KR100952326B1 - Multi-energy X-ray imaging system for quasi-monochromatic X-ray - Google Patents

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Abstract

본 발명은 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치에 관한 것으로, 엑스-선을 생성하여 발산시키며 엑스-선 초점이 미리 설정된 방향으로 이동 가능한 광원부와, 상기 광원부에 장착되어 그 광원부로부터 발산되는 다색 엑스-선을 준단색의 다중 에너지로 배출시켜 피사체에 주사하도록 설치되는 광학필터와, 상기 피사체를 통과한 엑스-선을 검출하여 다중 에너지 영상 정보를 획득하도록 설치되는 신호검출 디텍터부를 포함하며, 상기 광학필터는, 다색 엑스-선이 실질적으로 동일한 각도로 입사되도록 장착되는 복수 개의 반사경과, 상기 반사경들에서 반사되어 배출되는 준단색의 이중 에너지를 선택적으로 차단하기 위한 셔터를 가지며, 상기 반사경들은, 반사경의 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍의 두께가 서로 다르게 형성되어 있는 것이 1개 이상씩 교대로 배치된 구성을 갖는다. The present invention relates to a quasi-monochrome multi-energy X-ray photographing apparatus, comprising: a light source unit generating and emitting X-rays and moving an X-ray focus in a predetermined direction; and a multicolor X mounted on the light source unit and emitted from the light source unit. An optical filter installed to scan a subject by emitting a ray with multiple energy of a semi-monochromatic color, and a signal detection detector configured to detect X-rays passing through the subject to obtain multi-energy image information; The filter has a plurality of reflectors mounted so that the multi-color X-rays are incident at substantially the same angle, and a shutter for selectively blocking the quasi-monochrome dual energy reflected and emitted from the reflectors, the reflectors reflecting mirrors At least one pair of materials of different thicknesses It has alternately arranged in the configuration.

이러한 구성에 의하면, 다중 에너지의 스펙트럼 영역이 명확하게 구분되기 때문에, 최적의 에너지값을 이용하도록 조절한 경우, 적은 노출량에서 깨끗한 이미지를 얻을 수 있다. According to this configuration, since spectral regions of multiple energies are clearly distinguished, a clean image can be obtained at a low exposure amount when adjusted to use an optimal energy value.

엑스-선, 촬영, 이중 에너지, 필터, 다층, 반사경 X-ray, shooting, double energy, filter, multilayer, reflector

Description

준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치{Multi-energy X-ray imaging system for quasi-monochromatic X-ray}Multi-energy X-ray imaging system for quasi-monochromatic X-ray

본 발명은 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 준단색 다중 에너지를 이용한 촬영에 의해, 다중 에너지의 스펙트럼 영역이 명확하게 구분되며, 적은 노출량에서 깨끗한 이미지를 얻을 수 있는 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치에 관한 것이다. The present invention relates to a quasi-monochrome multi-energy X-ray imaging apparatus, and more particularly, by photographing using a quasi-monochrome multi-energy, the spectral region of the multi-energy is clearly distinguished and a clean image can be obtained at a low exposure amount. The present invention relates to a quasi-monochrome multi-energy X-ray imaging apparatus.

엑스-선 사진술은 인체의 내부 구조를 눈으로 볼 수 있는 영상 정보를 제공한다는 점에서 의료 진단에 필수적인 것으로 인식되고 있으며, 환자에 대한 피폭량을 줄이면서 더욱 선명한 이미지를 얻고자 하는 노력과, 병변이 있는 부위를 더욱 잘 나타내기 위해 다양한 기술을 적용하려는 시도가 지속적으로 이루어지고 있다. X-ray photography is recognized as essential for medical diagnosis in that it provides visual information of the internal structure of the human body, and efforts to obtain clearer images while reducing exposure to patients and lesions Attempts have been made to apply a variety of techniques to better represent the areas present.

이들 중 단색광을 적용한 엑스-선 사진은 피사체의 흡수 콘트라스트를 높일 수 있다는 점과, 산란 투과되어 화질을 저해하는 여분의 엑스-선을 제거하여 피폭량을 줄일 수 있다는 점에서 높은 활용 가치가 있다는 것이 알려져 있다. 특히 이중(dual) 에너지로 촬영된 두 종류의 영상 시그널을 이용하는 기술의 경우, 준단색 엑스-선을 사용하는 것이, 다색 엑스-선을 사용하는 것에 비하여, 백그라운드 소멸 에 의한 콘트라스트의 향상 측면에서 우수하고, 유사한 엑스-선 흡수 계수를 가짐으로써 흡수 콘트라스트가 낮은 물질들 사이의 구분에 있어 더 효과적임이 확인되었다. Among them, X-ray photographs with monochromatic light are known to have high utilization value because they can increase the absorption contrast of a subject and can reduce the amount of exposure by removing the extra X-rays that are scattered and impair image quality. have. In particular, in the case of a technique using two kinds of image signals photographed with dual energy, the use of quasi-monochrome X-rays is superior to the contrast enhancement due to background disappearance, compared to the use of multi-color X-rays. In addition, having a similar X-ray absorption coefficient, it has been found that it is more effective in distinguishing between materials with low absorption contrast.

예컨대, 조영제를 사용하는 혈관 촬영술(angiography)의 이중 에너지 감산법의 경우, 도 1에 도시된 것처럼, 조영제 물질의 K-edge 흡수에너지 보다 낮은 영역과 높은 영역에 설정되는 두 종류 에너지의 엑스-선(101)(102)을 조사하게 되는데, 입사빔 스펙트럼의 모양과 에너지 범위에 따라 영상의 화질이 크게 영향을 받는다. 여기에서, K-edge 흡수는 원소들의 전자 구조에 따른 엑스-선 흡수대를 일컫는 것으로서, 임의의 물질의 전자 오비탈 1s 와 2s2p 간의 에너지 갭 이상의 광에너지를 공급하면 광을 흡수하여 K 껍질 1s 전자의 이온화 및 광전자방출(photoemission)을 수반하는 작용이 일어나는 것을 말한다. For example, in the case of dual energy subtraction of angiography using contrast medium, X-rays of two kinds of energy set in a region lower and higher than the K-edge absorbed energy of the contrast medium as shown in FIG. (101) and (102), the image quality of the image is greatly affected by the shape and energy range of the incident beam spectrum. Here, K-edge absorption refers to the X-ray absorption band according to the electronic structure of the elements, and when light energy above the energy gap between the electron orbitals 1s and 2s2p of any material is supplied, the light is absorbed to ionize the K shell 1s electrons. And action involving photoemission occurs.

흡수 계수는 에너지 갭을 초과하는 직후 지점에서 급격하게 증가하며, 그 이상으로 에너지가 계속 증가할 때는, 다시 감소하게 된다. 그리고 에너지 갭은 원소 고유의 값이므로 K-edge 에너지는 원소마다 상이하며, 일반적으로 널리 쓰이는 조영제 물질인 요오드의 K-edge 에너지는 33.164 keV로 알려져 있다. 즉, 조영제를 투여하면 엑스-선 흡수 계수가 증가할 뿐 아니라 촬영하는 엑스-선 에너지에 따라 흡수 계수가 큰 곳과 작은 곳으로 나뉜다. The absorption coefficient rapidly increases at the point immediately after exceeding the energy gap, and decreases again as the energy continues to increase beyond that. Since the energy gap is an element-specific value, the K-edge energy varies from element to element, and the K-edge energy of iodine, a commonly used contrast agent, is known to be 33.164 keV. That is, administration of the contrast agent not only increases the X-ray absorption coefficient but also divides the absorption coefficient into a large and a small place according to the X-ray energy to be photographed.

이중 에너지 감산법은, 엑스-선 감쇠 계수의 차이가 큰 두 가지 에너지 영역에서 각각의 피사체 영상을 얻고 이를 감산하면, 두 에너지 영역에서 흡수 정도 차이가 크지 않은 부분은 소멸되는 원리를 이용한다. 에너지 감산에서는 조영제 물 질의 K-edge 에너지 전후에 가장 근접한 에너지 영역에서 얻은 두 개의 이미지를 감산했을 때에 백그라운드의 소멸 효과가 좋고, 조영제가 들어간 부위의 콘트라스트가 극대화된다. The dual energy subtraction method uses the principle that when a subject image is obtained from two energy regions having a large difference in X-ray attenuation coefficients and subtracted, the portions of the two energy regions that do not have a large difference in absorption disappear. In energy subtraction, two images obtained in the nearest energy region before and after the K-edge energy of the contrast agent are subtracted to have a good background extinction effect, and the contrast of the contrast agent is maximized.

그러나, 다색성 엑스-선에서는 입사빔의 스펙트럼이 넓은 폭을 갖고 있으므로, K-edge 에너지 값을 전후하여 에너지 값을 근접시키면서 두 개의 스펙트럼이 겹치지 않게 하기가 난해하기 때문에 이중 에너지 감산법의 취지를 만족시키는 조건과는 큰 거리가 있다. 반면, 단색광을 사용하는 경우에는 조영제의 K 흡수단 에너지 전후에서 두 종류의 엑스-선 에너지를 조절하면 흡수 계수 차이를 크게 벌릴 수 있으므로, 이중 에너지 감산법의 효과를 최대한 살릴 수 있다. However, in the multi-color X-ray, since the spectrum of the incident beam has a wide width, it is difficult to prevent the two spectra from overlapping while adjoining the energy value before and after the K-edge energy value, thereby satisfying the purpose of the dual energy subtraction method. There is big distance from condition to let. On the other hand, in the case of using monochromatic light, by adjusting two types of X-ray energy before and after the K absorption edge energy of the contrast agent, the difference in absorption coefficient can be widened, thereby maximizing the effect of the dual energy subtraction method.

단색 엑스-선은 다색성의 엑스-선에서 특정 파장만을 필터링하는 모노크로메이터(monochromator)를 사용하여 만들 수 있으며, 모노크로메이터로는 브래그 회절이 일어나는 단결정(single crystal) 및 다층 박막이 있다. Monochromatic X-rays can be made using a monochromator that filters only certain wavelengths in polychromatic X-rays. Monochromators include single crystals and multilayer thin films in which Bragg diffraction occurs.

