KR100940287B1 - Ｘ선 ｃｔ 촬영 장치 - Google Patents

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Abstract

X선 CT 촬영 장치가 개시된다. 본 발명의 X선 CT 촬영 장치는, X선을 발생시켜 피검사체에 조사하는 X선 발생부와, 피검사체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터(Detector)와, 디텍터가 검출한 X선에 대한 데이터에 기초하여 피검사체에 대한 영상을 출력하는 영상 출력부를 구비한 X선 CT 촬영 장치에 있어서, X선 발생부는, 내부를 진공 상태로 유지하는 진공관; 진공관 내부의 일측에 배치되어 열전자를 방출하는 필라멘트; 필라멘트에 전력을 공급하여 필라멘트를 가열하는 필라멘트 전원; 진공관 내부에서 필라멘트의 반대측에 배치되며 필라멘트에서 방출된 열전자가 충돌하여 X선이 발생되는 저지극; 필라멘트에서 방출된 열전자가 저지극 측으로 가속될 수 있도록 진공관 내에 관전압을 발생시키는 가속 전원; 및 피검사체에 대한 X선의 조사와 비조사가 주기적으로 일어나도록 조절하는 X선 조사 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
X선, CT, 촬영, 피폭선량, 감소, 주기, 펄스모드 X선 조사(exposure), 그리드(grid)

Description

Ｘ선 ＣＴ 촬영 장치{X-RAY CT APPARATUS}
본 발명은 X선 CT 촬영 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 피검사체가 받는 피폭선량을 감소시킬 수 있는 X선 CT 촬영 장치에 관한 것이다.
X선 CT(Computerized Tomography) 촬영 장치는 X선을 촬영하고자 하는 피검사체를 투과시키고, 디텍터(Detector)를 통하여 피검사체를 투과한 X선을 검출하여 검출한 데이터를 영상으로 재구성하는 장치이다. X선 CT 촬영 장치는 피검사체의 내부 조직의 이상 유무를 판단하기 위해 피검사체의 내부 조직의 영상을 시각적으로 관찰하는 목적으로 사용된다.
여러 가지 형태의 X선 CT 촬영 장치가 개발되어 사용되어지고 있는데, 이들 X선 CT 촬영 장치는 공통적으로 X선을 발생시켜 피검사체 측으로 조사하는 X선 발생부를 구비한다. 이러한 X선 발생부에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 X선 CT 촬영 장치에 구비된 X선 발생부의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 도 1의 X선 CT 촬영 장치를 사용할 경우에 대하여 시간에 따른 피폭선량(被曝線量, exposure dose)을 그래프로 나타낸 도면이다. 참고로, 여 기서 "피폭선량"이라 함은, 피검사체에 조사된 X선의 양 또는 피검사체가 노출되어진 X선의 양을 뜻한다.
도 1을 참조하면, 종래의 X선 CT 촬영 장치에 구비된 X선 발생부는, 내부를 진공 상태로 유지하는 진공관(10)과, 진공관(10) 내부의 일측에 배치되어 열전자(e)를 방출하는 필라멘트(20)와, 필라멘트(20)에 전력을 공급하여 필라멘트(20)를 가열하는 필라멘트 전원(30)과, 진공관(10) 내부에서 필라멘트(20)의 반대측에 배치되어 필라멘트(20)에서 방출된 열전자(e)가 충돌하는 저지극(40, target)과, 필라멘트(20)에서 방출된 열전자(e)를 저지극(30) 측으로 가속하기 위해 진공관 내에 관전압을 형성하는 가속 전원(50)을 포함한다.
상기 필라멘트(20)는 일종의 저항체로서 필라멘트 전원(30)으로부터 전력을 공급받아 가열됨으로써 열전자(e)를 방출한다. 필라멘트(20)로부터 발생된 열전자(e)는 가속 전원(50)에 의해 필라멘트(20)와 저지극(40) 사이에 형성된 전기장에 의해 저지극(40) 측으로 가속되어 저지극(40)의 표면과 충돌한다. 이처럼 열전자(e)가 저지극(40)의 표면에 충돌할 때, 열전자(e)가 가지고 있던 운동 에너지의 일부가 X선으로 전환됨으로써 저지극(40)의 표면에서 X선이 발생하게 된다. 발생된 X선은 진공관(10)의 일측을 투과하여 피검사체 측으로 조사된다. 그리고 피검사체 측으로 조사된 X선은 피검사체를 투과하여 디텍터(Detector)를 통하여 검출되며, 검출된 데이터는 일정한 데이터 변환 과정을 거쳐 영상으로 재구성된다.
