KR101941019B1 - 엑스선 촬영 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엑스선 촬영 장치 및 이를 통한 촬영 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 엑스선 촬영 장치는 제1 및 제2 모드에 따른 엑스선(X-ray)을 발생시키는 제1 제너레이터부; 제3 모드에 따른 엑스선을 발생시키는 제2 제너레이터부; 상기 제1 또는 제2 제너레이터부에서 발생된 엑스선을 수집하는 센서부; 상기 제1 또는 제2 모드에 따른 촬영 시 상기 제1 제너레이터부와 상기 센서부를 서로 대향시키고, 상기 제3 모드에 따른 촬영 시 상기 제2 제너레이터부와 상기 센서부를 서로 대향시키는 제어부; 상기 센서부를 회전 또는 이동시키는 제1 이동부재와 상기 제1 제너레이터부를 지지하는 제1 지지부; 상기 제2 제너레이터부를 회전 또는 이동시키는 제2 이동부재를 지지하는 제2 지지부; 및 상기 제1 지지부를 회전 또는 이동시키는 제3 이동부재를 지지하는 제3 지지부를 포함하고, 상기 센서부는, 소정의 폭을 가지고 상기 센서부를 세로로 종단하는 형상의 제1 영역, 소정의 폭을 가지고 상기 센서부를 가로로 종단하는 형상의 제2 영역 및 상기 센서부의 전체 영역에 대응되는 제3 영역을 포함하고, 상기 제1 모드는 파노라마(Panoramic) 영상 촬영 모드이고, 상기 제2 모드는 CT(Computed Tomography) 영상 촬영 모드이고, 상기 제3 모드는 세팔로(Cephalometric) 영상 촬영 모드이고, 상기 제어부는, 상기 제1 모드에 따른 촬영시 상기 제3 영역의 가로 폭보다 작은 가로 폭을 갖는 영역을 상기 제1 영역으로 활성화시키고, 상기 제2 모드에 따른 촬영시 상기 제3 영역의 세로 폭보다 작은 세로 폭을 갖는 영역을 상기 제2 영역으로 활성화시키고, 상기 제3 모드에 따른 촬영 시 상기 제3 영역을 활성화시키고, 상기 제3 모드에 따른 촬영 시 상기 제1 이동부재와 상기 제2 이동부재의 동작을 제어하여 상기 제2 제너레이터부 및 상기 센서부가 서로 대향하도록 하고, 상기 제1 또는 제2 모드에 따른 촬영 시, 상기 제1 이동부재의 동작을 제어하여 상기 제1 제너레이터부 및 상기 센서부가 서로 대향하도록 하고 상기 제3 이동부재의 동작을 제어하여 상기 제1 지지부가 회전하도록 하고, 상기 제1 모드에 따른 촬영 시 상기 제2 모드에 따라 촬영된 영상의 분석을 통해 결정된 악궁 궤적에 따라 상기 제1 이동부재 또는 상기 제3 이동부재의 동작을 제어하여 파노라마 영상을 획득하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 단일 센서를 통해 다양한 엑스선 촬영 방법을 수행할 수 있는 장치를 제안하여, 기존의 엑스선 촬영 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다. 상대적으로 엑스선 소스에 비하여 고가인 센서의 개수를 줄이고 엑스선 소스의 개수를 증가시키는 것을 통해 엑스선 촬영 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다.

Description

엑스선 촬영 장치 및 방법{X-ray photographing apparatus and method}

본 발명은 엑스선 촬영 장치 및 이를 통한 촬영 방법에 관한 것이다.

의료 기술 분야에서 많이 이용되고 있는 엑스선(X-ray) 촬영 장치는 엑스선을 이용하여 인체에 조사하여, 인체 내부에 대한 영상을 획득한다. 획득된 영상의 분석을 통해 인체 내부를 진단하고 이상을 검출한다.

엑스선 촬영 장치의 영상 생성 원리는 촬영 대상물에 엑스선을 발생시키는 제너레이터로부터 발생된 엑스선을 조사하고, 대상물을 일부 투과하거나 또는 투과하지 않고 도달하는 엑스선을 제너레이터와 마주보는 센서를 통해 수광한 다음, 수광된 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 것을 통해 영상을 생성한다.

최근에는 엑스선을 이용한 다양한 촬영 방법이 개발되어 인체의 내부에 대한 다양한 영상을 획득하고 있다. 구체적으로 치과 치료와 관련하여서는 CT(Computerized Tomography), 파노라마(Panoramic), 세팔로(Cephalometric) 촬영 방법을 이용하여 다양한 영상을 획득하고 이를 치과 치료에 이용하고 있다.

예를 들어, CT 엑스선 촬영 장치는 3차원 영상을 획득하여 인체 내부의 3차원적 구조를 파악하기 위한 촬영 방법으로 치조골의 구조, 신경관의 위치 파악, 골밀도 등의 측정을 가능하게 한다.

파노라마 촬영 장치는 회전하면서 단층촬영을 하고, 일정 궤적을 따라 각각의 영상을 붙여 하나의 전체 영상을 획득하는 방법으로 전체 치아 상태 및 구조를 파악하여 진단과 시술에 활용한다.

