KR101768075B1 - 착용식 엑스선 촬영장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동형 엑스선 촬영장치를 촬영자의 신체 일부에 고정하여 촬영할 수 있도록 한 착용식 엑스선 촬영장치에 관한 것으로, 탄소나노튜브 에미터를 구비한 엑스선 소스와, 상기 엑스선 소스로부터 방출되는 엑스선이 조사되는 조사구와, 엑스선의 조사를 위해 촬영자에 의해 조작되는 스위치 조작부와, 상기 스위치 조작부의 조작에 의해 상기 엑스선 소스에 고전압을 인가하는 고전압 공급부를 포함하는 조사부; 엑스선 조사를 위한 제어 동작을 수행하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 고전압 공급부의 구동 전압을 공급하는 인버터와, 상기 인버터에 전력을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 조사부와 서로 물리적으로 분리되어 유선 또는 무선으로 연결되는 컨트롤부; 상기 조사부가 장착되고 상기 촬영자가 파지하는 파지부; 및 상기 컨트롤부가 장착되고 상기 촬영자의 신체 제1 부위에 착용되는 제1 착용부를 포함한다.

Description

착용식 엑스선 촬영장치{WEARABLE X-RAY UNIT}

본 발명은 엑스선 촬영장치에 관한 것으로, 특히 이동형 엑스선 촬영장치를 촬영자의 신체 일부에 고정하여 촬영할 수 있도록 한 착용식 엑스선 촬영장치에 관한 것이다.

구강 내 촬영 수단의 하나로서 이동형 엑스선 촬영장치는 소형, 경량, 비용 및 사용 편의성 때문에 의료용, 산업용 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.

도 8은 종래 이동형 엑스선 촬영장치의 일 사용상태를 나타낸 도면으로서, 치과부문에서 이동형 엑스선 촬영장치를 이용하여 구강 내 치아 및 치아주변조직의 엑스선 영상을 촬영하는 구강 내 엑스선 촬영상태를 나타내고 있다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 종래 이동형 엑스선 촬영장치(10)를 이용한 구강 내 엑스선 촬영방법은 수진자의 구강 내에 센서를 위치시킨 후, 양 손으로 촬영장치를 들고 촬영하는 것이 기본이다. 즉, 센서 정렬장치(인디케이터)를 이용하여 구강 내에 센서를 고정한 후, 구강 밖에서 표시되는 조사 영역에 엑스선 촬영장치의 엑스선 조사구를 위치시켜 촬영을 진행하게 된다.

그런데 인디케이터 결합을 통한 센서정렬에 어려움이 있을 경우, 촬영자가 한 손으로는 센서를 잡고 한 손으로 엑스선 촬영장치를 파지한 채 촬영을 진행하는 경우가 종종 발생한다. 이와 같이 한 손으로 촬영장치를 조작하여야 할 경우, 경량, 소형의 이동형 촬영장치라고 하여도 기본적인 장치의 무게 및 부피로 인해 핸들링이 불안정해지는 문제가 있었다. 또한, 한 손으로 장치를 파지하고 있을 경우 긴급상황에 즉각적으로 대처하기 어려운 문제가 있었다.

더욱이 구강 내 센서를 고정한 후 장비를 준비하기 위해 움직이는 동선에 따라 수진자의 체감 대기 시간이 증가하는 문제가 있었다.

대한민국등록특허 제10-1211617호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이동형 엑스선 촬영장치를 촬영자의 신체 일부에 착용할 수 있도록 함으로써, 촬영자세의 안정성을 보장하고 수진자의 촬영 대기시간을 단축할 수 있으며 장비의 사용 중떨어뜨림으로 인한 손상을 방지할 수 있는 착용식 엑스선 촬영장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 촬영자의 피폭을 예방할 수 있는 착용식 엑스선 촬영장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

한편, 본 발명은 엑스선 소스로 탄소나노튜브 제너레이터를 사용함으로써, 촬영자의 손부분에 착용되는 부분의 무게를 최소화함과 동시에 열 발생을 감소시킬 수 있는 착용식 엑스선 촬영장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 비교적 무거운 무게를 견딜 수 있는 신체 부분인 허리 등에 장착된 본체에 확장용 배터리 팩을 부착할 수 있도록 함으로써 배터리 용량을 자유로이 늘릴 수 있는 착용식 엑스선 촬영장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 상기 착용식 엑스선 촬영장치의 사용방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 착용식 엑스선 촬영장치에 따르면, 탄소나노튜브 에미터를 구비한 엑스선 소스와, 상기 엑스선 소스로부터 방출되는 엑스선이 조사되는 조사구와, 엑스선의 조사를 위해 촬영자에 의해 조작되는 스위치 조작부와, 상기 스위치 조작부의 조작에 의해 상기 엑스선 소스에 고전압을 인가하는 고전압 공급부를 포함하는 조사부; 엑스선 조사를 위한 제어 동작을 수행하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 고전압 공급부의 구동 전압을 공급하는 인버터와, 상기 인버터에 전력을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 조사부와 서로 물리적으로 분리되어 유선 또는 무선으로 연결되는 컨트롤부; 상기 조사부가 장착되고 상기 촬영자가 파지하는 파지부; 및 상기 컨트롤부가 장착되고 상기 촬영자의 신체 제1 부위에 착용되는 제1 착용부를 포함한다.