도 2를 참조하면, 피검사체가 받는 피폭선량(被曝線量, exposure dose)은 시간에 따라 변하지 않고 일정하게 유지됨을 알 수 있다. 즉, 종래의 X선 CT 촬영 장 치에 구비된 X선 발생부는 시간에 무관하게 일정한 크기의 X선을 발생시켜 피검사체 측으로 조사한다. 따라서, 종래의 X선 CT 촬영 장치를 사용하여 피검사체를 촬영하는 동안, 피검사체는 촬영 시간에 비례하여 X선에 노출될 수 밖에 없다.
그런데 X선은 방사선의 일종으로서 인체에 해롭다는 것은 잘 알려진 사실이다. 따라서, X선 CT 촬영 장치를 사용할 때 가능하다면 적은 양의 X선을 피검사체에 조사하는 것이 바람직하다. 하지만, 전술한 X선 발생부를 구비한 종래의 X선 CT 촬영 장치가 사용되는 경우, 피검사체는 촬영 시간에 비례하는 피폭선량을 받기 때문에 피검사체가 조사받는 피폭선량이 비교적 클 수 밖에 없다는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점은 피검사체가 사람의 머리 부분인 경우에 더욱 두드러진다. 왜냐하면, 사람의 머리 부분에 위치한 갑상선은 X선에 특히 취약하여 X선에 과다하게 노출될 경우 암 발생 가능성이 큰 것으로 알려져 있기 때문이다. 따라서, 치과용 X선 CT 촬영 장치와 같이 사람의 머리 부분을 피검사체로 다루는 X선 CT 촬영 장치에서는 피검사체가 받는 피폭선량을 가능한 줄이는 것이 더욱 요구된다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 피검사체가 받는 피폭선량을 감소시킬 수 있는 X선 CT 촬영 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은, X선을 발생시켜 피검사체에 조사하는 X선 발생부와, 상기 피검사체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터(Detector)와, 상기 디텍터가 검출한 상기 X선에 대한 데이터에 기초하여 상기 피검사체에 대한 영상을 출력하는 영상 출력부를 구비한 X선 CT 촬영 장치에 있어서, 상기 X선 발생부는, 내부를 진공 상태로 유지하는 진공관; 상기 진공관 내부의 일측에 배치되어 열전자를 방출하는 필라멘트; 상기 필라멘트에 전력을 공급하여 상기 필라멘트를 가열하는 필라멘트 전원; 상기 진공관 내부에서 상기 필라멘트의 반대측에 배치되며 상기 필라멘트에서 방출된 상기 열전자가 충돌하여 X선이 발생되는 저지극; 상기 필라멘트에서 방출된 열전자가 상기 저지극 측으로 가속될 수 있도록 상기 진공관 내에 관전압을 발생시키는 가속 전원; 및 상기 피검사체에 대한 상기 X선의 조사와 비조사가 주기적으로 일어나도록 조절하는 X선 조사 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 X선 조사 제어수단은, 상기 가속 전원에 전기적으로 연결되어 상기 가속 전원이 형성하는 상기 관전압이 일정 주기를 갖는 직사각형의 펄스파로 발생되도록 조절하는 관전압 조절기;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 X선 조사 제어수단은, 상기 필라멘트에 인접 배치되어 상기 관접압에 의해 형성되는 전기장의 방향과 반대 방향의 전기장을 상기 필라멘트 부근의 상기 열전자의 이동 경로에 형성시키는 그리드(Grid); 상기 그리드가 상기 필라멘트 부근에 상기 전기장을 형성하도록 상기 그리드에 그리드 전압을 인가하는 그리드 전원; 및 상기 그리드 전원에 전기적으로 연결되어 상기 그리드 전압이 일정 주기를 갖는 직사각형의 펄스파로 발생되도록 조절하는 그리드 전압 조절기;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 X선 조사 제어수단은, 상기 진공관의 외측에 인접 배치되어 상기 저지극에서 발생되어 상기 피검사체로 조사되는 상기 X선을 주기적으로 차단하는 X선 차단 부재;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 X선 차단 부재는, 상기 저지극으로부터 상기 피검사체로 조사되는 상기 X선을 차단하는 X선 차단부 및 상기 저지극으로부터 발생된 상기 X선을 상기 피검사체 측으로 통과시키는 슬릿이 교호적으로 형성되며, 상기 진공관의 외측에 인접 배치되어 일정 속도로 회전할 수 있다.