[브래그 회절 법칙]Bragg Diffraction Law

Figure 112007065253710-pat00001
Figure 112007065253710-pat00001

여기에서, E는 회절되는 keV(kiloelectron Volt) 단위의 에너지(그 밖의 에너지 대역의 광들은 소멸됨), n은 1 이상의 정수, d는 Å 단위의 회절 격자 거리, θ는 입사빔과 입사면이 이루는 입사각이다. Here, E is energy in diffracted keV (kiloelectron Volt) units (other light bands are extinguished), n is an integer greater than or equal to 1, d is a diffraction grating distance in units of ,, θ is an incident beam and an incident plane Incident angle.

이중 에너지 감산법에 관련된 기술로서 전자가속기와 단결정 모노크로메이터 조합에 의한 단색광 혈관조형술 실험이 알려져 있으나, 더욱 실용적으로는 HOPG(Highly Oriented Pyrolytic Graphite) 모노크로메이터를 사용한 경우이다. HOPG는 엑스-선이 브래그 회절되는 격자의 배열이 단결정과 같은 완벽한 배열이 아니기 때문에 회절-반사된 단색빔이 가우시안 분포를 가진 준단색 엑스-선이면서, 반사율이 높기 때문에 상용 엑스-선 소스와의 조합으로 우수한 단색화 도구가 될 가능성이 있다.As a technique related to the dual energy subtraction method, a monochromatic angioplasty experiment using an electron accelerator and a single crystal monochromator combination is known, but more practically, a HOPG (Highly Oriented Pyrolytic Graphite) monochromator is used. HOPG is a quasi-monochrome X-ray with Gaussian distribution and high reflectivity because the array of gratings in which X-rays are Bragg diffracted is not a perfect arrangement like a single crystal. Combinations can be excellent monochromatic tools.

G. Baldazzi 등은 "IEEE NSS MIC 2001 Conference Record, San Diego (Ca), November (2001)"에서 HOPG를 사용하여 31.7 keV 와 34.7 keV 각각을 피크로 하는 두 종류의 높고 낮은 입사빔을 만들어 냈음을 밝히고 있다. 여기에서, 이들의 스펙트럼은 요오드의 K-edge 에너지에서 서로 겹치지 않도록 좁은 폭을 갖게 하였으며, 요오드 조영제 농도와 액이 담긴 튜브의 직경을 달리하면서 촬영하여 이중 에너지 감산법을 실시한 결과 피폭량이 줄고 콘트라스트와 감도가 향상되는 매우 우수한 특성을 나타냄으로써 준단색 엑스-선의 채용 가능성을 제시하고 있다. 그러나, 반사 준단색광의 광량을 높이고, 피사체에 노출되는 엑스-선의 필드 크기를 증가시켜서, 잡음 수준을 낮춤과 동시에 촬영 시간도 줄여야 하는 과제가 있다. G. Baldazzi et al. Used HOPG in "IEEE NSS MIC 2001 Conference Record, San Diego (Ca), November (2001)" to produce two types of high and low incident beams with peaks of 31.7 keV and 34.7 keV, respectively. It is revealed. Here, the spectra were narrowed so that they did not overlap each other in the K-edge energy of iodine.As a result of performing double energy subtraction with different iodine contrast concentrations and diameters of tubes containing liquids, the amount of exposure decreased and contrast and It demonstrates the possibility of employing a quasi-monochrome X-ray by showing a very good characteristic with improved sensitivity. However, there is a problem in that the amount of reflected quasi-monochromatic light is increased and the field size of the X-rays exposed to the subject is increased to lower the noise level and reduce the shooting time.

H. W. Schnopper 등은 "Proc. SPIE (2001)"에서 저전자밀도와 고전자밀도의 물질 한 쌍을 교대로 증착시켜 제조한 멀티레이어 박막과 레이저 유발 플라즈마 엑스-선의 조합을 혈관촬영술에 적용시키고자 하였다. 멀티레이어는 브래그 회절 법칙에 의해서 모노크로메이터 작용을 하며, 물질 한 쌍의 두께가 단결정의 격자 상수 크기와 같은 역할을 한다. 멀티레이어는 물질과 구조에 따라 반사하는 에너지의 크기와 폭을 조절할 수 있으며, 수십 keV의 고에너지 영역에서는 HOPG 의 반사율 보다 큰 값을 나타내기 때문에, 광량 해소에 큰 기대를 걸 수 있는 모노크로메이터이다. H. W. Schnopper 등은 멀티레이어를 사용하여 엑스-선 튜브의 양극 타겟 물질의 특성 엑스-선 대역을 필터링하여 단색성을 높이고자 하였으며, 촬영 시간을 줄이기 위해서 복수의 멀티레이어를 동시에 사용하는 방법을 언급하였지만 결과물을 제시하지는 못하였다.HW Schnopper et al., In "Proc. SPIE (2001), attempted to apply a combination of multilayer thin films and laser-induced plasma X-rays, which were prepared by alternately depositing a pair of materials with low electron density and high electron density. . The multilayer acts as a monochromator by Bragg's law of diffraction, and the thickness of a pair of materials is equal to the lattice constant size of a single crystal. The multilayer can control the size and width of the reflected energy according to the material and the structure, and in the high energy range of several tens of keV, the value is higher than the reflectance of the HOPG. to be. HW Schnopper et al. Wanted to increase the monochromaticity by filtering the characteristic X-ray bands of the anode target material of the X-ray tube using multilayers, and mentioned how to use multiple multilayers simultaneously to reduce the shooting time. The results were not presented.

이중 에너지 감산법을 사용하는 또 다른 래디오그래피의 예에는 유방촬영술(mammography)이 있다. 유방의 구성 조직들은 엑스-선 흡수 계수가 작기 때문에 다른 인체 부위에 노출하는 엑스-선 에너지 보다 훨씬 작은 20 keV 근방의 에너지를 통상적으로 사용하여, 콘트라스트를 높인 영상을 획득한다. 이 경우, 인체에 흡수되는 방사선의 양이 많기 때문에 콘트라스트를 유지하면서도 가능하면 도즈를 줄일 수 있는 방법이 항상 연구 대상이며, 준단색 엑스-선을 이용한 이중 에너지 감산법이 그 해답이 될 수 있다. 조영제를 사용하지 않는 유방 촬영에서는 K-edge 흡수에 의한 급격한 흡수 계수의 변화가 없기 때문에, 두 개의 이중 에너지 영상 시그널의 감산으로는 큰 효력이 없으며, 적절한 감산 알고리즘의 사용과 적당한 엑스-선 에너지 대역의 사용이 요구되고 있다. M. Marziani 등은 "Phys. Med. Biol. 47, 305(2002)"에서 HOPG를 사용한 준단색광의 이중 에너지 유방 촬영의 기초적인 실험 결과를 밝히고 있으며, K. Bliznakova 등은 "Phys. Med. Biol. 41, 4497(2006)"에서 단색광과 다색광의 이중 에너지 유방 촬영에 대한 전산 모사를 통 하여 이중 에너지 촬영의 효과를 보여 주고 있다.Another example of radiography using dual energy subtraction is mammography. Because the x-ray absorption coefficient is small, the constituent tissues of the breast typically use an energy near 20 keV that is much smaller than the X-ray energy exposed to other parts of the human body, thereby obtaining contrast-contrast images. In this case, since a large amount of radiation is absorbed by the human body, a method of reducing dose if possible while maintaining contrast is always studied, and a double energy subtraction method using quasi-monochrome X-rays may be the answer. In mammography without contrast, there is no significant change in absorption coefficient due to K-edge absorption, so the reduction of two dual-energy image signals has no effect, the use of appropriate subtraction algorithms and the appropriate X-ray energy bands. The use of is required. M. Marziani et al., "Phys. Med. Biol. 47, 305 (2002)", describe the basic experimental results of dual-energy mammography of semi-monochromatic light using HOPG, and K. Bliznakova et al. 41, 4497 (2006), show the effect of dual energy imaging through computer simulations for dual energy mammography of monochromatic and polychromatic light.

이처럼 에너지 스펙트럼의 폭이 좁은 준단색 엑스-선을 사용할 경우 다색 엑스-선에 비하여 이중 에너지 감산법에 효과가 있으나, 아직까지 이중 에너지의 준단색을 생성하는 방법, 촬영 시간을 단축하는 방법 및 균일한 광분포를 갖게 하는 방법 등을 실용화하기 위한 기술은 부족한 실정이다. The use of quasi-monochrome x-rays with a narrow energy spectrum is more effective for the dual energy subtraction method than multi-color x-rays. There is a lack of technology for practical use of a method such as to have a light distribution.

본 발명의 목적은, 하나의 엑스-선 소스에서 준단색의 다중 에너지를 생성할 수 있어 저렴하면서 다양한 주사 촬영 기술의 구현이 가능한 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치를 제공하는 것에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a quasi-monochrome multi-energy X-ray imaging apparatus capable of generating quasi-monocolor multi-energy from one X-ray source and implementing various scanning techniques.

본 발명의 다른 목적은, 다중 에너지의 스펙트럼 영역이 명확하게 구분될 수 있도록 하여, 적은 노출량에서 깨끗한 이미지를 얻을 수 있는 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치를 제공하는 것에 있다. Another object of the present invention is to provide a quasi-monochrome multi-energy X-ray imaging apparatus capable of clearly distinguishing spectral regions of multi-energy, thereby obtaining a clear image at a low exposure amount.

본 발명의 또 다른 목적은, 복수의 반사경을 사용하여 주사 촬영을 수행하여 촬영 시간이 단축되고, 대면적의 피사체 촬영에 유용한 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치를 제공하는 것에 있다. It is still another object of the present invention to provide a quasi-monochrome multi-energy X-ray imaging apparatus which is capable of shortening the imaging time by performing scanning imaging using a plurality of reflectors and useful for photographing a large-area subject.

본 발명은, 엑스-선을 생성하여 발산시키며 엑스-선 초점이 미리 설정된 방향으로 이동 가능한 광원부와, 상기 광원부에 장착되어 그 광원부로부터 발산되는 다색 엑스-선을 준단색의 다중 에너지로 배출시켜 피사체에 주사하도록 설치되는 광학필터와, 상기 피사체를 통과한 엑스-선을 검출하여 다중 에너지 영상 정보를 획득하도록 설치되는 신호검출 디텍터부를 포함하며, 상기 광학필터는, 다색 엑스-선이 실질적으로 동일한 각도로 입사되도록 장착되는 복수 개의 반사경과, 상기 반사경들에서 반사되어 배출되는 준단색의 이중 에너지를 선택적으로 차단하기 위한 셔터를 가지며, 상기 반사경들은, 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍의 두께가 다르게 형성된 것이 1개 이상씩 교대로 배치됨을 특징으로 하는 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치를 제공한다. According to the present invention, a light source unit which generates and emits X-rays and whose X-ray focus is moved in a predetermined direction, and the multi-color X-rays which are mounted on the light source unit and emitted from the light source unit are discharged as semi-monochromatic multi-objects. And an optical filter installed to scan an optical filter, and a signal detection detector configured to detect X-rays passing through the subject to obtain multi-energy image information. The optical filter includes an angle at which the multi-color X-rays are substantially the same. It has a plurality of reflectors mounted to be incident to the light, and a shutter for selectively blocking the quasi-monochrome dual energy reflected and emitted from the reflectors, the reflectors are formed of a different thickness of the pair of materials constituting the multilayer thin film Quasi-monochrome multi-energy X-ray imaging system characterized in that the arrangement is one or more The ball.

