KR101140199B1 - Ｘ선 촬영법에 의한 ｘ선 촬상을 위한 광학 위치 맞춤 시스템 및 위치 맞춤 방법 - Google Patents
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Abstract
X선 촬상(撮像) 장치를 위한 광학 위치 맞춤 시스템은, 가시광 점원(點源)과, 그것을 위한 다축 포지셔너(positioner)이고, X선 초점 스폿(spot)에 대하여 고정하여 장착되는 것을 포함한다. 미러 또는 빔 스플리터(beamsplitter)가 X선 초점 스폿에 대하여 고정하여 장착되고, X선원의 빔 통로에 배치된다. 빔 스플리터는 광원으로부터 방출되는 빛을 반사하여, X선원(線源)으로부터 방출되는 X선을 전달한다. 제1 X선 감쇠 그리드(grid)는, X선원에 대하여 고정하고, 또한 떼어냄 가능하게 장착 가능하고, 제1 X선 감쇠 패턴을 가진다. 제2 X선 감쇠 그리드는, 제1 그리드에 대하여 조정 가능하고 또한 장착 가능하고, 제1 X선 감쇠 패턴에 대응하는 제2 X선 감쇠 패턴을 가진다. 그리드가 위치 맞춤될 때에, 감쇠 패턴도 또한 위치 맞춤되고, X선원으로부터의 X선과 빔 스플리터로부터 반사되는 빛이 그들을 통과하는 것을 가능하게 한다.
Description
2008년 1월 28일에 출원되고, “X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템을 위한 광학 위치 맞춤 시스템 및 위치 맞춤 방법”이라고 하는 제목이 붙어 있는 미국 가출원 번호 61/062,459에 기초하는 우선권이 주장되고, 그 전체가 여기에 참조를 위하여 편입된다.
본 발명은 촬상(撮像) 시스템에 관한 것이고, 특히, 의료, 산업 또는 다른 용도를 위한 X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템에 관한 것이다.
의료, 공업 또는 다른 용도를 위한 X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템은 대표적으로, 점원(點源) X선 튜브를 사용하고, 그 점원 X선 튜브 내에서는, 에너지값이 높은 전자가 고체 금속의 목표물 상에 부딪치고, 그것에 의하여, 초점 스폿으로부터 발하는 X선광의 원추상(圓錐狀) 빔을 생성한다. 그와 같은 튜브로부터 발해지는 X선의 스펙트럼은, 튜브에 사용되는 애노드(anode) 재료(일반적으로 텅스텐, 또는 맘모그라피(mammography)의 경우에는 몰리브덴, 로듐)의 휘선 방사 특성이, 인가 전압에 의하여 결정되는 고에너지(high-energy)의 컷오프(cutoff)까지 연장되는 제동 방사(Bremsstrahlung)에 의한 방사의 넓은 연속체의 위에 겹쳐질 때에는, 다에너지의 상태(poly-energetic)이다. 그렇지만, 많은 촬상 작업에서는, 증가한 상(像)의 콘트라스트를 - 나아가, 의료 용도의 경우에는, 환자에 대한 저량의 방사선량을 - 단일 에너지의 상태(mono-energetic)의 방사선을 사용하여 달성할 수 있다.
전자 충격의 X선 튜브로부터 (거의) 단일 에너지 방사선을 생성하는 하나의 방법은, X선광이 검토 대상의 조직 또는 샘플에 달하기 전에 X선광을 반사하고 여광(濾光)하는 다층의 X선 미러를 이용하는 것이다.(예를 들면, ‘X-ray monochromator for divergent beam radiography using conventional and laser produced X-ray sources’, H. W. Schnopper, S. Romaine, and A. Krol, Proc. SPIE, 4502, 24, (2001)을 참조.) X선 미러는, 좁은 에너지 대에만 걸쳐 X선을 반사하는 X선 반사의 다층 코팅에 의하여 피복된 평탄한 기판을 포함한다. 다층 X선 미러는, X선 튜브의 초점 스폿과 샘플 혹은 환자의 사이에 위치 결정된다. 미러는 얕은 입사각에서 작동하기 때문에, 단일 미러는 단일 에너지의 X선광이 얇은 부채꼴상 빔만을 만들어 낸다. 그 때문에, 상면(像面)에서 큰 필드에 걸쳐 단일 에너지광을 생성하기 위하여, 2개의 어프로치 중 1개를 이용할 수 있다. 제1 어프로치에서는, 단일 미러가 X선 노광 중에 넓은 각도 범위에 걸쳐 주사(走査)된다. 제2 어프로치에서는, 스택된 미러 배열이 사용되지만, 이것은, 쐐기형으로 고정도(高精度)로 모두 스택된(겹쳐 쌓인) 다수의 얇은 미러와 스페이서로부터 짜 맞추어지는 것이며, 각각의 개개의 미러는 좁은 부채꼴상 빔을 생성하고, 미러 배열은 공동으로, 모두 위치 맞춤시켜진 부채꼴상 빔을 생성한다. 그렇지만, 미러 스택을 이용하는 제2 어프로치에서는, 조명 패턴은, X선광이 미러의 단(端)에서 차단되는 영역에 대응하는 어두운 편(dark strip)도 포함한다. 이 어두운 편을 보상하기 위하여, 미러 스택은 노광 중에, (훨씬 작은 각도 범위에 걸쳐있음에도 불구하고)단일 미러가 제1 어프로치에서 주사되는 것과 유사한 방법으로 주사할 수 있고, 그것에 의하여 밝은 편과 어두운 편이 모두 평균화되어 균일한 조명을 생성한다.
어떠한 경우라도, 초점 스폿에 대하여 미러를 위치 결정하는 것에 있어서의 요구는 엄격하고, 특히 각 미러의 각도 위치는, X선의 입사각이 각도의 단수(端數)까지 제어되도록 하지 않으면 안된다. 예로서 약 20KeV를 작동하는 맘모그라피 시스템을 위하여 설계된 다층 X선 미러의 특정의 경우에는, 대략 대표적인 입사각은 0.3 ~ 0.7도의 범위이며, 협대역(狹帶域)의 다층 코팅의 수광(受光)각은, 0.02도와 같이 작은 것도 있을 수 있다. 그러므로, 미러는, 입사각의 오차가 틀림없이 수광각의 반분(半分), 즉 0.01도이거나, 또는 그것보다 작게 되도록 위치 결정되지 않으면 안 된다. 보다 높은 에너지의 X선을 이용하는 X선 촬상 시스템의 다른 타입에 대하여는, 입사각과 수광각은 한층 더 작고, 그 때문에, 위치 맞춤에 대한 요구는 맘모그라피에 대한 것보다도 한층 더 어렵다.
