KR100973338B1 - 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서 - Google Patents

부분 화소형 섬광체 엑스선 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR100973338B1
KR100973338B1 KR1020080074123A KR20080074123A KR100973338B1 KR 100973338 B1 KR100973338 B1 KR 100973338B1 KR 1020080074123 A KR1020080074123 A KR 1020080074123A KR 20080074123 A KR20080074123 A KR 20080074123A KR 100973338 B1 KR100973338 B1 KR 100973338B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scintillator
light
ray
ray sensor
pixel
Prior art date
Application number
KR1020080074123A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100012621A (ko
Inventor
노창준
김호경
윤승만
Original Assignee
주식회사바텍
부산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사바텍, 부산대학교 산학협력단 filed Critical 주식회사바텍
Priority to KR1020080074123A priority Critical patent/KR100973338B1/ko
Publication of KR20100012621A publication Critical patent/KR20100012621A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100973338B1 publication Critical patent/KR100973338B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4283—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by a detector unit being housed in a cassette
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4405—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis the apparatus being movable or portable, e.g. handheld or mounted on a trolley
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B42/00—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means
    • G03B42/02—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays
    • G03B42/021—Apparatus for direct X-ray cinematography

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

본 발명은 섬광체층 및 화소 어레이층을 포함하며, 상기 섬광체층은 엑스선이 입사되는 일측 표면의 일정 깊이까지는 섬광체로 이루어져 입사되는 거의 모든 엑스선을 광으로 변환시키고, 상기 일정 깊이 이하에서는 상기 광이 상기 화소 어레이층의 단위 화소로 분리되어 입사되도록 하는 광가이드를 구비하여 DQE(Detective Quantum Efficiency)의 특성이 우수해지고, 해상도가 우수한 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서를 제공한다.
부분 화소형, 엑스선 센서, 섬광체층, 화소 어레이층, 광가이드