또한, 상기 X선 차단 부재는, 디스크 형상으로 마련되며 상기 저지극에 발생된 상기 X선의 조사 방향과 직교하도록 배치되는 것일 수 있다.
상기 X선 CT 촬영 장치는, 바닥면 상에 수평으로 배치되는 베이스; 상기 베이스에 수직으로 결합된 지지프레임; 상기 지지프레임에 상하로 승강 가능하도록 설치된 승강부재; 및 상기 바닥면에 대해 수직한 회전축을 가지고 회전될 수 있도 록 상기 승강부재에 설치되는 회전암;을 더 포함할 수 있고, 상기 X선 발생부는 상기 회전암의 일측단에 설치되고, 상기 디텍터는 상기 회전암의 타측단에 설치되며, 상기 피검사체는 상기 회전암의 상기 일측단과 상기 타측단 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 피검사체는, 사람의 머리 부분일 수 있다.
본 발명에 따른 X선 CT 촬영 장치에 의하면, X선 발생부에 X선 조사 제어수단이 구비됨으로써 촬영 도중 피검사체에 대한 X선의 조사와 비조사가 주기적으로 일어나게 되며, 이로 인하여 피검사체가 받는 피폭선량을 감소시킬 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 각 실시예들 사이에서 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
먼저, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치를 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치의 개략적 사시도이고, 도 4는 도 3의 X선 CT 촬영 장치에서 X선 발생부로부터 발생된 X선이 디텍터 측으로 조사되는 모습을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 5는 도 3의 X선 CT 촬영 장치에 구비된 X선 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 X선 발생부에 구비된 가속 전원이 발생시키는 관전압의 파형을 그래프로 나타낸 도면이며, 도 7은 도 3의 X선 CT 촬영 장치를 사용할 경우에 대하여 시간에 따른 피폭선량을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치는, 베이스(101)와, 지지프레임(102)과, 가이드봉(103)과, 승강부재(104)와, 승강부재 구동부(미도시)와, 회전암(105)과, 회전암 구동부(미도시)와, 데이터 처리부(미도시)와, 영상 출력부(미도시)를 구비한다.
상기 베이스(101)는, 바닥면 상에 수평으로 배치되어 베이스(101)에 결합된 지지프레임(102)을 지지한다. 이러한 베이스(101)에는 환자가 앉을 수 있는 의자가 설치될 수도 있다. 상기 지지프레임(102)은, 상기 베이스(101)에 수직으로 결합되며 중앙부에는 상기 가이드봉(103)이 상하 방향으로 고정 설치된다.
상기 승강부재(104)는 상하로 승강 가능하도록 가이드봉(103)에 설치된다. 즉, 승강부재(104)는 가이드봉(103)에 슬라이딩 가능하도록 결합되며, 승강부재(104)는 승강부재 구동부(미도시)에 의해 상하 방향의 구동력을 제공받는다. 여기서 승강부재 구동부는 승강부재(104)를 직선 구동하는 리니어 모터(Linear motor)로 구비될 수 있다.
상기 회전암(105)은, 바닥면에 대해 수직한 회전축을 가지고 회전될 수 있도록 승강부재(104)에 설치된다. 회전암(105)은 대략 "ㄷ"자 형상으로 구비되며 양측단(106, 107) 사이의 공간에 피검사체인 환자의 머리 부분이 위치하게 된다. 그리하여 회전암(105)은 피검사체가 고정된 상태에서 일정한 회전각 범위에서 피검사체를 중심으로 회전할 수 있다. 이러한 회전암(105)은 상기 회전암 구동부(미도시)에 의해 회전 구동되며, 회전암 구동부는 모터로 구비될 수 있다.
그리고 회전암(105)의 일측단(106)의 내부에는 X선을 발생시켜 피검사체에 조사하는 X선 발생부(108)가 구비되며, 회전암(105)의 타측단(107)의 내부에는 피검사체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터(109, Detector)가 구비된다. 도 4를 참조하면, 회전암(105)의 양측단(106, 107)에 각각 구비된 X선 발생부(108)와 디텍터(109)는 피검사체(H)를 사이에 두고 서로 대향 배치된다. 그리하여, X선 발생부(108)로부터 피검사체로 조사된 X선은 피검사체를 투과한 후 디텍터(109)에서 검출될 수 있다.
