KR101677172B1 - 방사선 디텍터와 이를 포함하는 방사선 촬영장치, 그 자동노출제어방법 및 방사선 촬영방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사선 디텍터와 이를 포함하는 방사선 촬영장치, 그 자동노출제어방법 및 방사선 촬영방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동노출제어기능을 갖는 방사선 디텍터와 이를 포함하는 방사선 촬영장치, 그 자동노출제어방법 및 방사선 촬영방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터는 피사체를 투과한 방사선을 흡수하여 전하를 생성하는 광도전층; 상기 광도전층 상에 형성되는 상부전극; 상기 상부전극에 고전압을 인가하는 고전압 공급부; 상기 광도전층 하부에 위치하여 상기 전하를 수집하는 전하수집부; 상기 전하수집부에 연결되어 상기 전하수집부에서 전하량 데이터를 추출하는 회로부; 및 상기 상부전극에 전기적으로 연결되어 상기 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하고, 상기 전류에 대응하여 방사선의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시키는 자동노출제어부를 포함할 수 있다.

Description

방사선 디텍터와 이를 포함하는 방사선 촬영장치, 그 자동노출제어방법 및 방사선 촬영방법 {Radiation detector, Apparatus for radiography using the same, Method for auto exposure control and radiography thereof}

본 발명은 방사선 디텍터와 이를 포함하는 방사선 촬영장치, 그 자동노출제어방법 및 방사선 촬영방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동노출제어기능을 갖는 방사선 디텍터와 이를 포함하는 방사선 촬영장치, 그 자동노출제어방법 및 방사선 촬영방법에 관한 것이다.

일반적으로 유방암의 검사를 위해 방사선 촬영장치를 이용하여 검진자의 유방을 촬영하고 있다. 유방은 검진자마다 두께나 크기가 다르고, 조직 성분이 다르기 때문에 검진자에 따라 유방암의 검사를 위한 최적의 영상을 얻기 위해 검진자의 유방에 조사하는 방사선량을 적정하게 조절할 필요가 있다.

이를 위해서 한국등록특허 제10-1234670호(2013.02.13) 등에서는 검진자의 유방촬영시, 실제 유방을 촬영하기 위한 본 조사(Main shot) 전에 두께나 크기, 조직 성분에 따라 적정 방사선량을 결정하기 위해 미약하게 방사선을 조사해보는 선 조사(Pre-shot)를 수행하는 방법이 제시되어 있다. 이러한 경우, 방사선의 선 조사와 본 조사로 인해 인체에 유해한 방사선이 검진자에게 과도하게 피폭되고, 촬영 시간이 길어짐에 따라 검진자의 가슴이 압박되는 시간이 필요 이상으로 길어지게 된다.

또한, 종래의 유방 촬영을 위한 맘모그래피(Mammography) 장치에서는 맘모그래피 장치의 자동노출제어를 위하여 방사선량을 측정하는 별도의 방사선 감지 센서를 방사선 디텍터의 전면 또는 후면에 설치하여야 한다. 복잡한 구조의 방사선 감지 센서가 전면에 위치하는 경우는 방사선 디텍터로 입사하는 방사선의 진행을 방해하여 복잡한 검출 왜곡이 발생할 수 있고, 디텍터의 후면에 방사선 감지 센서를 배치하는 경우는 방사선이 방사선 감지 센서에 도달할 수 있도록 방사선 디텍터 내부에 방사선 투과영역을 제공하여야 하므로, 방사선 디텍터의 구성이 매우 복잡해지는 문제점이 있다.

그리고 방사선 감지 센서가 설치되지 않은 경우에는 방사선관의 관전압(㎸p)이나 관전류(㎃) 또는 조사시간 등으로 이루어지는 방사선 촬영조건에 근거하여 방사선 촬영이 실시되고 있는데, 피사체의 신체 특성에 따라 최소의 피폭량으로 최적의 화상을 얻는 방식이 아닌 종래 경험치에 의한 오퍼레이터의 숙련도에만 의존하는 문제점이 존재한다.

한국등록특허공보 제10-1234670호

본 발명은 검진자의 피폭선량을 감소시키고, 촬영시간을 단축할 수 있는 방사선 디텍터와 이를 포함하는 방사선 촬영장치, 그 자동노출제어방법 및 방사선 촬영방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터는 피사체를 투과한 방사선을 흡수하여 전하를 생성하는 광도전층; 상기 광도전층 상에 형성되는 상부전극; 상기 상부전극에 고전압을 인가하는 고전압 공급부; 상기 광도전층 하부에 위치하여 상기 전하를 수집하는 전하수집부; 상기 전하수집부에 연결되어 상기 전하수집부에서 전하량 데이터를 추출하는 회로부; 및 상기 상부전극에 전기적으로 연결되어 상기 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하고, 상기 전류에 대응하여 방사선의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시키는 자동노출제어부를 포함할 수 있다.

상기 자동노출제어부는 상기 전류를 계측하는 전류측정부; 및 계측된 상기 전류와 소정의 설정값을 비교하여 방사선의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 전류측정부는 상기 상부전극에 전기적으로 연결되어 전류를 측정하는 전류계; 상기 전류계에서 측정된 전류를 증폭하는 증폭부; 및 상기 증폭부에서 증폭된 전류값을 디지털화하는 아날로그-디지털 변환기를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 피사체의 크기에 따라 상기 설정값을 설정하는 설정부; 상기 설정값과 상기 전류가 누적된 누적전류값을 비교하여 방사선의 조사량의 제어를 판단하는 비교판단부; 및 상기 비교판단부의 판단에 따라 상기 제어신호를 발생시키는 제어신호 발생부를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 설정부에서 설정된 상기 설정값을 상기 피사체의 평균 투과율에 따라 보정하는 보정부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 이용하여 상기 설정부에서 설정된 상기 설정값을 보정하는 보정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터; 상기 방사선 디텍터에 대응하여 위치하며, 상기 방사선 디텍터 상의 상기 피사체에 방사선을 조사하는 방사선 발생부를 포함하고, 상기 방사선 발생부는 상기 제어신호에 따라 제어될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동노출제어방법은 피사체를 투과한 방사선이 방사선 디텍터로 입사하는 단계; 상기 방사선에 의해 상기 방사선 디텍터의 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하는 단계; 상기 전류가 누적된 누적전류값이 소정의 설정값에 도달하면 상기 피사체에 조사되는 방사선을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 피사체의 크기에 따라 상기 설정값을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 피사체의 평균 투과율에 따라 상기 설정값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 이용하여 상기 설정값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 그 밖의 또 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법은 피사체에 방사선을 조사하는 단계; 상기 피사체를 투과한 방사선이 방사선 디텍터로 입사하는 단계; 상기 방사선 디텍터의 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하여 상기 피사체에 조사되는 방사선의 차단 여부를 결정하는 단계; 상기 피사체에 조사되는 방사선을 차단하는 단계; 및 상기 광도전층에서 생성되는 전하가 수집된 전하량 데이터를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 차단 여부를 결정하는 단계에서는 상기 광도전층에서 발생되는 전류를 누적한 누적전류값이 소정의 설정값에 도달하면 상기 피사체에 조사되는 방사선의 차단을 결정할 수 있다.

