리 부분에 도포되어 상기 그리드(300)와 디지털 X선 검출기(200)를 일체화시키는 접착 부재(400)를 포함하여 이루어진다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈을 구성하는 각 구성 요소에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 그리드(300)의 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.
그리드(300)는 X선 흡수 재질로 이루어진 기판(310) 전면에 반도체 제조 공정에서 웨이퍼를 절단하는 소잉 머신(sawing machine)을 이용하여 기판(310) 전반에 걸쳐 서로 일정 간격으로 소정 깊이의 홈(slot, 320)을 형성하고, 진공 상태에서 상기 홈(320) 내부에 X선 흡수 재질로 이루어지는 X선 흡수체(330)를 용융시켜 매립시켜 이루어진다. 이때, 기판(310)은 플라스틱(plastic), 폴리머(polymer), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유(carbon fiber) 등과 같이 X선을 투과시킬 수 있는 재질을 이용할 수 있고, X선 흡수체(330)는 납(lead), 비스무스(bismuth), 금(gold), 바륨(barium), 텅스텐(tungsten), 플라티늄(platinum), 수은(mercury), 인듐(indium), 탈륨(thallium), 팔라듐(palladium), 주석(tin), 아연(zinc) 및 그들의 합금 등을 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 그리드(300)는 반도체 공정에 사용되는 소잉 머신을 이용하여 X선 흡수체(330)를 매립할 홈(320)을 일직선상으로 정밀하게 가공할 수 있으므로, 종래의 X선 흡수물질과 X선 투과물질을 적층하여 형성된 그리드보다 그리드 라인의 주파수를 균일하게 형성할 수 있다.
상기 홈(320)의 형태는 기판의 상측에서 하측으로 갈수록 홈(320) 사이의 간격이 약간 넓어지도록 방사형으로 형성한다. 이는 점 광원인 X선원으로부터 방출된 X선이 소정 거리 이격되어 설치되는 평판형 디지털 X선 검출기에 도달할 때에는 방사형으로 확산되는 형태를 보이기 때문이다.
또한, 상기 홈(320)의 간격은 그리드 라인의 주파수가 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수와 유사하게 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이는 그리드와 디지털 X선 검출기 간에 소정의 간격이 존재하기 때문에 그리드의 높이를 미세 조정함으로 써 그리드의 X선 흡수체의 영상이 디지털 X선 검출기의 픽셀이 위치하지 않는 영역, 즉 픽셀 간에 형성되는 공간(dead space)에 위치되도록 함으로써 X선 촬영 시 획득된 영상에 무아레 패턴이 발생하는 것을 방지하는 동시에 디지털 X선 검출기의 X선 검출 효율을 향상시키기 위함이다.
한편, 상기 홈(320)의 간격을 그리드 라인의 주파수가 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수의 정수 배와 유사하게 되도록 형성할 수도 있다. 이 경우에는 X선 촬영 시 디지털 X선 검출기의 픽셀에 그리드의 라인 영상이 투영되기는 하나, 그리드의 라인 영상이 모든 픽셀에 균일하게 투영되기 때문에 무아레 패턴이 발생되지 않는다.
다음, 각각의 홈(320)에 매립된 X선 흡수체(330)가 서로 분리되어 X선 흡수영역과 X선 투과영역을 이룰 수 있도록 기판(310)의 표면을 연마하고, 제품의 필요 규격에 맞추기 위한 가공 공정을 실시한다.
그 후, 그리드(300)의 외관을 수려하게 하고, X선 흡수체(330)의 탈락 등을 방지하기 위하여 그리드(300)의 가장자리에 프레임(도시 안 됨)을 장착한다. 한편, 프레임을 장착하기 전에 필요에 따라 그리드(300), 즉 기판(310)의 전면 또는 후면에 X선 투과성이 우수한 재질의 막을 부착할 수도 있다.
다음은 디지털 X선 검출기(200)의 구성에 대하여 설명한다.
디지털 X선 검출기(200)는 픽셀 형태로 배열된 광 검출기(210)를 포함하고, 도시되어 있지는 않지만 상기 광 검출기(210)의 전면에는 X선원으로부터 입사된 X선을 흡수하여 가시광선을 발생시키는 형광 스크린을 더 포함하여 이루어진다. 또 한, 상기 디지털 X선 검출기(200)의 상측에는 고전압으로부터 광 검출기(210)를 보호하기 위한 보호막(220)인 절연막(insulator)과 보호 커버 등이 적층되어 있다.