또한, 세팔로 촬영 장치는 두부 전체의 영상을 획득하기 위한 방법으로 엑스선을 발생시키는 광원과 피사체를 상대적으로 원거리에 위치시키고 피사체에 가까이 위치하는 센서를 통해 영상을 획득한다. 두부 전체의 영상을 획득하는 것으로 두부 및 치아 골격과 피부의 형태를 파악하고 임상적 위치점을 확인하는 데 이용될 수 있다.

이상의 엑스선 촬영 장치는 촬영 목적에 따라 다양한 방법으로 엑스선을 활용하고 있다. 이와 관련하여 최근에는 하나의 장치를 통해 다양한 촬영을 할 수 있는 방법이 개발되고 있다. 선행문헌(한국공개특허공보 10-2015-0093427(공개일 2015.08.18))은 세팔로 영상 촬영 장치에 대하여 승강부재와 연결되도록 구성된 회전암에 연결되며, CT나 파노라마 촬영시 사용되는 다른 센서부를 별도로 구성하여 CT 또는 파노라마 촬영이 가능한 방법을 개시하고 있다.

다만, 선행문헌에 개시된 방법에 따르면 세팔로 영상과 CT/파노라마 영상의 획득을 위해 요구되는 촬영 방법의 차이에 의하여 별도의 센서부의 구성이 필요하며 상대적으로 단가가 높은 센서의 비용에 따라 엑스선 촬영 장치의 제조 원가의 상승 문제가 있었다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 단일 센서를 통해 다양한 엑스선 촬영 방법을 수행할 수 있는 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 다양한 엑스선 촬영 방법을 수행하기 위하여 단일 센서의 다양한 활성 영역과 복수의 엑스선 소스와의 연동 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 다양한 엑스선 촬영 방법을 수행하기 위하여 센서와 엑스선 소스 외의 다른 구성들의 연동 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 고안된 본 발명에 따른 엑스선 촬영 장치는 제1 및 제2 모드에 따른 엑스선(X-ray)을 발생시키는 제1 제너레이터부; 제3 모드에 따른 엑스선을 발생시키는 제2 제너레이터부; 상기 제1 또는 제2 제너레이터부에서 발생된 엑스선을 수집하는 센서부; 상기 제1 또는 제2 모드에 따른 촬영 시 상기 제1 제너레이터부와 상기 센서부를 서로 대향시키고, 상기 제3 모드에 따른 촬영 시 상기 제2 제너레이터부와 상기 센서부를 서로 대향시키는 제어부; 상기 센서부를 회전 또는 이동시키는 제1 이동부재와 상기 제1 제너레이터부를 지지하는 제1 지지부; 상기 제2 제너레이터부를 회전 또는 이동시키는 제2 이동부재를 지지하는 제2 지지부; 및 상기 제1 지지부를 회전 또는 이동시키는 제3 이동부재를 지지하는 제3 지지부를 포함하고, 상기 센서부는, 소정의 폭을 가지고 상기 센서부를 세로로 종단하는 형상의 제1 영역, 소정의 폭을 가지고 상기 센서부를 가로로 종단하는 형상의 제2 영역 및 상기 센서부의 전체 영역에 대응되는 제3 영역을 포함하고, 상기 제1 모드는 파노라마(Panoramic) 영상 촬영 모드이고, 상기 제2 모드는 CT(Computed Tomography) 영상 촬영 모드이고, 상기 제3 모드는 세팔로(Cephalometric) 영상 촬영 모드이고, 상기 제어부는, 상기 제1 모드에 따른 촬영시 상기 제3 영역의 가로 폭보다 작은 가로 폭을 갖는 영역을 상기 제1 영역으로 활성화시키고, 상기 제2 모드에 따른 촬영시 상기 제3 영역의 세로 폭보다 작은 세로 폭을 갖는 영역을 상기 제2 영역으로 활성화시키고, 상기 제3 모드에 따른 촬영 시 상기 제3 영역을 활성화시키고, 상기 제3 모드에 따른 촬영 시 상기 제1 이동부재와 상기 제2 이동부재의 동작을 제어하여 상기 제2 제너레이터부 및 상기 센서부가 서로 대향하도록 하고, 상기 제1 또는 제2 모드에 따른 촬영 시, 상기 제1 이동부재의 동작을 제어하여 상기 제1 제너레이터부 및 상기 센서부가 서로 대향하도록 하고 상기 제3 이동부재의 동작을 제어하여 상기 제1 지지부가 회전하도록 하고, 상기 제1 모드에 따른 촬영 시 상기 제2 모드에 따라 촬영된 영상의 분석을 통해 결정된 악궁 궤적에 따라 상기 제1 이동부재 또는 상기 제3 이동부재의 동작을 제어하여 파노라마 영상을 획득할 수 있다.