특히 의료 용도에 대해서, 점원 X선 시스템이 대체로 가시광 위치 맞춤 시스템을 짜 넣고 있는 것은, 환자 등록을 위해서이며, 그것은 즉, 광학 조명 패턴의 시각적 검사에 의하여, X선 빔이 검토 중의 조직의 소망하는 부분을 조명하는 것을 확실히 하기 위함이다. 가시광선 위치 맞춤 시스템은 X선 빔을 모의(模擬)하도록 구성되지만, 그것은 가상 초점 스폿의 위치에 배치된 소형의 백열광 벌브(bulb)를 실장(實裝, 전자 부품을 배치하여 접속하는 것)하고, 상기 벌브로부터 방출된 빛이, X선 빔 내에 위치 결정된(낮은 X선 감쇠를 구비한) 45도 미러에 반사하는 것에 의한다. (예를 들면, ‘The Essential Physics of Medical Imaging, 2nd Edition’, J. T. Bushberg, J. A. Seibert, E. M. Leidholdt, Jr., and J. M. Boone, Lippincott Williams& Wilkins publishers, Philadelphia, 2002, 도 5 ~ 18, 115 페이지 참조)
가시광 위치 맞춤 시스템은, X선 미러가 상술한, X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템에 실장되어 있을 때에는, 아직도 환자 등록을 위하여 사용할 수 있지만, 그것은 종래의 시스템에서 이루어진 것과 마찬가지로, 가시광선이 충분히 X선광과 위치 맞춤되고, 가시광선이 미러로부터 반사하여, 정확하게 상 필드를 조명하는 경우이다. 동일의 가시광선 위치 맞춤 시스템은 또한, 원리적으로는 미러 그 자체를 위치 맞춤하기 위하여 사용되고, 만약 그렇게 하지 않으면 곤란한 태스크가 되는 것이지만, 역시 그것은 가시/X선의 위치 맞춤 불량이 충분히 작은 경우이다. X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템에 관련하는 미국 정부의 규제(21 CFR §1020.31)는, 위치 맞춤 불량의 합계가 그 필드의 길이 혹은 폭을 따른 X선 초점 스폿으로부터 상면까지의 거리의 2% 이하로 되도록, 상면에 있어서의 가시광 필드와 X선 필드가 모두 위치 맞춤되는 것을 요구하고 있다. 정부의 규제 하에서 허용되는 위치 맞춤 불량은 환자 등록에 대하여는 적절하지만, 그와 같은 위치 맞춤 불량은, 비교적 얕은 입사각을 작동시키는 단일 에너지의 방사를 생성하기 위하여 설계되는 X선 미러를 이용한 사용에 대하여는 완전히 부적절하다. 즉, X선 미러가 X선 빔 내에 놓여졌을 때에는, 종래의 위치 맞춤 시스템에 있어서의 가시 및 X선 빔의 사이의 전형적인 위치 맞춤 불량이, 가시 빔을 X선 미러를 위치 맞춤하기 위하여 사용하는 것을 곤란하게 하거나, 또는 불가능하게 한다. 덧붙여, 종래의 가시광 위치 맞춤 시스템은, 가상 초점에 대한 가시광원(源)의 위치에 관한 충분히 고정도인 조정을 제공하지 않고, 나아가 광 방출 영역 그 자체의 사이즈가 X선 초점 스폿의 사이즈에 대하여 크다. 그 때문에, 종래의 가시광 시스템은 대체로, X선 미러가 실장되어 있는 경우의 사용에 대하여 부적절하다.
환자 등록을 위하여, 혹은 단일 에너지 방사를 위하여 실장된 X선 미러를 위치 맞춤하기 위하여 현재 사용 중의 시스템과 컨셉에 있어서 유사한 가시광 위치 맞춤 시스템을 이용하기 위하여, 상당히 향상한 정도(精度)를 구비한 광학 시스템이 필요로 된다. 나아가, 고정밀도인 광학 X선 미러의 위치 맞춤을 위하여, 가시광 광학 시스템은, X선 튜브의 초점 스폿의 사이즈와 동등하거나, 혹은 보다 작은 사이즈의 초점 스폿을 구비한 가시광 점원을 사용하지 않으면 안된다. 마지막으로, 더 필요로 되는 것은, 가시광선 및 X선 광의 원추상 빔을 모두 고정도로 위치 맞춤하기 위한 장치와 방법론이다.
본 발명은, (a) 점원 X선 튜브를 가지는(더 바람직하게는 X선 미러를 이용하는) X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템에 짜 넣어져야 할 가시광 위치 맞춤 시스템으로서의 사용을 위한 정밀 광학 시스템과, (b) 가시 및 X선 빔을 정도 좋게 모두 위치 맞춤하는 데에 사용되는 상보적인(complementary) 위치 맞춤 장치와, (c) 이들 시스템을 사용하는 방법을, 각각 포함한다. 정밀 광학 시스템의 주요한 컴퍼넌트(component)는 파이버(fiber) 결합된 레이저 모듈, 다축 파이버 광학 포지셔너(positioner), 및 미러, 예를 들면 매우 낮은 X선 감쇠를 구비한 펠리클(pellicle, 박막) 빔 스플리터(beamsplitter)이다. 상보적인 위치 맞춤 장치는, 1조의 조합된 X선 감쇠의 금속제 그리드(grid), X선 빔 내에서 2개의 직교하는 방향을 따라 보텀(bottom) 그리드에 대하여 톱(top) 그리드를 정도 좋게 위치 결정하기 위한 2축 변환 스테이지, 및 위치 맞춤 그리드를 충분한 정도로 또한 반복 가능하게 장착하기 위한 방법을 제공하기 위한, 제거 가능한 정밀 장착 브래킷을 포함한다. 이들 시스템을 사용하는 방법은, 광학 위치 맞춤 시스템 및 위치 맞춤 그리드가 어떻게 하여 가시광선 및 X선 원추상 빔을 모두 정도 좋게 위치 맞춤하는 것을 확실히 하기 위하여 실제 장착되어 있는지 설명한다. 본 발명은, 특히 맘모그라피의 용도에 있어서 의도되고 있지만, 모든 다른 의료 및 산업의 X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.
일 실시예에서는, 본 발명은, X선 초점 스폿을 가지는 점원 X선 튜브를 이용한(나아가 임의로, 빔 여광을 위한 X선 미러를 이용한), X선 촬상 장치를 위한 광학 위치 맞춤 시스템이다. 가시광 점원이 설치되어 다축 포지셔너도 설치되지만, 다축 포지셔너는, 가시광 점원에 접속되고, X선 초점 스폿에 대하여 고정하여 장착된다. 다축 포지셔너는, 가시광 점원의 공간상 및 각도상의 조정을 가능하게 한다. 미러는, X선 초점 스폿에 대하여 고정하여 장착되고, X선원(線源)의 빔 통로에 배치되며, 가시광선 점원으로부터 방출되는 빛을 반사하여, X선원으로부터 방출되는 X선을 전달한다. 바람직하게는, 미러는 빔 스플리터이며, 한층 더 바람직하게는 펠리클 빔 스플리터이다. 제1 X선 감쇠 그리드는, X선원에 대하여 고정하고, 또한 떼어냄 가능하게 설치 가능하며, 제1 X선 감쇠 패턴을 가진다. 제2 X선 감쇠 그리드는, 제1 그리드에 대하여 조정 가능하고 또한 설치 가능하고, 제1 X선 감쇠 패턴에 대응하는 제2 X선 감쇠 패턴을 가진다. 제1 및 제2 그리드가 위치 맞춤될 때에, 제1 및 제2 감쇠 패턴도 또한 위치 맞춤되고, 그것에 의해 X선원으로부터의 X선과 미러로부터 반사되는 빛이 그들을 통과하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 가시광 점원은, 광학 파이버에 연결되는 레이저 모듈을 구비한다. 다축 포지셔너는 바람직하게는, 광학 파이버의 방출단에 연결되는 광학 파이버 포지셔너이며, 방출단의 위치 조정이 가능하다. 광학 파이버는 바람직하게는, 단일 모드의 광학 파이버이다. 다축 포지셔너는 바람직하게는, 3개의 직교하는 변환 방향을 따라, 또한 2개의 직교하는 각도의 방향에 있어서 조정 가능하다. 록킹 기구가, X선 초점 스폿에 대하여 가시광 점원의 위치를 고정하기 위한 다축 포지셔너에 연결되어 있어도 무방하다.
