KR102022454B1 - 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 x-레이 필터 제어기구 - Google Patents

듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 x-레이 필터 제어기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 X-레이 필터 제어기구에 관한 것으로서, 회전형 필터를 채택하면서도 X-선 방사부의 크기 증가를 최소화하고, 하나의 필터를 사용하면서도 다양한 형태의 촬영이 가능하도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 높이 조절이 가능한 수직 몸체부(10)와, 상기 수직 몸체부(10)의 상부에 수평으로 구비되는 수평부(20)와, 상기 수평부(20)의 단부에 구비되어 360도로 회전하는 회전부재(30)와, 상기 회전부재(30)의 일단에 구비되어 X-레이를 주사하는 X-레이 방사부(40)와, 상기 회전부재(30)의 타단에 구비되어 X-레이의 투과흡수치를 검출하는 디텍터(Detector)(50)와, 상기 X-레이 방사부(40)의 전방에 구비되는 회전형 필터(100)를 포함하여 이루어져, X-레이를 하이(High) 에너지와 로우(Low) 에너지로 고속으로 스위칭하면서 촬영하는 듀얼 에너지(Dual Energy) 방식의 컴퓨터 단층촬영장치에 있어서, 상기 회전형 필터(100)를 X-레이 방사부(40)에 고정시키기 위한 필터 고정부(110), 상기 회전형 필터(100)를 구동시키기 위한 필터 구동부(400), 상기 회전형 필터(100)의 위치를 인식하기 위한 필터 위치인식부(200), 상기 회전형 필터(100)의 회전을 제어하기 위한 필터 제어부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 X-레이 필터 제어기구{X-Ray Filter Control Device for Computerized Tomography System of Dual Energy Type}
본 발명은 신체의 일부를 촬영하는데 사용되는 컴퓨터 단층촬영장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전형 필터를 구동시키는 필터 구동부를 X-레이 방사부와 일체형으로 제작함으로써, X-레이 방사부의 크기가 증가되는 것을 최소화하고, 하나의 필터를 사용하면서 다양한 형태의 촬영을 수행할 수 있도록 한 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층 촬영장치의 X-레이 필터 제어기구에 관한 것이다.
일반적으로 치과에서 임플란트 시술을 하거나 인공치아를 제조하기 위해서는, 컴퓨터 단층촬영장치로 구강 내부를 촬영하여 치아의 영상정보를 획득하고 있다.
도 1은 이러한 치과용 컴퓨터 단층촬영장치의 일례를 도시한 것이다.
종래의 치과용 컴퓨터 단층촬영장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 높이 조절이 가능한 수직 몸체부(10)와, 상기 수직 몸체부(10)의 상부에 수평으로 구비되는 수평부(20)와, 상기 수평부(20)의 단부에 구비되어 360도로 회전하는 회전부재(30)와, 상기 회전부재(30)의 일단에 구비되어 X-레이를 주사하는 X-레이 방사부(40)와, 상기 회전부재(30)의 타단에 구비되어 X-레이의 투과흡수치를 검출하는 디텍터(Detector)(50)와, 컴퓨터 단층촬영장치를 조작하기 위한 조작부(60)를 포함하여 구성된다.
상기 치과용 컴퓨터 단층촬영장치(이하 간단히 'CT'라 한다)는, 환자의 구강 부위가 상기 X-레이 방사부(40)와 디텍터(50) 사이에 위치되도록 한 후, 상기 회전부재(30)를 정해진 각도로 회전시키면서, X-레이 방사구(42)에서 환자의 구강 부위에 X-레이 빔을 주사한다.
그리고 상기 디텍터(50)에서 X-레이의 투과흡수치를 검출한 후, 이렇게 수집된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이 신호를 컴퓨터에서 연산처리하여 3차원 영상을 획득한다.
이렇게 얻어진 영상정보는, 임플란트 시술을 하거나 치아를 치료할 때, 또는 인공치아를 제조하는데 사용된다.
상기한 CT는, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 부채꼴 형태의 X-레이 빔을 주사하는 팬 빔 CT(Fan Beam CT)와, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 원뿔 형태의 X-레이 빔을 주사하는 콘 빔 CT(Cone Beam CT)로 구분할 수 있다.
