KR101479862B1 - 방사선 촬영실험장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사선 촬영실험장치에 관한 것으로, 상면에 가이드 레일이 형성된 베이스와, 상기 베이스의 상부에 위치하는 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체 간의 거리가 조절되도록 상기 가이드 레일에 설치되어 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체를 베이스의 길이방향으로 각각 이동시키는 이동블록과, 상기 이동블록의 상면에 설치되어 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체 각각을 베이스의 높이방향으로 수직이동시키는 승강부와, 상기 피사체가 위치하는 승강부의 상면에 설치되어 피사체를 베이스의 길이방향, 높이방향, 너비방향으로 이동시키며 피사체가 상부를 향하거나 또는 하부를 향해 경사지도록 회전시키는 위치조절 모듈 및 상기 위치조절 모듈의 상면에 설치되어 피사체를 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치가 개시된다. 따라서, 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체의 위치를 정밀하고 간편하게 조절할 수 있어 방사선 촬영과 관련된 다양한 실험에 유연하게 적용할 수 있다.
Description
본 발명은 방사선 촬영실험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베이스 상에 다수의 이동블록이 설치되고, 각각의 이동블록에 승강부, 위치조절 모듈, 고정부가 설치됨으로써, 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체의 위치를 정밀하고 간편하게 조절할 수 있어 방사선 촬영과 관련된 다양한 실험에 유연하게 적용될 수 있는 방사선 촬영실험장치에 관한 것이다.
일반적으로 방사선 촬영장치는 방사선(X-ray)를 피사체에 조사하고 그 투과된 방사선의 에너지 장도 분포 차이를 검출하는 방식을 말하며, 검출 수단으로는 아날로그 방식과 디지털 방식이 있다.
아날로그 방식은 방사선을 받으면 빛을 발하는 증감지(형광판)와 은염 필름을 조합하여, 증감지에서 발생한 빛으로 은염 필름 상에 잠상을 형성한 후 이 은염 필름을 화학 처리하여 가시 상을 얻는 방법을 말한다. 상기 방법을 얻기 위해 증감지와 필름을 암 상태로 보관하고 촬영에 이용하는 필름 카세트가 있다.
디지털 방식은 물체를 투과한 방사선 중 물체에 흡수되는 정도를 방사선 영상 검출기가 전기적신호로 흡수정보와 위치정보를 기록 및 디지털화하여 최종적으로 영상처리 과정을 거치 후에 모니터 또는 프린터로 표시하는 방식을 말한다.
기존의 디지털 방사선 촬영 시스템은 X선관을 통하여 방사선이 발생하는 방사선 발생부와 디텍터(Detector)를 통해 엑스레이를 수신하는 방사선 영상부로 구분할 수 있으며, 방사선 발생부와 방사선 영상부 사이에 피사체를 일직선상으로 배치시켜 방사선 촬영하게 된다.
즉, 방사선 발생부는 X선관, 고전압장치와 이들 부속품의 조합으로 구성되어 있으며 고전압장치에서 고진공 열 음극을 이용하여 전자를 발생시키고, 이 전자가 진공의 X선관으로 진행하게 된다. 그리고, 전자는 양극(Target)과 충돌하여 방사선을 발생시키게 된다. 이때, 방사선의 조사범위를 한정하는 콜리메이터(Collimator)가 더 포함될 수 있다.
또한, 방사선 영상부는 피사체를 투과한 감약 방사선의 영상이 기록 또는 관찰되는 것으로, 은염 필름이 놓이는 필름 카세트 또는 방사선 영상 검출기가 될 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 방사선 촬영장치는 주로 병원과 같은 환자를 진료하고 치료하기 위한 곳에 설치되어 환자의 신체 부위에 방사선을 조사하여 뼈의 골절 여부, 장기의 이상 여부 등을 검진하게 된다. 따라서, 병원과 같은 곳에 설치되는 방사선 촬영장치는 흉부를 촬영하기 위한 입식 방사선 촬영장치, 손과 발을 촬영하기 위한 좌식 방사선 촬영장치, 머리, 골반 등을 촬영하기 위한 와식 방사선 촬영장치 등으로 구분될 수 있다.
그러나, 이와 같이 병원 등과 같은 곳에 설치되는 의료용 방사선 촬영장치는 부피 및 중량이 상당하여 설치 후에는 이동이 어려울 뿐만 아니라 고가이기 때문에 방사선 영상과 관련된 연구소 또는 교육기관에 비치하기 어려운 실정이다.
특히, 방사선 영상과 관련된 연구소 또는 교육기관에서는 의료영상정보 실험, 영상평가 실험, 임상 촬영법 실험, 선량평가 실험 등과 같은 다양한 실험이 실시되며, 이러한 실험은 여러 변화 인자를 바꿔가면서 연속적으로 진행하게 되지만 앞서 언급한 의료용 방사선 촬영장치로 실험하기에는 한계가 있다.
예를 들어, 방사선 영상과 관련된 실험 중에는 방사선 발생부, 피사체, 방사선 영상부 간의 거리 및 위치(X축, Y축, Z축, 틸팅)를 변화시키거나 피사체를 변경하면서 실험을 진행하게 되지만 의료용 방사선 촬영장치는 환자의 환부를 촬영하도록 특화된 구조를 가졌기 때문에 발생부, 피사체, 방사선 영상부 간의 거리 및 위치를 정밀하게 조절하거나 동일한 조건을 유지하면서 피사체만을 변경하여 실험하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방사선 촬영과 관련된 다양한 실험에 유연하게 적용될 수 있도록 방사선 발생부, 피사체, 방사선 영상부 간의 거리 및 X축, Y축, Z축, 틸팅, 회전 등에 따른 위치를 정밀하고 간편하게 조절할 수 있는 방사선 촬영실험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 상면에 가이드 레일이 형성된 베이스와, 상기 베이스의 상부에 위치하는 방사선 발생부, 방사선 영상부 및 피사체 중의 적어도 어느 하나의 위치를 조절가능하도록 상기 가이드 레일에 설치되어 방사선 발생부, 방사선 영상부 및 피사체 중의 적어도 어느 하나의 위치를 베이스의 길이방향으로 각각 이동시키는 이동블록과, 상기 이동블록의 상면에 설치되어 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체 각각을 베이스의 높이방향으로 수직이동시키는 승강부와, 상기 피사체가 위치하는 승강부의 상면에 설치되어 피사체를 베이스의 길이방향, 높이방향, 너비방향으로 이동시키며 피사체가 상부를 향하거나 또는 하부를 향해 경사지도록 회전시키는 위치조절 모듈 및 상기 위치조절 모듈의 상면에 설치되어 피사체를 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 이동블록과 가이드 레일에 설치되어 이동블록이 베이스의 길이방향을 따라 이동할 수 있게 동력을 제공하는 리니어 구동부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 리니어 구동부는 상기 베이스의 상면에 형성된 가이드 레일을 따라 복수의 자석이 일렬로 배열된 고정자 및 상기 고정자와 대면하도록 상기 이동블록에 설치되어 고정자와의 사이에서 발생하는 추력에 의해 이동블록을 가이드 레일을 따라 활주시키는 이동자를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 승강부는 상기 이동블록의 상면에 고정되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상부에 위치하여 상기 위치조절 모듈이 고정되거나 또는 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체 중 어느 하나가 고정되는 지지 플레이트와, 상기 베이스 플레이트와 지지 프레임 사이에 위치하여 마름모의 형태로 조합되되 상단 꼭짓점과 하단 꼭짓점이 각각 지지 플레이트와 베이스 플레이트와 힌지 결합되는 상부 암과 하부 암으로 이루어진 승강 프레임과, 상기 승강 프레임의 양측 