여기서, 상기 스위치 조작부는 상기 조사부와 물리적으로 분리되어 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 조사부를 고정하는 홀더부; 및 상기 홀더부가 장착되고 상기 촬영자의 신체 제2 부위에 착용되는 차폐재질의 제2 착용부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 컨트롤부는, 상기 촬영자가 상기 엑스선 소스의 제어를 위한 명령을 상기 제어부로 입력하도록 하는 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 조사구의 개구를 제외한 나머지 부분 및 상기 엑스선 소스를 둘러싸고 방사선을 차폐하는 차폐층을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 전원부는, 상기 컨트롤부에 착탈가능한 배터리팩일 수 있다.

또한, 상기 고전압 공급부는, 상기 컨트롤부로부터 상기 구동 전압을 공급받아 1차적으로 승압하는 트랜스포머; 및 상기 1차적으로 승압된 고전압을 공급받아 정류하고, 상기 1차적으로 승압된 고전압을 2차적으로 승압하여 정류하며, 정류된 각 전압을 상기 엑스선 소스에 인가하는 고전압 발생부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 조사부 및 상기 컨트롤부는, 유선 케이블을 통하여 연결되고, 상기 유선 케이블은, 전자파 간섭 차폐부에 의하여 외부 신호로부터 차폐될 수 있다.

또한, 상기 조사부 및 상기 컨트롤부는, 상기 전자파 간섭 차폐부에 의하여 외부 신호로부터 차폐될 수 있다.

한편, 상기 컨트롤부는, 상기 전원부로부터 전원을 공급받아 변환하는 인버터; 및 상기 인버터로부터 변환된 전압을 공급받아 1차적으로 승압하고, 1차적으로 승압된 고전압을 상기 고전압 공급부로 인가하는 트랜스포머를 포함하고, 상기 고전압 공급부는, 상기 컨트롤부로부터 1차적으로 승압된 고전압을 공급받아 정류하고, 상기 1차적으로 승압된 고전압을 2차적으로 승압하여 정류하며, 정류된 각 전압을 상기 엑스선 소스에 인가하는 고전압 발생부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 조사부는, 상기 조사구의 기울기를 측정하는 동작 인식 센서부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 동작 인식 센서부에서 측정된 기울기에 따라 상기 엑스선 소스의 조사 방식을 변경할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 엑스선 촬영장치에 따르면, 조사부가 분리되어 엑스선을 방출하는 엑스선 촬영장치에 있어서, 전계방출형 엑스선 소스와, 교류 전원을 제공받아 고전압을 생성하고 상기 엑스선 소스에 생성된 고전압을 인가하는 고전압 공급부를 포함하는 조사부; 상기 고전압 공급부에 교류 전원을 제공하기 위한 인버터와, 외부 입력을 받아들이고 상기 엑스선 소스를 제어하는 제어부와, 상기 인버터 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 컨트롤부; 및 상기 고전압 공급부에 상기 교류 전원을 공급하기 위한 전류가 흐르도록 상기 조사부와 상기 컨트롤부를 연결하는 연결 케이블을 포함한다.

여기서, 상기 조사부는, 촬영자의 손에 장착되도록 하는 파지부를 포함하고, 상기 컨트롤부는, 상기 촬영자의 신체 제1 부위에 착용되는 제1 착용부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고전압 공급부는, 상기 교류 전원을 제공받아 승압하는 제1 승압부; 상기 제1 승압부에서 승압된 전압을 제공받아 승압하는 제2 승압부; 및 상기 제1 승압부에서 승압된 전압 및 상기 제2 승압부에서 승압된 전압을 제공받아 정류하고, 정류된 전압을 상기 엑스선 소스에 인가하는 정류부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 정류부는, 복수개의 정류 다이오드를 포함하고, 상기 제1 승압부 및 제2 승압부는, 복수개의 역류방지 다이오드와 복수개의 승압용 캐패시터로 포함할 수 있다.

또한, 상기 연결 케이블은, 상기 제어부로부터의 제어 신호를 상기 조사부로 전달할 수 있다.