상기 콘 빔 CT에 의하면, 팬 빔 CT에 비해 빔의 주사 면적이 넓어지게 되므로, 보다 더 정확한 3차원 영상을 얻을 수가 있다.
또한 서로 다른 에너지 준위를 갖는 X-레이를 방사하여 치아의 영상정보를 획득하는 방식이 있는데, 이를 통상 듀얼 에너지(Dual Energy) 방식이라 한다.
상기 듀얼 에너지 방식에서, 상대적으로 높은 에너지를 하이 에너지(High Energy), 상대적으로 낮은 에너지를 로우 에너지(Low Energy)라 부른다.
예컨대 하이 에너지를 얻기 위해 120kV의 전압을 인가하고, 로우 에너지를 얻기 위해 60kV의 전압을 인가할 수 있다.
도 3은 이러한 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치에서 X-레이 빔의 에너지 준위를 나타낸 것이다.
한편 고속 스위칭 방식의 콘 빔 CT에 의하면, 전압 천이구간(Voltage Transition)이 존재하게 되어 하이 에너지와 로우 에너지의 스위칭(Switching)시 목표 전압에 도달하기 위한 천이시간(Transition Time)이 필요하게 된다.
즉, 로우 에너지에서 일정 수준의 하이 에너지로 올라가는 데 일정 시간이 필요하고, 또한 하이 에너지에서 로우 에너지로 떨어지는데 일정 시간이 소요된다.
이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 전압 스펙트럼이 직선형태의 "a(점선)"가 되지 않고, 실제 전압 스펙트럼은 곡선형태의 "b(실선)"가 된다.
상기한 듀얼 에너지 방식 촬영에 의하면, 단일 에너지 방식 촬영에 비해 각 조직의 X-레이 에너지에 따른 선형감쇠계수의 차이를 보다 정확하게 추산할 수 있고, 이를 바탕으로 골밀도를 정확히 측정할 수 있다는 장점이 있다.
상기 듀얼 에너지 방식으로는, 고속 스위칭(Fast kV Switching) 방식, 듀얼 소스(Dual Source) 방식, 이중 디텍터(Sandwich Detector) 방식, 교번 회전(Alternating Rotation) 방식 등이 알려져 있다.
상기한 고속 스위칭 방식은, 회전부재(30)('갠트리'라고도 부른다)를 회전시키면서 하이 에너지 X-레이 빔과 로우 에너지 X-레이 빔을 계속 스위칭한다.
즉 고속 스위칭 방식은, 상기 회전부재(30)를 360도로 회전시키면서 하이 에너지 X-레이 빔, 로우 에너지 X-레이 빔을 고속으로 번갈아 가면서 방사한다.
예컨대 회전부재(30)가 360도 회전을 할 때 360장을 촬영한다고 가정하면, 회전부재의 회전각도가 1도일 경우에는 하이 에너지 빔을 주사하고, 2도일 경우에는 로우 에너지 빔을 주사하며, 360도가 될 때까지 상기 과정을 반복해 나간다.
상기 듀얼 소스 방식은, X-레이를 방사하는 소스(Source)를 2개로 구비하여 서로 다른 각도에서 촬영을 하는 방식으로, 고가의 X-레이 소스를 복수로 구비해야 한다는 단점이 있다.
상기 이중 디텍터 방식은, 2개의 층으로 형성된 디텍터에서 하이 에너지 데이터와 로우 에너지 데이터를 획득하는 방식이다. 이중 디텍터 방식도 2대의 디텍터를 구비해야 하므로 가격이 고가라는 단점이 있다.
상기 교번 회전방식은, 회전부재의 회전 시마다 하이 에너지와 로우 에너지로 변경하는 방식이다.
즉 한 회전시에 하이 에너지 데이터를 얻고, 그 다음 회전시 로우 에너지 데이터를 얻는 방식인데, 환자의 움직임으로 인해 영상 품질이 저하될 수 있다는 단점이 있다.
한편, 상기 X-레이 방사부(40)('X-레이 튜브'라고도 한다)로부터 발생된 X-레이는 신체를 투과한 후 디텍터로 입사하게 되는데, 이때 도 4에 도시된 바와 같이, 광원(L)으로부터 진행된 거리에 비례하여 확산하게 된다.