또한, 본 발명은, 엑스-선을 생성하여 발산시키며 엑스-선 초점이 미리 설정된 방향으로 이동 가능한 광원부와, 상기 광원부에 장착되어 그 광원부로부터 발산되는 다색 엑스-선을 준단색의 다중 에너지로 배출시켜 피사체에 주사하도록 설치되는 광학필터와, 상기 피사체를 통과한 엑스-선을 검출하여 다중 에너지 영상 정보를 획득하도록 설치되는 신호검출 디텍터부를 포함하며, 상기 광학필터는, 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍의 두께가 같은 복수 개의 반사경과, 상기 반사경들에서 반사되어 배출되는 준단색의 이중 에너지를 선택적으로 차단하기 위한 셔터를 가지며, 상기 반사경들은, 다색 엑스-선의 입사각도가 다르게 장착된 것이 1개 이상씩 교대로 배치됨을 특징으로 하는 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치를 제공한다. The present invention also provides a light source unit which generates and emits X-rays and whose X-ray focus is movable in a predetermined direction, and emits multi-color X-rays which are mounted on the light source unit and emitted from the light source unit as quasi-mono-color multiple energy. And an optical filter installed to scan the subject and a signal detection detector configured to detect X-rays passing through the subject to obtain multi-energy image information. The optical filter includes a material forming a multilayer thin film. And a plurality of reflectors having the same thickness and a shutter for selectively blocking the semi-monochrome dual energy emitted and reflected from the reflectors, wherein the reflectors are mounted with different incidence angles of multi-color X-rays. It provides a semi-monochrome multi-energy X-ray imaging apparatus, characterized in that arranged alternately.

이러한 본 발명의 촬영장치는 상용의 엑스-선 광원으로부터 준단색광을 생성하며, 특히 준단색광의 에너지와 폭을 엑스-선 조영제의 K-edge 전후에 근접시키면서도 스펙트럼이 겹치지 않도록 하여, 조영제를 사용하는 이중 에너지 감산법 혈관촬영술에서 향상된 콘트라스트 및 감도 효과를 갖는다. 그리고 조영제를 사용하지 않는 경우의 이중 에너지 촬영에서는 효과가 가장 크게 나타나는 에너지 값과 에너지 폭을 조절할 수 있다. The photographing apparatus of the present invention generates quasi-monochromatic light from a commercial X-ray light source. In particular, the energy and width of the quasi-monochromatic light are approximated before and after the K-edge of the X-ray contrast medium, so that the spectrum does not overlap, and the contrast medium is used. Double energy subtraction angiography has improved contrast and sensitivity effects. And in the dual energy shooting without the contrast agent, you can adjust the energy value and energy width that produce the greatest effect.

그리고 반사경들이 정해진 방향과 각도, 간격 등으로 정렬되면, 입사 강도를 높여 촬영 시간을 단축함과 동시에 입사 강도의 균일성을 향상시킬 수 있다. When the reflectors are aligned in a predetermined direction, angle, interval, etc., the incident intensity can be increased to shorten the photographing time and improve the uniformity of the incident intensity.

상기 광학필터는, 상기 반사경 사이로 통과하여 배출되는 다색 엑스-선을 차단하도록 설치되는 벽과, 상기 반사경에서 반사되어 배출되는 준단색 엑스-선을 통과시키도록 상기 벽 사이에 형성된 홈을 구비한 후방 슬릿을 더 가질 수 있다. 그리고 상기 후방 슬릿의 벽과 홈은, 상기 반사경이 배열되는 동심원상과 실질적으로 동일한 원점을 갖는 동심원상에 정렬하도록 설치될 수 있다. 그리고 상기 후방 슬릿의 벽은 반사경에서 반사되는 반사빔의 폭을 조절하도록 연장 형성될 수 있다. The optical filter has a wall provided to block the multi-color X-rays passing through the reflecting mirrors, and a rear having a groove formed between the walls to pass the quasi-monochrome X-rays reflected and emitted from the reflecting mirrors. You may have more slits. The wall and the groove of the rear slit may be installed to align on a concentric circle having an origin that is substantially the same as the concentric circle on which the reflector is arranged. The wall of the rear slit may be extended to adjust the width of the reflected beam reflected from the reflector.

또한, 상기 광학필터에서 배출되어 피사체로 조사되는 엑스-선 빔의 크기를 조절하도록 개구된 부위를 갖는 콜리메이터가 갖춰진 콜리메이터부를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 콜리메이터는 광원부와의 거리가 조절되도록 이동 가능하게 설치될 수 있다. The apparatus may further include a collimator unit equipped with a collimator having an opening to adjust the size of the X-ray beam emitted from the optical filter and irradiated onto the subject. And the collimator may be installed to be movable so that the distance to the light source unit is adjusted.

또한, 상기 반사경들이 선택된 한 점을 중심으로 하여 미리 설정된 각도의 정밀도로 함께 회전 가능하도록 설치될 수 있다. In addition, the reflectors may be installed to be rotatable together with a precision of a predetermined angle about a selected point.

또한, 상기 반사경은 엑스-선의 입사각이 1 도 미만이 되도록 설치되며 상기 반사경의 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍은 두께가 1.5 nm ~ 8 nm로 설정되어 10 keV ~ 100 keV 사이의 준단색 엑스-선을 반사시키도록 구성될 수 있다. In addition, the reflector is installed so that the incident angle of the X-ray is less than 1 degree, the pair of materials constituting the multilayer thin film of the reflector is set to 1.5 nm ~ 8 nm thickness semi-monochrome X- between 10 keV ~ 100 keV It can be configured to reflect the line.

또한, 상기 엑스-선 초점의 이동 방향은 직선 방향 또는 회전 방향으로 설정 될 수 있다. In addition, the moving direction of the X-ray focus may be set in a linear direction or a rotation direction.

그리고, 본 발명의 장치에 의하면, 준단색 이중 에너지에 의한 촬영이 가능한데, 반사경들을 고에너지, 저에너지용으로 반반씩 나누어 장착하고, 고에너지 촬영시에는 저에너지용 반사경을 가리고, 저에너지 촬영시에는 반대로 고에너지용을 가려서 2 회에 나누어 주사 촬영하거나, 2 종의 반사경을 교대로 장착하고 1 회 촬영하되, 신호 검지부(디지털 디텍터)의 검지 시간을 적당한 프레임으로 나누어 시그널을 축적한 뒤 주사 촬영 후에 고에너지와 저에너지 프레임을 분리 합성하여 이중 에너지 각각에 대한 이미지를 얻거나, 동종의 반사경을 장착하고 2 회의 주사 촬영을 하되, 1 회 촬영 후에는 반사경의 두께부를 관통하는 축으로 반사경 챔버를 회전하여 반사 준단색광의 에너지를 변경하여 재촬영하는 에너지 조정 방식을 사용하거나, 반사경 1 매에 대응하는 1 줄의 라인 디텍터를 사용하여 주사 촬영하며, 반사경 2 매와 2 줄의 라인 디텍터를 사용하여 한 번 주사 촬영에 이중 에너지 촬영을 할 수 있도록 하는 등의 다양한 촬영 방식이 가능하다. In addition, according to the device of the present invention, it is possible to take a picture by the semi-monochrome dual energy, and mount the reflectors in half and half for high energy and low energy, and cover the low energy reflector when shooting high energy, and the high 2 shots can be taken by covering the energy use, or 2 shots are taken with alternating reflectors alternately, and the shots are taken by dividing the detection time of the signal detector (digital detector) into appropriate frames to accumulate the signals, And combine the low energy frame with each other to obtain an image for each of the dual energies, or take two scans with a homogeneous reflector. After one shot, reflect the mirror chamber by rotating the reflector chamber around an axis through the thickness of the reflector. Use the energy adjustment method to retake by changing the energy of monochromatic light, or 1 reflector A variety of recording methods, such as by using the line detectors of the first line corresponding to scanning and recording, the reflecting mirror 2 to be the one dual-energy scanning-up to take a picture using the line detectors of each bar and 2 are possible.

본 발명의 촬영장치에 의하면, 다중 에너지의 스펙트럼 영역이 명확하게 구분되기 때문에, 최적의 에너지값을 이용하도록 조절한 경우, 적은 노출량에서 깨끗한 이미지를 얻을 수 있다. According to the imaging device of the present invention, since the spectral regions of multiple energies are clearly distinguished, a clean image can be obtained at a low exposure amount when adjusted to use an optimal energy value.

또한 복수의 반사경을 사용하여 주사 촬영이 이루어져 촬영 시간이 단축되고, 대면적의 피사체 촬영에 유용함은 물론, 광 강도의 부분적 불균일성 해소에 효과적이다. In addition, scanning imaging is performed by using a plurality of reflectors, which shortens the shooting time, is useful for photographing a large-area subject, and is effective in eliminating partial nonuniformity of light intensity.

게다가, 하나의 엑스-선 소스에서 준단색의 다중 에너지를 생성할 수 있어 저렴하면서 다양한 주사 촬영 기술의 구현이 가능하다. In addition, it is possible to generate multiple monochromatic energies from one X-ray source, enabling the implementation of a variety of scanning techniques at low cost.

이하에서 이중 에너지를 사용하는 것을 위주로 하여 본 발명의 장치를 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the apparatus of the present invention will be described in more detail with the use of dual energy.

도 2는 본 발명에 따른 준단색 이중 에너지 엑스-선 촬영장치를 전체적으로 나타낸 개념도이다. Figure 2 is a conceptual diagram showing an overall monochrome mono-energy X-ray imaging apparatus according to the present invention.

