KR101684201B1 - 수화물 ｃｔ 보안 시스템 및 그 탐측장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수화물 CT 보안 시스템을 제공한다. 수화물 CT 보안 시스템은, 수화물이 주사통로를 통하여 상기 수화물 CT 보안 시스템으로 진입 및 상기 수화물 CT 보안 시스템으로부터 퇴출하도록 하는 상기 주사통로; 주사통로 일측에 설치된 X선 소스; 상기 주사통로의 다른 일측에 설치되며 복수 개의 탐측기 어셈블리가 장착된 갠트리(gantry)를 포함하며, 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리마다 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 시작점이 주사통로 중심을 원심으로 하는 원호 상에 위치하고, 또한 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리는 순차로 서로 연결되어 배치되며, 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리 중의 탐측기 결정체의 모든 수신면은 X선 소스 타깃을 원심으로 하는 방사형 방사선 빔의 범위 내에 위치하고, 매 탐측기 어셈블리 중의 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 중점과 방사선 소스 타깃의 연결선은 탐측기 결정체의 수신면에 수직인 것을 특징으로 한다.

Description

수화물 ＣＴ 보안 시스템 및 그 탐측장치{LUGGAGE CT SAFETY INSPECTION SYSTEM AND DETECTOR DEVICE THEREOF}
본 출원은 2012년 9월 19일에 제출한 출원번호가 201210350516.X, 발명의 명칭이 "수화물 CT 보안 시스템 및 그 탐측장치"인 중국특허의 우선권을 주장하며, 그 전부 내용을 본 출원에서 인용한다.
본 발명은 수화물 CT 보안 시스템에 사용되는 탐측장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 고속적이고 소형화 된 CT 이미징 기술에 사용되는 탐측장치에 관한 것으로, 기기 사이즈의 최적화 요구를 만족시키는 전제 하에서 비교적 높은 주사속도를 실현할 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 탐측장치를 포함하는 수화물 CT 보안 시스템에 관한 것이다.
X선(X-ray) 방사 이미징을 기초로 하는 컴퓨터단층촬영기술(이하 "CT 기술"이라 약칭함)에 있어서, CT 데이터 재구성을 통하여 단층내의 피주사 물질의 특징적 분포 데이터를 얻을 수 있으며, 특징 데이터에 대한 분석을 통하여, 수화물 중의 통상적인 불법물질을 식별해낼 수 있다. 수화물 보안 분야에 있어서, 보안기기의 주사속도를 향상시키고 기기가 차지하는 면적, 특히 기기의 폭을 감소시키는 것은 보안분야에서 컴퓨터단층촬영기술("CT 기술"이라 약칭)의 광범위한 응용에 영향을 주는 관건적인 요인이다.
통상적인 CT 기기는, X선 소스, 보정장치, 회전 슬립링(slip-ring), 탐측부재, 데이터 연산을 진행하는 전용 컴퓨터 시스템, 전력 공급 시스템 및 제어 시스템 등을 포함하여 이루어지는데, CT 성능 및 기기의 사이즈에 영향을 주는 주요 요인으로는 방사선 소스, 보정장치, 및 탐측부재의 배치방식이다. 상기 각 요인 중에서, 탐측부재의 배치방식은 통로 방향에 수직인 기기의 폭 사이즈를 직접 결정하는 것이므로 큰 주목을 받고 있다.
종래의 CT 구조에 있어서, 일반적으로 탐측부재는 방사선 소스 타깃을 중심으로 하는 동일 원의 둘레 내에 배치되는데, 이로써 동일한 시간 내에 방사선 빔이 탐측기 부재에 의해 수신되는 P값의 범위가 가까우므로, 다음 단계인 알고리즘 처리의 작업량을 감소시킬 수 있다. 또한, 일부 메이커들은 탐측기를 간단히 여러 부분으로 나누는데, 이는 기기의 폭을 일정량 감소시킬 수 있으나 탐측기의 배치가 기기의 폭 사이즈에 대한 영향을 근본적으로 해결한 것은 아니다. 또한, 탐측기 결정체는 대부분 밀봉하여 사용하여야 하므로, 탐측기 결정체를 간단하게 여러 부분으로 나누는 것은 기필코 데이터 수집 및 제어가 각각 부동한 제어판과 수집모듈의 제어에 의해 실현되게 된다. 때문에 사용자는 반드시 부동한 수집 타이밍, 전송으로 인한 영향을 해결하여야 한다. 이는 전반적인 데이터 수집 과정에 불리하고 나아가서는 CT 시스템의 고속 주사를 방해하게 된다.
본 발명은 이러한 문제들을 해결하기 위하여 완성한 것으로, 종래 기술에 존재하는 상기 문제 및 결함 중의 적어도 하나를 해결하려는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 목적은 CT 시스템에 사용되는 탐측기의 새로운 배치방식을 제공하기 위한 것으로, 주사통로를 둘러싸는 분포 방식을 통하여 CT 기술이 직면한 소형화의 기술적 애로를 효과적으로 해결한다.
