KR101616921B1 - 엑스레이 장치 및 엑스레이 장치의 디레이팅 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엑스레이를 출력하기 위한 엑스레이 튜브를 포함하는 엑스레이 탱크 및 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 엑스레이 본체를 포함하는 엑스레이 장치에 있어서, 상기 엑스레이 본체는, 상용 AC 전원으로부터 전력을 입력받아 상기 엑스레이 본체에 동작 전원을 제공하기 위한 전원부; 상기 전원부로부터 동작 전원을 공급받고 상기 엑스레이 본체를 제어하기 위한 제어부; 및 상기 제어부로부터 수신된 제어신호에 따라 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 구동부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 엑스레이 튜브에 공급된 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 전압 입계값 또는 제1 전류 입계값보다 작거나 제2 전압 임계값 또는 제2 전류 임계값보다 큰 경우 디레이팅 모드에서 제어를 수행하기 위한 디레이팅 모듈을 포함하며, 상기 디레이팅 모드는 상기 엑스레이 장치가 정격 전류보다 낮은 관전류로 정격 전류 하에서의 구동 시간인 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 동작하도록 관전류 및 구동 시간을 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

엑스레이 장치 및 엑스레이 장치의 디레이팅 방법{X-ray apparatus and Method of derating the same}
본 발명은 엑스레이(X-ray) 장치 및 그 엑스레이 장치의 디레이팅 방법에 관한 것으로, 엑스레이 튜브의 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 임계값 이하이거나 제2 임계값 이상인 경우 엑스레이 튜브의 구동 시간을 늘림으로써 엑스레이 장치의 출력량을 유지할 수 있는 엑스레이 장치 및 그 엑스레이 장치의 디레이팅 방법에 관한 것이다.
일반적으로 엑스레이를 이용하여 피사체를 촬영하는 엑스레이 장치는 의료수준이 향상되는 추세에 있어서 그 수요가 급증하고 있는 실정으로, 국내 및 미국, 유럽과 같은 선진국뿐 아니라 중국 및 동남아와 같은 개발 도산국 및 후진국에서도 사용이 증가하고 있다.
도 1은 일반적인 엑스레이 장치(디레이팅 모듈 제외)의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 엑스레이 장치(100)는 엑스레이를 출력하기 위한 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 엑스레이 본체(110) 및 엑스레이 튜브를 포함하는 엑스레이 탱크(120)를 포함한다.
엑스레이 본체(110)는 외부로부터 상용 AC 전원(100V~120V또는 200~240V)을 공급받고 엑스레이 본체(110) 및 엑스레이 탱크(120)에 각종 동작 전원을 공급하는 전원부(112), 상기 전원부(112)로부터 동작 전원을 공급받고 상기 엑스레이 장치(100)를 제어하기 위한 각종 제어신호를 출력하는 제어부(114), 및 상기 제어부(114)로부터 입력된 제어신호에 따라 상기 엑스레이 탱크(120)의 엑스레이 튜브에 관전류 및 관전압을 공급함으로써 상기 엑스레이 탱크(120)를 구동하는 구동부(116)를 포함하여 구성된다.
엑스레이 탱크(120)에는 엑스레이를 발생시키기 위한 엑스레이 튜브가 내장되어 상기 엑스레이 본체(110)로부터 공급된 관전류 및 관전압에 따라 엑스레이를 발생시킨다.
도 2는 일반적인 엑스레이 장치에 있어서 엑스선 튜브의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 엑스레이 튜브(130)는 밀폐되어 진공 상태를 유지하는 유리관(121), 상기 유리관(121)의 일측에 길이방향으로 설치되는 음극관부(122), 상기 유리관(121)의 타측에 길이방향으로 설치되는 양극관부(123), 상기 음극관부(122)에 설치되어 열 전자를 방출하기 위한 필라멘트(124), 상기 필라멘트(124)와 양극관부(123) 사이에 설치되며 상기 열 전자에 의해 발생되는 엑스레이를 임의의 방향으로 조사시키기 위한 텅스텐 등의 금속물질로 이루어진 타겟(125)을 포함한다.