한편 듀얼 에너지 방식 단층촬영장치에서 방사되는 X-레이는 에너지 스펙트럼을 가지고 분포하게 되는데, 이 스펙트럼의 전체 에너지 중에서 로우 에너지 영역대의 X선은 환자에 흡수되어 영상 생성에 기여를 하지 못한다.
이에 따라 X-레이 단층촬영시, 이러한 로우 에너지 영역을 미리 차단하거나, 스펙트럼의 형상을 유효 에너지로 변환하기 위해 X-레이 방사부(40) 전면에 필터를 장착하는 경우가 있다.
상기 필터의 재질로는 구리, 알루미늄, 주석 등의 금속 재질이 사용된다.
그런데 X-레이는, 도 4에 도시된 바와 같이, 진행 경로의 길이에 따라 확산하는 특성이 있으므로, X-레이 방사부로부터 거리가 멀어질수록 X-레이 필터의 크기도 커져야 한다.
이에 따라 단층촬영장치를 제조할 때, X-레이 방사부(40)측 기구물의 크기도 증가시켜야 하는 문제가 있다.
이렇게 X-레이 방사부(40)측 기구물의 크기가 증가하게 되면, 기구 설계나 외관 디자인, 그리고 실제 사용에 있어 여러 가지 문제가 발생할 수 있다.
따라서 X-레이 필터는, 최대한 X-레이 방사부(40)에 근접하도록 설치하는 것이 바람직하다.
그런데 종래의 X-레이 필터는, X-레이 방사부(40)에 고정적으로 설치되기 때문에, 듀얼 에너지 방식에서 빠른 속도로 하이 에너지와 로우 에너지로 스위칭하는 경우에는 사용할 수가 없다는 문제점이 있다.
한편 본 발명과 관련된 선행기술을 검색한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.
특허문헌 1은, 적어도 씨티 촬영을 포함하는 엑스선 촬영을 수행하는 치과용 엑스선 촬영 장치에 있어서, 도달하는 엑스선을 센싱하는 엑스선 센서부(200); 상기 엑스선 센서부(200)에 대향하여 배치되고 엑스선 빔을 발생시켜 상기 엑스선 센서부(200)를 향해 조사하는 엑스선 소스부(100); 일 측에 상기 엑스선 소스부(100)가 결합되고 타 측에 상기 엑스선 센서부(200)가 결합되는 회전암(300);를 포함하되, 상기 엑스선 소스부(100)는 상기 엑스선 빔에 대하여 필터링을 수행하는 보-타이 필터(110)를 포함하며, 상기 엑스선 빔의 경로 상에 상기 보-타이 필터가 위치하도록 구동하여 씨티 촬영을 수행하는 제 1 씨티 촬영 모드와, 상기 엑스선 빔의 경로 상에 상기 보-타이 필터가 위치하지 않도록 구동하여 씨티 촬영을 수행하는 제 2 씨티 촬영 모드를 적어도 구비하고 있다.
특허문헌 2는, 콘빔 CT 장치에서의 3차원 영상 획득 방법 및 이를 적용한 콘빔 CT 장치에 관한 것으로서, 수신된 투사영상 데이터를 로그 변환한 후, 변환된 투사영상 데이터에 X선 주사방향에 따른 가중치를 적용하여 변환하는 단계와, 가중치가 적용된 투사영상 데이터를 주파수 영역으로 푸리에 변환하는 단계와, 푸리에 변환된 투사영상 데이터에, 고주파 통과 필터에 윈도우 필터 함수가 결합된 변형 고주파 통과 필터를 적용하여 보정하는 단계와, 변경 고주파 통과 필터를 적용하여 보정된 투사영상 데이터를 역푸리에 변환하는 단계와, 역푸리에 변환된 투사영상 데이터를 비등방 패널티를 포함하는 최소자승 목적함수를 이용하여 보정하는 단계 및 최소자승 목적함수를 이용하여 보정된 여과 투사영상 데이터를 역투사하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘빔 CT 장치에서의 3차원 영상 획득 방법을 개시하고 있다.
