KR20060020778A - The x-ray radiograpy & fluoroscopy system which has aec(auto exposure control) & apr(anatomical programming)function by mcu(micro control unit)processor - Google Patents

The x-ray radiograpy & fluoroscopy system which has aec(auto exposure control) & apr(anatomical programming)function by mcu(micro control unit)processor Download PDF

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KR20060020778A KR1020040069446A KR20040069446A KR20060020778A KR 20060020778 A KR20060020778 A KR 20060020778A KR 1020040069446 A KR1020040069446 A KR 1020040069446A KR 20040069446 A KR20040069446 A KR 20040069446A KR 20060020778 A KR20060020778 A KR 20060020778A
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Abstract

본 발명에서는 마이크로프로세서(MCU)를 채용하여서 사전에 수많은 실험을 거쳐서 얻어진 임상 data를 근거로해서 환자에 맞게 필요한 Parametor들을 자동 설정 가능하게 하므로써 환자의 상태에 따라서 자동적으로 X-Ray의 량을 쉽게 조절할수 있는 APR기능 구현으로 환자에 따라서 최적의 X-Ray량으로 촬영할 수 있도록 자동 조절하므로써, 불필요한 X-Ray 량을 조절할 수 있도록 구현 하였으며, 또한 본 발명에서는 최소의 X-Ray량으로도 충분한 영상화질을 얻을수있게 X-Ray 촬영/투시 시스템의 성능을 향상 시키기 위한 방법으로 AEC( 자동 노출 조정 장치)와 ABC( 자동휘 조정 장치)기능을 구현하였다. AEC 기능은 X-Ray 필름상에 필요한만큼의 X-Ray가 노출 될 경우 X-Ray의 노출을 종료하는 기능으로, 환자가 불필요한 X-Ray에 노출되는 것을 방지함과 동시에 ABC 기능은 영상의 화질을 만족할 수준으로 자동 조절하는 것이다. APR 기능은 환자의 상황, 예를들면,어른및 어린이,뚱뚱한 신체및 마른신체,키가큰 환자나 키가작은 환자에 따라서 자동적으로 X-Ray의 노출 정도를 기존 임상실험을 통해서 얻어진 임상 Data를 이용하여서 자동적으로 설정되도록 하므로써, 의사나 방사선사의 사용상 편리함을 제공함과동시에 환자가 최상의 상태에서 X-Ray의 촬영을 할수 있도록 구현하였다. 또한,환자가 최소량의 X-Ray량만을 촬영시에 맞을수 있도록 기존에는 60Hz의 Sign파를 사용하므로 인해서 환자가 불필요한 많은량의 X-Ray에 장시간 노출되었으나,Invertor(도2) 다-1)를 사용하여 High Frequecny(30-40Khz)로 X-Ray를 발생시킴으로써 환자가 최단시간에 최소의 X-Ray량 에 노출되면서도 좋은 화질의 영상을 얻을수 있게 High Frequency Generator를 구현하였다. 또한,본 발명에서는 도12)의 가)고압변압기및 나)배압회로와 다)Change box를 동일 package안에 내장 시키므로써 이러한 점을 개선할 수 있게 고안하였다.이러한 작업은 특별한 제조 노우하우가 필요하며, 이것 또한 본 발명의 중요한 요소이다. 또한 종래의 기술에서는 도1)의 카)이온챔버(1) 및 타)이온챔버(2)를 이용하여 AEC(자동노출조정)기능을 할수 없었는데, 본 발명에서는 마이크로프로세서를 사용함으로 인해서 AEC 및 자동휘도조정이 가능한 ABC기능을 구현하였으며, 또한 기존의 X-Ray촬영기 및 투시기 기능은 Analog인점을 감안하여 본 고안에서는 도2)의 b)TV Monitor로 들어가는 Analog신호를 도2)의 따)A/D 변환기를 통해서 빠)Workstation에서 Display가능한 Digital신호로 변환 및 Digital화된 영상신호를 PC의 Hard disk에 저장 및 Print가능하도록 하며, 각 환자별로 영상 Data를 관리할수 있는 Application Program을 별도로 구현한 마이크로 프로세스(MCU)를 이용하여 자동노출조정(AEC) 및 APR 기능을 구현한지능형 X-Ray 촬영/투시기에 대한 발명임.In the present invention, the microprocessor (MCU) is adopted to automatically set the necessary parametors for the patient based on clinical data obtained through numerous experiments in advance, thereby easily adjusting the amount of X-ray automatically according to the patient's condition. By implementing the APR function that can be automatically adjusted to shoot the optimal X-Ray amount according to the patient, implemented to control the unnecessary X-Ray amount, and in the present invention sufficient image quality even with the minimum X-Ray amount AEC (Auto Exposure Control) and ABC (Auto Brightness Control) functions are implemented to improve the performance of the X-ray shooting / vision system. The AEC function terminates the exposure of X-Ray when the required amount of X-Ray is exposed on the X-Ray film. The AEC function prevents the patient from being exposed to unnecessary X-Ray. It will automatically adjust to a level that satisfies. The APR function automatically monitors the clinical data obtained from existing clinical trials to determine the extent of X-Ray exposure, depending on the patient's situation, for example, adults and children, fat and skinny, tall or short patients. By setting it automatically, it provides convenience for the use of doctor or radiologist, and at the same time, the patient can take X-ray in the best condition. In addition, the patient has been exposed to a large amount of unnecessary X-Ray for a long time because the patient uses a 60-Hz sign wave so that the patient can fit only the minimum amount of X-Ray, but the Invertor (Fig. 2) C-1) By generating X-Ray with High Frequecny (30-40Khz), High Frequency Generator is implemented so that the patient can get high quality image while being exposed to minimum X-Ray amount in the shortest time. In addition, in the present invention, a) high voltage transformer and b) back pressure circuit and c) change box of FIG. 12 are designed to be improved in the same package. This operation requires special manufacturing know-how. This is also an important element of the present invention. In addition, in the prior art, the AEC (automatic exposure adjustment) function cannot be performed using the car ion chamber 1 and the other ion chamber 2 of FIG. 1, but in the present invention, AEC and automatic ABC function that can adjust the brightness is implemented, and the existing X-ray camera and seeing function is analog in view of the present invention, in this design, the analog signal entering the b) TV Monitor of FIG. Micro process that implements application program that can convert and convert digital signal to digital signal that can be displayed in workstation and save digitized image signal on PC hard disk through D converter and manage image data for each patient. It is the invention of intelligent X-ray shooting / projection that implements automatic exposure control (AEC) and APR function using MCU).