상기한 본 발명의 착용식 엑스선 촬영장치 및 그 사용방법에 의하면, 엑스선 발생부를 촬영자의 신체 일부에 고정한 상태에서 한 손으로 작동시킬 수 있도록 함으로써, 촬영자세의 안정성을 보장하고 수진자의 촬영 대기시간을 단축할 수 있는 이점이 있다. 또한, 사용 중 장비를 떨어뜨리는 것을 방지하고 예기치 못한 긴급 상황에 즉각적으로 대처할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 엑스선 촬영장치에 의하면, 촬영자의 신체에 착용되는 엑스선 발생부의 착용부를 차폐재질로 구성함으로써, 종래보다 간편하고 확실하게 촬영자의 피폭을 예방할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 엑스선 촬영장치에 의하면, 엑스선 소스로 탄소나노튜브 제너레이터를 사용함으로써, 촬영자의 손부분에 착용되는 부분의 무게를 최소화함과 동시에 열 발생을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 엑스선 촬영장치에 의하면, 비교적 무거운 무게를 견딜 수 있는 신체 부분인 허리 등에 장착된 본체에 확장용 배터리 팩을 부착할 수 있도록 함으로써 배터리 용량을 자유로이 늘릴 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치 중 조사부 및 파지부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치 중 조사부를 장착하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치를 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치를 도시한 블록도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 착용식 엑스선 촬영장치에 적용되는 차폐막의 실시형태를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 종래 이동형 엑스선 촬영장치의 사용상태를 나타내는 도면이다.

이하에 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 구체적으로 설명한다. 본격적인 설명에 앞서, 아래에서는 임의로 본 발명에 따른 착용식 엑스선 촬영장치가 치과부문의 구강 내 엑스선 촬영에 활용된 것을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 산업용, 의료용 등 관련분야에서 널리 활용될 수 있음은 설명을 통해 충분히 이해될 수 있다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치 중 조사부(100) 및 파지부(300)의 구성을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치를 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치 중 조사부를 장착하는 방식을 나타낸 도면으로, 본 발명의 착용식 엑스선 촬영장치는, 조사부(100), 컨트롤부(200), 조사부(100)가 장착되고 촬영자가 파지하는 파지부(300) 및 컨트롤부(200)가 장착되고 촬영자의 허리 등 신체 부위에 착용되는 제1 착용부(400)를 포함할 수 있다.

조사부(100)는, 탄소나노튜브(Carbon NanoTube, CNT) 제너레이터(Generator)인, 즉, 탄소나노튜브 에미터(Emitter)를 구비한 엑스선(X-ray) 소스(110)와, 엑스선 소스(110)로부터 방출되는 엑스선이 조사되는 조사구(120)와, 엑스선의 조사를 위해 촬영자에 의해 조작되는 스위치 조작부(130)와, 스위치 조작부(130)의 조작에 의해 엑스선 소스(110)에 고전압을 인가하는 고전압 공급부(140, 150)를 포함할 수 있다.

엑스선 소스(110)는, 고전압 발생부(140)로부터 인가된 전원에 의해 전자를 방출하는 에미터가 장착된 캐소드(Cathode)(도시되지 않음)와 캐소드에서 방출된 전자와의 충돌에 의해 엑스선을 방출하는 타겟(Target)이 장착된 애노드(Anode)를 구비한다.

이때, 엑스선 소스(110)는, 이동형 엑스선 발생장치의 제한된 공간에 적용되어 엑스선을 발생시킬 수 있는 것으로서, 가급적 소형이면서 저전력으로 고효율의 엑스선을 발생시킬 수 있는 것이 적합하다. 여기서, 엑스선 소스(110)는 탄소나노튜브 등의 나노구조물질인 에미터에 전계를 인가하여 방출된 전자를 타겟에 충돌시켜 엑스선을 생성하는 이른바 탄소나노튜브 에미터를 이용한 전계방출형 엑스선 튜브가 사용하는 것이 바랍직하다.

조사구(120)는, 엑스선 소스(110)로부터 방출되는 엑스선을 특정 방향으로 조사할 수 있도록 한다. 한편, 조사구(120)는, 엑스선의 조사 방향을 조정할 수 있는 콘(Cone) 외에 조사 범위를 조정할 수 있는 콜리메이터(Collimator)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

이때, 엑스선 소스(110) 및 조사구(120)는, 엑스선이 환자에게 조사되는 조사구(120)의 개구를 제외하고 방사선을 차폐할 수 있는 소재, 예를 들면, 납, 텅스텐 등의 소재로 구성되는 차폐층(170)으로 둘러싸는 것이 바람직하다. 즉, 차폐층(170)을 통하여 촬영자 및 환자가 엑스선에 피폭되는 것을 방지할 수 있다.

스위치 조작부(130)는, 촬영자가 환자에게 엑스선을 조사하고자 할 때 엑스선 소스(110)의 구동을 제어하는 신호를 생성하기 위한 엑스선 조사 버튼에 해당하며, 조사부(100)의 본체에 부착되어 있거나, 편의상 조사부(100)의 본체와 물리적으로 분리되어 유선 또는 무선으로 연결되는 구조일 수도 있다. 이때, 분리되어 형성된 스위치 조작부(130)는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 엑스선에 의해 발생하는 무선신호와의 간섭 가능성을 고려하면, 도 4에 도시된 바와 같이 조사부(100)의 본체와 케이블(131)을 통해 유선으로 연결되는 것이 바람직하다.

