KR101827726B1 - Multiple and diffracting grating choice type phase contrast x­ray imaging system - Google Patents

Multiple and diffracting grating choice type phase contrast x­ray imaging system Download PDF

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KR101827726B1 KR1020160095193A KR20160095193A KR101827726B1 KR 101827726 B1 KR101827726 B1 KR 101827726B1 KR 1020160095193 A KR1020160095193 A KR 1020160095193A KR 20160095193 A KR20160095193 A KR 20160095193A KR 101827726 B1 KR101827726 B1 KR 101827726B1
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    • A61B6/04Positioning of patients; Tiltable beds or the like
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Abstract

본 발명은 피사체(P)의 이송과정에서 엑스선회절격자(G)로서 검출할 수 없는 흡수영상을 선형검출기(40)로 선행 획득하고, 이어서 엑스선회절격자(G)를 활용한 평판형검출기(50)로서 엑스선회절영상을 후행 획득할 수 있도록 설계되어 피사체(P)를 더욱 정밀하고 정확하게 파악할 수 있도록 하면서 피사체(P)의 조건에 따라 엑스선발생기(30)의 엑스선 빔의 에너지 크기를 달리할 경우에 맞추어 엑스선회절격자(G)의 종류를 다수로 구성하여 훨씬 더 능동적으로 피사체(P)의 엑스선회절영상을 얻을 수 있도록 한 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 관한 발명이다.An absorption image which can not be detected as an X-ray diffraction grating G in the process of conveying a subject P is acquired in advance by the linear detector 40 and then a plate-like detector 50 using an X-ray diffraction grating G Ray beam generator 30 is designed to acquire an X-ray diffraction image in a post-acquisition manner, and the energy level of the X-ray beam of the X-ray generator 30 is varied according to the condition of the subject P while allowing the subject P to be more precisely and accurately grasped Ray diffraction grating (G), and a plurality of kinds of X-ray diffraction gratings (G) are formed so that X-ray diffraction images of the subject (P) can be obtained much more actively.

Description

멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치{MULTIPLE AND DIFFRACTING GRATING CHOICE TYPE PHASE CONTRAST X­RAY IMAGING SYSTEM}[0001] MULTIPLE AND DIFFRACTING GRATING CHOICE TYPE PHASE CONTRAST XRAY IMAGING SYSTEM [0002]

본 발명은 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피사체의 이송과정에서 엑스선회절격자로서 검출할 수 없는 흡수영상을 선형검출기로 먼저 획득한 후 엑스선회절격자를 활용한 평판형검출기로서 엑스선회절영상을 획득할 수 있도록 하여 피사체를 더욱 정밀하고 정확하게 파악할 수 있으면서 피사체의 조건에 따라 엑스선발생기의 엑스선 빔의 에너지 크기를 달리할 경우에 맞추어 엑스선회절격자의 종류를 다수로 구성하여 훨씬 더 능동적으로 피사체의 엑스선회절영상을 얻을 수 있는 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to an X-ray diffraction grating selective phase-contrast X-ray imaging apparatus, and more particularly, to an X-ray diffraction grating It is possible to acquire an X-ray diffraction image as a flat plate detector, thereby obtaining a more precise and accurate image of the object. However, the X-ray diffraction grating can be classified into a plurality of types according to the condition of the X- Dimensional x-ray diffraction images of a subject in a far more active manner.

일반적으로 산업용 엑스선 영상장치는 선형검출기와 평판형검출기가 주를 이루고 있다.
In general, industrial X-ray imaging devices are mainly composed of linear detectors and flat panel detectors.

국내의 엑스선기반 영상장치의 기술은 1990년대 초부터 활발하게 연구되기 시작하였으며, 엑스선을 인체에 적용하여 촬영하는 의료용 연구개발로부터 시작하여 산업용 검색시스템으로 확장되어 가고 있는 추세이고, 이중 산업용 비파괴 검사는 검색 대상(피사체)체의 밀도에 따른 엑스선 투과영상을 이용하여 형태검사 형상학적 정보에 국한된 한계가 있다. 이러한 엑스선기반 영상장치의 기술의 예로서 선형검출기가 있으며, 그 구체적인 예로서 선행기술문헌에 언급되어 있다.
The technology of the domestic X-ray-based imaging device has been actively studied since the early 1990's, and it is starting to be expanded from the medical research and development to the industrial search system which takes the X-ray applied to the human body and the industrial non-destructive inspection There is a limit to the morphological information of morphology using X-ray transmission image according to the density of the object (object) to be searched. An example of the technology of such an X-ray-based imaging device is a linear detector, and a specific example thereof is mentioned in the prior art document.

도 1은 선행기술문헌(대한민국 공개특허 제2014-0145682호)에 언급된 엑스선이 대상체를 투과할 때 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a phenomenon that occurs when the X-ray mentioned in the prior art document (Korean Patent Laid-Open Publication No. 2014-0145682) is transmitted through a target object.

입자성과 파동성을 모두 갖는 엑스선을 전자기파로 파악하면, 도 1에 도시한 바와 같이 엑스선은 대상체(피사체)를 통과하면서 진폭이 감소하고 위상변이(phase shift, δ)가 발생한다. 엑스선의 진폭이 감소하는 것은 대상체를 구성하는 물질에 의해 엑스선이 흡수(β)되었기 때문이며, 이를 엑스선의 감쇠(attenuation)라 한다.As shown in FIG. 1, when an X-ray having both particle and wave characteristics is grasped as an electromagnetic wave, the X-ray passes through the object (subject) and the amplitude decreases and a phase shift (delta) occurs. The decrease in the amplitude of the x-ray is because the x-ray is absorbed (β) by the material constituting the object, and this is called the attenuation of the x-ray.

도 2는 선행기술문헌에 언급된 엑스선의 감쇠 특성을 이용하여 엑스선 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a process of acquiring an x-ray image using the attenuation characteristics of the x-rays mentioned in the prior art document.

대상체를 구성하는 물질마다 엑스선의 감쇠특성, 즉 엑스선을 흡수하는 정도가 다르다. 선행기술문헌에서 엑스선의 감쇠특성을 이용한 영상을 흡수영상(Absorption Image)이라고 정의한다. 흡수영상을 생성하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 엑스선 소스(1)에서 엑스선을 발생시켜 대상체(ob)에 조사하고, 대상체(ob)를 투과한 엑스선을 엑스선 검출기(2), 즉 선형검출기를 통해 검출한다. 검출된 엑스선의 세기(intensity)는 엑스선의 감쇠정보를 포함하므로, 이를 이용하여 대상체(ob)의 흡수영상을 생성할 수 있다.The attenuation characteristic of the X-ray, that is, the degree of absorption of the X-ray differs for each substance constituting the object. In the prior art document, an image using an attenuation characteristic of an x-ray is defined as an absorption image. 2, an X-ray is generated from the X-ray source 1 to irradiate the X-ray to the object ob and the X-rays transmitted through the object ob are transmitted to the X-ray detector 2, . Since the intensity of the detected X-ray includes the attenuation information of the X-ray, the absorbed image of the object (ob) can be generated by using the intensity.

엑스선이 대상체를 통과하면서 그 위상이 변이되는 것은 대상체를 구성하는 물질에 의해 엑스선에 굴절 및 간섭현상이 나타나기 때문이다. 엑스선의 감쇠특성을 나타내는 지수를 β라 하고, 위상변이특성을 나타내는 지수를 δ라 하면, 이 두 계수의 비율인 민감도 비율(sensitivity ratio, δ/β)은 도 3에 도시한 바와 같다.The reason why the X-ray passes through the object and its phase is shifted is that the X-ray is refracted and interfered by the material constituting the object. The sensitivity ratio (? /?), Which is the ratio of the two coefficients, is shown in FIG. 3, where an index representing the attenuation characteristic of the X-ray is? And an index representing the phase shift characteristic is?.

도 3은 선행기술문헌에 언급된 엑스선의 감쇠 특성과 위상 변이 특성의 민감도를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing sensitivity of the attenuation characteristic and phase shift characteristic of the X-ray mentioned in the prior art document.

도 3을 참조하면, 엑스선의 에너지와 대상체를 구성하는 물질에 따라 민감도 비율이 달라지기는 하나, 위상변이특성이 감쇠특성보다 최대 수천 배까지 민감하게 나타남을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, although the sensitivity ratio varies depending on the energy of the X-ray and the material constituting the object, it can be seen that the phase shift characteristic is sensitive up to several thousand times as much as the attenuation characteristic.

도 4a는 선행기술문헌에 언급된 유방의 내부 구성 물질을 모식적으로 나타낸 도면이고, 도 4b는 선행기술문헌에 언급된 유방의 내부 구성 물질에 대한 감쇠 계수를 나타낸 그래프이다.FIG. 4A is a diagrammatic representation of the internal constituent material of the breast mentioned in the prior art document, and FIG. 4B is a graph showing the attenuation coefficient for the internal constituent material of the breast mentioned in the prior art document.

도 4a를 참조하면, 유방(10)의 조직은 유방의 둘레를 둘러싸면서 형태를 유지시켜주는 섬유 조직(11), 유방 전체에 분포되는 지방 조직(12), 모유를 생산하는 유선 조직(13), 모유의 이동 통로인 유관 조직(14) 등으로 구성된다. 이중에서 유선 조직(13)과 유관 조직(14) 등 모유의 생산과 공급에 관계되는 조직을 유방의 실질 조직(fibroglandular tissue)이라 하고, 도 4b에 도시한 바와 같이 실질 조직은 종양(tumor) 등의 병변과 엑스선의 감쇠 계수(μ)가 유사하다.4A, the tissue of the breast 10 includes a fibrous tissue 11 surrounding the periphery of the breast to maintain its shape, an adipose tissue 12 distributed throughout the breast, a mammary gland tissue 13, And a duct structure (14), which is a moving passage of the breast milk. The tissue related to the production and supply of breast milk, such as the mammary gland tissue 13 and the ductal tissue 14, is called a fibrolandular tissue of the breast, and as shown in FIG. 4b, And the damping coefficient (μ) of the x-ray are similar.