단단한 부착판이 바람직하게는 설치되어 X선 촬상 장치에 고정하여 장착되고, 그 위에 다축 포지셔너 및 미러/빔 스플리터가 고정하여 장착된다.
제2 X선 감쇠 그리드는 바람직하게는, 제2 그리드의 X－Y 평면에 있어서 조정 가능하다. 록킹 기구는 바람직하게는, X－Y 평면에 있어서 제2 그리드의 위치를 고정하기 위하여 설치된다. 제2 그리드는 X－Y 평면에 있어서 조정 가능하지만, X－Y 평면에 대하여 직교하는 제1 그리드로부터 미리 설정된 Z의 거리에 고정되어 있다. 제1 및 제2 감쇠 패턴에 있어서의 특징인 치수 (D), 즉 D1 및 D2는 각각, 바람직하게는 D1=Z1/Z2*D2의 식을 통하여 대응하고 있다. 제1 및 제2 그리드는 공통의 브래킷(bracket)에 대하여 떼어냄 가능하게 장착되지만, X선 촬상 장치에 대하여는 확실히 고정되어 있다.
본 발명의 광학 위치 맞춤 시스템은 또한, X선 검출기-필름식 또는 전자식(디지털)의 어느 하나-를 포함하고, 이 X선 검출기는, 제1 및 제2 그리드의 하방(下方)에 배치 가능하고, X선원으로부터 제1 및 제2 그리드를 통하여 전달되는 X선의 결과로서 발생하는 패턴을 검출하도록 되어 있다. 덧붙여, 이 위치 맞춤 시스템은 또한, 1 또는 그 이상의 전자식 가시광선 검출기를 포함하여도 무방하고, 이것은 제1 및 제2 그리드의 하방에 배치 가능하고, 미러/빔 스플리터로부터 제1 및 제2 그리드를 통하여 전달되는 가시광의 결과로서 발생하는 강도 패턴을 검출하도록 되어 있다. 컴퓨터 제어기가 설치되어도 무방하고, 이것은 X선 검출기 및/또는 가시광 검출기에 연결된다. 만약 그것이 X선 검출기에 연결된다면, 제어기는, 검출기에 의하여 검출되는 X선에 기초하여 제2 그리드의 위치를 자동적으로 제어하는 것이 가능하다. 만약 그것이 가시광선 검출기에 연결된다면, 제어기는, 검출기에 의하여 검출되는 가시광에 기초하여 가시광 점원의 위치를 자동적으로 제어하는 것이 가능하다. 쌍방의 경우에 있어서, 컴퓨터는, 결과로서 발생하는 X선 또는 가시광의 강도 패턴, 예를 들면 전체의 명도나 패턴 매칭을 검출하는 것에 의하여, 또는 몇 개의 다른 방법에 의하여, 조정 가능한 그리드 및/또는 광원의 위치를 제어하는 것이 가능하다.
본 발명은 또한, X선 촬상 장치의 가시광 위치 맞춤 시스템과 X선 촬상 시스템을 위치 맞춤하는 방법이지만, 여기서, X선 촬상 시스템은, X선 초점 스폿과, 나아가서는 빔 여광을 위한 임의의 X선 미러를 가지는 점원 X선 튜브를 이용하는 것이며, 가시광 위치 맞춤 시스템은, 가시광 점원을 가지는 것이다. 제1로, 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드가, 서로 제1 거리만큼 이간(離間)하고, 또한 X선 초점 스폿으로부터 제2 거리만큼 이간하여 고정해서 장착되지만, 각 그리드는, 각각 그리드를 통하여 X선 및 가시광의 쌍방을 선택적으로 차단하기 위하여 형성되는 감쇠 패턴을 구비한다. 다음으로, 쌍방의 위치 맞춤 그리드를 통과하는 X선원으로부터의 X선의 패턴이 검출된다. 결과로서 발생하는 검출된 X선 패턴에 기초하여, 2개의 위치 맞춤 그리드의 상대적인 위치 맞춤 불량이 결정되고, 2개의 그리드의 감쇠 패턴과 비교된다. 2개의 그리드의, 검출된 X선 패턴과 감쇠 패턴과의 사이의 불일치를 제거하기 위하여, 2개의 그리드의 일방(一方)의, 타방(他方)에 대한 위치가 조정된다. 이들 마지막 2개의 스텝을 반복한 후에, 기록된 X선 패턴이 실질적으로 감쇠 패턴과 동일한 경우에, 가시광원이 활성화시켜지고, 2개의 그리드를 통해 전달되는, 결과로서 발생하는 가시광 패턴에 기초하여, 2개의 위치 맞춤 그리드와 가시광원의 상대적인 위치 맞춤 불량이 결정된다. 마지막으로, 2개의 그리드의, 전달된 가시광 패턴과 감쇠 패턴과의 불일치를 제거하기 위하여, 가시광원의 위치가 조정된다.
X선 검출 스텝과 그리드 일방의 관련지어진 조정은 수동으로 행해지는 것이 가능하여도 무방하다. 그렇지만, 그와 같은 경우에는, (눈은 X선을 볼 수 없기 때문에) 결과로서 발생하는 X선 패턴을 기록하는 데에 사용되는 어떠한 형식의 기록 장치가 존재하지 않으면 안된다. 가시광원의 조정도 또한, 보다 용이하게 수동으로 행해질 수 있지만, 그 경우에는(눈 이외의) 기록 장치는 필요로 되지 않는다. 그렇지만 임의로, 결과로서 발생하는 가시광의 강도 패턴을 검출하기 위하여 1 또는 그 이상의 전자식 가시광 검출기가 사용되어도 무방하다. 나아가, 결과로서 발생하는 X선 패턴을 검출하기 위하여 전자식 X선 검출기가 설치되어도 무방하고, 전자식 X선 검출기에 의하여 검출된, 결과로서 발생하는 X선 패턴에 기초하여, 그리드의 조정이 자동적으로 실행될 수 있다. 마찬가지로, 가시광 검출기에 의하여 검출된, 결과로서 발생하는 가시광의 강도 패턴에 기초하여, 광원의 위치의 조정이 자동적으로 실행될 수 있다.