고전압 발생부(140)는, 트랜스포머(150)로부터 고전압을 인가받아 정류하고, 정류된 고전압을 엑스선 소스(110)의 게이트 전극에 인가하며, 트랜스포머(150)에서 1차적으로 승압된 전압을 인가받아 2차적으로 승압하고 2차적으로 승압된 전압을 정류한 후 캐소드 전극에 인가함으로써 에미터에서 전자를 방출할 수 있도록 한다. 다시 말하면, 고전압 발생부(140)는, 트랜스포머(150)로부터 교류 전원을 공급받아, 즉, 약 5kV 내지 10kV의 교류 전압을 인가받아 직류 전압으로 정류함으로써 게이트 전극에 인가되는 1차 승압 전압을 생성하고, 트랜스포머(150)로부터 약 5kV 내지 10kV의 교류 전압을 인가받아 약 50kV 내지 65kV의 교류 전압으로 재차 승압한 2차 승압 전압을 직류 전압으로 정류하여 에미터 전극으로 인가되는 전압을 생성할 수 있다. 이때, 상술한 교류 전압의 크기는 실효치, 최대치, 평균치, 순시치 중 어느 하나일 수 있으며 특정의 의미로 한정되지 않는다.

트랜스포머(150)에 의해 승압 되어 게이트 전극에 인가되는 1차 승압 전압을 정류하는 회로는 정류부로서 고전압 발생부(140)와 별도로 형성될 수도 있고, 트랜스포머(150)와 같이 형성될 수도 있다.

또한, 고전압 발생부(140)는, 복수개의 역류방지 다이오드 및 복수개의 승압용 캐패시터를 적용한 n배 승압회로에 정류 다이오드가 결합된 전압 정류회로이거나, 코크로프트-월턴 배전압 정류회로(Cockcroft-Walton Voltage Multiplier) 일 수 있다. 이는 엑스선 소스(110)에 최종적으로 인가되는 전압이 약 65kV 정도의 고전압이면서, 필요한 전류량이 많지 않은 경우 사용 가능하다.

한편, 다른 실시예로서, 별도의 트랜스포머(150)를 이용하지 않고, n배 전압 정류회로를 다단으로 구성하여 엑스선 소스(110)에 필요한 여러 단계의 전압을 형성할 수 있고, 이를 엑스선 소스(110)에 공급되도록 할 수 있다.

트랜스포머(Transformer)(150)는, 제1 커넥터(160)를 통하여 구동 전원, 즉, 구동 전압을 공급받아 1차적인 승압 과정을 통하여 엑스선 소스(110)에 사용할 수 있도록 고전압을 생성하고, 승압된 전압을 고전압 발생부(140)로 인가한다. 예를 들면, 트랜스포머(150)는, 약 24V의 교류 전압을 제1 커넥터(160)를 통하여 인가받아 약 5kV 내지 10kV의 교류 전압으로 승압하며, 승압된 전압을 고전압 발생부(140)로 인가할 수 있다.

이때, 고전압 발생부(140) 및 트랜스포머(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이 고전압 공급부(140, 150)로서 하나의 인쇄 회로 기판(PCB)에 형성될 수 있다.

또한, 고전압 공급부(140, 150)는, 트랜스포머(150)를 제1 승압부로, 고전압 발생부(140)를 제2 승압부와 정류부로 구분하여, 순차적은 승압 과정과 정류 과정을 별도의 구성으로 구현할 수도 있다. 여기서, 트랜스포머(150) 및 고전압 발생부(140)는, 승압을 위한 전하의 충방전을 위한 복수개의 승압용 커패시터 및 승압용 커패시터로 흐르는 전류의 역류를 방지하기 위한 복수개의 다이오드를 포함할 수 있으며, 이러한 소자의 연결은 통상의 기술자가 일반적인 기술을 참조하여 구현할 수 있는 바, 편의상 상세 회로도는 생략한다. 한편, 고전압 발생부(140)는, 정류 동작을 수행하기 위하여 복수개의 정류 다이오드를 포함할 수 있으며, 이러한 소자의 연결은 통상의 기술자가 일반적인 기술을 참조하여 구현할 수 있는 바, 편의상 상세 회로도는 생략한다.

제1 커넥터(160)는, 컨트롤부(200)의 인버터(240)에서 발생된 구동 전압을 인가받는 전압용 커넥터(도시되지 않음) 및 컨트롤부(200)의 제어부(230)에서 명령하는 제어 신호를 수신하는 신호용 커넥터(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 이때, 전압용 커넥터와 신호용 커넥터를 분리하여 별개의 커넥터 단자를 구성하고, 별도의 케이블로 연결할 수 있다. 또한, 전압용 커넥터는 케이블로 연결하고, 신호용 커넥터는 신호용 커넥터 대신 무선 송수신을 위한 구성을 구비할 수도 있다.