이러한 엑스레이 튜브의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 필라멘트(124)에 전류(관전류)를 공급하면 상기 필라멘트(124)에서 열이 발생하게 되고 이로 인하여 자유전자가 발생한다. 여기서 상기 엑스레이 튜브(130)의 음극관부(122) 및 양극관부(123) 사이에 수십 내지 수백 kV의 전압(관전압)을 인가하면, 상기 필라멘트(124)로부터 발생된 자유 전자가 관전압에 의해 가속되어 반대편에 있는 타겟(125)을 고속으로 타격함으로써 엑스레이가 발생하게 된다.
이와 같이 엑스레이 튜브(130)에서 엑스레이를 발생시키기 위해서는 상기 엑스레이 튜브(130)의 필라멘트(124)에 관전류가 공급되어야 하며, 상기 엑스선 튜브(130)의 양극관부(122)와 음극관부(123) 사이에 상당히 높은 관전압이 인가되어야 한다. 일반적으로 관전류는 10mA 내지 40mA일 수 있으며, 관전압은 40kV 내지 120KV일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 엑스레이 장치가 사용되는 환경 및 장비 특성에 따라 관전압 및 관전류가 달라질 수 있다.
이러한 관전압 및 관전류는 엑스레이 본체(110)에 의해 공급된다. 도 1을 다시 참조하면, 전원부(112)는 외부로부터 상용 AC 전원을 공급받아 교류-직류 변환기(AC to DC Converter)에 의해 이를 직류로 변환하여 엑스레이 장치의 동작 전원으로 사용할 수 있다. 구동부(116)는 제어부(114)의 제어신호에 따라 전원부(112)로부터 공급된 동작 전원을 이용하여 엑스레이 탱크(120)의 엑스레이 튜브(130)에 관전압 및 관전류를 제공한다. 제어부(114)는 엑스레이 탱크(120)로부터 입력받은 피드백 신호에 의하여 엑스레이 탱크(120)의 엑스레이 튜브(130)에 공급되는 관전압 및 관전류를 지속적으로 모니터링하며, 이를 통하여 엑스레이 장치(110)의 전체적인 동작을 제어한다.
이와 같이 엑스레이 튜브(130)에 공급되는 관전압 및 관전류는 엑스레이 본체(110)의 제어부(114)의 제어에 의해 구동부(116)에서 출력가능하나, 외부 상용 AC 전원으로부터의 전력 공급이 원활하지 못한 경우 제어부(114)의 제어에도 불구하고 구동부(116)에서 원하는 관전류 및 관전압을 제공하지 못할 수 있다. 즉. 외부 상용 AC 전원으로부터의 전력 공급이 불안정한 경우 공급되는 관전류 및 관전압이 안정적이지 못하여 엑스레이 튜브(130)에 원하는 전류 및 전압을 공급하지 못하게 되는 것이다.
이는 아직 전력 공급이 불안한 동남아나 국토가 넓어 지역의 크기에 비해 인구가 적은, 즉 인구밀도가 낮은 지역에까지 충분한 전력을 공급하지 못하는 중국, 미국과 같은 국가에 있어서 특히 두드러진다.
종래에는 엑스레이 탱크(120)에서 측정되고 제어부에서 모니터링되는 관전압 및 관전류가 정격 전압이나 정격 전류에 미치지 못하는 경우 또는 정격 전압이나 정격 전류로부터 소정 오차 범위 밖에 있는 경우, 엑스레이 장치(100)를 강제적으로 중단(다운)시키는 것에 의하여 엑스레이 장치를 보호하고 있었다.
