KR101126582B1

KR101126582B1 - Ｘ선 영상촬영장치 및 그 구동방법

Info

Publication number: KR101126582B1
Application number: KR20110076271A
Authority: KR
Inventors: 성용학; 김태균
Original assignee: 주식회사 뷰웍스
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2012-03-23
Also published as: US20150272534A1; US20150276946A1; US9103922B2; US20130028381A1

Abstract

본 발명은 X선 영상촬영장치 및 그 구동방법에 관한 것으로, 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀을 포함하고, X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 흡수하여 가시광으로 변환하는 신틸레이터 패널에 의해 변환된 가시광의 광량에 따른 전하를 다수의 픽셀에 충전하는 이미지 검출부, 이미지 검출부의 특정 라인을 선택하고, 선택된 라인의 픽셀에 구동신호를 인가하는 게이트 구동부, X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 검출하여 자동노출요청신호를 X선 조사를 알리는 트리거 신호로서 생성하는 자동노출요청신호 생성부, 및 자동노출요청신호가 수신되면, 선택된 라인의 픽셀에 인가되는 구동신호의 상태에 따라 노출 동작 시점을 제어하는 제어부를 포함하며, 조사되는 X선을 검출하여 트리거 신호로서 기능하는 자동노출요청신호를 생성함으로써, 넌-라인 트리거 방식의 X선 발생장치를 사용하는 경우에도 라인 단위로 발생하는 열화 현상을 방지하고 양질의 이미지 데이터를 획득할 수 있다.

Description

Ｘ선 영상촬영장치 및 그 구동방법{APPARATUS FOR DETECTING X-RAY AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 X선 영상촬영장치 및 그 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 X선 발생장치와의 동기신호 공유를 위한 별도의 추가 장치 없이도 X선 조사량의 소실 없이 X선 영상을 촬영할 수 있는 X선 영상촬영장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로, X선 진단장치는 X선을 생성하여 피검체로 조사하는 X선 발생장치(X-ray Generator)와 피검체를 투과한 X선의 영상을 촬영하는 X선 영상촬영장치(X-ray Detector)로 구성된다.

이러한 X선 진단장치의 X선 영상촬영장치는 내부 이미지 센서에 쌓이는 암전류를 라인 단위로 비워내는 플러시 동작, X선 발생장치에서 조사되는 X선을 흡수하는 노출 동작 및 X선 영상촬영장치에서 X선 조사에 의해 생성된 전하를 읽어 이미지 데이터로 출력하는 리드아웃 동작을 차례로 수행한다.

이때, X선 영상촬영장치는 플러시 동작 중에 X선 발생장치로부터 노출요청신호를 수신하면, 진행 중인 플러시 동작을 전체 영역에 걸쳐 완료한 후에 X선 발생장치로 노출 준비가 완료되었음을 알리는 노출준비신호를 송신하여 노출 동작을 진행한다.

이와 같이, X선 발생장치와 X선 영상촬영장치 사이에 서로의 상태신호를 핸드셰이킹하는 트리거 방식을 액티브 라인 트리거(Active Line Trigger) 방식이라 한다.

이러한 액티브 라인 트리거 방식의 X선 발생장치를 사용하는 경우, X선 영상촬영장치는 노출요청신호의 수신시점과 노출준비신호의 송신시점 사이의 시간 동안 플러시 동작을 완료할 수 있기 때문에 양질의 이미지 데이터를 획득할 수 있다.

하지만, X선 영상촬영장치에 노출요청신호만 보내고 X선을 조사하는 패시브 라인 트리거(Passive Line Trigger) 방식 또는 X선 영상촬영장치에 노출요청신호를 보내지 않고 X선을 조사하는 넌-라인 트리거(Non-Line Trigger) 방식의 X선 발생장치를 사용하는 경우, X선 영상촬영장치의 플러시 동작에서 노출 동작으로 전환되는데 시간이 소요되기 때문에 조사된 X선의 일부를 소실하게 되어 양질의 이미지 데이터를 획득할 수 없다.

또한, X선의 소실량을 줄이기 위해 X선 영상촬영장치에서 일부 영역의 라인에 대한 플러시 동작이 완료되지 않은 상태에서 노출 동작을 수행하게 되면 출력으로 생성되는 이미지 데이터에 라인 단위의 열화현상이 발생하는 문제점이 있다.

한편, X선 영상촬영장치는 일반적으로 이미지 검출부 게이트 단의 첫 번째 라인부터 마지막 라인까지 연속적으로 플러시 동작을 수행하는 프로그레시브(Progressive) 플러시 방법을 사용한다.

