KR101760882B1 - 엑스선 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 다른 축을 가지는 복수의 가이드 레일; 복수의 가이드 레일 중 적어도 하나의 가이드 레일에 장착되되 복수 축으로 이동 가능하게 장착되고, 사용자의 힘의 작용에 의해 이동하는 엑스 선관; 복수의 가이드 레일에 각각 마련되고 엑스 선관에 이동력을 공급하는 모터; 엑스 선관에 작용하는 사용자의 힘을 검출하는 힘 검출부; 힘이 검출되면 힘의 방향을 판단하고, 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 힘검출과 모터 속도를 이용하여 엑스 선 장치를 용이하게 이동시킴으로써 보다 정교하게 원하는 방향으로만 움직일 수 있고, 또한 모터의 속도 제어함으로서 엑스 선 장치를 안전하게 이동시킬 수 있다. 따라서 병원에서는 신속하고 효율적으로 진료할 수 있다.

Description

엑스선 장치 및 그 제어 방법{X ray apparatus and method for controlling the same}
본 발명은 다축으로 이동하는 엑스선 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
사람의 신체 내부에 있는 장기나 뼈 등의 이상 징후가 발생하면 의사는 사람의 신체 내부를 개봉하여 육안으로 이상 유무를 판단하였다.
그러나 독일의 빌헬름 뢴트겐에 의하여 엑스선이 발견되고 이를 의료 장치에 적용하기 시작하면서, 사람의 신체 내부에 있는 장기나 뼈 등의 이상 징후가 발생하면 엑스선 장치를 이용하여 사람의 신체 외부에서 신체 내의 흉부, 두부, 소화관, 척추 등의 이상 유무를 판단함으로써 질병 검진이 용이해졌다.
여기서 엑스선(x-ray)은 고속의 전자를 물체에 충돌시킬 때 방출된 투과력이 강한 전자기파이다. 이를 이용한 X선 장치는 사람의 피검부를 사이에 두고 X선관과 X선필름을 배치한 후 X선관(X-RAY TUBE)으로부터 X선을 조사시켜 사람의 피검부를 투과시키고 이를 검출하는 장치이다.
이러한 X선관은, 사람의 다양한 부위를 촬영할 수 있어야 하기 때문에 1 내지 3자유도의 움직임을 갖는다. 즉, X선관은 천장에 전후좌우상하로 이동 가능하게 설치되고 작업자가 핸들을 잡고 전후좌우상하로 이동시킴으로써 목표 위치에 위치된다.
이때 엑스선 장치는 X선필름의 중심과 X선관의 중심이 일치되도록 사람이 이동시켜야 하는 불편함이 있었다. 또한 X선관은 부피가 크고 무겁기 때문에 힘이 많이 들고 쉽게 이동시키기 어려웠다.
이에 따라 사용 편의성을 위해 X선관의 구동축에 모터를 장착하고 이 모터를 이용하여 X선관을 자동으로 이동시키는 자동화 X선관이 개발되었다.
자동화 X선관은 작업자가 버튼을 누른 상태에서 이동 위치를 확인한 후 버튼을 오프시킴으로써 목표 위치에 위치되거나, 목표 위치의 좌표 입력에 의해 목표 위치로 이동되었다.
이러한 자동화 X선관은 이동 시 장치 스스로 주변 환경을 완벽히 파악할 수 없기에 안전을 위해 이동 속도를 빠르게 하기 어려워 병원에서 신속하게 여러 환자를 대응할 수 없는 문제가 있다.
또한 자유도의 수가 많은 경우 각 자유도에 해당하는 버튼의 조작이 어렵고, 사용자가 X선관의 핸들을 직접 잡고 수동으로 움직이는 것보다 직관적이지 않은 문제가 있다.
엑스 선관을 수동으로 목표 위치에 이동시키기 위한 엑스 선 장치는, 서로 다른 축을 가지는 복수의 가이드 레일; 복수의 가이드 레일 중 적어도 하나의 가이드 레일에 장착되되 복수 축으로 이동 가능하게 장착되고, 사용자의 힘의 작용에 의해 이동하는 엑스 선관; 복수의 가이드 레일에 각각 마련되고 엑스 선관에 이동력을 공급하는 모터; 엑스 선관에 작용하는 사용자의 힘을 검출하는 힘 검출부; 힘이 검출되면 힘의 방향을 판단하고, 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.
엑스 선 장치는 모터의 속도를 검출하는 속도 검출부를 더 포함하고, 제어부는 모터의 검출 속도가 미리 설정된 기준 속도를 초과하면 모터를 감속 제어한다.
제어부는, 검출된 모터의 속도가 기준 속도를 초과하면, 초과한 속도의 크기에 비례하여 모터를 감속 제어한다.
제어부는, 힘의 방향이 복수이면 각 방향으로 작용하는 힘의 크기를 판단하고, 힘의 크기가 가장 큰 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하고, 나머지 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지 제어한다.
엑스 선장치는 각 축에 대응하여 마련된 락을 더 포함하고, 제어부는 나머지 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 락의 구동을 제어한다.
엑스 선장치는 엑스 선관의 한 축 이동을 지시하는 입력부를 더 포함하고, 제어부는 입력부로부터 온신호가 전송되면 각 방향으로 작용하는 힘의 크기를 판단하고, 힘의 크기가 가장 큰 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하고, 나머지 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지 제어한다.
엑스 선관은, 엑스 선을 발생하여 출력하는 몸체와, 몸체의 위치를 조정하는 핸들을 가지고, 힘 검출부는, 몸체와 핸들 사이에 마련된다.
힘 검출부는, 다 축의 힘의 방향 및 크기를 검출하는 다 축 로드셀이다.
힘 검출부는, 축에 대응하여 핸들의 각 방향에 마련된다.
제어부는, 축별 현재 지점에서 정방향으로 이동하면 모터를 정회전 제어하고, 현재 지점에서 부방향으로 이동하면 모터를 역회전 제어한다.
축별 가이드레일에 마련된 모터는, 제1모터와 제2모터로 이루어지고, 제어부는 힘의 방향이 현재 지점에서 정방향으로 이동하면 제1모터의 구동을 제어하고, 현재 지점에서 부방향으로 이동하면 제2모터의 구동을 제어한다.
다른 측면에 따른 엑스 선 장치는 가이드 레일; 가이드 레일에 이동 가능하게 장착되고, 사용자의 힘의 작용에 의해 이동하는 엑스 선관; 가이드 레일에 마련되고 엑스 선관 이동 시 엑스 선관에 이동력을 공급하는 모터; 모터의 속도를 검출하는 속도 검출부; 모터의 검출 속도와 미리 설정된 기준 속도를 비교하여 모터의 검출 속도가 기준 속도를 초과하면 모터를 감속 제어 한다.
제어부는, 검출된 모터의 속도가 기준 속도를 초과하면, 초과한 속도의 크기에 비례하여 모터를 감속 제어한다.
엑스 선 장치는 엑스 선관에 작용하는 사용자의 힘을 검출하는 힘 검출부를 더 포함하고, 제어부는 힘이 검출되면 힘의 방향을 판단하고, 판단된 방향에 대응하여 모터의 구동 방향을 제어한다.