또한, 유방은 연조직(soft tissue)으로만 이루어지기 때문에, 도 4b에 도시한 바와 같이 그 내부 구성 물질간의 엑스선 감쇠 특성에 차이가 크지 않다. 따라서, 흡수영상만으로는 유방의 내부 구성 물질에 대한 정확한 정보를 얻기 어려운 한계가 있음을 알 수 있다.
In addition, since the breast is made of soft tissues only, there is little difference in the X-ray attenuation characteristics between the internal constituent materials as shown in FIG. 4B. Therefore, it can be seen that it is difficult to obtain accurate information on the internal constituent material of the breast only by the absorbed image.

한편, 최초 위상차 영상기술의 기반이 된 1970년대 엑스선 위상영상은 단결정 실리콘의 간섭계)를 이용하여 측정하였으며, 이러한 측정은 방사광(Synchrotron) 시설과 같은 거대 시설에서만 가능한 약점을 안고 있었고, 주로 엑스선 광학 및 기초 물리 연구에 활용되었으며, 엑스선의 위상전이를 매우 정밀하게 측정할 수는 있으나 위상에 관한 정보를 영상의 형태로는 얻을 수 없는 한계가 있었다.On the other hand, the 1970's X-ray phase image, which was the basis of the first phase-contrast imaging technique, was measured using a monocrystalline silicon interferometer), and these measurements were limited to large facilities such as synchrotron facilities, It has been used in basic physics research and it is possible to measure the phase transition of X-ray very precisely, but there is a limitation that information about phase can not be obtained in the form of image.

2000년대에는 실험실 규모의 선원으로도 위상영상을 얻을 수 있다는 연구가 발표되었고, 이러한 연구는 공간적 결맞음(Spatial Coherence)을 이용하는 방법을 이용하여 위상의 라플라스 정보를 통하여 단순 핀홀 규모에서 구현이 가능하나 측정시간이 매우 길며 위상을 복원하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.In the 2000s, research has been reported that phase images can be obtained from a laboratory-scale crew, and this research can be implemented on a simple pinhole scale using Laplace information of phase using spatial coherence. However, The time is very long and it takes a long time to restore the phase.

도 3을 예를 들면, 엑스선의 위상 변이 특성이 감쇠 특성보다 수십 배 내지 수천 배 더 민감하게 나타나므로, 유방과 같이 구성 물질별 감쇠 특성 차이가 크지 않은 대상체는 엑스선의 위상 변이 특성, 즉 위상차를 이용하여 더 선명하고 구분력이 강화된 엑스선 영상을 얻을 수 있도록 한다.For example, in FIG. 3, since the phase shift characteristic of the X-ray appears to be several tens to several thousands times more sensitive than the attenuation characteristic, a subject having a small attenuation characteristic difference such as a breast is less likely to have a phase shift characteristic To obtain clearer, more sensitive x-ray images.

대상체를 구성하는 물질마다 엑스선의 위상 변이 특성이 다르게 나타난다는 점을 이용하여 대상체 내부를 영상화하는 기술을 위상차 영상화(phase contrast imaging) 기술이라 하고, 위상차 영상화 기술을 통해 생성된 영상을 위상차 영상(phase contrast image)이라 한다.The technique of imaging the inside of the object is called a phase contrast imaging technique using the fact that the phase shift characteristics of the X-rays are different for each substance constituting the object, and the image generated through the phase difference imaging technique is called a phase difference image contrast image.

위상차 영상을 생성하는 방식으로는 간섭계 측정법(interferometry), 회절 격자 간섭계 측정법(grating interferometry), 회절 증강 영상법(diffraction-enhanced imaging) 및 인라인 위상차 영상법(in-line phase contrast imaging) 등이 있다. 이중 인라인 위상차 영상법 또는 공간 진행 방식의 위상차 영상법은 회절 격자나 반사판과 같은 별도의 광학적 부품을 요하지 않고 일반적인 엑스선 영상 장치와 유사한 구성으로 구현할 수 있는 바, 예를 들어 선행기술문헌의 일실시예에 따른 엑스선 영상 장치를 통해 인라인 위상차 영상법을 적용하여 위상차 영상을 획득하는 것을 이해할 수 있다.Examples of the method of generating the phase difference image include interferometry, grating interferometry, diffraction-enhanced imaging, and in-line phase contrast imaging. The double in-line phase difference imaging method or the spatial advancement phase difference imaging method can be implemented in a configuration similar to a general X-ray imaging apparatus without requiring a separate optical part such as a diffraction grating or a reflection plate. For example, It is understood that the phase difference image is obtained by applying the in-line phase difference imaging method through the X-ray imaging apparatus according to the present invention.

도 5는 선행기술문헌에 언급된 위상차 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a process of acquiring the phase difference image mentioned in the prior art document.

인라인 위상차 영상법에 의하면, 도 5에 도시한 바와 같이, 엑스선 검출기(2), 즉 평판형검출기를 대상체(ob)로부터 R2만큼 이격된 거리에 위치시키고, 대상체(ob)는 엑스선 소스(1)로부터 R1만큼 이격된 거리에 위치시킨다. 그리고, 엑스선소스(1)에서 대상체(ob)에 엑스선을 조사하면, 조사된 엑스선이 대상체(ob)를 투과한 후 대상체(ob)로부터 R2만큼 이격된 엑스선 검출기(2)에 의해 검출된다. 여기서, R1과 R2는 대상체(ob)의 특성이나 엑스선 촬영 조건에 따라 결정될 수 있다.5, the X-ray detector 2, that is, the flat plate detector is positioned at a distance R2 from the object ob, and the object ob is irradiated by the X-ray source 1, RTI ID = 0.0 > R1. ≪ / RTI > When the X-ray is irradiated to the object ob in the X-ray source 1, the irradiated X-rays are detected by the X-ray detector 2 spaced by R2 from the object ob after passing through the object ob. Here, R1 and R2 can be determined according to the characteristics of the object (ob) and the X-ray imaging conditions.

대상체(ob)와 엑스선 검출기(2) 사이의 공간을 자유공간(free space)이라 하며, 대상체(ob)를 투과한 엑스선이 자유공간에서 전파(propagation)되는 동안 엑스선의 위상 변이가 엑스선 검출기(2)에 의해 검출되는 엑스선의 세기에 반영된다. 즉, 대상체(ob)와 엑스선 검출기(2)가 일정 거리(R2)만큼 이격되어 그 사이에 자유 공간이 존재하면, 대상체(ob)를 투과하면서 발생된 엑스선의 위상 변이에 관한 정보가 검출 가능한 엑스선의 세기에 반영된다.The space between the object ob and the x-ray detector 2 is referred to as a free space and while the x-ray transmitted through the object ob is propagated in the free space, the phase shift of the x- The intensity of the X-ray detected by the X- That is, when the object ob and the X-ray detector 2 are spaced apart by a certain distance R2 and free space exists between them, information on the phase shift of the X-ray generated while transmitting the object ob, Of the population.

도 6의 (a)는 탈봇-라우 간섭계를 이용한 엑스선 위상차 영상장치를 나타내는 모식도이고, 도 6의 (b)는 탈봇-라우 간섭계를 이용한 엑스선 위상차 영상장치에 적용된 엑스선회절격자(선원격자, 위상격자, 해석격자)를 각각 나타내는 단면도이다.FIG. 6A is a schematic diagram showing an X-ray phase difference imaging apparatus using a Talbot-Lau interferometer, FIG. 6B is a schematic diagram showing an X-ray diffraction grating applied to an X-ray phase difference imaging apparatus using a Talbot- , And an analysis grid).

2010년이 지난 최근에는 탈봇-라우 간섭계를 이용한 엑스선 위상 연구에 관한 연구가 활발히 진행되어 도 6에 도시된 바와 같이 탈봇-라우 간섭계를 이용하여 피사체의 위상에 관한 정보뿐만이 아니라 소각산란에 의한 가시도(Dark field; 다크필드) 영상까지 획득 가능하게 되었다. 이러한 방식은 고감도의 위상 대조비를 줄 뿐만 아니라 물질의 마이크로 구조에 대한 영상정보도 획득할 수 있으며 측정시간도 일반적인 비파괴영상 획득시간과 비교하여 큰 차이가 나지 않아 산업적 활용이 가능한 수준까지 되었다.
In recent years, studies on X-ray phase studies using a Talbot-Lau interferometer have been actively carried out in recent years, and as shown in FIG. 6, not only information on the phase of the object using the Talbot-Lau interferometer but also the visibility (Dark Field) images. This method not only reduces the phase contrast ratio of high sensitivity but also acquires image information about the microstructure of the material. The measurement time is not much different from the general non-destructive image acquisition time, and thus it is possible to use it industrially.

최근 들어, 국내외 기간산업의 발달과 더불어 고밀도 부품의 정밀도 검증에 대한 요구 등으로 산업용 검사 장치에 대한 관심이 날로 높아지고 있다.In recent years, with the development of the domestic and overseas industry, there has been a growing interest in industrial inspection equipment due to the demand for verification of the precision of high-density parts.