하지만, 이러한 플러시 방법에 의하면, 플러시 동작을 완료하기까지 비교적 긴 시간이 소요되므로, 패시브 라인 트리거 방식이나 넌-라인 트리거 방식에 적용되는 경우, X선이 다량으로 소실될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공개공보 제2008-0058552호 '디지털 엑스선 촬영장치의 평판형 엑스선 검출기' (2008.06.26)에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 조사되는 X선을 검출하여 자체적으로 트리거 신호를 생성할 수 있는 X선 영상촬영장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 비동기 방식으로 X선이 조사되는 인터페이스 환경에서 플러시 동작시간을 단축하고, 조사되는 X선의 소실을 최소화하여 양질의 데이터를 획득할 수 있는 X선 영상촬영장치의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

삭제

본 발명의 타 측면에 따른 X선 영상촬영장치는 X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 흡수하여 가시광으로 변환하는 신틸레이터 패널; 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀을 포함하고, 신틸레이터 패널에 의해 변환된 가시광의 광량에 따른 전하를 다수의 픽셀에 충전하는 이미지 검출부; 이미지 검출부의 특정 라인을 선택하고, 선택된 라인의 픽셀에 구동신호를 인가하는 게이트 구동부; X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 검출하여 자동노출요청신호를 X선 조사를 알리는 트리거 신호로서 생성하는 자동노출요청신호 생성부; 및 자동노출요청신호가 수신되면, 선택된 라인의 픽셀에 인가되는 구동신호의 상태에 따라 노출 동작 시점을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명에서 제어부는 자동노출요청신호가 수신되는 시점에, 선택된 라인의 픽셀에 인가되는 게이트 구동신호가 활성화 상태이면, 구동신호의 인가가 종료된 후에 노출 동작 준비를 완료하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 자동노출요청신호 생성부는 X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 가시광으로 변환하는 광 변환부; 광 변환부에 의해 변환된 가시광을 검출하여 전기 신호로 변환하는 광 검출부; 광 검출부에 의해 변환된 전기신호를 증폭하는 증폭부; 및 증폭부에 의해 증폭된 전기신호를 디지털 신호로 변환하여 자동노출요청신호를 생성하는 트리거 변환회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 광 변환부는 신틸레이터인 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치.

본 발명에서 자동노출요청신호 생성부는 신틸레이터 패널에 의해 변환된 가시광을 검출하여 전기신호로 변환하는 광 검출부; 광 검출부에 의해 변환된 전기신호를 증폭하는 증폭부; 및 증폭부에 의해 증폭된 전기신호를 디지털 신호로 변환하여 자동노출요청신호를 생성하는 트리거 변환회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 자동노출요청신호 생성부는 X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 검출하여 전기신호로 변환하는 X선 검출부; X선 검출부에 의해 변환된 전기신호를 증폭하는 증폭부; 및 증폭부에 의해 증폭된 전기신호를 디지털 신호로 변환하여 자동노출요청신호를 생성하는 트리거 변환회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 자동노출요청신호 생성부는 X선이 조사되는 방향을 기준으로 신틸레이터 패널과 이미지 검출부의 하면에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 자동노출요청신호 생성부는 이미지 검출부의 가운데 또는 모서리에 대응되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 선택된 라인의 픽셀에 충전된 전하값을 읽는 리드아웃부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치.

본 발명의 일 측면에 따른 X선 영상촬영장치의 구동방법은 자동노출요청신호 생성부가 X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 검출하여 자동노출요청신호를 생성하는 단계; 제어부가 자동노출요청신호를 수신하는 단계; 자동노출요청신호가 수신되면, 제어부가 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀을 포함하는 이미지 검출부의 선택된 라인의 픽셀에 구동신호가 인가되어 플러시 동작을 수행 중인지 판단하는 단계; 및 플러시 동작이 수행 중이면, 제어부가 플러시 동작이 종료된 후에 노출 동작을 수행하는 단계를 포함한다.