상기 제어부는, 촬영의 대상이 피사체의 치열인 경우, 상기 제2 모드에 따른 촬영 시 상기 제2 영역을 상기 치열에 대응하는 부분만을 활성영역으로 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 단일 센서를 통해 다양한 엑스선 촬영 방법을 수행할 수 있는 장치를 제안하여, 기존의 엑스선 촬영 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다. 즉, 상대적으로 엑스선 제너레이터에 비하여 고가인 센서의 개수를 줄이고 엑스선 제너레이터의 개수를 증가시키는 것을 통해 전체 엑스선 촬영 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 제조 비용의 절감에 따라 진단을 위한 촬영 비용을 절감하여 엑스선 촬영 장치의 사용성을 더욱 높일 수 있다. 나아가, 다양한 엑스선 촬영 방법에 의해 촬영된 영상을 상호 활용하여 보다 고품질의 영상의 획득을 위한 조건을 생성하고, 이를 통해 더욱 정밀한 진단을 가능하게 할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치를 나타내는 예시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치를 상면에서 바라본 예를 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치를 정면에서 바라본 예를 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치의 센서부를 나타내는 예시도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시 되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이외같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치를 나타내는 예시도이다.

도 1을 참조하면 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 제1 제너레이터부(110), 제2 제너레이터부(120), 센서부(200), 및 제어부(미도시)를 포함한다.

본 실시예에서 제1 제너레이터부(110)는 엑스선을 발생시킨다. 이때, 본 실시예에서 제1 제너레이터부(110)는 제1 모드 또는 제2 모드에 따른 엑스선을 발생시킨다.

본 실시예에서 모드는 엑스선을 이용한 촬영 방법을 구분하기 위한 것으로 본 실시예에서 제1 모드는 파노라마(Panoramic) 영상 촬영 모드일 수 있다. 파노라마 영상을 통해 전체 치아 상태 및 구조를 파악하고, 진단과 시술에 활용할 수 있다.

제2 모드는 CT(Computed Tomography) 영상 촬영 모드일 수 있다. CT 영상을 통해 3차원 영상을 획득하여 인체 내부의 3차원적 구조를 파악할 수 있다.

본 실시예에서 제1 제너레이터부(110)는 촬영 모드에 따라 발생되어 센서부(200)로 조사되는 엑스선의 세기, 엑스선의 선량 등을 결정하며, 별도의 콜리메이터를 통해 조사 범위를 결정하는 것도 가능하다. 또한 촬영하고자 하는 특정 피사체에 대한 초점등을 달리 하거나, 기타 설정된 촬영 조건에 따른 엑스선을 발생시킬 수 있다.

본 실시예에서 제2 제너레이터부(120)는 제1 제너레이터부(110)와 마찬가지로 엑스선을 발생시킨다. 이때, 제2 제너레이터부(120)는 제3 모드에 따른 엑스선을 발생시킨다.

본 실시예에서 제3 모드는 세팔로(Cephalometric) 영상 촬영 모드일 수 있다. 세팔로 영상을 통해 두부 및 치아 골격과 피부의 형태를 파악하고 임상적 위치점을 확인할 수 있다.

본 실시예에서 제2 제너레이터부(120) 역시 제3 모드에 따라 엑스선의 세기, 엑스선의 선량 등을 포함하는 촬영 조건에 따른 엑스선을 발생시킬 수 있다.

본 실시예에서 센서부(200)는 상기 제1 또는 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선을 수집한다. 구체적으로 센서부(200)는 제1 제너레이터부(110) 또는 제2 제너레이터부(120)에서 발생되어 피사체를 투과한 엑스선을 흡수하여 전기 신호로 변환한다. 변환된 전기 신호를 이용하여 영상을 생성할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 센서부(200)는 각각의 촬영 모드에 따라 활성 영역을 다르게 할 수 있다. 예를 들어 제1 모드와 제2 모드의 경우 동일한 제1 제너레이터부(110)에서 발생된 엑스선을 수집하되 서로 다른 활성 영역을 통해 수집된 엑스선 만을 이용하여 영상을 생성하도록 할 수 있다.

나아가 제3 모드의 경우 제1 및 제2 모드에 따른 활성 영역과는 다른 활성 영역을 갖고 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선을 수집하여 영상을 생성하도록 할 수 있다.

본 실시예에서 제어부(미도시)는 소프트웨어적으로 상술한 촬영 조건 또는 활성 영역 등을 제어하여 촬영 모드에 따른 촬영 환경을 구성하도록 할 수 있다.

보다 상세하게 제어부는 하드웨어적인 제어로로 상술한 제1 제너레이터부(110), 제2 제너레이터부(120) 및 센서부(200)의 물리적인 동작을 제어하여 각각의 촬영 모드에 따른 촬영 환경을 구성할 수 있다.

즉, 본 실시예에서 제어부는 도 1에 따르면 제1 제너레이터부(110)와 센서부(200)가 서로 대향하게 배치되는 것을 기본으로, 센서부(200)와 제2 제너레이터부(120)를 회전 또는 이동시켜 센서부(200)와 제2 제너레이터부(120)를 대향하도록 배치시킬 수 있다. 또한 촬영 모드에 따라 대향하는 상태를 상호 전환시킬 수 있다.