Description

부분 화소형 섬광체 엑스선 센서{A partially pixelated scintillator X-ray sensor}
본 발명은 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 관한 것으로, 보다 자세하게는 일정 깊이 이하에 광을 단위 화소별로 분리되도록 하는 광가이드를 구비한 섬광체층(또는 광변환층)을 포함하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서를 제공함으로써, 상기 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 입사되는 대부분의 엑스선을 광으로 변환한 후 상기 광을 화소 어레이층에서 수신하여 고품질의 엑스선 영상을 획득할 수 있는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 관한 것이다.
엑스선(X-ray) 센서는 의료 분야를 포함하는 다양한 분야에서 비파괴 검사법으로 이용되는 엑스선 검사 장치의 엑스선 검출부의 핵심 부품으로 이용되고 있다.
의료 분야에서는 래디오그래피, 토모그래피 및 맘모그래피 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
이들 중 맘모그래피(Mammography)는 유방암을 진단할 수 있는 엑스선 촬영 기법 중에 하나이다.
일반적으로 유방은 연조직(soft tissue)으로 이루어져 있어 엑스선 촬영 시 조사되는 엑스선이 쉽게 통과하여 암조직을 찾아내기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 유방 내에 분포된 유선들이 쌓이게 되면 엑스선 촬영 후 촬영 영상으로 암조직과 유선이 구분되지 않는다는 문제도 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 많은 연구 및 개발이 이루어지고 있으나, 가장 좋은 방법은 보다 선명한 촬영 영상을 획득할 수 있는 엑스선 센서를 제공하는 것에 있다.
상기 엑스선 센서는 크게 직접 검출 방식과 간접 검출 방식의 두 가지 방식으로 나눌 수 있는데, 상기 직접 검출 방식은 엑스선을 직접 전기신호로 변환시켜 검출하는 방식이고 간접 검출 방식은 엑스선을 광으로 변환시킨 후 상기 광을 검출하는 방식이다.
상기 두 검출 방식은 각각 장단점이 있으며, 현재로는 흉부 등 일반 의료영상 촬영의 경우 상기 간접 검출 방식이, 그리고 맘모그래피의 경우 상기 직접 검출 방식이 더 나은 영상을 제공한다.
도 1은 간접 검출 방식임에도 불구하고, 직접 검출 방식과 같은 고해상도의 영상을 제공할 수 있는 구조화된 섬광체 기술에 의한 엑스선 센서를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 구조화된 섬광체 기술에 의한 엑스선 센서(100)는 크게 섬광체층(110) 및 화소 어레이층(120)을 포함하고 있다.
상기 섬광체층(110)은 입사되는 엑스선들(130)을 광(140)으로 변환시키는 역할을 하며, 상기 화소 어레이층(120)은 상기 광(140)을 수신하여 전기적 신호로 변환시켜주는 역할을 한다.
이때, 상기 화소 어레이층(120)은 복수개의 단위 화소(122)들이 매트릭스 형태로 배열되어 있고, 상기 단위 화소(122)들이 상기 광(140)을 수신하여 전기적 신호로 변환시키는 역할을 한다.
이때, 상기 섬광체층(110)은 입사되는 엑스선들(130)을 광(140)으로 변환시키는 섬광체(112) 및 상기 섬광체(112)를 구획하며, 상기 섬광체(112)에서 변환된 광(140)들을 대응되는 단위 화소(122)로 입사시키도록 반사시키거나 차단하는 역할을 하는 광가이드(114)들로 이루어진다.
따라서 종래의 엑스선 센서(100)는 상기 단위 화소(122)에 대응되는 섬광체(112)에 입사되는 엑스선들(132)을 광(140)으로 변환시켜 전기적 신호로 검출할 수 있으나, 반면 상기 섬광체(112)를 구획하는 광가이드(114)로 입사되는 엑스선들(134)은 광으로 변환되지 않고 소멸되어 상기 광가이드(114)로 입사되는 엑스선들(134)이 가지고 있는 정보를 획득하지 못하여 불충분한 정보들로 엑스선 촬영 영상을 획득한다는 의료영상에서 치명적인 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 엑스선이 입사되는 일측면에서 일정 깊이까지는 섬광체로만 이루어져 입사되는 엑스선 거의 모두가 광으로 변환되도록 하고, 상기 일정 깊이 이하에서는 광가이드를 구비하여 단위 화소들로 광을 가이드할 수 있는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 입사된 엑스선을 광으로 변환시키는 섬광체층; 및 상기 섬광체층에서 변환된 광을 수신하는 화소 어레이층;을 포함하며, 상기 화소 어레이층;은 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 단위 화소; 및 상기 단위 화소들 각각에 연결되며, 연결된 단위 화소를 온/오프시키는 박막트랜지스터;를 포함하며, 상기 섬광체층:은 상기 엑스선을 광으로 변환시키는 섬광체; 및 상기 광을 반사시키는 광가이드;를 포함하되, 상기 엑스선이 입사되는 일측 표면에서 일정 깊이까지의 섬광체층은 상기 섬광체로만 이루어져 있으며, 상기 엑스선이 입사되는 일측 표면에서의 일정 깊이 이하의 섬광체층은 섬광체 및 광가이드로 이루어져 있되, 상기 단위 화소들 상부에는 섬광체부재로 이루어져 있고, 상기 단위 화소들 사이의 상부에는 광가이드로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 일정 깊이가 QAE = 1-e-μt(이때, 상기 QAE는 양자흡수효율을 의미하며, t는 섬광체의 일정 깊이를 의미하며, 상기 μ는 선형감쇠계수(linear attenuation coefficient)을 의미함.)