꼭짓점과 힌지 결합되는 링크 블록 및 상기 승강 프레임의 양측 꼭짓점에 마련된 링크 블록을 관통하여 나사산 체결되어 회전에 따라 상기 링크 블록 간의 거리를 가깝게 하거나 멀게 하는 스크류 축을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 승강부는 상기 승강 프레임의 양측 꼭짓점에 마련된 링크 블록 중 어느 하나에 고정되어 상기 스크류 축이 링크 블록 내에서 회전할 수 있게 동력을 제공하는 Y축 구동모터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 위치조절 모듈은 상기 승강부의 상면에 설치되고 상기 베이스의 너비방향으로 이동하는 Z축 이동유닛과, 상기 Z축 이동유닛에 설치되고 상기 베이스의 길이방향으로 이동하는 X축 이동유닛 및 상기 X축 이동유닛에 설치되고 피사체가 상부를 향하거나 또는 하부를 향해 경사지도록 회전시키는 틸팅유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 Z축 이동유닛은 상기 승강부의 상면에 고정되며 베이스의 너비방향을 향하는 Z축 가이드 홈이 형성된 고정 플레이트와, 상기 고정 플레이트의 상면에 설치되고 상기 Z축 가이드 홈에 안내되는 Z축 가이드 돌기가 형성된 Z축 이동블록 및 상기 Z축 가이드 돌기를 관통하여 나사산 체결되며 회전에 따라 Z축 가이드 돌기를 Z축 가이드 홈 내에서 활주시키는 Z축 나사봉을 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 Z축 이동유닛은 상기 Z축 가이드 홈의 일측에 위치하여 고정 플레이트에 고정되고 상기 Z축 나사봉이 회전할 수 있게 동력을 제공하는 Z축 구동모터를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 X축 이동유닛은 상기 Z축 이동유닛의 상면에 베이스의 길이방향을 향하는 X축 가이드 홈이 형성되고, 상기 X축 가이드 홈에 안내되는 X축 가이드 돌기가 하면에 형성된 X축 이동블록 및 상기 X축 가이드 홈에 위치하되, 상기 X축 가이드 돌기를 관통하여 나사산 체결되며 회전에 따라 X축 가이드 돌기를 X축 가이드 홈 내에서 활주시키는 X축 나사봉을 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 X축 이동유닛은 상기 X축 가이드 홈의 일측에 위치하여 상기 Z축 이동유닛의 Z축 이동블록에 고정되고, 상기 X축 나사봉이 회전할 수 있게 동력을 제공하는 X축 구동모터를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 틸팅유닛은 상기 X축 이동유닛의 상면에 일정한 곡률을 갖는 안내면이 형성되며, 상기 안내면에 부합하는 곡면을 하부에 형성하여 상기 안내면에 안치된 상태에서 회동하는 틸팅블록 및 상기 틸팅블록의 곡면을 따라 곡면 기어부가 형성되고, 상기 X축 이동유닛에 형성된 안내면에 설치되어 틸팅블록의 곡면 기어부와 치합하는 평기어를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 틸팅유닛은 상기 곡면을 형성한 X축 이동유닛의 X축 이동블록에 고정되고, 상기 평기어가 회전할 수 있게 동력을 제공하는 틸팅모터를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 고정부는 상기 위치조절 모듈의 상면에 설치되며 상기 피사체를 클램핑하는 고정조와 가동조를 안내하는 클램핑 가이드 홈이 형성된 고정대 및 상기 클램핑 가이드 홈 내에 설치되고 상기 가동조를 관통하여 나사산 체결되며 회전에 따라 가동조를 고정조로 이동시키는 클램핑 나사봉을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고정부는 상기 위치조절 모듈의 상면에 회전축이 상부를 향하게 회전모터가 설치되고, 상기 회전축은 고정대와 연결되어 회전모터의 작동에 따라 고정대가 회전하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방사선 촬영실험장치는 베이스 상에 다수의 이동블록이 설치되고, 각각의 이동블록에 승강부, 위치조절 모듈, 고정부가 설치되어 방사선 발생부, 피사체, 방사선 영상부 간의 거리 및 X축, Y축, Z축, 틸팅, 회전 등에 따른 위치를 정밀하고 간편하게 조절할 수 있어 방사선 촬영과 관련된 다양한 실험에 유연하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방사선 촬영실험장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방사선 촬영실험장치를 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 승강부, 위치조절 모듈, 고정부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 승강부, 위치조절 모듈, 고정부를 나타낸 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 가이드 레일과 이동블록의 설치상태를 나타낸 정단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 방사선 촬영실험장치의 구성을 나타낸 기능 블록도이다.
도 7은 본 발명에 의한 입사선량 측정실험을 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명에 의한 출사선량 측정실험을 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 발명에 의한 방사선 반가층 측정실험을 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 발명에 의한 각종 흡수체에 따른 상대적 흡수비실험을 나타낸 모식도이다.
도 11은 본 발명에 의한 출력의 재현성과 직선성 실험을 나타낸 모식도이다.
도 12는 본 발명에 의한 거리 변화에 따른 촬영조건, 확대율, 반음영 변화에 대한 실험을 나타낸 모식도이다.
도 13은 본 발명에 의한 관전압 변화에 따른 영상의 질과 환자선량에 관한 실험을 나타낸 모식도이다.
도 14는 본 발명에 의한 MTF에 의한 영상의 질을 평가하는 실험을 나타낸 모식도이다.
도 15는 본 발명에 의한 인체 팬텀을 이용한 임상 실험을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방사선 촬영실험장치를 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 승강부, 위치조절 모듈, 고정부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 승강부, 위치조절 모듈, 고정부를 나타낸 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 가이드 레일과 이동블록의 설치상태를 나타낸 정단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 방사선 촬영실험장치의 구성을 나타낸 기능 블록도이다.
도 7은 본 발명에 의한 입사선량 측정실험을 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명에 의한 출사선량 측정실험을 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 발명에 의한 방사선 반가층 측정실험을 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 발명에 의한 각종 흡수체에 따른 상대적 흡수비실험을 나타낸 모식도이다.
도 11은 본 발명에 의한 출력의 재현성과 직선성 실험을 나타낸 모식도이다.
도 12는 본 발명에 의한 거리 변화에 따른 촬영조건, 확대율, 반음영 변화에 대한 실험을 나타낸 모식도이다.
도 13은 본 발명에 의한 관전압 변화에 따른 영상의 질과 환자선량에 관한 실험을 나타낸 모식도이다.