이를 통해 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 제1 제너레이터부(110)와 센서부(200)가 마주보는 것을 통해 제1 모드 및 제2 모드에 따른 촬영을 수행하고, 제2 제너레이터부(120)와 센서부(200)가 마주보는 것을 통해 제3 모드에 따른 촬영을 수행할 수 있다.

추가적으로 본 실시예에서 제어부(미도시)는 상기 제3 모드에 따라 상기 제2 제너레이터부(120) 및 상기 센서부(200)가 서로 대향하되, 상기 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선의 조사 영역을 확보하도록 적어도 하나의 다른 구성의 동작을 제어하는 것도 가능하다.

본 실시예에서 엑스선의 조사 영역은 제1 또는 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선이 센서부(200)에 수집되기 전까지 엑스선이 이동하는 경로들로 구성된 영역으로서, 엑스선의 조사 영역에는 촬영하고자 하는 피사체 외에는 다른 물체가 존재하지 않는 것이 바람직하다.

따라서, 본 실시예에서 제어부는 제1 또는 제2 모드에 따라 필요한 구성이 제3 모드에서는 필요가 없는 경우, 이때의 구성이 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선의 조사 영역내에 위치하게 되는 경우 이를 조사 영역 밖에 위치하도록 제어할 수 있다.

구체적으로 도 1을 참조하면, 제1 또는 제2 모드의 촬영 시 피사체를 정렬하기 위한 제1 정렬부(410)가 필요하나 제3 모드의 경우 별도의 제2 정렬부(420)가 필요하므로, 제1 정렬부(410)를 회전시켜 조사 영역 밖으로 위치시킬 수 있다.

나아가, 본 실시예에서 제어부는 조사 영역을 확보하기 위하여 다른 구성의 동작을 제어한다는 것은 도 1에 따라 제1 정렬부(410)를 회전시키는 것 외에 다른 구성을 물리적으로 탈착시키거나 또는 소프트웨어적인 처리로 조사 영역의 확보를 위하여 센서부(200)의 활성 영역을 변경 또는 기타 촬영 조건을 변경하는 것도 포함할 수 있다.

즉, 본 실시예에서 조사 영역의 확보를 위해 제어되는 다른 구성이란, 제1 제너레이터부(110), 제2 제너레이터부(120), 및 센서부(200) 외의 기타 촬영을 위한 하드웨어적 구성 및 엑스선의 발생과 수집 외의 보조적인 목적을 수행하는 소프트웨어적인 동작 주체들을 포함한다.

도 1을 참조하면 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 각 구성을 지지하고 물리적인 동작을 제어하는 지지 구성들을 포함한다.

본 실시예에서 제1 지지부(310)는 상기 센서부(200)를 회전 또는 이동시키는 제1 이동부재(미도시)와 상기 제1 제너레이터부(110)를 지지한다.

즉, 센서부(200)는 제1 지지부(310)의 일단에 결합되며, 결합 시 회전 또는 이동을 위한 제1 이동부재(미도시)를 통해 결합될 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 이동부재를 통해 센서부(200)는 제2 제너레이터부(120)와 대향할 수 있도록 회전할 수 있다.

또한 본 실시예에서 제1 제너레이터부(110)는 제1 지지부(310)의 다른 일단에 결합된다. 도시하지는 않았으나 제1 제너레이터부(110) 역시 제1 지지부(310)와 결합 시 회전 또는 이동을 위한 구성을 포함하여 다양한 촬영 조건에 따른 엑스선 촬영이 가능하도록 할 수 있다.

본 실시예에서 제2 지지부(320)는 제2 제너레이터부(120)를 회전 또는 이동시키는 제2 이동부재(미도시)를 지지한다.

즉, 제2 제너레이터부(120)는 제2 지지부(320)의 일단에 결합되며, 결합 시 회전 또는 이동을 위한 제2 이동부재(미도시)를 통해 결합될 수 있다.

도 2를 참조하면, 제2 이동부재를 통해 제2 제너레이터부(120)는 센서부(200)와 대향할 수 있도록 회전할 수 있다.

즉, 도 1은 본 실시예에 따른 제1 모드 또는 제2 모드에서 피사체를 촬영하는 경우의 엑스선 촬영 장치의 동작예를 나타내는 것이며, 도 2는 본 실시예에 따른 제3 모드에서 피사체를 촬영하는 경우의 동작 예를 나타내는 것으로, 본 실시예에서 제어부(미도시)는 제3 모드에 따른 촬영을 위하여 상기 제1 이동부재(미도시)와 상기 제2 이동부재(미도시)의 동작을 제어하여 상기 제2 제너레이터부(120) 및 상기 센서부(200)가 서로 대향하도록 한다.

구체적으로 도 2를 참조하면 제1 지지부(310)의 제1 이동부재(미도시)를 통해 센서부(200)를 시계 방향으로 회전시키고 이와 함께 제2 지지부(320)의 제2 이동부재(미도시)를 통해 제2 제너레이터부(120)를 반시계 방향으로 회전시켜 서로 대향하도록 한다.

또한, 도 2를 참조하면 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 제3 모드에 따른 촬영을 위하여 제1 지지부(310)를 회전 시키는 제3 지지부(330)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서 제1 지지부(310)는 제3 지지부(330)에 회전 또는 이동을 위한 제3 이동부재(미도시)를 통해 결합될 수 있다.