그러나, 이와 같이 엑스레이 장치(100)를 강제적으로 다운시키는 경우 특히 상술한 국가들에서 엑스레이 장치의 다운 횟수가 많아 엑스레이 장치를 효율적으로 이용하지 못하게 된다. 또한 엑스레이 장치가 다운되어 재촬영해야 하는 경우 인체에 불필요한 피폭이 반복되는 문제가 발생한다. 또한 잦은 강제 다운은 엑스레이 장치의 고장확률을 높이고 수명을 단축시킬 우려가 있다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상용 AC 전원으로부터의 전력 공급이 원활하지 못한 경우에도 엑스레이 장치를 계속하여 동작시킴으로써 엑스레이 장치의 중단에 의하여 인체에 불필요한 피폭이 발생하는 것을 방지할 수 있는 엑스레이 장치 및 그 엑스레이 장치의 디레이팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상용 AC 전원으로부터의 전력 공급이 원활하지 못한 경우에도 엑스레이 장치의 출력량을 유지할 수 있는 엑스레이 장치 및 그 엑스레이 장치의 디레이팅 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상용 AC 전원으로부터의 전력 공급이 원활하지 못한 경우에도 출력량을 유지함으로써 엑스레이 장치를 계속하여 동작시킬 수 있는 엑스레이 장치 및 그 엑스레이 장치의 디레이팅 방법을 제공고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상용 AC 전원으로부터의 불안전한 전원 공급이 디레이팅 모드로도 해소할 수 없는 경우 엑스레이 장치의 동작을 중단시킴으로써 엑스레이 장치 및 그에 연결된 외부 전원을 보호할 수 있는 엑스레이 장치 및 그 엑스레이 장치의 디레이팅 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적들은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 엑스레이를 출력하기 위한 엑스레이 튜브를 포함하는 엑스레이 탱크 및 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 엑스레이 본체를 포함하는 엑스레이 장치에 있어서, 상기 엑스레이 본체는, 상용 AC 전원으로부터 전력을 입력받아 상기 엑스레이 본체에 동작 전원을 제공하기 위한 전원부; 상기 전원부로부터 동작 전원을 공급받고 상기 엑스레이 본체를 제어하기 위한 제어부; 및 상기 제어부로부터 수신된 제어신호에 따라 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 구동부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 엑스레이 튜브에 공급된 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 전압 입계값 또는 제1 전류 입계값보다 작거나 제2 전압 임계값 또는 제2 전류 임계값보다 큰 경우 디레이팅 모드에서 제어를 수행하기 위한 디레이팅 모듈을 포함하며, 상기 디레이팅 모드는 상기 엑스레이 장치가 정격 전류보다 낮은 관전류로 정격 전류 하에서의 구동 시간인 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 동작하도록 관전류 및 구동 시간을 조절하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 디레이팅 모드에서 관전류(mA)×제1 시간(s)의 값(mAs)은 정격전류(mA)×구동 시간인 제1 시간(s)의 값(mAs)과 동일할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 디레이팅 모드에서, 상기 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제3 전압 임계값 또는 제3 전류 입계값보다 작거나 상기 제4 전압 임계값 또는 제3 전류 임계값보다 큰 경우 상기 제어부는 상기 엑스레이 장치의 구동을 중단할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제3 전압 임계값은 제1 전압 임계값보다 작으며, 상기 제3 전류 임계값은 제1 전류 임계값보다 낮을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 엑스레이를 출력하기 위한 엑스레이 튜브를 포함하는 엑스레이 탱크 및 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 엑스레이 본체를 포함하는 엑스레이 장치의 디레이팅 방법은, 상용 AC 전원으로부터 전력을 입력받아 상기 엑스레이 본체에 동작 전원을 제공하는 단계; 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 단계; 상기 엑스레이 튜브의 관전압 및 관전류을 측정하는 단계; 및 측정된 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 전압 입계값 또는 제1 전류 입계값보다 작거나 제2 전압 임계값 또는 제2 전류 입계값보다 큰 경우 디레이팅 모드로 제어를 수행하는 단계를 포함하며, 상기 디레이팅 모드는 상기 엑스레이 장치가 정격 전류보다 낮은 관전류로 정격 전류 하에서의 구동 시간인 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 동작하도록 관전류 및 구동 시간을 조절하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 디레이팅 모드에서 관전류(mA)×제1 시간(s)의 