특허문헌 3은, 소망의 X선 강도 분포를 공급할 수 있고, 또는 X선의 분포를 원하는 프로파일에 조정할 수 있는 X선 분포 조정 필터 장치를 제공하는 것으로, X선 분포 조정 필터 장치로서의 보우타이 필터는, 기부와 경사부를 갖는 고정부와, 중심점을 회전 중심으로 해서 회동가능하게 구성된 제 1 및 제 2 가동부와, 고정부와 가동부와 신축가능한 벨로우즈 사이에 규정되는 캐비티에 유체가 충전되는 제 1 및 제 2 변형부를 갖고, 가동부가 중심점을 중심으로 해서 회동함으로써, 고정부의 경사면과 가동부의 평탄면이 접근 또는 이격하여 가동부의 캐비티내의 유체의 양을 변화시키는 동시에, 상기 보우타이 필터의 X선 흡수 부분의 단면 형상이 변화되는 것에 대해 기재하고 있다.
KR 10-2013-0127614 A (2013. 11. 25. 공개) KR 10-1076321 B1 (2011. 10. 26. 공고) KR 10-2005-0008512 A (2005. 01. 21. 공개)
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전형 필터를 구비한 듀얼 에너지 방식의 컴퓨터 단층촬영장치에서, 상기 회전형 필터를 구동시키는 구동장치를 X-선 방사부와 일체형으로 구성하여, 회전형 필터를 채택하면서도 X-선 방사부의 크기 증가를 최소화하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하이 에너지와 로우 에너지로 스위칭하는 주파수에 맞추어 필터를 신속하고 용이하게 변경할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하나의 필터를 사용하면서도 다양한 형태의 촬영이 가능하도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 필터를 제거하지 않고도 X-레이의 캘리브레이션 작업이 가능하도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 필터의 크기가 커지는 것을 최소화하여 필터를 작은 공간에도 설치할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하이 에너지와 로우 에너지의 유효 에너지 간의 차이를 크게 하여 고품질의 영상 데이터를 획득하도록 하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 높이 조절이 가능한 수직 몸체부와, 상기 수직 몸체부의 상부에 수평으로 구비되는 수평부와, 상기 수평부의 단부에 구비되어 360도로 회전하는 회전부재와, 상기 회전부재의 일단에 구비되어 X-레이를 주사하는 X-레이 방사부와, 상기 회전부재의 타단에 구비되어 X-레이의 투과흡수치를 검출하는 디텍터와, 상기 X-레이 방사부의 전방에 구비되는 회전형 필터를 포함하여 이루어져, X-레이를 하이(High) 에너지와 로우(Low) 에너지로 고속으로 스위칭하면서 촬영하는 듀얼 에너지(Dual Energy) 방식의 컴퓨터 단층촬영장치에 있어서, 상기 회전형 필터를 X-레이 방사부에 고정시키기 위한 필터 고정부, 상기 회전형 필터를 구동시키기 위한 필터 구동부, 상기 회전형 필터의 위치를 인식하기 위한 필터 위치인식부, 상기 회전형 필터의 회전을 제어하기 위한 필터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 회전형 필터는 원을 방사상으로 다수 구획한 형상으로 이루어지고, 상기 회전형 필터의 원주방향 폭(d)은, 상기 X-레이 방사구의 직경(D)과 동일하거나 이보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 회전형 필터는, 하이 에너지용 필터부와, 로우 에너지용 필터부 및 공간부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 회전형 필터는, 하이 에너지용 필터부와, 로우 에너지용 필터부와, 공간부 및 단일 에너지용 필터부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 필터 고정부는, X-레이 방사구의 일측면에 구비되어, 필터 위치인식부, 필터 제어부 및 필터 구동부가 X-레이 방사부에 고정되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 필터 구동부는, 구동풀리와, 종동풀리 및 상기 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 필터 위치인식부는, 상기 회전형 필터의 회전각도를 인식할 수 있는 엔코더 또는 광센서 모듈로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 필터 제어부는, X-레이 방사 신호를 입력받고, 상기 필터 위치입력부로부터 회전형 필터의 회전각도를 입력받아, 원하는 필터 영역이 X-레이 방사구에 위치하는 순간에 X-레이가 방사되도록 X-레이 발생부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 필터 제어부는, 필터 구동부를 제어하여 방사하려는 에너지 준위에 맞는 필터 영역을 X-레이 방사구(42)의 전방에 위치시키는 동시에, 원하는 에너지 준위의 X-레이가 방사되도록 X-레이 발생부(500)를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 회전형 필터를 구동시키는 구동장치가 X-선 방사부와 일체형으로 제작되므로, 회전형 필터를 채택하면서도 X-선 방사부의 크기 증가를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한 하이 에너지와 로우 에너지로 스위칭하는 주파수에 맞추어, 필터를 신속하고 용이하게 변경할 수 있는 효과가 있다.