도 14는 본 발명에 의한 MTF에 의한 영상의 질을 평가하는 실험을 나타낸 모식도이다.
도 15는 본 발명에 의한 인체 팬텀을 이용한 임상 실험을 나타낸 모식도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 방사선 촬영실험장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 방사선 촬영실험장치를 나타낸 측면도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 방사선 촬영실험장치는 베이스(100), 베이스(100) 상에서 베이스의 길이방향(X축 방향)으로 활주하는 이동블록(200), 이동블록(200)의 상부에 설치되고 베이스의 높이방향(Y축 방향)으로 승강하는 승강부(300), 승강부(300)의 상부에 설치되고 피사체를 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향(베이스의 너비방향)으로 이동시키며 상하로 경사지도록 회전시키는 위치조절 모듈(400), 위치조절 모듈(400)의 상부에 설치되고 피사체를 고정하는 고정부(500)로 구성된다.
부연하자면, 베이스(100)는 소정의 길이를 갖으며 그 상면에 가이드 레일(110)이 된다. 또한, 가이드 레일(110)에는 다수의 이동블록(200)이 설치되어 이동블록(200)이 가이드 레일(110)을 따라 활주하는 것에 따라 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체 간의 거리를 조절하게 된다.
이렇게, 베이스(100)의 상면에 형성되어 이동블록(200)의 X축 방향 이동을 안내하는 가이드 레일(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 베이스(100)의 상면 중심에서 상방을 향해 돌출된 수직부(111)와 수직부(111)의 상단에서 베이스의 측방을 향해 연장되는 수평부(112)가 형성되어 가이드 레일(110)의 단면 형상이 대략 "T"자와 같은 형상을 갖게 된다.
또한, 가이드 레일(110)에 설치되는 이동블록(200)은 그 내측에 가이드 레일(110)의 수평부(112)에 부합하는 장착부(210)가 형성되며, 장착부(210)와 연결되는 연결부(220)가 이동블록의 하면을 향해 형성되어 연결부(220)에 가이드 레일(110)의 수직부(111)가 위치하게 된다.
따라서, 이동블록(200)이 가이드 레일(110)에 설치되었을 때 가이드 레일(110)의 수직부(111)와 수평부(112)가 각각 이동블록(200)의 연결부(220)와 장착부(210)에 위치하여 이동블록(200)이 X축 방향으로 활주할 때 가이드 레일(110)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 가이드 레일(110)을 따라 활주하게 설치되는 이동블록(200)은 리니어 구동부(600)로부터 동력을 제공받아 활주하게 되는데, 리니어 구동부(600)는 고정자(610)와 이동자(620)로 구성된다. 이를 도 5를 참조하여 설명하면, 리니어 구동부(600)는 전자석을 이용하여 전기에너지를 직선적인 운동에너지로 변환시킬 수 있도록 복수의 자석이 일렬로 배열된 고정자(610)가 가이드 레일(110)을 따라 설치되며 고정자(610)와 대면하도록 이동블록(200)에 이동자(620)가 설치된다.
이와 같이 고정자(610)와 이동자(620)가 각각 가이드 레일(110)과 이동블록(200)에 설치된 상태에서 고정자(610)에 전류를 공급하게 되면 고정자(610)와 이동자(620) 사이에 추력(推力:미는 힘)을 발생시켜 이동블록(200)을 가이드 레일(110) 상에서 활주시키게 된다. 이와 같은 리니어 구동부(600)는 예를 들어, 리니어 유도모터, 리니어 직류모터, 리니어 펄스모터, 리니어 하이브리드모터, 리니어 동기모터 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 승강부(300)는 이동블록(200)의 상면에 설치되어 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체 각각을 베이스의 높이방향으로 수직이동시키게 된다. 이러한 승강부(300)는 베이스 플레이트(310), 지지 플레이트(320), 승강 프레임(330), 링크 블록(340), 스크류 축(350)으로 구성된다. 이를 도 3 및 도 4에 의거하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 승강부, 위치조절 모듈, 고정부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 승강부, 위치조절 모듈, 고정부를 나타낸 측단면도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 승강부(300)는 상하로 위치한 베이스 플레이트(310)와 지지 플레이트(320) 사이에 마름모의 형태로 힌지 결합된 승강 프레임(330)이 설치되어 스크류 축(350)의 회전에 따라 승강 프레임(330)이 Y축 방향으로 벌어지거 오므라지면서 지지 플레이트(320)의 높낮이를 조절하게 된다.
즉, 베이스 플레이트(310)는 이동블록의 상면에 고정되는 것으로 이동블록(200)의 상면과 볼트 및 너트에 의해 고정될 수 있다. 이렇게 이동블록(200)의 상면에 고정되는 베이스 플레이트(310)의 상방에는 지지 플레이트(320)가 위치하여 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체 중 어느 하나가 안치된다. 이때, 지지 플레이트(320)에 안치되는 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체는 앞서 설명한 바와 같이 볼트 및 너트에 의해 지지 플레이트(320)에 고정될 수도 있다.
그리고, 베이스 플레이트(310)와 지지 플레이트(320) 사이에는 승강 프레임(330)이 설치되는데, 승강 프레임(330)은 동일한 길이를 갖는 한 쌍의 상부 암(331)과 하부 암(332)이 마름모의 형태로 조합된다. 즉, 한 쌍의 상부 암(331)이 "∧" 형태로 연결되며 상부 암(331)과 대응하도록 한 쌍의 하부 암(332)이 "∨" 형태로 연결된다.
이때, 상부 암(331)의 꼭짓점은 지지 플레이트(320)의 하면과 힌지 결합되고, 하부 암(332)의 꼭짓점은 베이스 플레이트(310)의 상면과 힌지 결합된다. 또한, 상부 암(331)과 하부 암(332)이 만나는 승강 프레임(330)의 양측 꼭짓점에는 각각 링크 블록(340)이 힌지 결합되어 승강 프레임(330)은 전체적으로 마름모의 형태를 갖게 된다.
그리고, 승강 프레임(330)의 양측 꼭짓점에 설치된 링크 블록(340)에는 소정의 길이를 갖는 스크류 축(350)이 설치되는데, 스크류 축(350)의 외면에는 나사산이 형성되며, 이러한 스크류 축(350)이 링크 블록(340)을 관통 체결하여 스크류 축(350)의 회전에 따라 링크 블록(340) 간의 거리가 가까워지거나 멀어지면서 승강 프레임(330)이 Y축 방향으로 벌어지거나 오므라들어 지지 플레이트(320)의 높낮이를 조절하게 된다.
이때, 승강부(300)는 Y축 구동모터(360)를 더 포함할 수 있는데, 링크 블록(340)을 관통한 스크류 축(350)의 양 끝단 중 어느 한 곳은 Y축 구동모터(360)와 축으로 연결되고, Y축 구동모터(360)의 하우징은 링크 블록(340)에 고정되어 Y축 구동모터(360)가 작동하게 되면 스크류 축(350)이 회전하게 된다.
