KR101864964B1 - 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치 - Google Patents

Abstract

방사선이 피검체에 수렴 방식으로 조사되어 상기 피검체 후단에 초점을 가지도록 조사되는 수렴형 방사선 투사수단; 상기 피검체를 투과한 방사선의 진행 방향에 순차적으로 직렬로 이격 배치되고, 피검체와 상기 수렴형 방사선 투사수단의 상기 초점지점 사이에 위치하는 신틸레이터; 상기 신틸레이터가 발광한 가시광의 경로 상에 위치하는 광수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 방사선 라디오 그래피 장치를 사용하면, 피검체의 크기에 구애 없이 피검체보다 축소된 신틸레이터를 사용하여 피검체의 라디오그래피 이미지를 얻을 수 있고 축소된 신틸레이터를 사용함에 따른 장치의 단가를 절감할 수 있으며 전체적인 무게의 감소로 인해 장치의 운반 및 조작이 용이해지는 효과가 있다. 또한, 방사원을 고정시키거나 이동경로상에 구비함으로써 측정된 라디오그래피 이미지의 신뢰성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

Description

피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치{RADIATION RADIOGRAPHY PROVIDE MINIATURE RADIATION IMAGE MORE SMALL THAN INSPECTION OBJECT}

본 발명은 방사선 라디오 그래피 장치에 관한 것으로서, 이를 보다 상세하게 설명하면 축소된 신틸레이터를 사용해서 대형의 피검체의 라디오그래피 이미지를 획득할 수 있는 방사선 라디오그래피 장치에 관한 것이다.

X선 또는 감마선 등의 방사선이 물질을 투과할 때는 그 구성 물질의 종류나 형상에 따라 흡수나 산란이 달라진다. 이것을 영상으로서 사진이나 비디오, 디지털 파일 등으로 기록하면 물질의 파손 상태, 변화, 충전 상황 등을 파악할 수 있다. 이러한 방법은 독일의 실험 물리학자인 륀트겐(Roentgen)이 발견한 방법으로서 X선을 인체에 투사하여 인체 내부의 상태를 진찰하는 X-ray 촬영기법으로 널리 사용되고 있다. 측정하려는 물체 또는 시료를 파괴하지 않고 내부의 상태를 측정하는 이 방법은 라디오그래피 또는 비파괴 방사선 촬영법이라 부르고 있다.

일반적으로 측정하려는 대상체의 크기가 커지면 커질수록 이에 비례하여 신틸레이터의 크기도 커지게 되며 대형의 피검체를 측정하기 위해서 대형의 신틸레이터를 사용하거나 피검체를 구역화해서 여러 번 스캔을 하고 스캔한 이미지를 합성하는 방법을 사용했다. 그러나 이러한 방법을 사용하는 경우, 신틸레이터가 대형으로 구비되어 장비의 단가가 비싸지게 됨과 동시에 장치의 이동에 많은 제약이 생기게 되는 문제와 신틸레이터 및 카메라의 이동으로 인하여 피검사체를 스캔 후 합성한 이미지에 왜곡일 발생할 수 있는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방사원이 초점에 수렴하도록 조사하여 피검체에 투사하거나 원호 또는 타원호의 경로 상에 방사원이 이동하도록 배치하여 피검체에 투사함으로써 작은 신틸레이터에서도 대형 피검체의 측정이 가능한 라디오그래피 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

방사선이 피검체에 수렴 방식으로 조사되어 상기 피검체 후단에 초점을 가지도록 조사되는 수렴형 방사선 투사수단; 상기 피검체를 투과한 방사선의 진행 방향에 순차적으로 직렬로 이격 배치되고, 피검체와 상기 수렴형 방사선 투사수단의 상기 초점지점 사이에 위치하는 신틸레이터; 상기 신틸레이터가 발광한 가시광의 경로 상에 위치하는 광수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

방사선 투사수단을 수직 또는 수평 방향으로 절단한 단면이 발광면이고 발광면의 하나 이상의 단면은 원호 또는 타원호일 수 있으며 발광면의 형상에 따라 방사선이 피검체를 투사한 결과로 생성된 라디오그래피 이미지의 높낮이가 변화될 수 있다.

방사선 투사수단의 발광면은 하나의 초점을 향해 수렴하는 구면의 형태일 수 있고, 발광면이 구면인 경우 3차원의 형상을 측정하기 적합할 수 있다.

방사선 투사수단의 발광면은 둘 이상의 초점 또는 둘 이상의 초점이 직선 또는 곡선을 이루는 초점선을 가지는 면일 수 있다.