삭제

본 발명에서 자동노출요청신호를 생성하는 단계는 X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 가시광으로 변환하는 단계; 변환된 가시광을 검출하여 전기신호로 변환하는 단계; 변환된 전기신호를 증폭하는 단계; 및 증폭된 전기신호를 디지털 신호로 변환하여 자동노출요청신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 플러시 동작은 이미지 검출부의 전체 라인을 여러 개의 단위 게이트 블록으로 나누고, 단위 게이트 블록 각각에 구동신호를 동시에 인가하는 멀티플-게이트 플러시 방식으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 플러시 동작은 이미지 검출부의 전체 라인을 여러 개의 단위 게이트 블록으로 나누고, 단위 게이트 블록 각각에 구동신호를 동시에 인가하되, 단위 게이트 블록에서 복수 개의 라인에 동시에 구동신호를 인가하는 멀티플-채널-게이트 플러시 방식으로 수행되는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명은 X선 영상촬영장치에서 플러시 동작을 수행하는 중에 X선 조사를 알리는 트리거 신호가 수신되면, 선택된 특정 라인라인시 동작을 완료한 후 노출 동작을 진행함으로써, 라인 단위로 발생하는 열화 현상을 방지하고 양질의 이미지 데이터를 획득할 수 있다.

이때, 본 발명은 멀티플-게이트 또는 멀티플-채널-게이트 방식의 플러시 동작을 수행하여 플러시 동작시간을 단축시킴으로써, 비동기 방식으로 X선이 조사되는 인터페이스 환경에서 X선의 소실을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 조사되는 X선을 검출하여 트리거 신호로서 기능하는 자동노출요청신호를 생성함으로써, 넌-라인 트리거 방식의 X선 발생장치를 사용하는 경우에도 상기와 같이 라인 단위로 발생하는 열화 현상을 방지하고 양질의 이미지 데이터를 획득할 수 있다.

게다가, 본 발명은 자동노출요청신호를 생성하는 모듈을 X선 영상촬영장치 내부에 포함시킴으로써, 별도의 인터페이스 장비 없이 하나의 시스템으로 구현이 가능하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있고, 실제 진단 현장에서 중요하게 대두되는 X선 조사 범위의 제약없이 X선을 검출할 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 자동노출요청신호를 생성함에 있어, X선을 가시광으로 변환하는 광 변환부를 광 검출부 전면에 부착하여 신틸레이터 패널과 이미지 검출부를 통과한 X선의 검출 효율을 높이고, 불필요한 광을 차단할 수 있다.

도 1은 액티브 라인 트리거 방식의 X선 발생장치가 X선 영상촬영장치로 X선을 조사하는 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 패시브 라인 트리거 방식의 X선 발생장치가 X선 영상촬영장치로 X선을 조사하는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 라인 트리거 방식을 지원하지 않는 X선 발생장치가 X선 영상촬영장치로 X선을 조사하는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치의 블록구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치에서 게이트 선택 및 리드아웃을 수행하는 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치를 계층적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치 내에서 자동노출요청신호 생성부가 설치되는 위치를 상면에서 바라본 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치 내에서 자동노출요청신호 생성부가 설치되는 위치를 측면에서 바라본 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치에서 자동노출요청신호를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 X선 영상촬영장치에서 자동노출요청신호를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 X선 영상촬영장치에서 자동노출요청신호를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치의 구동방법의 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치의 구동방법에서 멀티플-게이트 플러시 방법의 동작을 도시한 타이밍도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치의 구동방법에서 멀티플-채널-게이트 플러시 방법의 동작을 도시한 타이밍도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치 및 그 구동방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.

도 1은 액티브 라인 트리거 방식의 X선 발생장치가 X선 영상촬영장치로 X선을 조사하는 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 패시브 라인 트리거 방식의 X선 발생장치가 X선 영상촬영장치로 X선을 조사하는 모습을 도시한 도면이다.

한편, 도 3은 라인 트리거 방식을 지원하지 않는 X선 발생장치가 X선 영상촬영장치로 X선을 조사하는 모습을 도시한 도면이다.

X선 발생장치(10)는 X선을 생성하여 피검체(40)로 조사한다. 이러한 X선 발생장치(10)는 스위치(미도시)를 구비하여 사용자의 작동신호 입력에 따라 X선을 조사할 수 있으며, X선을 생성하여 발생시킬 수 있는 다양한 형태의 장치를 모두 포함한다.

이때, 액티브 라인 트리거 방식이 채용된 X선 발생장치(10)는 사용자로부터 작동신호가 입력되면, 도 1에 도시된 바와 같이 X선을 검출할 준비가 되었는지를 확인하기 위한 노출요청신호(exp_req)를 X선 영상촬영장치(20)에 송신한 후에 X선 영상촬영장치(20)로부터 노출허락신호(exp_ok)를 수신하면, X선을 피검체(40)로 조사한다.