여기서, 상기 승강부(300)는 앞선 설명에 한정되지 않고 다양하게 변형되어 실시될 수 있다. 예를 들어, 베이스 플레이트(310)와 지지 플레이트(320) 사이에 유압 실린더가 설치되어 유압 실린더의 작동에 따라 지지 플레이트(320)의 높낮이가 조절되거나 또는 베이스 플레이트(310)와 지지 플레이트(320) 사이에 래크 및 피니언이 설치되어 피니언의 회전에 따라 래크가 수직이동하여 지지 플레이트(320)의 높낮이를 조절할 수도 있을 것이다.
한편, 위치조절 모듈(400)은 승강부(300)의 상면에 설치되고 베이스(100)의 너비방향으로 이동하는 Z축 이동유닛(410)과 Z축 이동유닛(410)에 설치되고 베이스(100)의 길이방향으로 이동하는 X축 이동유닛(420) 및 X축 이동유닛(420)에 설치되고 피사체가 상부를 향하거나 또는 하부를 향해 경사지도록 회전시키는 틸팅유닛(430)으로 구성된다.
Z축 이동유닛(410)은 고정 플레이트(411)와 Z축 이동블록(412) 및 Z축 나사봉(413)으로 구성된다. 고정 플레이트(411)는 승강부(300)의 상면 즉, 지지 플레이트(320)에 고정되며 베이스(100)의 너비방향을 향하는 Z축 가이드 홈(411a)이 형성된다.
또한, Z축 이동블록(412)은 고정 플레이트(411)의 상면에 설치되며, Z축 이동블록(412)의 하면에 Z축 가이드 돌기(412a)가 돌출 형성되어 고정 플레이트(411)에 형성된 Z축 가이드 홈(411a)에 위치하여 Z축 이동블록(412)이 고정 플레이트(411) 상에서 이동할 때 베이스(100)의 너비방향인 Z축 방향으로 안내하게 된다.
그리고, Z축 가이드 홈(411a)에는 Z축 나사봉(413)이 회전할 수 있도록 Z축 가이드 홈(411a) 내에서 Z축 나사봉(413)의 양 끝단이 베어링(미도시)에 의해 지지되며, 이때 Z축 나사봉(413)은 Z축 가이드 돌기(412a)를 관통하여 나사산 체결되어 Z축 나사봉(413)의 회전에 따라 Z축 가이드 돌기(412a)가 Z축 가이드 홈(411a) 내에서 활주하여 Z축 이동블록(412)을 고정 플레이트(411) 상에서 Z축 방향으로 이동시키게 된다.
이때, Z축 이동유닛(410)은 Z축 구동모터(414)를 더 포함할 수 있다. Z축 구동모터(414)는 고정 플레이트(411)의 측면에 고정 설치되고, Z축 구동모터(414)의 회전축이 Z축 나사봉(413)과 축으로 연결되어 Z축 구동모터(414)가 작동하게 되면 Z축 나사봉(413)이 회전하여 Z축 이동블록(412)을 고정 플레이트(411) 상에서 Z축 방향으로 이동시키게 된다.
한편, Z축 이동블록(412)의 상부에는 X축 이동유닛(420)이 설치된다. X축 이동유닛(420)은 X축 이동블록(421)과 X축 나사봉(422)으로 구성되는데, Z축 이동블록(412)의 상면에는 베이스(100)의 길이방향을 향하는 X축 가이드 홈(415)이 형성되며, X축 이동블록(421)의 하면에 X축 가이드 돌기(421a)가 돌출 형성되어 X축 가이드 홈(415)에 위치하여 X축 이동블록(421)이 Z축 이동블록(412) 상에서 이동할 때 베이스(100)의 길이방향인 X축 방향으로 안내하게 된다.
그리고, X축 가이드 홈(415)에는 X축 나사봉(422)이 회전할 수 있도록 X축 가이드 홈(415) 내에서 X축 나사봉(422)의 양 끝단이 베어링(미도시)에 의해 지지되며, 이때, X축 나사봉(422)은 X축 가이드 돌기(421a)를 관통하여 나사산 체결된다. 따라서, X축 나사봉(422)의 회전에 따라 X축 가이드 돌기(421a)가 X축 가이드 홈(415) 내에서 활주하여 X축 이동블록(421)을 Z축 이동블록(412) 상에서 X축 방향으로 이동시키게 된다.
이때, X축 이동유닛(420)은 X축 구동모터(423)를 더 포함할 수 있다. X축 구동모터(423)는 Z축 이동블록(412)의 측면에 고정 설치되고, X축 구동모터(423)의 회전축이 X축 나사봉(422)과 축으로 연결된다. 따라서, X축 구동모터(423)가 작동하게 되면 X축 나사봉(422)이 회전하여 X축 이동블록(421)을 Z축 이동블록(412) 상에서 베이스(100)의 길이방향인 X축 방향으로 이동시키게 된다.
한편, X축 이동블록(421)의 상부에는 틸팅유닛(430)이 설치되는데, 틸팅유닛(430)은 틸팅블록(431)과 X축 이동블록(421)의 상면에 설치된 평기어(432)로 구성된다. 부연하자면, X축 이동블록(421)의 상면에는 일정한 곡률을 갖는 안내면(424)이 형성되고, 상기 안내면(424)과 부합하는 곡면(431a)을 하부에 형성한 틸팅블록(431)이 X축 이동블록(421)의 안내면(424)에 안치된다.
또한, 틸팅블록(431)의 하부에 형성된 곡면(431a)을 따라 곡면 기어부(431b)가 형성되며, 상기 곡면 기어부(431b)는 X축 이동블록(421)의 안내면(424)에 설치된 평기어(432)와 맞물려 평기어(432)의 회전에 따라 틸팅블록(431)이 X축 이동블록(421)의 안내면(424) 내에서 소정의 각도로 기울어지는 회전을 하게 된다.
이때, 틸팅유닛(430)은 틸팅모터(433)를 더 포함할 수 있는데, 틸팅모터(433)는 X축 이동블록(421)의 측면에 고정 설치되고, 틸팅모터(433)의 회전축이 평기어(432)와 축으로 연결되어 틸팅모터(433)가 작동하게 되면 틸팅블록(431)의 곡면 기어부(431b)와 맞물린 평기어(432)를 회전시키게 된다.
이와 같이 틸팅블록(431)을 소정의 각도로 기울이도록 평기어(432)에 동력을 제공하는 틸팅모터(433)는 바람직하게 펄스 신호에 따라 일정 각도씩 회전 제어가 되는 스텝 모터가 될 수 있다. 그리고, 틸팅블록(431)과 X축 이동블록(421)의 측면에는 틸팅블록(431)이 기울어지도록 회전할 때 경사각도를 사용자가 쉽게 확인할 수 있도록 눈금(435)이 형성된다.
그리고, 위치조절 모듈(400)의 상면에는 피사체를 고정하는 고정부(500)가 마련된다. 고정부(500)는 고정조(511)와 가동조(512)가 설치된 고정대(510)와 고정조(511)와 가동조(512) 간의 거리를 조절하는 클램핑 나사봉(520)으로 구성된다.