상기 형광 스크린은 상기 그리드(300)를 통해 입사된 X선을 흡수하여 가시광선을 발생시키고, 상기 광 검출기(210)는 형광 스크린에 의해 발생된 가시광선을 디지털 영상 신호로 전환시키고, 필요에 따라 전환된 영상 신호를 적절하게 증배시켜 디지털 X선 검출기(200)에 연결되어 있는 마이크로프로세서(도시 안 됨)에 전달한다. 상기 광 검출기(210)는 가시광선을 디지털 영상 신호로 신속하게 전환시키는 동시에 신호의 증배 효과를 보일 수 있는 소자로 형성할 수 있으며, 예를 들어 광증배관(Photo Multiplier Tube ; PMT) 또는 애벌런치 광다이오드(Avalanche photodiode ; APD) 등이 사용될 수 있다. 이 경우, 광 증배 효과는 크게는 106 이상의 증배율을 얻을 수 있고, 이에 따라 미량의 가시광선만으로도 충분한 크기의 영상 신호를 생성할 수 있게 된다. 다시 말해서 최초에 조사되는 X선의 선량을 충분히 낮추어도 원하는 해상도의 영상을 검출할 수 있게 되고, 이에 따라 피사체에 조사되는 방사선량을 최소화할 수 있다.
그 다음 상기 그리드(300)와 디지털 X선 검출기(200)를 서로 접착시켜 일체화시키는 접착 부재(400)는 그리드(300)와 디지털 X선 검출기(200)의 끝단 가장자리 부분에 위치하며, 전기적으로 절연성을 갖고, 그리드(300)가 디지털 X선 검출기(200)에서 이동하지 않도록 단단하게 고정시킬 수 있는 에폭시계 물질이 사용됨이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 그리드(300)와 일체화된 디지털 X선 검출기 모듈의 가장자리에 비전도성 재질의 프레임(500)을 장착하여 외부 충격으로부터 모듈을 보호하고, 정렬되어 있는 그리드(300)나 디지털 X선 검출기(200)가 이동되는 것을 한 번 더 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈을 제조하는 과정에서, 그리드 라인과 디지털 X선 검출기 픽셀의 정렬 위치에 따라 나타나는 무아레 패턴의 변화를 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 도시한 영상을 보여주는 사진이다.
먼저, 상술된 바와 같은 그리드와 디지털 X선 검출기 및 접착 부재와 상기 그리드와 디지털 X선 검출기를 정렬하여 일체화시킬 수 있는 정렬장치를 준비한다. 여기서, 상기 정렬장치는 편평한 형태를 갖는 디지털 X선 검출기를 장착할 수 있는 스테이지가 구비되고, 상기 스테이지로부터 수직으로 연장되어 구비되며, 그리드를 장착할 수 있는 거치대가 구비되어 있다. 상기 스테이지에는 디지털 X선 검출기를 좌우로 이동시키거나 회동시킬 수 있는 수평 조절 수단이 구비되고, 상기 거치대에는 그리드의 높이를 조절할 수 있는 수직 조절 수단이 구비된다.
상기 정렬장치의 스테이지 상부에 디지털 X선 검출기를 장착하고, 상기 거치대에 그리드를 장착하여 상기 디지털 X선 검출기와 그리드를 평행하게 위치시킨다. 도 5a는 그리드와 디지털 X선 검출기를 정렬 장치에 장착한 후 실시한 X선 촬영으 로 획득된 영상으로서, 그리드 라인과 디지털 X선 검출기의 픽셀이 평행하게 위치하지 않기 때문에 무아레 패턴이 과도하게 발생되어 있는 것을 보여준다.
다음, 상기 스테이지에 구비되는 수평 조절 수단을 조정하여 상기 디지털 X선 검출기를 회동시키면서 상기 그리드의 라인과 디지털 X선 검출기의 픽셀을 서로 평행하게 위치시킨다. 도 5b를 참조하면 그리드 라인과 디지털 X선 검출기 픽셀이 서로 평행하게 위치되었고, 도 5a에 비하여 무아레 패턴이 감소된 것을 보여준다. 여기에서 그리드 라인과 디지털 X선 검출기 픽셀이 평행하게 위치되더라도 그리드 라인의 주파수와 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수가 서로 다르면 무아레 패턴이 여전히 존재하는 것을 알 수 있다.