검색대상체의 영상을 고해상도 엑스선회절격자를 적용하여 기존의 검사장비로는 구분할 수 없었던 이물질 및 부패정도를 구분할 수 있는 신개념의 산업용 엑스선 연속검사 장치의 수요가 산업계 전체에 걸쳐 증가 추세에 있는 것이다. 즉, 산업계에서 수요자의 요구에 따라 제작한 제품의 무결성을 증명하는데 있어 하나의 대안으로 확산 사용되어 질 수 있게 된 것이다.The demand for a new concept of X-ray continuous X-ray inspection apparatus which can distinguish the foreign matter and the degree of corruption which can not be distinguished by the conventional inspection equipment by applying the high resolution X-ray diffraction grating to the image of the search object is increasing in the whole industry. In other words, it can be used as an alternative in the industry to prove the integrity of products manufactured according to the demand of the consumer.

그럼에도 불구하고 지금까지는 엑스선 투과영상(흡수영상), 위상차(Phase contrast) 영상, 가시도(Dark field) 영상 각각에만 의존하는 엑스선 영상장치에만 의존하여 제품의 무결성을 증명하는데 한계가 있어 온 게 사실이다.
Nevertheless, so far, there has been a limitation in verifying the integrity of a product by rely only on x-ray imaging devices which depend on each of X-ray transmission image (absorption image), phase contrast image and visual field .

한편, 종래의 위상차 엑스선 영상장치는 한 개의 엑스선원과 단일 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자 및 검출시스템으로 구성되어 있다.Meanwhile, the conventional phase-contrast X-ray imaging apparatus is composed of one X-ray source and a single-nano structure silicon (Si) X-ray diffraction grating and detection system.

종래의 위상차 엑스선 영상장치에 사용되는 엑스선원은 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자의 제작 난이도로 인하여 수십 kV에서 최대 100kV로 제한되어 사용되어 지고 있으며, 평판형검출기를 활용하여 위상차 영상을 획득하고 있다.The X-ray source used in the conventional phase-contrast X-ray imaging apparatus is limited to a maximum of 100 kV at several tens kV due to the difficulty of manufacturing a nano-structured silicon (Si) X-ray diffraction grating. .

도 6의 (b)와 같은 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자는 입사되는 엑스선원의 정확한 유효에너지(effective Energy)를 예측하여 사용할 엑스선원의 유효에너지에 따라 엑스선 회절과 관계된 계산된 실리콘(Si) 웨이퍼의 식각 공정을 거쳐 제작될 수 있다.The silicon (Si) x-ray diffraction grating of FIG. 6 (b) shows the calculated effective energy of the incident x-ray source and the calculated effective energy of the x- Si) wafer. ≪ / RTI >

이 유효에너지에 의하여 위상차 엑스선 영상장치 설계과정에서 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자가 제작되게 된다.With this effective energy, the nano-structured silicon (Si) x-ray diffraction grating is fabricated in the phase-contrast X-ray imaging device design process.

이는 한 번 제작된 위상차 엑스선 영상장치는 단일 엑스선원의 에너지만을 사용하여야만 하는 한계를 안고 있다.This is because the phase-contrast X-ray imaging device once manufactured has a limitation that only the energy of a single X-ray source must be used.

종래의 기술에서 사용되는 엑스선원의 가속전압 100kV의 한계는 산업용 부품의 투과 영상을 얻는데 부족한 부분이 있으며, 산업용 부품들의 영상획득은 현재 수백 kV에서 많게는 수 MeV를 활용하여 비파괴 영상을 획득하고 있는 실정이다. The limit of the acceleration voltage of 100kV used in the conventional technique is insufficient to obtain the transmitted image of the industrial part. The image acquisition of the industrial part is currently obtaining the non-destructive image using several MeV at a few hundred kV. to be.

요약하면, 기존의 위상차 엑스선 영상장치는 한 개의 엑스선원(최대 100kV이하)과 단일 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자 및 단일 평판형 검출기로 구성되어 있어 다양한 피사체의 구조의 변경(검색 대상체의 두께가 큰 것은 높은 에너지가 필요하고 검색 대상체의 두께가 적은 것은 낮은 에너지가 필요)이 있더라도 항상 같은 유효에너지의 엑스선원을 사용하여야만 하는 문제점이 있는 것이다.In summary, the conventional phase-contrast X-ray imaging system consists of a single X-ray source (up to 100kV) and a single-nano-structured silicon (Si) X-ray diffraction grating and single plate detector, There is a problem in that the X-ray source having the same effective energy must always be used even if the thickness is large and the energy required is low and the thickness of the object to be searched is small, low energy is required).

그래서 기타 유효에너지를 갖는 엑스선원을 사용하기 위해서는 해당 유효에너지에 따른 별도의 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자를 탑재하여야 한다.Therefore, in order to use an x-ray source having other effective energy, a separate nano-structured silicon (Si) x-ray diffraction grating according to the corresponding effective energy must be mounted.

종합적으로 선형검출기는 대규모 저속의 특성이 있고 평판형검출기는 소규모 고속의 특성이 있으나, 사용자가 원하는 모든 특성에 유연하게 대응할 수 없는 문제점을 안고 있는 것이다.
In general, linear detectors have characteristics of large-scale low-speed, flat-plate detectors have small-scale high-speed characteristics, but they are not able to flexibly respond to all the characteristics desired by users.

다른 한편으로, 엑스선회절격자에 대한 내용은 대한민국 등록특허 제1292918호(격자 간섭계를 위한 영상계측기), 일본공개특허공보 제2013-122487호(금속 격자 제조 방법, 금속 격자 및 X선 촬상 장치), 대한민국 등록특허 제1272902호(엑스선 위상차 영상 장치), 대한민국 등록특허 제1378757호(물질 원소 정보 획득 및 영상 차원의 선택이 가능한 방사선 영상화 장치) 및 대한민국 등록특허 제1369368호(고종횡비 관통구조의 금속 매립방법) 등에 자세하게 언급되어 있으므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
On the other hand, the content of the X-ray diffraction grating is disclosed in Korean Patent No. 1292918 (image measuring instrument for a grating interferometer), Japanese Laid-Open Patent Application No. 2013-122487 (metal grid manufacturing method, metal grid and X- Korean Patent No. 1272902 (X-ray phase difference imaging apparatus), Korean Patent No. 1378757 (radiation element imaging apparatus capable of obtaining material element information and image level) and Korean Patent No. 1369368 (metal embedding with high aspect ratio penetration structure) Method) and the like, so that a detailed description thereof will be omitted.

대한민국 공개특허 제2014-0145682호(엑스선 영상 장치 및 그 제어방법)Korean Patent Publication No. 2014-0145682 (x-ray imaging apparatus and control method thereof) 대한민국 등록특허 제1292918호(격자 간섭계를 위한 영상계측기)Korean Patent No. 1292918 (image measuring instrument for a grating interferometer) 일본공개특허공보 제2013-122487호(금속 격자 제조 방법, 금속 격자 및 X선 촬상 장치)Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2013-122487 (a method for manufacturing a metal grid, a metal grid and an X-ray imaging device) 대한민국 등록특허 제1272902호(엑스선 위상차 영상 장치)Korean Patent No. 1272902 (X-ray phase difference imaging apparatus) 대한민국 등록특허 제1378757호(물질 원소 정보 획득 및 영상 차원의 선택이 가능한 방사선 영상화 장치)Korean Patent No. 1378757 (radiation image acquisition device capable of acquiring material element information and selecting an image level) 대한민국 등록특허 제1369368호(고종횡비 관통구조의 금속 매립방법)Korean Patent No. 1369368 (method of embedding metal with high aspect ratio through structure)

본 발명의 목적은 피사체의 이송과정에서 엑스선회절격자로서 검출할 수 없는 흡수영상을 선형검출기로 먼저 획득한 후 엑스선회절격자를 활용한 평판형검출기로서 엑스선회절영상을 획득할 수 있도록 하여 피사체를 더욱 정밀하고 정확하게 파악할 수 있으면서 피사체의 조건에 따라 엑스선발생기의 엑스선 빔의 에너지 크기를 달리할 경우에 맞추어 엑스선회절격자의 종류를 다수로 구성하여 훨씬 더 능동적으로 피사체의 엑스선회절영상을 얻을 수 있는 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to first acquire an absorptive image which can not be detected as an x-ray diffraction grating in the course of moving a subject by a linear detector and then obtain an x-ray diffraction image as a flat plate detector using an x- Ray diffraction gratings can be obtained more precisely, and the x-ray diffraction images of the subject can be obtained much more actively by configuring a plurality of types of x-ray diffraction gratings according to the case that the energy level of the x-ray beam of the x- And an X-ray diffraction grating-selective phase-contrast X-ray imaging apparatus.

본 발명의 목적은 한 개의 장비에 단일 엑스선발생기(엑스선원)에서 피사체의 위상차영상획득(평판형검출기)을 위한 제2빔라인으로 이송하는 과정에 산업용으로 필요한 100kV급, 120kv급 및 160kV급 이상의 고투과력 환경 내 엑스선회절영상을 유연하게 획득할 수 있도록 하면서 엑스선회절격자 영상처리기술의 접목으로 엑스선회절 및 산란에 의한 위상차영상 및 가시도영상을 가능케 하여 피사체를 더욱 능동적으로 정밀 정확하게 판단토록 할 수 있는 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for transferring a single X-ray generator (X-ray source) to a second beamline for obtaining a phase difference image (flat panel detector) It is possible to acquire the x-ray diffraction image in the permeability environment smoothly, and it is possible to make the phase difference image and the visibility image by x-ray diffraction and scattering by combining the x-ray diffraction grating image processing technology so that the object can be judged more actively and precisely And an X-ray diffraction grating-selective phase-contrast X-ray imaging apparatus.