본 발명의 다른 일 목적은 상기 탐측기 배치방식을 사용하는 신형 수화물 CT 보안 시스템을 제공하기 위한 것으로, 주사통로 축 방향으로 복수 개의 탐측기를 배치하여, 소형화를 실현할 뿐만 아니라 고속 주사를 실현한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 고속적이고 소형화된 수화물 CT 보안 시스템을 제공하는데, 상기 시스템은, 수화물이 주사통로를 통하여 상기 수화물 CT 보안 시스템으로 진입 및 상기 수화물 CT 보안 시스템으로부터 퇴출하도록 하는 상기 주사통로; 주사통로 일측에 설치된 X선 소스; 상기 주사통로의 다른 일측에 설치되며 복수 개의 탐측기 어셈블리(assembly)가 장착된 갠트리(gantry)를 포함하며, 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리마다 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 시작점이 주사통로 중심을 원심으로 하는 원호 상에 위치하고, 또한 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리는 순차로 서로 연결되어 배치되며, 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리 중의 탐측기 결정체의 모든 수신면은 X선 소스 타깃을 원심으로 하는 방사형 방사선 빔의 범위 내에 위치하고, 매 탐측기 어셈블리 중의 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 중점과 방사선 소스 타깃의 연결선은 탐측기 결정체의 수신면에 수직인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 기술방안에 있어서, CT 기술이 해결하고자 하는 목적(수화물을 주사하여 피주사체인 수화물의 이미지를 얻는 것)으로부터 보면, 수화물 주사통로의 사이즈를 위주로 갠트리(gantry)를 배치하는 바, 탐측기 어셈블리를, 주사통로 중심을 원의 중심으로 하는 갠트리 상에 배치한다. 상기 CT 보안 시스템에 있어서, 이러한 배치방식을 이용하여 CT 슬립링(slip-ring)의 회전 중심과 탐측기 어셈블리의 배치 중심이 거의 중첩되도록 할 수 있는 바, 이는 CT 슬립링(slip-ring) 회전체의 회전 지름을 효과적으로 감소할 수 있고, 기기의 최종 폭을 보다 더 효과적으로 감소할 수 있다.
또한, 모든 탐측기 수신면이 방사선 소스에서 조사되는 방사선 빔에 수직이도록 하기 위하여, 장착 시 매 탐측기 어셈블리를, 시작점을 원심으로 하여 일정 각도 회전시켜, CT의 X선 소스의 타깃과 탐측기 어셈블리 상의 탐측기 결정체의 수신면의 중점을 연결한 연결선이 탐측기 결정체의 수신면에 수직이도록 하여, 탐측기 시스템의 수집 감도를 향상시킬 수 있다. 또한 갠트리(gantry)의 일체화 공정을 확보할 수 있어, 모든 수집과 제어 회로가 모두 하나의 갠트리(gantry) 내에 위치하도록 하여, 데이터의 비 동기화가 탐측기 성능에 대한 영향을 감소시켜 시스템의 유효성을 향상시킬 수 있다.
상기 기술방안에 있어서, 주사통로 축 방향을 따라, 매 탐측기 어셈블리는 2그룹 이상의 탐측기 결정체를 포함할 수 있는데, 방사선 소스 타깃과 탐측기 결정체의 수신면의 중점을 연결한 연결선이 수신면과 이루는 최소 협각은 85°보다 커야 하는데, 이는 에지 산란이 탐측기의 데이터 수집에 대한 영향을 감소시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 X선 소스의 조사각은 적어도 상기 X선 소스의 타깃과 상기 원호 상의 시작 부분 및 끝 부분의 탐측기 결정체의 말단부를 연결한 두개의 연결선이 이루는 협각보다 커야 한다.
바람직하게는, 상기 주사통로의 유효 주사영역은, 상기 X선 소스의 타깃과 상기 원호 상의 시작 부분 및 끝 부분의 탐측기 결정체의 말단부를 연결한 두개의 연결선이 이루는 협각 범위 내에 위치한다.
구체적인 실시예에 있어서, 매 탐측기 어셈블리에는 2그룹 이상의 탐측기 결정체가 배치될 수 있는데, 매 그룹의 탐측기 결정체 사이의 거리는 벨트 전송 속도, 슬립링(slip-ring) 회전속도, 및 탐측기의 수집 빈도와 연관된다. 벨트 전송 속도가 0.1m/s보다 크고, 슬립링(slip-ring)의 회전속도가 90회/분보다 작지 않을 때, 매 그룹의 탐측기 결정체 사이의 거리는 20mm/s보다 작지 말아야 한다.
또한, 매 탐측기 어셈블리는, 지지 프레임; 지지 프레임에 연결되는 고밀도 방사 방지판; 및 상기 고밀도 방사 방지판 상의 상기 X선 소스와 마주보는 일측에 설치된 복수 그룹의 탐측기 결정체를 포함할 수 있다.
상기 기술방안에 있어서, 수화물 CT 보안 시스템은, 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리로부터의 신호를 수집하기 위한 수집 제어 모듈; 슬립링(slip-ring)의 회전 각도를 기록하는 엔코딩 시스템; 및 X선 소스의 조사 및 상기 신호 수집 작업을 제어하는 전기 제어 모듈을 더 포함하는데, 상기 제어 모듈과 상기 수집 모듈은 동일한 갠트리(gantry) 내에 장착된다.