상기 디텍터(109)는 X선을 검출하고 검출된 데이터를 전기 신호의 형태로 변환하여 데이터 처리부(미도시)로 전송한다. 이때 디텍터(109)는 검출되는 데이터를 계속적으로 데이터 처리부로 전송하지 않고, 수 ms 동안은 X선을 검출하고 수 ms 동안은 데이터 처리부로 검출된 데이터를 전송하는 방식을 따른다. 즉 디텍터(109)는, 피검사체를 촬영하는 동안, X선의 검출 및 검출된 데이터의 전송을 주기적으로 반복한다.
상기 X선 발생부(108)에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
상기 데이터 처리부(미도시)는, 디텍터(109)가 검출한 X선에 대한 데이터를 입력받은 후, 입력된 데이터를 영상으로 출력하기에 적합한 형태로 변환하여 영상 출력부(미도시)로 출력한다. 여기서 영상 출력부(미도시)는 모니터로 구비될 수 있으며, 영상 출력부는 피검사체의 내부 조직에 대한 영상을 시각적 이미지로 구현한다.
도 5를 참조하면, 상기 X선 발생부(108, 도 4 참조)는, 진공관(110)과, 필라멘트(120)와, 필라멘트 전원(130)과, 저지극(140)과, 가속 전원(150)과, X선 조사 제어수단(160)을 구비한다.
상기 진공관(110)은, 내부를 진공 상태로 유지한다. 그리고 진공관(110)은 X선 흡수율이 낮은 붕소규산염 유리를 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 필라멘트(120)는, 진공관(110) 내부의 일측에 배치되며 필라멘트 전원(130)으로부터 전력을 공급받아 열전자를 방출한다. 다시 말하면, 필라멘트(120)는 일종의 저항체로서 필라멘트 전원(130)이 제공하는 전기 에너지를 열에너지로 전환하며, 이러한 열에너지의 일부가 필라멘트(120) 내의 전자에 제공됨으로써 전자가 필라멘트(120)로부터 방출될 수 있다. 상기 필라멘트(120)는 융점이 높으면서도 기화성이 낮은 텅스텐을 재질로 만들어지는 것이 바람직하며, 텅스텐으로 제작된 필라멘트(120)는 대략 2200 ℃로 가열되면 열전자를 방출한다.
상기 저지극(140)은, 진공관(110) 내부에서 필라멘트(120)의 반대측에 배치된다. 이러한 저지극(140)에 가속 전원(150)의 양극이 연결되고 상기 필라멘트(120)에 가속 전원(150)의 음극이 연결된다. 그리하여 진공관 내에서 필라멘트(120)와 저지극(140) 사이에는 관전압이 형성된다. 달리 표현하면, 진공관(110) 내에서 필라멘트(120)와 저지극(140) 사이에는 상기 가속 전원(150)에 의해 전기장이 형성된다.
이러한 전기장에 의해 필라멘트(120)에서 방출된 열전자는 저지극(140) 측으로 가속될 수 있다. 가속된 열전자는 저지극(140)에 충돌하기 직전 매우 빠른 속도 를 갖는다. 즉 저지극(140)에 충돌하기 직전 열전자는 매우 큰 운동에너지를 갖게 되며, 열전자가 저지극(140)에 충돌 시 열전자가 가지고 있던 운동에너지의 일부가 X선의 형태로 전환된다. 이러한 과정을 통하여 저지극(140)에서는 X선이 발생되며, 발생된 X선은 진공관(110)의 일측을 투과하여 피검사체 측으로 조사된다.
상기 X선 조사 제어수단(160)은, 피검사체에 대한 X선의 조사(照射)와 비조사(非照射)가 주기적으로 일어나도록 조절한다. 전술했듯이 종래의 X선 CT 촬영 장치는 피검사체를 촬영하는 도중 일정 세기의 X선을 계속적으로 피검사체에 조사한다. 반면 본 실시예의 X선 CT 촬영 장치는, 피검사체가 받는 피폭선량을 감소시키기 위하여 X선 조사 제어수단(160)을 구비하였고, 그 결과 피검사체에 대한 X선의 조사(照射)와 비조사(非照射)가 주기적으로 일어나게 된다.