또 다른 측면에 따른 엑스 선 장치는, 가이드 레일; 가이드 레일에 이동 가능하게 장착되고 사용자의 힘에 의해 이동하는 엑스 선 검출부; 가이드 레일에 마련되고 엑스 선관 이동 시 엑스 선 검출부에 이동력을 공급하는 모터; 모터의 속도를 검출하는 속도 검출부; 엑스 선 검출부에 작용하는 사용자의 힘을 검출하는 힘 검출부; 힘이 검출되면 힘의 방향을 판단하고, 판단된 방향에 대응하여 모터의 구동 방향을 제어하고, 모터 구동 시 모터의 검출 속도와 미리 설정된 기준 속도를 비교하여 모터의 검출 속도가 기준 속도를 초과하면 모터를 감속 제어하는 제어부를 포함한다.
제어부는, 힘의 크기를 판단하고, 힘의 크기에 대응하여 모터의 회전 속도를 제어하는 것을 더 포함한다.
또 다른 측면에 따른 엑스 선 장치의 제어 방법은, 서로 다른 축을 가지는 복수의 가이드 레일과, 복수의 가이드 레일 중 적어도 하나의 가이드 레일에 장착되되 복수 축으로 이동 가능하게 장착되는 엑스 선관을 가지는 엑스 선 장치의 제어 방법에 있어서, 엑스 선관에 힘이 작용하는지 판단하고, 엑스 선관에 힘이 작용하면 엑스 선관에 작용하는 힘을 검출하고, 힘의 방향을 판단하고, 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어한다.
모터의 구동을 제어하는 것은, 모터 구동 중 모터의 속도를 검출하고, 모터의 검출 속도와 미리 설정된 기준 속도를 비교하고, 모터의 검출 속도가 기준 속도를 초과하면 모터를 감속 제어하는 것을 포함한다.
모터를 감속 제어 하는 것은, 초과한 속도의 크기에 비례하여 모터의 속도를 줄이는 것을 포함한다.
모터의 구동을 제어하는 것은, 힘의 크기를 판단하고, 판단된 힘의 크기에 대응하여 모터의 회전 속도를 제어하는 것을 포함한다.
모터의 구동을 제어하는 것은, 힘의 방향이 복수인지 판단하고, 힘의 방향이 복수이면 각 방향으로 작용하는 힘의 크기를 판단하고, 힘의 크기가 가장 큰 방향을 판단하고, 힘의 크기가 가장 큰 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하고, 나머지 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지 제어하는 것을 포함한다.
나머지 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 락을 구동 제어하는 것을 더 포함한다.
엑스 선 장치의 제어 방법은, 엑스 선관의 한 축 이동을 지시하는 버튼의 상태를 확인하고, 버튼이 온 상태이면 각 방향으로 작용하는 힘의 크기를 판단하고,힘의 크기가 가장 큰 방향을 판단하고, 힘의 크기가 가장 큰 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하고, 나머지 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지 제어하는 것을 포함한다.
판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하는 것은, 판단된 힘의 방향이 현재 지점에서 정방향으로 이동되면 정회전 제어하고, 판단된 힘의 방향이 현재 지점에서 부방향으로 이동되면 역회전 제어한다.
또 다른 측면에 따른 엑스 선 장치의 제어 방법은, 가이드 레일과, 가이드 레일에 이동 가능하게 장착되고 사용자의 힘에 의해 이동하는 엑스 선 검출부를 가지는 엑스 선 장치의 제어 방법에 있어서, 엑스 선관에 힘이 작용하는지 판단하고, 엑스 선관에 힘이 작용하면 엑스 선관에 작용하는 힘을 검출하고, 힘의 방향을 판단하고, 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하여 엑스 선관에 이동력을 공급하고, 모터의 속도를 검출하고, 모터 구동 시 모터의 검출 속도와 미리 설정된 기준 속도를 비교하고, 모터의 검출 속도가 기준 속도를 초과하면 모터를 감속 제어한다.
판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하는 것은, 힘의 크기에 대응하여 모터의 속도를 제어하는 것을 포함한다.
모터를 감속 제어 하는 것은, 초과한 속도의 크기에 비례하여 모터의 속도를 줄이는 것을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 힘검출과 모터 속도를 이용하여 엑스선 장치를 용이하게 이동시킴으로써 보다 정교하게 원하는 방향으로만 움직일 수 있고, 또한 모터의 속도를 제어함으로써 엑스선 장치를 안전하게 이동시킬 수 있다.
따라서, 병원에서는 신속하고 효율적으로 진료할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치 중 검출기의 제어 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치 중 엑스선 발생기의 장착 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치 중 엑스선관의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치 중 엑스선 발생기의 제어 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치 중 엑스선 발생기의 제어 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치의 구성도이다.
여기서, 엑스선 장치는 피검체의 엑스선 영상 신호를 디지털 신호로 변환한 후 변환된 디지털의 피검체 엑스선 영상을 표시하는 디지털 엑스선 장치로, 엑스선 발생기(100), 제 1 검출기(200), 제 2 검출기(300), 서버(400)를 포함한다.
엑스선 발생기(100)는 소정의 고전압을 통해 엑스선을 방출하는 것으로, 피검체에 엑스선을 출력한다.
여기서 엑스선은 파장이 짧기 때문에 물체를 통과하는 힘이 강하다. 즉 이 성질을 이용하여 엑스선으로 피검체의 내부를 촬영하는 것이 가능하다.
이러한 엑스선 발생기(100)는 스탠드형 또는 천장형으로 마련될 수 있으며, 피검체에 인접 가능하도록 복수의 자유도(degree of freedom)를 갖는다. 본 실시예에서는 천장형 엑스선 발생기(100)를 예를 들어 설명한다. 이를 후술할 도 3 내지 6을 참조하여 설명한다.
제 1 검출기(200)는 스탠드형으로 마련되어 직립 상태의 피검체를 통과한 엑스선을 검출하여 서버(400)에 전송한다.
이러한 제 1 검출기(200)는 엑스선 검출부(210), 가이드 레일(220), 모터(230)를 포함한다.
엑스선 검출부(210)는 직립 상태의 피검체를 사이에 두고 엑스선 발생기(100)의 엑스선관과 대향 위치되어, 엑스선관으로부터 출력되어 피검체를 통과한 엑스선의 영상을 검출한다.
좀 더 구체적으로, 엑스선 검출부(210)는 엑스선 발생기(100)의 엑스선관으로부터 출력된 전자를 투시창을 통해 투과시키고, 투시창에 입사된 엑스선을 형관판에서 가시광선으로 변환시킴으로써 피검체의 내부조직을 가시화시킨다.
여기서 피검체를 관통한 엑스선이 유입되도록 투시창이 마련됨에 따라, 엑스선은 형광판에 충돌하게 된다. 따라서, 형광판의 전면부에서는 엑스선만의 충돌 궤적을 감지하게 된다.