APR,AEC,ABC 기능을가진 High Frequency Generator를 이용한 X-Ray 촬영/투시 시스템X-Ray Capture / Perspective System using High Frequency Generator with APR, AEC, ABC

Description

마이크로 프로세스(MCU)를 이용하여 자동노출조정(AEC) 및 APR 기능을 구현한지능형 X-Ray 촬영/투시기에 대한 발명{The X-Ray Radiograpy&Fluoroscopy System which has AEC(Auto Exposure Control)&APR(Anatomical Programming)function by MCU(Micro Control Unit)Processor}The X-Ray Radiograpy & Fluoroscopy System which has AEC (Auto Exposure Control) & APR (Anatomical Programming) that implements AEC and APR functions using a micro process (MCU) function by Micro Control Unit (MCU)

도1) : Main Control System의 Block Diagram1): Block Diagram of Main Control System

도2) : X-Ray 촬영/투시기 전체 설명도Fig. 2) X-ray shooting / spreading full explanatory diagram

도3) : X-Ray 촬영기 흐름 및 단계별 파형도Fig. 3: X-ray camera flow and step-by-step waveform diagram

도4) : 변압기에서의 전류 유도4): Induction of current in a transformer

도5) : 고압회로5): high voltage circuit

도6) : 필라멘트 회로Fig. 6: Filament Circuit

도7) : 공간전하 보상기7): Space charge compensator

도8) : 노출개시용,종료용 개폐기를 분리한 회로 Fig. 8: Circuit separating exposure start and end switch

도9) : 관전압 70kVp에서의 이론적 X-선관 정격표Fig. 9: Theoretical X-ray tube rating table at tube voltage 70kVp

도10) : AEC의 연속적 노출 표10): Continuous exposure table of AEC

도11) : 종래의 고압 발생 부분도Fig. 11: Part of the conventional high pressure generation

도12) : 현재의 고압 발생 부분도Fig. 12: Partial View of Current High Pressure Generation

도13) : 정류기의 출력 전압 파형도Fig. 13: Output voltage waveform diagram of rectifier

도14) : Display&Key Input Sub-System의 block도14): Block diagram of Display & Key Input Sub-System

도15) : Main Control System Mode15): Main Control System Mode

도16) : kVp Control SystemFigure 16): kVp Control System

도17) : mA Control SystemFigure 17: mA Control System

도18) : kV Control Sub System의 Block DiagramFigure 18: Block Diagram of kV Control Sub System

도19) : Control Sub System의 Block Diagram19): Block Diagram of Control Sub System

도20) : Calibration System의 Block Diagram20): Block Diagram of Calibration System

도21) : Anatomic Program Sub System의 Block DiagramFig. 21) Block Diagram of Anatomic Program Sub System

도22) : Error Check System의 Block DiagramFig. 22) Block Diagram of Error Check System