반면, 패시브 라인 트리거 방식이 채용된 X선 발생장치(10)는 사용자로부터 작동신호가 입력되면, 도 2에 도시된 바와 같이 X선을 검출할 준비가 되었는지를 확인하기 위한 노출요청신호(exp_req)를 X선 영상촬영장치(20)에 송신한 후에 X선을 피검체(40)로 조사한다.

또한, 라인 트리거 방식을 지원하지 않는 넌-라인 트리거 방식이 채용된 X선 발생장치(10)의 경우, 사용자로부터 작동신호가 입력되면, 도 3에 도시된 바와 같이 X선 영상촬영장치(20)에 노출요청신호(exp_req)를 송신하지 않고, X선을 피검체(40)로 조사한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치 블록구성도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치에서 게이트 선택 및 리드아웃을 수행하는 구성을 도시한 도면이다.

X선 영상촬영장치(20)는 피검체(40)를 투과한 X선을 검출하여 피검체(40)의 X선 이미지 데이터를 획득한다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치(20)는 이미지 센서부(21), 전자회로기판(26) 및 자동노출요청신호 생성부(30)를 포함한다.

이미지 센서부(21)는 신틸레이터 패널(22), 이미지 검출부(23), 게이트 구동부(24) 및 리드아웃부(25)를 포함한다.

신틸레이터 패널(22)은 X선 발생장치(10)로부터 조사되는 X선을 가시광으로 변환한다.

이미지 검출부(23)는 신틸레이터 패널(22)에서 변환된 가시광을 검출한다. 이러한 이미지 검출부(23)는 도 5에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 배열된 다수 개의 픽셀을 포함하고, 검출된 가시광의 광량에 비례하는 전하를 각 픽셀에 충전한다.

게이트 구동부(24)는 이미지 검출부(23)의 특정 라인을 순차적으로 선택하여 구동신호를 인가하며, 제어부(27)에 의해 그 동작이 제어된다.

게이트 구동부(24)에 의해 특정 라인에 구동신호가 인가되면, 후술할 리드아웃부(25)에서 해당 라인의 픽셀에 충전된 전하값을 읽을 수 있다.

여기서, 게이트 구동부(24)가 인가하는 구동신호는 라인의 각 픽셀에 연결된 TFT 소자를 온 시키는 전압신호일 수 있다.

리드아웃부(25)는 게이트 구동부(24)에 의해 이미지 검출부(23)의 특정 라인에 구동신호가 인가되면, 해당 라인의 각 픽셀에 충전된 전하값을 읽는다.

이때, 플러시 동작을 수행하는 경우, 리드아웃부(25)는 각 픽셀의 전하값을 읽지 않고 버림으로써, 이미지 검출부(23)의 각 픽셀에 쌓인 암전류를 제거할 수 있다.

반면, 리드아웃 동작을 수행하는 경우, 리드아웃부(25)는 각 픽셀의 전하값을 읽어 전압형태의 아날로그 데이터를 획득하고 이를 디지털 데이터로 변환하여 제어부(27)에 전달할 수 있다.

그러면, 제어부(27)에서는 리드아웃부(25)로부터 전달받은 디지털 데이터를 라인 단위로 조합하고, 이를 데이터 통신부(29)를 통해 PC(50)로 전송한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치를 계층적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치 내에서 자동노출요청신호 생성부가 설치되는 위치를 상면에서 바라본 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치 내에서 자동노출요청신호 생성부가 설치되는 위치를 측면에서 바라본 도면이다.

자동노출요청신호 생성부(30)는 X선 발생장치(10)로부터 조사되는 X선을 검출하여 자동노출요청신호(auto_exp_req)를 X선 조사를 알리는 트리거 신호로서 생성하고, 이를 제어부(27)에 전달한다.

이러한 자동노출요청신호 생성부(30)는 X선 영상촬영장치(20) 내부에 설치될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이, X선이 조사되는 방향을 기준으로 X선 신틸레이터 패널(22)과 이미지 검출부(23)가 포함된 이미지 센서부(21)의 하면에 설치될 수 있다.

또한, 자동노출요청신호 생성부(30)는 게이트 신호처리부(28), 제어부(27) 및 데이터 통신부(29)가 설치되는 전자회로기판(26) 상에 설치될 수 있다.

결과적으로, 자동노출요청신호 생성부(30)는 신틸레이터 패널(22)과 이미지 검출부(23)를 통과한 X선을 검출하여 자동노출요청신호(auto_exp_req)를 생성할 수 있다.

이처럼 자동노출요청신호 생성부(30)를 X선 영상촬영장치(20) 내부에 포함시킴으로써, 별도의 인터페이스 장비 없이 하나의 시스템으로 구현이 가능하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있고, X선 조사 범위에 무관하게 X선을 검출할 수 있다.