방사선 투사수단은 초점으로 수렴되는 다수의 투과 경로를 갖는 콜리메이터; 및 콜리메이터의 다수의 투과경로를 통해 방사선이 상기 초점 방향으로 수렴되도록 배치된 방사선 광원부를 포함할 수 있다.

방사선 투사수단은 초점의 방사상 경로를 이동하면서 초점 방향으로 방사선을 조사하도록 구성된 선원 이동형 방사선 광원부를 포함할 수 있다.

신틸레이터는 방사선의 조사 경로에 위치하는 피검체의 후단에 이격 배치되고 신틸레이터의 길이는 피검체의 길이보다 짧을 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 피검체의 크기에 구애없이 피검체보다 축소된 신틸레이터를 사용하여 피검체의 라디오그래피 이미지를 얻을 수 있고 축소된 신틸레이터를 사용함에 따른 장치의 단가를 절감할 수 있으며 전체적인 무게의 감소로 인해 장치의 운반 및 조작이 용이해지는 효과가 있다. 또한, 방사원을 고정시키거나 이동경로상에 구비함으로써 측정된 라디오그래피 이미지의 신뢰성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오그래피 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요서, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명확하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에 따른 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치를 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 방사선 라디오 그래피 장치에 관한 것이다. 피검체에 방사선을 조사하고, 피검체의 후단에 위치한 신틸레이터가 피검체를 통과한 방사선을 받아 발광한 빛을 수신하여 라디오 그래피 이미지를 얻는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치(1)는 방사선 투사수단(100), 신틸레이터(300) 및 광수신부(400)를 포함한다.

방사선 투사수단(100)은 피검체(200)를 향해 방사선을 조사하고 조사된 방사선이 피검체(200)에 수렴하는 방향으로 진행하며 피검체(200)의 후단에 초점을 형성한다. 여기서 수렴이란, 방사선 투사수단(100)으로부터 조사된 방사선이 피검체(200)가 위치한 곳으로 모이는 형태를 가지며 방사선은 피검체(200)를 지나 피검체(200)의 후단에 위치한 임의의 한 초점으로 모이는 것을 의미한다. 즉, 방사선은 피검체(200)를 통과하고 피검체(200)의 후단에 위치한 임의의 초점에서 만날 수 있다. 방사선 투사수단(100)의 발광면의 하나 이상의 단면은 원호 또는 타원호 일 수 있으며 원호 또는 타원호를 사용함으로써, 피검체(200)에 방사선이 조사됨에 따라 생성되는 이미지의 높이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 발광면이 원호인 방사선 투사수단(100)의 사용에 의해 생성되는 이미지의 높이는 발광면이 타원호인 방사선 투사수단(100)의 사용에 의해 생성되는 이미지의 높이보다 작다. 즉, 피검체(200)의 이미지의 높낮이가 발광면이 원호 또는 타원호인 방사선 투사수단(100)에 의해 결정될 수 있다.

방사선 투사수단(100)의 발광면은 하나의 초점을 가진 구면의 형태이거나 둘 이상의 초점 또는 둘 이상의 초점이 직선 또는 곡선을 이루는 초점선을 가진 면의 형태일 수 있다. 발광면이 구면인 경우 방사선 발광부(120)로부터 조사되는 방사선이 발광면에 반사되고 하나의 초점을 향해 수렴하는 형태로 형성될 수 있다. 구면이란, 3차원 공간에서 어느 한 점으로부터 일정한 거리에 있는 점들의 자취의 집합을 의미하며 발광면이 구면인 경우, 피검체(200)를 3차원적으로 측정이 가능할 수 있다. 측정하고자 하는 피검체(200)는 대부분이 3차원 형상이므로 발광면이 구면인 방사선 투사수단(100)의 사용이 바람직할 수 있다.

또한, 발광면은 둘 이상의 초점 또는 둘 이상의 초점이 직선 또는 곡선을 이루는 초점선을 갖는 면일 수 있다. 예를 들어, 발광면이 원호 또는 타원호인 경우 발광면에서 일정거리만큼 이격되어 둘 이상의 초점이 생성될 수 있고 둘 이상의 초점이 직선 또는 곡선의 형태로 다수가 배열되면 초점과 초점이 이어지는 초점선이 형성될 수 있다.