본 발명의 목적은 G0 트레이, G1 트레이 및 G2 트레이로 하여금 기술의 발전으로 엑스선발생기의 엑스선 빔의 에너지가 더 크게 조사될 경우를 대비하여 피사체의 추가 조건에 대응되는 엑스선발생기의 엑스선 빔의 에너지 크기에 각각 추가 합치되도록 스페어 에너지 엑스선회절격자 영역을 더 포함토록 하여 미래 발전에 의한 엑스선회절격자의 추가 배치까지 가능케 할 수 있는 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a G0 tray, a G1 tray, and a G2 tray, in which the energy of the x-ray beam of the x-ray generator corresponding to the additional condition of the subject X-ray diffraction grating, and further can include a spare energy X-ray diffraction grating region so as to be additionally combined with the X-ray diffraction grating.

본 발명의 목적은 엑스선발생기로 하여금 피사체가 이송라인을 통해 이송되는 지점 중 제1빔라인 및 제2빔라인에 맞추어 어퍼플레이트를 따라 전후진 왕복운동할 수 있도록 하여 훨씬 더 정밀 신속하게 조정할 수 있는 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a method and system for multiple and more precise adjustment of the x-ray source, allowing the x-ray generator to reciprocate back and forth along the upper plate in accordance with the first beamline and the second beamline, And an X-ray diffraction grating-selective phase-contrast X-ray imaging apparatus.

본 발명의 목적은 엑스선 투과 영상획득 기술과 나노기반 반도체 공정기술을 적용한 엑스선 이미징용 마이크로격자 제조기술 및 새로운 나노구조체 제조기술 등을 융합하여 첨단 영상의 획득을 위한 세계 최고수준의 고종횡비 격자 제작기술을 제안하면서, 이를 통하여 현재 산업/의료에 사용하고 있는 방사선 영상기술의 대체 적용이 가능하며, 현재의 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자 제조기술의 한계에 의하여 제한될 경우에도 기존의 산업용으로 필요한 160kV급 이상의 고투과력 환경 내에서도 피사체를 엑스선을 이용한 비파괴 검사가 가능한 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치를 제공함에 있다.
The object of the present invention is to provide a high-aspect-ratio grating fabrication technology of the world's highest level for acquiring advanced image by combining x-ray transmission image acquisition technology, micro-lattice manufacturing technology for x-ray imaging employing nano-based semiconductor processing technology and new nano- , It is possible to substitute the radiation imaging technology currently used in industry and medical care. Even if it is limited by the limitation of the manufacturing technology of silicon (Si) X-ray diffraction grating of the present nano structure, Ray diffraction grating selection type phase-contrast X-ray imaging apparatus capable of performing nondestructive inspection using an X-ray even in a high penetration power environment of 160 kV or more as required.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

베이스, 사이드서포터 및 어퍼플레이트를 지닌 엑스선 차폐함체와, 상기 엑스선 차폐함체의 일측에서 타측으로 피사체를 이송시키는 이송라인과, 상기 어퍼플레이트에 장착되어 엑스선 빔을 하향 주사하는 엑스선발생기를 포함하는 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 있어서,Ray shielding enclosure having a base, a side supporter and an upper plate, a transfer line for transferring a subject from one side of the x-ray shielding housing to the other side, and an x-ray generator mounted on the upper plate for scanning the x- An X-ray diffraction grating-selective phase-contrast X-ray imaging apparatus,

상기 엑스선발생기는 상기 피사체가 상기 이송라인을 통해 이송되는 지점 중 제1빔라인 및 제2빔라인에 맞추어 상기 어퍼플레이트를 따라 전후진 왕복운동하고,Wherein the X-ray generator reciprocates back and forth along the upper plate in accordance with the first beam line and the second beam line of the object to be conveyed through the transfer line,

상기 이송라인을 통해 상기 피사체가 이송되어 상기 엑스선발생기의 제1빔라인에 일치될 경우 선형검출기를 통해 흡수영상을 선행 획득토록 하고,Ray detector, and when the subject is transferred through the conveyance line and coincided with the first beamline of the X-ray generator, the absorbed image is acquired in advance through the linear detector,

상기 이송라인을 통해 상기 피사체가 이송되어 상기 엑스선발생기의 제2빔라인에 일치될 경우 엑스선회절격자를 활용한 평판형검출기를 통해 엑스선회절영상을 후행 획득토록 설계되고,Ray diffraction image through a plate-type detector using an x-ray diffraction grating when the subject is transferred through the transfer line and coincided with a second beamline of the x-ray generator,

상기 엑스선회절격자는 상기 엑스선발생기의 제2빔라인에 맞추어 상기 사이드서포터를 따라 조립되는 선원격자, 위상격자 및 해석격자로 이루어지고,Wherein the x-ray diffraction grating comprises a source grating, a phase grating, and an analysis grating that are assembled along the side supporter in alignment with a second beam line of the x-

상기 선원격자, 위상격자 및 해석격자는 상기 피사체의 조건에 대응되는 상기 엑스선발생기의 엑스선 빔의 에너지 크기에 각각 합치되도록 저 에너지 엑스선회절격자, 중 에너지 엑스선회절격자 및 고 에너지 엑스선회절격자로 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
The source grating, the phase grating, and the analysis grating are each composed of a low energy X-ray diffraction grating, a medium energy X-ray diffraction grating, and a high energy X-ray diffraction grating so as to be in agreement with the energy magnitudes of the X- And it is a basic characteristic of the technical structure.

본 발명은 피사체의 이송과정에서 엑스선회절격자로서 검출할 수 없는 흡수영상을 선형검출기로 먼저 획득한 후 엑스선회절격자를 활용한 평판형검출기로서 엑스선회절영상을 획득할 수 있도록 하여 피사체를 더욱 정밀하고 정확하게 파악할 수 있음과 동시에 피사체의 조건에 따라 엑스선발생기의 엑스선 빔의 에너지 크기를 달리할 경우에 맞추어 엑스선회절격자의 종류를 다수로 구성하여 훨씬 더 능동적으로 피사체의 엑스선회절영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.In the present invention, an absorption image that can not be detected as an x-ray diffraction grating in the course of moving a subject is first acquired by a linear detector, and then a x-ray diffraction image is acquired as a flat plate type detector using an x-ray diffraction grating, Ray diffraction gratings according to the condition of the object and the x-ray beam energy of the x-ray beam generator is varied according to the condition of the subject, thereby obtaining the x-ray diffraction image of the subject much more actively have.

본 발명은 고출력의 엑스선 빔과 선형검출기를 통하여 투과형 엑스선영상(흡수영상)을 미리 획득한 후 엑스선회절격자를 활용한 평판형검출기로 엑스선회절영상을 획득하여 피사체의 구조결함이나 내부확인을 더욱 정밀하고도 정확하게 파악할 수 있는 효과가 있다.The present invention acquires a transmission X-ray image (absorption image) through a high-power X-ray beam and a linear detector and acquires an X-ray diffraction image with a flat plate detector using an X-ray diffraction grating to obtain a structure defect It is possible to accurately grasp even if it is.

본 발명은 한 개의 장비에 단일 엑스선발생기(엑스선원)에서 피사체의 위상차영상획득(평판형검출기)을 위한 제2빔라인으로 이송하는 과정에 산업용으로 필요한 100kV급, 120kv급 및 160kV급 이상의 고투과력 환경 내 엑스선회절영상을 유연하게 획득할 수 있도록 하면서 엑스선회절격자 영상처리기술의 접목으로 엑스선회절 및 산란에 의한 위상차영상 및 가시도영상을 가능케 하여 피사체를 더욱 능동적으로 정밀 정확하게 판단토록 할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a process for transferring a single X-ray generator (X-ray source) to a second beam line for acquiring a phase difference image (flat panel detector) of a subject in a single apparatus, a high penetration environment of 100 kV, 120 kv and 160 kV The X-ray diffraction grating image processing technology enables to acquire the X-ray diffraction image smoothly, and enables the phase difference image and the visible image by the X-ray diffraction and scattering, so that the object can be judged more actively and precisely and accurately have.

본 발명은 G0 트레이, G1 트레이 및 G2 트레이로 하여금 기술의 발전으로 엑스선발생기의 엑스선 빔의 에너지가 더 크게 조사될 경우를 대비하여 피사체의 추가 조건에 대응되는 엑스선발생기의 엑스선 빔의 에너지 크기에 각각 추가 합치되도록 스페어 에너지 엑스선회절격자 영역을 더 포함토록 하여 미래 발전에 의한 엑스선회절격자의 추가 배치까지 가능케 할 수 있는 효과가 있다.The present invention is directed to the G0 tray, the G1 tray, and the G2 tray, respectively, in consideration of the energy of the X-ray beam of the X-ray generator corresponding to the additional condition of the subject, It is possible to further include the spare energy X-ray diffraction grating region so as to further conform to the present invention, thereby enabling further placement of the X-ray diffraction grating due to future development.

본 발명은 엑스선발생기로 하여금 피사체가 이송라인을 통해 이송되는 지점 중 제1빔라인 및 제2빔라인에 맞추어 어퍼플레이트를 따라 전후진 왕복운동할 수 있도록 하여 훨씬 더 정밀 신속하게 조정할 수 있는 효과가 있다.The present invention has an effect that the X-ray generator can be adjusted much more precisely by allowing the object to reciprocate back and forth along the upper plate in accordance with the first beam line and the second beam line of the object to be transported through the transfer line.