엑스선 검출부(210)는 톱니가 마련된 피니언이 마련되어 있고, 이 피니언은 모터(230)와 연결되어 모터(230)의 구동에 의해 회전한다.
가이드 레일(220)은 엑스선 검출부(210)가 상하 이동 가능하도록 장착되고, 사용자의 힘이 작용하면 사용자의 힘이 작용하는 방향으로 엑스선 검출부(210)의 이동을 가이드한다.
이러한 가이드 레일(220)은 톱니가 형성된 래크(Rack, 미도시)가 마련되어 있고 이 래크는 엑스선 검출부(210)의 피니언(Pinion, 미도시)과 맞물려 결합된다. 이 가이드 레일(220)은 모터(230)가 구동하면 래크를 따라 엑스선 검출부(210)의 이동을 가이드한다.
모터(230)는 엑스선 검출부(210)의 피니언과 연결되어 엑스선 검출부(210)의 피니언에 회전력을 공급한다.
이러한 모터(230)는 엑스선 검출부(210)의 피니언과 기어열(미도시)에 의해 연결되거나, 와이어(미도시)에 의해 연결되는 것이 가능하다.
모터(230)의 축과 엑스선 검출부(210)의 피니언의 축이 기어열에 의해 연결된 경우, 사용자에 의해 엑스선 검출부(210) 이동 시 모터(230)의 구동에 의해 기어열이 회전하여 피니언이 회전함으로써 엑스선 검출부(210)에 이동력을 추가로 공급하고, 모터(230)의 축과 엑스선 검출부(210)의 피니언의 축이 와이어에 의해 연결된 경우, 사용자에 의해 엑스선 검출부(210) 이동 시 모터(230)의 구동에 의해 와이어가 모터(230)의 축에 감기거나 풀림으로써 엑스선 검출부(210)에 이동력을 추가로 공급한다.
제 2 검출기(300)는 테이블형으로 마련되고, 테이블에 올려진 피검체를 통과한 엑스선을 검출하여 서버(400)에 전송한다.
이러한 제 2 검출기(300)는 엑스선 검출부(310), 가이드 레일(320), 모터(330)를 포함한다.
엑스선 검출부(310)는 테이블에 누운 또는 테이블에 놓여진 피검체를 사이에 두고 엑스선 발생기(100)의 엑스선관과 대향 위치되어, 엑스선관으로부터 출력되어 피검체를 통과한 엑스선의 영상을 검출한다.
좀 더 구체적으로, 엑스선 검출부(310)는 엑스선 발생기(100)의 엑스선관으로부터 출력된 전자를 투시창을 통해 투과시키고, 투시창에 입사된 엑스선을 형관판에서 가시광선으로 변환시킴으로써 피검체의 내부 조직을 가시화시킨다.
여기서 피검체를 관통한 엑스선이 유입되도록 투시창이 마련됨에 따라, 엑스선은 형광판에 충돌하게 된다. 따라서, 형광판의 전면부에서는 엑스선만의 충돌 궤적을 감지하게 된다.
엑스선 검출부(310)는 톱니가 마련된 피니언이 마련되어 있고, 이 피니언은 모터(330)와 연결되어 모터(330)의 구동에 의해 회전한다.
가이드 레일(320)은 엑스선 검출부(310)가 좌우 이동 가능하도록 장착되고, 사용자의 힘이 작용하면 사용자의 힘이 작용하는 방향으로 엑스선 검출부(310)의 이동을 가이드한다.
이러한 가이드 레일(320)은 톱니가 형성된 래크(Rack, 미도시)가 마련되어 있고 이 래크는 엑스선 검출부(310)의 피니언(Pinion, 미도시)과 맞물려 결합된다. 이 가이드 레일(320)은 모터(330)가 구동하면 래크를 따라 엑스선 검출부(310)의 이동을 가이드한다.
모터(330)는 엑스선 검출부(310)의 피니언과 연결되어 엑스선 검출부(310)의 피니언에 회전력을 공급한다.
이러한 모터(330)는 엑스선 검출부(310)의 피니언과 기어열(미도시)에 의해 연결되거나, 와이어(미도시)에 의해 연결되는 것이 가능하다.
모터(330)의 축과 엑스선 검출부(310)의 피니언의 축이 기어열에 의해 연결된 경우, 사용자에 의해 엑스선 검출부(310) 이동 시 모터(330)의 구동에 의해 기어열이 회전하여 피니언이 회전함으로써 엑스선 검출부(310)에 이동력을 추가로 공급하고, 모터(330)의 축과 엑스선 검출부(310)의 피니언의 축이 와이어에 의해 연결된 경우, 사용자에 의해 엑스선 검출부(310) 이동 시 모터(330)의 구동에 의해 와이어가 모터(330)의 축에 감기거나 풀림으로써 엑스선 검출부(310)에 이동력을 추가로 공급한다.
이러한 제 1 검출기(200)와 제 2 검출기(300)의 제어 구성을 도 2를 참조하여 설명한다. 여기서 제 1 검출기(200)와 제 2 검출기(300)의 제어 구성은 동일하여 제 1 검출기(200)를 예를 들어 설명한다.
제 1 검출기(200)의 컨트롤러(240)는 영상 검출부(241), 힘 검출부(242), 속도 검출부(243), 제어부(244), 모터 구동부(245), 저장부(246), 통신부(247)를 포함한다.
영상 검출부(241)는 엑스선 검출부(210)에서 가시화된 엑스선 영상을 이미지 센서(예를 들어 CCD, CMOS)를 이용하여 전기 신호로 변환시키고, 변환된 엑스선 영상의 아날로그 신호를 소정 레벨로 증폭시키고, 증폭된 엑스선 영상의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키고, 디지털의 엑스선 영상을 신호 처리하여 통신부(247)를 통해 서버(400)에 전송한다.
이때 이미지 센서에서 검출된 가시광선은 매우 밝고 정확한 빛이 검출되는 것이다.
힘 검출부(242)는 엑스선 검출부(210)에 마련되고 엑스선 검출부(210)에 작용하는 사용자의 힘을 검출하고, 검출된 힘의 정보를 제어부(244)에 전송한다.
속도 검출부(243)는 모터(230) 구동 시 모터(230)의 속도를 검출하고, 검출된 모터(230)의 속도 정보를 제어부(244)에 전송한다.
제어부(244)는 힘의 방향을 판단하고, 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일(210)에 마련된 모터(230)의 구동을 제어하여 엑스선관에 이동력을 공급한다.
제어부(244)는 모터(230) 구동 시 힘의 크기를 판단하고, 판단된 힘의 크기에 비례하여 모터(230)의 속도를 결정하고, 결정된 속도로 모터(230)의 구동을 제어한다
제어부(244)는 모터(230) 구동 시 모터(230)의 검출 속도와 미리 설정된 기준 속도를 비교하고, 모터(230)의 검출 속도가 기준 속도를 초과하면 모터(230)를 감속 제어한다. 이때 제어부(244)는 초과한 속도의 크기에 비례하여 모터(230)의 감속량을 결정하고, 결정된 감속도가 되도록 모터(230)의 구동을 제어한다.