도 1a는, X선 원추상 빔이 초점 스폿으로부터 발하는 X선 튜브와, 백열 광 벌브와 45도 미러를 포함하는 가시광 위치 맞춤 시스템을 포함하는, 종래의 X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템의 개략도이다.
도 1b는, 어느 입사각의 다층 X선 미러를 짜 넣는 X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템(도 1a의 위치 맞춤 시스템을 포함한다)을 도시한다.
도 1c는, 입사각의 다층 X선 미러의 적층된 배열을 짜 넣는 X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템을 도시한다.
도 2는, X선 원추상 빔이 초점 스폿으로부터 발하는 X선 튜브와, 파이버 결합된 레이저 모듈, 파이버 포지셔너 및 펠리클 빔 스플리터를 포함하는 본 발명에 관련되는 정밀 광학 위치 맞춤 시스템의 개략도이다.
도 3a는, 2개의 금속제 위치 맞춤 그리드와, 위치 맞춤 그리드를 정도 좋게 위치 결정하는 X－Y 변환 스테이지와, 떼어냄 가능한 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷을 포함하는, 본 발명에 관련되는 상보적인 시스템과 함께, 도 2에 도시된 것과 동일 컴퍼넌트를 도시하는 정면도이다.
도 3b는, 2개의 금속제 위치 맞춤 그리드와, 위치 맞춤 그리드를 정도 좋게 위치 결정하는 X－Y 변환 스테이지와, 떼어냄 가능한 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷을 포함하는, 본 발명에 관련되는 상보적인 시스템과 함께, 도 2에 도시된 것과 동일 컴퍼넌트를 도시하는 측면도이다.
도 3c는, 2개의 금속제 위치 맞춤 그리드와, 위치 맞춤 그리드를 정도 좋게 위치 결정하는 X－Y 변환 스테이지와, 떼어냄 가능한 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷을 포함하는, 본 발명에 관련되는 상보적인 시스템과 함께, 도 2에 도시된 것과 동일 컴퍼넌트를 도시하는 사시도이다.
도 4는, 본 발명에 관련되는 1조의 대응하는 위치 맞춤 그리드의 일례의 정면도이다.
도 5는, 위치 맞춤 그리드와, 톱 그리드를 위치 결정하는데에 사용되는 X－Y 변환 스테이지와, 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷이고, 모두 본 발명에 관련되는 것을 나타내는 사시도이다.
도 6은, 본 발명에 관련되는 X－Y 변환 스테이지 및/또는 광학 파이버 포지셔너의 위치를 자동적으로 제어하는 컴퓨터 제어기의 도면이다.
도 1b는, 어느 입사각의 다층 X선 미러를 짜 넣는 X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템(도 1a의 위치 맞춤 시스템을 포함한다)을 도시한다.
도 1c는, 입사각의 다층 X선 미러의 적층된 배열을 짜 넣는 X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템을 도시한다.
도 2는, X선 원추상 빔이 초점 스폿으로부터 발하는 X선 튜브와, 파이버 결합된 레이저 모듈, 파이버 포지셔너 및 펠리클 빔 스플리터를 포함하는 본 발명에 관련되는 정밀 광학 위치 맞춤 시스템의 개략도이다.
도 3a는, 2개의 금속제 위치 맞춤 그리드와, 위치 맞춤 그리드를 정도 좋게 위치 결정하는 X－Y 변환 스테이지와, 떼어냄 가능한 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷을 포함하는, 본 발명에 관련되는 상보적인 시스템과 함께, 도 2에 도시된 것과 동일 컴퍼넌트를 도시하는 정면도이다.
도 3b는, 2개의 금속제 위치 맞춤 그리드와, 위치 맞춤 그리드를 정도 좋게 위치 결정하는 X－Y 변환 스테이지와, 떼어냄 가능한 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷을 포함하는, 본 발명에 관련되는 상보적인 시스템과 함께, 도 2에 도시된 것과 동일 컴퍼넌트를 도시하는 측면도이다.
도 3c는, 2개의 금속제 위치 맞춤 그리드와, 위치 맞춤 그리드를 정도 좋게 위치 결정하는 X－Y 변환 스테이지와, 떼어냄 가능한 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷을 포함하는, 본 발명에 관련되는 상보적인 시스템과 함께, 도 2에 도시된 것과 동일 컴퍼넌트를 도시하는 사시도이다.
도 4는, 본 발명에 관련되는 1조의 대응하는 위치 맞춤 그리드의 일례의 정면도이다.
도 5는, 위치 맞춤 그리드와, 톱 그리드를 위치 결정하는데에 사용되는 X－Y 변환 스테이지와, 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷이고, 모두 본 발명에 관련되는 것을 나타내는 사시도이다.
도 6은, 본 발명에 관련되는 X－Y 변환 스테이지 및/또는 광학 파이버 포지셔너의 위치를 자동적으로 제어하는 컴퓨터 제어기의 도면이다.
X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템에 일반적으로 사용되는 종래의 가시광 위치 맞춤 시스템(도 1a)은, 백열광 벌브(102)와, 점원 X선 튜브(100)에 대하여 고정 위치에 장착된 45도 미러(103)를 포함한다. 광 벌브(102)는 실제의 X선 초점 스폿(101)과, X선 스폿에 대한 45도 미러의 각도 및 위치에 의하여 정의되는 가상 초점에 위치하고 있다. 가시광선의 원추상 빔은 X선 원추상 빔(104)과 오버랩하고 있고, 그것에 의하여 오브젝트 및/또는 상면에 있어서의 X선 필드의 가상적인 관측 방법을 제공하고 있다.
빔 여광을 위한 단일의 다층 X선 미러를 짜 넣는, X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템은, 도 1b에 도시된다. X선 미러(106)는 X선 빔 내에 고정도로 위치 결정되지 않으면 안 된다. 가상 초점 스폿(105)은, X선 스폿에 대한 45도 미러(103)의 위치 및 각도에 의하여 결정된다. 가시광선 위치 맞춤 시스템에 사용되는 광원(102)은, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 가상 초점 스폿(105)의 위치로부터 변위 당하면, 가시광선(108)은, 파선으로 도시되는 바와 같이, X선과는 다른 입사각으로 X선 미러에 부딪친다. 그 때문에, 반사된 가시광선의 방향은 반사된 X선의 방향과는 다르고, 그리고 상면에 도달하는 반사된 가시광선은 공간적으로, 상면에 있어서 X선의 위치로부터 변위시켜진다. 도 1b로부터 분명한 것은, 가시광 위치 맞춤 시스템은, 가시광원(102)이 충분하게 가상 초점 스폿(105)과 일치하고 있지 않으면 X선 미러의 위치와 각도를 고정도로 조절하는 데에 사용할 수 없다고 하는 것이다. 가시광 위치 맞춤 시스템에 있어서의 동일한 제약이, 2 또는 그 이상의 X선 미러를 사용하는, X선 촬영법에 의한 X선 촬상 시스템에도 들어맞는다. 도 1c는, 쐐기형 배열로 구성된 X선 미러의 스택을 짜 넣는 시스템을 도시하고 있다.