본 발명의 엑스-선 촬영장치는 광원부(10), 신호 검출 디텍터부(20) 및 콜리메이터부(30)를 포함한다. The X-ray imaging apparatus of the present invention includes a light source unit 10, a signal detection detector unit 20, and a collimator unit 30.

광원부(10)는 다색 엑스-선을 준단색으로 필터링하는 광학필터(40)를 가지며 광학필터(40)의 준단색화 기능은 다층 반사경(42)에 의해서 발현된다. The light source unit 10 has an optical filter 40 for filtering multi-color X-rays to a semi-monochromatic color, and the quasi-monochrome function of the optical filter 40 is expressed by the multilayer reflector 42.

다층 반사경(42)은 도 3에 도시된 것처럼 1 mm 미만의 두께이고 매우 평평한 표면을 갖는 글라스 기판(43)에 수십에서 수백 nm의 박막(42a)(42b)이 코팅되어 있는 구조로서, 브래그 회절식의 입사각에 해당하는 입사각과 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍의 두께에 의해서 반사되는 에너지가 결정된다. The multilayer reflector 42 is a structure in which dozens to hundreds of nm thin films 42a and 42b are coated on a glass substrate 43 having a thickness of less than 1 mm and having a very flat surface, as shown in FIG. The energy reflected is determined by the incident angle corresponding to the fasting incident angle and the thickness of the pair of materials constituting the multilayer thin film.

이러한 다층 반사경(42)은 반사경에 입사되는 프라이머리 빔에서 특정 에너지 부분만을 반사하며, 스펙트럼은 약간의 좁은 밴드 폭을 갖는다. 반사 에너지와 밴드 폭은 입사각, 물질, 물질 한 쌍의 두께, 물질 한 쌍의 층수 등의 조절에 의해서 결정되는 반사경 고유의 성질이므로 이상적인 값들의 예측은 가능하다. This multilayer reflector 42 reflects only a certain portion of energy in the primary beam incident on the reflector, and the spectrum has some narrow band width. Reflective energy and band width are inherent to the reflector, which is determined by the adjustment of the angle of incidence, the thickness of the material, the pair of materials, the number of layers of the materials, and so on.

실제의 상용 엑스-선 광원은 초점(focal spot)으로부터 수십 도의 넓은 각도 로 빔을 발산하기 때문에 일정하게 기울어져 있는 반사경과 초점의 거리에 따라 입사각이 달라진다. 반사경이 빔 진행 방향과 같은 길이 방향으로 초점으로부터 멀어지면 입사각이 점점 작아지며, 같은 거리에서도 입사각은 하나의 값을 갖지 않고 일정 범위의 폭을 갖는다. 따라서 용도에 맞게 다색 엑스-선 광원을 설정하고 반사경의 박막을 제조하여 사용하는 것이 필요하다. Actual commercial X-ray light sources emit beams at a wide angle of several tens of degrees from a focal spot, so the angle of incidence varies depending on the distance of focus and the reflecting mirror that is constantly tilted. As the reflector moves away from the focal point in the same longitudinal direction as the beam propagation direction, the angle of incidence becomes smaller and smaller, and even at the same distance, the angle of incidence does not have a single value but has a range of widths. Therefore, it is necessary to set a multi-color X-ray light source according to the use and to manufacture and use a thin film of the reflector.

본 발명에서는 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍의 두께가 수 nm 정도이며, 반사하는 준단색광의 에너지는 입사각 1 도 미만에서 10 keV 이상이 되도록 설정하며, 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍의 두께가 일정하다는 제한은 두지 않는다. 더 자세하게는, 상용의 엑스-선 광원과 광학필터를 사용하여, 혈관촬영술에서 요오드 조영제를 사용하는 경우와 유방 촬영을 포함한 경우, 그리고 그 밖의 촬영에서는 박막쌍의 두께를 1.5 nm 이상, 8 nm 이하로 하고, 입사각을 1 도 미만에서, 층수를 최대 200 층, 최소 5 층으로 조절하여, 반사하는 에너지 값과 스펙트럼의 폭을 결정할 수 있다. 이 조건에서 조절되는 반사 엑스-선의 에너지 범위는 약 10 keV 에서 100 keV 사이에 있다. In the present invention, the thickness of the pair of materials constituting the multilayer thin film is about several nm, and the energy of the semi-monochromatic light reflected is set to be 10 keV or more at an angle of incidence of less than 1 degree, and the thickness of the pair of materials constituting the multilayer thin film is There is no limit to the constant. More specifically, using a commercially available X-ray light source and optical filter, the thickness of the thin film pair is 1.5 nm or more and 8 nm or less in the case of using iodine contrast agent in angiography, including mammography, and other imaging. With an incident angle of less than 1 degree, the number of layers can be adjusted to a maximum of 200 layers and a minimum of 5 layers to determine the reflected energy value and the width of the spectrum. The energy range of the reflected X-rays controlled in this condition is between about 10 keV and 100 keV.

다층 반사경(42)들은 미리 설정된 반사 각도와 간격을 갖도록 배열하여 반사경 챔버(44)에 고정되며, 반사경 챔버(44)는 엑스-선 광원과 연동하여 정렬될 수 있도록 광원부(10)를 구성하는 프레임(12)에 고정 설치된다. 즉 엑스-선 광원과 반사경 챔버 및 반사경은 일체형으로 구성되어 준단색 광원 장치의 광원부(10)를 이루며, 준단색 광원은 도 2에 초점(S1)(S2)으로 도시된 것처럼 미리 설정된 경로를 따라 직선 운동하여 피사체를 주사 촬영하거나 도 5의 (c)에 도시된 것처럼 초 점(S1)(S2)을 중심으로 회전 운동하여 피사체를 주사 촬영할 수 있도록 구성된다. The multi-layer reflectors 42 are fixed to the reflector chamber 44 by arranging them at predetermined reflection angles and intervals, and the reflector chamber 44 constitutes a frame constituting the light source unit 10 to be aligned with the X-ray light source. 12 is fixedly installed. That is, the X-ray light source, the reflector chamber, and the reflector are integrally formed to form the light source unit 10 of the semi-mono light source device, and the semi-mono light source is along a preset path as shown by the focal point S1 (S2) in FIG. 2. It is configured to scan the subject by performing a linear movement or to rotate the movement around the focus (S1) (S2) as shown in (c) of FIG.

상기 반사경 챔버(44)에는 복수의 다층 반사경(42)들이 정해진 반사 각도와 정해진 간격으로 동심원상에 배열되도록 고정된다. 여기에서 반사 각도는 다색 엑스-선 광원의 초점 스팟(S1, S2 등)을 원점으로 하고 반지름 r인 동심원상에 브래그 회절 조건을 만족하는 다층 박막 기판(반사경)들을 직각으로 세워서 배열하였을 때 반사경의 중심과 반사경들이 배열된 동심원의 원주를 이은 반지름 선과 반사경이 이루는 각도이다. 이때 반사경들의 간격은 사용 용도에 따라 결정될 수 있으며, 바람직하게는 엑스-선의 대부분을 필터링할 수 있도록 반사경들의 간격이 최소로 설정되는 것이 좋다. 그리고 이러한 반사경들의 간격에 대한 최소값은 반사경의 길이와 기판 두께에 영향을 받으며 입사빔이 반사경 사이로 빠져나가지 않으면서 가능한 많은 양의 반사빔이 통과할 수 있도록 설정되는 것이 좋다. A plurality of multi-layer reflectors 42 are fixed to the reflector chamber 44 so as to be arranged in concentric circles at a predetermined reflection angle and a predetermined interval. In this case, the reflection angle is defined as the origin of the focal spots (S1, S2, etc.) of the multicolor X-ray light source and the multilayer thin film substrates (reflectors) satisfying Bragg diffraction conditions are arranged at right angles on a concentric circle of radius r. The angle between the reflector and the radial line connecting the circumference of the concentric circle with the center and reflectors arranged. At this time, the spacing of the reflectors may be determined according to the intended use. Preferably, the spacing of the reflectors is set to a minimum so as to filter most of the X-rays. In addition, the minimum value of the distance between the reflecting mirrors is influenced by the length of the reflecting mirror and the thickness of the substrate, and it is preferable to set the reflecting beam to pass as much as possible without passing the incident beam between the reflecting mirrors.

반사경에 입사하는 다색 엑스-선이 박막과 기판 물질에 의한 산란 및 흡수에 의해 소멸하지 않고 통과할 수 있는 침투 깊이는 1 도 미만의 낮은 입사 각도에서는 그리 크지 않지만, 상용의 다색 엑스-선 소스의 에너지 범위가 최대 백수십 keV 정도일 때 수십 keV 이상의 고에너지 영역은 상당 부분이 얇은 기판을 뚫고 지나갈 수 있다. 이러한 직진 엑스-선은 반사경의 배열 간격이 넓은 경우나 2 개 또는 3 개 이하인 적은 수의 반사경을 사용하는 경우에는 기판의 뒷면을 무거운 금속 재질로 차폐하여 차단할 수 있지만, 반사경이 최대한 촘촘하게 배열되거나 반사경의 숫자가 많은 경우에는 별도의 차단 장치가 구비되어야 한다. The penetration depth through which multi-color X-rays incident on the reflector can pass through without being dissipated by scattering and absorption by the thin film and substrate material is not so great at low angles of incidence of less than 1 degree, When the energy range is up to hundreds of keVs, high-energy regions of tens of keVs or more can pass through thin substrates. Such straight X-rays can be blocked by shielding the back side of the board with a heavy metal material when the reflector is arranged in a large distance or when using a small number of reflectors of 2 or 3 or less, but the reflectors are arranged as closely as possible or In the case of a large number, a separate blocking device should be provided.

본 발명의 광원부(10)는 도 7에 도시된 것처럼 반사경 챔버(44)에 고정된 반 사경 후방에 슬릿 형태의 구조물을 설치하여, 흡수되거나 산란 되지 않고 반사경을 통과하는 직진빔을 차단하도록 구성된다. 이 구조물은 반사경(42)이 배열되는 동심원상과 같은 원점을 갖는 동심원상에 놓임으로써 동심원의 원주선상의 공간을 기준으로 일부분을 열어 놓거나 막는 기능을 하며 이하에서는 후방 슬릿(46)이라 칭한다. The light source unit 10 of the present invention is configured to block the straight beam passing through the reflector without being absorbed or scattered by installing a slit-shaped structure behind the reflector fixed to the reflector chamber 44 as shown in FIG. . The structure is placed on a concentric circle having the same origin as the concentric circle on which the reflecting mirrors 42 are arranged to function to open or block a part of the space on the circumferential line of the concentric circle, hereinafter referred to as the rear slit 46.