도 2를 참조하면 본 실시예에서 제1 지지부(310)는 제3 지지부(330)의 일단에서 결합되되, 제3 이동부재(미도시)는 제1 지지부(310)의 중간에 위치하여 제1 지지부(310)가 회전할 수 있도록 한다.

즉, 본 실시예에서 제어부(미도시)는 상기 제1 또는 제2 모드에 따라 상기 제1 이동부재(미도시)의 동작을 제어하여 상기 제1 제너레이터부(110) 및 상기 센서부(200)가 서로 대향하도록 하고 상기 제3 이동부재(미도시)를 통해 제1 지지부(310)가 회전하도록 할 수 있다.

구체적으로 제1 모드에 따라 파노라마 영상을 획득하기 위해서는 다양한 각도에서 피사체를 촬영한 복수의 부분 영상을 붙여서 하나의 전체 영상을 생성하여야 하므로, 본 실시예에서 제어부(미도시)는 제3 이동부재(미도시)를 통해 제1 지지부(310)를 회전시키며 엑스선을 조사하여 피사체에 대한 부분 영상을 획득할 수 있다.

또한, 제1 모드에 따른 촬영 동작 시 제1 지지부(310)와 센서부(200)를 결합시키는 제1 이동부재(미도시)를 제어하여 제1 지지부(310)의 회전과 함께 센서부(200)를 회전 또는 이동시켜 촬영 각도 및 촬영 거리의 변화를 주는 것도 가능하다.

예를 들어, 제1 모드에 따른 촬영 시 피사체의 촬영하고자 하는 부위가 비선형적으로 이루어지는 경우 이에 따라서 제1 지지부(310)의 회전과 함께 센서부(200) 또는 제1 제너레이터부(110)를 수평 방향으로 이동 시켜 원하는 초점에 따른 부분 영상을 획득할 수 있도록 할 수 있다.

나아가, 제2 모드에 따른 CT 영상 역시 제1 지지부(310)가 회전하며 촬영된 투과 영상을 영상 처리를 통해 3차원으로 재구성하므로, 제어부(미도시)가 제3 이동부재(미도시)를 통해 제1 지지부(310)를 회전시키며 엑스선을 조사하여 피사체에 대한 투과 영상을 획득할 수 있다.

본 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 촬영되는 피사체를 정렬하기 위한 구성을 더욱 포함할 수 있다.

구체적으로 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 제1 정렬부(410) 및 제2 정렬부(420)를 포함한다.

본 실시예에서 제1 정렬부(410)는 제1 또는 제2 모드에 따라 피사체를 정렬시킨다. 예를 들어 제1 모드에 따른 파노라마 영상의 획득을 위하여 제1 지지부(310)의 회전 축이 되는 위치에 피사체를 위치시키기 위하여 제1 정렬부(410)를 통해 회전축의 위치를 안내할 수 있다.

또는 제2 모드에 따른 CT 영상의 획득을 위하여 피사체의 움직임을 고정하도록 하는 것도 가능하다.

본 실시예에서 제1 정렬부(410)는 제1 또는 제2 모드에 따른 피사체의 정렬을 위한 구성으로 제3 모드에 따라서는 별도의 정렬부가 필요할 수 있다.

이때, 제1 정렬부(410)는 제3 모드에 따라 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선의 조사 영역 내에 일부 위치할 수 있다.

따라서, 본 실시예에서 제어부(미도시)는 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선의 조사 영역을 확보하도록 제1 정렬부(410)를 이동시킬 수 있다.

이에 대하여는 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 도 1에 따른 엑스선 촬영 장치를 상면에서 내려본 경우를 나타내는 도이다. 또한 도 4는 도 2에 따른 엑스선 촬영 장치를 상면에서 내려본 경우를 나타내는 도이다.

도 3을 참조하면 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 제1 또는 제2 모드의 촬영을 위하여 제1 정렬부(410)를 제1 제너레이터부(110)와 센서부(200) 사이에 위치하도록 구성하고 있다.

이와 같은 상황에서 제3 모드의 촬영을 위하여 제1 지지부(310) 및 센서부(200)가 회전하고 제2 제너레이터부(120)가 회전하는 경우 제1 정렬부(410)의 일부는 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선의 조사 영역 내에 위치할 수 있다.

따라서, 도 4를 참조하면 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 제1 정렬부(410)를 도 3을 기준으로 시계방향으로 90도 회전시켜 조사 영역 밖으로 위치하도록 동작하고, 엑스선의 조사 영역을 확보하도록 할 수 있다.

또한, 도 5를 참조하면, 본 실시에에 따른 엑스선 촬영 장치는 제3 모드에 따른 피사체의 정렬을 위한 제2 정렬부(420)를 더욱 포함할 수 있다.

이때, 제2 정렬부(420)는 제1 정렬부(410)와 달리 수직으로 상승 또는 하강 운동이 가능한 승강부재(미도시)를 통해 제1 지지부(310)에 결합될 수 있다.