상기 피사체의 크기에 따라 상기 설정값을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 피사체의 평균 투과율에 따라 상기 설정값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 이용하여 설정값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 피사체는 유방암의 검사를 위한 사람의 가슴일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터는 선 조사(Pre-shot) 없이 본 조사(Main shot)에서 최적의 방사선량이 조사되었을 때 방사선의 조사를 차단함으로써, 방사선에 피폭되는 검진자의 피폭선량을 최소화시키고, 촬영시간을 단축하여 검진자의 가슴이 압박되는 시간을 줄일 수 있다. 그리고 검진자에 따라 최적의 방사선량이 검진자의 가슴에 조사될 수 있기 때문에 검진자에 따른 최적의 영상을 얻을 수 있고, 이에 따라 유방암의 정밀한 검사를 할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 방사선 디텍터는 자동노출제어(Auto Exposure Control; AEC) 기능을 위한 간단한 구조의 자동노출제어부를 내부에 포함하고 있어서, 이를 통하여 간편하게 방사선 발생부의 제어가 가능하고, 방사선 촬영장치의 소형화를 이룰 수 있다. 이에 별도의 방사선 감지 센서를 방사선 디텍터 전면 또는 후면에 배치하는 것에 따른 종래기술의 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 자동노출제어부의 고장률을 낮출 수 있고, 구성이 간단하여 수리가 간편하기 때문에 용이하게 방사선 디텍터를 유지 보수할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터의 자동노출제어부를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 피사체의 크기가 누적전류값에 미치는 영향을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 피사체의 평균 투과율이 누적전류값에 미치는 영향을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동노출제어방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 그 밖의 또 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법을 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 그 밖의 또 다른 실시예에 따른 전하량 데이터의 추출을 설명하기 위한 개념도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터(100)는 피사체를 투과한 방사선(10)을 흡수하여 전하를 생성하는 광도전층(110); 상기 광도전층(110) 상에 형성되는 상부전극(120); 상기 상부전극(120)에 고전압을 인가하는 고전압 공급부(130); 상기 광도전층(110) 하부에 위치하여 상기 전하를 수집하는 전하수집부(140); 상기 전하수집부(140)에 연결되어 상기 전하수집부(140)에서 전하량 데이터를 추출하는 회로부(150); 및 상기 상부전극(120)에 전기적으로 연결되어 상기 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 계측하고, 상기 전류에 대응하여 방사선(10)의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시키는 자동노출제어부(160)를 포함할 수 있다.

광도전층(110)은 피사체를 투과한 방사선(10)을 흡수하여 전하를 생성하고, 이러한 전하에 의해 전기신호가 발생된다. 이때, 방사선(10)은 상부전극(120)을 통해 광도전층(110)으로 전달되어 광도전층(110)에 흡수되고, 엑스선(X-ray), 알파선(α-ray), 감마선(γ-ray), 전자선, 자외선(UV-ray) 등이 이용될 수 있다. 광도전층(110)은 상부전극(120)을 통해 전달된 방사선(10)에 의해 광도전성을 나타내고, 방사선(10) 조사에 따라 양전하(또는 정공) 및 음전하(또는 전자) 쌍을 생성한다. 여기서, 양전하 및 음전하는 상하로 분리되면서 전기신호가 발생되고, 전류가 흐르게 된다.

상부전극(120)은 광도전층(110)의 면적에 대응하는 면적으로 광도전층(110) 상에 형성될 수 있다. 상부전극(120)은 고전압(예를 들어, 4 ㎸)이 인가될 수 있고, 광도전층(110)에서 생성된 전하가 전하수집부(140)에 수집될 수 있도록 광도전층(110)에 전기장을 형성할 수 있다.

고전압 공급부(130)는 상부전극(120)에 연결되어 상부전극(120)에 고전압을 인가할 수 있으며, 전압 공급라인을 통해 상부전극(120)에 연결되어 고전압을 공급하는 고전압 공급기 및 상기 고전압 공급기에 전원을 인가하는 전원부를 포함할 수 있다. 방사선을 검출하여 방사선 영상을 생성하는 직접방식의 방사선 디텍터는 패널 구조상 패널의 상단에 형성된 상부전극에 고전압이 인가됨으로써 구동될 수 있는데, 이에 따라 고전압 공급부(130)는 4 ㎸ 이상의 고전압을 상부전극(120)에 공급한다. 이때, 고전압이 공급되는 전압 공급라인을 따라 일정량의 전류가 흐르게 된다.

전하수집부(140)는 광도전층(110) 하부에 위치하며, 광도전층(110)에서 생성된 전하를 수집할 수 있다. 전하수집부(140)는 광도전층(110)에서 생성된 양전하 및 음전하 중에서 어느 하나를 수집할 수 있는데, 상부전극(120)으로 이동하는 양전하 또는 음전하에 대응되는 전하를 수집한다.

그리고 전하수집부(140)는 2차원 배열로 구성될 수 있고, 픽셀전극(141), 전하 수집전극 및 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 포함할 수 있다.

픽셀전극(141)은 상부전극(120)에 대응되는 극성을 가질 수 있고, 복수개가 2차원 배열로 구성될 수 있다. 광도전층(110)에서 생성된 양전하 및 음전하는 상부전극(120)에 인가되는 고전압에 의해 형성된 전기장에 의해 상하로 분리되는데, 이때 분리되는 양전하 및 음전하는 상부전극(120)과 픽셀전극(141)의 극성에 따라 각각 끌려가게 된다. 상부전극(120)에 (+) 성분의 전압을 인가하고 픽셀전극(141)에 (-) 성분의 전압을 인가하면, 상부전극(120)으로 음전하가 끌려가고 픽셀전극(141)으로 양전하가 끌려가게 된다. 픽셀전극(141)에 끌려온 전하(예를 들어, 양전하)들은 픽셀전극(141)을 통해 상기 전하 수집전극에 충전되게 된다.

상기 전하 수집전극은 픽셀전극(141)에 연결되어 광도전층(110)의 광도전성에 의해 생성된 전하 중 픽셀전극(141)에 끌려온 전하(양전하 또는 음전하)를 수집하며, 메탈층, 유전체층 또는 메탈층 및 유전체층의 조합으로 구성될 수 있다.

상기 박막 트랜지스터는 상기 전하 수집전극에 연결되고, 상기 전하 수집전극에 수집된 전하의 흐름을 제어하는데, 방사선(10)의 조사시에는 상기 전하 수집전극에 전하가 충전되게 하며, 방사선(10)의 조사가 종료되면 충전된 전하가 회로부(150)로 이동할 수 있도록 전하수집부(140)와 회로부(150)의 연결라인을 활성화시킨다.

회로부(150)는 전하수집부(140)에 연결되고, 상기 박막 트랜지스터의 활성화를 통해 상기 전하 수집전극에 수집된 전하들의 전하량 데이터를 전하수집부(140)에서 추출할 수 있다. 이러한 전하량 테이터를 이용하여 영상을 생성할 수도 있다. 그리고 회로부(150)는 행 구동회로(Row driver), 열 구동회로(Column driver) 및 판독부를 포함할 수 있다.

자동노출제어부(160)는 상부전극(120)에 전기적으로 연결되어 방사선(10)의 조사에 의해 광도전층(110)에서 전류가 발생되면 발생되는 전류를 계측할 수 있고, 계측된 전류에 대응하여 방사선(10)의 조사량을 제어할 수 있는 제어신호를 발생시킬 수 있다. 이때, 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 직접 측정하여 계측할 수도 있고, 광도전층(110)에 전기적으로 연결된 방사선 디텍터(100) 내부의 다른 구성의 전류값이나 다른 종류의 측정값으로 계산하여 계측할 수도 있다. 여기서, “계측”이라는 말은 어떠한 값을 양적으로 파악하기 위해 행하는 구체적인 조작인 ‘측정’을 포함하는 상위 개념으로, 여러 방법과 장치를 이용하여 어떤 사실을 양적으로 포착하는 일을 말하며, 직접 측정하는 것뿐만 아니라 다른 값들을 이용하여 계산함으로써 얻어질 수도 있다. 그리고 “전기적으로 연결”이라는 말은 바로 연결되는 것뿐만 아니라 사이에 다른 구성 요소가 위치하는 것을 포함하며, 전류가 서로 통하는 곳에 연결되어 있으면 족하다. 한편, 광도전층(110)에서 발생되는 전류는 방사선(10)의 조사량을 확인할 수 있는 척도(Scale) 역할을 할 수도 있으며, 이렇게 되면 자동노출제어(Auto Exposure Control; AEC)를 위해서 구조가 복잡하고 고가의 대형 장비인 방사선 감지 센서를 별도로 설치하지 않아도 자동노출제어를 할 수 있다.