값(mAs)은 정격전류(mA)×구동 시간인 제1 시간(s)의 값(mAs)과 동일할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 디레이팅 모드에서, 상기 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제3 전압 임계값 또는 제3 전류 입계값보다 작거나 상기 제4 전압 임계값 또는 제3 전류 임계값보다 큰 경우 상기 제어부는 상기 엑스레이 장치의 구동을 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제3 전압 임계값은 제1 전압 임계값보다 작으며, 상기 제3 전류 임계값은 제1 전류 임계값보다 낮을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 컴퓨터 판독가능한 저장매체는 컴퓨터에서 실행시 상술한 엑스레이 장치의 디레이팅 방법을 수행하기 위한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 저장한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 프로세서; 및 엑스레이를 출력하기 위한 엑스레이 튜브를 포함하는 엑스레이 탱크 및 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 엑스레이 본체를 포함하는 엑스레이 장치의 디레이팅 모드를 수행하기 위하여, 상기 프로세서와 연결되고 상기 프로세서에 의해 실행가능한 명령어들을 포함하는 메모리를 포함하는 시스템으로서, 상기 프로세서는: 상기 명령어들이 실행될 때, 상용 AC 전원으로부터 전력을 입력받아 상기 엑스레이 본체에 동작 전원을 제공하고, 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하며, 상기 엑스레이 튜브의 관전압 및 관전류을 측정하고, 측정된 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 전압 입계값 또는 제1 전류 입계값보다 작거나 제2 전압 임계값 또는 제2 전류 입계값보다 큰 경우 디레이팅 모드로 제어를 수행하도록 동작하며, 상기 디레이팅 모드는 상기 엑스레이 장치가 정격 전류보다 낮은 관전류로 정격 전류 하에서의 구동 시간인 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 동작하도록 관전류 및 구동 시간을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상용 AC 전원으로부터의 전력 공급이 원활하지 못한 경우에도 엑스레이 장치를 계속하여 동작시킴으로써 엑스레이 장치의 중단에 의하여 인체에 불필요한 피폭이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 효과는 상용 AC 전원으로부터의 전력 공급이 원활하지 못한 경우에도 구동 시간을 연장함으로써 엑스레이 장치의 전체 출력량을 유지할 수 있는 것이다.
본 발명의 또 다른 효과는 상용 AC 전원으로부터의 전력 공급이 원활하지 못한 경우에도 엑스레이 장치의 전체 출력량을 유지함으로써 엑스레이 장치를 계속하여 동작시킬 수 있는 것이다.
본 발명의 또 다른 효과는 상용 AC 전원으로부터의 불안전한 전원 공급이 디레이팅 모드로도 해소할 수 없는 경우 엑스레이 장치의 동작을 중단시킴으로써 엑스레이 장치 및 그에 연결된 외부 전원을 보호할 수 있는 것이다.
도 1은 일반적인 엑스레이 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 엑스레이 장치에서 엑스선 튜브의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 장치의 디레이팅 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디레이팅 장치에 있어서 관전류와 구동 시간의 관계를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 장치의 디레이팅 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 엑스레이 장치의 디레이팅 방법(300)은 외부로부터 엑스레이 장치(100)의 전원부(112)에 전원을 공급하는 것으로부터 시작된다(S310). 외부 전원은 상용 AC 전원일 수 있으며, 일반적으로 100V~120V AC 또는 200~240V AC 전원이 사용되나, 이에 한정되지 않는다. 전원부(112)는 외부 전원을 동작 전원으로 변환하여 엑스레이 장치(100)의 각 부품에 제공하며, 제어부(114)는 구동부(116)를 제어하여 엑스레이 탱크(120)에 구동 신호인 관전압 및 관전류를 입력한다.
엑스레이 탱크(120)의 엑스레이 튜브(130)에 관전압 및 관전류가 공급되면, 전압측정장치 및 전류측정장치(미도시)에 의해 엑스레이 튜브(130)의 관전압 및 관전류를 측정하여, 측정된 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 전압 임계값 및 제1 전류 임계값보다 크거나 제2 전압 입계값 및 제2 전류 입계값보다 작은지를 판단한다(S320). 제1 전압 임계값은 정격 전압의 95%, 제1 전류 임계값은 정격 전류의 95%일 수 있으며, 제2 전압 임계값은 정격 전압의 105%, 제2 전류 임계값은 정격 전류의 105%일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 임계값 및 제2 임계값은 엑스레이 장치의 용도 및 이용지역에 따라 달라질 수 있다.
