KR20030040455A - 평면 빔 방사선 촬영장치 및 방사선 소스에 관하여 전리방사선 검출기를 정렬하는 방법 - Google Patents

평면 빔 방사선 촬영장치 및 방사선 소스에 관하여 전리방사선 검출기를 정렬하는 방법 Download PDF

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Abstract

평면 빔 방사선 촬영장치는 전리 방사선 소스(13) 및 전리 방사선 검출기(9)를 포함하되, 상기 전리 방사선 소스는 선형이고 제 1 방향으로 뻗어있고; 그리고 상기 전리 방사선 검출기는 제 2 방향으로 뻗어있는 길다란 방사선 슬릿 입구(21)로서 상기 방사선 슬릿 입구를 통해 상기 방사선에 진입하는 상기 방사선 소스로부터의 방사선을 1차원적으로 검출하기 위하여 배열되어 있는 상기 길다란 방사선 슬릿 입구(21)를 포함한다. 본 발명에 따라 상기 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기는 상기 제 1 방향 및 제 2 방향이 수직하도록 방향 잡혀있다. 그에 따라 상기 소스에 관하여 상기 검출기의 용이한 정렬이 이루어진다.

Description

평면 빔 방사선 촬영장치 및 방사선 소스에 관하여 전리 방사선 검출기를 정렬하는 방법{APPARATUS FOR PLANAR BEAM RADIOGRAPHY AND METHOD OF ALIGNING AN IONIZING RADIATION DETECTOR WITH RESPECT TO A RADIATION SOURCE}
일반적으로, 가스계 전리 방사선 검출기들은 제조비용이 저렴하고, 신호 진폭을 강하게 증폭하는데 가스 증식을 채용할 수 있기 때문에, 낮은 광자 에너지에서 매우 유용하다. 특정 종류의 가스 검출기가 있는데, 이 가스 검출기에서는 광자들과 가스 원자들간의 상호작용에 의하여 방출되는 전자들이 입사 방사선에 수직한 방향으로 추출될 수 있다. 통상적으로 그러한 검출기는 점형 방사선 소스로부터 입사 방사선을 평면 방사선 빔에 시준시키는 길다란 좁은 방사선 입구 슬릿이 구비된 선 검출기이다. 그 다음 2차원 영상이 스캐닝을 통해 전형적으로 획득된다. 선택적으로, 상기 검출기 방사선 입구 슬릿과 평행한 또 다른 방사선 빔-한정 장치가 상기 방사선 소스와 상기 검출기 사이에 배열된다.
그러한 검출기들을 사용할 때 직면되는 하나의 문제는 상기 검출기, 그리고 선택적으로 구비될 수 있는 상기 방사선 빔-한정장치를 상기 방사선 소스에 대하여 정렬할 때 발생되는 어려움 들이다. 그러한 정렬은 매우 정확하고 정밀화 되어야만 하고 그리고 어떠한 오정렬도 필연적으로 재정렬의 필요를 초래한다. 전형적으로 상기 검출기 및/또는 상기 방사선 빔-한정장치는 각각의 단일의 측정에 앞서 정렬되어야 하는 바, 이는 비용이 많이 들뿐만 아니라 시간적 소비도 있다. 더욱이, 예를 들어 광학 정렬장치와 같은, 특정한 정렬수단들이 구비될 수도 있다.
본 발명은 전체적으로 예를 들어 방사선 소스들과 같은 선형 방사선 소스들로부터의 방사선의 빔 형상화에 관한 것이고, 그리고 그에 대한 방사선 검출기의 정렬에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 선형 방사선 소스로부터 방사하는 전리 방사선의 생성된 평면 방사선 빔을 이용한 평면 빔 방사선 촬영장치에 관한 것이고, 그리고 선형 방사선 소스에 관하여 검출기를 정렬하는 방법에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평면 빔 방사선 촬영장치를, 검출기 부품들이 절결된 상태에서 횡측면도로, 개략적으로 예시한다.
도 2 는 도 1 의 상기 장치를, 검출기 부품들이 절결된 상태에서 횡평면도로, 개략적으로 예시한다.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 평면 빔 방사선 촬영장치를, 검출기 부품들이 절결된 상태에서 횡평면도로, 개략적으로 예시한다.
도 4 는 도 3 의 상기 장치를, 검출기 부품들이 절결된 상태에서 횡평면도로, 개략적으로 예시한다.
본 발명의 목적은 종래의 장치보다 용이하게 그리고 빠르게 정렬될 수 있는 평면 빔 방사선 촬영장치를 제공함에 있다.