그리드의 라인과 디지털 X선 검출기의 픽셀이 서로 평행하게 위치되면 수평 조절 수단을 미세 조정하여 디지털 X선 검출기를 좌우로 이동시켜, 도 5c에 도시된 바와 같이 그리드의 라인을 디지털 X선 검출기의 픽셀 사이에 존재하는 공간에 거의 일치시켜 무아레 패턴을 최대한 제거한다. 이때, 그리드 라인의 주파수가 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수보다 약간 크게 형성되기 때문에 그리드 라인의 영상을 디지털 X선 검출기의 픽셀 사이에 존재하는 공간에 완전히 일치시키기는 어렵다.
한편, 그리드 라인의 주파수가 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수의 정수 배와 비슷한 경우, 그리드 라인의 영상이 디지털 X선 검출기의 각 픽셀에 균일하게 분포될 수 있도록 한다.
수평 조절 수단을 이용하여 무아레 패턴을 최대한 제거한 다음, 거치대의 수 직 조절 수단으로 그리드의 높이를 미세 조정하여 디지털 X선 검출기의 픽셀 영역에 투영되는 그리드 라인의 주파수와 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수를 완전히 일치시킨다. 이렇게 디지털 X선 검출기의 픽셀 영역에 투영되는 그리드 라인의 주파수와 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수를 완전히 일치시킬 수 있는 것은 그리드 라인의 간격이 그리드의 상측으로부터 하측으로 갈수록 넓어지도록 방사형으로 형성되어 있고, 그리드와 디지털 X선 검출기 사이에 소정의 간격이 존재하기 때문에 가능한 것이다. 도 5d는 그리드 라인의 주파수와 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수를 완전히 일치시킨 후 획득된 영상으로 무아레 패턴이 완전히 제거된 것을 보여준다. 이러한 과정을 통하여 X선 촬영으로 획득된 영상에 무아레 패턴이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 그리드의 영상이 디지털 X선 검출기의 픽셀에 위치하지 않도록 함으로써 X선 검출 효율을 향상시킬 수 있다.
다음, 정렬 장치에 고정되어 있는 그리드와 디지털 X선 검출기의 끝단 가장자리에 접착 부재를 도포하여 그리드와 디지털 X선 검출기를 결합시킨다.
그 다음, 서로 결합되어 있는 그리드와 디지털 X선 검출기를 정렬 장치로부터 분리시킨다.
그 후, 그리드와 일체화된 디지털 X선 검출기의 가장자리에 비도전성의 프레임을 장착하여 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈을 완성한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈을 제조하는 과정에서, 수평 조절이 완료된 후 높이 조절 수단을 이용하여 그리드와 디지털 X선 검출기의 간격을 조정함으로써 무아레 패턴을 제거하는 과정에 따른 영상의 변화를 보여주는 사진이다.
본 발명에 따른 실시예는 픽셀 간격(pitch)이 139㎛이고, 매트릭스 사이즈가 2560×3072인 디지털 X선 검출기와 라인 주파수가 185[line pairs/inch]인 그리드를 사용하여 실시되었다.
디지털 X선 검출기를 정렬 장치의 스테이지 상부에 장착하고, 그리드는 정렬 장치의 스테이지로부터 연장되어 구비되는 거치대에 장착하였다.
다음 스테이지에 구비되는 수평 조정 수단을 이용하여 디지털 X선 검출기를 좌우로 이동시켜 디지털 X선 검출기의 픽셀과 그리드의 라인이 평행하게 위치되도록 정렬하였다.
그런 후에 거치대에 구비되어 있는 수직 조절 수단을 이용하여 그리드의 높이를 조정하면서 X선 촬영을 실시하였다.
먼저, 그리드를 디지털 X선 검출기의 표면으로부터 1.2㎜ 높이에 고정시킨 후 X선을 촬영하였다. 이때, 도 6a에 보여지는 것과 같이 무아레 패턴이 발생하였다.
다음, 그리드를 디지털 X선 검출기의 표면으로부터 2.4㎜ 높이에 고정시킨 다음 X선을 촬영하였다. 이때, 도 6b에 보여지는 것과 같이 무아레 패턴이 도 6a에 보여지는 것보다 감소되는 것을 알 수 있었다.