본발명이 속하는 기술분야는 의료용 장비로써,병원에서 환자의 상태를 촬영하기위한 X-RAY를 이용한 X-RAY 촬영및투시장치에 대한것으로써,종래의 X-Ray Radiography /Fluoroscopy System은 마이크로프로세스를 이용하지않고 수동으로 X-Ray 촬영에 필요한 data를 방사선사가 임의로 설정함으로 인해서 많은 불편함이 따랐으며, 자동노출제어(AEC)기능이나,ABC(자동휘도조정),사전에 획득된 Data에 의해서 환자의 상태에 따라서 X-Ray량을 쉽게 선택할수 있도록한 APR기능이 없어서,방사선사의 임의 선정으로 인하여 정확한 조정이 안되어서 환자에 따라서 측정 오차가 발생할 수 있었으며, 불필요한 X-Ray 투과로 인해서 환자에게 피해가 갈 수 있 었다. 또한 종래에는 도11)의 종래의 고압발생부에서 가)고압변압기 및 나)배압회로는 동일 package에 내장하였으나 도11)의 다) Change box는 별도의 package가 되어 있어서, 고압을 연결 해주기위한 고압 케이블이 별도로 필요하였으며, 도1)의 자)Tube(1)과 차)Tube(2)사이에 고압을 공급하기위해서 도1)의 나)Control cosole에 있는 마이크로프로세서(MCU)의 절체 명령에 따라서 도11)의 다)Change box에서 고압을 절체해야하므로 이로 인해발생하는 괴 소음으로 인해서 환자에게 불안감을 느끼는 점이 있었다. The technical field of the present invention is a medical equipment, X-RAY imaging and viewing device using X-RAY for imaging the patient's condition in a hospital, The X-Ray Radiography / Fluoroscopy System has caused a lot of inconvenience because the radiologist randomly set the data necessary for X-Ray imaging manually without using a microprocess. It also has an automatic exposure control (AEC) function or ABC (automatic brightness). Because there is no APR function that makes it easy to select the X-ray amount according to the patient's condition based on the data obtained in advance, the measurement error may occur depending on the patient because accurate adjustment could not be made due to the random selection of the radiation source. Unnecessary X-Ray penetration could damage the patient. Also, in the conventional high pressure generating part of FIG. 11, a) the high voltage transformer and b) the back pressure circuit are built in the same package, but the c) change box of FIG. 11) has a separate package, A separate cable was required, and in order to supply the high pressure between the tube (1) and the tube (2) of Fig. 1), according to the transfer command of the microprocessor (MCU) in the b) Control cosole of Fig. 1). 11) c) Since the high pressure must be transferred in the change box, there was a point of anxiety in the patient due to the noisy noise caused by this.

종래의 X-Ray Radiography /Fluoroscopy System은 마이크로프로세스를 이용하지않고 수동으로 X-Ray 촬영에 필요한 data를 방사선사가 임의로 설정함으로 인해서 많은 불편함이 따랐으며, 또한 방사선사의 임의 선정으로 인하여 정확한 조정이 안되어서 환자에 따라서 측정 오차가 발생할 수 있었으며, 불필요한 X-Ray를 발생시킴으로써 환자나 방사선사에게 피해가 가는 경우가 있었다. 이러한 점에 대응하여 본 발명에서는 마이크로프로세서(MCU)를 채용하여서 사전에 수많은 실험을 거쳐서 얻어진 data를 근거로해서 환자에 맞게 자동 설정 가능하게 하므로써 종래의 문제점을 해결해야하는 기술적 과제및. 또한, 본 발명에서는 X-Ray 발생기의 성능을 향상 시키기 위한 방법으로 AEC( 자동 노출 조정 장치)와 ABC( 자동휘 조정 장치)와 APR (Anatomic Programming) 기능을 내장하기위한 기술적과제와. AEC 기능은 X-Ray 필름상에 필요한만큼의 X-Ray가 노출 될 경우 X-Ray의 노출을 종료하는 기능 으로, 환자가 불필요한 X-Ray에 노출되는 것을 방지함과 동시에 ABC 기능은 영상의 화질을 만족할 수준으로 자동 조절하는 것이다. APR 기능은 환자의 상황, 예를들면,어른및 어린이,뚱뚱한 신체및 마른신체,키가큰 환자나 키가작은 환자에 따라서 자동적으로 X-Ray의 노출 정도를 기존 임상실험을 통해서 얻어진 임상 Data를 이용하여서 자동적으로 설정되도록 하므로써, 의사나 방사선사의 사용상 편리함을 제공함과 동시에 환자가 최상의 상태에서 X-Ray의 촬영을 할수 있도록 하는 기술적 과제와 또한,환자가 최소량의 X-Ray량만을 촬영시에 맞을수 있도록 기존에는 60Hz의 Sign파를 사용하여 필요한 영상을 얻기위해서는 환자가 불필요한 많은량의 X-Ray에 장시간 노출되었으나,Invertor를 사용하여 High Frequecny(30-40Khz)로 X-Ray를 발생시킴으로써 환자가 최단시간에 최소의 X-Ray량에 노출되면서도 좋은 화질의 영상을 얻을수 있게 해야하는 기술적 과제및 또한 기존의 X-Ray촬영기 및 투시기 기능은 Analog인점을 감안하여 본 발명에서는 Digital신호로 변환 및 Digital화된 영상신호를 PC의 Hard disk에 저장 및 Print가능하도록 하여, 각 환자별로 쉽게 영상 Data를 관리할수 있게하고 원거리에 송부하여서 의사가 장소에 구해받지않고 환자를 진찰할 수 있게 해결 해야했던점이 기술적 과제임.Conventional The X-Ray Radiography / Fluoroscopy System has a lot of inconveniences because the radiologist arbitrarily sets the data necessary for X-ray imaging manually without using a microprocess, and the patient cannot be precisely adjusted due to the random selection of the radiologist. In some cases, measurement errors may occur, and unnecessary X-rays may cause damage to patients or radiologists. In view of the above, the present invention provides a technical problem to solve the conventional problems by employing a microprocessor (MCU) to enable automatic setting for a patient based on data obtained through a number of experiments in advance. In addition, the present invention provides a technical problem for embedding AEC (automatic exposure control device), ABC (automatic brightness control device) and APR (Aatomic Programming) functions as a method for improving the performance of the X-Ray generator. The AEC function terminates the exposure of X-Ray when the required amount of X-Ray is exposed on the X-Ray film. The AEC function prevents the patient from being exposed to unnecessary X-Ray. It will automatically adjust to a level that satisfies. The APR function automatically monitors the clinical data obtained from existing clinical trials to determine the extent of X-Ray exposure, depending on the patient's situation, for example, adults and children, fat and skinny, tall or short patients. By setting it automatically, the technical task of providing the convenience of the doctor or radiologist and allowing the patient to take X-rays in the best condition, and also the patient can meet the minimum amount of X-Ray Conventionally, the patient has been exposed to a large amount of unnecessary X-Ray for a long time to obtain the necessary image by using 60Hz sign wave, but the patient is shortest by generating X-Ray with High Frequecny (30-40Khz) using Invertor. The technical challenge of ensuring good image quality while being exposed to the minimum amount of X-Ray in time, and also the existing X-Ray filming and seeing functions In view of the analog point, in the present invention, by converting and converting the digital signal into a digital signal, it is possible to store and print on the hard disk of a PC, so that each patient can easily manage the image data and send it to a remote place to obtain a doctor at a place. The technical challenge was to solve the patient without receiving it.