또한 하나의 필터로 하이 에너지와 로우 에너지를 사용하는 듀얼 에너지 방식 및 단일 에너지 방식에 모두 사용할 수 있고, 단층촬영 외에 방사선 이미지 촬영도 할 수 있는 효과가 있다.
또한 필터 자체에 공간부를 구비함으로써, 필터를 제거하지 않고도 X-레이의 캘리브레이션 작업이 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한 필터의 크기가 커지는 것을 최소화함으로써 작은 공간에도 설치할 수 있는 효과가 있다.
또한 하이 에너지와 로우 에너지의 유효 에너지 간의 차이를 크게 하여 고품질의 영상 데이터를 획득할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 컴퓨터 단층촬영장치의 사시도.
도 2a는 종래기술에 따른 팬 빔을 이용한 단층촬영, 도 2b는 콘 빔을 이용한 단층촬영을 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래기술에 따른 듀얼 에너지 방식에서 X-레이 빔의 에너지 준위를 나타낸 도면.
도 4는 종래기술에 따른 X-레이의 확산특성을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 필터 제어장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 필터 구동부를 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전형 필터를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전형 필터를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
본 발명의 제1 실시예에 따른 X-레이 필터 제어기구는, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 높이 조절이 가능한 수직 몸체부(10)와, 상기 수직 몸체부(10)의 상부에 수평으로 구비되는 수평부(20)와, 상기 수평부(20)의 단부에 구비되어 360도로 회전하는 회전부재(30)와, 상기 회전부재(30)의 일단에 구비되어 X-레이를 주사하는 X-레이 방사부(40)와, 상기 회전부재(30)의 타단에 구비되어 X-레이의 투과흡수치를 검출하는 디텍터(Detector)(50)와, 상기 X-레이 방사부(40)의 전방에 구비되는 회전형 필터(100)를 포함하여 이루어져, X-레이를 하이(High) 에너지와 로우(Low) 에너지로 고속으로 스위칭하면서 촬영하는 듀얼 에너지(Dual Energy) 방식의 컴퓨터 단층촬영장치에 있어서, 상기 회전형 필터(100)를 X-레이 방사부(40)에 고정시키기 위한 필터 고정부(110), 상기 회전형 필터(100)를 구동시키기 위한 필터 구동부(400), 상기 회전형 필터(100)의 위치를 인식하기 위한 필터 위치인식부(200), 상기 회전형 필터(100)의 회전을 제어하기 위한 필터 제어부(300)를 포함하여 구성된다.
듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 일반적인 구성에 대해서는 종래기술에서 설명한 바 있으므로 중복된 설명은 생략하고, 이하 본 발명의 특징부에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 회전형 필터(100)는, 원을 방사상으로 다수 구획한 형상으로 이루어지고, 상기 회전형 필터(100)의 원주방향 폭(d)은, 상기 X-레이 방사구(42)의 직경(D)과 동일하거나 이보다 크게 형성된다.
여기서 상기 회전형 필터(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 하이 에너지용 필터부(100a)와, 로우 에너지용 필터부(100b) 및 공간부(100c)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 7에는 하이 에너지용 필터부(100a)가 1개소, 로우 에너지용 필터부(100b) 가 1개소, 공간부(100c)가 2개소로 도시되어 있지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 필터부의 배치는 다양하게 변경할 수 있다.
상기 공간부(100c)는 필터를 구비하지 않은 빈 공간으로서, 상기 공간부(100c)의 위치가 X-레이 방사구(42)의 위치에 오도록 하면, X-레이는 필터를 거치지 않고 바로 인체를 향해 방사된다.
이에 따라 필터를 제거하지 않고도, X-레이의 캘리브레이션(Calibration) 작업 등을 수행할 수가 있다.
또한 필터 고정부(110)는, 도 6에 개략적으로 도시한 바와 같이, X-레이 방사구(42)의 일측면에 구비되며, 필터 위치인식부(200), 필터 제어부(300) 및 필터 구동부(400)가 X-레이 방사부(40)에 고정되도록 한다.