구체적인 기술방안에 있어서, 상기 수화물 CT 보안 시스템은, 제1 및 제2 콜리메이터를 더 포함하는데, 상기 콜리메이터에는, X선 소스가 조사하는 방사선 빔을 복수 개의 부채꼴 방사선 빔으로 분해하기 위한 복수 개의 격자가 포함된다.
또한, 상기 수화물 CT 보안 시스템은 탐측기 결정체 장착 프레임을 더 포함하는데, 상기 탐측기 결정체 장착 프레임 상에서 상기 주사통로의 축 방향을 따라 복수 개의 탐측기 결정체가 장착되고, 상기 콜리메이터에 의해 분해된 복수 개의 부채꼴 방사선 빔과 상기 복수 개의 탐측기 결정체의 수신면은 서로 대응되어, 동일 시각에 상기 주사통로를 따른 축 방향으로 다열의 피주사체의 단층 데이터를 동시에 얻을 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 제1 콜리메이터 격자는 방사선 선량 분포와 관련되는 점 형태의 커브 피팅인데, 중부의 격자 사이의 간격이 좁고, 변두리 부분의 격자 사이의 간격이 넓어, 방사선 빔의 선량을 조절하여 부동한 탐측기 결정체의 수신면에 도달하는 강도가 거의 일치하도록 한다.
더욱 구체적으로, 제1 콜리메이터는 벨트의 전송 방향으로 복수 개의 격자를 포함할 수 있는데, 격자의 수량 및 격자 사이의 거리는 탐측기의 열의 수량 및 벨트 전송 방향으로 인접하는 탐측기 수신면 사이의 거리와 일치하도록 유지하여야 한다.
상기 기술방안에 있어서, 상기 탐측기 어셈블리 중의 고밀도 방사 방지판은 납, 텅스텐-니켈-철 합금 혹은 강철을 포함한다.
일 기술방안에 있어서, 상기 제1 콜리메이터 격자에는 복수 개의 슬릿이 설치되는데, 상기 슬릿의 수량은 적어도 두개이다.
구체적인 실시예에 있어서, 상기 수화물 CT 보안 시스템은, 상기 주사통로를 둘러싸는 슬립링 시스템(slip-ring subsystem)을 더 포함하는데, 상기 X선 소스와 갠트리(gantry)는 상기 슬립링 시스템(slip-ring subsystem) 상에 장착되어 상기 주사통로 중심을 둘러싸고 회전한다.
본 발명에 있어서, CT 갠트리의 탐측기 어셈블리와 서로 대응되는 위치에는 X선 소스와 제1 콜리메이터가 장착된다. X선 소스에서 X선 빔을 조사하면, 제1 콜리메이터는 부채꼴의 주사영역으로 진입한 X선을 콘 형상의 빔으로부터 일정 각도를 가지는 커버 범위의 다열의 부채꼴 빔으로 분해할 수 있는데, 매 부채꼴 빔은 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면에 대응된다. 이로써, X선 소스 타깃이 X선을 한번 조사하면, 탐측기는 차단 없이 피주사체의 대응되는 단층 위치에서 투과된 X선 빔을 동시에 복수 그룹을 얻을 수 있다. 대응되는 열의 탐측기의 X선 신호 누적을 탐측하여 이를 전기 신호로 전환하고, 게인을 조절하여 디지털 신호로 전환하며, 컴퓨터 시스템에 의한 데이터 재구성을 통하여 피검사체의 동일 단층 내의 부동한 각도 방향에서의 특징에 관한 데이터를 얻는다.
이러한 구조적 설계에 의하면, 동일 시각에 복수 단층의 부동한 각도 방향에서의 단층 데이터를 얻을 수 있다. 구체적으로 CT 보안 주사 기기에 있어서, 타깃과 탐측체 수신면 사이의 거리가 각 그룹내의 탐측기 결정체 사이의 거리보다 훨씬 크기에, 각 그룹내의 탐측체가 수집한 데이터 정보는 인접한 단층 내의 데이터 정보에 각각 대응된다고 볼 수 있다. 즉 X선이 한차례 통과할 때 피주사체의 단층 데이터를 복수 개 얻을 수 있는데, 이로써 CT 주사속도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 수화물 CT 보안 시스템에 사용되는 탐측장치를 제공한다. 상기 CT 보안 시스템의 탐측장치는, 수화물이 주사통로를 통하여 상기 수화물 CT 보안 시스템으로 진입 및 상기 시스템으로부터 퇴출하도록 하는 상기 주사통로; 주사통로 일측에 설치된 X선 소스; 및 상기 주사통로의 다른 일측에 설치되며 상기 탐측장치를 장착하기 위한 갠트리(gantry)를 포함하며, 탐측장치는, 복수 개의 탐측기 어셈블리를 포함하는데, 매 탐측기 어셈블리에는 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 시작점이 주사통로의 중심을 원심으로 하는 원호 상에 위치하고, 또한 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리는 순차로 서로 연결되어 배치되며, 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리 중의 탐측기 결정체의 모든 수신면은 타깃을 원심으로 하는 방사형 방사선 빔의 범위 내에 위치하고, 또한 매 탐측기 어셈블리 중의 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 중점과 방사선 소스 타깃을 연결한 연결선은 탐측기 결정체의 수신면에 수직인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 모든 탐측기 결정체의 수신면과 방사원의 타깃 사이에는, 차광 및 방진을 위한 가벼운 재질의 부재가 장착되어 있는데, 이는 가시광선을 차단하고 먼지 등이 탐측기 결정체의 수신면에 부착되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 가벼운 재질의 부재는 폴리테트라플루오르에틸렌, 플라스틱, 베이클라이트(bakelite), 알루미늄 포일을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 상술한 기술방안에 있어서, 매 탐측기 어셈블리에는 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 시작점이 주사통로의 중심을 원심으로 하는 원호 상에 위치하며, 매 탐측기 어셈블리 중에서 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 중점과 방사선 소스 타깃의 연결선은 탐측기 결정체의 수신면에 수직이며, 또한 탐측기 어셈블리는 시작 부분으로부터 끝 부분까지 순차로 서로 연결되어 배치되고, 모든 탐측기 결정체의 모든 수신면은 방사형 방사선 빔의 범위 내에 위치한다.