이러한 관점에서 본 발명의 특정 목적은 보다 빠르게 그 결과 보다 저렴하게 되는 측정들이 준비되어 있는 평면 빔 방사선 촬영장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 그러한 장치를 평면 빔 방사선에 제공하여 그 촬영이 효율적이고, 정확하고, 신뢰성 있게 하고 그리고 단순하고 비용 효율적인 방식으로 이행될 수 있게 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 방사선 소스에 관하여 전리 방사선 검출기를 종래 정렬 기술들보다 쉽게 그리고 신속하게 정렬하는 방법을 제공함에 있다.
그 중에서도 특히 상기된 목적들은 첨부된 청구범위에서 청구된 바와 같은장치, 방법 및 배열들에 의해 달성된다.
본 발명의 또 다른 특징들과 장점들은, 첨부된 도면에 도시된, 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다.
본 발명은 다음에서 주어지는 본 발명의 실시예들의 상세한 설명 및 첨부된 도 1 내지 도 4 로부터 보다 충분히 이해될 것인데, 상기 상세한 설명과 도 1 내지 도 4 는 단지 설명을 위하여 주어진 것인 바, 본 발명을 한정하지는 않는다.
평면 빔 방사선 촬영장치를, 검출기 부품들이 절결된 상태에서 횡측면도 및 횡평면도에 있어, 개략적으로 예시하고 있는, 도 1 및 도 2 를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예가 설명될 것이다.
상기 평면 빔 방사선 촬영장치는 방사선 검출기(9)를 포함하되, 상기 방사선검출기는 전압을 사이에 인가시킬 수 있는 평면 캐소드(23) 및 애노드(25) 그리고 캐소드(23)와 캐소드(25) 사이에 배열되는 전리성 물질(27)을 포함한다. 상기 전극(23, 25)들과 상기 전리성 물질(27)은 전형적으로 케이싱(17)에 내장된다. 또한, 방사선 빔-한정장치(20)는 상기 전극들(23 및 25)에 평행하게 뻗은 길다란 방사선 투과 슬릿(21)을 가지고 있어 방사선이 상기 전극들 사이에서 옆으로 그리고 상기 전극들과 평행하게 진입할 수 있게 한다. 상기 장치(20)는 예를 들어 얇은 시준기 또는 그와 유사한 것일 수 있는데, 그 목적은 상기 방사선 빔을 한정하여 상기 검출기에 노출되는 상기 방사선 빔을 한정하기 위함이고, 반드시 상기 빔을 완전하게 시준하기 위함은 아니다. 상기 검출장치 내로의 진입하는 발산 평면 빔은 문제가 되지 않는다. 상기 발산 빛은 상기 전극 표면에 관통될 높은 확률을 가지고 있어서 상기 전리성 물질(27)에 흡수되지 않아 검출된 신호에 영향을 미치지 아니한다. 또한, 상기 장치(20)는 아래에 상세하게 설명되는 바와 같이 검출된 상기 신호들의 공간 분해능을 향상시킬 수 있다.
상기 전리성 물질(27)은 가스일 수도 있고 또는 예를 들어 90%의 크립톤과 10%의 이산화탄소 또는 80%의 크세논과 20%의 이산화탄소의 가스 혼합물일 수 있다. 상기 가스는 압력 하에 있을 수 있는데, 바람직하게는 상기 가스가 1기압 내지 20기압의 범위의 압력 하에 있을 수 있다. 따라서, 케이싱(17)은 방사선 투과 재질의 방사선 입구창이 구비된 기밀 케이싱이 바람직하다. 택일적으로, 전리성 물질(27)은 예를 들어 실리콘 또는 보다 높은 Z 반도체성 물질과 같은 반도체성 물질이다.
애노드(25)는 나란하게 배열된 다수의 길다란 전도성 패드(26)를 포함하는데, 이것은 도 2 에 잘 보여진다. 패드들(26)은 유전 기판상에서 상호간 전기적으로 절연되게 바람직하게 배열된다. 애노드(25)는 또한 상기 검출기의 판독부의 구성요소가 되어 전도성 패드들(26)은 상기 애노드(25)를 향하여 유동되거나 가속되는 전자들의 1차원 맵핑을 위한 판독 요소들의 구성요소가 된다. 택일적으로, 별개의 판독부가 제공되거나 또는 별개의 판독부가 애노드(25) 근처, 캐소드(23) 근처 또는 다른 위치에 배열될 수도 있다. 전형적으로, 그러한 판독부는 유전층 또는 그와 유사한 것에 의해 전극들로부터 분리된다.