여기서 상기 필터 고정부(110)는 X-레이 방사부(40)와 일체형으로 제작되는 것이 바람직하다.
이로써 회전형 필터를 채택하면서도 X-레이 방사부(40)의 크기 증가를 최소화할 수 있다.
또한 상기 필터 구동부(400)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 구동풀리(410)와, 종동풀리(420) 및 상기 구동풀리(410)와 종동풀리(420)를 연결하는 벨트(430)를 포함하여 구성된다.
그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 회전형 필터(100)를 회전시킬 수 있는 것이면 어드 구동장치를 사용하여도 무방하다.
상기 구동풀리(410)는 모터(도시 생략)에 의해 구동되며, 벨트(430)를 통해 그 회전력을 종동풀리(420)에 전달한다. 이에 따라 상기 종동풀리(420)의 회전축에 조립된 회전형 필터(100)를 회전시킬 수가 있다.
상기 필터 위치인식부(200)는, 상기 회전형 필터(100)의 회전각도를 인식하기 위한 것으로, 엔코더 또는 광센서 모듈로 구성되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 필터 제어부(300)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 필터 구동부(400) 및 X-레이 발생부(500)를 제어하기 위한 것이다.
구체적으로 상기 제어부(300)는, X-레이 방사 신호를 입력받고, 상기 필터 위치입력부(200)로부터 회전형 필터(100)의 회전각도를 입력받아, 원하는 필터 영역이 X-레이 방사구(42)에 위치하는 순간에 X-레이가 방사되도록, X-레이 발생부(500)에 신호를 출력할 수 있다.
또한 상기 필터 제어부(300)는, 필터 구동부(400)를 제어하여 방사하려는 에너지에 맞는 필터 영역을 X-레이 방사구(42)의 전방에 위치시키는 동시에, 원하는 에너지 준위의 X-레이가 방사되도록 X-레이 발생부(500)를 제어할 수도 있다.
하이 에너지 빔과 로우 에너지 빔을 번갈아 스위칭하는 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치는, 각 X-레이의 유효 에너지 간의 차이를 크게 하는 것이 중요하다.
이를 위해 하이 에너지와 로우 에너지 각각의 영역에서 적절한 두께의 물질로 제조된 필터를 사용하여, 영상의 품질을 향상시키는 동시에, 환자의 X-레이 피폭량을 감소시키고 있다.
그런데 X-레이 방사부에 필터, 특히 회전형 필터를 설치하게 되면, X-레이 방사부의 구조가 복잡해지고 그 크기가 커지는 것을 피할 수가 없다.
그러나 본 발명에 의하면, 필터 고정부가 X-레이 발생부와 일체형으로 제조되므로 크기를 최소화할 수가 있고, 원형의 회전형 필터를 사용함으로써 필터를 좁은 공간에도 설치할 수가 있다.
또한 회전형 필터에 필터가 설치되지 않은 공간부를 구비함으로써, 필터를 구비하면서도 X-레이가 필터를 거치지 않고 방사되도록 할 수 있다. 이로써 필터를 제거하지 않고서도 X-레이 캘리브레이션 작업 등을 수행할 수가 있다.
<제2 실시예>
본 발명의 제2 실시예는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기한 제1 실시예에서 회전형 필터(100)의 구조를 변경한 것이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 회전형 필터(100)는, 하이 에너지용 필터부(100a)와, 로우 에너지용 필터부(100b)와, 필터를 구비하지 않은 공간부(100c) 및 단일 에너지용 필터부(100d)를 포함하여 구성된다.
상기한 단일 에너지용 필터부(100d)에 의해, 하나의 필터로 듀얼 에너지 방식과 단일 에너지 방식촬영에 겸용하여 사용할 수가 있다.
또한 상기 단일 에너지용 필터부(100d)를 다른 필터로 구성하여 방사선 이미지 촬영을 수행할 수가 있다.