상술한 기술방안을 사용하면 통로 중심과 X선 소스 타깃 사이의 각도 대응 관계가 확정되기 때문에, 컴퓨터에 의한 데이터 보정을 통하여 탐측기 결정체의 수신면에 도달하는 P값 데이터의 안정성을 확보할 수 있어 방사선 강도의 영향을 줄일 수 있다.
아래 첨부된 도면과 결합하여 본 발명의 실시예인 수화물 CT 보안 시스템을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 구체적인 실시예에 따른 CT 보안 시스템을 사용한 전체 설명도이다.
도 2는 CT 보안 시스템의 주요 구성 부재를 나타내는 투시도이다.
도 3은 주사통로에 수직인 탐측기 어셈블리 배치도이다.
도 4는 도 3중의 탐측기 어셈블리의 구체적 구조를 나타내는 확대도이다.
도 5는 평면도가 나타내는 탐측장치 구조도이다.
아래 첨부 도면과 결합하여 실시예들을 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. 명세서에 있어서, 동일하거나 유사한 도면부호들은 동일하거나 유사한 부재를 나타낸다. 아래 첨부 도면을 참조하여 진행한 본 발명의 실시예에 대한 설명은 본 발명의 전체적인 구상에 대한 해석일 뿐 본 발명을 제한하는 것으로 이해해서는 안된다.
도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 수화물 CT 보안 시스템을 나타내는데, 상기 시스템은, 수화물(미도시)이 상기 입구 주사통로(2)를 통하여 상기 수화물 CT 보안 시스템에 진입하도록 하는 주사통로(2 혹은 6); 입구 주사통로(2)와 출구 주사통로(6) 사이에 설치된 X선 소스(8); 및 상기 X선 소스(8)의 일측에 설치되며 복수 개의 탐측기 어셈블리(20)가 장착되는 갠트리(gantry)(5)를 포함하는 수화물 CT 보안 시스템에 있어서, 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리중의 매개 탐측기 어셈블리 상에서 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 시작점(18 혹은 23)이 주사통로 중심(21)을 원심으로 하는 분포 원(22) 상에 위치하고, 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리는 순차로 연결되어 배치되며; 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리 중의 탐측기 결정체의 수신면(16 혹은 24)은 방사선 소스 타깃을 원심으로 하는 방사형 방사선 빔의 범위 내에 위치하고, 매개 탐측기 어셈블리 중에서 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 중점(17 혹은 25)과 방사선 소스 타깃의 연결선이 탐측기 결정체의 수신면(16 혹은 24)에 수직인 것을 그 특징으로 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예에 있어서, 상기 주사통로를 둘러싸는 슬립링 시스템(slip-ring subsystem)(3)을 더 포함하는데, 상기 X선 소스(8)와 갠트리(gantry)(5)는 상기 슬립링 시스템(slip-ring subsystem)(3)에 장착되어 상기 주사통로의 중심(21)을 에워싸고 회전한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 탐측기 어셈블리마다 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 시작점(18 혹은 23)이 주사통로의 중심을 원심으로 하는 원호면(22)에 위치하며, 탐측기 어셈블리는 순차적으로 서로 연결되어 배치되고, 탐측기 결정체의 모든 수신면(16 혹은 24)은 X선 소스 타깃을 원심으로 하는 방사형 방사선 빔의 범위 내에 위치한다. 탐측기 어셈블리의 최적화 배치를 통하여, 주사통로를 축소하지 않는 전제하에서 기기의 폭 사이즈를 감소시킬 수 있어 기기가 차지하는 면적을 감소하여 CT 기기의 종합적인 코스트를 더욱 감소시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 CT 기술이 해결하고자 하는 목적인 수화물을 주사하여 피주사체인 수화물의 이미지를 얻는 방면에서부터 출발하여, 수화물 통로의 중심(21)을 기초로 갠트리(gantry)(5)를 배치하며, 탐측기 어셈블리를 주사통로의 중심(21)을 원의 중심으로 하는 갠트리(gantry)(5) 상에 연속적으로 배치한다. 일 예에 있어서, 슬립링(slip-ring)(3)의 회전 중심과 탐측기 어셈블리(20)의 배치 중심을 중첩시킴으로써, CT 슬립링(slip-ring)(3)의 회전 지름을 효과적으로 감소할 수 있으며, 나아가서는 회전 CT에 사용되는 기기 사이즈의 최소화를 실현할 수 있다.