후방 슬릿(46)은 광이 이동할 수 있도록 개방된 홈(47)과, 그 홈(47) 사이에서 광의 경로를 차단하는 벽(48)을 갖도록 형성되며, 이들 홈(47) 사이의 간극 또는 벽(48) 사이의 간극은 반사경의 간격과 기판 두께에 따라 적정한 값을 갖도록 정해질 수 있다. 즉, 홈(47) 또는 벽(48)의 간극은 도 2에 도시된 반사경 챔버의 기하학적 구조가 갖는 반사빔의 폭과 간격에 의해 후방 슬릿(46)의 간극이 결정된다. The rear slit 46 is formed to have a groove 47 that is open to allow light to move, and a wall 48 that blocks the path of light between the grooves 47, and a gap or wall between these grooves 47. The gap between the 48 can be determined to have an appropriate value depending on the spacing of the reflector and the substrate thickness. In other words, the gap between the groove 47 or the wall 48 is determined by the width and spacing of the reflection beam of the reflector chamber geometry shown in FIG. 2.

그리고, 후방 슬릿(46)의 막힌 부분인 벽(48)은 그 크기(폭)가 그에 인접한 반사경의 단부 두께 부분이 가려지도록 설정되며, 이러한 벽(48)의 폭은 홈(47)을 통과하는 반사빔의 폭을 조절할 수 있도록 미리 설정된 여분의 길이가 더해지도록 설정되어도 좋다. 이렇게 더해진 부분 중 엑스-선의 반사 방향으로 더해진 부위(48a)는 광원과 먼 쪽의 반사경 부분에서 반사된 반사빔을 차단하고 이와 반대 방향으로 더해진 부분(48b)은 광원과 가까운 부분에서 반사된 반사빔을 차단하는 기능을 한다. 이러한 방법으로 후방 슬릿(46)을 통과하는 반사빔의 폭을 조절하는 경우, 복수의 반사경 각각에서 반사된 반사빔의 폭을 동일하게 할 수 있으므로 주사 촬영을 포함한 이미지 촬영시 균일한 광원으로 작용하게 할 수 있다. The wall 48, which is a blocked portion of the rear slit 46, is set so that its size (width) is obscured by the end thickness portion of the reflector adjacent thereto, and the width of the wall 48 passes through the groove 47. The preset extra length may be added to adjust the width of the reflected beam. The portion 48a added in the reflection direction of the X-ray of the added portion blocks the reflected beam reflected from the reflector portion far away from the light source, and the portion 48b added in the opposite direction is the reflected beam reflected from the portion close to the light source. It functions to block. In this way, when the width of the reflected beam passing through the rear slit 46 is adjusted, the width of the reflected beam reflected by each of the plurality of reflectors can be the same, so as to act as a uniform light source when capturing an image including scanning. can do.

본 발명의 촬영장치에 설치된 광학필터를 이용하여 준단색의 이중 에너지를 생성하는 구조 및 이러한 이중 에너지를 이용하여 촬영을 수행하는 방법은 다음과 같다. A structure for generating a semi-monochrome dual energy using an optical filter installed in the photographing apparatus of the present invention and a method for performing imaging using the dual energy are as follows.

광학필터(40)에서 필터링되는 엑스-선의 에너지는 반사경의 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍의 두께, 반사경 챔버의 입사 각도에 의해서 좌우되므로, 두 가지 인자를 조절하여 하나의 광학필터에서 이중 에너지를 구현할 수 있다. Since the energy of the X-rays filtered by the optical filter 40 depends on the thickness of a pair of materials constituting the multilayer thin film of the reflector and the incident angle of the reflector chamber, the dual energy is adjusted in one optical filter by adjusting two factors. Can be implemented.

구조의 한 형태로서, 반사경 챔버가 두 종류의 입사각에 적합하도록 제작된다. 즉 반사경 챔버는 반사경들에 입사되는 엑스-선의 입사각도가 두 종류가 될 수 있도록 반사경들을 장착할 수 있는 구조를 가지며, 이러한 반사경 챔버에 동일한 물질 한 쌍 두께를 갖는 반사경들이 장착되면 입사각이 큰 곳에 설치된 반사경에서는 낮은 에너지 대역의 엑스-선이 반사되며 입사각이 작은 곳에 설치된 반사경에서는 높은 에너지 대역의 엑스-선이 반사된다. 반사경 챔버는 도 8의 (a)에 도시된 것처럼 반사경들이 서로 다른 입사각을 갖도록 교대로 배치되는 구조를 가져도 좋고, 도 8의 (b)에 도시된 것처럼 두 개씩 쌍을 이루어 동일한 입사각을 갖게 하여 각 쌍들이 서로 다른 입사각을 갖도록 교대로 배치되는 구조를 가져도 좋으며, 또는 반사경들이 세 개 이상이 쌍을 이루어 동일한 입사각을 갖게 하여 각 쌍들이 서로 다른 입사각을 갖도록 교대로 배치되는 구조를 가져도 좋다. 또는 도 8의 (c)에 도시된 것처럼 반사경 챔버의 중앙을 기준으로 하여 양쪽에 서로 다른 입사각을 갖도록 반사경이 배치되는 구조를 가져도 좋다. 이때 서로 다른 입사각을 갖는 반사경의 비율이 50%로 동일할 필요는 없으며, 광량의 조절, 주사 촬영 방법상의 편리함 등을 감안하여 그 비율을 적절하게 결정할 수 있다. As a form of structure, the reflector chamber is manufactured to suit two kinds of angles of incidence. That is, the reflector chamber has a structure in which the reflectors can be mounted so that the incident angles of the X-rays incident on the reflectors can be two kinds, and when the reflectors having the same pair of thicknesses are mounted in the reflector chamber, The reflector installed reflects the low energy band X-rays, and the reflector installed in the small incident angle reflects the high energy band X-rays. The reflector chamber may have a structure in which reflectors are alternately arranged to have different incidence angles as shown in (a) of FIG. 8, and have the same incidence angle in two pairs as shown in (b) of FIG. Each pair may have a structure in which the pairs are alternately arranged to have different incidence angles, or three or more reflectors may have a structure in which the pairs are alternately arranged to have different incidence angles. . Alternatively, as shown in (c) of FIG. 8, the reflectors may be arranged to have different incidence angles on both sides with respect to the center of the reflector chamber. In this case, the ratios of the reflectors having different incidence angles need not be the same as 50%, and the ratio can be appropriately determined in consideration of the adjustment of the amount of light and the convenience of the scanning imaging method.

구조의 다른 형태로서 동일한 입사각을 갖도록 제작된 반사경 챔버에 서로 다른 물질 한 쌍 두께를 가진 반사경을 설치할 수 있으며, 앞의 경우와 마찬가지로 반사경이 한 장씩 교대로, 두 장 이상씩 묶어서 교대로, 또는 좌우에 절반씩 배치될 수 있고, 두 종류 반사경의 비율은 제한하지 않는다. As a different form of the structure, reflectors having different thicknesses of pairs of materials can be installed in reflector chambers made to have the same angle of incidence.As in the case of the previous case, reflectors are alternately arranged one by one, alternately tied by two or more sheets, or right and left Can be placed in half, and the ratio of the two reflectors is not limited.

구조의 또 다른 형태로서, 위 구조들을 조합하는 형태, 즉 서로 다른 입사각에서 서로 다른 두께의 반사경을 사용하는 구조도 가능하다. As another form of the structure, a combination of the above structures, that is, a structure using reflectors of different thicknesses at different incidence angles is possible.

또한, 이중 에너지를 생성하는 방식으로 광학필터의 반사 에너지 조절 기능(energy tunable)을 이용하는 형태가 사용될 수 있다. 동일한 반사경을 동일한 입사각을 갖도록 반사경 챔버에 설치한 경우, 입사각의 값을 미세하게 조절하면 일정 범위에서 준단색 에너지 대역을 바꾸는 것이 가능하다. 즉, 복수의 반사경들이 엑스-선 광원 초점을 중심으로 하는 동심원과 그 동심원의 반지름 선상에 일정하게 기울어진 상태로 정렬되어 있는 경우, 배열된 반사경들 중 중앙에 배치된 반사경에 위치되는 선택된 한 점을 중심으로 반사경들을 함께 회전시키면 모든 반사경의 입사각이 변하게 된다. In addition, a form using the energy tunable function of the optical filter in a manner of generating double energy may be used. When the same reflector is installed in the reflector chamber to have the same angle of incidence, it is possible to change the quasi-monochrome energy band in a certain range by finely adjusting the value of the angle of incidence. That is, when the plurality of reflectors are aligned in a state of being inclined at a constant angle on the concentric circle centered on the X-ray light source focal point and the radius line of the concentric circle, a selected point positioned at the reflector disposed at the center of the arranged reflectors When the reflectors are rotated together, the incident angles of all the reflectors change.

이때 반사경들을 함께 회전시키기 전의 상태, 즉 미리 설정된 위치에 있도록 정렬된 상태에서는 모든 반사경들의 입사각이 동일하지만, 반사경들을 상기 선택된 한 점을 중심으로 함께 회전시키면 반사경마다 입사각이 약간 다르며 그 차이는 반사경들의 중앙에 배치된 반사경과 양쪽으로 먼 방향에 배치된 반사경들 사이에서 크게 나타나며 또한 반사경의 회전 각도가 증가하면 더 커진다. 따라서, 이 방식은 미세한 회전 각도 범위 이내에서 사용되는 것이 바람직하며, 회전 각도 0.5 도 이하, 동심원 중심에서 수십 cm 이내의 거리, 빔의 발산각 30 도 이내에서는 반사경들의 입사각 차이가 미미하고, 후방 슬릿의 벽에 의해 반사빔을 차단하는 경우, 입사각 차이를 줄이는데 도움이 되므로 본 발명에서 사용하고자 하는 입사각 및 준단색 에너지 범위 안에서 유용하다. In this case, the angles of incidence of all the reflectors are the same in the state before the reflectors are rotated together, i.e., aligned in a preset position. However, when the reflectors are rotated together about the selected point, the angles of incidence of the reflectors differ slightly. It appears large between the reflectors disposed in the center and the reflectors disposed in both distant directions and becomes larger as the angle of rotation of the reflectors increases. Therefore, this method is preferably used within a range of minute rotation angle, the angle of incidence of the reflecting mirrors is insignificant at a rotation angle of 0.5 degrees or less, a distance of several tens of centimeters from the center of the concentric circle, and a beam divergence angle of 30 degrees. In the case of blocking the reflected beam by the wall, it is useful to reduce the angle of incidence, so it is useful within the angle of incidence and quasi-monochrome energy to be used in the present invention.