상부전극(120)에 4 ㎸ 이상의 고전압을 인가된 방사선 디텍터(100)에 방사선(10)이 조사되면, 방사선(10)이 상부전극(120)을 통해 광도전층(110)에 도달되어 광도전층(110)에서 양전하와 음전하의 분리 현상이 일어나게 되고, 광도전층(110)에 전류가 흐르게 된다. 이때, 상부전극(120)에 인가된 고전압(예를 들어, 4 ㎸)이 순간적으로 하락하게 되고, 상부전극(120)에 고전압이 공급되는 전압 공급라인에 방사선(10)이 조사되기 전보다 많은 양의 전류가 흐르게 된다. 또한, 상기 전압 공급라인의 전류량 변화에 따라 고전압 공급부(130)의 내부 전류(즉, 상기 고전압 공급기 및 상기 전원부 사이의 전류)도 증가하게 된다. 이에 자동노출제어부(160)는 고전압 공급부(130)에 연결되어 고전압 공급부(130)의 내부 전류를 측정함으로써 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 계측할 수도 있다.

한편, 자동노출제어부(160)는 상기 전압 공급라인에 연결되어 상기 전압 공급라인의 전류를 측정할 수도 있지만, 상기 전압 공급라인에 4 ㎸ 이상의 매우 높은 전압이 인가되기 때문에 자동노출제어부(160)의 회로를 안전하게 구성하기 힘들다. 또한, 상기 고전압 공급기에서 발생된 리플 노이즈(Ripple Noise)에 의해 자동노출제어부(160)가 오작동될 수도 있다. 그리고 자동노출제어부(160)를 광도전층(110)에 직접 연결하여 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 측정할 수도 있지만, 광도전층(110)은 면적을 가지기 때문에 한 부분만을 연결하여 원하는 전류값(또는 총 전류값)을 측정하기 어렵다. 하지만, 상기 고전압 공급기 및 상기 전원부 사이에 자동노출제어부(160)를 연결하여 고전압 공급부(130)의 내부 전류를 측정하면, 상기 전압 공급라인에 자동노출제어부(160)가 위치하였을 때의 자동노출제어부(160) 회로 구성의 어려움, 자동노출제어부(160)의 내구성 취약 및 계측의 정확성 등의 문제를 해결할 수 있고, 이에 간단하게 자동노출제어부(160)를 구성하고 자동노출제어부(160)의 고장률을 낮추며 계측 정확성까지 향상시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터의 자동노출제어부를 나타낸 개략도로, 도 2(a)는 자동노출제어부를 나타내고, 도 2(b)는 전류측정부를 나타내며, 도 2(c)는 제어부를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 자동노출제어부(160)는 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 계측하는 전류측정부(161); 및 계측된 상기 전류와 소정의 설정값을 비교하여 방사선(10)의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시키는 제어부(162)를 포함할 수 있다.

전류측정부(161)는 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 계측하는데, 광도전층(110)에 연결되어 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 직접 측정하여 계측할 수도 있고, 상기 전압 공급라인 또는 고전압 공급부(130)에 연결되어 상기 전압 공급라인의 전류 또는 고전압 공급부(130)의 내부 전류를 측정한 전류값을 계산함으로써 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 계측할 수도 있다.

그리고 전류측정부(161)는 상부전극(120)에 전기적으로 연결되어 전류를 측정하는 전류계(161a); 전류계(161a)에서 측정된 전류를 증폭하는 증폭부(161b); 및 증폭부(161b)에서 증폭된 전류값을 디지털화하는 아날로그-디지털 변환기(161c)를 포함할 수 있다.

전류계(161a)는 전기회로에 연결되어 전기회로에 흐르는 전류를 측정하는 기기로서, 상부전극(120)에 전기적으로 연결되어 광도전층(110)에서 발생되는 전류에 의해 변화되는 상기 전압 공급라인의 전류 또는 고전압 공급부(130)의 내부 전류를 측정할 수 있다. 여기서, 고전압 공급부(130)의 내부 전류를 측정하는 것이 바람직하다.

증폭부(161b)는 전류계(161a)에서 측정된 전류를 증폭할 수 있는데, 일반적으로 전류가 흐르는 양단의 전압(또는 전위차)을 측정하여 전압값을 증폭한 후 전류값으로 변환한다. 증폭부(161b)는 미세한 전류 변화를 더욱 자세히 확인하기 위해 전류값의 크기(scale)을 확대할 수 있는데, 측정된 전류값이 확인 가능할 정도의 크기(scale)를 갖는다면 증폭하지 않을 수도 있다.

아날로그-디지털 변환기(161c)는 아날로그의 전류값을 디지털화하는 역할을 하며, 디지털화된 디지털 값(Digital Output)을 제어부(162)로 전송한다.

제어부(162)는 계측된 광도전층(110)에서 발생되는 전류의 전류값과 소정의 설정값을 비교하여 방사선(10)의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시킬 수 있다. 한편, 상기 전압 공급라인의 전류 또는 고전압 공급부(130)의 내부 전류를 측정하는 경우, 측정된 전류값으로 광도전층(110)에서 발생되는 전류의 전류값을 계산해야 하는 불편함 없이 측정된 전류값을 그대로 사용할 수도 있는데, 이때 상기 설정값을 측정된 전류값에 맞게 변경하여야 하고, 측정된 전류값과 변경된 설정값을 비교함으로써 방사선(10)의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시킬 수 있다.

그리고 제어부(162)는 상기 피사체의 크기에 따라 상기 설정값을 설정하는 설정부(162a); 상기 설정값과 광도전층(110)에서 발생되는 전류의 전류값이 누적된 누적전류값을 비교하여 방사선(10)의 조사량의 제어를 판단하는 비교판단부(162c); 및 비교판단부(162c)의 판단에 따라 방사선(10)의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시키는 제어신호 발생부(162d)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 피사체의 크기가 누적전류값에 미치는 영향을 설명하기 위한 개념도로, 도 3(a)는 피사체가 위치한 상태의 방사선 디텍터를 상부에서 본 경우, 피사체로 가려진 영역(B 영역)과 그 외의 영역(A 영역)을 나타내고, 도 3(b)는 피사체로 가려진 영역(B 영역)과 그 외의 영역(A 영역)이 누적전류값에 미치는 영향을 나타낸다.

도 3(b)에서 측정되는 누적전류값은 A와 B의 합으로서, 피사체(20)로 가려진 영역(B 영역)에서 투과되는 방사선이 누적전류값에 미치는 영향은 도 3(b)의 빗금친 B 영역이고, 그 외의 영역(A 영역)에서 투과되는 방사선이 누적전류값에 미치는 영향은 도 3(b)의 민무늬 A 영역이다.

도 3을 참조하면, B 영역은 피사체(20)에 의해 투과율이 줄어들게 되어 방사선의 투과를 방해하는 물체가 없는 A 영역보다 누적전류값에 미치는 영향이 적은 것을 알 수 있다. 피사체(20)의 크기가 커져 피사체(20)로 가려진 영역의 면적이 B 영역의 면적보다 커지면, 누적전류값에 미치는 영향이 큰 A 영역의 면적이 작아지고, 누적전류값에 미치는 영향이 작은 B 영역의 면적이 커지므로 A와 B의 합인 누적전류값은 피사체(20)로 가려진 영역이 B 영역의 면적일 때보다 낮아지게 된다. 이와 같이 누적전류값은 피사체(20)의 크기에 영향을 받게 되고, 소정의 설정값을 설정할 경우 피사체(20)의 크기에 따라 설정값을 설정하여야 한다.