이러한 X선 조사 제어수단(160)은, 본 실시예에서 가속 전원(150)에 전기적으로 연결되어 관전압을 조절하는 관전압 조절기(160)로서 구비된다.
상기 관전압 조절기(160)에 의해 조절된 관전압은 도 6에서처럼 나타난다. 도 6을 참조하면, 관전압은 일정 크기로 유지되지 않고 일정 주기를 갖는 직사각형의 펄스파로 발생됨을 알 수 있다. 즉, 피검사체를 촬영하는 도중에, 관전압은 수 ms 동안 일정 크기로 유지되고 수 ms 동안은 소멸됨을 반복한다.
전술했듯이 필라멘트(120)에서 방출된 열전자는 진공관(110) 내에 형성되는 전기장에 의해 저지극(140) 측으로 가속될 수 있다. 따라서 진공관(110) 내에서 관전압이 직사각형의 펄스파로 발생되는 결과, 필라멘트(120)에서 방출된 열전자도 수 ms 동안에는 가속되고 수 ms 동안에는 가속되지 않음을 반복하게 된다. 그리하 여 열전자와의 충돌로 인하여 X선이 발생되는 저지극(140)에서도 수 ms 동안에는 X선이 발생되고 수 ms 동안에는 X선이 발생되지 않음이 반복될 수 있다. 결과적으로 관전압 조절기(160)를 구비함으로써 본 실시예의 X선 발생부(108, 도 4 참조)는 피검사체 측으로 주기적으로 변동하는 X선을 조사하게 된다.
따라서, 본 실시예의 X선 CT 촬영 장치를 사용하는 경우 피검사체가 받는 피폭선량은 도 7에서처럼 직사각형의 파형으로 나타나게 된다. 따라서, 도 2에서처럼 피검사체에 일정 세기의 X선이 조사되는 종래의 X선 CT 촬영 장치에 비해, 본 실시예의 X선 CT 촬영 장치는 피검사체가 받는 피폭선량을 크게 감소시킬 수 있게 된다.
참고로 디텍터(109)는 피검사체를 촬영하는 동안 X선의 검출 및 검출된 데이터의 전송을 주기적으로 반복하므로, 디텍터(109)가 데이터 처리부로 데이터를 전송하는 동안에는 피검사체에 X선을 조사하지 않더라도 영상을 얻을 수 없는 것은 아니다. 그러므로, 피폭선량이 도 7에서와 같이 직사각형의 펄스파로 나타나도록 피검사체에 X선을 조사하더라도 피검사체의 내부 조직을 영상화할 수 있다.
다음으로, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치를 설명한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 X선 CT 장치에 구비된 X선 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치의 구성 중에서 X선 조사 제어수단을 제외한 구성들은 전술한 제1 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치의 구성과 동일하게 구 비된다. 따라서, 제1 실시예와 동일한 본 실시예의 구성들에 대한 설명은 생략하기로 하며, 본 실시예에 따른 X선 조사 제어수단에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 X선 조사 제어수단(160a)은, 그리드 전원(161)과, 그리드(163, Grid)와, 그리드 전압 조절기(162)를 구비한다.
상기 그리드 전원은(161)은 그리드(163)에 그리드 전압을 인가한다.
상기 그리드(163)는 필라멘트(120)에 인접 배치되며 그리드 전원(161)으로부터 그리드 전압을 인가받는다. 그리하여 그리드(163)는 필라멘트(20)에 인접된 부근의 열전자 이동 경로에 전기장을 형성한다. 이때 그리드(163)가 열전자 이동 경로 상에 형성하는 전기장의 방향은 가속 전원(150)에 의해 형성되는 전기장의 방향과 반대이다. 따라서, 그리드(163)가 형성하는 전기장은 가속 전원(150)이 형성하는 전기장과 달리 필라멘트(120)에서 방출한 열전자가 저지극(140) 측으로 가속되는 것을 방해한다.
상기 그리드 전압 조절기(162)는, 그리드 전원(161)에 전기적으로 연결되어 그리드 전원(161)으로부터 그리드(163)에 인가되는 그리드 전압이 일정 주기를 갖는 직사각형의 펄스파가 되도록 조절한다. 그리하여 그리드 전원(161)에서 발생되는 그리드 전압은, 전술한 본 발명의 제1 실시예에서의 관전압과 마찬가지로, 도 6과 같은 직사각형의 펄스파형을 갖게 된다.