측정된 관전압이 제1 전압 임계값 이상 제2 전압 임계값 이하이며 측정된 관전류가 제1 전류 임계값 이상 제2 전압 임계값 이하인 경우(S320의 예), 제어부(114)는 엑스레이 튜브(130)의 구동 시간이 제1 시간을 경과하였는지를 판단한다(S340). 제1 시간은 정격 전압 및 전류 하에서 엑스레이 튜브가 구동되어야 하는 구동 시간이다. 엑스레이 튜브의 구동 시간은 일반적으로 5초 내지 10초일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 엑스레이 장치의 이용범위에 따라 달라질 수 있다.
측정된 관전압 및 관전류가 제1 전압 임계값 및 제1 전류 임계값보다 작거나 제2 전압 임계값 및 제2 전류 임계값보다 큰 경우(S320의 아니오), 엑스레이 장치(100)는 디레이팅 모드로 동작하게 된다(S330). 디레이팅 모드에 대하여는 이하에서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
구동 시간이 제1 시간을 경과한 경우(S340의 예), 제어부(114)는 엑스레이 장치(100)의 구동을 중단하는 제어신호를 출력한다(S370). 구동 시간이 제1 시간을 경과하지 않은 경우(S340의 아니오), 제어부(114)는 엑스레이 탱크(120)에서 측정되어 피드백된 관전류 및 관전압을 계속하여 모니터링하며, S320 내지 S360을 반복한다.
측정된 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 전압 임계값 및 제1 전류 임계값보다 작거나 제2 전압 임계값 및 제2 전류 임계값보다 큰 경우(S320의 아니오), 엑스레이 장치(100)는 디레이팅 모드로 동작하게 된다(S330). 디레이팅 모드의 동작은 제어부(114)의 디레이팅 모듈(115)에 의해 수행될 수 있다. 디레이팅 모드로 전환되면, 제어부(114)의 디레이팅 모듈(115)은 엑스레이 튜브(130)의 관전류를 정격전류보다 낮은 소정의 값, 예를 들어 정격 전류×0.9로 설정하여, 디레이팅 모드의 관전류를 공급한다. 동시에 디레이팅 모듈(115)은 상기 디레이팅 모드의 관전류 하에서 엑스레이 튜브(130)가 구동되어야 하는 구동 시간을 재계산하며, 이를 제2 시간이라 한다. 즉, 제2 시간은 디레이팅 모드에서 엑스레이 튜브(130)가 구동되어야 하는 시간이다. 제2 시간의 계산방법에 대하여는 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
디레이팅 모드에서 관전압 및 관전류가 제3 전압 임계값 및 제3 전류 임계값 이상 제4 전압 임계값 및 제4 전류 임계값 이하인 경우(S350의 예), 디레이팅 모듈(115)은 구동 시간이 제2 시간을 경과하였는지 여부를 판단한다(S360). 구동 시간이 제2 시간을 경과한 경우(S360의 예), 디레이팅 모듈(115)은 엑스레이 장치(100)의 구동을 중단하는 제어신호를 출력한다(S370). 구동 시간이 제2 시간을 경과하지 않은 경우(S360의 아니오), 제어부(114)의 디레이팅 모듈(115)은 엑스레이 탱크(120)에서 측정되어 피드백된 관전류 및 관전압을 계속하여 모니터링하며, S350 내지 S360을 반복한다.