본 발명은 엑스선 투과 영상획득 기술과 나노기반 반도체 공정기술을 적용한 엑스선 이미징용 마이크로격자 제조기술 및 새로운 나노구조체 제조기술 등을 융합하여 첨단 영상의 획득을 위한 세계 최고수준의 고종횡비 격자 제작기술을 제안하면서, 이를 통하여 현재 산업/의료에 사용하고 있는 방사선 영상기술의 대체 적용이 가능하며, 현재의 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자 제조기술의 한계에 의하여 제한될 경우에도 기존의 산업용으로 필요한 160kV급 이상의 고투과력 환경 내에서도 피사체를 엑스선을 이용한 비파괴 검사가 가능한 효과가 있다.The present invention proposes a technology of producing the highest level of high aspect ratio lattice of the world for the acquisition of advanced image by combining x-ray transmission image acquisition technology and micro-lattice manufacturing technology for x-ray imaging using nano-based semiconductor processing technology and new nano structure manufacturing technology (Si) X-ray diffraction grating manufacturing technology of the present nano structure, it is possible to apply the radiation imaging technology of 160 kV It is possible to perform nondestructive inspection using an X-ray of a subject even in a high penetration environment.

본 발명은 산업용 정밀 비파괴검사 시스템의 응용, 보안 검사 시스템의 대체 응용, 생명 의료분야에의 응용, 인라인 식품 검사 시스템의 응용까지 가능한 효과가 있다.
The present invention can be applied to applications of industrial precision nondestructive inspection system, alternative application of security inspection system, application to biomedical field, application of inline food inspection system.

도 1은 선행기술문헌(대한민국 공개특허 제2014-0145682호)에 언급된 엑스선이 대상체를 투과할 때 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면.
도 2는 선행기술문헌에 언급된 엑스선의 감쇠 특성을 이용하여 엑스선 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 3은 선행기술문헌에 언급된 엑스선의 감쇠 특성과 위상 변이 특성의 민감도를 나타낸 그래프.
도 4a는 선행기술문헌에 언급된 유방의 내부 구성 물질을 모식적으로 나타낸 도면.
도 4b는 선행기술문헌에 언급된 유방의 내부 구성 물질에 대한 감쇠 계수를 나타낸 그래프.
도 5는 선행기술문헌에 언급된 위상차 영상을 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 6의 (a)는 탈봇-라우 간섭계를 이용한 엑스선 위상차 영상장치를 나타내는 모식도.
도 6의 (b)는 탈봇-라우 간섭계를 이용한 엑스선 위상차 영상장치에 적용된 엑스선회절격자(선원격자, 위상격자, 해석격자)를 각각 나타내는 단면도.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 멀티플 엑스선 영상장치의 동작과정을 나타내는 가상도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치를 나타내는 사시도 및 정면도.
도 8c는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 적용된 해석격자 및 평판형검출기를 측면방향에서 바라본 부분 확대도.
도 8d는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 적용된 선원격자 및 엑스선발생기를 나타내는 부분 확대도.
도 8e는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 적용된 위상격자 및 이송라인을 나타내는 부분 확대도.
도 8f는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 적용된 해석격자 및 평판형검출기를 나타내는 부분 확대도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining a phenomenon occurring when X-rays mentioned in the prior art document (Korean Patent Laid-Open No. 2014-0145682) are transmitted through a target object.
FIG. 2 is a diagram for explaining a process of acquiring an X-ray image using the attenuation characteristics of an X-ray mentioned in the prior art document. FIG.
FIG. 3 is a graph showing the sensitivity of the attenuation characteristic and the phase shift characteristic of the X-ray mentioned in the prior art document.
Figure 4a is a schematic representation of the internal components of the breast mentioned in the prior art.
Figure 4b is a graph depicting attenuation coefficients for internal components of the breast mentioned in the prior art.
5 is a diagram for explaining a process of acquiring a phase difference image mentioned in the prior art document.
6 (a) is a schematic diagram showing an X-ray phase difference imaging apparatus using a Talbot-Lau interferometer.
FIG. 6 (b) is a sectional view showing an X-ray diffraction grating (source grating, phase grating, and analytical grating) applied to an X-ray phase difference imaging apparatus using a Talbot-Lau interferometer.
7A to 7D are virtual diagrams showing an operation process of the multiple X-ray imaging apparatus according to the present invention.
FIGS. 8A and 8B are a perspective view and a front view showing a multiple and an X-ray diffraction grating-selective phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention;
FIG. 8C is a partially enlarged view of an analysis grating and a flat panel detector applied to multiple and X-ray diffraction grating-selective phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention, viewed from the side direction.
FIG. 8D is a partial enlarged view of a source grating and an X-ray generator applied to multiple and X-ray diffraction grating-selective phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention.
8E is a partially enlarged view showing a phase grating and a transfer line applied to multiple and X-ray diffraction grating selection type phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 8F is a partially enlarged view showing an analyzing grating and a flat plate detector applied to multiple and X-ray diffraction grating selective phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention. FIG.

본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.A plurality of X-ray diffraction grating selection type phase-contrast X-ray imaging apparatuses according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. And advantages of the invention.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치의 동작과정을 나타내는 가상도이다.7A to 7D are hypothetical views illustrating an operation process of the multiple X-ray diffraction grating selection type phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치는 도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이 피사체(P)의 이송과정에서 엑스선회절격자(G)로서 검출할 수 없는 흡수영상을 선형검출기(40)로 선행 획득하고, 이어서 엑스선회절격자(G)를 활용한 평판형검출기(50)로서 엑스선회절영상을 후행 획득할 수 있도록 설계되어 피사체(P)를 더욱 정밀하고 정확하게 파악할 수 있도록 제안된 것이다.7A to 7D, the multiple and X-ray diffraction grating-selective phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention is a system in which an absorption image which can not be detected as an X-ray diffraction grating G in the process of transferring a subject P is detected by a linear detector 40, and is then designed to acquire an X-ray diffraction image as a planar detector 50 utilizing an X-ray diffraction grating G, so that the subject P can be grasped more precisely and precisely .

즉, 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치는 피사체(P)가 이송되는 과정에서 실리콘(Si) 엑스선회절격자(G)의 한계인 엑스선발생기(30)의 고투과력 엑스선 빔을 사용치 못하는 단점, 즉 산업용 제품인 경우의 피사체(P)의 특성상 고투과력 에너지를 활용하게 되는데 현재의 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자(G) 제조기술의 한계에 의하여 제한되는 문제점을 해소하기 위하여 고출력의 엑스선 빔과 선형검출기(40)를 통하여 투과형 엑스선영상(흡수영상)을 선행 획득한 후 다시 엑스선회절격자(G)를 활용한 평판형검출기(50)로 엑스선회절영상을 후행 획득하여, 피사체(P)의 구조결함이나 내부확인을 더욱 정밀하고도 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.That is, the multiple X-ray diffraction grating selection type phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention is configured such that the high-transmittance X-ray beam of the X-ray generator 30, which is the limit of the silicon (Si) X-ray diffraction grating G, In order to solve the problem that is limited by the limitation of the manufacturing technology of the silicon (Si) X-ray diffraction grating (G) of the present nano structure, the disadvantage that is not used, that is, The X-ray diffraction image is acquired by the plate-like detector 50 using the X-ray diffraction grating G again after obtaining the transmission X-ray image (absorption image) through the high-power X-ray beam and the linear detector 40, Thereby making it possible to more precisely and accurately grasp a structural defect or internal confirmation of the subject P.

이와 더불어, 기존의 위상차 엑스선 영상장치는 한 개의 엑스선원(최대 100kV이하)과 단일 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자(G) 및 단일 평판형검출기(50)로 구성되어 있는 단점을 극복하기 위하여 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치는 피사체(P)의 조건에 따라 엑스선발생기(30)의 엑스선 빔의 에너지 크기를 달리할 경우에 맞추어 엑스선회절격자(G)의 종류를 다수로 구성하여 훨씬 더 능동적으로 피사체(P)의 엑스선회절영상을 얻을 수 있도록 제안된 것이다.In addition, the conventional phase-contrast X-ray imaging apparatus overcomes the disadvantage that it is composed of one X-ray source (maximum 100 kV or less), a single-nano-structured silicon (Si) X-ray diffraction grating G and a single plate- The multiple and X-ray diffraction grating-selective phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention is designed such that the type of the X-ray diffraction grating G is adjusted according to the condition of the subject P when the energy level of the X- It is proposed to obtain an X-ray diffraction image of a subject P much more actively.