설정부(162a)는 상기 피사체의 크기에 따라 상기 설정값을 설정할 수 있는데, 사람이 설정값을 직접 입력할 수도 있고, 기본 정보(예를 들어, 가슴 사이즈)를 입력하면 설정부(162a)에서 기본 정보를 이용해 계산하여 설정값을 설정할 수도 있다. 그리고 방사선 디텍터(100)에 할당된 초기 설정값을 이용할 수도 있다. 상기 설정값은 최적의 영상을 위한 최소한의 방사선(10)이 검진자의 가슴에 조사될 수 있는 누적전류값일 수 있는데, 각 검진자에 맞는 누적전류값을 정확하게 설정값으로 설정할 수 있다. 한편, 상기 설정값을 구하는 방법은 룩업테이블(Look-Up Table; LUT)을 만들어 상기 피사체의 크기에 따라 알맞은 상기 설정값을 찾거나 계산식을 만들어 상기 피사체의 크기를 대입함으로써 계산할 수 있는데, 이에 한정되지 않고 상기 피사체의 크기에 따라 알맞은 상기 설정값을 설정할 수 있으면 족하다. 제어부(162)는 이러한 룩업테이블을 저장하는 저장부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 그리고 상기 룩업테이블은 크기에 따른 상기 피사체의 모형을 이용해 모의 실험을 수행하여 얻을 수 있고, 상기 피사체의 모형은 팬텀(phantom) 또는 더미(dummy)일 수 있다. 상기 모의 실험의 방법은 소정의 평균 투과율(예를 들어, 인체가 갖는 표준의 평균 투과율)을 갖고 크기를 알고 있는 팬텀에 방사선을 조사하고 방사선 촬영시와 동일하게 누적전류값을 계측하여 최소의 방사선량으로 최적의 방사선 영상 이미지를 얻을 수 있는 누적전류값을 확인하는 방법을 사용할 수 있는데, 팬텀의 크기에 따라 동일한 모의 실험을 반복하고 크기에 따른 최적의 설정값을 기록할 수 있다.

비교판단부(162c)는 설정부(162a)에서 설정된 상기 설정값을 포함하는 최종적으로 설정된 소정의 설정값과 광도전층(110)에서 발생되는 전류의 전류값이 누적된 누적전류값을 비교하여 방사선(10)의 조사량의 제어를 판단할 수 있는데, 상기 소정의 설정값과 상기 누적전류값을 비교하여 상기 누적전류값이 소정의 설정값에 도달하면 방사선(10)의 조사량의 제어를 판단하여 방사선(10) 조사의 차단을 결정하도록 할 수도 있다.

제어신호 발생부(162d)는 비교판단부(162c)의 판단에 따라 방사선(10)의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시킬 수 있는데, 방사선(10) 조사의 차단이 결정되면 방사선(10)의 조사가 차단되도록 제어신호(또는 차단신호)를 발생시킨다. 방사선(10)의 조사를 차단하는 방법은 기계 장치를 사용하여 물리적으로 방사선(10)을 차단할 수도 있고, 방사선 발생부(도 5 참조)를 제어하여 조사가 정지되도록 할 수도 있다. 방사선(10)의 조사를 차단할 때뿐만 아니라 방사선(10)의 조사량만을 제어할 경우에도 방사선 발생부를 제어하여 방사선(10)의 조사량만을 제어할 수 있는데, 제어신호 발생부(162d)는 방사선 발생부와 유선으로 연결되거나 무선 방식으로 연결되어 상기 제어신호(또는 차단신호)를 방사선 발생부에 전송할 수 있다.

한편, 광도전층(110)에서 발생되는 전류의 전류값은 상기 전압 공급라인 또는 고전압 공급부(130)에서 측정된 상기 전압 공급라인의 전류값 또는 고전압 공급부(130)의 내부 전류값으로 대체하여 사용할 수 있고, 이러한 상기 전압 공급라인의 전류값 또는 고전압 공급부(130)의 내부 전류값을 누적하여 누적전류값으로 사용할 수 있다. 이때, 상기 소정의 설정값은 상기 전압 공급라인의 전류값 또는 고전압 공급부(130)의 내부 전류값에 알맞게 조정하여야 한다.

제어부(162)는 설정부(162a)에서 설정된 상기 설정값을 상기 피사체의 평균 투과율에 따라 보정하는 보정부(162b)를 더 포함할 수 있다.

설정부(162a)에서 설정된 설정값은 상기 피사체의 크기만을 반영하는 경우에 상기 피사체의 조직 성분이 달라 투과율이 달라지는 것을 반영하지 못하므로, 설정부(162a)에서 설정된 설정값으로는 상기 피사체의 최적의 영상을 얻지 못하거나 불필요하게 피폭되는 방사선(10)이 발생될 수 있다. 이에 설정부(162a)에서 설정된 설정값의 보정이 필요하고, 보정부(162b)에서 설정부(162a)에서 설정된 설정값이 보정되면 보정부(162b)에서 보정된 설정값을 소정의 설정값으로 설정할 수 있다.

보정부(162b)는 상기 피사체의 평균 투과율에 따라 설정부(162a)에서 설정된 상기 설정값을 보정할 수 있는데, 유방암의 검사를 위해 검진자의 가슴을 방사선(10) 촬영할 경우, 검진자에 따라 가슴의 조직 성분이 달라 투과율이 다르기 때문에 평균 투과율을 반영하여 설정부(162a)에서 설정된 설정값을 보정하면 보정부(162b)에서 보정된 설정값으로 보다 적정한 방사선(10)의 양을 조사할 수 있다. 상기 피사체의 평균 투과율은 상기 피사체의 투과율을 직접 측정할 수도 있고, 간접적으로 계산하거나 반영되도록 할 수도 있는데, 상기 피사체의 투과율을 직접 측정하려면 상기 피사체에 방사선(10)을 조사해야 하거나 상기 피사체의 조직 검사를 통해 조직 밀도를 구하여 투과율을 계산하여야 하는 불편함이 있기 때문에 간접적으로 계산할 수도 있다. 이 경우에도 룩업테이블을 적용할 수 있는데, 상기 피사체의 모형을 이용한 모의 실험으로 한 축(예를 들어, x축)에는 상기 피사체의 크기에 따라 분류하고 다른 축(예를 들어, y축)에는 상기 피사체의 평균 투과율에 따라 분류하여 방사선(10) 촬영을 하고자 하는 피사체의 크기와 피사체의 평균 투과율에 매칭되는 설정값을 찾으면 된다. 상기 모의 실험의 방법은 각각의 크기와 투과율을 갖는 복수의 팬텀에 방사선 촬영시와 동일하게 방사선을 조사하고 누적전류값을 계측하여 최소의 방사선량으로 최적의 방사선 영상 이미지를 얻을 수 있는 누적전류값을 각각 확인함으로써, 팬텀의 크기 및 투과율별로 최적의 이미지에 대한 설정값을 얻을 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 피사체의 평균 투과율이 누적전류값에 미치는 영향을 설명하기 위한 개념도로, 도 4(a)는 피사체가 위치한 상태의 방사선 디텍터를 상부에서 본 경우, 피사체로 가려진 영역(C 영역)과 그 외의 영역(A 영역)을 나타내고, 도 4(b)는 피사체로 가려진 영역(C 영역)과 그 외의 영역(A 영역)이 누적전류값에 미치는 영향을 나타낸다.

도 4(b)에서 측정되는 누적전류값은 A와 C의 합으로서, 피사체(20′)로 가려진 영역(C 영역)에서 투과되는 방사선이 누적전류값에 미치는 영향은 도 4(b)의 ‘+’무늬가 들어간 C 영역이고, 그 외의 영역(A 영역)에서 투과되는 방사선이 누적전류값에 미치는 영향은 도 4(b)의 민무늬 A 영역이다.