또한, 탐측기 수신면(16 혹은 24)이 전부 X선 소스(8)에서 조사된 방사선 빔에 수직이도록 하기 위하여, 장착 시, 매개 탐측기 어셈블리(20) 상의 탐측기 결정체를, 탐측기 결정체의 수신면의 시작점(18 혹은 23)을 원심으로 일정 각도 회전시켜, X선 소스(8)의 타깃(15)과 탐측기 어셈블리 상의 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면(16 혹은 24)의 중점(17 혹은 25)을 연결한 연결선이 탐측기 어셈블리의 대응되는 탐측기 결정체의 수신면(16 혹은 24)과 수직이도록 구성하며, 갠트리(gantry)(5)의 일체화 공정을 실현하여, 모든 탐측기 결정체가 획득하는 데이터와 전기제어모듈(34)이 모두 하나의 갠트리(gantry)내에 위치하도록 함으로써, X선이 탐측기 결정체의 수신면에 안정적으로 도달하도록 하여, 탐측기 시스템의 수집 감도를 향상시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기술방안에 있어서, 탐측기 어셈블리(20)마다 일 그룹 이상의 탐측기 결정체(30)를 포함할 수 있는데, 방사선 소스 타깃(15)과 탐측기 결정체의 수신면(32)의 중점을 연결한 연결선과 상기 수신면(32)이 이루는 최소 협각은 85°이상이어야 한다. 바람직하게는, 상기 X선 소스(8)의 조사각은, 적어도 상기 X선 소스 타깃(15)과 상기 원호 상의 시작 부분의 탐측기 결정체의 수신면의 말단부(16A)와의 연결선과 상기 X선 소스 타깃(15)과 상기 원호 상의 끝 부분의 탐측기 결정체의 수신면의 말단부(25A)와의 연결선이 이루는 협각(26)보다 크다. 바람직하게는, 상기 주사통로의 유효 주사영역(19)은, 상기 X선 소스의 타깃(15)과 상기 원호상의 시작 부분의 탐측기 결정체의 수신면의 말단부(16A)와의 연결선과 상기 X선 소스 타깃(15)과 끝 부분의 탐측기 결정체의 수신면의 말단부(25A)와의 연결선이 이루는 협각 범위 내에 위치한다.
상술한 설치 방식을 통하여, 갠트리(gantry)(5) 상에서의 탐측기 영역(11)에서의 탐측기 어셈블리의 배열 수량은, 주사통로의 모든 유효영역(19)을 커버할 수 있어 이미징이 완성되지 않은 부분을 해소할 수 있다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 구체적인 CT 주사 과정에서, 전송벨트 시스템(1)의 상면은 반드시 주사통로(2 혹은 6)의 유효영역 내에 위치하여, 전송벨트 상의 모든 물품들이 전부 X선 소스의 방사선 빔에 의해 커버될 수 있도록 해야 한다. 또한, 이러한 설계에 따르면, 매 탐측기 결정체(30)의 탐측기 결정체의 수신면(32)이 방사선의 메인 빔 방향까지의 거리가 대체적인 일치하도록 확보할 수 있어, 매 탐측기 결정체(30)가 획득하는 유효 방사량을 증가하고 탐측기 결정체 측면에서의 산란을 감소할 수 있어 CT 기기의 이미징 품질을 향상시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 CT 시스템에 있어서, 갠트리(gantry)(5)는 슬립링 시스템(slip-ring subsystem)(3)의 회전 가능한 갠트리(gantry) 장착판(12) 상에 장착되어 있고, 갠트리(gantry) 장착판(12)은 슬립링(slip-ring) 지지대(13)에 장착되어 있으며, 슬립링(slip-ring) 구동모터(14)에 의해 구동된다. 또한, 탐측기 어셈블리(20), CT X선 소스(8) 및 CT 제1콜리메이터(9), 제2 콜리메이터(10)는 갠트리(gantry)(5)에 장착되어 있다. 상기 구체적인 실시예에 있어서, 시스템은 하나의 갠트리(gantry)(5)만 포함하는데, 갠트리(gantry)는 밀폐된 갠트리 박스로, 내부에는 데이터 수집/제어 모듈(34)이 장착되어 있다. 모든 CT 데이터 수집 시스템은 하나의 데이터 수집 모듈과 제어 모듈을 사용할 수 있으며, 나아가서 수집된 모든 데이터는 동일한 알고리즘을 통하여 처리할 수 있으므로, CT 기기가 주사 작업을 진행하는 속도를 향상시키고 데이터 전송과 처리 속도를 향상시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 매 탐측기 어셈블리(20)에는 2그룹 이상의 탐측기 결정체(30)가 배치될 수 있으며, 매 그룹 사이의 거리(29)는 20mm보다 작지 않다. 복수 그룹의 탐측기 결정체(30)를 사용하면, 일회 주사과정에서 피주사체의 보다 많은 정보를 얻을 수 있어, 시스템의 최종 통과율과 식별 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 탐측기 어셈블리마다 탐측기 결정체 장착 프레임(27); 탐측기 결정체 장착 프레임에 연결된 고밀도 방사 방지판(28); 및 상기 탐측기 어셈블리 내부 지지부(31)에 설치되며 상기 X선 소스(8) 일측과 마주보는 탐측기 결정체(30)를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 탐측기 어셈블리의 고밀도 방사 방지판(22)은, 납, 텅스텐-니켈-철 합금 혹은 강철 등과 같은 재료를 포함할 수 있으며, 그 두께는 대응되는 기준에서 환경에 대한 방사 누설 지수 표준을 만족하여야 한다.