상기 판독요소들이 어떠한 진입 방사선의 상기 발산을 보상하는 방식으로 배열된다는 것은 인식되어야 할 것이다. 따라서, 상기 판독요소들은 팬(fan)과 같은 형태로 배열될 수 있는데, 여기에서 상기 요소들 각각은 상기 진입 방사선의 방사선 소스를 향해 있다.
또한, 상기 판독부는 수집된 신호 데이터의 필요한 및/또는 소망하는 후처리를 위하여 신호 처리 장치(미도시)에 연결되어 있다. 따라서, 바람직하게는, 상기 판독요소들(26)은 개별적인 신호 도관들에 의해 상기 신호 처리 회로에 별개적으로 연결된다. 신호 표시부(미도시)는 상기 처리된 신호 데이터를 디스플레이 하기 위하는데 준비된 것이다.
동작 중에, 하나의 방사선은 방사선 빔-한정장치(20)의 슬릿(21)을 통해 상기 전리성 물질 내로 진입되어, 상기 방사선이 상기 전리성 물질(27)을 전리시킨다. 전압이 캐소드(23)와 애노드(25) 사이에 인가되어 전기장을 형성하여 (제 1 및제 2 반응을 통한) 전리로부터 방출되는 전자들이 상기 애노드(25)를 향한 유동하게 한다. 이에 상응하게 생성된 양전하 캐리어들(즉 이온들 또는 정공들)은 상기 캐소드(23)를 향해 유동된다. 상기 전자들은 상기 애노드 또는 판독요소들(26)에 전기 펄스들를 유도하여, 개별적으로 검출된다. 왜냐하면 각각의 판독요소가 상기 신호 처리기에 대하여 개별적인 신호 도관을 구비하고 있기 때문이다. 그러면 상기 신호 처리 전자공학장치가 상기 펄스들을 처리한다. 즉 신호 처리 전자공학장치는 가능하다면 상기 펄스들을 형상화 시켜, 각각의 판독요소로부터 상기 펄스들을 적분하거나 또는 계산한다. 마찬가지로, 상기 양전하 캐리어들도, 택일적으로 또는 추가적으로, 검출될 수 있는 펄스들을 유도한다.
상기 전극들 사이의 상기 전기장이 상기 방출된 전자들의 전자증식 즉 애벌런치 증폭으로 하여금 큰 S/N비를 가지는 강한 신호들이 준비되게 하기에 충분히 높을 수 있다는 것은 인식되어야 할 것이다. 어떠한 종류의 애벌런치 전극부도 상기 전극들(23, 25) 사이에 선택적으로 제공되어 상기 전자 증식 기작을 촉진시키거나 또는 상기 전자증식 기작에 대비될 수 있다.
1차원 배열의 판독요소들(26)을 제공함으로써 방사선 검출기가 획득되는데, 여기에서 상기 입사 방사선 쉬트(sheet)의 가로로 분리된 부분들에 의해 주로 전리로부터 도출가능한 전하 캐리어들이 개별적으로 검출될 수 있다. 그 결과, 상기 검출기는 1차원 영상에 대비된 것이다.
상기 검출기(9)를 더욱 용이하게 정렬하기 위하여 평면 빔 방사선 촬영장치는 선형 전리 방사선 소스(13), 바람직하게는 방사선 소스를 포함하는데, 상기 선형 전리 방사선 소스는 검출기(9)의 방사선 입구 슬릿(21)의 연장에 수직하게 뻗어있게 방향 잡혀있다. 방사선 소스(13)로부터 방출하는 상기 발산 방사선 빔(11)은, 선형 방사선 소스(13)의 연장 방향에 수직한 평면에 있는 상기 방사선 입구 슬릿(21)에 의해 발산 또는 시준된 면형 방사선 빔(22)을 생성하는 것을 가능하게 만든다. 따라서, 상기 면형 방사선 빔(22)은 상기 검출기(9) 내에 진입되어 거기에서 상기 전리성 물질(27)과 상호작용 할 수 있다.
또한, 영상화될 피사체(15)는 방사선 소스(13)와 검출기(9) 사이에서 방사선 빔(11)의 상기 방사선 경로에 배열된다. 바람직하게는 검사중에 피사체(15)는 살아있는 유기물이 아니고, 다른 물질인데, 왜냐하면 상기 피사체가 상당한 방사선 양에 노출되기 때문이다. 택일적으로, 상기 방사선 소스 및 상기 검출기는 피사체(15)에 반사된 방사선 빔(11)이 상기 검출기(9)상에 영향을 미쳐 그 일부가 상기 입구 슬릿을 통해 진입되게 배열된다(미도시).