예를 들어, 혈관촬영술의 경우, 요오드 조영제의 K-edge 에너지 전후인 30 ~ 35 keV 범위 내에서 반사 에너지를 조절하기 위한 반사경의 회전각도는 반사경의 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍의 두께가 5 nm 이하일 때 0.05 도 이하이다. 만일 광원 초점과 반사경의 거리가 매우 가까운 경우인 25 cm 이하, 더욱 효과적으로는 15 cm 이하인 경우에는 그 광원 초점과 반사경 사이의 거리를 조정하여도 유사한 효과를 거둘 수 있다. For example, in angiography, the angle of rotation of the reflector to adjust the reflection energy within the range of 30 to 35 keV, before and after the K-edge energy of the iodine contrast agent, has a thickness of a pair of materials that make up the multilayer film of the reflector. When it is nm or less, it is 0.05 degrees or less. If the distance between the light source focal point and the reflector is very close to 25 cm or less, more effectively 15 cm or less, a similar effect can be achieved by adjusting the distance between the light source focal point and the reflector.

위에서 준단색 이중 에너지를 생성하기 위한 다양한 방식을 제시하였으나, 에너지 값을 두 개로 한정하지는 않으며 이들 방식을 사용하여 에너지 값을 세 가지 이상으로 조절할 수도 있으며, 또한 한 가지 에너지만을 사용하도록 구성되어도 좋다. Although various methods for generating quasi-monochrome dual energy have been presented above, the energy values are not limited to two, and these methods may be used to adjust the energy values to three or more, or may be configured to use only one energy.

일반적인 엑스-선 영상을 얻는데 유효한 10 ~ 150 keV 영역의 엑스-선을 필터링하기 위한 다층 박막 모노크로메이터의 입사각은 1 도 이하로서 매우 작기 때문에 광원의 넓은 발산각과 디텍터까지의 거리를 고려해도 반사빔의 폭이 수 mm에 불과하며, 또한 필터링되는 준단색광은 경우에 따라 정도는 다르지만 입사 다색 광원의 일부분에 해당하기 때문에, 다색 광원의 엑스-선 발생 파워를 크게 올리지 않는 이상, 광량은 감소하게 되어 있다. The incident angle of the multilayer thin film monochromator for filtering X-rays in the 10 to 150 keV region, which is effective for obtaining a general X-ray image, is very small (less than 1 degree), so the reflected beam is considered even when considering the wide divergence angle of the light source and the distance to the detector. The width of is only a few millimeters, and the quasi-monochromatic light to be filtered varies in some cases but corresponds to a part of the incident multi-color light source, so that the amount of light decreases unless the X-ray generating power of the multi-color light source is greatly increased. have.

따라서, 대면적 촬영과 신호대잡음비가 적절한 이미지를 획득하는 방안이 절실하게 필요하며, 본 발명에서는 복수 개의 반사경을 사용하는 광학필터와 이를 장착한 일체형 광원의 주사 촬영을 고유한 해결 방법으로 제시한다. 본 발명에서는 이중 에너지 각각의 영상을 한번에 획득하는 방법도 가능하며, 이 경우 촬영 시간이 단축되는 효과를 갖는다. Therefore, there is an urgent need for a method for acquiring an image suitable for large-area imaging and a signal-to-noise ratio. The present invention proposes a scanning solution of an optical filter using a plurality of reflectors and an integrated light source equipped therewith as a unique solution. In the present invention, a method of acquiring an image of each of the dual energies is also possible, and in this case, the photographing time is shortened.

본 발명의 주사 촬영 방법은, 피사체와 디텍터는 고정된 상태에서 엑스-선 광원부가 도 2의 x 방향으로 직선 등속 운동을 할 때 및 초점을 중심으로 회전 운동을 할 때, 동일한 촬영 시스템에서 여러 가지 다양한 방식의 촬영을 가능하게 하며, 피사체의 상태와 촬영 목적에 적합한 방식을 선택하여 사용할 수 있다. In the scanning imaging method of the present invention, when the X-ray light source unit performs linear constant velocity motion in the x direction of FIG. Various types of shooting are possible, and a method suitable for the state of the subject and the shooting purpose can be selected and used.

반사경 챔버에 반사경이 3 개 이상 복수 개 설치된 경우에 주사 촬영은 준단색광 다발이 콜리메이터부(30)를 이루는 콜리메이터(32)의 개구부의 한쪽 끝(34)에서 출발하여 반대쪽 끝(35)까지 등속 직선 및/또는 회전 운동하는 방식으로 이루어지거나, 처음부터 콜리메이터(32)의 개구부 전체에 준단색광이 노출된 상태에서 직선 및/또는 회전 운동하는 방식으로 이루어질 수 있다. 그리고 주사 촬영의 엑스-선 신호 검지가 이루어지는 신호검출 디텍터부(20)는 평판의 이차원 픽셀 배열을 갖는 디지털 디텍터를 사용함을 원칙으로 하지만, 반사경이 2 개 이하인 경우에는 픽셀이 한 줄로만 이루어진 라인 형태의 디텍터를 반사빔에 대응시키는 것이 유리하다. 그러나 각각의 경우에 다른 형태의 디텍터 사용을 제한한다는 의미는 아니다. In the case where three or more reflectors are installed in the reflector chamber, scanning imaging starts at one end 34 of the opening of the collimator 32 in which the bundle of quasi-monochrome light forms the collimator part 30, and then continues to the constant end to the opposite end 35. And / or a rotational motion, or a linear and / or rotational motion in a state where the semi-monochromatic light is exposed to the entire opening of the collimator 32 from the beginning. In addition, the signal detection detector 20 in which the X-ray signal detection is performed in scanning is used in principle as a digital detector having a two-dimensional pixel array of a flat plate. However, when two or less reflectors are used, a line is formed in a single line. It is advantageous to match the detector to the reflected beam. However, this does not mean limiting the use of other types of detectors in each case.

다색 광원의 초점 원점을 S2이라고 할 때 발산각 θ1으로 광이 방사되고 광 학필터를 이루는 반사경 1 장은 발산각의 일부인 φ 각도만큼의 광을 반사시킨다. 복수의 반사경은 입사각만큼 광의 발산 방향을 바꿔주며, 결과적으로 반사되는 엑스-선은 θ2의 발산각과 S1의 초점 원점을 갖는 제 2의 가상 광원에서 방사되는 형태를 이룬다. θ2는 반사경의 개수, 원점과의 거리, 입사각에 의해서 달라지며, 반사경은 두께를 갖기 때문에 φ를 반사경 개수만큼 더한 각도는 θ2 보다 항상 작은 값을 갖는다. 그리고 반사경의 두께 부분은 다색 입사광을 가로 막기 때문에 광학필터에서 방출되는 준단색광의 측면 강도 모양이 도 4에 도시된 파동처럼 형성된다. 도 4에서 A는 1장의 반사경에서 얻어지는 반사빔의 주사방향의 강도 프로파일을 나타내며, B는 반사빔의 프로파일을 직사각형으로 표시한 것을 나타내며, C는 반사빔 간의 거리를 나타낸다. When the focal origin of the multicolor light source is S2, light is emitted at the divergence angle θ1, and one reflector constituting the optical filter reflects the light by the angle φ which is a part of the divergence angle. The plurality of reflectors change the divergence direction of the light by the incident angle, and as a result, the reflected X-rays are emitted from the second virtual light source having the divergence angle of θ2 and the focal point of S1. θ2 varies depending on the number of reflectors, the distance from the origin, and the angle of incidence. Since the reflectors have a thickness, the angle φ by the number of reflectors is always smaller than θ2. And since the thickness portion of the reflector blocks the multi-color incident light, the side intensity shape of the quasi-monochrome light emitted from the optical filter is formed like a wave shown in FIG. In Fig. 4, A represents the intensity profile in the scanning direction of the reflected beam obtained from one reflector, B represents the profile of the reflected beam in a rectangle, and C represents the distance between the reflected beams.

콜리메이터(32)의 개구 거리 d3는 피사체의 원하는 촬영 부위에만 준단색광이 노출되도록 하며, 이 개구 거리 d3는 발산각 θ2, 광원 초점과 콜리메이터(32) 사이의 거리 d1, 콜리메이터(32)와 피사체(50) 사이의 거리 d2 등의 기하학적 구조에 의하여 결정된다. The aperture distance d3 of the collimator 32 allows the semi-monochromatic light to be exposed only to a desired photographing part of the subject, and the aperture distance d3 is the divergence angle θ2, the distance d1 between the light source focus and the collimator 32, the collimator 32 and the subject ( 50) is determined by the geometry, such as the distance d2.

본 발명에서 실질적으로 요구하는 효과와 실용적인 사용 범위를 만족하는 범위를 고려하면, d1 + d2 는 1 m 내외, 준단색광 에너지 범위는 10 ~ 100 keV, 입사각은 0.2 ~ 0.8 도, 상용 엑스-선 소스의 θ1은 30 도 이하이다. 또한 반사경 1 장이 차지하는 반사 각도 φ는 0.1 ~ 0.3 도 정도이다. 그리고 반사경 1 장에서 피사체로 발산되는 반사빔의 폭은 수 mm에서 십수 mm 정도이며, 피사체의 좌우 길이를 Lo 라고 하면, 반사경 한 장으로 최대 Lo 만큼을 주사 촬영해야 한다. Considering the range that satisfies the practically required effect and practical use range in the present invention, d1 + d2 is about 1 m, the quasi-monochromatic light energy range is 10 to 100 keV, the incident angle is 0.2 to 0.8 degrees, commercial X-ray source Θ1 is 30 degrees or less. Moreover, the reflection angle (phi) which one reflector occupies is about 0.1-0.3 degree. In addition, the width of the reflected beam emitted from the single reflector to the subject is about several millimeters to several tens of millimeters, and if the left and right lengths of the subject are Lo, a maximum of Lo should be scanned with one reflector.