또한 제어부(244)는 현재 힘의 방향에 대해 모터(230)를 정방향으로 구동 제어하고, 현재 힘의 방향과 반대 방향의 힘이 작용하면 모터(230)를 역방향으로 구동 제어한다.
모터 구동부(245)는 제어부(244)의 지시에 대응하여 모터(230)를 온 또는 오프시키고 또한 제어부(244)의 지시에 대응하는 속도가 출력되도록 모터(230)를 구동시킨다.
저장부(246)에는 힘의 크기에 대응하는 모터(230)의 속도 정보가 저장되어 있고, 초과한 속도의 크기에 대응하는 모터(230)의 감속량이 저장되어 있으며, 모터(230)의 기준 속도가 저장되어 있다.
통신부(247)는 제어부(244)의 지시에 따라 디지털의 엑스선 영상을 서버(400)에 전송한다.
서버(400)는 제 1 검출기(200) 및 제 2 검출기(300) 중 적어도 하나의 검출기로부터 엑스 선 영상 신호를 수신한다.
서버(400)는 제 1 검출기(200) 및 제 2 검출기(300)로부터 필름 상태로 인화된 영상 신호를 전송받는 경우, 전송된 영상 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털의 엑스선 영상 데이터를 표시한다.
이때 서버(400)는 피검체의 정보를 입력하여 엑스선 영상과 함께 표시 및 저장한다. 여기서 피검체가 사람인 경우, 사람의 개인 정보, 검사 목적, 검사 항목 등의 정보를 입력한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치 중 엑스선 발생기의 장착 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치 중 엑스선관의 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(100)는 X, Y, Z 축의 3 자유도를 갖는 천장형으로 마련된다.
이러한 엑스선 발생기(100)는 제 1 가이드 레일(110), 제 2 가이드 레일(120), 제 3 가이드 레일(130), 엑스선관(140)을 포함한다. 여기서, 제 1 가이드 레일(110), 제 2 가이드 레일(120), 제 3 가이드 레일(130)은 적층되어 있다. 이 구조를 예를 들어 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제 1 가이드 레일(110)은 엑스선관(140)에 사용자의 X축 방향의 힘이 작용하면 엑스선관(140)의 X축 이동을 가이드한다.
이러한 제 1 가이드 레일(110)의 상측은 천장에 고정 설치되고, 하측은 제 2 가이드 레일(120)이 장착되는데, 이 제 2 가이드 레일(120)은 X축으로 이동 가능하게 장착된다.
제 1 가이드 레일(110)은 톱니가 형성된 래크(Rack, 미도시)가 마련되어 있고 이 래크는 제 2 가이드레일(120)의 피니언(Pinion, 미도시)과 맞물려 결합된다.
그리고 제 1 가이드레일(110)에는 제 1 모터(111, 112)가 장착된다. 여기서 제 1 모터(111, 112)는 사용자가 엑스선관(140) X축 이동 시 엑스선관(140)에 이동력을 추가 공급해주는 것으로 적어도 하나가 마련되는 것이 가능하다.
제 1 모터(111, 112)는 제 2 가이드 레일(120)의 피니언과 각각 연결되어 제 2 가이드 레일(120)의 피니언에 회전력을 공급한다.
이러한 제 1 모터(111, 112)는 제 2 가이드 레일(120)의 피니언과 기어열(미도시)에 의해 각각 연결되거나, 와이어(미도시)에 의해 각각 연결되는 것이 가능하다.
좀 더 구체적으로, 제 1 모터(111, 112)의 각 축과 제 2 가이드 레일(120)의 피니언의 각 축이 기어열에 의해 연결된 경우, 사용자에 의해 엑스선관(140) 이동 시 제 1 모터(111, 112)의 구동에 의해 기어열이 회전하여 제 2 가이드 레일(120)의 피니언이 회전함으로써 엑스선관(140)에 이동력을 추가로 공급하고, 제 1 모터(111, 112)의 각 축과 제 2 가이드 레일(120)의 피니언의 각 축이 와이어에 의해 연결된 경우, 사용자에 의해 엑스선관(140) 이동 시 제 1 모터(111, 112)의 구동에 의해 와이어가 제 1 모터(111, 112)의 축에 감기거나 풀림으로써 엑스선관(140)에 이동력을 추가로 공급한다.
제1모터(111, 112)는 동일하게 구동하여 엑스선관(140)의 X축 이동을 용이하게 한다. 이때 제 1 모터(111, 112)는 X축에서 현재 지점에서 정방향(즉 우측)으로 이동하면 정회전하고, 현재 지점에서 부방향(즉 좌측)으로 이동하면 역회전한다.
하지만 제1모터(111, 112)는 현재 지점에서 힘이 작용하는 방향이 변경됨에 따라 서로 교대로 구동하는 것도 가능하다. 이때 제 1 모터(111)는 현재 지점에서 정방향으로 이동하면 정회전하고 제 1 모터(112)는 현재 지점에서 부방향으로 이동하면 역회전한다.
즉 제 1 가이드 레일(110)은 제 1 모터(111, 112)가 구동하면 래크를 따라 엑스선관(140)의 X축 이동을 가이드한다.
제 2 가이드 레일(120)은 엑스선관(140)에 사용자의 Y축 방향의 힘이 작용하면 엑스선관(140)의 Y축 이동을 가이드한다. 여기서 제 2 가이드 레일(120)은 제 1 가이드 레일(110)과 서로 직교하는 방향으로 설치된다.
이러한 제 2 가이드 레일(120)의 상측은 제 1 가이드 레일(110)에 X 축으로 이동 가능하게 장착되고, 하측은 제 3 가이드 레일(130)이 Y축으로 이동 가능하게 장착된다.
즉 제 2 가이드 레일(120)의 상측은 제 1 가이드 레일(110)의 래크에 맞물려 결합된 피니언(Pinion, 미도시)이 마련되어 있고, 하측은 톱니가 형성된 래크(Rack, 미도시)가 마련되어 있고 이 래크는 제 3 가이드 레일(130)의 피니언(Pinion, 미도시)과 맞물려 결합된다.
그리고 제 2 가이드 레일(120)에는 제 2 모터(121, 122)가 장착된다. 여기서 제 2 모터(121, 122)는 사용자가 엑스선관(140)의 Y축 이동 시 엑스선관(140)에 이동력을 추가 공급해주는 것으로 적어도 하나가 마련되는 것이 가능하다.
제 2 모터(121, 122)는 제 3 가이드 레일(130)의 피니언과 각각 연결되어 제 3 가이드 레일(130)의 피니언에 회전력을 공급한다.
이러한 제 2 모터(121, 122)는 제 3 가이드 레일(130)의 피니언과 기어열(미도시)에 의해 각각 연결되거나, 와이어(미도시)에 의해 각각 연결되는 것이 가능하다.