그러한 배치(즉 상호 방향맞춤)에 의해 상기 방사선 소스에 대한 상기 검출기(9)의 상기 정렬은 상당히 용이하게 된다. 이것은 도 1 에서 중심축선(19)에 수직한 화살표(29)에 의해 한정되는 바와같이 검출기(9)의 가능성 있는 운동에 의해 개략적으로 지적되어 있는 한편, 상기 검출기는 여전히 상기 방사선 소스를 향해있어 상기 방사선 소스에 대하여 정렬상태에 있게 된다. 바람직하게는 여기에서 상기 피사체는 상기 방사선 소스의 크기보다 크거나 훨씬 큰 것으로 가정된다. 그렇지 않으면 상기 피사체는 허용된 상기 정렬 오차에 제한을 가한다.
만일 도 1 의 상기 배열이 살아있는 유기체의, 또는 그 일부의, 예를 들어 환자 신체의 일부분의, 영상화를 위해 사용된다면, 상기 방사선 소스(13)는 허용된 최대 길이를 가지고 있어서 상기 유기체에 노출되는 상기 방사선 양이 기설정된 수준, 예를 들어 허용된 한계 값을 초과하지 않게 한다.
상기 선형 방사선 소스(13)는 바람직하게는 최소한 0.1mm의 길이를 가지고, 보다 바람직하게는 최소한 1mm의 길이를 가지고, 더더욱 바람직하게는 최소한 10mm의 길이를 가지며, 가장 바람직하게는 약 50mm의 길이를 가진다. 상기 선형 방사선 소스(13)의 폭은 예를 들어 약 0.05mm에서 2mm까지 변할 수 있고, 전형적으로는 약 0.1mm이다. 하지만, 본 발명이 이러한 주어진 초점 크기들에 한정되지 않음이 인식되어야 할 것이다.
상기 길다란 방사선 슬릿 입구(21)는 높이를, 즉 화살표(29) 방향으로의 크기를 바람직하게는 0.01-5mm의 크기를, 더욱 바람직하게는 0.02-1mm의 크기를, 더더욱 바람직하게는 0.02-0.3mm의 크기를, 가장 바람직하게는 0.05mm의 크기를 가지며, 그리고 상기 길다란 방사선 슬릿 입구는 검출기(9)에 진입하는 상기 방사선(22)의 방향으로의 크기를, 바람직하게는 0.01-5mm의 크기를, 더욱 바람직하게는 0.05-1mm의 크기, 가장 바람직하게는 0.05-0.3mm의 크기를 가진다.
상기 방사선 슬릿 입구(21)의 길이는, 즉 상기 화살표(29)의 방향에 수직한 그리고 검출기(9)로 진입하는 상기 방사선(22)의 방향에 수직한 방향으로의 크기는, 상기 배열을 채택하고 있는 응용기기에 따라 매우 큰 간격 내의 범위를 이룬다. 하지만 상기 슬릿 입구(21)의 길이는 전형적으로 그 높이보다 훨씬 크다. 상기슬릿의 길이는 상기 검출기 폭 또는 최소한 그것의 일부를 커버하기에 충분히 길어야만 된다.
상기 방사선 슬릿 입구(21)의 기능은 우선적으로 상기 빔을 완전하게 시준함에 있는 것이 아니라, 방사선의 평면 쉬트를 형성함에 있는데, 상기 방사선의 평면 쉬트는 사실상 발산할 수 있는 데, 즉 상기 쉬트는 전파거리에 비례하여 두꺼워져서, 상기 검출기에 노출되는 상기 방사선을 한정하게 된다는 것에 주의된다. 또한, 상기 방사선 슬릿 입구(21)는 획득된 상기 공간 분해능을 증진시킬 수도 있다.
예를 들어 내부 전극 거리(즉 상기 화살표(29)의 방향에 있어 상기 캐소드(23)와 애노드(25) 사이의 거리)에 비교하여 길고(즉 상기 방사선 빔에 따르는 크기) 그리고 넓은(즉 상기 방사선 빔에 그리고 도 3 의 화살표(29)에 수직한 크기), 전리 검출기가 고려된다. 예시적인 크기들은 약 50mm의 검출기 길이와 검출기 폭 그리고 약 0.5mm의 내부 전극 거리를 포함할 수 있다. 그러한 검출기에 있어, 검출된 대부분의 상기 신호들에 기여하는 전자들이 실제적으로 방출되는, 작용 또는 반응 체적은 상기 방사선 슬릿 입구(21)의 높이 즉 내부 전극 거리 또는 상기 검출기의 기하학적 구조와 인가된 전압에 의해 주어진다.