도 4를 참조하면, 피사체(20′)는 피사체(20)와 크기는 같지만, 피사체(20)보다 투과율이 낮아 C 영역이 누적전류값에 미치는 영향이 도 3의 B 영역이 누적전류값에 미치는 영향보다 적어 도 4(b)의 누적전류값이 도 3(b)의 누적전류값보다 낮은 것을 알 수 있다. 이와 같이 피사체의 크기가 동일한 경우, 피사체의 평균 투과율에 따라 누적전류값이 달라진다. A 영역은 방사선의 투과를 방해하는 물체가 없어 방사선이 빈 공간을 100% 투과되기 때문에 A 영역의 누적전류값(도 4b의 A)은 투과율에 관계없이 면적에 비례하게 되고, C 영역의 누적전류값(도 4b의 C)은 면적에도 비례하지만, 피사체(20′)에 의해 C 영역의 투과율이 변화하게 되므로 C 영역의 투과율에 영향을 주는 피사체(20′)의 평균 투과율에도 비례하게 된다. 따라서, A 영역의 누적전류값과 C 영역의 누적전류값이 합해진 전체적인 누적전류값은 피사체(20′)의 크기뿐만 아니라 피사체(20′)의 평균 투과율도 반영된 값이므로 설정값을 보정하는데 누적전류값(또는 누적전류값의 변화율)을 사용할 수 있다.

누적전류값은 피사체(20)의 크기뿐만 아니라 피사체(20)의 평균 투과율도 반영된 값이기 때문에 측정되는 값으로 설정값에 피사체(20)의 평균 투과율을 반영시킬 수 있다. 방사선 촬영시, 동일한 방사선량을 피사체(20)의 크기 및 피사체(20)의 평균 투과율에 따라 그 시간을 달리하여 조사하게 되는데, 누적전류값은 시간에 따라 변화하게 되므로 피사체(20)의 크기 및 피사체(20)의 평균 투과율을 정확하게 알지 않고는 사용할 수 없다. 하지만, 시간에 따른 전류값의 누적율(즉, 도 4b 그래프의 기울기)인 누적전류값의 변화율은 동일한 방사선량을 피사체(20)에 조사하기 때문에 시간에 따라 변하지 않고 일정하며, 이에 따라 방사선의 본 조사(Main shot)시 방사선의 입사에 의해 광도전층에서 발생되는 전류가 측정되는 순간부터 소정의 시간 동안에 측정되는 초기의 누적전류값의 변화율을 이용할 수도 있고, 누적전류값의 변화율을 사용하여 설정값을 보정하면 피사체(20)의 크기뿐만 아니라 피사체(20)의 평균 투과율도 반영된 설정값을 얻을 수 있다. 또한, 상기 초기의 누적전류값의 변화율을 이용하여 설정값의 보정을 수행하면 보다 정확한 설정값을 얻을 수 있고, 실시간으로 보정을 수행할 수도 있다. 피사체(20)의 모형을 이용해 크기 또는 평균 투과율을 달리하여 모의 실험을 함으로써 각각의 누적전류값의 변화율과 최적의 누적전류값(또는 소정의 설정값)의 데이터를 얻고, 방사선 촬영시 방사선의 조사 초기에 검진자의 초기 누적전류값의 변화율과 동일한 누적전류값의 변화율을 누적전류값의 변화율과 최적의 누적전류값의 데이터에서 찾아 매칭된 누적전류값의 변화율에 대응하는 최적의 누적전류값을 소정의 설정값으로 설정할 수 있다. 한편, 누적전류값의 변화율과 최적의 누적전류값을 대표적으로 몇 개만 샘플링하고, 누적전류값의 변화율과 최적의 누적전류값의 관계를 계산식으로 도출하여 소정의 설정값을 계산값으로 얻을 수도 있다.

제어부(162)는 계측된 시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 이용하여 설정부(162a)에서 설정된 상기 설정값을 보정하는 보정부(162b)를 더 포함할 수 있다.

시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율은 상기 피사체의 크기 및 상기 피사체의 평균 투과율이 모두 반영된 값으로, 시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 사용하면 간단하면서도 정확한 설정값을 얻을 수 있다. 그리고 시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 사용하면, 방사선(10) 촬영의 본 조사(Main shot)에서 측정되는 초기의 누적전류값의 변화율과 상기 피사체의 모형을 이용한 모의 실험을 통해 얻어진 누적전류값의 변화율을 비교하여 알맞은 설정값을 얻을 수 있고, 이에 실시간으로 설정부(162a)에서 설정된 상기 설정값을 보정할 수 있다. 이때, 룩업테이블을 이용하여 설정값을 찾을 수도 있고, 누적전류값의 변화율에 따른 설정값의 변화를 분석하여 계산식을 세워서 설정값을 계산할 수도 있다. 상기 모의 실험의 방법은 각각의 크기와 투과율을 갖는 복수의 팬텀에 방사선 촬영시와 동일하게 방사선을 조사하고 누적전류값과 누적전류값의 변화율을 계측하여 최소의 방사선량으로 최적의 방사선 영상 이미지를 얻을 수 있는 누적전류값을 각각 확인함으로써, 팬텀의 크기, 투과율 및 누적전류값의 변화율별로 최적의 이미지에 대한 설정값을 얻을 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터(100)는 방사선(10)의 조사에 의해 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 계측하여 선 조사(Pre-shot) 없이 본 조사(Main shot)에서 최적의 방사선량이 조사되었을 때 방사선(10)의 조사를 차단함으로써, 방사선(10)에 피폭되는 검진자의 피폭선량을 최소화시킬 수 있고, 촬영시간을 단축하여 검진자의 가슴이 압박되는 시간을 줄일 수 있다. 그리고 검진자에 따라 최적의 방사선량이 검진자의 가슴에 조사될 수 있기 때문에 검진자에 따른 최적의 영상을 얻을 수 있고, 이에 따라 유방암의 정밀한 검사를 할 수 있다. 또한, 간단한 구성으로 방사선 디텍터(100) 내부에 자동노출제어부(160)를 포함할 수 있고, 이로 인해 자동노출제어(Auto Exposure Control; AEC)를 위해서 구조가 복잡하고 고가의 대형 장비인 방사선 감지 센서를 별도로 설치하지 않아도 되기 때문에 방사선 디텍터(100)가 자동노출제어(Auto Exposure Control; AEC) 기능을 가지면서도 대형화되지 않을 수 있다. 그리고 자동노출제어부(160)의 고장률을 낮출 수 있고, 구성이 간단하여 수리가 간편하기 때문에 용이하게 방사선 디텍터(100)를 유지 보수할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치를 나타낸 단면도이다.

도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치를 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터(100); 상기 방사선 디텍터(100)에 대응하여 위치하며, 상기 방사선 디텍터(100) 상의 상기 피사체(20)에 방사선을 조사하는 방사선 발생부(200)를 포함하고, 상기 방사선 발생부(200)는 상기 제어신호에 따라 제어될 수 있다.

상기 방사선 디텍터(100)는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터(100)로 본 발명의 일실시예에서 자세히 상술하였으므로 생략하도록 한다.

방사선 발생부(200)는 방사선 디텍터(100) 상에 위치한 피사체(20)를 향해서 방사선을 조사하는데, 공지된 기술을 사용하여 실현할 수도 있다. 방사선 발생부(200)는 방사선 디텍터(100)의 자동노출제어부(160)에 연결되어 방사선(10)의 조사량이 제어되는데, 자동노출제어부(160)의 전류측정부(161)에서 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 계측하고, 자동노출제어부(160)의 제어부(162)에서는 설정부에 설정된 설정값과 상기 전류의 누적전류값을 비교판단부에서 비교하여 상기 누적전류값이 상기 설정값에 도달하면 방사선 발생부(200)에 연결된 제어신호 발생부에서 방사선(10)의 조사량을 제어하는 제어신호를 방사선 발생부(200)에 전송한다. 상기 제어신호는 방사선(10)의 조사를 차단하는 차단신호일 수 있고, 자동노출제어부(160)와 방사선 발생부(200)는 유선으로 연결될 수도 있으며, 무선 방식으로 연결될 수도 있다.