디레이팅 모드에서 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제3 전압 임계값 및/또는 제3 전류 임계값보다 작거나 제4 전압 임계값 및/또는 제4 전류 임계값보다 큰 경우(S350의 아니오), 제어부(114)의 디레이팅 모듈(115)은 엑스레이 장치의 구동을 중단하는 제어신호를 출력한다(S370). 이는 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제3 전압 임계값 및/또는 제3 전류 임계값보다 작거나 제4 전압 임계값 및/또는 제4 전류 임계값보다 큰 경우 입력 전압 및 전류가 지나치게 불안하여 디레이팅 모드로도 엑스레이 장치(100)를 정상 동작킬 수 없기 때문이다. 이 경우 엑스레이 장치의 구동을 중단하여 원하는 영상을 획득할 수 없음에도 불구하고 인체에 불필요한 피폭이 계속되는 것을 방지함과 동시에 엑스레이 장치를 보호하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 장치의 디레이팅 방법은 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 전압 임계값 및/또는 제1 전류 임계값보다 작거나 제2 전압 임계값 및/또는 제2 전류 임계값보다 큰 경우 디레이팅 모드로 전환하여 관전류를 낮추고 구동 시간을 연장함으로써 안정적으로 엑스레이 튜브의 전체 출력량을 유지할 수 있으며, 엑스레이 장치의 구동을 중단하지 않음으로써 장치 중단에 의한 인체의 불필요한 피폭을 방지하는 효과가 있다. 또한 디레이팅 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제3 전압 임계값 및/또는 제3 전류 임계값보다 작거나 제4 전압 임계값 및 제4 전류 임계값보다 큰 경우 디레이팅 모드의 관전류조차 안정적으로 공급할 수 없어 구동 시간을 연장하더라도 원하는 결과를 생성할 수 없기 때문에 엑스레이 장치의 구동을 중단함으로써 장치 유지에 의한 인체의 불필요한 피폭을 방지할 수도 있으며, 불안정한 전력 공급에 의한 엑스레이 장치의 손상을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디레이팅 장치에 있어서 관전류와 구동 시간의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하여, 디레이팅 모드에 대하여 자세히 설명한다. 도 4에서 점선은 정격전류 하에서 엑스레이 튜브(130)의 관전류 및 구동시간을 나타내며, 가는 실선은 엑스레이 튜브(130)에서 측정된 관전류를 나타내고, 굵은 실선은 엑스레이 튜브(130)의 입력 제어 신호를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 엑스레이 튜브(130)에 공급되어야 하는 정격 전류는 10mA이며 정격 전류 하에서의 전체 구동 시간(제1 시간)은 5초라고 가정한다. 또한 제1 전류 임계값이 9.5mA이며 제2 전류 임계값은 10.5mA라고 가정하며, 디레이팅 모드에서 관전류는 9mA이고, 제3 전류 임계값 및 제4 전류 임계값은 각각 8.5mA 및 9.5mA라고 한다. 이 실시예에서는 측정 전류를 기준으로 디레이팅 모드를 설명하고 있으나 측정 전압의 경우도 유사하게 동작할 수 있다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 튜브(130)의 마스(mAs) 값은 정격 전류(10mA)×구동 시간(5초) = 50mAs가 되어야 한다. 그러나 공급 전력(전압 또는 전류)가 불안정하면 제어기의 입력 신호가 일정하다 하더라도 엑스레이 튜브(130)에 공급되는 전류가 불안정해 질 수 있다.
도 4의 (a)를 참조하면, 엑스레이 장치(100)를 구동한 직후 엑스레이 튜브(130)에서 측정된 관전류는 10mA이나 입력 전류가 흔들리게 되며 1초 후 엑스레이 튜브(130)로부터 측정된 관전류가 제1 전류 임계값인 9.5mA 이하가 된다. 따라서 엑스레이 장치(100)는 디레이팅 모드에 들어가게 된다. 디레이팅 모드에서 엑스레이 튜브의 마스값은 일정해야 하므로, 엑스레이 튜브는 (50mAs-10mAs)/9mAs = 4.44s 동안 더 구동되어야 하며, 따라서 전체 구동 시간은 5.44초가 된다.
도 4의 (b)를 참조하면, 엑스레이 장치(100)를 구동한 직후에는 엑스레이 튜브(130)의 관전류가 10mA에서 오차범위 내에 있으나 2초 후 측정된 관전류가 10.5mA 이상이 된다. 따라서 엑스레이 장치는 이때부터 디레이팅 모드로 들어가게 된다. 디레이팅 모드에서 엑스레이 튜브의 마스값은 일정하게 유지되어야 하므로, 엑스레이 튜브는 (50mAs-20mAs)/9mAs = 3.33s 동안 더 구동되어야 하며, 따라서 전체 구동 시간은 5.33초가 된다.