또한, 자동노출요청신호 생성부(30)는 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 신틸레이터 패널(22)과 이미지 검출부(23)가 포함된 이미지 센서부(21)의 가운데 및 모서리에 대응되는 위치에 복수 개로 설치될 수 있다.

이와 같이, 자동노출요청신호 생성부(30)를 X선 영상촬영장치(20)의 여러 위치에 복수 개 설치하면, 피검체(40)에 의해 가운데 부분의 X선 투과량이 줄어들더라도 피검체(40)의 영향을 받지 않는 모서리 부분에 설치된 자동노출요청신호 생성부(30)를 통해 자동노출요청신호(auto_exp_req)를 생성할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 실시예에서는 자동노출요청신호 생성부(30)가 이미지 검출부(23)의 중앙 부분 및 모서리 부분에 대응되는 위치에 설치되는 것을 예로 들었으나, 자동노출요청신호 생성부(30)의 설치 위치 및 설치 개수는 설계자의 의도 및 용도에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치에서 자동노출요청신호를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이 자동노출요청신호 생성부(30)는 광 변환부(31), 광 검출부(32), 증폭부(33) 및 트리거 변환회로(34)를 포함할 수 있다.

광 변환부(31)는 광 검출부(32)의 전면에 부착되게 설치되며, 조사되는 X선을 가시광으로 변환한다. 이때, 광 변환부(31)는 신틸레이터 등 X선을 가시광으로 변환할 수 있는 다양한 물질일 수 있다.

광 검출부(32)는 광 변환부(31)에 의해 변환된 가시광을 검출하여 전기신호로 변환하며, 광 검출부(32)는 포토다이오드 등 가시광을 검출할 수 있는 다양한 소자일 수 있다.

증폭부(33)는 광 검출부(32)에 의해 변환된 전기신호를 증폭시켜 트리거 변환회로(34)에 전달하고, 트리거 변환회로(34)는 증폭부(33)에서 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환함으로써, X선 조사를 알리는 트리거 신호로 기능하는 자동노출요청신호(auto_exp_req)를 생성하여 제어부(27)에 전달한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 X선 영상촬영장치에서 자동노출요청신호를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.

자동노출요청신호 생성부(30)는 도 10에 도시된 바와 같이 광 변환부(31)를 포함하지 않을 수 있다.

즉, 자동노출요청신호 생성부(30)는 광 검출부(32)를 통해 X선 발생장치(10)에서 조사된 X선을 흡수한 신틸레이터 패널(22)에서 방출된 가시광을 직접 검출하여 자동노출요청신호(auto_exp_req)를 생성할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 X선 영상촬영장치에서 자동노출요청신호를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.

한편, 자동노출요청신호 생성부(30)는 도 11에 도시된 바와 같이 광 변환부(31)와 광 검출부(32)의 구성 대신에 조사되는 X선을 직접 검출하는 X선 검출부(35)를 포함할 수 있다.

즉, 자동노출요청신호 생성부(30)는 X선 검출부(35)를 통해 신틸레이터 패널(22)과 이미지 검출부(23)를 통과한 X선을 검출하여 자동노출요청신호(auto_exp_req)를 생성할 수 있다.

이때, X선 검출부(35)는 X선을 검출할 수 있는 다양한 소자를 모두 포함한다.

본 발명은 이와 같이 조사되는 X선을 검출하여 트리거 신호로서 기능하는 자동노출요청신호(auto_exp_req)를 생성함으로써, 라인 트리거 방식을 지원하지 않는 넌-라인 트리거 방식의 X선 발생장치(10)를 사용하는 경우에도 양질의 X선 영상을 촬영할 수 있다.

한편, 전자회로기판(26)은 전자회로 모듈이 설치되는 기판으로 신호처리부(28), 제어부(27) 및 데이터 통신부(29)를 포함한다.

신호처리부(28)는 X선 발생장치(10)로부터 수신되는 노출요청신호(exp_req)의 전압레벨에 따른 신호를 처리하여 제어부(27)에 전달한다.

제어부(27)는 게이트 구동부(24) 및 리드아웃부(25)를 제어하여 X선 발생장치(10)로부터 조사되는 X선 영상 이미지 데이터를 획득하기 위한 전체적인 동작을 제어한다.

즉, 제어부(27)는 X선 영상촬영장치(20)의 플러시 동작, 노출 동작 및 리드아웃 동작의 전반적인 진행을 제어한다.