두 가지 경우가 구별될 수 있다. 즉,
1. 어떠한 애벌런치 증폭을 사용하지 않는 검출기
2. 애벌런치 증폭을 사용하는 검출기
첫번째 경우에 있어, 상기 방사선 슬릿 입구(21)의 높이가 상기 내부 전극 거리보다 크고 그리고 상기 방사선 슬릿 입구(21)의 상기 높이에 의해 주어지지 않는다면 상기 화살표(20)의 방향에 있어 상기 공간 분해능은 상기 내부 전극 거리에 의해 주어진다.
두번째 경우에 있어 상기 방사선 슬릿 입구(21)의 상기 높이가 상기 반응 체적의 두께보다 크고 그리고 상기 방사선 슬릿 입구(21)의 상기 높이에 의해 주어지지 않는다면 화살표(29)의 방향에 있어 상기 공간 분해능은 검출기의 기하학적 구조와 인가된 전압에 의해 주어진다. 상기 반응 체적의 두께는 상기 검출기의 기하학적 구조와 인가된 전압에 좌우된다. 애벌런치 검출기에서 성취된 상기 강한 지수함수적인 증폭에 기인하여 상기 캐소드에 근접하여 방출된 전자들은 상기 애노드에 보다 근접하여 방출된 전자들보다 훨씬 더 증폭되는데 그 이유는 상기 캐소드에 인접하여 방출되는 전자들이 상기 증폭 체적 내에서 훨씬 더 긴 거리를 주행하여 상기 신호들에 훨씬 많이 기여하기 때문이다. 0.5mm의 내부 전극 간격에 대하여(상기 캐소드에 인접하여 위치된) 상기 반응 체적의 전형적인 두께는 약 100마이크로미터이다.
방사선 슬릿 입구(21)를 지나가는 상기 발산 빛들은 대부분 상기 전극들에 의해 식별되어 원칙적으로 검출된 상기 신호들은 상기 전극 표면과 평행한 빛들로부터 발생한다는 사실에 주의되어야 할 것이다. 이러한 사실은 빛들이 상기 방사선 슬릿 입구(21)로부터 상당한 거리에서도 흡수되는 긴 검출기들에 있어서 특히 유효하다.
따라서, 상기 반응 체적의 두께보다 작거나 또는 훨씬 작은 높이를 가진 방사선 슬릿 입구(21)를 구비한 검출 장치를 이용함으로써 개선되거나 또는 상당히개선된 공간 분해능을 가진 검출 장치가 획득된다.
또한, 2차원 이미지는 주사(scanning)를 통해 전형적으로 획득된다. 상기 주사는 바람직하게는 어느 한 축선, 그러나 상기 방사선 소스 또는 그 부근을 관통하는 축선을 중심으로 선회운동으로 바람직하게 만들어진다. 상기 주사는 화살표(29)의 상기 방향으로 또한 횡단될 수 있다. 상이한 위치들에서 수행되는 측정들은 특정한 스플라이스(splice)에 관한 각각의 정보를 제공하여 2차원 영상이 상기 방사선 소스(13) 또는 영상화된 상기 피사체(15)를 이동시킴 없이 재구성될 수 있게 한다. 방사선 소스(13)는 가능하다면 그것의 연장에 따라 가변하는 강도와 파장길이 스펙트럼을 가지기 때문에, 이것을 보상하기 위해 상이한 기술들이 적용될 수 있다.
복수의 신규한 검출기(9)가 상호 나란하게, 적층될 수도 있음은 인식되어야 할 것이다. 그러한 배치에 의해 복선 주사들이 수행되 있어서, 스캔 시간 뿐만 아니라 전반적인 스캔 거리를 감소시킬 수 있다. 또한 이에 관하여 참조가 발명의 명칭이 전리 방사선 검출장치 및 방법이고 2000년 2월 8일에 출원되어 계속중인 스웨덴 특허출원 제0000388-9에 대해서 만들어 지는데, 이 출원은 참조로서 여기에 편입된다.
평면 빔 방사선 촬영장치를 일부절개된 검출부에 대하여 단측면 관점 및 단평면 관점에서 개별적으로 개괄도시한, 도 3 및 도 4 를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예가 기술될 것이다. 본 제 2 실시예는 다음의 특징들에 관련하여 이전의 실시예와 상이하다.