즉, 제1 또는 제2 모드의 촬영 시 제2 정렬부(420)는 엑스선의 조사 영역보다 위쪽에 위치하여 조사 영역의 방해가 없도록 하며, 제3 모드의 촬영 시 하강운동을 통해 피사체를 정렬할 수 있도록 하는 것이 가능하다.

나아가, 제2 정렬부(420)의 승강 운동을 통한 동작은 하나의 예시일 뿐 다양한 변형을 통해 제1 및 제2 모드의 촬영 시에는 방해가 없도록 하며, 제3 모드의 촬영 시에만 피사체의 정렬을 안내할 수 있도록 구성될 수 있다.

본 실시예에서 센서부(200)는 각각의 촬영 모드에 따른 활성 영역을 가질 수 있다.

즉, 본 실시예에서 센서부(200)는 상기 제1 모드, 제2 모드 또는 제3 모드에 따라 미리 결정된 활성 영역을 갖도록 하고, 이에 따라 센서의 효율 및 영상의 생성을 위한 영상의 처리 속도를 높일 수 있다.

이에 대해서는 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 센서부(200)는 제1 모드에 따라 제1 활성 영역(210), 제2 모드에 따라 제2 활성 영역(220), 제3 모드에 따라 제3 활성 영역(230)을 가지고 활성 영역 내에서 수집된 엑스선 만을 이용하여 영상을 생성할 수 있다.

구체적으로 제1 활성 영역(210)은 소정의 폭을 가지고 센서를 세로로 종단하는 영역일 수 있다. 즉, 제1 모드에 따른 파노라마 영상은 다양한 방향에서 획득된 영상을 미리 결정된 궤적에 따라 붙여 전체 영상을 생성하므로 상대적으로 다른 모드에 비하여 폭이 좁은 영상을 획득하여도 무방하다.

따라서, 센서의 활성 영역을 세로로 종단 방향으로 설정할 수 있다.

또한, 제2 활성 영역(220)은 제1 활성 영역(210)과 달리 소정의 폭을 가지고 센서를 가로로 횡단하는 영역일 수 있다. 제2 모드에 따른 CT 영상은 회전하며 촬영된 투과 영상을 영상 처리를 통해 3차원으로 재구성하므로, 영상의 생성에 보다 많은 시간과 비용이 소요될 수 있다.

따라서, 제2 활성 영역(220)을 통해 회전 방향에 대응하는 센서의 가로 영역 만을 이용하여 투과 영상을 획득하고 획득된 영상을 처리하여 CT 영상을 생성하는 것을 통해 영상의 생성에 드는 영상 처리 시간 및 비용을 줄일 수 있다.

또한, 제3 활성 영역(230)은 제3 모드에 따라 보다 넓은 영역의 영상의 생성이 필요한 경우 센서의 전체 영역을 활성 영역으로 결정하고 이에 따라 수집되는 엑스선을 이용하여 영상을 생성하도록 하는 것도 가능하다.

나아가, 본 실시예에서 엑스선 촬영 장치는 상술한 촬영 모드를 연동하여 특정 모드에 의해 생성된 영상을 이용하여 다른 모드의 촬영을 위한 촬영 조건을 설정하는 것도 가능하다.

예를 들어, 제1 모드의 촬영 시 상기 제2 모드에 따른 제2 활성 영역(220)을 갖는 상기 센서부(200)에 의해 생성된 영상을 이용할 수 있다.

즉, 제1 모드는 파노라마 영상을 획득하기 위하여 제1 제너레이터부(110) 및 센서부(200)가 회전하여 획득된 부분 영상을 미리 결정된 궤적을 고려하여 전체 영상을 생성하여야 하므로, 이때 궤적을 제2 모드에 따른 CT 영상을 이용하여 산출하는 것이 가능하다.

예를 들어 파노라마 영상으로 획득하고자 하는 것이 피사체의 치열인 경우 제1 모드에 따른 초점이 피사체의 악궁 궤적에 대응되거나, 또는 제1 모드에 따라 생성된 부분 영상을 악궁 궤적에 따라 붙이는 것이 필요한 바, 정확한 악궁 궤적을 산출하기 위하여 3차원 영상인 CT 영상을 이용할 수 있다.

이때, 상술한 바에 따라 CT 영상의 획득 시 센서부(200)의 제2 활성 영역(220)을 피사체의 악궁 궤적을 파악하기 위하여 치열에 해당하는 부분만을 활성 영역으로 설정하고 CT 영상을 생성할 수 있다.

추가적으로, 제2 모드에 따른 CT 영상의 분석을 통해 결정된 궤적에 따른 제1 모드의 촬영 시 제어부가 상기 제1 이동부재(미도시) 또는 상기 제3 이동부재(미도시)의 동작을 제어하도록 하는 것도 가능하다.

따라서, 이상의 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 각각의 촬영 모드에 따른 종래의 영상을 이용하여 다른 모드의 촬영을 위한 보조 데이터로 활용하는 것이 가능하다.