고정대(510)는 틸팅블록(431)의 상면에 설치되며 피사체를 클램핑하는 고정조(511)와 가동조(512)를 안내하는 클램핑 가이드 홈(513)이 형성된다. 이때, 고정조(511)와 가동조(512)가 서로 마주하는 면에는 미끄럼 방지를 위한 미세 홈(미도시)이 형성되거나 또는 고정조(511)와 가동조(512)가 파사체를 클램핑 했을 때 피사체의 표면에 흠집이 발생하지 않도록 스폰지와 같은 완충부재(미도시)가 더 마련될 수 있다.
또한, 클램핑 나사봉(520)은 앞서 설명한 클램핑 가이드 홈(513) 내에 설치되는데, 클램핑 나사봉(520)은 가동조(512)를 관통하여 나사산 체결되어 클램핑 나사봉(520)의 회전에 따라 가동조(512)가 고정조(511)를 향해 이동하여 가동조(512)와 고정조(511) 사이에 위치한 피사체를 고정할 수 있게 된다.
한편, 위치조절 모듈(400)의 상부에 설치되는 고정부(500)가 회전될 수 있게 회전모터(434)가 설치될 수도 있다. 즉, 위치조절 모듈(400)의 틸팅블록(431)의 상면에 회전축이 상부를 향하게 회전모터(434)가 설치되고, 상기 회전축은 고정대(510)와 연결되어 회전모터(434)의 작동에 따라 고정대(510)가 회전하게 된다. 따라서, 고정대(510) 위에 피사체가 위치하였을 때 고정대(510)의 회전에 따라 피사체를 360도 회전시켜 다양한 각도로 방사선을 조사할 수 있게 된다.
한편, 이동블록(200), 승강부(300), 위치조절 모듈(400), 고정대(510)의 각 부분을 제어하기 위한 제어부(700)가 마련된다. 상기 제어부(700)는 이동블록(200)의 리니어 구동부(600), 승강부(300)의 Y축 구동모터(360), 위치조절 모듈(400)의 Z축 구동모터(414)와 X축 구동모터(423) 및 틸팅모터(433), 고정대(510)의 회전모터(434)와 전기적으로 연결되어 각 부분에 대한 작동을 제어함으로써, 베이스(100)의 가이드 레일(110)에 설치되는 이동블록(200) 간의 거리를 조절하거나 피사체의 위치를 다양하게 변경할 수 있게 된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 방사선 촬영실험장치에 의한 실험을 도 7 내지 도 15에 의거하여 설명한다. 이하에서는 베이스(100)의 상면에 설치되는 이동블록(200)을 좌측 이동블록(200a), 우측 이동블록(200b), 중앙 이동블록(200c) 등으로 구분하여 설명하고 있으나 이는 설명의 이해를 돕기 위한 구분일 뿐 앞서 설명한 이동블록(200)의 구조와 동일하다.
도 7 및 도 8은 의료영상 형성 원리에 관한 실험이다. 이는 입사선량과 출사선량을 측정하고, 그 값을 감약공식에 대입하여 감쇠계수를 알아보는 실험으로써, 도 7은 본 발명에 의한 입사선량 측정실험을 나타낸 모식도이다.
부연하면, 베이스(100)의 좌측과 우측에 설치된 이동블록(200a)(200b)에 각각 승강부(300)를 설치한다. 그리고, 좌측 이동블록(200a)에 설치된 승강부(300)에 방사선 발생부(A)를 설치하고, 이와 대향되는 우측 이동블록(200b)에 아크릴 팬텀(B1)이 설치된다.
그리고, 방사선 발생부(A)와 아크릴 팬텀(B1) 사이에 위치한 중앙 이동블록(200c)에는 승강부(300)와 위치조절 모듈(400)이 설치되며, 위치조절 모듈(400)에 설치된 고정부(500)에 선량계(C1)를 고정한다. 이때, 방사선 발생부(A)의 콜리메이터가 아크릴 팬텀(B1)을 포함하게 하고 방사선 발생부(A)의 초점이 아크릴 팬텀(B1)의 중앙에 위치하도록 승강부(300)와 위치조절 모듈(400)을 조정하게 된다.
그리고, 방사선 발생부(A)와 선량계(C1)가 설치되는 이동블록 간의 거리를 조절하여 방사선 발생부(A)의 초첨과 선량계(C1)까지의 거리를 80㎝로 하고 선량계(C1)로부터 아크릴 팬텀(B1)까지의 거리는 20㎝가 되도록 조절하게 된다.
그 후, 방사선 발생부(A)의 관전압을 60kV, 80kV, 100kV, 120kV로 변화시키면서 아크릴 팬텀(B1)의 두께도 3㎝, 5㎝, 10㎝, 15㎝, 20㎝로 각각 변화시키면서 이때의 각 선량을 선량계(C1)를 통해 각각 측정한다. 이 선량값은 거리역자승의 법칙에 의해 입사선량으로 계산된다.
도 8은 본 발명에 의한 출사선량 측정실험을 나타낸 모식도이다. 좌측 이동블록(200a)의 승강부(300)에 방사선 발생부(A)가 설치되고, 우측 이동블록(200b)의 승강부(300)에 위치조절 모듈(400) 및 고정부(500)가 설치되며, 고정부(500)에 선량계(C1)를 설치한다. 그리고, 중앙 이동블록(200c)에는 승강부(300)를 설치한 후 아크릴 팬텀(B1)을 고정시킨다.
이때, 도 7과 마찬가지로 방사선 발생부(A)의 초점과 아크릴 팬텀(B1)의 중심, 선량계(C1)가 일직선에 오도록 승강부(300)와 위치조절 모듈(400)을 조정하게 된다.
그리고, 좌측 이동블록(200a)과 중앙 이동블록(200c) 간의 거리를 조절하여, 방사선 발생부(A)의 초점과 아크릴 팬텀(B1)까지의 거리를 100㎝로 하고 아크릴 팬텀(B1)부터 선량계(C1)까지의 거리는 20㎝로 맞춘다.
그 후, 방사선 발생부(A)의 관전압을 60kV, 80kV, 100kV, 120kV로 변화시키면서 아크릴 팬텀(B1)의 두께도 3㎝, 5㎝, 10㎝, 15㎝, 20㎝로 각각 변화시키면서 이때의 각 선량을 선량계(C1)를 통해 측정한다. 이 선량값은 거리역자승의 법칙에 의해 출사선량으로 계산된다.
도 7 및 도 8을 통해 측정된 입사선량과 출사선량을 감약공식에 대입하여 선감쇠계수, 질량감쇠계수를 구한다. 이에 따라, 그래프를 그리고 동일 팬텀 촬영시 관전압의 증가에 따른 피부입사선량의 감소에 대해 관찰하여 의료영상 형성 원리에 대해 이해할 수 있다.
도 9는 본 발명에 의한 방사선 반가층 측정실험을 나타낸 모식도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 좌측 이동블록(200a)의 상부에 승강부(300)를 설치하고, 그 위에 방사선 발생부(A)를 고정한다. 우측 이동블록(200b)에는 승강부(300)와 위치조절 모듈(400)을 설치한 후 고정부(500)에 선량계(C1)를 고정한다.