도 3 및 도 4 의 장치는 검출기(9)의 상기 입구 슬릿(21)에 평행하게 뻗은 길다란 방사선 투과 슬릿(32)을 가지는 제 2 방사선 빔-한정장치(31)를 더 포함한다.
방사선 빔-한정장치(31)는 방사선 소스(13)와 영상화될 피사체(15) 사이에 배열되어 방사선 소스(13)으로부터의 방사선 빔(11)이 상기 방사선 빔-한정장치(31)에 의해 제일 먼저 한정된다. 도 3 및 도 4 에서 11'으로 표시된, 방사선 빔-한정장치(31)를 관통하는 상기 방사선 빔은 영상화될 피사체(15)에 투과된다. 검출기(9)의 방사선 슬릿 입구(21)는 방사선 빔을 더 한정하도록 제 2 빔 한정기로서 작동하고 검출기(9)로 진입되는 이 평면 방사선 빔은 이전의 실시예에서와 같이 22로 표시된다.
방사선 빔-한정장치 슬릿(32)의 크기들은 검출기 방사선 입구 슬릿(21)의 크기들과 바람직하게 유사하다.
검출기(9)와 방사선 빔-한정장치(31)를 서로에 대하여 그리고 방사선 소스에 대하여 정렬하는 것은 도 1 및 도 2 실시예에서 요구되는 정렬보다는 다소 더 복잡하다. 검출기(9) 또는 방사선 빔-한정장치(31) 중 어느 하나가 상기 방사선 소스에 대하여 먼저 정렬된다(검출기(9)와 방사선 빔-한정장치(31)의 정렬 운동들은, 각각, 화살표 29와 33으로 표시된다). 이러한 정렬이 상기 검출기 내로 또는 상기 방사선 빔-한정장치를 통하여 평면 방사선 빔을 획득하도록 상기 검출기 또는 상기 방사선 빔-한정장치(31)를 정렬하기에 충분하기 때문에 이러한 정렬은 용이하다. 그러한 정렬의 용이함은 방사선 소스의 상기 연장에 직접적으로 좌우된다. (만일그렇지 않다면 영상화될 매우 작은 피사체가 이러한 관점에서 한정된다) 그 다음에 상기 검출기 또는 상기 방사선 빔-한정장치(31) 중 나머지 하나가 정렬되고, 그리고 이러한 정렬은 더욱 정교하게 수행되어야만 한다.
본 제 2 실시예에서 방사선 소스(13)로부터 방사되는 상당량의 상기 방사선(11)은 피사체(15)에 도달하는 것에 방해받고, 따라서 본 실시예는 진단용으로 적당한데 왜냐하면 환자의 방사선 피폭량이 작기 때문이다.
그럼에도 불구하고, 점형 방사선 소스가 사용된다면 상기 피사체(15)는 더 많은 방사선 양에 노출된다. 따라서, 이 점형 방사선 소스는 상기 방사선 소스가 길어질수록 상기 정렬이 용이한 반면, 상기 방사선 소스가 길어질수록 피사체(15)에 노출되는 상기 방사선이 많아지는 상태에 적합하다. 따라서 방사선 소스(13)의 최적 길이는 각각의 응용예에 따른다.
따라서 적절한 방사선 소스를 선택하는 것은 중요한 일이다. 즉 한가지 방법은 허용된 주어진 최대 노출 방사선 양을 충족시킬 수 있는 최대 방사선 소스 길이를 이용하는 것이다.
일반적인 경우에, 상기 정렬의 용이함과 관련하여 제 1 비용 함수(cost function)는 결정될 수 있는데, 여기에서 긴 선형 방사선 소스가 짧은 선형 방사선 소스보다 더 낮은 비용을 제공한다. 피사체(15)에 노출되는 상기 방사선 양에 관련된 제 2 비용 함수가 그에 따라 결정되는데, 여기에서 긴 선형 방사선 소스는 짧은 선형 방사선 소스보다 많은 비용을 제공한다. 상기 비용 함수를 제공하는 최적의 방사선 소스를 찾기 위해, 이러한 비용 함수들의 합이 계산되는데, 계산 후 상기선형 방사선 소스(13)의 상기 길이는 상기 비용 함수들의 합을 최소화시키도록 선택된다.
상기 도면들에 지시된 바와 같은 빔 형상들은 설명 목적을 위해 매우 단순화 되어 있다는 것이 인식되어야 할 것이다. 일반적인 경우에 있어 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 인식되어 있는 바와 같이 방사선 빔의 발산은 계산되기에 복잡하다.