따라서, 그리드(163)가 필라멘트(120) 부근에 형성하는 전기장도 상기 그리드 전압과 동일한 주기를 가지고 발생과 소멸을 반복하게 된다.
그리하여, 필라멘트(120) 부근에 그리드(163)에 의한 전기장이 발생된 경우, 필라멘트(120)에서 방출된 열전자는 그리드(163)가 발생시킨 전기장에 의해 저지극(140) 측으로 가속되는 것을 방해받는다. 이러한 경우, 열전자가 저지극에 충돌할 수 없으므로 저지극(140)에서 X선이 발생되지 않는다.
반면, 필라멘트(120) 부근에 그리드(163)에 의한 전기장이 발생되지 않은 경우, 필라멘트(120)에서 발생한 열전자는 가속 전원(150)에 의해 발생된 전기장에 의해 저지극(140) 측으로 가속될 수 있다. 이러한 경우, 열전자는 저지극(140)에 충돌할 수 있게 되므로 저지극(140)에서 X선이 발생하게 된다.
따라서 그리드 전압 조절기(162)에 의해 그리드 전압이 직사각형의 파형으로 그리드(163)에 인가되는 경우 저지극(140)에서는 X선이 주기적으로 발생된다. 그리하여, 본 실시예의 X선 CT 촬영 장치가 사용되는 경우, 피검사체가 받는 피폭선량은 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 도 7에서처럼 나타난다. 결과적으로, 본 실시예의 X선 CT 촬영 장치를 사용하는 경우, 종래의 X선 CT 장치에 비해 피검사체가 받는 피폭선량을 크게 감소시킬 수 있게 된다.
다음으로, 도 7, 도 9, 도 10a 및 도 10b를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치를 설명한다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 X선 CT 장치에 구비된 X선 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 10a는 도 9의 X선 발생부에 구비된 X선 차단 부재를 X선이 통과하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 10b는 도 9의 X선 발생부에 구비된 X선 차단 부재에 의해 X선이 차단되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치의 구성 중에서 X선 조사 제어수단을 제외한 구성들은 전술한 제1 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치의 구성과 동일하게 구비된다. 따라서, 제1 실시예와 동일한 본 실시예의 구성들에 대한 설명은 생략하기로 하며, 본 실시예에 따른 X선 조사 제어수단에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 X선 조사 제어수단(160b)은, X선 차단 부재(160b)로서 구비된다. 이러한 X선 차단 부재(160b)는, 진공관(110)의 외측에 인접 배치되어 저지극(140)에서 발생되어 피검사체로 조사되는 X선을 주기적으로 차단한다.
이에, 상기 X선 차단 부재(160b)는, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 디스크 형상으로 마련되며 저지극(140)에서 발생된 X선의 조사 방향과 실질적으로 직교하도록 배치된다. 또한 X선 차단 부재(160b)는, 일정 속도로 회전하도록 설치된다.
그리고 X선 차단 부재(160b)는, X선이 통과시킬 수 있는 대략 부채꼴 형상의 슬릿(164)이 원주 방향으로 규칙적으로 형성되어 있다. 그리고, X선 차단 부재(160b)에서 슬릿(164)이 형성되지 않은 부분은 X선을 차단하는 X선 차단부(165)를 구성한다. 이때 X선 차단부(165)는 X선 흡수율이 높은 납이나 구리를 재질로 하여 제작될 수 있다. 결과적으로 X선 차단 부재(160b)는, 원주 방향을 따라 복수의 슬릿(164)과 복수의 X선 차단부(165)가 교호적으로 배치되는 형상을 갖는다.
그리하여, 도 10a에서처럼 저지극(140)에서 발생된 X선의 경로 상에 슬릿(164)이 위치하는 경우, X선은 X선 차단 부재(160b)에 의하여 차단되지 않고 피 검사체에 조사될 수 있다. 반면, 도 10b에서처럼 저지극(140)에서 발생된 X선의 조사 경로 상에 X선 차단부(165)가 위치하는 경우, X선은 X선 차단 부재(160b)에 의하여 차단되어 피검사체에 조사될 수 없다.