이를 위하여 엑스선 촬영 장치는 촬영된 영상 및 촬영 조건을 포함하는 촬영 정보를 저장하는 메모리부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서 메모리부(미도시)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

이상, 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 2개의 제너레이터부(110, 120)와 1개의 센서부(200)를 통해 3가지의 촬영 모드를 지원하는 방법을 예시하였으나, 필요에 따라서는 2가지의 촬영 모드 또는 3가지 이상의 촬영 모드를 지원하는 것도 가능하다.

즉, 2개의 제너레이터부(110, 120)와 1개의 센서부(200)를 통한 하드웨어적인 구성과 함께, 소프트웨어적인 제어를 통해 다양한 모드의 촬영 및 촬영 시 엑스선의 조사 영역을 확보하기 위한 다른 구성들의 동작을 제어하도록 하여, 1개의 센서부(200)를 통한 다양한 모드의 촬영이 가능하도록 할 수 있다.

이하, 상술한 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치를 통한 엑스선 촬영 방법에 대하여 설명한다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법은 먼저, 엑스선 촬영 장치의 촬영 모드의 선택을 입력 받는다(S100).

상술한 바와 같이 본 실시예에서 촬영 모드는 3가지 모드로 구성될 수 있으며, 제1 모드는 파노라마 영상 촬영 모드, 제2 모드는 CT 영상 촬영 모드, 제3 모드는 세팔로 영상 촬영 모드일 수 있다.

다음, 입력된 촬영 모드에 따라 제1 모드 또는 제2 모드에 따른 엑스선(X-ray)을 발생시키는 제1 제너레이터부(110) 또는 제2 모드에 따른 엑스선을 발생시키는 제2 제너레이터부(120)의 동작 및 상기 제1 또는 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선을 수집하는 센서부(200)의 동작을 제어한다(S200).

본 실시예에서 제어하는 단계(S200)는 제1 제너레이터부(110)와 센서부(200)가 서로 대향하게 배치되는 것을 기본으로, 센서부(200)와 제2 제너레이터부(120)를 회전 또는 이동시켜 센서부(200)와 제2 제너레이터부(120)를 대향하도록 할 수 있다.

구체적으로, 제어하는 단계(S200)는 제1 모드 및 제2 모드의 경우 제1 제너레이터부(110)와 센서부(200)가 마주보도록 하며, 제3 모드의 경우 제2 제너레이터부(120)와 센서부(200)가 마주보도록 할 수 있다.

이를 위하여 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법은 제1 제너레이터부(110), 제2 제너레이터부(120) 및 센서부(200)를 지지하는 구성의 제어를 통해 촬영 모드에 따른 영상의 생성이 가능하도록 한다.

제어하는 단계(S200)는 먼저 입력된 촬영 모드를 판단한다(S210).

판단된 촬영 모드가 제1 모드인 경우, 도 1에 따른 엑스선 촬영 장치의 구성에서 제1 모드에 따라 제1 지지부(310)를 회전 시키는 제3 이동부재(미도시)의 동작을 제어하여 파노라마 영상을 생성할 수 있도록 할 수 있다(S220).

추가적으로, 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법은 각 촬영 모드를 연동하여 특정 모드에 의해 생성된 영상을 이용하여 다른 모드의 촬영을 위한 촬영 조건을 설정하는 것도 가능한 바, 제1 모드의 촬영 시 상기 제2 모드에 따른 제2 활성 영역(220)을 갖는 상기 센서부(200)에 의해 생성된 영상을 이용할 수 있다.

이에 대해서는 도 9를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 9를 참조하면, 제2 모드에 따른 CT 영상을 분석한다(S222).

다음 CT 영상의 분석을 통해 피사체의 촬영하고자 하는 영역의 궤적을 산출하고 제1 이동부재(미도시)에 따라 센서부(200)의 거리를 조절할 수 있다. 또는 제3 이동부재(미도시)를 통한 제1 지지부(310)의 회전각도 또는 회전속도 등을 결정할 수 있다(S224).

다음 결정된 궤적에 따라 제1 또는 제3 이동부재(미도시)의 동작을 제어하여 부분 영상을 획득하고 획득된 영상을 산출된 궤적을 고려하여 붙이는 것을 통해 원하는 보다 고품질의 파노라마 영상을 생성할 수 있다(S226).

또한, 제2 모드인 경우 제3 이동 부재를 제어하여 제1 지지부(310)를 회전시키고, 영상 처리를 통해 CT 영상을 생성하도록 할 수 있다(S230).

그밖에, 제3 모드인 경우 제1, 제2 및 제3 이동 부재를 제어하여 제2 제너레이터부(120) 및 상기 센서부(200)가 서로 대향하도록 할 수 있다(S240).

나아가, 본 실시예에서 제어하는 단계는 상기 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선의 조사 영역을 확보하도록 적어도 하나의 다른 구성의 동작을 제어하는 것도 가능하다.

즉, 제어하는 단계(S200)는 상기 입력된 촬영 모드가 제3 모드인 경우, 상기 제2 제너레이터부(120) 및 상기 센서부(200)가 서로 대향하되, 상기 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선의 조사 영역을 확보하도록 적어도 하나의 다른 구성의 동작을 제어하는 것도 가능하다.