의 t로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 섬광체가 Gd2O2S:Tb 혹은 CsI:Tl로 이루어진 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 광가이드가 실리콘 또는 폴리머로 이루어진 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 광가이드에서의 광의 반사 효율을 높이기 위해 실리콘 또는 폴리머로 이루어진 광가이드 벽면에 TiO2 및 SiO2 등의 산화막, 또는 Cr 및 Al 등의 금속막 등 제반 반사체 물질을 코팅한 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 광의 전달 효율을 높이기 위해 어떠한 형태로의 광가이드 기하학적 구조의 형상을 가진 형태인 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 광가이드는 상기 일측 표면에 가까운 단부의 단면은 이등변 삼각형의 형상을 가지고, 상기 단부 이외의 영역의 단면은 사각형의 형상을 가진 형태인 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 단위 화소는 포토다이오드를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서는 맘모그래피의 엑스선 검출부로 이용되는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서는 구강내에 삽입하여 엑스선 영상을 촬영하는 치과용 영상 검출부로 이용되는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서에 의해서도 달성된다.
본 발명의 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서는 입사되는 거의 모든 엑스선을 광으로 변환시킴으로써 광변환 효율이 높다는 효과가 있다.
또한 본 발명의 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서는 광을 가이드하는 광가이드를 구비함으로써 화소간의 광의 산란을 최소화하는 반면, 단위 화소가 최대한의 광을 수신할 수 있도록 함으로써 선명한 엑스선 촬영 영상을 획득할 수 있는 엑스선 센서를 제공하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서는 엑스선을 광으로 변환시키는 섬광체층의 일정 깊이, 즉, 엑스선의 광 변환이 가장 많이 발생하는 영역에는 광가이드를 구비하지 않아 광변환 효율을 높이고, 상기 일정 깊이 이후의 깊이부터는 광을 가이드하는 광가이드를 구비함으로써 DQE의 특성이 우수한 엑스선 센서를 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 또한 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서의 사시도 및 단면도이다. 이때, 도 3은 도 2의 A-A'선을 따라 절취한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(200)는 크게 섬광체층(210) 및 화소 어레이층(220)을 포함하고 있다.
이때, 상기 섬광체층(210)은 입사되는 엑스선(230)을 광(240)으로 변환시키는 역할을 하고, 상기 화소 어레이층(220)은 상기 변환된 광(240)을 수신하여 전기적 신호로 변환시키는 역할을 한다. 한편, 상기 섬광체층(210)은 신틸레이터(scintillator) 패널이라고도 불리우며, 상기 화소 어레이층(220)은 TFT 패널이라고도 불리운다.
한편, 상기 섬광체층(210)은 크게 두 개의 영역으로 구분될 수 있다.
첫 번째 영역(211)은 상기 엑스선(230)이 입사되는 섬광체층(210)의 일측 표면에서 일정 깊이까지의 영역이고, 두 번째(212) 영역은 상기 엑스선(230)이 입사되는 섬광체층(210)의 일측 표면에서 일정 깊이 이하의 영역이다.
이때, 상기 첫 번째 영역(211)의 일정 깊이는 상기 입사되는 엑스선(230)이 대부분 광(240)으로 변환되는 깊이까지로 정의될 수 있다.
상기 섬광체에서 발생하는 광의 양은 궁극적으로 전체 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(200)의 신호의 크기를 결정하게 되는데, 발생하게 되는 광의 양은 섬광체에서 흡수되는 엑스선의 에너지에 비례하게 된다.