본 발명의 기술(記述)은 도 2 ~ 6을 참조하여 이루어진다. 이해되어야 할 것은, 이들 도면은 예시적인 것에 불과하고, 이하에 나타나는 청구항에 의하여 정의되는 본 발명의 범위를 제한하는 것에 도움이 되는 것은 아니다라고 하는 것이다.
본 발명은, 의료, 산업 또는 다른 X선 촬영법의 용도를 위한 X선 미러를 이용하는 X선 촬상 시스템에 짜 넣어지는 가시광 위치 맞춤 시스템이고, 종래의 가시광 등록 시스템에 대하여 실질적으로 보다 높은 정도(精度)를 구비한 것으로서 사용하는 광학 시스템을 제공한다. 정밀 광학 시스템(도 2 및 도 3)의 주요한 컴퍼넌트는, 파이버 결합된 레이저 모듈(203), 다축 파이버 광학 포지셔너(204), 및 반사성의, 광학적으로 평탄한 펠리클 빔 스플리터(202)를 구비한다. 모든 3 컴퍼넌트는, 다양한 서플라이(supplier)(뉴저지주 버링턴의 Edmund Optics, 캘리포니아주 어바인의 Newport Corporation등)로부터 상업적으로 입수 가능한 것이다.
모듈(203)의 광학 파이버(306)의 연마된 단으로부터 발해지는 레이저광은, 매우 낮은 파면 일그러짐을 가지고 구면파(즉, 원추상 빔(307))로 회절하고, 그 때문에, X선 빔(205)과 오버랩하도록 할 수 있는 가시광 점원으로서의 역할을 구비한다. 파이버 광학 포지셔너(204)는, 3 직교 축을 따라 미크론 레벨의 정도(精度)로 가상 초점 스폿에 파이버의 방출단을 두기 위하여 사용된다. 싱글 모드의 파이버(306)의 단 자체는 전형적으로는, 직경에서 수 미크론에 불과하고, 이것은 전형적인 X선 초점 스폿의 사이즈보다도 상당히 작다. 예를 들면, 맘모그라피에 사용되는 X선 튜브는 일반적으로, 100미크론의 충분한 초점을 구비한다. 파이버단은 또한, 종래의 가시광 위치 맞춤 시스템에서 사용되는 전형적인 백열광 벌브에 있어서의 광방출 영역의 사이즈보다도 훨씬 작다. 백열광 벌브 내의 방출 스폿은 또한, 정도가 좋은 미러 위치 맞춤에 사용하기에는 너무 크다.
가시 레이저광의 원추상 빔(307)은, 광학적으로 평탄한 펠리클(202)로부터 반사되지만, 그 펠리클(202)은 바람직하게는, 레이저 파장에 있어서의 고반사를 위하여, 알루미늄과 같은 얇은 금속층에 의하여 덮인(5미크론 오더의) 얇은 폴리머 멤브레인(membrane)에 의하여 제작된다. 레이저는 어떠한 가시광의 파장을 갖고 있어도 무방하지만 바람직하게는 녹색(약 510nm)이다. 멤브레인은 광학적인 평탄함을 달성하기 위하여 고정 프레임에 걸쳐 넓혀진다. 펠리클(202)의 반사하는 광학면은 전형적으로는 1mm마다 600nm보다도 양호한 정도(程度)로 평탄하다. 펠리클(202)은 매우 얇기 때문에 X선 감쇠는 거의 무시할 수 있고, 펠리클(202)의 광학면은, 지나치게 많은 X선 감쇠를 발생시키기 때문에 적절하지 않은 종래의 연마 유리제의 평탄한 미러와 동등한 것이 가능하다.(종래의 가시광 위치 맞춤 시스템에서는, 대체로 금속으로 피막 된 플라스틱으로 제작된, 단순한 평탄한 미러가 사용된다. 그렇지만, 그러한 미러의 광학 품질은, 정도(精度)가 높은 X선 미러의 위치 맞춤에 사용하기에는 너무 불충분하고, 그것은 반사된 파면에 있어서 결과로서 발생하는 일그러짐이 가시광 점원의 효율적인 사이즈를 지나치게 크게 하게 하기 때문이다.) 펠리클(202)은, 약 45도 근처의 각도로 X선 빔(104) 내에 위치 결정된다. 파이버 포지셔너(204)는 또한, 2개의 회전축을 설치하고 있고, 그것에 의하여 가시 빔이 X선 빔에 대하여 중앙에 놓여질 수 있다. 파이버 포지셔너는, 이하에 서술하는 바와 같이 일단 시스템이 위치 맞춤된 경우에 파이버 포지션의 조절을 방지하기 위한 록킹 기구(204A)(도 3c 참조)를 포함해도 무방하다.
광학 시스템은 광학 위치 맞춤 시스템 부착판(303)에 강고하게 장착되지만, 이 부착판(303)은, 펠리클(202), 파이버 포지셔너(204) 및 레이저 모듈(203)의 설치 금구(金具)를 수용하기 위하여 기계 가공되어 있다. 대체적으로, 파이버 결합 레이저 모듈은 원격적으로 탑재될 수 있지만, 이것은 중요한 파이버단의 유일한 위치이기 때문이다. 광학 위치 맞춤 시스템은 또한, X선 튜브 장착 브래킷(302)으로의 설치를 위한 장치 구멍을 포함하고, 그것에 의하여 X선 초점 스폿(101)에 대하여 광학 컴퍼넌트를 장착하기 위한, 정도가 높고 안정적인 플랫폼을 보증한다. 더 포함되는 것은, 조준을 맞추는 애퍼처(aperture, 315)를 위한 장치 구멍이고, 이것은, 촬상되는 물체와 합치시키기 위하여 X선 빔의 사이즈를 한정하는 데에 필요로 된다.