보다 선명하고 고품질의 영상의 획득을 위해서는 각각의 촬영 모드에 따라 엑스선의 조사 영역에는 촬영하고자 하는 피사체 외에 다른 물체가 존재하지 않는 것이 바람직하다.

따라서, 본 실시예에서 제어하는 단계(S200)는 제1 또는 제2 모드에 따라 필요한 구성이 제3 모드에서는 필요가 없고, 이 때의 구성이 제3 모드에 따른 제2 제너레이터부(120)에서 발생된 엑스선의 조사 영역내에 위치하게 되는 경우 이를 조사 영역 밖에 위치하도록 제어할 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에서 제어하는 단계(S200)는 조사 영역을 확보하기 위하여 다른 구성의 동작을 제어한다는 것은 도 1에 따라 제1 정렬부(410)를 회전시키는 것 외에 다른 구성을 물리적으로 탈착시키거나 또는 소프트웨어적인 처리로 조사 영역의 확보를 위하여 센서부(200)의 활성 영역을 변경 또는 기타 촬영 조건을 변경하는 것도 포함할 수 있다.

이상의 본 발명에 따르면 단일 센서를 통해 다양한 엑스선 촬영 방법을 수행할 수 있는 장치를 제안하여, 기존의 엑스선 촬영 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다. 상대적으로 엑스선 소스에 비하여 고가인 센서의 개수를 줄이고 엑스선 소스의 개수를 증가시키는 것을 통해 엑스선 촬영 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 제조 비용의 절감에 따라 진단을 위한 촬영 비용을 절감할 수 있으며, 이에 따라 엑스선 촬영 장치의 사용성을 더욱 높일 수 있다.

또한, 다양한 엑스선 촬영 방법에 의해 촬영된 영상을 상호 활용하여 보다 고품질의 영상의 획득을 위한 조건을 생성하고, 이를 통해 더욱 정밀한 진단을 가능하게 할 수 있다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어 모듈(115) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 씌여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리부에 저장되고, 제어부(미도시)에 의해 실행될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (2)

1. 제1 및 제2 모드에 따른 엑스선(X-ray)을 발생시키는 제1 제너레이터부;
   제3 모드에 따른 엑스선을 발생시키는 제2 제너레이터부;
   상기 제1 또는 제2 제너레이터부에서 발생된 엑스선을 수집하는 센서부;
   상기 제1 또는 제2 모드에 따른 촬영 시 상기 제1 제너레이터부와 상기 센서부를 서로 대향시키고, 상기 제3 모드에 따른 촬영 시 상기 제2 제너레이터부와 상기 센서부를 서로 대향시키는 제어부;
   상기 센서부를 회전 또는 이동시키는 제1 이동부재와 상기 제1 제너레이터부를 지지하는 제1 지지부;
   상기 제2 제너레이터부를 회전 또는 이동시키는 제2 이동부재를 지지하는 제2 지지부; 및
   상기 제1 지지부를 회전 또는 이동시키는 제3 이동부재를 지지하는 제3 지지부를 포함하고,
   상기 센서부는,
   소정의 폭을 가지고 상기 센서부를 세로로 종단하는 형상의 제1 영역, 소정의 폭을 가지고 상기 센서부를 가로로 종단하는 형상의 제2 영역 및 상기 센서부의 전체 영역에 대응되는 제3 영역을 포함하고,
   상기 제1 모드는 파노라마(Panoramic) 영상 촬영 모드이고, 상기 제2 모드는 CT(Computed Tomography) 영상 촬영 모드이고, 상기 제3 모드는 세팔로(Cephalometric) 영상 촬영 모드이고,
   상기 제어부는,
   상기 제1 모드에 따른 촬영시 상기 제3 영역의 가로 폭보다 작은 가로 폭을 갖는 영역을 상기 제1 영역으로 활성화시키고,
   상기 제2 모드에 따른 촬영시 상기 제3 영역의 세로 폭보다 작은 세로 폭을 갖는 영역을 상기 제2 영역으로 활성화시키고,
   상기 제3 모드에 따른 촬영 시 상기 제3 영역을 활성화시키고,
   상기 제3 모드에 따른 촬영 시 상기 제1 이동부재와 상기 제2 이동부재의 동작을 제어하여 상기 제2 제너레이터부 및 상기 센서부가 서로 대향하도록 하고,
   상기 제1 또는 제2 모드에 따른 촬영 시, 상기 제1 이동부재의 동작을 제어하여 상기 제1 제너레이터부 및 상기 센서부가 서로 대향하도록 하고 상기 제3 이동부재의 동작을 제어하여 상기 제1 지지부가 회전하도록 하고,
   상기 제1 모드에 따른 촬영 시 상기 제2 모드에 따라 촬영된 영상의 분석을 통해 결정된 악궁 궤적에 따라 상기 제1 이동부재 또는 상기 제3 이동부재의 동작을 제어하여 파노라마 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 엑스선 촬영 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   촬영의 대상이 피사체의 치열인 경우, 상기 제2 모드에 따른 촬영 시 상기 제2 영역을 상기 치열에 대응하는 부분만을 활성영역으로 설정하는 것을 특징으로 하는 엑스선 촬영 장치.

Images