또한, 절연 보호층(Ground Shield)(180)은, 촬영자가 밀접하게 접촉하는 파지부(300)를 통하여 유도 전류, 전자파 등의 영향을 받지 않도록 하는 역할을 하며, 촬영자의 안전을 위하여 조사부(100)의 하우징 전체를 둘러싸도록 하는 것도 가능하다.

컨트롤부(200)는, 엑스선 조사를 위한 제어 동작을 수행하는 제어부(230)와, 제어부의 제어에 따라 고전압 공급부(140, 150)의 구동 전원, 즉, 구동 전압을 공급하는 인버터(240)와, 인버터에 전력을 공급하는 전원부(210)를 포함하고, 조사부(100)와 서로 물리적으로 분리되어 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 이때, 컨트롤부(200)는, 제2 커넥터(220), 인터페이스부(250) 및 표시부(260)를 포함할 수 있다.

전원부(210)는, 이동형 엑스선 발생장치의 제한된 공간에 적용되어 전력, 예를 들면, 약 24V인 직류 전압을 전원으로써 공급할 수 있는 것으로 이 기술분야에서 알려져 있는 전원이면 제한 없이 채택될 수 있다. 이때, 전원부(210)는, 컨트롤부(200)에 내장된 배터리와 배터리 용량을 확장하기 위하여 컨트롤부(200) 하우징 외측에 장착되는 배터리팩(211)을 포함할 수 있으며, 배터리팩(211)을 통하여 다양한 용량의 전원을 제공할 수 있다. 즉, 촬영자의 필요에 따라 고용량의 배터리팩(211)을 장착할 수 있도록 하여 본 발명의 장치를 장시간 사용할 수 있도록 한다.

또한, 컨트롤부(200)는, 제2 커넥터(220)를 구비하고, 조사부(100)에 설치된 제1 커넥터(160)와 제2 커넥터(220)를 연결하는 연결 케이블(500)을 통하여 조사부(100)와 유선으로 연결될 수 있다.

즉, 제2 커넥터(220)는, 인버터(240)에서 변환된 구동 전압을 인가하는 전압용 커넥터(도시되지 않음) 및 제어부(230)에서 명령하는 제어 신호를 송신하는 신호용 커넥터(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 이때, 전압용 커넥터와 신호용 커넥터를 분리하여 별개의 커넥터 단자를 구성하고, 별도의 케이블로 연결할 수 있다. 또한, 전압용 커넥터는 케이블로 연결하고, 신호용 커넥터는 신호용 커넥터 대신 무선 송수신을 위한 구성을 구비할 수도 있다.

또한, 제어부(230)는, 인터페이스부(250)를 통해 선택된 제어 모드로 엑스선 소스를 동작시키기 위한 제어 신호를 발생할 수 있다. 예컨대, 인터페이스부(250)를 통해 선택될 수 있는 제어 모드로는 성인, 유아 등의 환자 연령, 전치, 견치, 구치 등의 촬영 대상, 필름, DR(Digital Radiography) 등의 촬영 형식, 관전압 등의 인가 전압, 관전류 등의 인가 전류, 엑스선 노출시간 등 촬영목적에 따른 엑스선 촬영을 위해 촬영자가 설정할 수 있는 엑스선 소스(110)의 출력 및 동작과 관련된 선택사항이 포함될 수 있다.

한편, 인버터(240)는, 전원부(210)로부터 전원을 공급받아 제어부(230)의 제어에 의하여 구동 전압을 발생시키고, 발생된 구동 전압을 제2 커넥터(220)로 인가한다. 예를 들면, 인버터(240)는, 전원부(210)로부터 직류 전압인 약 24V의 전원을 공급받아 트랜스포머(150) 등을 구동하기 위한 구동 전압인 약 24V인 교류 전압으로 변환할 수 있고, 변환된 구동 전압을 제2 커넥터(220)로 인가할 수 있다.

또한, 컨트롤부(200)에는 엑스선 소스(110)의 제어 모드를 설정하기 위한 인터페이스부(250)가 구비되며, 인터페이스부(250)는, 상술한 바와 같은 성인, 유아 등의 환자 연령 등의 선택 사항을 촬영자가 설정할 수 있도록 한다.

한편, 표시부(260)는, 촬영자에게 다양한 정보를 표시하는 디스플레이로, 촬영자의 사용상 편의를 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 컨트롤부(200) 하우징의 상면에 배치되는 것이 바람직하며, 터치스크린 방식의 디스플레이를 채택하는 경우에는 인터페이스부(250)와 표시부(260)가 하나로 병합될 수 있다.

또한, 연결 케이블(500)이 길어짐에 따라 인버터(240)에서 제2 커넥터(220) 및 제1 커넥터(160)를 통하여 트랜스포머(150)로 인가되는 전류가 외부 신호에 의하여 영향을 받지 않도록 전자파 간섭(Electro-Magnetic Interference, EMI) 차폐부(도시되지 않음)을 부가할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 여기서, 전자파 간섭 차폐부는 연결 케이블(500)을 차폐하는 데 한정되지 않고, 조사부(100) 및 컨트롤부(200)의 하우징에 적용되어 전체적인 전자파 간섭을 차단하는 역할을 수행할 수도 있다.