영상의 화질 측면에서 볼 때 일정 수준 이상의 신호대비잡음비를 얻어야 하는데, 이것은 피사체를 통과한 광량이 일정 수준 이상이 되어야 하는 것을 의미하므로 동일한 전력을 공급한다고 가정하면 반사경 한 장으로 주사 촬영하는 것보다는 같은 조건을 가진 복수의 반사경을 동일한 길이 움직였을 때, 동일한 광량을 얻는데 복수 배만큼의 시간 단축이 이루어지게 된다. 주사 속도는 광원부의 직선 운동 속도로 나타낼 수 있지만, 피사체 크기에 맞춰 놓은 콜리메이터의 개구 거리 d3를 반사경들의 모든 반사빔 다발이 완전하게 1 회 통과하는데 걸린 시간 t로 나눈 것, 혹은 피사체의 좌우 거리 Lo를 t로 나눈 것 등으로도 표시할 수 있다. In terms of image quality, it is necessary to obtain a signal-to-noise ratio above a certain level, which means that the amount of light passing through the subject should be above a certain level. When a plurality of reflecting mirrors with the same length are moved, time reduction is achieved by a plurality of times to obtain the same amount of light. The scanning speed can be expressed as the linear motion speed of the light source, but the aperture distance d3 of the collimator set to the size of the subject is divided by the time t taken for all the bundles of the reflecting beams to pass through once, or the left and right distance Lo of the subject. Can also be expressed by dividing by t.

동일한 광량을 피사체에 노출시킬 때 n 개의 반사경이 장착된 광학필터를 사용하는 것이 1 개의 반사경이 장착된 광학필터를 사용하는 것에 비하여 주사 속도를 n 배 빠르게 할 수 있고, 대면적에 대한 제한이 완화된다. When exposing the same amount of light to a subject, using an optical filter equipped with n reflectors can increase the scanning speed by n times compared to using an optical filter equipped with one reflector, and the restriction on the large area is alleviated. do.

광학필터의 반사경 챔버의 구조를 적절하게 설계하거나, 반사경의 박막 물질을 구성하는 물질 한 쌍의 두께를 다르게 하여 이중에너지 발생 구역을 좌우로 분할하여 배치한 경우, 이중 에너지 영상을 얻기 위해서 2 회 또는 1 회의 주사 촬영이 실시된다. When the structure of the reflector chamber of the optical filter is properly designed, or when the pair of materials constituting the thin film material of the reflector are different in thickness and the dual energy generating zones are divided to the left and right, two or more times to obtain a dual energy image. One shot is taken.

2 회의 촬영을 실시하는 경우에는 먼저 광학필터에서 한 종류의 에너지를 내 보내는 구역을 완전히 막고 다른 한 종류 에너지만의 준단색광을 방출시키면서 광원을 운동시켜서 주사촬영을 하여 영상 정보를 획득하고, 촬영이 끝나면 광원을 다시 출발 지점으로 원위치시킨 뒤에 에너지를 내보내는 구역을 반대로 바꿔서, 다른 에너지를 가진 준단색광으로 두 번째 주사촬영을 하여 영상을 얻도록 한다. 한쪽 구역을 막는 방법은 엑스-선이 통과하기 어려운 금속판 셔터(움직일 수 있는 덮개) 로 반사경 챔버로 입사되는 입사광을 차단하거나 도 5에 도시된 것처럼 금속판 셔터(60)가 반대쪽 반사빔의 방출을 차단하는 구조를 갖도록 설치되어도 좋다. 반사경의 입사각을 약간 변화시켜 에너지를 변경시키는 방법을 사용하는 경우, 셔터를 사용하지 않으면서 1 회 촬영 후에 다시 반사경의 입사각을 원래의 상태로 조절한 후 촬영하면 되는데, 두 번의 촬영에서 서로 입사각이 다르게 하는 경우, 디텍터에서 피사체가 맺히는 지점이 다를 수 있고, 이는 두 영상을 감산할 때 오차를 유발할 수 있으므로 보정이 필요하다. In the case of two shots, first, the optical filter completely blocks the area emitting one type of energy and emits quasi-monochrome light of only one type of energy while moving the light source to acquire scanning information. When it's done, return the light source back to the starting point and reverse the area that emits energy, taking a second scan with a quasi-monochrome light with a different energy to get the image. The method of blocking one area is to block the incident light incident to the reflector chamber with a metal plate shutter (movable cover) which is difficult for X-rays to pass through, or the metal plate shutter 60 blocks the emission of the opposite reflected beam as shown in FIG. You may be provided so that it may have a structure. In the case of using the method of changing the energy by slightly changing the angle of incidence of the reflector, after taking one shot without using the shutter, the angle of incidence of the reflector can be adjusted again to the original state. In other cases, the point where the subject is formed in the detector may be different, which may cause an error when the two images are subtracted, and thus correction is necessary.

광학필터에서 방출되는 두 종류의 이중 에너지가 주사 방향에 직교하는 축을 따라서 명확하게 구분되므로(도 4 참조), 주사 방향에 직교하는 방향의 디텍터 픽셀 라인들 마다 이중 에너지 중에서 어느 에너지의 엑스-선이 입사되는지를 알 수 있기 때문에 1 회의 촬영으로 이중 에너지 촬영이 가능하다. 단, 광원이 움직이기 때문에 정해진 픽셀 라인에 계속해서 한 종류의 에너지가 입사되는 것이 아니므로, 노출 시간을 시간 프레임으로 나누어 신호를 검출해야 한다. Since the two kinds of dual energy emitted from the optical filter are clearly distinguished along the axis orthogonal to the scanning direction (see FIG. 4), the X-ray of any of the dual energies is detected for each detector pixel line in the direction orthogonal to the scanning direction. Because you can see if you are incident, you can take a double energy shot in one shot. However, since one kind of energy does not continue to be incident on a predetermined pixel line because the light source is moving, the signal should be detected by dividing the exposure time by a time frame.

복수의 반사경을 통과한 준단색광은 반사경의 그림자에 의해 도 4와 같은 톱니 모양의 빔 강도 프로화일(A)을 갖는다. 반사빔의 프로화일을 적당하게, 바람직하게는 강도의 반치폭에 해당하는 하나의 직사각형(B)으로 가정하고, 주사 속도가 v, 직사각형 간의 거리 L에서 시간 프레임을 L/v로 지정한다. 픽셀 라인의 폭이 p 라고 하면 L 안에는 L/p 개 만큼의 라인수가 존재하고 하나의 시간 프레임 안에서 전체 픽셀 라인은 이중 에너지의 두 종류로 분류된다. 그 다음 시간 프레임에서는 전체 픽셀이 다시 이중 에너지로 분류되지만 이중 에너지의 픽셀 위치가 바뀌게 된 다. 이중 에너지 각각에 해당하는 픽셀 위치와 폭은 광원의 방출 위치 및 디텍터와 광원의 거리를 변화시키지 않는다면, 항상 일정하므로 프레임들의 영상을 이중 에너지에 해당하는 것들로 나누어서 재편집하면 각각의 영상을 얻을 수 있게 된다. 디텍터 길이를 기준으로 주사 촬영해야 할 거리가 Ld 라고 하면 프레임 수는 Ld/L 개가 필요하며, 이 숫자는 필요한 반사경의 최소 개수가 된다. The quasi-monochromatic light passing through the plurality of reflectors has a sawtooth beam intensity profile A as shown in FIG. 4 due to the shadow of the reflector. The profile of the reflected beam is suitably assumed to be one rectangle B, preferably corresponding to the half width of the intensity, and the time frame is designated L / v at the scanning speed v and the distance L between the rectangles. If the width of a pixel line is p, there are as many as L / p lines in L, and the whole pixel line is classified into two kinds of dual energy in one time frame. In the next time frame, the entire pixel is again classified as dual energy, but the pixel position of the dual energy is changed. The pixel position and width corresponding to each of the dual energies are always constant unless they change the emission position of the light source and the distance between the detector and the light source. Will be. If the distance to be scanned is Ld based on the detector length, the number of frames is Ld / L. This number is the minimum number of reflectors required.

이중 에너지가 교대로 배치된 경우에도 마찬가지의 시간 프레임을 적용할 수 있는데, 이 경우에는 도 6에 도시된 것처럼 준단색 엑스-선이 피사체 전체에 노출된 상태에서도 주사 촬영을 할 수 있다. 이때 최소의 시간 프레임 개수는 L 만큼 이동한 시간 L/v에서 하나, 그 다음 시간 L/v 까지 2 개로 할 수 있다.The same time frame can be applied to the case where the dual energies are alternately arranged. In this case, scanning imaging can be performed even when the quasi-monochrome X-rays are exposed to the entire subject as shown in FIG. 6. In this case, the minimum number of time frames may be one from the time L / v moved by L and the next time L / v to two.

광량과 촬영 시간의 제한이 적은 경우에는 반사경의 숫자를 1 개 혹은 2 개를 사용할 수 있는데 이때는 디텍터의 픽셀 라인이 반사빔에 대응하는 직선형의 라인 디텍터를 사용하는 것이 바람직하다. 이때에는 대응하는 라인 디텍터를 광원과 함께 동시에 움직임으로써 대면적 피사체를 주사 촬영할 수 있다.When the amount of light and the shooting time are limited, one or two numbers of reflectors may be used. In this case, it is preferable to use a linear line detector in which the pixel line of the detector corresponds to the reflected beam. In this case, a large-area subject can be scanned and photographed by simultaneously moving the corresponding line detector together with the light source.

본 발명의 효과를 살펴보기 위하여, 다음과 같이 시험을 하였다. In order to examine the effect of the present invention, it was tested as follows.