따라서, X선 차단 부재(160b)가 진공관(110)의 외측에서 일정 속도로 회전하는 경우, 피검사체가 받는 피폭선량은 전술한 제1 실시예에서와 마찬가지로 도 7에서처럼 일정 주기를 갖는 직사각형의 파형으로 나타나게 된다. 결과적으로, 본 실시예의 X선 CT 촬영 장치를 사용하는 경우, 종래의 X선 CT 장치에 비해 피검사체가 받는 피폭선량을 크게 감소시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치에 의하면, X선 조사 제어수단(160, 160a, 160b)을 구비함으로써 피검사체가 받는 피폭선량을 감소시킬 수 있다. 그리하여, 피검사체인 사람의 머리 부분이 촬영 도중 과다하게 X선에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에서는 피검사체가 사람의 머리 부분인 경우에 한정하여 설명하였으나, 사람의 머리 부분 외에 다른 부위를 검사하는 X선 CT 촬영 장치에 본 발명이 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명하다.
도 1은 종래의 X선 CT 촬영 장치에 구비된 X선 발생부의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 X선 CT 촬영 장치를 사용할 경우에 대하여 시간에 따른 피폭선량을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 X선 CT 촬영 장치의 개략적 사시도이다.
도 4는 도 3의 X선 CT 촬영 장치에서 X선 발생부로부터 발생된 X선이 디텍터 측으로 조사되는 모습을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 도 3의 X선 CT 촬영 장치에 구비된 X선 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 X선 발생부에 구비된 가속 전원이 발생시키는 관전압의 파형을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3의 X선 CT 촬영 장치를 사용할 경우에 대하여 시간에 따른 피폭선량을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 X선 CT 장치에 구비된 X선 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 X선 CT 장치에 구비된 X선 발생부의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10a는 도 9의 X선 발생부에 구비된 X선 차단 부재를 X선이 통과하는 모습 을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10b는 도 9의 X선 발생부에 구비된 X선 차단 부재에 의해 X선이 차단되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부호에 대한 설명*
101: 베이스 102: 지지프레임
103: 가이드봉 104: 승강부재
105: 회전암 108: X선 발생부
109: 디텍터 110: 진공관
120: 필라멘트 130: 필라멘트 전원
150: 가속 전원 160: 관전압 조절기
161: 그리드 전원 162: 그리드 전압 조절기
163: 그리드 160b: X선 차단 부재
164: 슬릿 165: X선 차단부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. X선을 발생시켜 피검사체에 조사하는 X선 발생부와, 상기 피검사체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터(Detector)와, 상기 디텍터가 검출한 상기 X선에 대한 데이터에 기초하여 상기 피검사체에 대한 영상을 출력하는 영상 출력부를 구비한 X선 CT 촬영 장치로서,
    상기 X선 발생부는,
    내부를 진공 상태로 유지하는 진공관;
    상기 진공관 내부의 일측에 배치되어 열전자를 방출하는 필라멘트;
    상기 필라멘트에 전력을 공급하여 상기 필라멘트를 가열하는 필라멘트 전원;
    상기 진공관 내부에서 상기 필라멘트의 반대측에 배치되며 상기 필라멘트에서 방출된 상기 열전자가 충돌하여 X선이 발생되는 저지극;
    상기 필라멘트에서 방출된 열전자가 상기 저지극 측으로 가속될 수 있도록 상기 진공관 내에 관전압을 발생시키는 가속 전원; 및
    상기 피검사체에 대한 상기 X선의 조사와 비조사가 주기적으로 일어나도록 조절하는 X선 조사 제어수단;을 포함하며,
    상기 X선 조사 제어수단은, 상기 가속 전원에 전기적으로 연결되어 상기 가속 전원이 형성하는 상기 관전압이 일정 주기를 갖는 직사각형의 펄스파로 발생되도록 조절하는 관전압 조절기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치.