따라서, Lambert-Beer's law에 의하면, 양자흡수효율은 QAE = 1-e-μx로 간단히 주어진다.
여기서 QAE는 양자흡수효율을 의미하며, x는 엑스선이 입사한 지점부터의 임의의 깊이를 의미한다. 그리고 μ는 선형감쇠계수(linear attenuation coefficient)로써, 쉽게 말하자면 엑스선 포톤이 단위길이를 움직이면서 그 매질과 반응을 할 확률이다.
상기 선형감쇠계수는 엑스선 포톤의 에너지에 대한 함수이다. 따라서, 만약 섬광체의 두께가 t라고 한다면, 그 섬광체의 QAE는 QAE = 1-e-μt이다.
따라서, 입사하는 엑스선의 에너지를 안다면, 이 식으로부터 필요한 섬광체의 두께(t)를 계산할 수 있다.
한편, 상기 첫 번째 영역(211)의 섬광체층(210)은 상기 엑스선(230)을 광(240)으로 변환시키는 섬광체(213)로만 이루어진 것이 바람직하다.
이는 입사되는 엑스선(230) 거의 모두(이때, 거의 모두라고 하는 것은 상기 엑스선(230)이 입사되더라도 일정 깊이 이내에서 광(240)으로 변환되지 않을 정도로 높은 에너지를 가진 경우가 있을 수 있기 때문이지 일정 에너지 이하를 가진 엑스선은 모두 광으로 변환됨)가 광(240)으로 변환되어 많은 정보를 얻기 위해서이다.
상기 두 번째 영역(212)의 섬광체층(210)은 섬광체(213)와 광가이드(214)로 이루어진다.
상기 섬광체(213)는 상기에서 상술한 바와 같이 입사된 엑스선(230)을 광(240)으로 변환시키는 역할을 하는 반면, 상기 광가이드(214)는 상기 광(240)이 이후 설명될 화소 어레이(220)의 단위화소(222)에 조사되도록 가이드하는 역할을 한다.
이때, 상기 광가이드(214)는 상기 두 번째 영역(212)의 섬광체(213)를 일정 영역으로 구획하는 역할을 하여 이후 설명될 단위화소(222)들과 각각 일정 영역으로 구획된 섬광체(213)가 대응되도록 한다.
즉, 상기 광가이드(214)는 단위화소(222)들 사이의 상부에 위치하여 상기 섬광체(213)에서 생성 또는 진행하는 광(214)을 직하부에 위치한 단위화소(222)에 입사되도록 가이드하는 역할을 한다.
한편, 상기 섬광체(213)는 엑스선에 반응하여 광을 생성하는 어떠한 물질을 사용하여도 무방하나, 상기 섬광체(213)는 Gd2O2S:Tb 혹은 CsI:Tl인 것이 바람직하며, 상기 광가이드(214)는 광이 투과되지 않는 또는 투과시키지 않으면서 반사 특성이 우수한 어떠한 물질을 사용하여도 무방하나, 상기 광가이드(214)는 실리콘 또는 폴리머인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광가이드(214)는 그 표면 또는 벽면에 광을 반사하기 위한 광 반사체 물질이 코팅되어 있을 수 있는데, 상기 광 반사체 물질은 TiO2 또는 SiO2 등을 포함하는 산화막일 수도 있고, Cr 또는 Al 등을 포함하는 금속막일 수도 있는데, 광 반사 효율이 높은 물질을 코팅하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 화소 어레이층(220)은 기판(221) 상에 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 단위 화소(222)를 포함하며, 상기 단위 화소(222)들 각각에 연결되며, 연결된 단위 화소(222)를 온/오프시키는 박막트랜지스터(미도시)를 포함하고 있다.
이때, 상기 단위 화소(222)는 포토다이오드를 구비하고 있어 상기 광(240)을 수신하여 전기적 신호로 변환시켜 준다.
한편, 본 발명의 제1실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(200)의 작동에 대하여 설명하면, 엑스선 광원(미도시)로부터 조사된 엑스선(230)이 환자 또는 대상물을 통과한 후, 본원 발명의 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(200)로 입사하게 된다.
입사된 상기 엑스선(230)은 상기에서 상술한 바와 같이 상기 섬광체층(210)의 첫번째 영역(211)에서 대부분 광(240)으로 변환된다.
이때, 변환된 광(240)은 여러 방향으로 방사되어 하부에 위치한 화소 어레이층(220)의 단위 화소(222)에 입사된다.
도 3에서 도시하고 있는 바와 같이 입사된 엑스선(230) 중 상기 단위 화소(222)의 상부에 대응되는 위치에 입사되는 엑스선(231)에서 변환된 광(241)들은 대부분 다른 단위 화소(222)에는 입사되지 않고, 직하부에 위치한 단위 화소(222)로 입사될 확률이 높다.
그러나, 단위 화소(222)들 사이, 정확하게는 광가이드(214) 상부로 입사되는 엑스선(232)에서 변환된 광(242)들은 두 개 이상의 단위 화소(222)들로 입사될 가능성이 있다. 그러나 이렇게 두 개 이상의 단위 화소(222)들로 광(242)들이 입사된다 하여도 이것이 비록 영상에서의 해상도를 다소 저하시킬 수 있으나, 광신호의 공간적인 퍼짐 현상에 의해 오히려 상기 직접 검출 방식에서 문제가 되고 있는 노이즈 앨리어싱(noise aliasing)을 막을 수 있기 때문에 보다 향상된 DQE를 얻을 수 있다.