한편, 방사선 촬영장치는 사람의 가슴(또는 유방)을 고정하는 유방고정부를 더 포함하는 맘모그래피 장치일 수 있다. 사람의 가슴은 사람마다 두께나 사이즈가 다르고 조직 성분이 다르기 때문에 최적의 영상을 위한 적정한 방사선량을 조사하기 어려우므로 본 발명과 같이 시간에 대한 누적전류값의 변화율을 이용하면 가슴의 크기(또는 사이즈) 및 평균 투과율(또는 두께나 조직 성분)이 반영된 정확한 설정값을 간단하게 얻을 수 있다. 그리고 유방을 촬영하는 맘모그래피 장치는 방사선 촬영시 유방이 움직이지 않고 고정될 수 있도록 유방고정부가 필요한데, 유방고정부는 방사선이 조사되는 방향과 수직이 되도록 검진자의 유방을 양쪽에서 압축하여 고정하는 장치로서, 일반적으로 아래에는 받침판이 설치되고, 위쪽에는 압박판이 승강가능하게 설치될 수 있다. 이때, 상기 압박판이 상기 받침판 쪽으로 내려와 유방을 압축하여 고정하게 되는데, 상기 압박판으로는 투시가능한 플레이트가 사용될 수 있고, 상기 받침판의 아래에는 산란선을 차단하는 그리드(Grid)가 설치될 수 있다. 여기서, 유방을 압박하는 하중은 유방의 사이즈와 조직의 특성에 따라 서로 상이할 수 있으나, 일반적으로 10 내지 20 ㎏중의 하중으로 압박하게 되고, 고정시간(또는 압박시간)이 지연될수록 검진자의 통증이 지속되는 문제점이 있으므로 최대한 빠른 시간 내에 유방 촬영을 끝내는 것이 검진자의 통증 완화차원에서 바람직하다.

상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치는 방사선(10)의 조사에 의해 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 계측하여 선 조사(Pre-shot) 없이 본 조사(Main shot)에서 최적의 방사선량이 조사되었을 때 방사선(10)의 조사를 차단함으로써, 방사선(10)에 피폭되는 검진자의 피폭선량을 최소화시킬 수 있고, 촬영시간을 단축하여 검진자의 가슴이 압박되는 시간을 줄일 수 있다. 그리고 검진자에 따라 최적의 방사선량이 검진자의 가슴에 조사될 수 있기 때문에 검진자에 따른 최적의 영상을 얻을 수 있고, 이에 따라 유방암의 정밀한 검사를 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동노출제어방법을 나타낸 순서도이다.

도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동노출제어방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 실시예들에 따른 방사선 디텍터와 이를 포함하는 방사선 촬영장치와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동노출제어방법은 피사체를 투과한 방사선이 방사선 디텍터로 입사하는 단계(S10); 상기 방사선에 의해 상기 방사선 디텍터의 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하는 단계(S20); 상기 전류가 누적된 누적전류값이 소정의 설정값에 도달하면 상기 피사체에 조사되는 방사선을 차단하는 단계(S30)를 포함할 수 있다.

피사체를 투과한 방사선이 방사선 디텍터로 입사하게 된다(S10). 방사선 디텍터는 피사체를 투과한 방사선을 검출하여 진단에 필요한 자료(예를 들어, 영상)를 생성한다.

상기 방사선에 의해 상기 방사선 디텍터의 광도전층에서 발생되는 전류를 계측한다(S20). 상기 전류는 방사선의 입사에 의해 발생되므로 방사선량에 비례하게 되고, 이에 상기 전류의 누적전류값을 통해 입사된 총 방사선량을 알 수 있다. 한편, 상기 전류는 광도전층에서 발생되는 전류를 직접 측정하여 계측할 수도 있고, 다른 부분의 전류값이나 다른 종류의 측정값으로 계산하여 계측할 수도 있다.

상기 전류가 누적된 누적전류값이 소정의 설정값에 도달하면 상기 피사체에 조사되는 방사선을 차단한다(S30). 최적의 영상을 얻을 수 있는 최소한의 방사선량에 대응되는 누적전류값을 소정의 설정값으로 설정하고, 측정되는 누적전류값이 소정의 설정값과 같아지면 방사선의 조사를 차단한다. 이에 따라 최소한의 방사선량으로 최적의 영상을 얻을 수 있다.

상기 피사체의 크기에 따라 상기 설정값을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 광도전층에서 발생되는 전류는 피사체의 크기에 따라서 달라지게 되는데, 피사체의 크기를 설정값에 반영할 수 있다. 이에 보다 정확한 설정값을 얻을 수 있다.

상기 피사체의 평균 투과율에 따라 상기 설정값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 피사체의 조직 성분에 따라 필요한 방사선량이 달라지게 되는데, 조직 성분에 따라 피사체의 평균 투과율이 달라지고, 이에 누적전류값도 달라지며, 필요한 최적의 누적전류값도 달라지기 때문에 피사체의 평균 투과율이 설정값에 반영되어야 하기 때문에 설정값을 보정해야할 필요가 있다. 한편, 보정되는 상기 설정값은 피사체의 크기에 따라 설정된 설정값일 수 있고, 다른 방법으로 설정된 설정값일 수도 있다.

계측된 시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 이용하여 상기 설정값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 시간에 대한 누적전류값의 변화율은 피사체의 평균 투과율을 반영하기 때문에 시간에 대한 누적전류값의 변화율을 이용하면 피사체의 평균 투과율을 따로 측정하지 않아도 측정되는 누적전류값을 사용함으로써 피사체의 평균 투과율을 설정값에 반영시킬 수 있다. 이에 피사체의 크기 및 평균 투과율이 반영된 정확한 설정값을 간단하게 얻을 수 있다. 그리고 방사선 촬영의 본 조사(Main shot)에서 측정되는 초기의 누적전류값의 변화율과 상기 피사체의 모형을 이용한 모의 실험을 통해 얻어진 누적전류값의 변화율을 비교하여 알맞은 설정값을 얻을 수 있고, 이에 실시간으로 상기 설정값을 보정할 수 있다. 한편, 보정되는 상기 설정값은 피사체의 크기에 따라 설정된 설정값일 수 있고, 상기 피사체의 평균 투과율에 따라 보정된 설정값일 수도 있으며, 다른 방법으로 설정된 설정값일 수도 있다.

상기와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동노출제어방법은 방사선 촬영시, 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하여 최적의 방사선량이 조사되었을 때 방사선의 조사를 차단함으로써, 방사선에 피폭되는 검진자의 피폭선량을 최소화시킬 수 있고, 촬영시간을 단축하여 검진자의 가슴이 압박되는 시간을 줄일 수 있다. 그리고 검진자에 따라 최적의 방사선량이 검진자의 가슴에 조사될 수 있기 때문에 검진자에 따른 최적의 영상을 얻을 수 있고, 이에 따라 유방암의 정밀한 검사를 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 그 밖의 또 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법을 나타낸 순서도이다.

도 7을 참조하여 본 발명의 그 밖의 또 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 실시예들에 따른 방사선 디텍터와 이를 포함하는 방사선 촬영장치, 그 자동노출제어방법과 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.

본 발명의 그 밖의 또 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법은 피사체에 방사선을 조사하는 단계(S100); 상기 피사체를 투과한 방사선이 방사선 디텍터로 입사하는 단계(S200); 상기 방사선 디텍터의 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하여 상기 피사체에 조사되는 방사선의 차단 여부를 결정하는 단계(S300); 상기 피사체에 조사되는 방사선을 차단하는 단계(S400); 및 상기 광도전층에서 생성되는 전하가 수집된 전하량 데이터를 추출하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.

피사체에 방사선을 조사한다(S100). 방사선 촬영시, 적정한 방사선을 피사체에 조사하게 된다.

상기 피사체를 투과한 방사선이 방사선 디텍터로 입사하게 된다(S200). 방사선이 방사선 디텍터에 입사되면, 방사선 디텍터에서 피사체를 투과한 방사선을 검출하여 진단에 필요한 자료(예를 들어, 영상)를 생성한다.