도 4의 (c)를 참조하면, 초기에는 도 4의 (a)에서와 마찬가지로 엑스레이 장치(100)를 구동한 후 1초가 경과하는 시점에서 측정된 입력 전류가 제2 임계값 이상이 되어 디레이팅 모드로 동작하게 된다. 그러나, 디레이팅 모드에서도 입력 전류의 흔들림이 발생하여 3초 후 측정된 관전류가 9.5mA 이상이 된다. 이 경우 제어부는 엑스레이 장치의 구동을 중단하는 제어 신호를 출력한다.
도 4의 (d)를 참조하면, 초기에는 도 4의 (b)와 마찬가지로 엑스레이 장치(100)를 구동한 후 2초가 경과한 시점에서 측정된 입력 전류가 제1 임계값 이하가 되어 디레이팅 모드로 동작하게 된다. 그러나, 디레이팅 모드에서도 입력 전류의 흔들림이 발생하여 4초가 경과하는 시점에서 측정된 관전류가 9.5mA 이상이 된다. 이 경우 제어부는 엑스레이 장치의 구동을 중단하는 제어 신호를 출력한다.
이와 같이 본 발명에 따른 엑스레이 장치 및 그 엑스레이 장치의 디레이팅 방법은 디레이팅 모드에서 정격전류보다 낮은 관전류로 엑스레이 튜브를 구동하고 구동 시간을 단축하는 것에 의하여 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 오차 범위 밖에 있는 경우에도 엑스레이 장치를 계속 구동할 수 있으므로, 장치의 중단에 의하여 촬영을 다시 함으로써 발생하는 인체의 불필요한 피폭을 방지할 수 있으며 불필요한 장치 중단을 반복하지 않음으로써 엑스레이 장치의 고장을 방지하고 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엑스레이 장치 및 그 엑스레이 장치의 디레이팅 방법은 디레이팅 모드에서도 측정된 입력 전류가 소정 범위 내에 있지 않은 경우 엑스레이 장치의 구동을 중단함으로써 엑스레이 장치를 보호하고 불필요한 피복을 중단할 수 있다.
본 발명에 따른 엑스레이 장치의 디레이팅 방법은 엑스레이 장치의 디레이팅 모듈에 의해 하드웨어적으로 수행되거나 컴퓨터 프로그램 명령어들에 의해 소프트웨어적으로 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령어들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 이 경우 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 명령어들이 본 발명에 따른 엑스레이 장치의 디레이팅 방법의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 명령어들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 판독가능한 저장매체에 저장될 수 있으며, 그 컴퓨터 컴퓨터 판독가능한 저장매체에 저장된 명령어들은 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 명령어 수단을 포함하는 제품으로 생산될 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
100: 엑스레이 장치
110: 엑스레이 본체
112: 전원부
113: AC-DC 컨버터
114: 제어부
115: 디레이팅 모듈
116: 구동부
120: 엑스레이 탱크
130: 엑스레이 튜브

Claims (10)

  1. 엑스레이를 출력하기 위한 엑스레이 튜브를 포함하는 엑스레이 탱크 및 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 엑스레이 본체를 포함하는 엑스레이 장치에 있어서,
    상기 엑스레이 본체는,
    상용 AC 전원으로부터 전력을 입력받아 상기 엑스레이 본체에 동작 전원을 제공하기 위한 전원부;
    상기 전원부로부터 동작 전원을 공급받고 상기 엑스레이 본체를 제어하기 위한 제어부; 및
    상기 제어부로부터 수신된 제어신호에 따라 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 구동부를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 엑스레이 튜브에 공급된 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 전압 입계값 또는 제1 전류 입계값보다 작거나 제2 전압 임계값 또는 제2 전류 임계값보다 큰 경우 디레이팅 모드에서 제어를 수행하기 위한 디레이팅 모듈을 포함하며,
    상기 디레이팅 모드는 상기 엑스레이 장치가 상기 제1 전류 임계값보다 낮은 일정한 관전류로 정격 전류 하에서의 구동 시간인 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 동작하도록 관전류 및 구동 시간을 조절하며,
    상기 디레이팅 모드에서 관전류(mA)×제2 시간(s)의 값(mAs)은 정격전류(mA)×제1 시간(s)의 값(mAs)과 동일한 것을 특징으로 하는 엑스레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디레이팅 모드에서, 상기 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제3 전압 임계값 또는 제3 전류 입계값보다 작거나 제4 전압 임계값 또는 제4 전류 임계값보다 큰 경우 상기 제어부는 상기 엑스레이 장치의 구동을 중단하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제3 전압 임계값은 제1 전압 임계값보다 작으며, 상기 제3 전류 임계값은 제1 전류 임계값보다 낮은 것을 특징으로 하는 엑스레이 장치.