그리고, 제어부(27)는 X선 조사를 알리는 트리거 신호가 수신되면, 게이트 구동부(24)에 의해 구동신호가 인가된 라인의 플러시 동작이 완료된 후에 노출 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.

이때, 패시브 라인 트리거 방식의 X선 발생장치(10)를 사용하는 경우 제어부(27)로 수신되는 트리거 신호는 X선 발생장치(10)로부터 신호처리부(28)를 통해 수신되는 노출요청신호(exp_req)일 수 있다.

또한, 라인 트리거 방식을 지원하지 않는 X선 발생장치(10)를 사용하는 경우 제어부(27)로 수신되는 트리거 신호는 조사되는 X선을 검출하여 생성한 자동노출요청신호(auto_exp_req)일 수 있다.

마지막으로, 데이터 통신부(29)는 제어부(27)가 리드아웃 동작을 통해 라인 단위로 조합한 이미지 데이터를 PC(50)에 전송한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치의 구동방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.

한편, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치의 구동방법에서 멀티플-게이트 플러시 방법의 동작을 도시한 타이밍도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 X선 영상촬영장치의 구동방법에서 멀티플-채널-게이트 플러시 방법의 동작을 도시한 타이밍도이다.

참고로, 도 13과 도 14에서 Gate CLK는 구동신호의 인가 타이밍을 결정하는 게이트 클락신호를, Gate STV는 스캔 시작 펄스 신호를, Gate OE는 게이트 출력제어신호를, Gate Out은 라인에 인가되는 구동신호를 의미한다.

스캔 시작 펄스 신호(Gate STV) 및 게이트 출력제어신호(Gate OE) 뒤에 붙은 숫자는 1번째 부터 M번째 까지의 단위 게이트 블록을 의미한다.

또한, 구동신호(Gate Out)의 앞에 붙은 숫자는 1번째부터 M번째까지의 단위 게이트 블록을, 뒤에 붙은 숫자는 각 단위 게이트 블록 내에서의 1번째부터 N번째 라인을 의미한다.

이하, 도 12 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 제어부(27)는 게이트 구동부(24)와 리드아웃부(25)를 제어하여 이미지 검출부(23)의 특정 라인을 순차적으로 선택하고, 해당 라인에 쌓인 암전류를 비워내는 플러시 동작을 수행한다(S100).

이때, 제어부(27)는 멀티플-게이트 플러시(Multiple-Gate Flush) 방법 또는 멀티플-채널-게이트 플러시(Multiple-Channel-Gate Flush) 방법으로 플러시 동작을 수행할 수 있다.

멀티플-게이트 플러시(Multiple-Gate Flush) 방법은 이미지 검출부(23)를 M개의 단위 게이트 블록으로 나누고, 단위 게이트 블록 각각에서 동시에 프로그레시브 플러시 동작을 수행하는 방법이다.

구체적으로, 이미지 검출부(23)의 라인 N개를 단위 게이트 블록으로 정의하고, 이미지 검출부(23)의 게이트 단을 M개의 단위 게이트 블록으로 나눈 후, 단위 게이트 블록 각각에서 라인을 순차적으로 선택하여 동시에 구동신호를 인가하는 플러시 방법이다.

도 13을 참조하면, 게이트 클락신호에 의해 M개의 단위 게이트 블록의 첫 번째 라인부터 N번째 라인까지 동시에 구동신호가 인가되는 것을 확인할 수 있다.

이러한 방법에 의할 경우 동시에 M개의 라인에서 플러시 동작이 수행되므로, 종전의 프로그레시브 플러시 방법에 의하는 경우보다 플러시 동작시간을 1/M으로 줄일 수 있다.

한편, 멀티플-채널-게이트 플러시(Multiple-Channel-Gate Flush) 방법은 상기의 멀티플-채널 플러시 방법에서 정의된 하나의 단위 게이트 블록 내에서 다수의 라인을 동시에 선택하여 플러시 동작을 수행하는 방법으로 멀티플-게이트 플러시 방법에 따른 동작시간 동안 플러시 횟수를 증가시킬 수 있다.

구체적으로, 멀티플-게이트 플러시 방법과 마찬가지로 이미지 검출부(23)의 게이트 단을 N개의 라인을 포함하는 M개의 단위 게이트 블록으로 나누고, 각각의 단위 게이트 블록 내에서 시간차를 설정하여 게이트 스캔 시작 펄스 신호를 수회 인가하고, 스캔 시작 펄스 신호에 따라 라인을 순차적으로 선택하여 동시에 구동신호를 인가하는 플러시 방법이다.