상기 방사선 디텍터의 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하여 상기 피사체에 조사되는 방사선의 차단 여부를 결정한다(S300). 방사선 촬영시, 방사선이 검진자에게 많이 조사되면 검진자에게 안 좋은 영향을 미치기 때문에 방사선량이 최적의 영상을 위한 적정량에 도달하면 방사선의 조사를 차단해야 한다. 상기 전류는 방사선의 입사에 의해 발생되므로 방사선량에 비례하게 되고, 이에 상기 전류의 누적전류값을 통해 입사된 총 방사선량을 알 수 있으며, 상기 전류의 누적전류값에 따라 방사선의 차단을 결정할 수 있다. 한편, 상기 전류는 광도전층에서 발생되는 전류를 직접 측정하여 계측할 수도 있고, 다른 부분의 전류값이나 다른 종류의 측정값으로 계산하여 계측할 수도 있다.

상기 차단 여부를 결정하는 단계(S300)에서는 상기 광도전층에서 발생되는 전류를 누적한 누적전류값이 소정의 설정값에 도달하면 상기 피사체에 조사되는 방사선의 차단을 결정할 수 있다. 최적의 영상을 얻을 수 있는 최소한의 방사선량에 대응되는 누적전류값을 소정의 설정값으로 설정하고, 측정되는 누적전류값이 소정의 설정값과 같아지면 방사선의 조사를 차단할 수 있다. 이에 따라 최소한의 방사선량으로 최적의 영상을 얻을 수 있다.

상기 피사체에 조사되는 방사선을 차단한다(S400). 방사선 디텍터에 자동노출제어부를 구성하고, 광도전층(110)에서 발생되는 전류를 계측함으로써, 상기 전류에 대응하여 방사선의 조사량을 제어하는 제어신호를 방사선 발생부에 전송하게 할 수 있다. 방사선 발생부에 제어신호가 전송되면 방사선의 조사량이 제어되고, 방사선의 조사량이 ‘0’이 되는 차단신호가 방사선 발생부에 전송되면 피사체에 조사되는 방사선이 차단될 수 있다.

상기 광도전층에서 생성되는 전하가 수집된 전하량 데이터를 추출한다(S500). 상기 전하량 데이터로 진단에 필요한 자료를 생성할 수 있는데, 정확한 유방암의 진단을 위한 최적의 영상을 생성할 수도 있다.

상기 피사체의 크기에 따라 상기 설정값을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 광도전층에서 발생되는 전류는 피사체의 크기에 따라서 달라지게 되는데, 피사체의 크기를 설정값에 반영할 수 있다. 이에 보다 정확한 설정값을 얻을 수 있다.

상기 피사체의 평균 투과율에 따라 상기 설정값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 피사체의 조직 성분에 따라 필요한 방사선량이 달라지게 되는데, 조직 성분에 따라 피사체의 평균 투과율이 달라지고, 이에 누적전류값도 달라지며, 필요한 최적의 누적전류값도 달라지기 때문에 피사체의 평균 투과율이 설정값에 반영되어야 하기 때문에 설정값을 보정해야할 필요가 있다. 한편, 보정되는 상기 설정값은 피사체의 크기에 따라 설정된 설정값일 수 있고, 다른 방법으로 설정된 설정값일 수도 있다.

계측된 시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 이용하여 상기 설정값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 시간에 대한 누적전류값의 변화율은 피사체의 평균 투과율을 반영하기 때문에 시간에 대한 누적전류값의 변화율을 이용하면 피사체의 평균 투과율을 따로 측정하지 않아도 측정되는 누적전류값을 사용함으로써 피사체의 평균 투과율을 설정값에 반영시킬 수 있다. 이에 피사체의 크기 및 평균 투과율이 반영된 정확한 설정값을 간단하게 얻을 수 있다. 그리고 방사선 촬영의 본 조사(Main shot)에서 측정되는 초기의 누적전류값의 변화율과 상기 피사체의 모형을 이용한 모의 실험을 통해 얻어진 누적전류값의 변화율을 비교하여 알맞은 설정값을 얻을 수 있고, 이에 실시간으로 설정값을 보정할 수 있다. 한편, 보정되는 상기 설정값은 피사체의 크기에 따라 설정된 설정값일 수 있고, 상기 피사체의 평균 투과율에 따라 보정된 설정값일 수도 있으며, 다른 방법으로 설정된 설정값일 수도 있다.

상기 피사체는 유방암의 검사를 위한 사람의 가슴일 수 있다. 사람의 가슴은 사람마다 두께나 사이즈가 다르고 조직 성분이 다르기 때문에 최적의 영상을 위한 적정한 방사선량을 조사하기 어려우므로 본 발명과 같이 시간에 대한 누적전류값의 변화율을 이용하면 가슴의 크기(또는 사이즈) 및 평균 투과율(또는 두께나 조직 성분)이 반영된 정확한 설정값을 간단하게 얻을 수 있다.

도 8은 본 발명의 그 밖의 또 다른 실시예에 따른 전하량 데이터의 추출을 설명하기 위한 개념도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 방사선 촬영장치 및 방사선 촬영방법에서는 방사선 디텍터에 포함된 자동노출제어부에 의해서 최적의 촬영 이미지를 나타낼 수 있는 방사선량을 조사한 후에 방사선을 차단하고, 전하량 데이터를 추출하게 된다. 즉, 본 발명에서는 전하량 데이터를 추출하기 전에 자동노출제어를 위한 방사선량의 측정이 방사선 디텍터에서 이루어진다. 여기서, 전하량 데이터를 실시간으로 추출하거나 시간에 따라 나누어 추출하지 않고 방사선의 조사를 차단한 후 한번에 추출하는 이유는 전하량 데이터가 추출되는데 수백밀리초(㎳) 내지 수초(s)가 걸리기 때문에 추출된 데이터는 수백밀리초(㎳) 내지 수초(s) 이전의 데이터이기 때문에 데이터의 시간차가 발생하게 되므로 현재의 정확한 데이터를 얻기 힘들다. 또한, 실시간 영상으로 표출할 경우 데이터가 사용되어 데이터가 손실되어 한번에 전하량 데이터를 추출할 때보다 영상 이미지의 품질이 저하되게 된다. 그리고 영상을 통해 최적의 영상 이미지를 확인하는 경우 영상 이미지로 표출된 데이터는 수백밀리초(㎳) 내지 수초(s) 이전의 데이터이기 때문에 피사체에는 수백밀리초(㎳) 내지 수초(s) 만큼의 방사선이 더 피폭되게 된다. 최적의 방사선량을 실시간으로 결정하기 위한 방법으로 전하량 데이터를 추출하여 영상 이미지를 형성한 후에 영상 이미지의 품질을 확인함으로써 최적의 방사선량을 실시간으로 결정할 수 있으나, 데이터 추출에 의한 영상 이미지의 품질 저하, 데이터 추출에 필요한 시간 등으로 인하여 추가적인 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 방사선의 조사량을 실시간으로 확인할 수 있는 광도전층에서 발생하는 전류를 계측하여 방사선의 조사량을 제어하고, 최적의 영상 이미지를 얻기 위해 방사선의 조사를 차단한 후 한번에 전하량 데이터를 추출한다.