즉, 향후 미래의 엑스선회절격자(G) 제조기술의 발달로 인하여 더 높은 유효에너지에 적용이 가능한 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자(G)가 제작될 경우 이미 제조된 시스템에서 해당 엑스선회절격자(G)를 종류별로 선택 변경하여 바로 위상차영상 획득이 가능토록 한 것이다.In other words, when a nano-structured silicon (Si) x-ray diffraction grating (G) capable of being applied to higher effective energy is fabricated due to the development of future x-ray diffraction grating (G) manufacturing technology, So that the phase difference image can be obtained immediately by selecting and changing the grating G for each type.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치를 나타내는 사시도 및 정면도이고, 도 8c는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 적용된 해석격자(G2) 및 평판형검출기(50)를 나타내는 부분 확대도이고, 도 8d는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 적용된 선원격자(G0) 및 엑스선발생기(30)를 나타내는 부분 확대도이고, 도 8e는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 적용된 위상격자(G1) 및 이송라인(20)을 나타내는 부분 확대도이며, 도 8f는 본 발명에 따른 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 적용된 해석격자(G2) 및 평판형검출기(50)를 나타내는 부분 확대도이다.8A and 8B are a perspective view and a front view showing the multiple and X-ray diffraction grating selection type phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention, and FIG. 8C is a perspective view and a front view showing an X- And FIG. 8D is a partially enlarged view showing the source grating G0 and the X-ray generator 30 applied to the multiple and X-ray diffraction grating selective phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention. 8E is a partially enlarged view showing a phase grating G1 and a transfer line 20 applied to the multiple and X-ray diffraction grating selection type phase-contrast X-ray imaging apparatus according to the present invention, and FIG. 8F is a partial enlarged view showing a multiple X- FIG. 5 is a partial enlarged view showing an analysis grating G2 and a flat plate detector 50 applied to a grating-selectable phase-contrast X-ray imaging apparatus. FIG.

더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 멀티플 엑스선 영상장치는 도 7a 내지 도 8f에 도시된 바와 같이 베이스(11), 사이드서포터(12) 및 어퍼플레이트(13)를 지닌 엑스선 차폐함체(10)와, 이 엑스선 차폐함체(10)의 일측에서 타측으로 피사체(P)를 이송시키는 이송라인(20)과, 어퍼플레이트(13)에 장착되어 엑스선 빔을 하향 주사하는 엑스선발생기(30)를 포함한다.More specifically, the multiple X-ray imaging apparatus according to the present invention includes an x-ray shielding housing 10 having a base 11, a side supporter 12 and an upper plate 13 as shown in Figs. 7A to 8F, A transfer line 20 for transferring the subject P from one side of the X-ray shielding housing 10 to the other side and an X-ray generator 30 mounted on the upper plate 13 for scanning the X-ray beam downward.

이때, 엑스선발생기(30)는 피사체(P)가 이송라인(20)을 통해 이송되는 지점 중 제1빔라인(31) 및 제2빔라인(32)에 맞추어 어퍼플레이트(13)를 따라 전후진 왕복운동하고, 이송라인(20)을 통해 피사체(P)가 이송되어 엑스선발생기(30)의 제1빔라인(31)에 일치될 경우 선형검출기(40)를 통해 흡수영상을 선행 획득토록 하고, 이어서 이송라인(20)을 통해 피사체(P)가 이송되어 엑스선발생기(30)의 제2빔라인(32)에 일치될 경우 엑스선회절격자(G)를 활용한 평판형검출기(50)를 통해 엑스선회절영상을 후행 획득토록 설계된 것이다.At this time, the X-ray generator 30 moves forward and backward along the upper plate 13 in accordance with the first beam line 31 and the second beam line 32 of the point where the subject P is conveyed through the conveying line 20 And when the subject P is conveyed through the conveying line 20 and coincides with the first beam line 31 of the X-ray generator 30, the absorbing image is acquired in advance through the linear detector 40, Ray diffraction image is transmitted through the plate-like detector 50 using the x-ray diffraction grating G when the subject P is conveyed through the first beam line 20 and coincides with the second beam line 32 of the x- It is designed to acquire.

한 개의 장비에 단일 엑스선발생기(엑스선원; 30)에 따른 선형검출기(40)를 위한 제1빔라인(31)과 평판형검출기(50)를 위한 제2빔라인(32), 즉 2개의 빔라인이 존재하여, 피사체(P)의 위상차영상획득[평판형검출기(50)]을 위한 제2빔라인(32)으로 이송하는 과정에 산업용으로 필요한 160kV급 이상의 고투과력 환경 내 선형검출기(40)에 의한 흡수영상을 미리 획득하여 확인하고, 검토된 영상을 통하여 120kV급 이상의 엑스선발생기(엑스선원; 30), 엑스선회절격자(G) 및 평판형검출기(50)를 이용하여 엑스선회절격자(G) 영상처리기술의 접목으로 엑스선회절 및 산란에 의한 위상차영상 또는 가시도영상을 가능케 하여, 피사체(P)를 더욱 정밀 정확하게 판단토록 한 것이다.A first beamline 31 for the linear detector 40 along with a single x-ray generator 30 (x-ray source 30) and a second beamline 32 for the flat plate detector 50, i.e. two beamlines, Absorbed by the linear detector 40 in the high penetration environment of 160 kV or higher required for the industrial process in the process of transferring the object P to the second beam line 32 for obtaining the phase difference image (flat plate detector 50) Ray diffraction grating G and the flat plate type detector 50 through a 120 kV or higher level x-ray generator (x-ray source 30), an x-ray diffraction grating G and a flat plate detector 50, The phase difference image or the visibility image due to x-ray diffraction and scattering can be obtained by grafting, and the object P is judged more accurately.

이와 더불어, 엑스선발생기(30)는 피사체(P)가 이송라인(20)을 통해 이송되는 지점에 엑스선 빔의 하향 주사로서 제2빔라인(32)을 형성하고, 이송라인(20)을 통해 피사체(P)가 이송되어 엑스선발생기(30)의 제2빔라인(32)에 일치될 경우 엑스선회절격자(G)를 활용한 평판형검출기(50)를 통해 엑스선회절영상을 획득토록 설계되고, 나아가 엑스선회절격자(G)는 종래 설명 중 도 6에 도시된 바와 같이 탈봇-라우 간섭계를 이용한 엑스선 위상차 영상장치에 적용된 것과 같이 엑스선발생기(30)의 제2빔라인(32)에 맞추어 사이드서포터(12)를 따라 조립되는 선원격자(Source Grating; G0), 위상격자(Phase Grating; G1) 및 해석격자(Analyzer Grating; G2)로 이루어질 수 있으며, 선원격자(G0), 위상격자(G1) 및 해석격자(G2)는 피사체(P)의 조건에 대응되는 엑스선발생기(30)의 엑스선 빔의 에너지 크기에 각각 합치되도록 저 에너지 엑스선회절격자(Ga), 중 에너지 엑스선회절격자(Gb) 및 고 에너지 엑스선회절격자(Gc)로 이루어질 수 있다.In addition, the X-ray generator 30 forms a second beamline 32 as a downward scan of the x-ray beam at the point at which the object P is transported through the transfer line 20, Ray diffraction image is acquired through the plate-type detector 50 using the X-ray diffraction grating G when the X-ray diffraction grating G is transferred to the second beam line 32 of the X-ray generator 30, 6, the grating G is disposed along the side supporter 12 in alignment with the second beam line 32 of the X-ray generator 30 as applied to the X-ray phase difference imaging apparatus using the Talbot-Lau interferometer, as shown in FIG. A source grating G0, a phase grating G1 and an analyzer grating G2 which are assembled together and the source grating G0, the phase grating G1 and the analysis grating G2, Ray beam of the X-ray generator 30 corresponding to the condition of the subject P Energy X-ray diffraction grating (Ga), medium energy x-ray diffraction grating (Gb), and high energy x-ray diffraction grating (Gc).

그리고, 선원격자(G0), 위상격자(G1) 및 해석격자(G2)는 사이드서포터(12)에 고정되는 G0 트레이(61), G1 트레이(62) 및 G2 트레이(63)에 각각 조립되고, 선원격자(G0), 위상격자(G1) 및 해석격자(G2)는 피사체(P)의 조건에 대응되는 엑스선발생기(30)의 엑스선 빔의 에너지 크기에 각각 합치되는 제2빔라인(32)에 맞추어 LM Guide(Linear Motion Guide; L)에 의해 G0 트레이(61), G1 트레이(62) 및 G2 트레이(63)를 따라 전후진 왕복운동되도록 하여 신속하고도 정밀한 움직임을 보장토록 한다.The source grating G0, the phase grating G1 and the analysis grating G2 are assembled to the G0 tray 61, the G1 tray 62 and the G2 tray 63 respectively fixed to the side supporter 12, The source grating G0, the phase grating G1 and the analysis grating G2 are matched to the second beamline 32 which corresponds to the energy level of the x-ray beam of the x-ray generator 30 corresponding to the condition of the subject P Backward movement along the G0 tray 61, the G1 tray 62 and the G2 tray 63 by the LM Guide (Linear Motion Guide) to ensure quick and precise movement.

한 개의 장비에 단일 엑스선발생기(엑스선원; 30)에서 피사체(P)의 위상차영상획득을 위한 제2빔라인(32)으로 이송하는 과정에 산업용으로 필요한 100kV급, 120kv급 및 160kV급 이상의 고투과력 환경 내 엑스선회절영상을 유연하게 획득할 수 있도록 하면서 엑스선회절격자(G) 영상처리기술의 접목으로 엑스선회절 및 산란에 의한 위상차영상 및 가시도영상을 가능케 하여, 피사체(P)를 더욱 능동적으로 정밀 정확하게 판단토록 하는 것이다.A high transmittance environment of 100 kV class, 120 kv class and 160 kV class or higher required for the industrial process in the process of transferring the single beam from the single X-ray generator (X-ray source) 30 to one equipment to the second beam line 32 for acquiring the phase difference image of the object (P) It is possible to acquire the X-ray diffraction image flexibly and to realize phase difference image and visibility image by X-ray diffraction and scattering by combining X-ray diffraction grating (G) image processing technology, It is to judge.