본 발명이 여러 방식으로 변형될 수 있음은 명백하다. 그러한 변형들은 본 발명의 범주로부터 일탈하는 것으로서 간주되어서는 않된다. 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 모든 변형들은 첨부된 청구범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 전리 방사선 소스(13) 및 전리 방사선 검출기(9)를 포함하되,
    상기 전리 방사선 소스는 선형이고 제 1 방향으로 뻗어있고; 그리고
    상기 전리 방사선 검출기는 제 2 방향으로 뻗어있는 길다란 방사선 슬릿 입구(21)로서 상기 방사선 슬릿 입구를 통해 상기 방사선에 진입하는 상기 방사선 소스로부터의 방사선을 1차원적으로 검출하기 위하여 배열되어 있는 상기 길다란 방사선 슬릿 입구(21)를 포함하고 있는, 평면 빔 방사선 촬영장치에 있어서,
    상기 제 1 방향과 제 2 방향은 수직하고, 그리고
    상기 전리 방사선 검출기는,
    상기 방사선 슬릿 입구를 통해 상기 검출기에 진입하는 상기 방사선을 상기 물질에 진입할 수 있게 배열된 여기성 또는 전리성 물질(27); 및
    상기 진입 방사선에 수직한 방향으로, 상기 전리성 물질의 전리 과정동안 생성되는 전하 캐리어들의 검출 또는 상기 여기성 물질의 여기에 따라 방출되는 광자들의 검출을 위한 판독부(25); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    영상화될 피사체(15)인 환자 또는 그 일부에, 투과되거나, 또는 반사되는 상기 전리 방사선 소스로부터의 방사선이 상기 방사선 슬릿 입구를 통해 상기 검출기에 진입할 수 있게 상기 전리 방사선 소스 및 상기 전리 방사선 검출기가 배열되는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전리 방사선 소스가 상기 제 1 방향으로의 연장을 가지고 있어서 상기 피사체에 노출되는 상기 방사선 양이 허용된 한계값을 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  4. 제 2 항 또는 3 항에 있어서,
    상기 제 2 방향과 평행하게 뻗은 길다란 방사선 투과 슬릿(32)을 가지는 방사선 빔-한정 장치(31)를 더 포함하며, 상기 방사선 빔-한정 장치는 상기 방사선 소스와 영상화될 상기 피사체 사이에 배열되어 영상화될 상기 피사체에 투과되거나, 또는 반사되어 상기 방사선 슬릿 입구를 통해 상기 검출기에 진입되는 상기 방사선 소스로부터의 상기 방사선이 상기 방사선 빔-한정장치의 상기 방사선 투과 슬릿을 초기에 관통되게 되는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 길다란 슬릿 입구와 평행하게 뻗은 상기 길다란 방사선 투과 슬릿이 상기 제 1 방향으로 0.01-5mm, 바람직하게는 0.02-1mm, 더욱 바람직하게는 0.02-0.3mm, 그리고 가장 바람직하게는 0.05mm의 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전리 방사선 소스가 상기 제 1 방향으로 최소 0.1mm, 바람직하게는 최소 1mm, 더욱 바람직하게는 최소 10mm, 그리고 가장 바람직하게는 50mm의 연장을 가지는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 방향으로 뻗은 상기 길다란 방사선 슬릿 입구가, 상기 제 1 방향으로 0.01-5mm, 바람직하게는 0.02-1mm, 더욱 바람직하게는 0.02-0.3mm, 그리고 가장 바람직하게는 0.05mm의 크기인, 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 방향으로 뻗은 상기 길다란 방사선 슬릿 입구가, 제 3 방향으로 0.01-5mm, 바람직하게는 0.05-1mm, 더욱 바람직하게는 0.05-0.3mm의 크기인, 두께를 가지되, 상기 제 3 방향이 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향에 수직인 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 길다란 방사선 슬릿 입구(21)가 선형 방사선 소스(13)의 연장 방향에 수직한 평면에 있는 상기 방사선 소스로부터 방사선의 면형 방사선 빔(22)을 생성하는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전리 방사선 검출기는 애벌런치 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전리 방사선 검출기는 캐소드(23) 및 애노드(25)를 포함하고 그리고 반응 체적을 가지며, 여기에서 상기 검출의 대부분에 기여하는, 상기 물질의 전리 또는 여기가 발생하며, 상기 반응 체적은 상기 제 1 방향과 제 2 방향 그리고 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 수직한 제 3 방향으로의 크기들을 가지며, 상기 제 2 방향 및 제 3 방향으로의 크기들이 상기 제 1 방향으로의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 방향으로 뻗은 상기 길다란 방사선 슬릿 입구는 상기 제 2 방향으로 크기를 가지고 있는데, 상기 크기는 상기 제 2 방향으로의 상기 반응 체적의 크기와 동일한 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 방향으로 뻗은 상기 길다란 방사선 슬릿 입구는 상기 제 3 방향으로의 크기를 가지며, 상기 크기는 상기 제 3 방향으로의 상기 반응 체적의 크기보다 작아서, 상기 제 3 방향으로의 검출에 대한 공간 분해능이 상기 제 3 방향으로의 상기 길다란 방사선 슬릿 입구 크기에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  14. 상기 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 길다란 방사선 슬릿 입구가 상기 검출기 내로 진입되는 방사선을 한정하여 상기 검출에 대한 공간 분해능을 증진시키는 것을 특징으로 하는 평면 빔 방사선 촬영장치.