또한, 도 1에 도시한 종래 기술에 의한 엑스선 센서(100)의 경우에는 각 단위 화소(122)들에 대응되는 섬광체층(110)이 구획되어 분리됨으로써 각 구획에서 발생된 광(140)들이 다른 단위 화소(122)들로 입사될 가능성은 낮으나 광가이드(134) 상으로 입사되는 엑스선(134)은 소실되고, 이러한 엑스선(134)이 담고 있는 정보는 소실되는 문제점이 있었으나 본원 발명에는 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
한편, 상기 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(200)의 섬광체층(210)은 크게 두 단계로 제조될 수 있다.
첫번째 단계는 섬광체 몰드를 제조하는 단계이고, 두 번째 단계는 상기 섬광체 몰드에 섬광물질을 충진하는 단계일 수 있다.
상기 섬광체 몰드를 제조하는 단계는 여러 가지 방법이 있을 수 있으나 크게 RIE(Reactive ion etching)을 이용한 섬광체 몰드 제조 방법, 핫-엠보싱(hot embossing)을 이용한 섬광체 몰드 제조 방법 및 습식 식각을 이용한 섬광체 몰드 제조 방법이 있다.
상기 섬광체 몰드에 섬광물질을 충진하는 단계는 상기 섬광체 몰드에 섬광물질의 수용성을 이용하여 충진하여 건조시킴으로서 충진하는 방법, 상기 섬광물질의 수용성을 이용하되 용액 내에서 침전하는 성질을 이용하여 상기 섬광체 몰드에 상기 섬광물질이 수용된 용액을 채운 후 상기 섬광물질이 침전하도록 하여 섬광물질을 충진하는 방법, 상기 섬광물질을 진공장치 내에서 열증착법(Thermal evaporation)을 이용하여 상기 섬광체 몰드에 충진하는 방법 및 분말형태의 섬광물질을 상기 섬광체 몰드에 충진한 후 열처리를 통해 소결하여 충진하는 방법 등이 있을 수 있다.
상기와 같은 두 단계를 진행함으로써 상기 섬광체층(210)을 제조할 수 있다.
도 4는 본원 발명의 제2실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본원 발명의 제2실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(300)는 상기 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 제1실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(200)와 비교하여 광가이드(314)의 형태만이 차이가 있을 뿐, 섬광체층(310), 기판(321) 상에 형성된 단위 화소(322)들을 포함하는 화소 어레이층(320)은 동일한 구조 및 역할을 한다.
본 실시 예에서의 광가이드(314)는 상기 섬광체층(310)의 일측 표면(즉, 엑스선(330)이 입사되는 표면)에서 가까운 단부(314a)의 단면이 이등변 삼각형의 형상을 가지고, 상기 단부(314a) 이외의 영역, 즉 몸통부(314b)의 단면이 사각형의 형상을 가진 것이 특징이며, 상기 제1실시 예에서 설명한 광가이드(214)와의 차이점이다. 이때, 상기 이등변 삼각형의 꼭지점의 각은 예각을 이루는 것이 바람직하다.
상기 광가이드(314)의 단부(314a)가 이등변 삼각형의 형상을 가짐으로써, 상기 엑스선(330)이 상기 광가이드(314) 상부로 입사되어 광들을 발생시킬 때, 상기 광들 중 일부 광(도면 부호 314로 도시된 광)이 상기 광가이드(314)로 진행하게 되면, 상기 광가드(314)의 끝이 도 3에 도시된 바와 같이 평평한 경우에는 반사되어 단위 화소(322)로 입사되지 않을 수 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이 단부(314a)의 단면이 삼각형으로 이루어진다면, 상기 광(314)이 상기 삼각형의 빗면에 반사되어 화소 어레이층(320)으로 입사될 확률이 높아진다.
이때, 도 4에서는 단부(314a)가 삼각형 형상을 가진 광가이드(314)만을 제시하고 있으나 필요하다면 상기 광가이드(314)는 상기 광을 반사시켜 단위 화소(322)로 입사되는 양이 많아지거나 입사될 확률이 높아지도록 하는, 즉, 상기 단위 화소(322)로의 전달 효율을 높이기 위해 어떠한 형태의 기하학적 형상 또는 구조로 구비하여도 무방하다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예 및 제2실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서가 이용되는 맘모그래피를 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1실시 예 및 제2실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(200,300)가 이용되는 맘모그래피(400)는 본체(410), 회전암(420), 엑스선 발생부(430), 압축 패들(440) 및 엑스선 검출부(450)를 포함하여 이루어진다.
상기 본체(410)는 거의 사각형상의 함체로 구비되며, 일정부분에 상기 구성 요소들을 조작할 수 있는 입력장치(411) 및 영상을 확인할 수 있는 디스플레이 장치(412)를 구비할 수 있다. 그러나, 상기 본체(410)는 다른 모양으로 구비될 수 있으며, 상기 입력장치(411) 및 디스플레이 장치(412) 역시 상기 본체(410)와 연결되어 있다면 외부장치 또는 다른 어떤 위치에 구비되어도 바람직하다.