그리고, 중앙 이동블록(200c) 위에는 위치조절 모듈(400) 및 고정부(500)를 설치하여 알루미늄판(B2)을 고정한다. 이때, 방사선 발생부(A)와 선량계(C1) 간의 거리는 100㎝ 이상으로 하고, 알루미늄판(B2)과 선량계(C1) 사이의 거리는 가능한 멀리한다. 초점과 알루미늄판(B2)의 중심, 선량계(C1)가 일직선상에 오도록 승강부(300)와 위치조절 모듈(400)을 조정한다. 일반적으로 방사선 발생부(A)에 콜리메이터가 있는 장치의 경우, 전면에 흡수체를 부가하면서 실험한다.
방사선 조사면적은 가능한 4㎝×4㎝ 이하의 좁은 면적을 유지하되, 선량계(C1)의 크기보다는 커야 한다. 그리고, 실험하고자 하는 관전압, 관전류, 조사시간을 고정한 후 알루미늄판(B2)이 없을 때 선량값을 측정한다. 그 후 알루미늄판(B2)을 1㎜ 간격으로 증가시키면서 동일한 조사조건으로 조사한다. 이때 방사선 발생부(A)의 최고 관전압이 70kV 이하인 장치는 60kV에서, 70kV 초과하는 장치는 80kV에서 측정한다.
추가적으로, 제2반가층을 구하기 위해 알루미늄판(B2)이 없는 경우에서 선량값의 25% 이하로 감약할 때까지 계속해서 알루미늄판(B2)을 증가시키면서 방사선을 조사한다. 알루미늄판(B2)이 없을 때의 선량값을 1/2로 줄이는데 필요한 알루미늄판(B2)의 두께가 제1반가층이 되며, 1/4로 줄이는데 필요한 알루미늄판(B2)의 두께가 제2반가층이 된다. 이로써 이 실험을 통해 방사선 발생부(A)의 반가층 두께를 측정할 수 있게 된다.
도 10은 본 발명에 의한 각종 흡수체에 따른 상대적 흡수비실험을 나타낸 모식도이다. 본 실험은 일반적으로 흡수체로 많이 사용되고 있는 아크릴, 알루미늄, 구리 등의 상대적인 흡수비를 관전압 변화에 따라 알아보기 위한 실험이다.
좌측 이동블록(200a)의 상부에 승강부(300)를 설치하고 그 위에 방사선 발생부(A)를 고정한다. 또한, 반대쪽의 우측 이동블록(200b)에는 승강부(300)와 위치조절 모듈(400) 및 고정부(500)를 설치하고 선량계(C1)를 고정한다.
그리고, 중앙 이동블록(200c)에는 위치조절 모듈(400)을 설치하고 흡수체(B3)를 고정한다. 이 흡수체(B3)는 여러 가지 물질로 교체하여 측정된다. 관전압은 80kV로 하고, 초점과 선량계(C1) 사이의 거리는 100㎝로 조절한다. 또한, 흡수체(B3)와 선량계(C1)는 최소한 50㎝ 이상으로 유지되게 중앙 이동블록(200c)을 조절하게 된다.
방사선 발생부(A)의 조사야는 5㎝×5㎝ 로 가능한 좁게 하되 선량계(C1)보다는 크게 한다. 기하학적 구조가 완성되면, 각 흡수체(B3)의 두께를 증가시키면서 동일한 조사조건으로 X선을 조사하여 감약되는 값을 측정한다. 이때 흡수체(B3)는 아크릴, 알루미늄, 구리로 바꾸어 가면서 측정하고, 흡수체(B3)에 따른 감약율에 대한 그래프를 그려 흡수비를 비교한다.
도 11은 본 발명에 의한 출력의 재현성과 직선성 실험을 나타낸 모식도이다. 베이스(100)의 좌측과 우측에 각각 설치된 이동블록(200a)(200b)에 승강부(300)를 설치하고, 좌측 이동블록(200a)에 설치된 승강부(300)에 방사선 발생부(A)를 설치한다. 그리고, 우측 이동블록(200b)의 승강부(300)에 위치조절 모듈(400)과 고정부(500)를 설치한 뒤 선량계(C1)를 고정한다.
이때, 방사선 발생부(A)의 초점과 선량계(C1)가 일직선상에 오도록 위치조절 모듈(400)을 조절한다. 방사선 발생부(A)와 선량계(C1) 사이의 거리가 100㎝가 되도록 우측 이동블록(200b)을 이동하며, 조사야는 선량계(C1)를 모두 포함하는 범위에서 20×20㎠로 한다.
실험 시 재현성 실험을 위해서 관전압, 관전류, 조사시간을 고정하고 동일한 조사 조건으로 10회 선량을 측정하고, 그 값의 표준편차 및 변동계수를 구하여 재현성을 평가한다. 직선성은 관전압을 고정하고 동일한 mAs 값이 되게 관전류, 조사시간을 각각 변동하여 각 조건에서 각각 2회씩 왕복 측정한다. 이 측정값을 각 경우에서 mR/mAs를 구하고 직선성 공식에 대입하여 직선성을 평가한다.
도 12는 본 발명에 의한 거리 변화에 따른 촬영조건, 확대율, 반음영 변화에 대한 실험을 나타낸 모식도이다. 먼저, 좌측과 우측의 이동블록(200a)(200b)에 각각 승강부(300)를 설치하고, 좌측 이동블록(200a)에는 방사선 발생부(A)를 우측 이동블록(200b)에는 방사선 영상부(C)를 설치한다. 또한, 중앙 이동블록(200c)에는 위치조절 모듈(400)과 고정부(500)를 설치한 후 선량계(C1)를 고정한다.
이때, 방사선 발생부(A)에서 선량계(C1)까지의 거리를 80㎝부터 200㎝까지 10㎝ 간격으로 변화시키면서 각 거리에서의 출력선량을 선량계(C1)로 측정한다. 이 실제 측정값과 계산을 통해서 얻어진 감약율을 비교한다.
그리고 확대율을 측정하기 위해, 선량계(C1) 대신에 500원 동전을 고정하고 방사선 영상부(C)로 촬영한다. 촬영 영상에서 구해진 확대율과 계산해서 구한 확대율을 비교한다.
그리고, 반음영에 대한 실험을 위해서 500원 동전 대신 해상력 차트를 고정한다. 이때, 방사선 발생부(A)의 초점을 소초점(100mA)과 대초점(200mA)으로 촬영하여 초점 크기에 따른 해상력을 비교함으로서 반음영에 대한 이론을 확인한다.
도 13은 본 발명에 의한 관전압 변화에 따른 영상의 질과 환자선량에 관한 실험을 나타낸 모식도이다. 좌측 이동블록(200a)과 중앙 이동블록(200c) 및 우측 이동블록(200b)에 승강부(300)를 각각 설치하고, 좌측 이동블록(200a)에는 방사선 발생부(A)를 우측 이동블록(200b)에는 방사선 영상부(C)를 설치한다.