  15. 방사선 소스(13)에 관하여 전리 방사선 검출기(9)를 정렬하는 방법으로서,
    상기 전리 방사선 검출기가 제 1 방향으로 뻗어있고 상기 방사선 슬릿 입구를 통해 상기 검출기에 진입하는 방사선을 1차원적으로 검출하기 위해 배열된 연장된 방사선 슬릿 입구(21)를 포함하고; 그리고
    상기 전리 방사선 소스가 선형이고 제 2 방향으로 뻗어있는, 방법에 있어서,
    제 1 방향과 제 2 방향이 수직이 되도록 상기 전리 방사선 검출기와 상기 전리 방사선 소스를 서로 대하여 배열하는 단계;
    상기 방사선 소스로부터의 방사선이 상기 방사선 슬릿 입구를 통해 상기 검출기에 진입하도록 상기 전리 방사선 소스에 대하여 상기 전리 방사선 검출기를 정렬하는 단계;
    상기 방사선 슬릿 입구를 통해 상기 검출기에 진입하는 상기 방사선이 여기성 또는 전리성 물질(27)에 진입할 수 있도록 상기 물질을 정렬하는 단계; 및
    상기 진입되는 방사선에 수직한 방향으로, 상기 전리성 물질의 전리 과정동안 생성되는 전하 캐리어들 또는 상기 여기성 물질의 여기에 따라 방출되는 광자들을 검출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 소스에 관하여 전리 방사선 검출기를 정렬하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 방사선 슬릿 입구를 통해 상기 검출기에 진입되는 상기 전리 방사선 소스로부터의 방사선이, 상기 검출기에 진입되기 전에, 영상화될 피사체(15)인 환자 또는 그 일부에, 관통되거나, 또는 산란되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스에 관하여 전리 방사선 검출기를 정렬하는 방법.
  17. 상기 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 방사선 슬릿 입구를 통해 상기 검출기 내로 진입되는 상기 전리 방사선 소스로부터의 상기 전리 방사선이, 영상화될 피사체에 관통되거나, 또는 산란되 전에 상기 제 2 방사선 슬릿 입구와 평행하게 뻗어있는 길다란 방사선 투과 방사선빔-한정 장치 슬릿(32)에 관통되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스에 관하여 전리 방사선 검출기를 정렬하는 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로의 상기 전리 방사선 소스의 연장은 상기 피사체에 노출되는 방사선 양이 허용된 한계값을 초과하지 않게 선택되는 것을 특징으로 하는 방사선 소스에 관하여 전리 방사선 검출기를 정렬하는 방법.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    정렬의 용이함에 관련된 제 1 비용 함수(cost function)를 긴 선형 방사선 소스가 짧은 선형 방사선 소스보다 더 낮은 비용으로 준비되게 제공하는 단계;
    상기 피사체에 노출되는 상기 방사선 양에 관련된 제 2 비용 함수를 긴 선형 방사선 소스가 짧은 선형 방사선 소스보다 더 높은 비용으로 준비되게 제공하는 단계;
    상기 제 1 비용 함수 및 제 2 비용 함수의 합을 계산하는 단계; 및
    상기 제 1 비용 함수 및 제 2 비용 함수의 합이 최소화 되도록 상기 선형 방사선 소스의 길이를 선택하는 단계; 를 포함하는 방사선 소스에 관하여 전리 방사선 검출기를 정렬하는 방법.
  20. 상기 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 길다란 방사선 슬릿 입구(21)에 의해 선형 방사선 소스(13)의 연장 방향에 수직한 평면에 있는 상기 방사선 소스로부터의 방사선의 면형 방사선 빔(22)을 생성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 소스에 관하여 전리 방사선 검출기를 정렬하는 방법.
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