도 14를 참조하면, 각 단위 게이트 블록에 스캔 시작 펄스 신호(Gate STV)가 일정 시간차를 가지고 2회 인가되는 것을 확인할 수 있고, 스캔 시작 펄스 신호(Gate STV)에 따라 각 단위 게이트 블록의 1번째 라인과 101번째 라인에 동시에 구동신호(Gate Out)가 인가되는 것을 확인할 수 있다.

이러한 방법에 의할 경우 각각의 단위 게이트 블록 내에서 스캔 시작 펄스 신호를 인가한 수만큼 라인을 동시에 선택하여 구동신호를 인가할 수 있기 때문에 멀티플-게이트 플러시 방법보다 동일한 동작시간 내에서 플러시 횟수를 늘릴 수 있어 이미지 검출부(23)내 픽셀에 축적된 암전류 소거율을 높일 수 있다.

이와 같이, 제어부(27)가 멀티플-게이트 또는 멀티플-채널-게이트 플러시 동작을 수행하여 플러시 동작시간을 단축시킴으로써, 비동기 방식으로 X선이 조사되는 인터페이스 환경에서 X선의 소실을 최소화할 수 있다.

이후, 제어부(27)는 X선 조사를 알리는 트리거 신호가 수신되는지 체크한다(S110). 제어부(27)는 만약 트리거 신호가 수신되면, 게이트 구동부(24)에 의해 선택된 라인의 픽셀에 구동신호가 인가되어 플러시 동작을 수행중인지 체크한다(S120). 즉, 제어부(27)는 선택된 라인에 인가되는 구동신호가 활성화 상태인지 체크한다.

이때, 제어부(27)에 수신되는 트리거 신호는 앞에서 설명한 바와 같이 X선 발생장치(10)로부터 수신되는 노출요청신호(exp_req) 또는 자동노출요청신호 생성부(30)로부터 수신되는 자동노출요청신호(auto_exp_req)일 수 있다.

이후, 제어부(27)는 선택된 라인의 픽셀에 구동신호가 인가되어 플러시 동작을 수행중인 것으로 판단되면, 선택된 라인에 대한 플러시 동작이 종료되는지 판단한다(S130).

이후, 제어부(27)는 선택된 라인에 대한 플러시 동작이 종료되면, 노출 준비를 완료하고 노출 동작을 수행한다(S140).

즉, 제어부(27)는 선택된 라인의 픽셀에 구동신호가 인가되어 플러시 동작을 수행 중이면, 곧바로 구동신호의 인가를 종료하고 노출 동작 준비를 완료하는 것이 아니라, 선택된 라인에 대한 플러시 동작이 완료된 후에 노출 동작 준비를 완료한다.

도 14를 참조하면, 제어부(27)는 자동노출요청신호(auto_exp_req)가 수신되었을 때 바로 노출 동작을 수행하지 않고, 현재 진행 중인 180번째 라인에 대한 플러시 동작을 완료한 후에 노출 동작을 수행한다.

이와 같이, 특정 라인에 대한 플러시 동작을 완료한 후 노출 동작을 수행함으로써, 라인 단위로 발생하는 열화 현상을 방지하고 양질의 이미지 데이터를 획득할 수 있다.

만약, 트리거 신호가 수신되었는데 플러시 동작을 수행 중이지 않은 경우, 제어부(27)는 바로 노출 준비를 완료하고 노출 동작을 수행한다(S140).

한편, 본 실시예에서 도 13과 도 14는 자동노출요청신호 생성부(30)로부터 자동노출요청신호(auto_exp_req)가 트리거 신호로서 수신되는 경우를 예로 들었으나, 패시브 라인 트리거 방식의 X선 발생장치(10)로부터 노출요청신호(exp_req)가 수신되는 경우에도 같은 방식으로 적용될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10 : X선 발생장치
20 : X선 영상촬영장치
21 : 이미지 센서부 22 : 신틸레이터 패널
23 : 이미지 검출부 24 : 게이트 구동부
25 : 리드아웃부
26 : 전자회로기판 27 : 제어부
28 : 신호처리부 29 : 데이터 통신부
30 : 자동노출요청신호 생성부 31 : 광 변환부
32 : 광 검출부 33 : 증폭부
34 : 트리거 변환회로 35 : X선 검출부
40 : 피검체
50 : PC
exp_req : 노출요청신호
auto_exp_req : 자동노출요청신호