본 발명은 또한, 가시 및 X선 빔을 정도 좋게 모두 위치 맞춤하는 데에 사용되는 상보적인(complementary) 위치 맞춤 장치(도 3, 4 및 5)를 제공한다. 발명의 위치 맞춤 장치는, X선을 감쇠시키는 1조의 조합된 금속제 그리드(313, 314)와, X선 빔 내에서 보텀 그리드(314)에 대하여 톱 그리드(313)를 정도 좋게 위치 결정하기 위한 2축 변환 스테이지(311)와, 위치 맞춤 그리드를 충분히 반복 가능하게 탑재하기 위한 기구를 제공하기 위한, 제거 가능한 정밀 장착 브래킷(310)을 포함한다. 2개의 위치 맞춤 그리드(313, 314)는 모두 동일 패턴의 개구 공간(403, 404)을 포함하지만, “톱” 그리드 내에 형성된 패턴은, X선 초점 스폿까지의 그리드의 거리에 따른 양만큼 “보텀” 그리드에 대하여 크기를 작게 하지 않으면 안된다. 즉, 초점 스폿으로부터 톱 그리드까지의 거리가 Z2이며, 초점 스폿으로부터 보텀 그리드까지의 거리가 Z1이면, 톱 그리드(313)에 있어서의 폭 W2, 길이 L2의 직사각형 슬롯(도 4)은, 보텀 그리드(314)에 있어서의 폭 W1, 길이 L1의 대응하는 슬롯을 가지고 있고, 여기서 W1=Z1/Z2*W2이고, 또한 L1=Z1/Z2*L2이다. (a) 개구의 패턴이 전 조명 영역에 미쳐 있고, 또한 (b) 패턴이 양 직교 방향 X 및 Y에 있어서 위치 맞춤 불량에 민감하다면, 그리드에 있어서 형성되는 개구의 패턴의 선택에는 큰 유연성이 있다. 수평 또한 수직 슬롯의 배열을 구비한 1조의 위치 맞춤 그리드의 예가 도 3, 4 및 5에 도시되어 있다. 다른 적절한 그리드 패턴은, 동심의 원형 슬롯을 포함하는 “과녁의 중심”(bulls-eye) 패턴, 방사상의 앞쪽 끝으로 갈수록 가늘어지는 슬롯을 가지는 “성형(星形)” 패턴, 또는 그와 같은 패턴의 조합이며, 광학 시스템의 성능을 검사하는 데에 대체로 사용되는 분해능 테스트 패턴에 유사한 것이다. 직사각형이건 그렇지 않건 그와 같은 패턴 요소를 커버하는 일반적인 식은, D1=Z1/Z2*D2로 표현될 수 있고, 여기서 D1는 보텀 그리드에 있어서의 특징적인 치수이며, D2는 톱 그리드에 있어서의 특징적인 치수이다.
패턴이 붙여진 위치 맞춤 그리드는, 사용 중의 X선 에너지에 대하여 충분한 X선 감쇠를 구비한 금속판에 대하여 제작할 수 있다. 그리드 패턴의 제작은, 종래의 기계 가공, 화학적 에칭, 또는 어떠한 다른 적절한 방법을 사용하여 달성할 수 있다. 1개의 바람직한 실시예는, 1 ~ 2mm 오더의 두께의 기계 가공된 놋쇠의 판에 의하여 제작된 위치 맞춤 그리드를 이용한다. 다른 바람직한 실시예에서는, 그리드는 0.5mm 오더의 두께의 탄탈룸(tantalum) 시트에 의하여 제작되지만, 그것은 리소그라피(lithography)에 의하여 패턴이 붙여지고, 그 후 화학적으로 에칭된다(예를 들면, 미국 일리노이주 시카고의 회사 Fotofab(3758 W. Belmont Ave., Chicago, IL 60618) 참조).
2개의 위치 맞춤 그리드는, 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷 어셈블리(310, 505, 506)에 장착되지만, 이 어셈블리는, 2개의 그리드가 Z 방향에서 정도 좋게 정의된 거리만큼 X선 초점 스폿으로부터 이간하고 있도록 하여 제작된다. 정밀 다우얼(dowel, 석재나 목재를 이을 때, 양 재료의 접합면에 끼워 넣어 어긋남을 방지하는 소편)핀(508, 509, 510, 511)은, 등록을 위하여 끝까지 사용된다. 보텀 그리드(314)는, 나사와 다우얼핀을 이용하여 장착 브래킷(310)의 측면에 고정하여 장착되고, 톱 그리드(313)는 2축 X－Y 변환 스테이지(311)에 장착되지만, 2축 X－Y 변환 스테이지(311) 자체는 장착 브래킷 X－Y판(505)을 통하여 장착 브래킷의 측판(310)에 장착된다. 변환 스테이지는, 보텀 그리드에 대한 톱 그리드의 2 방향에 있어서 미크론 정도(精度)의 위치 맞춤을 가능하게 한다. 록킹 액츄에이터 또는 록킹 스테이지(311A)는, 이하에서 말하는 절차에 이어 일단 그리드가 X선 빔에 위치 맞춤되었을 때에 톱 그리드의 위치의 조정을 방지하기 위하여 사용 가능하다. 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷 어셈블리는 광학 위치 맞춤 시스템 부착판(511)에 고정적으로 매달린다. 나사(512)는 브래킷 어셈블리를 부착판(303)에 보지(保持)한다. 정밀 다우얼핀(511)이 사용되는 것은, 장착 브래킷 어셈블리가, 그리드의 서로에 대한 위치 맞춤과 X선 튜브 초점 스폿에 대한 위치 맞춤을 방해하지 않도록 충분히 정도 좋게 반복하여 떼어냄 및 재장착 가능하게 하는 것을 확실히 하기 위한 것이다.
이 위치 맞춤 장치의 임의의 컴퍼넌트는, 1 또는 그 이상의 전자식 가시광 검출기이며, 그것은 상 검출기를 포함하고, 상 필드에 걸쳐 2개의 위치 맞춤 그리드를 통한 가시광선의 전달을 정도 좋게 검출 및/또는 측정하는 데에 사용할 수 있다. 예시적인 그와 같은 가시광 검출기(604)는 도 5에 있어서 낮은 쪽의 그리드(314)와 X선 검출기(602)의 하부에 도시되어 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 컴퓨터 제어기(610)는, 이들 검출기로부터의 정보를 사용할 수 있고, X－Y 변환 스테이지(311)의 위치를 제어하는 것에 의하여 움직일 수 있는 톱 그리드(313)의 위치를 제어하고, 또한 파이버 포지셔너(204)를 제어하는 것에 의하여 광학 파이버의 단의 위치를 제어한다. 컴퓨터 제어기(610)는, 이들 컴퍼넌트의 최적 배치의 결정을 각각, X선 또는 가시광의 검출된 강도에 기초하도록 하여도 무방하다. 그리드(313)와 가시광원의 위치 결정을 자동화하는 다른 가능한 기구는, 본 발명의 범주에 있는 것으로서 의도되고 있다.