상기와 같이 본 발명의 그 밖의 또 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법은 방사선 촬영시, 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하여 최적의 방사선량이 조사되었을 때 방사선의 조사를 차단함으로써, 방사선에 피폭되는 검진자의 피폭선량을 최소화시킬 수 있고, 촬영시간을 단축하여 검진자의 가슴이 압박되는 시간을 줄일 수 있다. 그리고 검진자에 따라 최적의 방사선량이 검진자의 가슴에 조사될 수 있기 때문에 검진자에 따른 최적의 영상을 얻을 수 있고, 이에 따라 유방암의 정밀한 검사를 할 수 있다. 또한, 방사선의 조사량을 실시간으로 확인할 수 있는 광도전층에서 발생하는 전류를 계측하여 방사선의 조사량을 제어하고, 방사선의 조사를 차단한 후 한번에 전하량 데이터를 추출함으로써, 실시간 영상 표출보다 고품질의 영상 이미지를 얻을 수 있고, 보다 정확하게 방사선의 조사량을 제어할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터는 선 조사(Pre-shot) 없이 본 조사(Main shot)에서 최적의 방사선량이 조사되었을 때 방사선의 조사를 차단함으로써, 방사선에 피폭되는 검진자의 피폭선량을 최소화시키고, 촬영시간을 단축하여 검진자의 가슴이 압박되는 시간을 줄일 수 있다. 그리고 검진자에 따라 최적의 방사선량이 검진자의 가슴에 조사될 수 있기 때문에 검진자에 따른 최적의 영상을 얻을 수 있고, 이에 따라 유방암의 정밀한 검사를 할 수 있다. 또한, 간단한 구성으로 방사선 디텍터에 자동노출제어부를 설치할 수 있고, 이로 인해 자동노출제어(Auto Exposure Control; AEC)를 위해서 구조가 복잡하고 고가의 대형 장비인 방사선 감지 센서를 별도로 설치하지 않아도 되기 때문에 방사선 디텍터가 자동노출제어(Auto Exposure Control; AEC) 기능을 가지면서도 대형화되지 않을 수 있다. 그리고 자동노출제어부의 고장률을 낮출 수 있고, 구성이 간단하여 수리가 간편하기 때문에 용이하게 방사선 디텍터를 유지 보수할 수 있다.

그리고 이를 포함하는 방사선 촬영장치, 그 자동노출제어방법 및 방사선 촬영방법으로 방사선 촬영시, 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하여 최적의 방사선량이 조사되었을 때 방사선의 조사를 차단할 수 있고, 방사선에 피폭되는 검진자의 피폭선량을 최소화시킬 수 있다. 또한, 촬영시간을 단축할 수 있어서 검진자의 가슴이 압박되는 시간을 줄일 수도 있고, 검진자에 따라 최적의 방사선량이 검진자의 가슴에 조사될 수 있기 때문에 검진자에 따른 최적의 영상을 얻을 수 있다. 이에 유방암의 정밀한 검사를 할 수 있다. 한편, 방사선의 조사량을 실시간으로 확인할 수 있는 광도전층에서 발생하는 전류를 계측하여 방사선의 조사량을 제어하고, 방사선의 조사를 차단한 후 한번에 전하량 데이터를 추출함으로써, 실시간 영상 표출보다 고품질의 영상 이미지를 얻을 수 있고, 보다 정확하게 방사선의 조사량을 제어할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 방사선 20 : 피사체
100 : 방사선 디텍터 110 : 광도전층
120 : 상부전극 130 : 고전압 공급부
140 : 전하수집부 141 : 픽셀전극
150 : 회로부 160 : 자동노출제어부
161 : 전류측정부 161a : 전류계
161b : 증폭부 161c : 아날로그-디지털 변환기
162 : 제어부 162a : 설정부
162b : 보정부 162c : 비교판단부
162d : 제어신호 발생부 200 : 방사선 발생부

Claims (17)

1. 피사체를 투과한 방사선을 흡수하여 전하를 생성하는 광도전층;
   상기 광도전층 상에 형성되는 상부전극;
   상기 상부전극에 고전압을 인가하는 고전압 공급부;
   상기 광도전층 하부에 위치하여 상기 전하를 수집하는 전하수집부;
   상기 전하수집부에 연결되어 상기 전하수집부에서 전하량 데이터를 추출하는 회로부; 및
   상기 상부전극에 전기적으로 연결되어 상기 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하고, 상기 전류에 대응하여 방사선의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시키는 자동노출제어부를 포함하는 방사선 디텍터.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 자동노출제어부는,
   상기 전류를 계측하는 전류측정부; 및
   계측된 상기 전류와 소정의 설정값을 비교하여 방사선의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생시키는 제어부를 포함하는 방사선 디텍터.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 전류측정부는,
   상기 상부전극에 전기적으로 연결되어 전류를 측정하는 전류계;
   상기 전류계에서 측정된 전류를 증폭하는 증폭부; 및
   상기 증폭부에서 증폭된 전류값을 디지털화하는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 방사선 디텍터.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 피사체의 크기에 따라 상기 설정값을 설정하는 설정부;
   상기 설정값과 상기 전류가 누적된 누적전류값을 비교하여 방사선의 조사량의 제어를 판단하는 비교판단부; 및
   상기 비교판단부의 판단에 따라 상기 제어신호를 발생시키는 제어신호 발생부를 포함하는 방사선 디텍터.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어부는 상기 설정부에서 설정된 상기 설정값을 상기 피사체의 평균 투과율에 따라 보정하는 보정부를 더 포함하는 방사선 디텍터.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어부는 시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 이용하여 상기 설정부에서 설정된 상기 설정값을 보정하는 보정부를 더 포함하는 방사선 디텍터.
   
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 방사선 디텍터;
   상기 방사선 디텍터에 대응하여 위치하며, 상기 방사선 디텍터 상의 상기 피사체에 방사선을 조사하는 방사선 발생부를 포함하고,
   상기 방사선 발생부는 상기 제어신호에 따라 제어되는 방사선 촬영장치.
   
8. 피사체를 투과한 방사선이 자동노출제어부를 포함하는 방사선 디텍터로 입사하는 단계;
   상기 자동노출제어부가 상기 방사선에 의해 상기 방사선 디텍터의 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하는 단계;
   상기 자동노출제어부가 상기 전류의 누적전류값이 소정의 설정값에 도달하는지 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 누적전류값이 상기 설정값에 도달하면 상기 자동노출제어부가 상기 피사체에 조사되는 방사선을 차단하는 차단신호를 발생시키는 단계;를 포함하는 자동노출제어방법.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 피사체의 크기에 따라 상기 자동노출제어부가 상기 설정값을 설정하는 단계;를 더 포함하는 자동노출제어방법.
   
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 피사체의 평균 투과율에 따라 상기 자동노출제어부가 상기 설정값을 보정하는 단계;를 더 포함하는 자동노출제어방법.
    
11. 청구항 8에 있어서,
    시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 이용하여 상기 자동노출제어부가 상기 설정값을 보정하는 단계;를 더 포함하는 자동노출제어방법.
    
12. 자동노출제어부를 포함하는 방사선 디텍터 및 방사선 발생부를 포함하는 방사선 촬영장치의 방사선 촬영방법에 있어서,
    상기 방사선 발생부가 피사체에 방사선을 조사하는 단계;
    상기 피사체를 투과한 방사선이 상기 방사선 디텍터로 입사하는 단계;
    상기 자동노출제어부가 상기 방사선 디텍터의 광도전층에서 발생되는 전류를 계측하여 상기 피사체에 조사되는 방사선의 차단 여부를 결정하는 단계;
    방사선의 차단이 결정되면 상기 자동노출제어부가 발생시키는 차단신호에 의해 상기 방사선이 차단되는 단계; 및
    상기 방사선 디텍터의 회로부가 상기 광도전층에서 생성되는 전하가 수집된 전하량 데이터를 추출하는 단계;를 포함하는 방사선 촬영방법.
    
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 차단 여부를 결정하는 단계에서는,
    상기 자동노출제어부가 상기 광도전층에서 발생되는 전류를 누적한 누적전류값과 소정의 설정값을 비교하여 상기 누적전류값이 상기 설정값에 도달하면 상기 피사체에 조사되는 방사선의 차단을 결정하는 방사선 촬영방법.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 피사체의 크기에 따라 상기 자동노출제어부가 상기 설정값을 설정하는 단계;를 더 포함하는 방사선 촬영방법.
    
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 피사체의 평균 투과율에 따라 상기 자동노출제어부가 상기 설정값을 보정하는 단계;를 더 포함하는 방사선 촬영방법.
    
16. 청구항 13에 있어서,
    시간에 대한 상기 누적전류값의 변화율을 이용하여 상기 자동노출제어부가 상기 설정값을 보정하는 단계;를 더 포함하는 방사선 촬영방법.
    
17. 청구항 12 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피사체는 유방암의 검사를 위한 사람의 가슴인 방사선 촬영방법.

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