또한, 상기 본체(410)는 상기 구성요소들이 설치된 회전암(420)을 지지하며, 상기 회전암(420)은 상기 본체(410)의 일측면에 종방향을 따라 고정되되, 상기 본체(410)에 거의 수직방향으로 장착된 회전축(413)에 의해 고정된다. 이에 따라 상기 회전암(420)은 상기 회전축(413)에 의해 360° 또는 일정각도로 회전가능하게 설치된다.
이때, 상기 회전축(413)은 상기 본체(410)에 종방향으로 승강 변위되도록 설치됨으로써, 상기 회전암(420)은 상기 회전축(413)에 의해 상기 본체(410)의 종방향을 따라 상하 방향으로 승강 변위되어 환자의 키에 맞춰 적절히 높낮이를 조절할 수 있도록 구비된다.
상기 엑스선 발생부(430)는 엑스선 소스(431)를 구비하여 엑스선을 발생시키는 장치로서 상기 회전암(420) 전면 상단에 구비되며, 상기 본체(410)와 연결된 입력장치(411)에 의해 작동된다.
또한, 상기 엑스선 발생부(430) 하단에는 상하 방향으로 슬라이딩 동작되는 엑스선 차단막(433)이 구비될 수 있으며, 이에 따라 상기 엑스선 차단막(433)은 환자의 눈높이에 맞춰 적절히 높낮이를 조절하며, 환자의 눈은 상기 엑스선 차단막(433)에 의해 엑스선으로부터 보호받을 수 있다.
또한, 상기 엑스선 발생부(430)에는 콜리메이터(432) 등이 장착되어 환자의 유방이 구비되어 있는 엑스선 검출부(450)를 향해 조사되도록 엑스선을 거의 수직방향으로 방출하도록 제한한다.
한편, 상기 압축 패들(440)은 상기 엑스선 발생부(430)와 상기 엑스선 검출부(450) 사이에 개재되되 상기 회전암(420) 전면에 종방향을 따라 구비된 가이드홈(421)에 의해 상하 방향으로 승강 변위되도록 설치되어 상기 회전암(420) 전면 하단에 구비된 엑스선 검출부(450)의 상단면에 환자의 유방이 밀착되도록 압축하는 기능을 한다.
이에 따라 상기 압축 패들(440)과 상기 엑스선 검출부(450) 사이에 상기 유방을 구비함으로써 상기 엑스선 검출부(450)는 상기 엑스선 발생부(430)에서 발생되어 상기 유방을 투과한 엑스선을 검출하도록 한다.
이때, 상기 엑스선 검출부(450)는 상단면에 환자의 유방이 편안하게 안치될 수 있도록 하는 거치대(451)가 마련되어 있으며, 그 내부에는 상기 엑스선 발생부(430)에서 발생되어 상기 유방을 투과한 엑스선을 전기신호로 출력하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(200,300)를 구비한다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예 및 제2실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서가 이용되는 오랄 센서를 도시한 분해 사시도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 제1실시 예 및 제2실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(200,300)가 이용되는 오랄 센서(500)는 제1실시 예 및 제2실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서(200,300)가 이용될 수 있는 엑스선 검출부(520)와 상기 엑스선 검출부(520)의 일면에 위치하는 상부 케이스(510) 및 상기 엑스선 검출부(520)의 타면에 위치하는 하부 케이스(530)를 포함한다.
상기 상부 및 하부 케이스(510,530)의 네 모서리가 라운딩 되어 있어 환자의 구강 내의 엑스선 촬영을 위해 환자나 검사자가 손가락으로 구강 내에 상기 오랄 센서(500)를 파지하였을 때 모서리가 날카롭지 않아 안전하고 편안하게 엑스선 촬영을 할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 엑스선 센서를 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서의 사시도 및 단면도이다.
도 4는 본원 발명의 제2실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예 및 제2실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서가 이용되는 맘모그래피를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예 및 제2실시 예에 따른 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서가 이용되는 오랄 센서를 도시한 분해 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200,300 : 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서 210,310 : 섬광체층
211,311 : 섬광체 214,314 : 광가이드
220,320 : 화소 어레이층 222,322 : 단위 화소
230,330 : 엑스선 240,340 : 광