Claims

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X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 가시광으로 변환하는 신틸레이터 패널;
매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀을 포함하고, 상기 신틸레이터 패널에 의해 변환된 상기 가시광의 광량에 비례하는 전하를 상기 다수의 픽셀에 충전하는 이미지 검출부;
상기 이미지 검출부의 특정 라인을 선택하고, 상기 선택된 라인의 픽셀에 구동신호를 인가하는 게이트 구동부;
상기 X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 검출하여 자동노출요청신호를 X선 조사를 알리는 트리거 신호로서 생성하는 자동노출요청신호 생성부; 및
상기 자동노출요청신호가 수신되면, 상기 선택된 라인의 픽셀에 인가되는 상기 구동신호의 상태에 따라 노출 동작 시점을 제어하는 제어부를 포함하는 X선 영상촬영장치.
제 4항에 있어서, 상기 제어부는 상기 자동노출요청신호가 수신되는 시점에, 상기 선택된 라인의 픽셀에 인가되는 상기 구동신호가 활성화 상태이면, 상기 구동신호의 인가가 종료된 후에 노출 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 자동노출요청신호 생성부는
상기 X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 가시광으로 변환하는 광 변환부;
상기 광 변환부에 의해 변환된 가시광을 검출하여 전기신호로 변환하는 광 검출부;
상기 광 검출부에 의해 변환된 전기신호를 증폭하는 증폭부; 및
상기 증폭부에 의해 증폭된 전기신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 자동노출요청신호를 생성하는 트리거 변환회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치.
제 6항에 있어서, 상기 광 변환부는 신틸레이터인 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 자동노출요청신호 생성부는
상기 신틸레이터 패널에 의해 변환된 가시광을 검출하여 전기신호로 변환하는 광 검출부;
상기 광 검출부에 의해 변환된 전기신호를 증폭하는 증폭부; 및
상기 증폭부에 의해 증폭된 전기신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 자동노출요청신호를 생성하는 트리거 변환회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치.
제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 자동노출요청신호 생성부는
상기 X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 검출하여 전기신호로 변환하는 X선 검출부;
상기 X선 검출부에 의해 변환된 전기신호를 증폭하는 증폭부; 및
상기 증폭부에 의해 증폭된 전기신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 자동노출요청신호를 생성하는 트리거 변환회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치.
제 4항에 있어서, 상기 자동노출요청신호 생성부는 X선이 조사되는 방향을 기준으로 상기 신틸레이터 패널과 상기 이미지 검출부의 하면에 설치되는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치.
제 4항에 있어서, 상기 자동노출요청신호 생성부는 상기 이미지 검출부의 가운데 또는 모서리에 대응되는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치.
제 4항에 있어서, 상기 선택된 라인의 픽셀에 충전된 전하값을 읽는 리드아웃부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치.
자동노출요청신호 생성부가 X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 검출하여 자동노출요청신호를 생성하는 단계;
제어부가 상기 자동노출요청신호를 수신하는 단계;
상기 자동노출요청신호가 수신되면, 상기 제어부가 매트릭스 형태로 배열된 다수의 픽셀을 포함하는 이미지 검출부의 선택된 라인의 픽셀에 구동신호가 인가되어 플러시 동작을 수행 중인지 판단하는 단계; 및
상기 플러시 동작이 수행 중이면, 상기 제어부가 상기 플러시 동작이 종료된 후에 노출 동작을 수행하는 단계를 포함하는 X선 영상촬영장치의 구동방법.
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제 13항에 있어서, 상기 자동노출요청신호를 생성하는 단계는
상기 X선 발생장치로부터 조사되는 X선을 가시광으로 변환하는 단계;
상기 변환된 가시광을 검출하여 전기신호로 변환하는 단계;
상기 변환된 전기신호를 증폭하는 단계; 및
상기 증폭된 전기신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 자동노출요청신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치의 구동방법.
제 13항에 있어서, 상기 플러시 동작은
상기 이미지 검출부의 전체 라인을 여러 개의 단위 게이트 블록으로 나누고, 상기 단위 게이트 블록 각각에 구동신호를 동시에 인가하는 멀티플-게이트 플러시 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치의 구동방법.
제 13항에 있어서, 상기 플러시 동작은
상기 이미지 검출부의 전체 라인을 여러 개의 단위 게이트 블록으로 나누고, 상기 단위 게이트 블록 각각에 구동신호를 동시에 인가하되, 상기 단위 게이트 블록에서 복수 개의 라인에 동시에 구동신호를 인가하는 멀티플-채널-게이트 플러시 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 X선 영상촬영장치의 구동방법.
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