본 발명은, 가시 및 X선의 원추상 빔을 모두 정도 좋게 위치 맞춤하는 것의 방법을 제공한다. 제1로, 가시광 위치 맞춤 시스템은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 짜 맞추어지고, 그리고 X선 튜브 부착판(303)에 장착된다. 제2로, 위치 맞춤 그리드(313, 314)가 도 5에 도시하는 바와 같이, 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷 어셈블리(310)에 장착되지만, 그것은, 2개의 그리드의 쌍방의 직교단이 평행인 것을 확실하게 하기 위하여 정도 좋은 직선의 단부(端部) 또는 표면의 판을 이용하여 행해진다. 제3으로, 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷 어셈블리는 도 3에 도시하는 바와 같이, 광학 위치 맞춤 시스템 부착판(303)에 장착된다. 제4로, X선 노광이 X선의 필름식 또는 디지털식 X선 상(像) 검출기(602)의 어느 하나를 이용하여 행하여지고 그 결과로서 발생하는 패턴을 기록하고, 그 패턴은, 2개의 위치 맞춤 그리드의 상대적인 위치 맞춤 불량을 결정하는 데에 사용된다. 제5로, X선 상(像)의 결과에 기초하여, 톱 위치 맞춤 그리드는, 위치 맞춤 그리드 변환 스테이지를 이용하여 X 및/또는 Y방향에 있어서 변환된다. 이러한 변환의 방향 및 크기는, X선 상의 결과로부터 결정된다. 이 제5의 스텝은, 상술한 바와 같이 수동으로, 또는 자동으로 실행할 수 있다. 제6으로, 필요에 따라 제4 및 제5의 스텝이 반복되고, 그것은 2개의 그리드 간의 위치 맞춤 불량이, 사용되는 X선 촬상 시스템의 공간 분해능 이하로 될 때까지 행해진다. 예를 들면 맘모그라피에 대하여는 필름 화면 및 전 필드의 디지털 시스템의 효과적인 공간 분해능은 25미크론 오더이고, 그 때문에 2개의 위치 맞춤 그리드는, X선 빔에 대하여 25미크론 또는 그 이하의 정도(精度)로 모두 위치 맞춤할 수 있다. 제7로, 레이저 모듈(203)이 온(on)되고, 파이버 포지셔너(204)가 사용되어 위치 맞춤 그리드(313, 314) 상(上)에 가시광선 빔의 초점을 맞추고, 또한 3개의 직교하는 방향에 있어서 파이버의 광 방출단을 변환하고, 그것에 의해 톱 위치 맞춤 그리드를 통과하는 빛이 보텀 그리드에 있어서의 애퍼처와, 모두 위치 맞춤된다. 수동 또는 자동의 어느 하나로 적절히 위치 맞춤되어 있을 때에는, 보텀 그리드(314)의 하부의 상면(像面)에 있어서 결과로서 발생하는 패턴은, 시각적 또는(임의의 전자 검출기를 사용한) 전자적인 검사에 의하여 결정되도록, 상 필드 전체에 걸쳐 균일하고, 또한 X선 상(像)과 동일하다. 이것은, 가시 및 X선 빔이 정도 좋게 모두 위치 맞춤되어 있는 것을 확실하게 한다. 일단 위치 맞춤이 완료하면 위치 맞춤 그리드 어셈블리는 떼어내지지만, 그것은, X선 촬상 시스템의 정상적인 동작을 위하여 광학 위치 맞춤 시스템 부착판으로부터 위치 맞춤 그리드 장착 브래킷을 분리하는 것에 의하여 행해진다. 그것에 이어지는 위치 맞춤의 정기적인 체크는, 필요에 따라 위치 맞춤 그리드 어셈블리를 재차 다는 것에 의하여 이루어진다.
본 발명의 특정의 실시예에 관하여 서술하여 왔지만, 이해되어야 하는 것은, 본 발명은 상기 기술 또는 첨부된 예시적인 도면에 한정되지 않는다고 하는 것이다. 그것보다도 오히려, 본 발명의 범위는, 여기에 나타나는 청구항과, 본 기술 분야의 당업자에 의하여 바르게 이해되는 청구항의 균등물에 의하여 정의된다.
204: 파이버 광학 포지셔너
311: 그리드 포지셔너
602: X선 검출기
604: 가시광 검출기
610: 컴퓨터 제어기
311: 그리드 포지셔너
602: X선 검출기
604: 가시광 검출기
610: 컴퓨터 제어기
Claims (25)
- X선 초점 스폿(spot)을 가지는 점원(點源) X선 튜브를 이용한, X선 촬상(撮像) 장치를 위한 광학 위치 맞춤 시스템이고,
가시광 점원과,
상기 가시광 점원에 접속되고, 상기 X선 초점 스폿에 대하여 고정하여 장착되고, 상기 가시광 점원의 위치 조정을 가능하게 하도록 설치되어 있는 다축 포지셔너(positioner)와,
X선 초점 스폿에 대하여 고정하여 장착되고, X선원(線源)의 빔 통로에 배치되고, 상기 가시광 점원으로부터 방출되는 빛을 반사하고, 상기 X선원으로부터 방출되는 X선을 전달하는 미러와,
상기 X선원에 대하여 고정하여 장착 가능하고, 또한 떼어냄 가능하고, 제1 X선 감쇠 패턴을 가지는 제1 X선 감쇠 그리드(grid)와,
상기 제1 X선 감쇠 그리드에 대하여 조정 가능하고 또한 장착 가능하고, 상기 제1 X선 감쇠 패턴에 대응하는 제2 X선 감쇠 패턴을 가지는 제2 X선 감쇠 그리드,
를 구비하고,
상기 제1 및 제2 X선 감쇠 그리드가 위치 맞춤될 때에, 상기 제1 및 제2 X선 감쇠 패턴도 또한 위치 맞춤되고, 그것에 의하여 상기 X선원으로부터의 X선과 상기 미러로부터 반사되는 빛이 상기 제1 및 제2 X선 감쇠 그리드를 통과하는 것을 가능하게 하는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 가시광 점원은, 광학 파이버(fiber)에 연결되는 레이저 모듈을 구비하고, 상기 다축 포지셔너는, 상기 광학 파이버의 방출단(放出端)에 연결되고, 또한 상기 방출단의 위치 조정을 가능하게 하는 광학 파이버 포지셔너를 구비하는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 광학 파이버는, 단일 모드의 광학 파이버인,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 X선 촬상 장치에 고정하여 장착되는 단단한 부착판을 더 구비하고, 그 위에 상기 다축 포지셔너 및 상기 미러가 고정하여 장착되는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제2 X선 감쇠 그리드는, 상기 제2 X선 감쇠 그리드의 X－Y 평면에 있어서 조정 가능한,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 X－Y 평면에 있어서 상기 제2 X선 감쇠 그리드의 위치를 고정하기 위한 록킹 기구를 더 구비하는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 제2 X선 감쇠 그리드는 상기 X－Y 평면에 있어서 조정 가능하고, 상기 X－Y 평면에 대하여 직교하는 상기 제1 X선 감쇠 그리드로부터 미리 설정된 Z의 거리에 고정되어 있는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2 X선 감쇠 패턴은, D1=Z1/Z2*D2(D1=상기 제1 X선 감쇠 패턴 특징의 제1 치수, D2=상기 제2 X선 감쇠 패턴의 대응 특징의 제2 대응 치수, Z1=상기 초점 스폿으로부터 상기 제1 X선 감쇠 그리드까지의 거리, Z2=상기 초점 스폿으로부터 상기 제2 X선 감쇠 그리드까지의 거리)의 식을 통하여 대응하고 있는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 X선 감쇠 그리드는 공통의 브래킷에 대하여 떼어냄 가능하게 장착되지만, 상기 X선 촬상 장치에 대하여는 확실히 고정되어 있는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 다축 포지셔너는, 상기 X 및 Y의 방향과, 상기 제2 X선 감쇠 그리드의 상기 X－Y 