도 5는 평면도에 나타낸 탐측기 어셈블리 구조도이다. 상기 수화물 CT 보안 시스템은, 제1 콜리메이터(9)와 제2 콜리메이터(10)를 더 포함하는데, 상기 제1 콜리메이터(9)에 포함되는 콜리메이터 격자(39)는 X선 소스(8)로부터 조사되는 방사선 빔을 분해하고, 매 격자가 출력하는 X선 빔의 에너지강도를 제어하기 위한 것이다. 상기 제2 콜리메이터(10)의 격자(37)는, 탐측기 결정체의 수신면에 도달하는 X선이 탐측기 결정체의 수신면 에지의 산란이 아닌 탐측기 결정체의 수신면으로부터의 빔이 되도록 탐측기 어셈블리로 입사될 X선을 차폐하기 위한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 콜리메이터 격자(39)는, X선 소스(8)에서 조사되는 방사선 빔을 두개 이상의 부채꼴 방사선 빔으로 분해하기 위한, 적어도 두개의 구획부를 포함한다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 주사통로(2 혹은 6)에 따른 방향에서, 상기 탐측기 결정체 장착 프레임(27)에는 복수 개의 탐측기 결정체(30)가 장착되는데, 상기 분해된 부채꼴 방사선 빔과 상기 탐측기 결정체(30)의 수신면은 일대일로 대응되어, 상기 주사통로에 따른 방향에서 다열의 탐측기는 데이터를 동시에 수집할 수 있다. 상술한 복수 개의 탐측기 어셈블리는 탐측기 결정체 장착 프레임(27)에 의해 탐측기 장착함(35)에 장착되는 복수 개의 탐측기 결정체(30) 모듈로 구성되고, 탐측기 장착함은 광선, 먼지, 환경 습도가 탐측기 결정체의 성능에 대한 영향을 감소하도록 밀봉되어야 한다. 또한 탐측기 장착함(35)은 연결 프레임(42)을 통하여 CT 탐측기 갠트리에 장착된다. 밀봉 및 차광을 확보한 전제하에서, 방사선의 메인 빔 방향에서의 차단을 감소하기 위하여 탐측기 결정체의 수신면 전방의 X선 소스 타깃에 마주보는 위치에는 방진 차광판(38)이 장착되는데, 그 두께가 3mm를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 방진 차광판은 가벼운 재료로 구성될 수 있는데, 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene), 플라스틱, 베이클라이트(bakelite), 알루미늄 포일을 포함하나 이에 한정되지는 않는다. 상기 바람직한 실시예에 있어서, 제1 콜리메이터 격자(39)는 방사선 에너지 분포와 관련되는 점 형태의 커프 피팅인데, 중간부분의 격자 간격이 좁고 변두리 부분의 격자 간격이 넓게 구성되어 부동한 탐측기 결정체의 수신면에 도달하는 에너지강도가 거의 일치하도록 한다. 구체적인 예로는, 상기 제1 콜리메이터 격자(39)에는 복수 개의 슬릿이 설치되는데, 상기 슬릿 수량은 적어도 두개, 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이 3개의 슬릿이 설치될 수 있다.
이어서 본 발명에 따른 수화물 CT 보안 시스템의 구체적인 조작에 대해 간단히 설명하기로 한다. 수화물(미도시)은 입구 주사통로를 통과하여 CT 보안 시스템으로 진입하여, 입구측의 광 차단을 트리거링하고, 시스템 제어 모듈은 수집 명령을 출력하고, 슬립링(slip-ring) 구동모터(14)의 구동하에 갠트리(5)는 슬립링(slip-ring)(3)을 따라 회전한다. CT 부분의 X선 소스(8)는 X선 빔을 조사하는데 앞부분의 에너지 보정장치인 제1 콜리메이터(9)를 통하여 에너지 빔을 다열의 부채꼴 X선 빔으로 구획하고, CT 탐측기 어셈블리(20)는 X선 데이터를 수집하기 시작하며, 데이터 처리 센터가 3차원 이미지를 재구성하여 CT 단층 이미지를 얻는다.