  3. X선을 발생시켜 피검사체에 조사하는 X선 발생부와, 상기 피검사체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터(Detector)와, 상기 디텍터가 검출한 상기 X선에 대한 데이터에 기초하여 상기 피검사체에 대한 영상을 출력하는 영상 출력부를 구비한 X선 CT 촬영 장치에 있어서,
    상기 X선 발생부는,
    내부를 진공 상태로 유지하는 진공관;
    상기 진공관 내부의 일측에 배치되어 열전자를 방출하는 필라멘트;
    상기 필라멘트에 전력을 공급하여 상기 필라멘트를 가열하는 필라멘트 전원;
    상기 진공관 내부에서 상기 필라멘트의 반대측에 배치되며 상기 필라멘트에서 방출된 상기 열전자가 충돌하여 X선이 발생되는 저지극;
    상기 필라멘트에서 방출된 열전자가 상기 저지극 측으로 가속될 수 있도록 상기 진공관 내에 관전압을 발생시키는 가속 전원; 및
    상기 피검사체에 대한 상기 X선의 조사와 비조사가 주기적으로 일어나도록 조절하는 X선 조사 제어수단;을 포함하며,
    상기 X선 조사 제어수단은,
    상기 필라멘트에 인접 배치되어 상기 관접압에 의해 형성되는 전기장의 방향과 반대 방향의 전기장을 상기 필라멘트 부근의 상기 열전자의 이동 경로에 형성시키는 그리드(Grid);
    상기 그리드가 상기 필라멘트 부근에 상기 전기장을 형성하도록 상기 그리드에 그리드 전압을 인가하는 그리드 전원; 및
    상기 그리드 전원에 전기적으로 연결되어 상기 그리드 전압이 일정 주기를 갖는 직사각형의 펄스파로 발생되도록 조절하는 그리드 전압 조절기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. X선을 발생시켜 피검사체에 조사하며 상기 피검사체에 대한 상기 X선의 조사와 비조사가 주기적으로 일어나도록 조절하는 X선 조사 제어수단을 구비한 X선 발생부와, 상기 피검사체를 투과한 X선을 검출하는 디텍터(Detector)와, 상기 디텍터가 검출한 상기 X선에 대한 데이터에 기초하여 상기 피검사체에 대한 영상을 출력하는 영상 출력부를 포함한 X선 CT 촬영 장치로서,
    바닥면 상에 수평으로 배치되는 베이스;
    상기 베이스에 수직으로 결합된 지지프레임;
    상기 지지프레임에 상하로 승강 가능하도록 설치된 승강부재; 및
    상기 바닥면에 대해 수직한 회전축을 가지고 회전될 수 있도록 상기 승강부재에 설치되는 회전암;을 더 포함하며,
    상기 X선 발생부는 상기 회전암의 일측단에 설치되고, 상기 디텍터는 상기 회전암의 타측단에 설치되며, 상기 피검사체는 상기 회전암의 상기 일측단과 상기 타측단 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 피검사체는,
    사람의 머리 부분인 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 X선 발생부는,
    내부를 진공 상태로 유지하는 진공관;
    상기 진공관 내부의 일측에 배치되어 열전자를 방출하는 필라멘트;
    상기 필라멘트에 전력을 공급하여 상기 필라멘트를 가열하는 필라멘트 전원;
    상기 진공관 내부에서 상기 필라멘트의 반대측에 배치되며 상기 필라멘트에서 방출된 상기 열전자가 충돌하여 X선이 발생되는 저지극; 및
    상기 필라멘트에서 방출된 열전자가 상기 저지극 측으로 가속될 수 있도록 상기 진공관 내에 관전압을 발생시키는 가속 전원;을 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 X선 조사 제어수단은,
    상기 가속 전원에 전기적으로 연결되어 상기 가속 전원이 형성하는 상기 관전압이 일정 주기를 갖는 직사각형의 펄스파로 발생되도록 조절하는 관전압 조절기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 X선 조사 제어수단은,
    상기 필라멘트에 인접 배치되어 상기 관전압에 의해 형성되는 전기장의 방향과 반대 방향의 전기장을 상기 필라멘트 부근의 상기 열전자의 이동 경로에 형성시키는 그리드(Grid);
    상기 그리드가 상기 필라멘트 부근에 상기 전기장을 형성하도록 상기 그리드에 그리드 전압을 인가하는 그리드 전원; 및
    상기 그리드 전원에 전기적으로 연결되어 상기 그리드 전압이 일정 주기를 갖는 직사각형의 펄스파로 발생되도록 조절하는 그리드 전압 조절기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 X선 조사 제어수단은,
    상기 진공관의 외측에 인접 배치되어, 상기 저지극에서 발생되어 상기 피검사체로 조사되는 상기 X선을 주기적으로 차단하는 X선 차단 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 X선 차단 부재는,
    상기 저지극으로부터 상기 피검사체로 조사되는 상기 X선을 차단하는 X선 차단부 및 상기 저지극으로부터 발생된 상기 X선을 상기 피검사체 측으로 통과시키는 슬릿이 교호적으로 형성되며, 상기 진공관의 외측에 인접 배치되어 일정 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 X선 차단 부재는,
    디스크 형상으로 마련되며 상기 저지극에 발생된 상기 X선의 조사 방향과 직교하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 X선 CT 촬영 장치.
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