좀 더 구체적으로, 제 2 모터(121, 122)의 각 축과 제 3 가이드 레일(130)의 피니언의 각 축이 기어열에 의해 연결된 경우, 사용자에 의해 엑스선관(140) 이동 시 제 2 모터(121, 122)의 구동에 의해 기어열이 회전하여 제 3 가이드 레일(130)의 피니언이 회전함으로써 엑스선관(140)에 이동력을 추가로 공급하고, 제 2 모터(121, 122)의 각 축과 제 3 가이드 레일(130)의 피니언의 각 축이 와이어에 의해 연결된 경우, 사용자에 의해 엑스선관(140) 이동 시 제 2 모터(121, 122)의 구동에 의해 와이어가 제 2 모터(121, 122)의 축에 감기거나 풀림으로써 엑스선관(140)에 이동력을 추가로 공급한다.
제 2 모터(121, 122)는 동일하게 구동하여 엑스선관(140)의 Y축 이동을 용이하게 한다. 이때 제 2 모터(121, 122)는 Y축에서 현재 지점에서 정방향(즉 전방)으로 이동하면 정회전하고, 현재 지점에서 부방향(즉 후방)으로 이동하면 역회전한다.
하지만 제 2 모터(121, 122)는 현재 지점에서 힘이 작용하는 방향이 변경됨에 따라 서로 교대로 구동하는 것도 가능하다. 이때 제 2 모터(121)는 현재 지점에서 정방향으로 이동하면 정회전하고 제 2 모터(122)는 현재 지점에서 부방향으로 이동하면 역회전한다.
즉 제 2 가이드 레일(120)은 제 2 모터(121, 122)가 구동하면 래크를 따라 엑스선관(140)의 Y축 이동을 가이드한다.
제 3 가이드 레일(130)은 엑스선관(140)에 사용자의 Z축 방향의 힘이 작용하면 엑스선관(140)의 Z축 이동을 가이드한다. 여기서 제 3 가이드 레일(130)은 제 1 가이드 레일(110) 및 제 2 가이드 레일(120)과 법선 방향으로 설치된다.
제 3 가이드 레일(130)은 복수의 프레임으로 이루어지고, 각 프레임은 절첩 가능하게 장착된다.
이러한 제 3 가이드 레일(130)의 상측은 제 2 가이드 레일(120)에 Y 축으로 이동 가능하게 장착되고, 하측은 엑스선관(140)이 Z축으로 이동 가능하게 장착된다.
즉 제 3 가이드 레일(130)의 상측은 제 2 가이드 레일(120)의 래크에 맞물려 결합된 상측 피니언(Pinion, 미도시)이 마련되어 있고, 제 3 가이드 레일(130) 내부는 톱니가 형성된 래크(Rack, 미도시)가 수직으로 마련되어 있고 이 래크의 톱니와 맞물려 결합된 내측 피니언(Pinion, 미도시)이 마련되어 있다.
그리고 제 3 가이드 레일은(130)에는 제 3 모터(131, 132)가 장착된다. 여기서 제 3 모터(131, 132)는 사용자가 엑스선관(140)의 Z축 이동 시 엑스 선관(140)에 이동력을 추가 공급해주는 것으로 적어도 하나가 마련되는 것이 가능하다.
제 3 모터(131, 132)는 제 3 가이드 레일(130)의 내측 피니언과 각각 연결되어 제 3 가이드 레일(130)의 내측 피니언에 회전력을 공급한다.
이러한 제 3 모터(131, 132)는 내측 피니언과 기어열(미도시)에 의해 각각 연결되거나, 와이어(미도시)에 의해 각각 연결되는 것이 가능하다.
좀 더 구체적으로, 제 3 모터(131, 132)의 각 축과 내측 피니언의 각 축이 기어열에 의해 연결된 경우, 사용자에 의해 엑스선관(140) 이동 시 제 3 모터(131, 132)의 구동에 의해 기어열이 회전하여 내측 피니언이 회전함으로써 엑스선관(140)에 이동력을 추가로 공급하고, 제 3 모터(131, 132)의 각 축과 제 3 가이드 레일(130)의 내측 피니언의 각 축이 와이어에 의해 연결된 경우, 사용자에 의해 엑스선관(140) 이동 시 제 3 모터(131, 132)의 구동에 의해 와이어가 제 3 모터(131, 132)의 축에 감기거나 풀림으로써 엑스선관(140)에 이동력을 추가로 공급한다.
제 3 모터(131, 132)는 동일하게 구동하여 엑스선관(140)의 Z축 이동을 용이하게 한다. 이때 제 3 모터(131, 132)는 Z축에서 현재 지점에서 정방향(즉 상측)으로 이동하면 정회전하고, 현재 지점에서 부방향(즉 하측)으로 이동하면 역회전한다.
하지만 제 3 모터(131, 132)는 현재 지점에서 힘이 작용하는 방향이 변경됨에 따라 서로 교대로 구동하는 것도 가능하다. 이때 제 3 모터(131)는 현재 지점에서 정방향으로 이동하면 정회전하고 제 3 모터(132)는 현재 지점에서 부방향으로 이동하면 역회전한다.
즉 제 3 가이드 레일(130)은 제 3 모터(131, 132)가 구동하면 래크를 따라 엑스선관(140)의 Z축 이동을 가이드한다.
가이드 레일(110, 120, 130)에는 X축에 대응하는 제 1 락(Lock), Y축에 대응하는 제 2 락(Lock), Z축에 대응하는 제 3 락(Lock)이 마련되어 있다. 즉 사용자가 엑스선관(140)의 이동을 한 축만 원하는 경우 나머지 축에 해당하는 락(Lock)을 구동시켜 나머지 축으로의 이동을 방지하는 것이다.
엑스선관(140)은 사용자의 힘과 모터의 구동력이 인가되면, 이를 이용하여 제 1 가이드 레일(110), 제 2 가이드 레일(120), 제 3 가이드 레일(130) 중 적어도 하나의 가이드 레일을 따라 이동됨으로써 피검체에 위치되고, 사용자의 지시에 따라 엑스 선을 출력한다.
이러한 엑스선관(140)은 음극(Cathode)과 양극(Anode)사이에 고전압이 인가되면 필라멘트로 이루어진 음극에서 발생한 열전자(thermal electron)가 금속 물질인 양극에 부딪치게 되어, 금속 내 전자와의 충돌로 엑스선을 발생시키는 원리를 이용한다.
엑스선 튜브 안은 전자가 타켓으로 날아가는 동안 분자와의 충돌에 의한 운동에너지 감소와 편향(defection)을 줄이기 위해 진공 상태를 유지한다. 타겟은 얇은 금속막으로 되어 있으며 그 두께는 전자의 투과 깊이와 타겟에서 발생하는 열의 흡수 능력을 고려하여 결정된다.
엑스선 튜브는 양극의 동작 방식에 따라 고정형 엑스선 튜브와 회전형 엑스선 튜브로 나뉜다. 회전형 엑스선 튜브는 양극이 회전하여 타겟에서 발생하는 열을 분산시키는 기능 외에는 고정형 엑스선 튜브와 대체로 동일하다.
이로 인해, 실제로 엑스선 장치는 두꺼운 부위를 측정할 때는 음극 쪽으로, 얇은 부위를 찍을 때는 양극 쪽으로 이동한다.