또한, 방사선 투사수단(100)은 콜리메이터(110) 및 방사선 광원부(120)를 더 포함할 수 있다. 콜리메이터(110)는 방사선의 방향과 확산을 한정시키기 위하여 납 또는 텅스텐과 같이 방사선을 흡수하는 물질로 만든 기구를 의미한다. 방사선 투사수단(100)의 전단, 즉 방사선이 조사되는 방향으로 다수의 콜리메이터(110)를 배치하고 각각의 콜리메이터(110)는 방사선 투사수단(100)에 의해 조사되는 방사선이 피검체(200)를 향해 수렴하는 방향으로 진행할 수 있도록 각각의 콜리메이터(110)가 일정한 각도만큼 틀어져 위치함으로써 다수의 투과 경로를 형성할 수 있다. 방사선 광원부(120)는 방사선을 생성하고 콜리메이터(110)와 콜리메이터(110) 사이에 형성되는 다수의 방사선 투과 경로로 방사선을 조사한다. 이때, 방사선 광원부(120)는 콜리메이터(110)가 형성하는 방사선 투과 경로의 연장선상에 위치하며 그 위치는 고정될 수 있고 방사선 광원부(120)에서 조사되는 방사선은 X선, 감마선, 중성자 중 어느 하나일 수 있다.

신틸레이터(300)는 방사선 광원부(120)로부터 조사된 방사선이 수렴하는 초점의 전단에 위치할 수 있고 피검체(200)를 기준으로 피검체(200)의 후단에 위치하며 피검체(200)를 통과한 방사선을 맞아 발광할 수 있다. 즉, 피검체(200)와 방사선의 초점의 사이에 신틸레이터(300)가 위치하게 된다. 신틸레이터(300)는 피검체(200)의 후단에서 피검체(200)를 향해 수렴하는 방사선을 받아 가시광선을 발광하게 되므로 피검체(200)의 크기에 따라 신틸레이터(300)의 크기가 커질 필요가 없이 다양한 크기를 갖는 피검체(200)의 측정이 가능하고 피검체(200)의 크기에 따라 방사선이 수렴하는 초점의 전단으로 신틸레이터(300)의 위치를 조정 가능하게 구비할 수도 있다.

광수신부(400)는 피검체(200)를 통과한 방사선이 신틸레이터(300)에 입사되고 신틸레이터(300)의 발광에 의한 빛, 예를 들어 가시광선을 포집하여 피검체(200)의 라디오그래피 이미지를 생성할 수 있다. 신틸레이터(300)에서 발광한 빛은 직선형태로 광수신부(400)를 향해 입사되므로 신틸레이터(300)에서 발광한 빛의 직경과 광수신부(400)의 직경을 동일한 수준 또는 광수신부(400)의 직경이 신틸레이터(300)에서 발광한 빛의 직경보다 크도록 조절하는 것이 바람직하다. 광수신부(400)는 대표적으로 카메라의 형태일 수 있고, 신틸레이터(300)에서 발광한 빛을 포집하는 부분은 카메라의 렌즈일 수 있으며 따라서 신틸레이터(300)에서 발광한 빛을 카메라 렌즈가 모두 포집할 수 있도록 신틸레이터(300)와 카메라의 위치를 조정할 수 있다. 또한, 카메라 렌즈를 통해 입사된 빛은 이미지센서를 거칠 수 있고 카메라 후면에 구비되거나 별도로 구비된 이미지 표시장치에 이미지를 구현할 수 있다.

도 2는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오그래피 장치는 콜리메이터(110), 방사선 광원부(120), 신틸레이터(300), 광수신부(400) 및 방사선 광원부 이동용 레일(500)을 포함한다. 신틸레이터(300) 및 광수신부(400)는 상기에서 설명한 바와 동일한 형상과 기능을 가지므로 추가적인 설명을 생략하기로 하고, 상기에서 설명한 바와 상이한 콜리메이터(110), 방사선 광원부(120) 및 상기에서 설명되지 않은 방사선 광원부 이동용 레일(500)을 설명하기로 한다.

방사선 광원부(120)는 X선, 감마선, 중성자 중 어느 하나를 생성하고 피검체(200)를 향해 방사선을 조사할 수 있다. 도 1의 방사선 광원부(120)는 다수의 방사선 광원부(120)가 콜리메이터(110)와 콜리메이터(110)의 사이로 형성된 방사선 투과 경로의 연장선상에 위치하고 그 위치가 고정되는 형태이나, 도 2의 방사선 광원부(120)는 하나의 방사선 광원부(120)가 초점의 방사상 이동경로를 상하 또는 좌우 방향으로 이동하면서 초점을 향하여 방사선을 조사한다. 이때, 초점의 방사상 이동경로에는 방사선 광원부 이동용 레일(500)이 설치될 수 있고 방사선 광원부 이동용 레일(500)의 경로를 따라 방사선 광원부(120)가 이동할 수 있다. 또한, 방사선 광원부(120)로부터 조사되는 방사선의 진행방향을 피검체(200)로 향하는 방향으로 국한시키기 위해 방사선 광원부(120)의 외측으로 콜리메이터(100)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 콜리메이터(100)는 방사선 광원부(120)에서 조사되는 방사선이 피검체(200) 방향으로만 조사되도록 방사선 광원부(120)의 둘레를 감싸고 피검체(200)로 향하는 경로상의 일측이 개방된 형태로 형성될 수 있다.