예를 들어, 피사체(P)가 전자부품인 PCB와 같은 경우 엑스선발생기(30)로부터 100kV급 엑스선 빔을 조사하면서 이에 대응하는 저 에너지 엑스선회절격자(Ga), 예를 들면 100kv급 저 에너지 엑스선회절격자(Ga)를 제2빔라인(32)에 일치되도록 하고, 피사체(P)가 식품인 참치캔과 같은 경우 엑스선발생기(30)로부터 120kV급 엑스선 빔을 조사하면서 이에 대응하는 중 에너지 엑스선회절격자(Gb), 예를 들면 120kv급 중 에너지 엑스선회절격자(Gb)를 제2빔라인(32)에 일치되도록 하고, 피사체(P)가 전자부품인 자동차 엔진 실린더 및 피스톤과 같은 경우 엑스선발생기(30)로부터 160kV급 엑스선 빔을 조사하면서 이에 대응하는 고 에너지 엑스선회절격자(Gc), 예를 들면 160kv급 고 에너지 엑스선회절격자(Gc)를 제2빔라인(32)에 일치되도록 하여, 단일의 엑스선발생기(30) 및 평판형검출기(50)로도 엑스선회절격자(G)의 종류별 능동적 배치로서 엑스선회절영상을 얻을 수 있도록 하여, 보다 유연하고 빠르게 피사체(P)를 정확 정밀하게 파악케 하는 것이다.For example, when the subject P is an electronic component such as a PCB, a 100 kV class X-ray beam is irradiated from the X-ray generator 30 and a corresponding low-energy x-ray diffraction grating Ga, for example, The grating Ga is made to coincide with the second beam line 32 and the 120 kV class X-ray beam is irradiated from the x-ray generator 30 when the subject P is the food tuna can, and the corresponding middle energy x-ray diffraction grating Gb ), For example, the 120 kV class energy X-ray diffraction grating Gb is made to coincide with the second beam line 32, and when the object P is an automobile engine cylinder and a piston, which are electronic parts, Ray generator 30 so that the high-energy X-ray diffraction grating Gc corresponding to the high-energy X-ray diffraction grating Gc, for example, the high-energy X-ray diffraction grating Gc of 160 kV is made to coincide with the second beamline 32, And flat- Group 50 also to as an active type arrangement of the x-ray diffraction grid (G) to obtain the X-ray diffraction image, to Cain more flexible and accurate speed precisely identify the object (P).

이때, 엑스선발생기(30)는 피사체(P)가 이송라인(20)을 통해 이송되는 지점 중 제1빔라인(31) 및 제2빔라인(32)에 맞추어 LM Guide(Linear Motion Guide; L)에 의해 어퍼플레이트(13)를 따라 전후진 왕복운동될 수 있도록 하여 신속하고도 정밀한 움직임을 보장토록 한다.At this time, the X-ray generator 30 generates an X-ray beam by the LM Guide (Linear Motion Guide) L in accordance with the first beam line 31 and the second beam line 32 of the point where the subject P is transported through the transfer line 20 So that it can be reciprocated back and forth along the upper plate 13 to ensure quick and precise movement.

그리고, 선형검출기(40)는 엑스선발생기(30)의 제1빔라인(31)에 맞추어 베이스(11) 위에 설치되고, 엑스선회절격자(G)는 엑스선발생기(30)의 제2빔라인(32)에 맞추어 상기 사이드서포터(12)를 따라 조립되는 선원격자(G0), 위상격자(G1) 및 해석격자(G2)로 이루어지고, 평판형검출기(50)는 해석격자(G2) 아래의 사이드서포터(12)에 설치될 수 있다.The linear detector 40 is installed on the base 11 in alignment with the first beam line 31 of the x-ray generator 30 and the x-ray diffraction grating G is arranged on the second beam line 32 of the x- A phase grating G1 and an analysis grating G2 which are assembled along the side supporter 12 and the plate type detector 50 is constituted by a side supporter 12 under the analysis grating G2, ).

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 멀티플 엑스선 영상장치는 엑스선 투과 영상획득 기술과 나노기반 반도체 공정기술을 적용한 엑스선 이미징용 마이크로격자 제조기술 및 새로운 나노구조체 제조기술 등을 융합하여 첨단 영상의 획득을 위한 세계 최고수준의 고종횡비 격자 제작기술을 제안하면서, 이를 통하여 현재 산업/의료에 사용하고 있는 방사선 영상기술의 대체 적용이 가능하며, 현재의 나노구조의 실리콘(Si) 엑스선회절격자(G) 제조기술의 한계에 의하여 제한될 경우에도 기존의 산업용으로 필요한 160kV급 이상의 고투과력 환경 내에서도 피사체(P)를 엑스선을 이용한 비파괴 검사가 가능하게 될 뿐만 아니라 다음과 같은 영역까지 응용할 수 있게 되는 것이다.The multiple X-ray imaging apparatus according to the present invention having such a structure can be used for the acquisition of advanced images by combining X-ray transmission image acquisition technology, micro-grid fabrication technology for X-ray imaging employing nano-based semiconductor processing technology and new nano- It is possible to substitute the radiation imaging technology currently used in industry / medical care through the proposal of the world's highest level of aspect ratio lattice manufacturing technology and it is possible to apply the present nano-structured silicon (Si) X-ray diffraction grating (G) It is possible to perform the nondestructive inspection using the X-ray of the object P even in the high permeability environment of 160 kV or more, which is required for the conventional industrial use, and it can be applied to the following areas as well.

○ 산업용 정밀 비파괴검사 시스템 응용○ Application of industrial precision nondestructive inspection system

현재 많은 산업분야에서 방사선을 이용한 검사장치를 제품의 품질을 높이기 위하여 사용할 수 있고, 흡수 대조비로 얻은 영상을 가지고 물품을 평가하는 현재 기술에서 위상차를 이용한 엑스선 영상기술을 접목하여 더 많은 영상정보들을 획득함으로써 더 정밀하고 효과적인 검사 가능하게 된다.At present, in many industrial fields, radiation inspection devices can be used to enhance the quality of products. In the present technology for evaluating articles with images obtained by absorption ratio, X-ray imaging technology using phase difference is applied to acquire more image information Thereby enabling more precise and effective inspection.

산업 및 신제품 개발용 적용분야로 대표적으로 Li 베터리 비파괴 검사, 반도체 및 센서 부품 비파괴 검사, 3차원 마이크로 구조물 비파괴 검사, 연구용 마이크로 구조 3차원 영상측정기제조 분야로 확대할 수 있다.Industrial and new product development applications can be extended to Li battery non-destructive testing, non-destructive testing of semiconductors and sensor components, non-destructive testing of three-dimensional microstructures, and micro-structure 3D image measuring devices for research.

○ 보안 검사 시스템의 대체 응용○ Alternative application of security check system

일반적으로 공항에서는 엑스선를 통한 흡수영상을 획득하지만 미세 크기를 가지는 물질의 구분이나 낮은 엑스선 흡수계수를 가지는 물질들의 구분이 쉽지 않는 한계가 있지만, 본 발명을 적용하게 되면 식품의 구별은 물론 미세 사이즈를 가지는 물질의 에 대한 민감도가 높아짐으로써 폭발물 검사, 식품 검사 같은 물질의 구분이 가능해지고, 이는 보안기술의 증가를 불러올 수 있다.Generally, airports obtain absorption images through an X-ray, but there are limitations in that it is difficult to distinguish substances having a minute size or substances having a low X-ray absorption coefficient. However, when the present invention is applied, Increased sensitivity to substances makes it possible to distinguish substances such as explosives and food inspections, which can lead to an increase in security technology.

○ 생명 의료분야에의 응용○ Application to biomedical field

일반적인 의료용 엑스선 장비 영상으로는 밀도가 다른 장기에 비하여 높은 뼈 영상은 비교적 쉽게 구별이 가능하지만 원자번호 및 밀도가 비슷한 인체 내의 장기의 구별은 쉽지 않는 한계가 있다. 그러나 본 발명을 적용할 경우 흡수영상에 비하여 민감도가 높은 영상을 획득 할 수 있으며, 이를 통하여 환자의 병변진단이 훨씬 원활해질 수 있다.In general medical X-ray equipment images, relatively high bone images can be distinguished comparatively easily compared with organs with different densities, but there is a limit to the difficulty of distinguishing organs in the human body having similar atomic numbers and densities. However, when the present invention is applied, a highly sensitive image can be obtained as compared with an absorbed image, so that the diagnosis of a lesion of a patient can be made much smoother.

○ 인라인 식품 검사 시스템의 응용○ Application of inline food inspection system

현재 식품 검사를 위해서는 직접 샘플을 검사하거나 엑스선를 이용한 흡수영상을 이용한 영상을 이용하지만 직접 샘플을 검사하는 방법은 시간이 오래 걸리고 엑스선를 이용한 흡수영상은 제품의 상태가 좋지 않은 식품의 구별이 쉽지 않는 한계가 있다. 그러나 본 발명을 적용할 경우 기존의 흡수영상에서 볼 수 없었던 물질의 구조를 명확하게 볼 수 있는 장점이 있고, 이에 따라 물질의 내부 상태를 샘플 검사를 하지 않고도 정밀 정확하게 확인할 수 있게 된다.Currently, food inspections use direct image samples or images using X-ray absorpti ons. However, it takes a long time to inspect samples directly and absorbed images using X-rays are not easily distinguishable have. However, when the present invention is applied, there is an advantage that the structure of the substance which can not be seen in the conventional absorption image can be clearly seen, and thus the internal state of the substance can be accurately and accurately confirmed without sample inspection.