도1)의 Main Control System의 Block Diagram은 본특허에서 설명하고자하는 전체적인 동작을 제어하는 역할을하는 부분을 나타내고 있으며, Software 프로그램은 마이크로프로세서를 사용하여 제작하도록 설계되었다.The block diagram of the main control system of FIG. 1 shows a part that controls the overall operation to be described in the present patent, and the software program is designed to be manufactured using a microprocessor.

본 System의 모든 동작은 CPU의 입출력 포트와 내/외장된 주변장치를 사용하 여 작동된다. 프로그램은 도1)-가) Display & Key Input System, 나) kV Control System,다) mA Control System, 마) Calibration System, 바) Anatomic Program Subsystem,사) 외부 I/O Control System, 아) Error Check System으로 구성되며,이 모든 동작을 Main Control System에서 제어 및 감시한다. 도 2) X-Ray 촬영/투시기 전체도는 본고안의 전체적인 설명을 위해서 제시한 block 도이다. X-Ray 촬영 및 투시 목적을 수행하기 위해서는 다)고주파 X-선 발생기와 가) LCD Display, 나)콘트롤콘솔, 라)고압변압기 ,마)배압회로 바)Change Box 와 X-Ray촬영용으로 사)Tube(1) 및 차)이온챔버(1)과 투시용을위해서 차)Tube(2) 및 타)이온챔버(2)및 하)필름카세트, 파)그리드 와 카) 영상증폭관(Image Intensifier) 및 영상검출기 ( CCD ), b)TV-Monitor가 필요한 구성요소 이며, 다)고주파 X-선발생기는 다-1)정류기,다-2)고압조정회로 및 Invertor, 다-3)필라멘트 조정회로,다-4)Timer로 구성되어 진다. 또한,기존의 X-Ray촬영기 및 투시기 기능은 Analog인점을 감안하여 본 고안에서는 도2)의 b)TV Monitor로 들어가는 Analog신호를 도2)의 따)A/D 변환기를 통해서 빠)Workstation에서 Display가능한 Digital신호로 변환 및 Digital화된 영상신호를 PC의 Hard disk에 저장 및 Print가능하도록 하며, 각 환자별로 영상 Data를 관리할수 있는 Application Program을 별도로 고안하였다.All operation of this system is operated by using CPU input / output port and internal / external peripherals. 1)-A) Display & Key Input System, b) kV Control System, c) mA Control System, e) Calibration System, F) Anatomic Program Subsystem, External I / O Control System, H) Error Check It consists of a system, and all these operations are controlled and monitored by the Main Control System. 2) The overall X-ray photographing / perspective diagram is a block diagram presented for the overall description of this paper. C) High frequency X-ray generator and a) LCD display, b) control console, d) high voltage transformer, e) back pressure circuit bar, c) change box and x-ray shooting. Tube (1) and Tea) Ion chamber (1) and for viewing purposes) Tube (2) and other) Ion chamber (2) and lower) Film cassette, Far) Grid and car) Image Intensifier And image detector (CCD), b) TV-Monitor are necessary components. C) High frequency X-ray generator is C-1) rectifier, C-2) high voltage adjusting circuit and inverter, c) filament adjusting circuit. -4) It consists of Timer. In addition, in consideration of the fact that the existing X-ray camera and the projection function are analog, in the present invention, the analog signal entering the b) TV monitor of FIG. 2) is displayed through the A / D converter of FIG. 2). It is possible to save and print the converted digital signal and digitalized image signal on the hard disk of PC, and have devised an application program that can manage the image data for each patient.