본 발명의 전체적 구상의 일부 실시예들을 도시 및 설명하였으나, 당업자들은 전체적 구상의 원칙 및 사상과 어긋나지 않는 한 이러한 실시예들에 대해 변경을 가할 수 있으며 본 발명의 범위는 특허 청구의 범위 및 그 균등물에 의해 한정된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
1: 전송벨트 시스템;
2: 입구 주사통로;
3: 슬립링 시스템(slip-ring subsystem);
4: X선 소스 프레임;
5: 갠트리(gantry);
6: 출구 주사통로;
7: 기기 지지밑판;
8: CT X선 소스;
9: 제1 콜리메이터(first collimator);
10: 제2 콜리메이터(second collimator);
11: 갠트리(gantry)의 탐측영역;
12: 갠트리(gantry) 장착판;
13: 슬립링(slip-ring) 지지대;
14: 슬립링(slip-ring) 구동모터;
15: X선 소스 타깃;
16: 선단 탐측기 결정체의 수신면;
17: 선단 탐측기 결정체의 수신면의 중점;
18: 선단 탐측기 결정체의 수신면의 시작점;
19: 주사통로의 유효영역;
20: 갠트리 중간 부분의 세개의 탐측기 어셈블리;
21: 주사통로 중심;
22: 탐측기 어셈블리 분포 원;
23: 말단의 탐측기 결정체의 수신면의 시작점;
24: 말단 탐측기 결정체의 수신면;
25: 말단 탐측기 결정체의 수신면의 중점;
26: 타깃과 탐측기 결정체의 수신면을 연결한 연결선 상호간의 최대 협각;
27: 탐측기 결정체 장착 프레임;
28: 고밀도 방사 방지판;
29: 인접한 탐측기 결정체 사이의 거리;
30: 탐측기 결정체;
31: 탐측기 어셈블리의 내부 지지부;
32: 탐측기 결정체의 수신면;
33: 탐측기 어셈블리 장착 부속품;
34: 데이터 수집/제어 모듈;
35: 탐측기 장착함;
36: 탐측기 어셈블리 단면도;
37: 제2 콜리메이터 격자;
38: 방진 차광판;
39: 제1 콜리메이터 격자;
40: 평행 주사통로의 X선 빔;
41: 주사통로와 슬립링(slip-ring) 사이의 연결;
42: 연결 프레임.

Claims (19)

  1. 수화물 CT 보안 시스템에 있어서,
    수화물이 주사통로를 통하여 상기 수화물 CT 보안 시스템으로 진입 및 상기 수화물 CT 보안 시스템으로부터 퇴출하도록 하는 상기 주사통로;
    주사통로 일측에 설치된 X선 소스;
    상기 주사통로의 다른 일측에 설치되며 복수 개의 탐측기 어셈블리가 장착된 갠트리(gantry)를 포함하며,
    상기 복수 개의 탐측기 어셈블리마다 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 시작점이 주사통로 중심을 원심으로 하는 원호 상에 위치하고, 또한 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리는 순차로 서로 연결되어 배치되며,
    상기 복수 개의 탐측기 어셈블리 중의 탐측기 결정체의 모든 수신면은 X선 소스 타깃을 원심으로 하는 방사형 방사선 빔의 범위 내에 위치하고, 매 탐측기 어셈블리 중의 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 중점과 X선 소스 타깃의 연결선은 탐측기 결정체의 수신면에 수직인 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    매 탐측기 어셈블리는 일 그룹 이상의 탐측기 결정체를 포함할 수 있는데, 방사선 소스 타깃과 탐측기 결정체의 수신면의 중점을 연결한 연결선이 수신면과 이루는 각도의 최소 협각은 85°보다 큰 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 X선 소스의 조사각은 적어도 상기 X선 소스의 타깃과 상기 원호 상의 시작 부분 및 끝 부분의 탐측기 결정체의 말단부를 연결한 두개의 연결선이 이루는 협각보다 큰 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 주사통로의 유효 주사영역은, 상기 X선 소스의 타깃과 상기 원호 상의 시작 부분 및 끝 부분의 탐측기 결정체의 말단부를 연결한 두개의 연결선이 이루는 협각 범위 내에 위치하는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    매 탐측기 어셈블리에는 2그룹 이상의 탐측기 결정체가 배치될 수 있으며, 매 그룹의 탐측기 결정체 사이의 거리는 20mm보다 작지 않는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    매 탐측기 어셈블리는,
    지지 프레임;
    지지 프레임에 연결되는 고밀도 방사 방지판 ; 및
    상기 고밀도 방사 방지판의 상기 X선 소스와 마주보는 일측에 설치된 탐측기 결정체를 포함하는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수 개의 탐측기 어셈블리로부터의 신호를 수집하기 위한 수집 모듈; 및
    X선 소스의 조사 및 상기 신호 수집 작업을 제어하기 위한 제어 모듈을 더 포함하며,
    상기 제어 모듈과 상기 수집 모듈은 동일한 갠트리(gantry) 내에 장착되는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 갠트리에 장착되는 제1 및 제2 콜리메이터를 더 포함하며,
    상기 제1 및 제2 콜리메이터 각각은 X선 소스가 조사하는 X선 빔을 복수 개의 부채꼴 X선 빔으로 분해하기 위한 복수 개의 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    탐측기 장착판을 더 포함하며,