이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오그래피 장치의 적용 방법을 설명한다.

방사선 투과수단(100), 피검체(200), 신틸레이터(300) 및 광수신부(400)를 나열된 순서대로 배치한다. 특히 중요한 점은 초점에 수렴하도록 조사되는 방사선이 이동하는 경로 상에 피검체(200)가 위치하고 피검체(200)의 후단에 신틸레이터(300)가 위치해야 한다. 또한, 신틸레이터(300) 및 광수신부(400)는 초점에 위치하지 않도록 주의해야 한다. 만약, 초점에 신틸레이터(300) 또는 광수신부(400)가 위치하는 경우 피검사체(200)의 축소상을 얻을 수 없기 때문이다. 각각의 구성요소들의 배치가 완료되면 다수의 방사선 발광부(120)는 방사선을 조사하며 초점을 향해 직선운동 한다. 다수의 방사선 발광부(120)로부터 방사선이 조사되는 방향으로 다수의 콜리메이터(110)가 나란하게 위치하며 그 형태는 방사상을 이루고 각 콜리메이터(110)와 콜리메이터(110)의 사이는 일정폭만큼 이격되어 방사선의 이동경로를 형성한다. 방사선은 콜리메이터(110)와 콜리메이터(110)가 형성하는 이동경로를 따라 피검체(200)를 향해 직선으로 조사되고 피검체(200)를 통과하여 피검체(200)의 후단에 위치한 신틸레이터(300)에 입사된다. 피검체(200)를 통과한 방사선이 신틸레이터(300)에 입사되면 신틸레이터(300)가 발광하게 되고 신틸레이터(300)의 발광에 의해 생성된 빛이 광수신부(400)에 포집되어 광수신부(400)에 구비되거나 별도로 구비된 이미지 표시장치를 통해 이미지를 구현할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오그래피 장치에 따르면, 피검체의 크기에 구애없이 피검체보다 축소된 신틸레이터를 사용하여 피검체의 라디오그래피 이미지를 얻을 수 있고 축소된 신틸레이터를 사용함에 따른 장치의 단가를 절감할 수 있으며 전체적인 무게의 감소로 인해 장치의 운반 및 조작이 용이해지는 효과가 있다. 또한, 방사원을 고정시키거나 이동경로상에 구비함으로써 측정된 라디오그래피 이미지의 신뢰성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 해석해야 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 상술한 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 방사선 라디오그래피 장치 100 : 방사선 투사수단
110 : 콜리메이터 120 : 방사선 광원부
200 : 피검체 300 : 신틸레이터
400 : 광수신부 500 : 방사선 광원부 이동용 레일

Claims (7)

1. 방사선이 피검체에 수렴 방식으로 조사되어 상기 피검체 후단에 초점을 가지도록 조사되는 수렴형 방사선 투사수단;
   상기 피검체를 투과한 방사선의 진행 방향에 순차적으로 직렬로 이격 배치되고, 피검체와 상기 수렴형 방사선 투사수단의 상기 초점지점 사이에 위치하는 신틸레이터로서 상기 신틸레이터의 방사선이 입사되는 면의 크기는 상기 피검체의 방사선이 입사되는 면보다 작은 신틸레이터;
   상기 신틸레이터가 발광한 가시광의 경로 상에 위치하는 광수신부를 포함하는,
   피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 방사선 투사수단의 발광면의 하나 이상의 단면은 원호 또는 타원호임을 특징으로 하는,
   피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 방사선 투사수단의 발광면은 하나의 초점을 가지는 구면임을 특징으로 하는,
   피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 방사선 투사수단의 발광면은 둘 이상의 초점 또는 초점선을 가지는 면임을 특징으로 하는,
   피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 방사선 투사수단은,
   상기 초점으로 수렴되는 다수의 투과 경로를 갖는 콜리메이터; 및
   상기 콜리메이터의 다수의 투과경로를 통해 방사선이 상기 초점 방향으로 수렴되도록 배치된 방사선 광원부를 포함하는,
   피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 방사선 투사수단은:
   상기 초점의 방사상 경로를 이동하면서 상기 초점 방향으로 방사선을 조사하도록 구성된 선원 이동형 방사선 광원부를 포함하는,
   피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 신틸레이터의 길이는 상기 방사선의 조사 방향의 상기 피검체의 길이보다 짧은,
   피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치.
   
   

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