도2)의 다)X-선 발생기는 본고안을 수행하기위해서 중요한 구성품으로써, X-선관에 전기 에너지를 공급하고 노출 시간을 제어한다. X-선관은 두 종류의 전원이 필요한데,하나는 필라멘트를 가열하는 전원이며 이것은 도1)의 다-3)필라멘트 조정회로에서공급되어지며, 다른 하나는 전자를 가속하기위한 X-Ray Tube의 양극과 음 극 사이의 전원을 공급하는 것으로 도2)의 다-2) 고압조정 회로 및 Invertor에서 공급되도록 고안하였다. 도1)의 다-3) 필라멘트 조정회로는 전류를 조절하는 가변저항과 강압변압기( Step Down Transformer)를 포함하고, 도1)의 다-2) 고압조정회로 및 Invertor는승압변압기( Step-Up Transformer) 및 Invertor가 필요하며, 이들 고안에 대해서는 도4)고압회로 및 도5)필라멘트회로 처럼 설계 하였다. 도1)의 다)고주파 X-선발생기의 입력은 교류이므로 다-1)정류기를 통하여 교류를 직류로 변환한다. 다시 말해서 X-선 발생장치는 도2) X-Ray 촬영/투시기 흐름 및 단계별 파형도에서 보는바와같이 도2)의 가)AC전원회로를 통해서 항상 110-220Volts,60Hz 또는 380-440Volts,50Hz의 교류전류전원이 반드시 필요하며, 이것은 도2)의 나)DC 정류회로를 통해서 직류로 변환되며,고전압을 만들기위해서 도3)의 다)Invertor회로에서 펄스형태의 고주파수High Frequency)를 발생시켜서 도3)의 라)고압변압기 및 도3)의 마)변압회로를 거쳐서 고전압(High Voltage)가 바)X-Ray Tube로 공급되는데, 이것은 발생된 전자를 음극에서 양극으로 가속하기위한 전기적 에너지가 공급하기 위해서 본고안이 필요한 단계별 흐름을 나타내며, 각 단계별로 변화하는 파형을 나타낸다. 그 외에 제 3의 회로 로서 노출 시간을 결정하는 도2)다-4)Timer 회로가 있다. 이들 세가지의 회로는 서로 밀접한 관계를 가지고 있으므로 분리하여 설명 하고자한다. X-Ray 발생장치(Generator)는 도2)의 나)Control Console 과 도2)의 다)고주파 X-선 발생기 및 고압변압기,마)The X-ray generator of Figure 2) is an important component for carrying out the present design, which supplies electrical energy to the X-ray tube and controls the exposure time. The X-ray tube requires two kinds of power sources, one for heating the filament, which is supplied from the multi-filament control circuit of Fig. 1), and the other is the anode of the X-ray tube for accelerating electrons. It is designed to supply the power between the cathode and the cathode. 3) The filament adjusting circuit of FIG. 1 includes a variable resistor and a step down transformer for adjusting current, and the 2-2 high voltage adjusting circuit and an inverter of FIG. 1) are step-up transformers. Transformer) and Invertor are required, and these designs are designed like Figure 4) High voltage circuit and Figure 5) Filament circuit. C) The input of the high frequency X-ray generator of Fig. 1) is an alternating current, so the alternating current is converted to direct current through the rectifier. In other words, the X-ray generator is always 110-220Volts, 60Hz or 380-440Volts, 50Hz through the a) AC power circuit of Fig. 2) as shown in Fig. 2) X-Ray imaging / transmission flow and step-by-step waveform diagram. AC current power is necessary, and this is converted into DC through b) DC rectifier circuit in Fig. 2) and c) Invertor circuit in Fig. 3 to generate high voltage. D) High voltage is supplied to the X-ray tube through the high voltage transformer and e) transformer circuit of Fig. 3), which provides electrical energy to accelerate the generated electrons from the cathode to the anode. In order to show this step, we need to show the flow of steps, and the waveforms that change in each step. In addition, as a third circuit, there is a circuit of Fig. 2) -4) Timer which determines the exposure time. These three circuits are closely related to each other and will be described separately. X-Ray generator is composed of b) Control Console of Fig. 2) and c) High-frequency X-ray generator and high voltage transformer of Fig. 2).

배압회로 등으로 구성되어 있다. And a back pressure circuit.