그리고, 중앙 이동블록(200c)에 설치된 승강부(300)에는 C-D 팬텀(B4)을 고정한 뒤 C-D 팬텀(B4)의 양측으로 아크릴(B5)을 위치시키게 된다. 이때, C-D 팬텀(B4)을 방사선속 중심에 위치시키고 조사야는 20×20㎠ 로 한다. 각 관전압(60, 80, 100, 120 kVp)에서 농도 1.2가 되는 mAs로 노광을 한다. 촬영한 영상에서 C-D 팬텀(B4)을 육안으로 평가하고 그래프로 그려서 영상의 질을 평가한다.
그리고, 위와 동일한 조건으로 인체 팬텀을 촬영하고 화질을 비교한다. 또한, 방사선 발생부(A) 측의 아크릴 팬텀 앞에 선량계(C1)를 두고 각 조건 시에 팬텀 표면에서의 피부 입사선량을 측정하여 환자선량을 비교한다.
도 14는 본 발명에 의한 MTF에 의한 영상의 질을 평가하는 실험을 나타낸 모식도이다. 좌측 이동블록(200a)과 우측 이동블록(200b)에 각각 승강부(300)와 방사선 발생부(A)와 방사선 영상부(C)를 설치한다.
그리고, 중앙 이동블록(200c)에 승강부(300) 및 위치조절 모듈(400)을 설치하고 고정부(500)에 슬릿(B6)을 고정한다. 이때, 방사선 발생부(A)의 초점과 슬릿(B6), 방사선 영상부(C)의 중심이 일직선상에 오도록 하며, 슬릿(B6)의 각도는 위치조절 모듈(400)의 틸팅유닛(430)을 조절하여 약 2~3도 정도 각을 준다. 그리고, 슬릿(B6)을 사용하여 영상을 평가하는 방법 외에도 슬릿(B6) 대신 컴프턴 산란을 산란을 유발하는 에지( edge ) 를 사용하여 영상의 질을 평가하는 방법도 실험 가능하다. 이런 방법들을 통해 영상장치의 물리적 평가가 가능하게 된다.
도 15는 본 발명에 의한 인체 팬텀을 이용한 임상 실험을 나타낸 모식도이다. 실제 임상에서 사용하는 촬영거리 및 촬영 조건으로 인체 팬텀(두부, 몸통, 사지 등)(B7)을 촬영하고 영상을 획득할 수 있다. 먼저, 좌측 이동블록(200a)에 승강부(300)와 방사선 발생부(A)를 설치한다. 그리고, 우측 이동블록(200b)에 승강부(300)와 방사선 영상부(C)를 설치한다. 또한, 중앙 이동블록(200c)에는 위치조절 모듈(400) 및 고정부(500)를 설치한 뒤 인체 팬텀(B7)을 고정한다.
이때, 인체 팬텀(B7)은 촬영법에 따라 위치조절 모듈(400)을 통해 회전, 틸팅, Z축, X축에 대한 인체 팬텀(B7)의 위치를 조절하고 촬영자세를 맞춘다. 그리고, 인체 팬텀(B7)에 방사선을 조사하여 실제 임상에서와 같은 촬영법에 대한 실험을 할 수 있게 된다.
이때, 인체 팬텀(B7)은 고정대를 회전시켜 각도에 따른 여러 장의 영상을 얻을 수 있고, 이 영상들을 재구성하여 CT 영상을 획득할 수 있어 이를 통해 CT 임상 촬영법 실험도 가능하다.
본 발명에 의한 방사선 촬영실험장치는 베이스(100) 상에 다수의 이동블록(200)이 설치되고, 각각의 이동블록(200)에 승강부(300), 위치조절 모듈(400), 고정부(500)가 설치되어 방사선 발생부(A), 피사체(B), 방사선 영상부(C) 간의 거리 및 X축, Y축, Z축, 틸팅, 회전 등에 따른 위치를 정밀하고 간편하게 조절할 수 있어 방사선 촬영과 관련된 다양한 실험에 유연하게 적용될 수 있다.
한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.
100 : 베이스 110 : 가이드 레일
111 : 수직부 112 : 수평부
200 : 이동블록 300 : 승강부
310 : 베이스 플레이트 320 : 지지 플레이트
330 : 승강 프레임 331 : 상부 암
332 : 하부 암 340 : 링크 블록
350 : 스크류 축 360 : Y축 구동모터
400 : 위치조절 모듈 410 : Z축 이동유닛
411 : 고정 플레이트 411a : Z축 가이드 홈
412 : Z축 이동블록 412a : Z축 가이드 돌기
413 : Z축 나사봉 414 : Z축 구동모터
415 : X축 가이드 홈 420 : X축 이동유닛
421 : X축 이동블록 421a : X축 가이드 돌기
422 : X축 나사봉 423 : X축 구동모터
424 : 안내면 430 : 틸팅유닛
431 : 틸팅블록 431a : 곡면
431b : 곡면 기어부 432 : 평기어
433 : 틸팅모터 434 : 회전모터
500 : 고정부 510 : 고정대
511 : 고정조 512 : 가동조
513 : 클램핑 가이드 홈 520 : 클램핑 나사봉
600 : 리니어 구동부 610 : 고정자
620 : 이동자 700 : 제어부
A : 방사선 발생부 B : 피사체
B1 : 아크릴 팬텀 B2 : 알루미늄판
B3 : 흡수체 B4 : C-D 팬텀
B5 : 아크릴 B6 : 슬릿
B7 : 인체 팬텀 C : 방사선 영상부
C1 : 선량계
111 : 수직부 112 : 수평부
200 : 이동블록 300 : 승강부
310 : 베이스 플레이트 320 : 지지 플레이트
330 : 승강 프레임 331 : 상부 암
332 : 하부 암 340 : 링크 블록
350 : 스크류 축 360 : Y축 구동모터
400 : 위치조절 모듈 410 : Z축 이동유닛
411 : 고정 플레이트 411a : Z축 가이드 홈
412 : Z축 이동블록 412a : Z축 가이드 돌기
413 : Z축 나사봉 414 : Z축 구동모터
415 : X축 가이드 홈 420 : X축 이동유닛
421 : X축 이동블록 421a : X축 가이드 돌기
422 : X축 나사봉 423 : X축 구동모터
424 : 안내면 430 : 틸팅유닛
431 : 틸팅블록 431a : 곡면
431b : 곡면 기어부 432 : 평기어
433 : 틸팅모터 434 : 회전모터
500 : 고정부 510 : 고정대
511 : 고정조 512 : 가동조
513 : 클램핑 가이드 홈 520 : 클램핑 나사봉
600 : 리니어 구동부 610 : 고정자
620 : 이동자 700 : 제어부
A : 방사선 발생부 B : 피사체
B1 : 아크릴 팬텀 B2 : 알루미늄판
B3 : 흡수체 B4 : C-D 팬텀
B5 : 아크릴 B6 : 슬릿
B7 : 인체 팬텀 C : 방사선 영상부
C1 : 선량계
Claims (14)
- 상면에 가이드 레일이 형성된 베이스;
상기 베이스의 상부에 위치하는 방사선 발생부, 방사선 영상부 및 피사체 중의 적어도 어느 하나의 위치를 조절가능하도록 상기 가이드 레일에 설치되어 방사선 발생부, 방사선 영상부 및 피사체 중의 적어도 어느 하나의 위치를 베이스의 길이방향으로 각각 이동시키는 이동블록;
상기 이동블록의 상면에 설치되어 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체 각각을 베이스의 높이방향으로 수직이동시키는 승강부;
상기 피사체가 위치하는 승강부의 상면에 설치되어 피사체를 베이스의 길이방향, 높이방향, 너비방향으로 이동시키며 피사체가 상부를 향하거나 또는 하부를 향해 경사지도록 회전시키는 위치조절 모듈; 및
상기 위치조절 모듈의 상면에 설치되어 피사체를 고정하는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 이동블록과 가이드 레일에 설치되어 이동블록이 베이스의 길이방향을 따라 이동할 수 있게 동력을 제공하는 리니어 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 리니어 구동부는,
상기 베이스의 상면에 형성된 가이드 레일을 따라 복수의 자석이 일렬로 배열된 고정자; 및
상기 고정자와 대면하도록 상기 이동블록에 설치되어 고정자와의 사이에서 발생하는 추력에 의해 이동블록을 가이드 레일을 따라 활주시키는 이동자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 승강부는,