한편, 파지부(300)는, 촬영자가 조사부(100)의 본체를 지지할 수 있도록 하는 손잡이로, 촬영자가 손으로 잡을 수 있는 형태인 한 어떠한 형태도 적용될 수 있다. 또한, 파지부(300)는, 촬영자가 직접 손으로 접촉하는 부분이므로, 절연 보호층(180)을 통하여 촬영자가 유도 전류, 전자파 등의 영향을 받지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 파지부(300)는, 조사부(100)의 선택적 구성요소로서 촬영자가 직접 조사부(100)의 하우징을 잡도록 하는 장치의 경우에 생략되도록 구현하는 것도 가능하다.

또한, 제1 착용부(400)는, 컨트롤부(200)가 장착되고 촬영자의 신체 제1 부위에 착용될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤부(200)는 제1 착용부(400)에 의하여 촬영자 신체의 제1 부위, 예컨대 허리, 등, 어깨, 옆구리 등의 상체나 다리 등에 착용될 수 있다. 도 1에 도시된 바에 의하면, 제1 착용부(400)는, 허리 등에 착용할 수 있는 벨트의 형태일 수 있으나, 그 외에도 허리, 등, 어깨 등의 상체나 다리 등에 착용될 수 있는 형태, 즉 밴드나 멜빵, 요대 등의 형태가 될 수도 있다. 이때, 제1 착용부(400)는, 컨트롤부(200)의 선택적 구성요소로서 별도의 테이블 등 컨트롤부(200)의 하우징을 거치할 공간이 있는 상황에 놓여있는 장치의 경우에 생략되도록 구현하는 것도 가능하다.

한편, 조사부용 거치부(800)는, 조사부(100)가 거치될 수 있는 형태로 제1 착용부(400) 또는 컨트롤부(200)에 장착되고, 촬영자가 조사부(100) 미사용 시 조사부용 거치부(800)에 거치할 수 있도록 편의성을 제공할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치 중 조사부(100)를 장착하는 방식을 나타낸 도면으로, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 장치는, 조사부(100)가 장착되기 위한 홀더부(610)와 촬영자의 신체 일부, 예를 들면 손 또는 팔에 착용되는 제2 착용부(620)가 구비되는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 제2 착용부(620)는 조사부(100)를 고정하는 홀더부(610)에 부착되어 촬영자의 신체의 일부에 착용되는 구조, 예를 들면 장갑과 같은 형태를 갖는 구조를 포함한다.

홀더부(610)는 조사부(100)와 신체에 착용되는 착용부 제2 착용부(620)를 결합시키는 구성으로서, 홀더부(610)의 일 측은 제2 착용부(620)에 고정 설치되고 다른 측은 조사부(100)를 장착하기 위한 구조를 구비한다.

구체적으로, 조사부(100)를 장착하기 위한 상기 구조는, 도 4에 예시적으로 도시된 바와 같이, 조사부(100)와의 접촉면에 조사부(100)와의 접촉면 경계를 따라 소정 높이의 돌출부가 형성된 홀더부(610)가 형성되어, 조사부(100)가 홀더부(610)에 끼워맞춤 방식으로 탈장착되도록 구성될 수 있다. 그러나 이와 같은 홀더부(610)의 구성에 특별한 제한이 있는 것은 아니어서, 밸트와 버클을 이용하여 제2 착용부(620)와 조사부(100)를 고정 결합하는 것도 가능하며, 벨크로 테이프 등 서로 다른 두 구조를 결합하여 고정할 수 있는 다양한 고정수단이 제한 없이 적용될 수 있을 것이다. 그리고 필요하다면 홀더부(610)는 조사부(100)와 제2 착용부(620)가 서로 분리되지 않도록 영구고정하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제2 착용부(620)는 촬영자의 신체 일부에 착용되는 부분으로서, 구강 내 엑스선 촬영을 위한 장치라는 점을 고려하면, 촬영자의 전완부(아래팔)로부터 손 부분에 착용될 수 있는 형상 및 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 제2 착용부(620)는 도시된 바와 같이 긴 장갑 또는 밴드 구조로 이루어져 착용자의 손 및 전완부에 착용될 수 있다.

한편, 조사부(100)는 제2 착용부(620) 상의 촬영자의 바깥쪽 전완부에 착용되는 부분으로부터 손등으로 이어지는 부위에 장착되거나, 촬영자의 측면 전완부에 착용되는 부분으로부터 엄지손가락과 연결된 손 부분으로 이어지는 부위에 장착될 수 있을 것이다. 두 경우 모두에 있어서, 조사부(100)의 조사구(120) 부분이 착용부의 손 부분에 대응되도록 장착된다.