도2)의 나)Cotrol Console은 방사량및 투시량의 기술적 요소를 선택하도록 하며,X-Ray의 방사를 초기화 시켜주는 역할을 한다. 도2)의 다)고주파 X-선 발생기는도2)의 라)고압변압기와 다-1)정류기(Rectifiers) 및 다-2)고압조정회로 및 Invertor 와 다-3)필라멘트 조정회로 및 다-4) Timer의 4가지 주요회로로 구성할 수 있으며, 이들의 동작에 의해서 X-Ray Tube에서 X-Ray를 발생시키위해서 요구되어지는 전압,전류,시간폭을 제공하게된다. 도1)의 라)고압변압기는 특히 입력 AC 전원을 증가 및 감소시키는회로를 내장하고 있어서 전압을 조정하는 기능을 제공하며, 1차 코일에 AC가 입력되면 2차 코일로 전압 및 전류가 유도되게되며, 코일의 감은 회수에 따라서 입력 대 출력 전압을 조정할 수 있게 된다. 이러한 입력 대 출력의 관계식은 T1/T2=V1/V2 이며, 여기서, T1=1차 코일의 감은횟수, T2=2차 코일의 감은 횟수를 말하며, V1=1차 코일에 입력되는 전압, V2=2차 코일에 출력되는 전압을 말한다. 도2)의 라)고압변압기는 2차측에서출력되는 전압은 증가시키는 반면에,전류는 감소가 되는 변압기를 말하며, 도2)의 다-1)정류기(Rectifier)는 X-Ray Tube에 필요한 직류전원(Direct Current)를 을위해서 교류전원( Alternating current )를 DC로 바꾸는 역할을 하도록 고안되었다. 도2)의 다-1)정류기에는 X-Ray Tube의 필라멘트를 과전류로 부터 보호하기위한 전류제한 회로가 내장되어 있다. 또한 정류를하는 방법은 2가지가 있는데, 한가지는 반파정류회로( Half-Wave )을통하여 도13)의 b)와같은 반파정류기의 출력파형 을 출력하는 것이며,다른 한가지는 전파정류회로( Full-Wave )를 채택하여 도13)의 c)전파정류기의 출력파형을 출력하는것 인데, 이것은 2쌍의 정류기가 별도로 동작하도록 구성하였으며, 도13)의 a) 60Hz 교류파형(싸인파 펄스)에 의하여 positive/negative 펄스 모두에서 전 자가 X-Ray Tube의 캐소드(Cathode)에서 애노드(Anode)로 흐르게된다. 2) b) Cotrol Console to select the technical elements of the radiation dose and see-through dose, and serves to initialize the radiation of the X-Ray. C) The high frequency X-ray generator of Fig. 2) d) the high voltage transformer and c) the rectifiers and c-2) the high pressure regulating circuit and inverter and the c) filament adjusting circuit and the d- 4) It can be composed of 4 main circuits of Timer, and by their operation, it provides voltage, current, time width required to generate X-Ray in X-Ray Tube. D) The high voltage transformer of FIG. 1) has a function to adjust the voltage, especially since a circuit for increasing and decreasing input AC power is provided, and when AC is input to the primary coil, voltage and current are induced to the secondary coil. The winding of the coil can be adjusted according to the number of times the input to output voltage. The relationship between these inputs and outputs is T1 / T2 = V1 / V2, where T1 = number of turns of the secondary coil, T2 = number of turns of the secondary coil, and V1 = voltage input to the secondary coil, V2 = Refers to the voltage output to the secondary coil. 2) D) The high voltage transformer refers to a transformer that increases the voltage output from the secondary side, while the current decreases, and the multi-rectifier of FIG. 2) is a direct current required for the X-ray tube. It is designed to convert alternating current to DC for direct current. C-1) rectifier of Fig. 2) has a built-in current limiting circuit to protect the filament of the X-ray tube from overcurrent. In addition, there are two methods of rectifying, one of which outputs an output waveform of a half-wave rectifier such as b) of FIG. 13 through a half-wave rectifying circuit, and the other of full-wave rectifying circuit (Full-Wave). The output wave of c) full-wave rectifier of Figure 13) is adopted by adopting Wave), which is configured so that two pairs of rectifiers operate separately, and a) by the 60 Hz AC waveform (signature wave pulse) of Figure 13). In both / negative pulses, the electrons flow from the cathode of the X-ray tube to the anode.

가장 이상적인 2차측 전압 파형은 도13)의 d) 고주파 출력 파형 에서 보는바와 같이 일시적인 변동이 없는 안정된 평활 상태의 직류 파형이 되는 것인데, 본 발명에서는 고주파 출력 파형을 이용한 고주파 X-선 발생장치를 채택하였다.The most ideal secondary voltage waveform is a steady-state DC waveform having a stable smooth state without transient variation as shown in d) high frequency output waveform of Fig. 13). In the present invention, a high frequency X-ray generator using a high frequency output waveform is adopted. It was.

고주파 X-선 발생장치(high frequency generator)의 장점은 1) 단상 전원을 공급받으면서도 ripple factor가 매우 낮아 삼상 전파 정류와같이 거의 정전압에 가까운 전압파형을 갖는다. 2) 동일 노출 조건에서 단상전파 발생장치보다 환자 선량의 약 35%를 감소시킬수 있는 점이다. 3) 고주파 발생장치의 mAs를 단상전파장치와 동일하게하고 여러 검사에 따라 관전압을 조절하였을 때 X-선발생율이 평균 60%가 높다. 따라서 동일 필름농도를 얻으려 할 때 노출시간은 상대적으로 짧아진다. 노출시간도 변조기의 고주파수를셈하여 정확히 제어할 수가 있어어 정확도가 높다. 4) 발생 장치의 kW 정격이 30-50kW 일 때 동일무게,쿠기의 X-선관용기내에 변압기등을 설치 할 수 있도록 변압기를 매우 작고 가벼운 형태로 개발하였다. E/f x n x A = 일정( Constant ),E=변압기전압, n=권선수,f=주파수, A=철심의 단면적을 나타낸다. 위 식에서 주파수를 100배정도( 60Hz에서 30,000Hz) 로 증가시 킬 경우 상대적으로 권선수와 철심의 단면적을 500배 정도 감소할 수 있어 철심의 단면적을 500정도 작게할 수 있다는 의미이다. 고주파 발생 장치의 기본원리는 변압기의 1차코일 전류변화율에 비례한 2차코일 내 전압을 유도하는데 유도전압은 Faraday의 법칙에따라 자기변도(magnetic flux)의 시간변화율에 비례한다. 고주파 발생장치는 변압기 1차코일에 보내지기 전에 60Hz 입력전원 주파수를 30,000Hz로 높여준다. 이것을 Invertor 라고하는데 도1)의 다-2)고압조정 회로 및 Invertor에서 보는바 Advantages of the high frequency X-ray generator include: 1) the ripple factor is very low, even when supplied with single-phase power, and has a voltage waveform that is almost constant voltage, such as three-phase full-wave rectification. 2) It is possible to reduce about 35% of the patient's dose than the single phase propagation device under the same exposure conditions. 3) When the mAs of the high frequency generator are the same as the single phase propagator and the tube voltage is adjusted according to various tests, the X-ray generation rate is 60% on average. Therefore, the exposure time is relatively short when trying to obtain the same film concentration. The exposure time can also be precisely controlled by counting the high frequency of the modulator, resulting in high accuracy. 4) When the generator's kW rating is 30-50kW, the transformer is developed in a very small and light form so that the transformer can be installed in the same weight and X-ray tube of the cookie. E / f x n x A = Constant, E = transformer voltage, n = winding, f = frequency, A = cross section of iron core. In the above equation, if the frequency is increased to about 100 times (60Hz to 30,000Hz), the number of windings and the cross section of the iron core can be reduced by 500 times, which means that the cross section of the iron core can be reduced by about 500 times. The basic principle of the high frequency generator is to induce a voltage in the secondary coil proportional to the rate of change of the primary coil current of the transformer. The induced voltage is proportional to the rate of change of the magnetic flux according to Faraday's law. The high frequency generator raises the 60Hz input supply frequency to 30,000Hz before being sent to the transformer primary coil. This is called an Invertor, as seen in C-2) High Voltage Adjustment Circuit and Invertor of Fig. 1).