그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에 의하면, 회전형 필터를 설치하면서도 X-레이가 필터를 통과하지 않고 환자에게 직접 조사되도록 할 수 있고, 하나의 필터로 듀얼 에너지 방식과 단일 에너지 방식에 모두 사용할 수 있으며, 하나의 필터로 다양한 촬영작업을 수행할 수가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
10: 수직 몸체부 20: 수평부
30: 회전부재 40: X-레이 방사부
42: X-레이 방사구 50: 디텍터(Detector)
60: 조작부 100: 회전형 필터(Filter)
100a: 하이 에너지용 필터부 100b: 로우 에너지용 필터부
100c: 공간부 100d: 단일 에너지용 필터부
110: 필터 고정부 200: 필터 위치인식부
300: 필터 제어부 400: 필터 구동부
410: 구동풀리 420: 종동풀리
430: 벨트 500: X-레이 발생부

Claims (9)

  1. 높이 조절이 가능한 수직 몸체부(10)와, 상기 수직 몸체부(10)의 상부에 수평으로 구비되는 수평부(20)와, 상기 수평부(20)의 단부에 구비되어 360도로 회전하는 회전부재(30)와, 상기 회전부재(30)의 일단에 구비되어 X-레이를 주사하는 X-레이 방사부(40)와, 상기 회전부재(30)의 타단에 구비되어 X-레이의 투과흡수치를 검출하는 디텍터(Detector)(50)와, 상기 X-레이 방사부(40)의 전방에 구비되는 회전형 필터(100)를 포함하여 이루어져, X-레이를 하이(High) 에너지와 로우(Low) 에너지로 고속으로 스위칭하면서 촬영하는 듀얼 에너지(Dual Energy) 방식의 컴퓨터 단층촬영장치에 있어서,
    상기 회전형 필터(100)를 X-레이 방사부(40)에 고정시키기 위한 필터 고정부(110),
    상기 회전형 필터(100)를 구동시키기 위한 필터 구동부(400),
    상기 회전형 필터(100)의 위치를 인식하기 위한 필터 위치인식부(200),
    상기 회전형 필터(100)의 회전을 제어하기 위한 필터 제어부(300)를 포함하고,
    상기 회전형 필터(100)는 원을 방사상으로 다수 구획한 형상으로 이루어지고,
    상기 회전형 필터(100)의 원주방향 폭(d)은, 상기 X-레이 방사구(42)의 직경(D)과 동일하거나 이보다 크게 형성되며,
    상기 회전형 필터(100)는,
    하이 에너지용 필터부(100a)와, 로우 에너지용 필터부(100b)와, 필터를 구비하지 않아 X-레이의 캘리브레이션 작업을 수행할 수 있도록 하는 공간부(100c)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 X-레이 필터 제어기구.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전형 필터(100)는,
    하이 에너지용 필터부(100a)와, 로우 에너지용 필터부(100b)와, 필터를 구비하지 않은 공간부(100c) 및 단일 에너지용 필터부(100d)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 X-레이 필터 제어기구.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 고정부(110)는,
    X-레이 방사구(42)의 일측면에 구비되어, 필터 위치인식부(200), 필터 제어부(300) 및 필터 구동부(400)가 X-레이 방사부(40)에 고정되도록 하는 것을 특징으로 하는 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 X-레이 필터 제어기구.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 구동부(400)는,
    구동풀리(410)와, 종동풀리(420) 및 상기 구동풀리(410)와 종동풀리(420)를 연결하는 벨트(430)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 X-레이 필터 제어기구.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 위치인식부(200)는,
    상기 회전형 필터(100)의 회전각도를 인식할 수 있는 엔코더 또는 광센서 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 X-레이 필터 제어기구.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 제어부(300)는,
    X-레이 방사 신호를 입력받고, 상기 필터 위치입력부(200)로부터 회전형 필터(100)의 회전각도를 입력받아, 원하는 필터 영역이 X-레이 방사구(42)에 위치하는 순간에 X-레이가 방사되도록 X-레이 발생부(500)를 제어하는 것을 특징으로 하는 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 X-레이 필터 제어기구.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 제어부(300)는,
    필터 구동부(400)를 제어하여 방사하려는 에너지에 맞는 필터 영역을 X-레이 방사구(42)의 전방에 위치시키는 동시에, 원하는 에너지 준위의 X-레이가 방사되도록 X-레이 발생부(500)를 제어하는 것을 특징으로 하는 듀얼 에너지 방식 컴퓨터 단층촬영장치의 X-레이 필터 제어기구.











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