Claims (12)

  1. 입사된 엑스선을 광으로 변환시키는 섬광체층; 및
    상기 섬광체층에서 변환된 광을 수신하는 화소 어레이층;을 포함하며,
    상기 화소 어레이층;은
    매트릭스 형태로 배열된 복수개의 단위 화소; 및
    상기 단위 화소들 각각에 연결되며, 연결된 단위 화소를 온/오프시키는 박막트랜지스터;를 포함하며,
    상기 섬광체층:은
    상기 엑스선을 광으로 변환시키는 섬광체; 및
    상기 광을 반사시키는 광가이드;를 포함하되,
    상기 엑스선이 입사되는 일측 표면에서 일정 깊이까지의 섬광체층은 상기 섬광체로만 이루어져 있으며,
    상기 엑스선이 입사되는 일측 표면에서의 일정 깊이 이하의 섬광체층은 섬광체 및 광가이드로 이루어져 있되, 상기 단위 화소들 상부에는 섬광체로 이루어져 있고, 상기 단위 화소들 사이의 상부에는 광가이드로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일정 깊이는 하기 식의 t로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
    QAE = 1-e-μt
    (이때, 상기 QAE는 양자흡수효율을 의미하며, t는 섬광체의 일정 깊이를 의미하며, 상기 μ는 선형감쇠계수(linear attenuation coefficient)을 의미함.)
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 섬광체는 Gd2O2S:Tb 혹은 CsI:Tl로 이루어진 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광가이드는 실리콘 또는 폴리머로 이루어진 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 광가이드는 그 표면에 광을 반사하기 위한 광 반사체 물질이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광 반사체 물질은 산화막 또는 금속막인 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 산화막은 TiO2 또는 SiO2이고, 상기 금속막은 Cr 또는 Al인 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 광가이드는 상기 섬광체에서 발생된 광을 단위화소로의 전달 효율을 높이기 위한 기학적 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광가이드는 상기 일측 표면에 가까운 단부의 단면은 이등변 삼각형의 형상을 가지고, 상기 단부 이외의 영역의 단면은 사각형의 형상을 가진 형태인 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단위 화소는 포토다이오드를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서는 맘모그래피의 엑스선 검출부로 이용되는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서는 오랄 센서의 엑스선 검출부로 이용되는 것을 특징으로 하는 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서.
KR1020080074123A 2008-07-29 2008-07-29 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서 KR100973338B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080074123A KR100973338B1 (ko) 2008-07-29 2008-07-29 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080074123A KR100973338B1 (ko) 2008-07-29 2008-07-29 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100012621A KR20100012621A (ko) 2010-02-08
KR100973338B1 true KR100973338B1 (ko) 2010-07-30