이러한 엑스선관(140)은 본체(141), 튜브(142), 발생부(143), 핸들(144)을 포함하고, 입력부(151) 및 힘 검출부(152)를 더 포함한다.
본체(141)는 엑스선관의 외관을 형성하는 것으로, 엑스선을 발생시키기 위한 각종 부품을 보호한다.
튜브(142)는 고전압을 음극과 양극 사이에 인가한다.
엑스선 발생부(143)는 필라멘트로 이루어진 음극에서 발생한 열전자가 금속물질인 양극에 부딪치게 되면 금속 내 전자와의 충돌로 엑스선을 발생하여 피검체로 출력한다.
핸들(144)은 사용자가 조정 가능하도록 형성되고 본체(141)에 장착된다.
입력부(151)는 엑스선관(140)의 한 축 이동을 지시하는 버튼으로 이루어지고, 사용자에 의해 온/오프 조작되고, 조작된 신호를 제어부(154)에 전송한다.
힘 검출부(152)는 본체(141)와 핸들(144) 사이에 마련된다. 이 힘 검출부(152)는 핸들에 작용하는 사용자의 힘을 검출하는 것으로, 다축의 힘을 검출하는 다축 로드셀로 이루어진다.
여기서 힘 검출부(152)는 힘의 크기와, 축별 힘의 방향이 현재 지점에서 정방향으로 작용하는지, 부방향으로 작용하는지 축별 힘의 방향성을 검출한다.
아울러, 힘 검출부(152)는 복수 축에 각각 대응하게 설치된 단축 로드셀로 이루어지는 것도 가능하다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치 중 엑스선 발생기의 제어 구성도로, 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
엑스선 장치의 엑스선 발생기(100)에 마련된 컨트롤러(150)는 입력부(151), 힘 검출부(152), 속도 검출부(153), 제어부(154), 모터 구동부(155), 락 구동부(156), 엑스선 발생부(157), 저장부(158), 통신부(159)를 포함한다.
입력부(151)는 엑스선관(140)의 한 축 이동을 지시하는 버튼으로 이루어지고, 사용자에 의해 온 오프 조작되고, 조작된 신호를 제어부(154)에 전송한다.
즉, 입력부(151)가 마련되는 이유는 작업 환경이나 필요에 따라 엑스선관(140)을 전체적으로 이동하지 않고 한 축 방향으로만 이동해야 할 경우가 있기 때문이다.
힘 검출부(152)는 핸들(144)에 작용하는 다축(즉, X, Y, Z) 방향의 사용자의 힘을 검출하여 제어부(154)에 전송한다.
이러한 힘 검출부(152)는 다축의 힘을 검출하여 전기 신호로 출력하는 다축 로드셀(Multi-Axis Force Sensor)로 이루어진다.
다축 로드셀은 여러 개의 로드셀의 조합으로 일시에 토크, 물리적인 힘을 측정 가능하도록 설계되어 있다.
다축 로드셀은 하중 점에서 작용하는 3축의 힘과 3축의 모멘트를 동시에 검출하는 센서이다.
다축 로드셀은 한 개의 탄성체 내에 여러 방향의 힘과 모멘트에 대응하는 적절한 힘 검출부들이 설계되어야 하므로 구조가 매우 복잡하다. 특히 힘 검출용으로 사용되는 다축 로드셀은 높은 정밀도와 정확도, 작은 부피와 작은 중량을 가져야 하며 위치오차를 최소화시키기 위하여 높은 강성을 갖도록 설계되어 있다.
아울러, 힘 검출부(152)는 복수 축에 각각 대응하게 설치된 단축 로드셀로 이루어지는 것도 가능하다.
단축 로드셀을 본체(141)와 핸들(144) 사이에 다축(X, Y, Z) 방향으로 각각 설치하여 각 단축 로드셀에 작용하는 압축력 및 인장력을 검출하고, 각 단축 로드셀에서 검출된 압축력 및 인장력을 제어부(154)에 전송한다. 이때 각 단축 로드셀의 압축력 및 인장력에 기초하여 힘의 방향 및 크기를 결정하게 된다.
속도 검출부(153)는 각 가이드 레일(110, 120, 130)에 마련된 모터의 속도를 검출한다. 이 속도 검출부(153)는 각 가이드 레일(110, 120, 130)의 모터에 각각 대응하여 마련되는 것이 가능하다. 여기서 속도 검출부(153)로 엔코더를 이용한다.
제어부(154)는 사용자의 힘이 검출되면 힘의 방향을 판단하고, 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어한다.
이때 제어부(154)는 힘의 크기를 판단하고, 판단된 힘의 크기에 대응하는 속도로 모터의 구동을 제어한다.
이때 제어부(154)는 축별 힘의 방향이 현재 지점에서 정방향으로 이동하는 경우 모터를 정회전시키고, 현재 지점에서 부방향으로 이동하는 경우 모터를 역회전시킨다.
아울러, 제어부(154)는 축별 두 개의 모터가 교대로 구동하는 경우, 현재 지점에서 정방향으로 이동하는 경우 하나의 모터의 구동을 제어하고, 현재 지점에서 부방향으로 이동하는 경우 다른 모터의 구동을 제어한다.
여기서 정방향은 X축에서 우측, Y측에서 전방, Z축에서 상측이고, 부방향은 X축에서 좌측, Y측에서 후방, Z축에서 하측이다.
제어부(154)는 모터의 검출 속도가 미리 설정된 기준 속도를 초과하면 해당 모터를 감속 제어한다. 이때 제어부(154)는, 검출된 모터의 속도가 기준 속도를 초과하면, 초과한 속도의 크기에 비례하여 모터를 감속 제어한다.
이와 같이 모터의 속도가 기준 속도를 초과하면 이동하고자 하는 반대 방향으로 저항력이 생겨 무거운 엑스선관이 과하게 빨리 이동하는 것을 방지할 수 있어 안전하다.
제어부(154)는 입력부(151)를 통해 온 신호가 전송되면 각 방향으로 작용하는 힘의 크기를 판단하고, 힘의 크기가 가장 큰 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하고, 나머지 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지 제어하고, 또한 나머지 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 락의 구동을 제어한다.
이와 같이 사용자가 한 축 방향으로만 이동시키고 싶을 경우, 핸들(144)에 장착된 버튼을 누르면서 움직이면 이동하고자 하는 방향을 제외한 나머지 방향으로의 이동을 제한할 수 있다.
제어부(154)는 힘 검출부(152)가 복수 개의 단축 로드셀이면, 핸들의 좌측, 우측, 하측(또는 상측)에 각각 설치되어, 각 힘 검출부의 인장력과 압축력에 기초하여 힘의 방향 및 크기를 결정한다.
즉, 핸들(144)을 좌측에서 밀고 우측에서 당겨 좌측 힘 검출부에 압축력이 작용하고 우측 힘 검출부에 인장력이 작용하면 X축 가이드 레일(110)에 마련된 모터를 정회전시키고, 핸들을 좌측에서 당기고 우측에서 밀어 좌측 힘 검출부에 인장력이 작용하고 우측 힘 검출부에 압축력이 작용하면 X축 가이드 레일(110)에 마련된 모터를 역회전시킨다.