제2 착용부(620)의 일부 또는 전부, 바람직하게는 적어도 조사부(100)와 인접하는 부분은 엑스선 차폐가 가능한 재질로 형성할 수 있으며, 본체 자체가 엑스선 차폐성 섬유로 제작될 수도 있다. 이와 같이 본체를 차폐 재질로 구성함으로써, 종래보다 간편하고 확실하게 조사부(100)의 작동 중 촬영자의 피폭을 예방할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 차폐층(170)을 적용하여 촬영자의 피폭을 예방할 수도 있다.

이하, 도 4에 도시된 바와 같은 엑스선 촬영장치의 사용방법에 대해 설명한다.

먼저, 촬영자의 전완부(아래팔)로부터 손으로 이어지는 부분에 엑스선 촬영장치의 제2 착용부(620)를 착용한다. 제2 착용부(620)가 긴 장갑 구조로 이루어진 경우, 촬영자의 손을 착용부 내부로 삽입한 후 장갑을 착용하듯이 전완부까지 착용부를 끌어 올리는 방식으로 착용부를 착용한다. 이와 같이 착용하면, 조사부(100)의 조사구(120) 부분이 촬영자의 손 부분에 놓여지게 된다.

구체적으로 조사부(100)가 제2 착용부(620) 상의 어느 위치에 장착되었는지에 따라, 조사부(100)가 촬영자의 바깥쪽 전완부로부터 손등으로 이어지는 부위 또는 측면 전완부로부터 엄지손가락과 연결된 손 부위에 착용될 것이다.

조사부(100)를 촬영자의 전완부와 손에 착용한 후에는, 케이블(500)을 통하여 연결된 컨트롤부(200)의 인터페이스부(250)를 통해 엑스선 소스(110)의 제어와 관련된 제어모드를 설정한다. 그 다음, 조사부(100)가 착용된 손으로 조사부(100)를 작동시키기 위한 스위치 조작부(130)를 파지한다. 이후, 조사부(100)의 조사구(120)의 조사구를 피검자의 촬영부위에 조준하고, 케이블(131)에 연결된 스위치 조작부(130)를 누름 조작하여 엑스선 소스(110)의 구동을 제어하는 신호를 생성하고, 이를 통하여 엑스선 촬영을 수행한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치를 도시한 블록도로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 조사부(100)에 설치되었던 트랜스포머(150)를 컨트롤부(200)에 설치할 수 있다.

즉, 컨트롤부(200)에 설치된 트랜스포머(270)는, 인버터(240)로부터 구동 전압을 인가받고, 인가된 구동 전압을 1차적으로 승압하며, 승압된 전압을 제2 커넥터(220)로 인가하게 된다. 여기서, 트랜스포머(270)는, 약 24V의 교류 전압을 인버터(240)로부터 인가받아 약 5kV 내지 10kV의 교류 전압으로 승압하며, 승압된 전압을 제2 커넥터(220)로 인가할 수 있다.

이때, 승압 과정이 컨트롤부(200)에서 이루어지므로, 조사부(100)와 컨트롤부(200)를 연결하는 케이블(500)은 약 5kV 내지 10kV의 교류 전압인 고전압을 감당할 수 있는 케이블을 사용하여야 하며, 이는 제1 커넥터(160) 및 제2 커넥터(220)도 마찬가지이다.

상술한 구성 이외에 본 발명의 다른 실시예의 장치에 대해서는, 도 2에 도시된 장치에 있어서 도 5의 장치와 동일한 부호를 갖는 구성요소와 실질적으로 유사하므로 편의상 구체적인 설명을 생략한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 착용식 엑스선 촬영장치를 도시한 블록도로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 조사부(100)에 촬영자의 편의를 위하여 조사부용 표시부(191) 및 동작 인식 센서부(192)를 더 포함할 수 있다.

조사부용 표시부(191)는, 제1 커넥터(160) 등을 통하여 제어부(230)가 제공하는 정보를 수신하고, 수신된 정보를 표시할 수 있다. 예를 들면, 조사부용 표시부(191)는, 엑스선 소스(110)의 조사 횟수, 사용 모드, 조사 여부 등의 비교적 간단한 정보를 수신하여 촬영자에게 표시할 수 있다.

또한, 동작 인식 센서부(192)는, 촬영자가 조사부(100)를 사용하고 있는 중에 기울기를 측정하고, 측정된 기울기를 제1 커넥터(160) 등을 통하여 제어부(230)로 전달한다. 이후에, 제어부(230)는, 동작 인식 센서부(192)가 측정한 기울기에 따라 촬영자의 조사 각도를 판정하고, 판정된 조사 각도에 따라 조사부(100)의 사용 모드를 자동으로 변경하기 위한 제어 신호를 생성한다.

한편, 상술한 엑스선 촬영장치에는 엑스선 조사방향을 향하는 조사구(120)의 단부 둘레에 방사선 차폐막이 더 구비될 수 있다. 이와 같이 차폐막을 설치함으로써, 조사부(100)로부터 조사되는 엑스선에 촬영자가 피폭되는 것을 더욱 확실히 방지할 수 있다.