  5. 엑스레이를 출력하기 위한 엑스레이 튜브를 포함하는 엑스레이 탱크 및 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 엑스레이 본체를 포함하는 엑스레이 장치의 디레이팅 방법에 있어서,
    상용 AC 전원으로부터 전력을 입력받아 상기 엑스레이 본체에 동작 전원을 제공하는 단계;
    상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 단계;
    상기 엑스레이 튜브의 관전압 및 관전류을 측정하는 단계; 및
    측정된 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 전압 입계값 또는 제1 전류 입계값보다 작거나 제2 전압 임계값 또는 제2 전류 입계값보다 큰 경우 디레이팅 모드로 제어를 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 디레이팅 모드는 상기 엑스레이 장치가 상기 제1 전류 입계값보다 낮은 일정한 관전류로 정격 전류 하에서의 구동 시간인 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 동작하도록 관전류 및 구동 시간을 조절하며,
    상기 디레이팅 모드에서 관전류(mA)×제2 시간(s)의 값(mAs)은 정격전류(mA)×제1 시간(s)의 값(mAs)과 동일한 것을 특징으로 하는 엑스레이 장치의 디레이팅 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 디레이팅 모드에서, 상기 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제3 전압 임계값 또는 제3 전류 입계값보다 작거나 제4 전압 임계값 또는 제4 전류 임계값보다 큰 경우 제어부는 상기 엑스레이 장치의 구동을 중단하는 단계를 더 포함하는 엑스레이 장치의 디레이팅 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제3 전압 임계값은 제1 전압 임계값보다 작으며, 상기 제3 전류 임계값은 제1 전류 임계값보다 낮은 것을 특징으로 하는 엑스레이 장치의 디레이팅 방법.
  9. 컴퓨터에서 실행시 제 5 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 엑스레이 장치의 디레이팅 방법을 수행하기 위한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능한 저장매체.
  10. 적어도 하나의 프로세서; 및
    엑스레이를 출력하기 위한 엑스레이 튜브를 포함하는 엑스레이 탱크 및 상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하는 엑스레이 본체를 포함하는 엑스레이 장치의 디레이팅 모드를 수행하기 위하여, 상기 프로세서와 연결되고 상기 프로세서에 의해 실행가능한 명령어들을 포함하는 메모리를 포함하는 시스템으로서,
    상기 프로세서는: 상기 명령어들이 실행될 때,
    상용 AC 전원으로부터 전력을 입력받아 상기 엑스레이 본체에 동작 전원을 제공하고,
    상기 엑스레이 튜브에 관전압 및 관전류을 공급하며,
    상기 엑스레이 튜브의 관전압 및 관전류을 측정하고,
    측정된 관전압 및 관전류 중 적어도 하나가 제1 전압 입계값 또는 제1 전류 입계값보다 작거나 제2 전압 임계값 또는 제2 전류 입계값보다 큰 경우 디레이팅 모드로 제어를 수행하도록 동작하며,
    상기 디레이팅 모드는 상기 엑스레이 장치가 상기 제1전류 임계값보다 낮은 일정한 관전류로 정격 전류 하에서의 구동 시간인 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 동작하도록 관전류 및 구동 시간을 조절하며,
    상기 디레이팅 모드에서 관전류(mA)×제2 시간(s)의 값(mAs)은 정격전류(mA)×제1 시간(s)의 값(mAs)과 동일한 것을 특징으로 하는, 엑스레이 장치의 구동 시스템.
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