    상기 주사통로의 축 방향을 따라 상기 탐측기 장착판에 복수 개의 탐측기 결정체가 장착되며,
    상기 분해된 복수 개의 부채꼴 방사선 빔과 상기 복수 개의 탐측기 결정체의 수신면은 서로 대응되며, 이로써 상기 주사통로의 축 방향을 따라 동시에 다수의 탐측 데이터를 얻는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수 개의 격자는 하나 혹은 복수 개의, 방사선 선량 분포와 관련되는 점 형태의 커브 피팅이며, 부동한 탐측기 결정체의 수신면에 도달하는 에너지 범위가 동일하도록 중부의 격자 사이의 간격이 좁고, 변두리 부분의 격자 사이의 간격이 넓은 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수 개의 격자에는 복수의 슬릿이 설치되는데, 상기 슬릿의 수량은 적어도 두개 인 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 고밀도 방사 방지판은, 납, 텅스텐-니켈-철 합금 혹은 강철을 포함하는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 항에 있어서,
    상기 주사통로를 둘러싸는 슬립링 시스템(slip-ring subsystem)을 더 포함하고,
    상기 X선 소스와 갠트리(gantry)는 상기 슬립링 시스템(slip-ring subsystem) 상에 장착되며, 상기 주사통로의 중심을 둘러싸고 회전하는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템.
  14. 수화물 CT 보안 시스템에 사용되는 탐측장치에 있어서,
    상기 CT 보안 시스템은, 수화물이 주사통로를 통하여 상기 수화물 CT 보안 시스템으로 진입 및 상기 시스템으로부터 퇴출하도록 하는 상기 주사통로; 주사통로 일측에 설치된 X선 소스; 및 상기 주사통로의 다른 일측에 설치되며 복수 개의 탐측기 어셈블리가 장착된 갠트리(gantry)를 포함하며,
    상기 탐측장치는,
    복수 개의 탐측기 어셈블리를 포함하는데, 매 탐측기 어셈블리에는 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 시작점이 주사통로의 중심을 원심으로 하는 원호 상에 위치하고, 또한 상기 복수 개의 탐측기 어셈블리는 순차로 서로 연결되어 배치되며,
    상기 복수 개의 탐측기 어셈블리 중의 탐측기 결정체의 모든 수신면은 X선 소스 타깃을 원심으로 하는 방사형 방사선 빔의 범위 내에 위치하고, 또한 매 탐측기 어셈블리 중의 적어도 일 그룹의 탐측기 결정체의 수신면의 중점과 X선 소스 타깃을 연결한 연결선은 탐측기 결정체의 수신면에 수직인 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템에 사용되는 탐측장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    매 탐측기 어셈블리는 일 그룹 이상의 탐측기 결정체를 포함하고,
    방사선 소스 타깃과 탐측기 결정체의 수신면의 중점을 연결한 연결선과 상기 수신면 사이의 최소 협각은 85°와 같거나 그보다 큰 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템에 사용되는 탐측장치.
  16. 제 14 항 혹은 제 15 항에 있어서,
    상기 X선 소스의 조사각은 적어도 상기 X선 소스의 타깃과 상기 원호 상의 시작 부분의 탐측기 결정체의 수신면의 말단부와의 연결선과 상기 X선 소스 타깃과 상기 원호 상의 끝 부분의 탐측기 결정체의 수신면의 말단부와의 연결선이 이루는 협각보다 큰 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템에 사용되는 탐측장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 주사통로의 유효 주사영역은, 상기 X선 소스의 타깃과 상기 원호 상의 시작 부분의 탐측기 결정체의 수신면의 말단부와의 연결선과 상기 X선 소스 타깃과 상기 원호 상의 끝 부분의 탐측기 결정체의 수신면의 말단부와의 연결선이 이루는 협각의 범위 내에 위치하는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템에 사용되는 탐측장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 갠트리에 장착되는 제1 및 제2 콜리메이터를 더 포함하며,
    상기 제1 및 제2 콜리메이터 각각은 X선 소스가 조사하는 X선 빔을 복수 개의 부채꼴 X선 빔으로 분해하기 위한 복수 개의 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템에 사용되는 탐측장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터와 상기 제2 콜리메이터 사이에는, 탐측기 수신면 상의 가시광선을 차단하고 먼지 등 이물이 탐측기 결정체의 수신면에 부착되는 것을 방지하기 위한 차광 방진재가 장착되어 있고,
    상기 차광 방진재는 가벼운 재료로, 폴리테트라플루오르에틸렌, 플라스틱, 베이클라이트(bakelite), 알루미늄 포일을 포함하나 이에 한정되지 않는 것을 특징으로 하는
    수화물 CT 보안 시스템에 사용되는 탐측장치.
KR1020157009860A 2012-09-19 2013-07-15 수화물 ｃｔ 보안 시스템 및 그 탐측장치 KR101684201B1 (ko)

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