핸들(144)을 전방으로 밀어 좌우측 힘 검출부에 압축력이 작용하면 Y축 가이드 레일(120)에 마련된 모터를 정회전시키고, 핸들(144)을 후방으로 밀어 좌우측 힘 검출부에 인장력이 작용하면 Y축 가이드 레일(120)에 마련된 모터를 방향으로 역회전시킨다.
핸들(144)을 위로 밀어 하측 힘 검출부에 압축력이 작용하면 Z축 가이드 레일(130)에 마련된 모터를 정회전시키고, 핸들을 아래로 당겨 하측 힘 검출부에 인장력이 작용하면 Z축 가이드 레일(130)에 마련된 모터를 역회전시킨다.
아울러 제어부(154)는 힘의 방향이 복수이면 각 방향으로 작용하는 힘의 크기를 판단하고, 힘의 크기가 가장 큰 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하고, 나머지 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지 제어하는 것도 가능하다.
모터 구동부(155)는 제어부(154)의 지시에 따라 X축에 대응하는 제 1 가이드 레일(110)에 마련된 제 1 모터(111, 112)를 구동시키는 제 1 모터 구동부(155a), 제어부(154)의 지시에 따라 Y축에 대응하는 제 2 가이드 레일(120)에 마련된 제 2 모터(121, 122)를 구동시키는 제 2 모터 구동부(155b), 제어부(154)의 지시에 따라 Z축에 대응하는 제 3 가이드 레일(130)에 마련된 제 3 모터(131, 132)를 구동시키는 제 3 모터 구동부(155c)를 포함한다.
락 구동부(156)는 제어부(154)의 지시에 따라 X축에 대응하는 제 1 가이드 레일(110)에서의 이동을 정지시키는 제 1 락을 구동시키는 제 1 락 구동부(156a), 제어부(154)의 지시에 따라 Y축에 대응하는 제 2 가이드 레일(120)에서의 이동을 정지시키는 제 2 락을 구동시키는 제 2 락 구동부(156b), 제어부(154)의 지시에 따라 Z축에 대응하는 제 3 가이드 레일(130)에서의 이동을 정지시키는 제 3 락을 구동시키는 제 3 락 구동부(156c)를 포함한다.
엑스선 발생 구동부(157)는 제어부(154)의 지시에 따라 엑스선 발생부(143)에서 엑스선이 발생되도록 한다.
저장부(158)에는 모터(111, 112, 121, 122, 131, 132)의 기준 속도가 저장되어 있고, 힘의 크기에 대응하는 모터(111, 112, 121, 122, 131, 132)의 속도 정보가 저장되어 있고, 초과한 속도의 크기에 대응하는 모터(111, 112, 121, 122, 131, 132)의 감속량이 저장되어 있다.
통신부(159)는 서버(400)로부터 엑스선 발생 지시 신호가 전송되면 전송된 엑스선 발생 지시 신호를 제어부(154)에 전송한다.
이와 같이 사용자가 엑스선관(140)의 핸들(144)을 잡고 장치를 이동시킬 때 힘 검출부(152)와 모터를 이용하여 엑스선관(140)의 이동에 힘을 보조함으로써 엑스선관(140)의 이동이 용이해진다.
즉, 자동과 수동의 장점을 혼합함으로써 직관적으로 엑스선관을 이동시킬 수 있고 적은 힘으로도 엑스선관을 이동시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 엑스선 장치 중 엑스선 발생기의 제어 순서도로, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
우선, 힘 검출부(152)를 이용하여 엑스선관 본체의 핸들(144)에 힘이 작용하는지 판단한다(501).
환자가 검출기(200 또는 300)에 위치할 때, 사용자는 엑스선 발생기(100)의 엑스선관(140)의 핸들(144)을 잡고 핸들(144)에 힘을 가하여 핸들(144)에 힘이 작용하면 힘 검출부(152)를 통해 힘의 방향 및 크기가 검출된다. 이때 힘이 작용한 방향과 크기를 판단한다(502). 여기서 힘이 작용하는 방향은 X축, Y축, Z축 중 적어도 하나의 방향이다.
다음, 힘이 작용한 방향에 대응하는 축의 가이드 레일에 마련된 모터를 확인하고(503), 힘의 크기에 대응하는 속도로 모터를 구동시킨다(504).
여기서 힘이 작용한 방향이 복수 방향이면, 각 방향에 대응하는 축의 가이드레일에 마련된 모터의 속도는 각 방향에 대응하는 힘의 크기에 따라 결정된다. 이때 모터는 힘의 크기에 비례한다.
즉, 사용자가 핸들(144)을 잡고 밀면 사용자의 힘이 작용하는 축 방향의 모터가 회전을 하여 사용자에게 보조 힘을 인가함으로써, 엑스선 발생기(100)의 엑스선관(140)은 적어도 하나의 가이드 레일을 따라 이동하게 된다.
그리고 속도 검출부(143)를 이용하여 모터의 회전 속도를 검출하고(505), 사용자에 의해 입력부(151)인 버튼이 온 상태인지 판단(506)한다.
이때 버튼이 오프 상태이면 구동 중인 모터의 검출 속도와 미리 설정된 기준 속도를 각각 비교한다(507). 이때 검출 속도가 기준 속도보다 큰 모터의 속도를 감속시킨다(508).
다음, 핸들(144)에 힘이 계속적으로 작용하는지 판단하고(509), 이때 핸들(144)에 힘이 작용하지 않으면 엑스선 발생기(100)의 엑스선관(140)이 목표 위치인 피검체에 도달했다고 판단하고, 구동 중인 모터의 구동을 정지시킨다(510). 만약 핸들(144)에 힘이 계속 작용하면 힘의 크기에 대응하는 속도로 모터를 구동시킨다.
반면 입력부(151)인 버튼이 온 상태이면 모터의 회전 속도가 가장 빠른 모터를 판단하고(511), 판단된 모터가 장착된 가이드 레일을 제외한 나머지 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지시키고(512), 또한 나머지 가이드 레일에 락을 구동시킴으로써(513) 엑스선 발생기(100)가 나머지 가이드 레일로 이동하는 것을 방지한다.
다음 구동 중인 하나의 모터의 검출 속도와 미리 설정된 기준 속도를 비교한다(507). 이때 검출 속도가 기준 속도보다 크면 모터의 속도를 감속시킨다(508).
다음, 핸들(144)에 힘이 계속적으로 작용하는지 판단하고(509), 이때 핸들(144)에 힘이 작용하지 않으면 엑스선 발생기(100)의 엑스선관(140)이 목표 위치에 도달했다고 판단하고, 구동 중인 모터의 구동을 정지시킨다(510).
이때 핸들(144)에 힘이 계속적으로 작용하면 과정 511에서 판단된 모터만을 구동시킨다.
엑스선 발생기(110)의 엑스선관(140)이 목표 위치에 도달하여 엑스선 발생기(110)의 엑스선관(140)이 사람의 피검체를 사이에 두고 검출기(200 또는 300)와 마주하면 사용자는 엑스선 발생을 지시한다.