도 7a 내지 도 7c에 차폐막(710, 720)의 실시형태를 예시적으로 나타내었다. 도 7a에 도시된 차폐막(710)은 회전 개폐식으로 조작되는 차폐막을 예시적으로 나타낸다. 또한, 도 7b 및 도 7c에 도시된 차폐막(720)은 접이 개폐식으로 조작되는 차폐막으로, 도 7b 및 도 7c는 차폐막(720)이 접혀진 상태와 펼쳐진 상태를 각각 나타낸다. 상기 예시된 회전 개폐식 및 접이 개폐식 차폐막을 조사구(120)의 단부 둘레에 장착하기 위한 결합구조 등에 대해서는 관련 기술분야에서 통상적으로 사용되는 다양한 방식이 적용될 수 있을 것이다.

본 발명에서는 이와 같이 엑스선 촬영장치를 촬영자의 신체 일부에 고정하여 사용할 수 있도록 함으로써, 촬영 준비 동선을 축소하고 장비를 떨어뜨림으로 인한 손상을 예방할 수 있게 된다. 또한, 장치가 촬영자의 신체에 고정되어 있기 때문에 한 손 조작시에도 촬영자세의 안정성이 보장될 수 있으며, 예기치 못한 긴급 상황에도 즉각적으로 대처할 수 있게 된다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 설명된 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명을 다양한 형태로 변형할 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

100: 조사부
200: 컨트롤부
300: 파지부
400: 제1 착용부
500: 연결 케이블
610: 홀더부
620: 제2 착용부
710, 720: 차폐막
800: 조사부용 거치부

Claims (16)

1. 엑스선 소스와, 상기 엑스선 소스로부터 방출되는 엑스선이 조사되는 조사구와, 상기 엑스선 소스에 고전압을 인가하는 고전압 공급부를 포함하는 조사부;
   엑스선 조사를 위한 제어 동작을 수행하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 고전압 공급부의 구동 전압을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 조사부와 서로 물리적으로 분리되어 유선 또는 무선으로 연결되는 컨트롤부;
   상기 조사부를 고정하는 홀더부; 및
   상기 홀더부가 장착되고 촬영자의 신체 제2 부위에 착용되는 차폐재질의 제2 착용부를 포함하는 착용식 엑스선 촬영장치.
   
2. 엑스선 소스와, 상기 엑스선 소스로부터 방출되는 엑스선이 조사되는 조사구와, 상기 엑스선 소스에 고전압을 인가하는 고전압 공급부를 포함하는 조사부;
   엑스선 조사를 위한 제어 동작을 수행하는 제어부와, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 고전압 공급부의 구동 전압을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 조사부와 서로 물리적으로 분리되어 유선 또는 무선으로 연결되는 컨트롤부를 포함하고,
   상기 조사부는, 상기 조사구의 기울기를 측정하는 동작 인식 센서부를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 동작 인식 센서부에서 측정된 기울기에 따라 상기 엑스선 소스의 조사 방식을 변경하는 제어 신호를 생성하는 착용식 엑스선 촬영장치.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 컨트롤부가 장착되고 촬영자의 신체 제1 부위에 착용되는 제1 착용부를 더 포함하는 착용식 엑스선 촬영장치.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 조사부와 물리적으로 분리되어 유선 또는 무선으로 연결되고 엑스선의 조사를 위해 촬영자에 의해 조작되는 스위치 조작부를 더 포함하며,
   상기 고전압 공급부는 상기 스위치 조작부의 조작에 의해 상기 엑스선 소스에 고전압을 인가하는 착용식 엑스선 촬영장치.
   
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 컨트롤부는,
   촬영자가 상기 엑스선 소스의 제어를 위한 명령을 상기 제어부로 입력하도록 하는 인터페이스부를 더 포함하는 착용식 엑스선 촬영장치.
   
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 고전압 공급부는,
   상기 구동 전압을 1차 승압하는 트랜스포머;
   상기 1차 승압된 전압을 상기 고전압으로 2차 승압하는 고전압 발생부를 포함하는 착용식 엑스선 촬영장치.
   
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 컨트롤부는,
   상기 구동 전압을 1차 승압하는 트랜스포머를 더 포함하고,
   상기 고전압 공급부는,
   상기 1차 승압된 전압을 상기 고전압으로 2차 승압하는 고전압 발생부를 포함하는 착용식 엑스선 촬영장치.
   
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 조사부 및 상기 컨트롤부는, 유선 케이블을 통하여 연결되는 착용식 엑스선 촬영장치.
   
9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 엑스선 소스는 전계방출형 엑스선 소스인 착용식 엑스선 촬영장치.
   
10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 조사부에 장착되어 촬영자가 파지하는 파지부를 더 포함하는 착용식 엑스선 촬영장치.
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