와 같이 Invertor는 1) 단계에서 입력 전원 60Hz 전류를 정류하여 120Hz로 DC화하고,2) 단계에서 smoothing한다. 3)단계의 변조기(chopper)에서 smooth DC를 받아서 30,000Hz로 변환하여 4) 단계의 고압변압기 1차측에 보내져 승압된다. 5)단계의 정류화로서 고압 30,000Hz의 변압기 출력을 초당 13,000 고압펄스로 다시 정류하여 6)단계의 고압필터에서 다시 smothing한 다음 정전압이라 할수 있는 ripple free 전압 을 X-선관으로보낸다. 결과적으로 입력전원에 상관없이 정전압 파형을 이루어 특별한 전원공급이나 전압 안정기의 도움이 필요없는 장점이 있다. 노출시간 조절은 변조기의 고주파수를 셈하여 정확히 제어할 수 가있다. 도1)및 도2)의 라)고압변압기의 구성품은 기름을 가득 채운 접지된 금속함 내에 필라멘트 회로를 위한 강압 변압기 (Step-Down trans-former), 도1)의 라)고압 변압기(Step-Up transformer) 그리고 교류전류(alternating current, AC)를 직류전류(direct current,DC)로 변환시키는 도1)의 다-1)정류기를 담고있다. 회로에 필요한 전위차는 150kVp까지 있어 도1)의 마)배압회로 및 도1의) 라)고압변압기,도1)의 다-1)정류기는 절연 작용과 구성품간 sparking을 방지하는 작용을 겸하는 기름내에 유침시켰다. 이 기름은 정제한 공유(mineral oil)로서 절연 작용과 전력손실(동손,철손)에 의한 열을 냉각하여 주는 작용을 겸하도록 본고안은 설계되었다.As shown in Figure 1, the inverter rectifies the input power 60Hz current into DC at 120Hz and smooths in step 2). The smooth DC is received by the modulator (chopper) in step 3), converted to 30,000 Hz, and sent to the primary side of the high voltage transformer in step 4). As rectification in step 5), the transformer output of high pressure 30,000Hz is rectified again to 13,000 high pressure pulses per second, smothing again in the high pressure filter in step 6), and ripple free voltage, which is called constant voltage, is sent to the X-ray tube. As a result, a constant voltage waveform can be achieved regardless of the input power supply, which does not require any special power supply or voltage stabilizer. Exposure time control can be precisely controlled by counting the high frequency of the modulator. D) components of the high voltage transformer of Figures 1) and 2) are step-down trans-formers for the filament circuit in a grounded metal box filled with oil; Up transformer) and multi-1) rectifier of Fig. 1) that converts alternating current (AC) into direct current (DC). The potential difference required for the circuit is up to 150 kVp, e) back pressure circuit in Fig. 1) and d) high voltage transformer in Fig. 1), and c) 1) rectifier in Fig. 1) in the oil that combines insulation and prevents sparking between components. Soaked. This oil is a refined common oil that is designed to act as both an insulating action and cooling the heat caused by power loss (copper loss, iron loss).

본발명의 자세한 이해를 위해서 각각의 구성품의 동작수행에 대해서 설명을 하고자한다. 먼저 도1)의 라)고압 변압기에 대해서 설명하면, X-선 발생장치의 전원은 110-220volts,60Hz 또는 380-440volts,50Hz의 교류이지만 필라멘트 가열에 필 요한 전압은 약 10volt이다. 전자의 가속을 위해 자)Tube(1)및 차)Tube (2)에 주어지는 전위차는 40-150kVp가 필요한 까닭에,변압기로 이들이 필요한 전위차(전압)로 승압 또는 강압한다. 만일 10volt 음전위를 갖는 어느한점과 10volt의 양전위르 갖는 다른 한점이 있다면 두점 사이의 전위차는 20volt라한다. 이와같이 전위차로인한 전자의 흐름을 전류(current)라하며 전자는 양전위쪽으로 흐른다. 도3)와같이 마주보는 철심(iron core)에 두개의 도선을 감은 것으로서 1차 코일을 주회로(primary circuit), 2차 코일을 2차회로(secondary circuit)라 한다. 전류가 1차 코일에 흐르면 철심에 자장이 발생하면서 2차 코일에 자장에의한 유도For the detailed understanding of the present invention, the operation of each component will be described. First, d) high voltage transformer of FIG. 1), the power of the X-ray generator is 110-220 volts, 60 Hz or 380-440 volts, 50 Hz AC, but the voltage required for filament heating is about 10 volts. Since the potential difference given to i) Tube (1) and C) Tube (2) for the acceleration of electrons is required 40-150 kVp, the transformer is stepped up or down to the required potential difference (voltage). If there is one point with a 10 volt negative potential and the other with a 10 volt positive potential, the potential difference between the two points is 20 volts. The flow of electrons due to the potential difference is called current, and the electrons flow toward the positive potential. As shown in FIG. 3, two conductors are wound around an iron core facing each other, and a primary coil is called a primary circuit, and a secondary coil is called a secondary circuit. When current flows in the primary coil, a magnetic field is generated in the iron core and the magnetic field is induced by the secondary coil.