상기 이동블록의 상면에 고정되는 베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트의 상부에 위치하여 상기 위치조절 모듈이 고정되거나 또는 방사선 발생부, 방사선 영상부, 피사체 중 어느 하나가 고정되는 지지 플레이트;
상기 베이스 플레이트와 지지 프레임 사이에 위치하여 마름모의 형태로 조합되되 상단 꼭짓점과 하단 꼭짓점이 각각 지지 플레이트와 베이스 플레이트와 힌지 결합되는 상부 암과 하부 암으로 이루어진 승강 프레임;
상기 승강 프레임의 양측 꼭짓점과 힌지 결합되는 링크 블록; 및
상기 승강 프레임의 양측 꼭짓점에 마련된 링크 블록을 관통하여 나사산 체결되어 회전에 따라 상기 링크 블록 간의 거리를 가깝게 하거나 멀게 하는 스크류 축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 승강부는,
상기 승강 프레임의 양측 꼭짓점에 마련된 링크 블록 중 어느 하나에 고정되어 상기 스크류 축이 링크 블록 내에서 회전할 수 있게 동력을 제공하는 Y축 구동모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 위치조절 모듈은,
상기 승강부의 상면에 설치되고 상기 베이스의 너비방향으로 이동하는 Z축 이동유닛;
상기 Z축 이동유닛에 설치되고 상기 베이스의 길이방향으로 이동하는 X축 이동유닛; 및
상기 X축 이동유닛에 설치되고 피사체가 상부를 향하거나 또는 하부를 향해 경사지도록 회전시키는 틸팅유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 Z축 이동유닛은,
상기 승강부의 상면에 고정되며 베이스의 너비방향을 향하는 Z축 가이드 홈이 형성된 고정 플레이트;
상기 고정 플레이트의 상면에 설치되고 상기 Z축 가이드 홈에 안내되는 Z축 가이드 돌기가 형성된 Z축 이동블록; 및
상기 Z축 가이드 돌기를 관통하여 나사산 체결되며 회전에 따라 Z축 가이드 돌기를 Z축 가이드 홈 내에서 활주시키는 Z축 나사봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 7에 있어서,
상기 Z축 이동유닛은,
상기 Z축 가이드 홈의 일측에 위치하여 고정 플레이트에 고정되고 상기 Z축 나사봉이 회전할 수 있게 동력을 제공하는 Z축 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 X축 이동유닛은,
상기 Z축 이동유닛의 상면에 베이스의 길이방향을 향하는 X축 가이드 홈이 형성되고, 상기 X축 가이드 홈에 안내되는 X축 가이드 돌기가 하면에 형성된 X축 이동블록; 및
상기 X축 가이드 홈에 위치하되, 상기 X축 가이드 돌기를 관통하여 나사산 체결되며 회전에 따라 X축 가이드 돌기를 X축 가이드 홈 내에서 활주시키는 X축 나사봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 9에 있어서,
상기 X축 이동유닛은,
상기 X축 가이드 홈의 일측에 위치하여 상기 Z축 이동유닛의 Z축 이동블록에 고정되고, 상기 X축 나사봉이 회전할 수 있게 동력을 제공하는 X축 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 틸팅유닛은,
상기 X축 이동유닛의 상면에 일정한 곡률을 갖는 안내면이 형성되며, 상기 안내면에 부합하는 곡면을 하부에 형성하여 상기 안내면에 안치된 상태에서 회동하는 틸팅블록; 및
상기 틸팅블록의 곡면을 따라 곡면 기어부가 형성되고, 상기 X축 이동유닛에 형성된 안내면에 설치되어 틸팅블록의 곡면 기어부와 치합하는 평기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 11에 있어서,
상기 틸팅유닛은,
상기 곡면을 형성한 X축 이동유닛의 X축 이동블록에 고정되고, 상기 평기어가 회전할 수 있게 동력을 제공하는 틸팅모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 고정부는,
상기 위치조절 모듈의 상면에 설치되며 상기 피사체를 클램핑하는 고정조와 가동조를 안내하는 클램핑 가이드 홈이 형성된 고정대; 및
상기 클램핑 가이드 홈 내에 설치되고 상기 가동조를 관통하여 나사산 체결되며 회전에 따라 가동조를 고정조로 이동시키는 클램핑 나사봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
- 청구항 13에 있어서,
상기 고정부는
상기 위치조절 모듈의 상면에 회전축이 상부를 향하게 회전모터가 설치되고, 상기 회전축은 고정대와 연결되어 회전모터의 작동에 따라 고정대가 회전하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영실험장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130126425A KR101479862B1 (ko) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | 방사선 촬영실험장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130126425A KR101479862B1 (ko) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | 방사선 촬영실험장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101479862B1 true KR101479862B1 (ko) | 2015-01-09 |
Family
ID=52588098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130126425A KR101479862B1 (ko) | 2013-10-23 | 2013-10-23 | 방사선 촬영실험장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101479862B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101790135B1 (ko) | 2016-08-05 | 2017-10-26 | 한국원자력연구원 | 팬텀 장치 |
| CN113164147A (zh) * | 2018-11-19 | 2021-07-23 | 锐珂医疗公司 | 准直仪控制 |
| CN115598716A (zh) * | 2021-07-07 | 2023-01-13 | 同方威视技术股份有限公司（Cn） | 用于射线扫描设备的射线源的安装定位结构以及射线扫描设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10201756A (ja) * | 1997-01-17 | 1998-08-04 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線透視撮影装置 |
| JP2008278923A (ja) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Canon Inc | Ｘ線画像撮影装置 |
| KR20130058633A (ko) * | 2011-11-25 | 2013-06-04 | (주)코메드메디칼 | 의료용 3ｄ 디지털 방사선 촬영 시스템의 튜브 지지대, 메인 구동부 및 이를 이용한 촬영 포지션 조정 방법 |
-
2013
- 2013-10-23 KR KR1020130126425A patent/KR101479862B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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