Family

ID=42086827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080074123A KR100973338B1 (ko) 2008-07-29 2008-07-29 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100973338B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200126034A (ko) 2019-04-29 2020-11-06 강원대학교산학협력단 검출기용 섬광체 및 이를 포함하는 공간분해능 향상 검출기

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101882351B1 (ko) * 2017-01-02 2018-07-26 서강대학교산학협력단 방사선영상기기를 위한 하이브리드 섬광체

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100622583B1 (ko) 2003-06-23 2006-09-19 캐논 가부시끼가이샤 엑스선 촬영장치 및 촬영방법
KR100625798B1 (ko) 2003-09-12 2006-09-20 캐논 가부시끼가이샤 화상 판독장치 및 엑스선 촬영장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100622583B1 (ko) 2003-06-23 2006-09-19 캐논 가부시끼가이샤 엑스선 촬영장치 및 촬영방법
KR100625798B1 (ko) 2003-09-12 2006-09-20 캐논 가부시끼가이샤 화상 판독장치 및 엑스선 촬영장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200126034A (ko) 2019-04-29 2020-11-06 강원대학교산학협력단 검출기용 섬광체 및 이를 포함하는 공간분해능 향상 검출기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100012621A (ko) 2010-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5268633B2 (ja) スペクトルｃｔのための検出器アレイ
RU2468392C2 (ru) Детектор с частично прозрачной подложкой сцинтиллятора
US7352887B2 (en) Scatter rejection for composite medical imaging systems
JP6100045B2 (ja) 放射線検出装置、放射線検出システム及び放射線検出装置の製造方法
US7319734B2 (en) Method and apparatus for blocking radiographic scatter
JP5977489B2 (ja) 散乱防止ｘ線グリッド装置の製造方法
US20040202280A1 (en) Signal profiling for medical imaging systems
JP2012130586A (ja) 放射線画像検出装置、放射線撮影装置、及び放射線撮影システム
CN111465840A (zh) 用于相衬x射线成像的高分辨率x射线探测的方法和系统
JP2006091016A (ja) 放射線吸収式ｘ線検出器パネル支持体
US7564938B2 (en) Scatter rejection for composite medical imaging systems
KR20150001216A (ko) 엑스선 촬영 장치의 조사영역 제어 장치 및 방법
US20160216382A1 (en) A radiation detector and a method thereof
KR100973338B1 (ko) 부분 화소형 섬광체 엑스선 센서
WO2012169426A1 (ja) 放射線撮影システム
JP2005509483A (ja) 撮像方法および装置
JP2011206490A (ja) 放射線撮影システム及び放射線撮影方法
CN105700002B (zh) 放射线检测装置及放射线检测片
US20140001366A1 (en) Radiological image detection apparatus
CN212939728U (zh) 一种基于正交结构的x射线抗散射格栅板
JP2004337609A (ja) コンピュータ断層撮影システム用コリメータ組立体
WO2012070661A1 (ja) 放射線画像検出装置、放射線撮影装置、及び放射線撮影システム
KR101817987B1 (ko) 큰 시야각을 갖는 x선 촬영장치
WO2012056992A1 (ja) 放射線画像検出装置、放射線撮影装置、放射線撮影システム
US9268038B2 (en) Reflector for radiation detector

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130726

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140703

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150715

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160726

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170703

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180702

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190702

Year of fee payment: 10