폭 5 mm, 길이 30 mm의 사각형 구멍이 있는 아크릴 팬톰에 요오드 조영제 수용액의 농도를 11.6 mgI/ml, 23.1 mgI/ml, 92.5 mgI/ml로 각각 다르게 조절하여 투입한 후 광원과 반사경의 거리 250 mm, 입사각 0.25 도, 반사경 광원 초점 크기 0.3 mm, 반사경 길이 100 mm, 반사경 두께 0.5 mm, 후방 슬릿과 광원 거리 355 mm 에서 준단색 이중 에너지로 2 회 주사 촬영하였다. 촬영에 사용한 이중 에너지의 스펙트럼은 도 9에 나타내었으며, 각각의 중심 에너지 값은 요오드의 K-edge 에너 지에 근접한 전후의 값인 30.5 keV, 35.7 keV 이다. 도 10의 (a)는 30.5 keV 준단색광으로 촬영한 세 종류 농도의 요오드 용액 부분이며, (b)는 35.7 keV 준단색광으로 촬영한 세 종류 농도의 요오드 용액 부분으로서 (b)의 경우 요오드 조영제의 엑스-선 흡수 효과가 크기 때문에 더욱 선명한 이미지가 얻어졌다. (c)는 (a)와 (b)의 시그널 감산으로 얻어지는 감산 후 이미지이며, 그레이 스케일을 인버젼하여 나타내었다. 조영제 부분을 제외한 아크릴 부분의 백그라운드가 소멸된 효과를 볼 수 있었다. After adjusting the concentration of aqueous iodine contrast agent to 11.6 mgI / ml, 23.1 mgI / ml, and 92.5 mgI / ml in acrylic phantom with a square hole of 5 mm width and 30 mm length, the distance between light source and reflector 250 mm , The incident angle of 0.25 degrees, reflector light source focal size 0.3 mm, reflector length 100 mm, reflector thickness 0.5 mm, rear slit and light source distance 355 mm, two scans with semi-monochrome dual energy. Spectrum of the dual energy used for the imaging is shown in Figure 9, each of the central energy values are 30.5 keV, 35.7 keV before and after close to the iodine K-edge energy. (A) is a portion of iodine solution of three concentrations taken with 30.5 keV quasi-monochromatic light, and (b) is a portion of iodine solution of three concentrations taken with 35.7 keV quasi-monochromatic light. The sharper images were obtained because of the large X-ray absorption effect. (c) is a post-subtraction image obtained by the signal subtraction of (a) and (b), in which the gray scale was inverted and shown. The effect of disappearing the background of the acrylic part except the contrast agent part was seen.

도 1은 준단색광 및 다색광의 이중 에너지 스펙트럼을 나타낸 도면;1 shows dual energy spectra of quasi-monochromatic and polychromatic light;

도 2는 본 발명의 촬영장치를 전체적으로 나타낸 개념도; 2 is a conceptual view showing the photographing apparatus of the present invention as a whole;

도 3은 본 발명의 장치에 사용되는 다층 박막 반사경의 단면도; 3 is a cross-sectional view of a multilayer thin film reflector used in the apparatus of the present invention;

도 4는 본 발명에서 사용되는 준단색광의 주사 방향 빔 프로화일을 나타낸 도면; 4 shows a scanning direction beam profile of a quasi-monochromatic light used in the present invention;

도 5의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 장치를 이용한 이중에너지 주사 촬영 개념도; 5 (a) to 5 (c) are schematic diagrams of dual energy scanning imaging using the apparatus of the present invention;

도 6은 본 발명의 장치를 이용하여 주사 거리가 짧은 거리에서 이중에너지 주사 촬영하는 개념도; 6 is a conceptual diagram of dual energy scanning at a short scan distance using the apparatus of the present invention;

도 7은 본 발명의 장치를 구성하는 후방 슬릿을 나타낸 도면; 7 shows a rear slit constituting the device of the present invention;

도 8의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 장치에 사용되는 반사경의 배치구조를 나타낸 도면; 8 (a) to 8 (c) show the arrangement of the reflector used in the apparatus of the present invention;

도 9는 본 발명의 준단색 이중 에너지 스펙트럼을 나타낸 도면; 9 shows a quasi-monochrome dual energy spectrum of the present invention;

도 10은 본 발명에 따른 준단색 이중 에너지 엑스-선 촬영 이미지 및 감산법 적용 효과 이미지이다. 10 is a quasi-monochrome dual energy X-ray image and a subtraction method effect image according to the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※[Description of Reference Numerals]

10 : 광원부10: light source

12 : 프레임12: frame

20 : 신호 검출 디텍터부20: signal detection detector

30 : 콜리메이터부30: collimator part

32 : 콜리메이터32: collimator

40 : 광학필터40: optical filter

42 : 반사경42: reflector

44 : 반사경 챔버44: reflector chamber

S1, S2 : 초점S1, S2: Focus

50 : 피사체50: subject

60 : 셔터60: shutter

Claims (11)

엑스-선을 생성하여 발산시키며 엑스-선 초점이 미리 설정된 방향으로 이동 가능한 광원부와, A light source unit which generates and emits X-rays and which moves the X-ray focus in a predetermined direction; 상기 광원부에 장착되어 그 광원부로부터 발산되는 다색 엑스-선을 준단색의 다중 에너지로 배출시켜 피사체에 주사하도록 설치되는 광학필터와, An optical filter mounted on the light source unit and installed to emit multi-color X-rays emitted from the light source unit as quasi-mono-color multiple energy to scan the subject; 상기 피사체를 통과한 엑스-선을 검출하여 다중 에너지 영상 정보를 획득하도록 설치되는 신호검출 디텍터부를 포함하며, A signal detection detector configured to detect X-rays passing through the subject to obtain multi-energy image information, 상기 광학필터는, The optical filter, 다색 엑스-선이 실질적으로 동일한 각도로 입사되도록 장착되는 복수 개의 반사경과, A plurality of reflectors mounted so that the multi-color X-rays are incident at substantially the same angle, 상기 반사경들에서 반사되어 배출되는 준단색의 이중 에너지를 선택적으로 차단하기 위한 셔터를 가지며, It has a shutter for selectively blocking the quasi-monochrome dual energy reflected and emitted from the reflectors, 상기 반사경들은, The reflectors, 반사경의 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍의 두께가 다르게 형성된 것이 1개 이상씩 교대로 배치됨을 특징으로 하는 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치. A quasi-monochromatic multi-energy X-ray imaging apparatus, characterized in that one or more different thicknesses of a pair of materials constituting the multilayer thin film of the reflector are alternately arranged. 엑스-선을 생성하여 발산시키며 엑스-선 초점이 미리 설정된 방향으로 이동 가능한 광원부와, A light source unit which generates and emits X-rays and which moves the X-ray focus in a predetermined direction; 상기 광원부에 장착되어 그 광원부로부터 발산되는 다색 엑스-선을 준단색의 다중 에너지로 배출시켜 피사체에 주사하도록 설치되는 광학필터와, An optical filter mounted on the light source unit and installed to emit multi-color X-rays emitted from the light source unit as quasi-mono-color multiple energy to scan the subject; 상기 피사체를 통과한 엑스-선을 검출하여 다중 에너지 영상 정보를 획득하도록 설치되는 신호검출 디텍터부를 포함하며, A signal detection detector configured to detect X-rays passing through the subject to obtain multi-energy image information, 상기 광학필터는, The optical filter, 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍의 두께가 같은 복수 개의 반사경과, A plurality of reflectors having the same thickness of the pair of materials constituting the multilayer thin film, 상기 반사경들에서 반사되어 배출되는 준단색의 이중 에너지를 선택적으로 차단하기 위한 셔터를 가지며, It has a shutter for selectively blocking the quasi-monochrome dual energy reflected and emitted from the reflectors, 상기 반사경들은, The reflectors, 다색 엑스-선의 입사각도가 다르게 장착된 것이 1개 이상씩 교대로 배치됨을 특징으로 하는 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치. A quasi-monochromatic multi-energy X-ray imaging apparatus, characterized in that one or more of the multi-color X-rays are mounted in alternating angles. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 광학필터는, The optical filter, 상기 반사경 사이로 통과하여 배출되는 다색 엑스-선을 차단하도록 설치되는 벽과, 상기 반사경에서 반사되어 배출되는 준단색 엑스-선을 통과시키도록 상기 벽 사이에 형성된 홈을 구비한 후방 슬릿을 더 가짐을 특징으로 하는 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치. And a rear slit having a wall installed to block the multi-color X-rays passing through the reflectors and a groove formed between the walls to pass the quasi-monochrome X-rays reflected and emitted from the reflector. Semi-monochrome multi-energy X-ray imaging apparatus characterized by. 청구항 3에 있어서, The method according to claim 3, 상기 후방 슬릿의 벽과 홈은, The wall and groove of the rear slit, 상기 반사경이 배열되는 동심원상과 실질적으로 동일한 원점을 갖는 동심원상에 정렬하도록 설치됨을 특징으로 하는 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치. And the reflector is arranged to align on a concentric circle having substantially the same origin as the concentric circle on which the reflector is arranged. 청구항 3에 있어서, The method according to claim 3, 상기 후방 슬릿의 벽은 반사경에서 반사되는 반사빔의 폭을 조절하도록 연장 형성됨을 특징으로 하는 준단색 다중 에너지 엑스-선 촬영장치. And the wall of the rear slit extends to adjust the width of the reflected beam reflected from the reflector. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 광학필터에서 배출되어 피사체로 조사되는 엑스-선 빔의 크기를 조절하도록 개구된 부위를 갖는 콜리메이터가 갖춰진 콜리메이터부를 더 포함함을 특징으로 하는 준단색 다중 엑스-선 촬영장치. And a collimator having a collimator having an opening to adjust the size of the X-ray beam emitted from the optical filter to the subject. 청구항 6에 있어서, The method according to claim 6, 상기 콜리메이터는 광원부와의 거리가 조절되도록 이동 가능하게 설치됨을 특징으로 하는 준단색 다중 엑스-선 촬영장치. The collimator is a semi-monochromatic multiplex X-ray imaging apparatus, characterized in that installed so as to be moved so that the distance to the light source. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 반사경들이 선택된 한 점을 중심으로 하여 미리 설정된 각도의 정밀도로 함께 회전 가능하도록 설치됨을 특징으로 하는 준단색 다중 엑스-선 촬영장치. And the reflectors are installed to be rotatable together with a precision of a predetermined angle about a selected point. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 반사경은 엑스-선의 입사각이 1 도 미만이 되도록 설치되며 상기 반사경의 다층 박막을 구성하는 물질 한 쌍은 두께가 1.5 nm ~ 8 nm로 설정되어 10 keV ~ 100 keV 사이의 준단색 엑스-선을 반사시킴을 특징으로 하는 준단색 다중 엑스-선 촬영장치. The reflector is installed so that the incident angle of the X-ray is less than 1 degree, and the pair of materials constituting the multilayer thin film of the reflector is set to 1.5 nm to 8 nm in thickness to provide a quasi-monochrome X-ray between 10 keV and 100 keV. Semi-monochrome x-ray apparatus characterized in that the reflection. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 엑스-선 초점의 이동 방향은 직선 방향임을 특징으로 하는 준단색 다중 엑스-선 촬영장치. And the moving direction of the X-ray focal point is a linear direction. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 엑스-선 초점의 이동 방향은 회전 방향임을 특징으로 하는 준단색 다중 엑스-선 촬영장치. And a direction of movement of the X-ray focal point is a rotational direction.
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