식품의약품안전처에서 발표한 자료에 따르면 매년 해외식품 수입규모는 20% 정도로 성장하고 있고, 2012년 한국의 총 식품수입은 중국, 미국, 일본 등 129개 국가에서 14370백만 달러, 13757천 톤이었고, 자유무역협정을 통하여 관세가 철폐되고 세계 각 국에서 수입수출되는 물품이 더욱 증가하면서 해외식품 수입률은 더욱 높아지고 있는 추세에 있다.According to the data released by the Korea Food and Drug Administration, overseas food imports are growing by 20% annually. In 2012, Korea's total food imports amounted to $ 14370 million and 13757 thousand tons in 129 countries including China, the US and Japan, The tariffs are being abolished through free trade agreements, and imports from overseas countries are increasing.

해외식품들의 수입과정에서 발생하는 식품의 변질, 부패뿐만 아니라 식품군 사이에 들어가 있는 이물질 등을 검색하여 자국민의 건강과 국가의 안전을 기여할 수 있고, 나날이 늘어나는 검사 물품량에 적절히 대응하기 위해서 항만, 공항, 철도 등에서는 효과적인 새로운 검사방법을 요구하고 있다.In order to cope with the deterioration of food and corruption caused by the importation process of foreign food, foreign substances in the food groups, and so on, it is possible to contribute to the health of the nation and the safety of the nation. , Railway, etc. require new effective inspection methods.

가공식품산업이 성장을 통해 식품의 유통 기간 및 유효 기간이 길어지면서 긍정적인 측면에 반하여 그에 따른 부작용 또한 발생되고 있고, 이에 따른 국민 및 전문가들의 가공식품 안전에 대한 여론이 생성되고 이를 검사하기 위한 방법이 요구되고 있는데, 본 발명은 이러한 모든 요구들은 만족시킬 수 있게 된다.
As the processed food industry grows, the distribution period and the shelf life of the food become longer and the side effect is also generated in the opposite side from the positive side. Therefore, public opinion about the safety of processed foods is created and the method The present invention can satisfy all of these requirements.

본 발명은 산업용 정밀 비파괴검사 시스템 응용, 보안 검사 시스템의 대체 응용, 생명 의료분야에의 응용 및 인라인 식품 검사 시스템 등과 같은 산업분야에 이용될 수 있다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in industrial fields such as industrial precision nondestructive inspection system application, alternative application of security inspection system, application to biomedical field, and inline food inspection system.

10 : 엑스선 차폐함체 11 : 베이스
12 : 사이드서포터 13 : 어퍼플레이트
20 : 이송라인 P : 피사체
30 : 엑스선발생기 31 : 제1빔라인
32 : 제2빔라인 40 : 선형검출기
50 : 평판형검출기 G : 엑스선회절격자
G0 : 선원격자 G1 : 위상격자
G2 : 해석격자 L : LM Guide(Linear Motion Guide)
Ga : 저 에너지 엑스선회절격자 Gb : 중 에너지 엑스선회절격자
Gc : 고 에너지 엑스선회절격자 61 : G0 트레이
62 : G1 트레이 63 : G2 트레이
10: x-ray shielding housing 11: base
12: side supporter 13: upper plate
20: Transfer line P: Subject
30: X-ray generator 31: 1st beam line
32: second beam line 40: linear detector
50: Plate detector G: X-ray diffraction grating
G0: source grating G1: phase grating
G2: Analysis Grid L: LM Guide (Linear Motion Guide)
Ga: Low energy X-ray diffraction grating Gb: Medium energy X-ray diffraction grating
Gc: High energy X-ray diffraction grating 61: G0 tray
62: G1 tray 63: G2 tray

Claims (4)

베이스(11), 사이드서포터(12) 및 어퍼플레이트(13)를 지닌 엑스선 차폐함체(10)와, 상기 엑스선 차폐함체(10)의 일측에서 타측으로 피사체(P)를 이송시키는 이송라인(20)과, 상기 어퍼플레이트(13)에 장착되어 엑스선 빔을 하향 주사하는 엑스선발생기(30)를 포함하는 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치에 있어서,
상기 엑스선발생기(30)는 상기 피사체(P)가 상기 이송라인(20)을 통해 이송되는 지점 중 제1빔라인(31) 및 제2빔라인(32)에 맞추어 상기 어퍼플레이트(13)를 따라 전후진 왕복운동하고,
상기 이송라인(20)을 통해 상기 피사체(P)가 이송되어 상기 엑스선발생기(30)의 제1빔라인(31)에 일치될 경우 선형검출기(40)를 통해 흡수영상을 선행 획득토록 하고,
상기 이송라인(20)을 통해 상기 피사체(P)가 이송되어 상기 엑스선발생기(30)의 제2빔라인(32)에 일치될 경우 엑스선회절격자(G)를 활용한 평판형검출기(50)를 통해 엑스선회절영상을 후행 획득토록 설계되고,
상기 엑스선회절격자(G)는 상기 엑스선발생기(30)의 제2빔라인(32)에 맞추어 상기 사이드서포터(12)를 따라 조립되는 선원격자(G0), 위상격자(G1) 및 해석격자(G2)로 이루어지고,
상기 선원격자(G0), 위상격자(G1) 및 해석격자(G2)는 상기 피사체(P)의 조건에 대응되는 상기 엑스선발생기(30)의 엑스선 빔의 에너지 크기에 각각 합치되도록 저 에너지 엑스선회절격자(Ga), 중 에너지 엑스선회절격자(Gb) 및 고 에너지 엑스선회절격자(Gc)로 이루어지고,
상기 선형검출기(40)는 상기 엑스선발생기(30)의 제1빔라인(31)에 맞추어 상기 베이스(11) 위에 설치되고,
상기 엑스선회절격자(G)는 상기 엑스선발생기(30)의 제2빔라인(32)에 맞추어 상기 사이드서포터(12)를 따라 조립되는 선원격자(G0), 위상격자(G1) 및 해석격자(G2)로 이루어지고,
상기 평판형검출기(50)는 상기 해석격자(G2) 아래의 상기 사이드서포터(12)에 설치되는 것을 특징으로 하는 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치.
Ray shielding enclosure 10 having a base 11, a side supporter 12 and an upper plate 13 and a transfer line 20 for transferring a subject P from one side of the x- And an X-ray generator (30) mounted on the upper plate (13) for scanning the X-ray beam in a downward direction, the multiple X-ray diffraction grating selection type phase-
The X-ray generator 30 is configured to move forward and backward along the upper plate 13 in accordance with the first beam line 31 and the second beam line 32 of the point at which the subject P is transported through the transfer line 20. [ Reciprocating,
The subject P is conveyed through the conveying line 20 to be aligned with the first beam line 31 of the X-ray generator 30 to acquire the absorbed image through the linear detector 40,
When the subject P is conveyed through the conveying line 20 to be aligned with the second beam line 32 of the X-ray generator 30, the X-ray diffraction grating G passes through the plate- Designed to acquire x-ray diffraction images afterwards,
The x-ray diffraction grating G includes a source grating G0, a phase grating G1 and an analysis grating G2 that are assembled along the side supporter 12 in alignment with the second beam line 32 of the x- Lt; / RTI >
The source grating G0, the phase grating G1 and the analytical grating G2 are arranged in such a manner that the source grating G0, the phase grating G1, and the analysis grating G2 are aligned with the energy magnitudes of the x-ray beams of the x- (Ga), a medium energy x-ray diffraction grating (Gb) and a high energy x-ray diffraction grating (Gc)
The linear detector 40 is installed on the base 11 in alignment with the first beam line 31 of the X-ray generator 30,
The x-ray diffraction grating G includes a source grating G0, a phase grating G1 and an analysis grating G2 that are assembled along the side supporter 12 in alignment with the second beam line 32 of the x- Lt; / RTI >
And the flat plate type detector (50) is installed in the side supporter (12) below the analysis grid (G2).
제1항에 있어서,
상기 엑스선발생기(30)는 상기 피사체(P)가 상기 이송라인(20)을 통해 이송되는 지점 중 제1빔라인(31) 및 제2빔라인(32)에 맞추어 LM Guide(L)에 의해 상기 어퍼플레이트(13)를 따라 전후진 왕복운동되는 것을 특징으로 하는 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치.
The method according to claim 1,
The X-ray generator 30 includes an X-ray generator 30 and a X-ray generator 30. The X-ray generator 30 includes a first beam line 31 and a second beam line 32, which correspond to the first beam line 31 and the second beam line 32, Are reciprocated back and forth along the X-ray diffraction grating (13).
삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 선원격자(G0), 위상격자(G1) 및 해석격자(G2)는 상기 사이드서포터(12)에 고정되는 G0 트레이(61), G1 트레이(62) 및 G2 트레이(63)에 각각 조립되고,
상기 선원격자(G0), 위상격자(G1) 및 해석격자(G2)는 상기 피사체(P)의 조건에 대응되는 상기 엑스선발생기(30)의 엑스선 빔의 에너지 크기에 각각 합치되는 제2빔라인(32)에 맞추어 LM Guide(L)에 의해 상기 G0 트레이(61), G1 트레이(62) 및 G2 트레이(63)를 따라 전후진 왕복운동되는 것을 특징으로 하는 멀티플 및 엑스선회절격자 선택형 위상차 엑스선 영상장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The source grating G0, the phase grating G1 and the analysis grating G2 are assembled to the G0 tray 61, the G1 tray 62 and the G2 tray 63 fixed to the side supporter 12,
The source grating G0, the phase grating G1 and the analytical grating G2 are connected to a second beamline 32 (see FIG. 2), which corresponds to the energy level of the x- Is reciprocated back and forth along the G0 tray (61), the G1 tray (62), and the G2 tray (63) by the LM Guide (L).
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