엑스선 발생기(100)의 엑스선관(140)으로부터 엑스선이 발생되고, 검출기(200 또는 300)에 의해 엑스선 영상이 검출된다.
다음, 검출기(200 또는 300)는 검출된 영상을 서버(400)로 전송하고, 이때 서버(400)는 전송된 엑스선 영상을 표시한다.
이때 서버(400)는 피검체인 사람의 개인 정보 및 피검체의 중요한 정보를 포함하는 정보를 함께 표시하고, 또한 함께 저장한다.
100: 엑스선 발생기 200: 제 1 검출기
300: 제 2 검출기 400: 서버

Claims (27)

  1. 서로 다른 축을 가지는 복수의 가이드 레일;
    상기 복수의 가이드 레일 중 적어도 하나의 가이드 레일에 장착되되 복수 축으로 이동 가능하게 장착되고, 사용자의 힘의 작용에 의해 이동하는 엑스선관;
    상기 복수의 가이드 레일에 각각 마련되고 상기 엑스선관에 이동력을 공급하는 모터;
    상기 엑스선관에 작용하는 상기 사용자의 힘을 검출하는 힘 검출부; 및
    상기 힘이 검출되면 상기 힘의 방향을 판단하고, 상기 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 힘의 방향이 복수이면 각 방향으로 작용하는 힘의 크기를 판단하고, 상기 힘의 크기가 가장 큰 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하고, 나머지 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지 제어하는 엑스선 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터의 속도를 검출하는 속도 검출부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 검출된 모터의 속도가 미리 설정된 기준 속도를 초과하면 상기 모터를 감속 제어하는 엑스선 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 검출된 모터의 속도가 상기 기준 속도를 초과하면, 상기 초과한 속도의 크기에 비례하여 상기 모터를 감속 제어하는 엑스선 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 엑스선관은 각 축에 대응하여 마련된 락을 가지고,
    상기 제어부는 상기 나머지 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 상기 락의 구동을 제어하는 엑스선 장치.
  6. 서로 다른 축을 가지는 복수의 가이드 레일;
    상기 복수의 가이드 레일 중 적어도 하나의 가이드 레일에 장착되되 복수 축으로 이동 가능하게 장착되고, 사용자의 힘의 작용에 의해 이동하는 엑스선관;
    상기 복수의 가이드 레일에 각각 마련되고 상기 엑스 선관에 이동력을 공급하는 모터;
    상기 엑스선관에 작용하는 상기 사용자의 힘을 검출하는 힘 검출부;
    상기 힘이 검출되면 상기 힘의 방향을 판단하고, 상기 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하는 제어부; 및
    상기 엑스선관의 한 축 이동을 지시하는 입력부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 입력부로부터 온 신호가 전송되면 각 방향으로 작용하는 힘의 크기를 판단하고, 상기 힘의 크기가 가장 큰 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하고, 나머지 방향에 대응하는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지 제어하는 엑스선 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 엑스선관은 엑스선을 발생하여 출력하는 몸체와, 상기 몸체의 위치를 조정하는 핸들을 가지고,
    상기 힘 검출부는 상기 몸체와 상기 핸들 사이에 마련되는 엑스선 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 힘 검출부는 다축의 힘의 방향 및 크기를 검출하는 다축 로드셀인 엑스선 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 힘 검출부는 축에 대응하여 상기 핸들의 각 방향에 마련되는 엑스선 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 축별 현재 지점에서 정방향으로 이동하면 상기 모터를 정회전 제어하고, 상기 현재 지점에서 부방향으로 이동하면 상기 모터를 역회전 제어하는 엑스선 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    축별 가이드 레일에 마련된 모터는 제 1 모터와 제 2 모터로 이루어지고,
    상기 제어부는 상기 힘의 방향이 현재 지점에서 정방향으로 이동하면 상기 제 1 모터의 구동을 제어하고, 상기 현재 지점에서 부방향으로 이동하면 상기 제 2 모터의 구동을 제어하는 엑스선 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 서로 다른 축을 가지는 복수의 가이드 레일과, 상기 복수의 가이드 레일 중 적어도 하나의 가이드 레일에 장착되되 복수 축으로 이동 가능하게 장착되는 엑스선관을 가지는 엑스선 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 엑스선관에 힘이 작용하는지 판단하고;
    상기 엑스선관에 힘이 작용하면 상기 엑스선관에 작용하는 힘을 검출하고;
    상기 힘의 방향을 판단하고;
    상기 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하되,
    상기 모터의 구동을 제어하는 것은,
    상기 힘의 방향이 복수인지 판단하고;
    상기 힘의 방향이 복수이면 각 방향으로 작용하는 힘의 크기를 판단하고;
    상기 힘의 크기가 가장 큰 방향을 판단하고;
    상기 힘의 크기가 가장 큰 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하고;
    나머지 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지 제어하는 것을 포함하는 엑스선 장치의 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 모터의 구동을 제어하는 것은,
    상기 모터 구동 중 상기 모터의 속도를 검출하고;
    상기 검출된 모터의 속도와 미리 설정된 기준 속도를 비교하고;
    상기 검출된 모터의 속도가 상기 기준 속도를 초과하면 상기 모터를 감속 제어하는 것을 포함하는 엑스선 장치의 제어 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 모터를 감속 제어하는 것은 상기 초과한 속도의 크기에 비례하여 상기 모터의 속도를 줄이는 것인 엑스선 장치의 제어 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 모터의 구동을 제어하는 것은,
    상기 힘의 크기를 판단하고;
    상기 판단된 힘의 크기에 대응하여 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 것인 엑스선 장치의 제어 방법.
  21. 삭제
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 나머지 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 락을 구동 제어하는 것을 더 포함하는 엑스선 장치의 제어 방법.
  23. 서로 다른 축을 가지는 복수의 가이드 레일과, 상기 복수의 가이드 레일 중 적어도 하나의 가이드 레일에 장착되되 복수 축으로 이동 가능하게 장착되는 엑스선관을 가지는 엑스선 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 엑스선관에 힘이 작용하는지 판단하고;
    상기 엑스선관에 힘이 작용하면 상기 엑스선관에 작용하는 힘을 검출하고;
    상기 힘의 방향을 판단하고;
    상기 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하되,
    상기 엑스선관의 한 축 이동을 지시하는 버튼의 상태를 확인하고;
    상기 버튼이 온 상태이면 각 방향으로 작용하는 힘의 크기를 판단하고;
    상기 힘의 크기가 가장 큰 방향을 판단하고;
    상기 힘의 크기가 가장 큰 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하고;
    나머지 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 정지 제어하는 엑스선 장치의 제어 방법.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 판단된 방향에 대응하는 축을 이루는 가이드 레일에 마련된 모터의 구동을 제어하는 것은 상기 판단된 힘의 방향이 현재 지점에서 정방향으로 이동되면 상기 모터를 정회전 제어하고, 상기 판단된 힘의 방향이 현재 지점에서 부방향으로 이동되면 상기 모터를 역회전 제어하는 엑스선 장치의 제어 방법.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
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