평면에 대하여 직교하는 Z 방향에 있어서 3축으로 조정 가능한,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 X선 초점 스폿에 대하여 상기 가시광 점원의 위치를 고정하기 위하여 상기 다축 포지셔너에 연결되는 록킹 기구를 더 구비하는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 X선 감쇠 그리드의 하방(下方)에 배치 가능하고, 상기 X선원으로부터 상기 제1 및 제2 X선 감쇠 그리드를 통하여 전달되는 X선의 결과로서 발생하는 패턴을 검출하는 X선 검출기를 더 구비하는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 X선 감쇠 그리드의 하방에 배치 가능하고, 상기 미러로부터 상기 제1 및 제2 X선 감쇠 그리드를 통하여 전달되는 가시광의 결과로서 발생하는 강도 패턴을 검출하는 적어도 하나의 전자식 가시광 검출기를 더 구비하는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 X선 검출기에 연결되어 있고, 상기 X선 검출기에 의하여 검출되는 X선에 기초하여 상기 제2 X선 감쇠 그리드의 위치를 자동적으로 제어하는 컴퓨터 제어기를 더 구비하는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 가시광 검출기 및 상기 다축 포지셔너에 연결되어 있고, 상기 가시광 검출기에 의하여 검출되는 가시광에 기초하여 상기 가시광 점원의 위치를 자동적으로 제어하는 컴퓨터 제어기를 더 구비하는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 제1 및 제2 X선 감쇠 그리드의 하방에 배치 가능하고, 상기 미러로부터 상기 제1 및 제2 X선 감쇠 그리드를 통하여 전달되는 가시광의 결과로서 발생하는 강도 패턴을 검출하는 적어도 하나의 전자식 가시광 검출기와,
상기 X선 검출기, 상기 가시광 검출기 및 다축 포지셔너에 연결되어 있고, 상기 X선 검출기에 의하여 검출되는 X선에 기초하여 상기 제2 X선 감쇠 그리드의 위치를 자동적으로 제어하고, 또한 상기 가시광 검출기에 의하여 검출되는 가시광에 기초하여 상기 가시광 점원의 위치를 자동적으로 제어하는 컴퓨터 제어기를 더 구비하는,
광학 위치 맞춤 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 미러는, 펠리클 빔 스플리터를 구비하는,
광학 위치 맞춤 시스템. - X선 촬상 장치의 가시광 위치 맞춤 시스템과 X선 촬상 시스템을 위치 맞춤하는 방법이고, 상기 X선 촬상 시스템은 X선 미러와, X선 초점 스폿을 가지는 X선원을 구비하고, 상기 가시광 위치 맞춤 시스템은 가시광원을 구비하고,
a) 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드이고, 각 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드가 X선 및 가시광의 쌍방을 선택적으로 차단하기 위하여 형성된 감쇠 패턴을 가지는 2개의 그리드를, 서로 제1 거리만큼 이간(離間)시키고, 또한 상기 X선 초점 스폿으로부터 제2 거리만큼 이간시켜 고정하여 장착하는 스텝과,
b) 상기 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드를 통과하는 상기 X선원으로부터의 X선의 패턴을 검출하는 스텝과,
c) 상기 스텝 b)에서 검출된 X선 패턴에 기초하여 상기 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드의 상대적인 위치 맞춤 불량을 결정하는 것과 함께, 그것을 상기 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드의 감쇠 패턴과 비교하는 스텝과,
d) 상기 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드의, 검출된 X선 패턴과 상기 감쇠 패턴 간의 불일치를 제거하기 위하여, 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드의 일방(一方)의, 타방(他方)에 대한 위치를 조정하는 스텝과,
e) 기록된 X선 패턴이 스텝 c) 및 d)를 반복한 후에 감쇠 패턴과 동일한 경우에, 상기 가시광원을 활성화시키는 스텝과,
f) 상기 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드를 통하여 전달되는 가시광 패턴에 기초하여, 상기 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드와 상기 가시광원의 상대적인 위치 맞춤 불량을 결정하는 스텝과,
g) 상기 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드의, 전달된 가시광 패턴과 상기 감쇠 패턴과의 불일치를 제거하기 위하여 상기 가시광원의 위치를 조정하는 스텝,
을 구비한, X선 촬상 장치의 가시광 위치 맞춤 시스템과 X선 촬상 시스템을 위치 맞춤하는 방법. - 제18항에 있어서,
상기 스텝 b)는, 나아가, 상기 X선 패턴을 기록하는 스텝을 구비하고, 상기 스텝 c) 및 d)는 수동으로 행하여지는,
X선 촬상 장치의 가시광 위치 맞춤 시스템과 X선 촬상 시스템을 위치 맞춤하는 방법. - 제18항에 있어서,
상기 스텝 f)는, 나아가, 상기 가시광 패턴과 상기 2개의 X선 감쇠 위치 맞춤 그리드의 감쇠 패턴을 수동으로 시각적으로 비교하는 스텝을 구비하는,
X선 촬상 장치의 가시광 위치 맞춤 시스템과 X선 촬상 시스템을 위치 맞춤하는 방법. - 제20항에 있어서,
상기 스텝 g)는, 나아가, 상기 가시광원의 위치를 수동으로 조정하는 스텝을 구비하는,
X선 촬상 장치의 가시광 위치 맞춤 시스템과 X선 촬상 시스템을 위치 맞춤하는 방법. - 제18항에 있어서,
상기 스텝 f)는, 나아가, 가시광의 강도 패턴을 검출하는 적어도 하나의 전자식 가시광 검출기를 사용하는 스텝을 구비하는,
X선 촬상 장치의 가시광 위치 맞춤 시스템과 X선 촬상 시스템을 위치 맞춤하는 방법. - 제18항에 있어서,
상기 스텝 b)를 실행하기 위한 디지털식 X선 검출기를 준비하는 스텝과,
상기 디지털식 X선 검출기에 의하여 검출된 상기 X선 패턴에 기초하여, 상기 스텝 d)를 자동적으로 실행하는 스텝을 더 구비한,
X선 촬상 장치의 가시광 위치 맞춤 시스템과 X선 촬상 시스템을 위치 맞춤하는 방법. - 제18항에 있어서,
가시광의 강도 패턴을 검출하는 전자식 가시광 검출기를 준비하는 스텝과,
상기 가시광 검출기에 의하여 검출되는 상기 가시광의 강도 패턴에 기초하여, 상기 스텝 g)를 자동적으로 실행하는 스텝을 더 구비한,
X선 촬상 장치의 가시광 위치 맞춤 시스템과 X선 촬상 시스템을 위치 맞춤하는 방법. - 제18항에 있어서,
상기 스텝 b)를 실행하기 위한 디지털식 X선 검출기를 준비하는 스텝과,
상기 디지털식 X선 검출기에 의하여 검출되는 상기 X선 패턴에 기초하여, 상기 스텝 d)를 자동적으로 실행하는 스텝과,
가시광의 강도 패턴을 검출하는 가시광 검출기를 준비하는 스텝과,
상기 가시광 검출기에 의하여 검출되는 상기 가시광의 강도 패턴에 기초하여, 상기 스텝 g)를 자동적으로 실행하는 스텝을 더 구비한,
X선 촬상 장치의 가시광 위치 맞춤 시스템과 X선 촬상 시스템을 위치 맞춤하는 방법.
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