마지막으로 그리드를 디지털 X선 검출기의 표면으로부터 3.6㎜ 높이에 고정시킨 후 X선을 촬영하였다. 이때, 도 6c에 보여지는 것과 같이 무아레 패턴이 완전하게 제거됨을 알 수 있었다.
상기한 실시예에 따르면, 그리드 라인의 주파수가 디지털 X선 검출기 픽셀의 주파수와 유사한 경우, 디지털 X선 검출기와 그리드의 배향 및 간격을 사전에 조정하여 일체화시킴으로써 무아레 패턴이 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있음을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈 및 그 제조방법은 그리드와 디지털 X선 검출기를 배향 및 간격을 사전에 조절하여 그리드 라인과 디지털 X선 검출기의 픽셀을 무아레 패턴이 나타나지 않는 위치로 정렬한 후 결합하여 일체화시킴으로써 별도의 영상 보정 과정을 거치지 않고도 영상의 대조도를 향상시킬 수 있으므로 정확한 진단을 내릴 수 있다는 효과가 있다.
또한, 그리드 라인을 디지털 X선 검출기의 픽셀이 위치하지 않는 영역에 정렬시키는 경우 X선 촬영 시 디지털 X선 검출기의 감도를 증가시킬 수 있으므로 X선의 선량을 감소시키더라도 원하는 영상을 획득할 수 있기 때문에 피사체에 방사선 피폭량을 감소시킬 수 있는 효과도 있다.
Claims (6)
- 디지털 X선 검출기 모듈에 있어서,X선 투과 재질로 이루어진 기판의 상측에 다수개의 홈(slot)을 서로 일정한 간격으로 형성하고, 형성된 홈의 내부 공간에 X선 흡수 재질의 X선 흡수체를 매립하여 형성된 그리드와;상기 그리드를 이루고 있는 기판 하측에 소정 거리 이격되어 구비되며, 픽셀 형태로 배열된 광 검출기를 포함하여 이루어지는 디지털 X선 검출기와;상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기의 끝단 가장자리에서 상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기를 결합하여 일체화시키는 접착 부재;를 포함하여 구성되되,상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기는 그리드 라인에 의한 무아레 패턴이 나타나지 않도록, 상기 그리드의 그리드 라인과 상기 디지털 X선 검출기의 광 검출기의 배향 및 간격이 조정된 것을 특징으로 하는 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판은 플라스틱(plastic), 폴리머(polymer), 세라믹(ceramic), 그래파이트(graphite) 및 탄소섬유(carbon fiber)로 이루어지는 군에서 선택되는 한 가지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 X선 흡수체는 납(lead), 비스무스(bismuth), 금(gold), 바륨(barium), 텅스텐(tungsten), 플라티늄(platinum), 수은(mercury), 인듐(indium), 탈륨(thallium), 팔라듐(palladium), 주석(tin), 아연(zinc) 및 그들의 합금으로 이루어지는 군에서 선택되는 한 가지 이상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈의 가장자리에 비전도성 재질의 프레임이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 접착 부재는 에폭시계열의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈.
- 그리드 일체형 디지털 X선 검출기를 제조하는 방법에 있어서,수평 조절 수단이 구비된 정렬 장치의 스테이지 상부에 디지털 X선 검출기를 장착하는 단계와;상기 스테이지에 수직 방향으로 연장되어 구비되는 거치대에 그리드를 장착 하는 단계와;상기 수평 조절 수단을 이용하여 상기 스테이지를 회동시켜 상기 디지털 X선 검출기에 구비되는 광 검출기 픽셀과 상기 그리드의 라인을 평행하게 위치시키는 단계와;상기 수평 조절 수단을 이용하여 상기 스테이지를 좌우로 미세하게 이동시켜 상기 디지털 X선 검출기의 광 검출기 픽셀과 상기 그리드의 라인을 무아레 패턴이 최소화되는 위치로 정렬하는 단계와;상기 거치대에 구비되는 높이 조절 수단을 이용하여 상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기 사이의 간격을 미세 조정하여 무아레 패턴이 제거되는 위치로 정렬하는 단계와;상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기의 가장자리에 접착 부재를 도포하여 상기 그리드와 상기 디지털 X선 검출기를 일체화시키는 단계와;상기 정렬장치로부터 일체화된 디지털 X선 검출기 모듈을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 그리드 일체형 디지털 X선 검출기 모듈의 제조방법.
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