전류가 흐른다. 이러한 상호 유도현상을 이용하여 변압기는 교류 전압을 자유롭게 높히거나 낮게할 수 있는 것이다. 전류는 오직 자장이 변화(증가,감소할 경우)할때만 2차 회로를 통해 흐르고 안정상태를 유지할 동안은 전류가 흐르지 않는다. 고압회로는 도4)와같이 교류를 이용한다. 이는 교류 전류가 주기적으로 극성이 바뀌어서 전위차(전압)가 연속적으로 변화하기 때문이다. 전압이 (+)일 때 전류가 어떤 방향으로 흘러간다면(-)일때는전류가 그 반대 방향으로 흘러간다. 교류의 중요한 특성은 이렇게 연속적으로 전압이변화하고 이로 인하여 자장도 연속적으로 변화하기 때문에 변압기의 1차 코일에 이와같은 교류 전류를 공급하면 2차 코일에도 교류전류 (유도전류)가 계속 흐르게 할 수 있기때문이다. 변압기 두 회로간의 전압은 두 회로의 권선수에 비례한다. 즉 n1/n2=v1/v2, 여기서 n1=주회로의 권선수, n2= 2차 회로의 권선수, v1=주 회로의 전압, v2= 2차 회로의 전압을 나타내며, 1차 코일보다 2차 코일의 권선수가 많은 변압기는 2차 전압이 증가하므로 승압 변압기 (step-up transformer)라하며, 2차 코일의 권선수가 작은것은 전압이Current flows By using this mutual induction phenomenon, the transformer can freely raise or lower the AC voltage. The current flows through the secondary circuit only when the magnetic field changes (increases or decreases) and no current flows while it remains stable. The high voltage circuit uses alternating current as shown in FIG. This is because the alternating current periodically changes in polarity and the potential difference (voltage) changes continuously. If the current flows in one direction when the voltage is positive, the current flows in the opposite direction when the current is negative. An important characteristic of alternating current is that the voltage changes continuously and thus the magnetic field also changes continuously, so supplying such alternating current to the primary coil of a transformer can cause the alternating current (induction current) to continue to flow in the secondary coil as well. Because. The voltage between the two circuits of the transformer is proportional to the number of turns of the two circuits. N1 / n2 = v1 / v2, where n1 = number of turns of the main circuit, n2 = number of turns of the secondary circuit, v1 = voltage of the main circuit, v2 = voltage of the secondary circuit, and secondary to the primary coil Transformers with a large number of turns of coils are called step-up transformers because the secondary voltage increases.

감소하므로 강압 변압기(step down transformer)라한다. 두 회로간의 전류 또한 두 회로의 권선수에 비례한다. n1/n2=i2/i1, 여기서 n1=주회로의 권선수, n2= 2차 회로의 권선수,i1=주 회로의 전류, i2= 2차 회로위 전류이다. 도1)의 자)Tube(1) 및 차)Tube(2)에 주어지는 전압은 항상 최대값(kVp)로 표시하므로 변압기 2차전압의 최대값을 알려고 하면 x1.41을한다. 변압기는 에너지를 생성하는 것이 아니므로 에너지 보존 법칙에 의하여 두회로의 전력은 동일하다. 따라서 전압이 증가하면 상대적으로 전류가 감소한다.즉,v1i1=v2i2이다. 여기서 v1= 주회로의 전압, v2= 2차 회로의 전압, i1= 주회로의 전류,i2= 2차 회로의 전류를 말하며, 변압기의 전력이 3,000Watt라면 고압(100v x 31A),저압(30,000v x 0.1A)는 동일한 것이다. 도1)의 고압 조정회로 및 Invertor는 고압 전압회로는 지정된 전압(kVp) 및 파형을 X-Ray Tube에 가하여서 X-Ray Tube의 캐소드(Cathod)에서 애노드(Anode)로 전자의 흐름을 가속시켜서 X-Ray를 방출할 수 있도록 전기적 힘을 제공하는 회로이다.As it decreases, it is called a step down transformer. The current between the two circuits is also proportional to the number of turns of the two circuits. n1 / n2 = i2 / i1, where n1 = number of turns of the main circuit, n2 = number of turns of the secondary circuit, i1 = current of the main circuit, i2 = current on the secondary circuit. Since the voltages given to i) Tube (1) and c) Tube (2) in Fig. 1 are always expressed as the maximum value (kVp), to find the maximum value of the transformer secondary voltage, x1.41 is obtained. Since the transformer does not generate energy, the power of the two circuits is the same according to the law of energy conservation. Therefore, as the voltage increases, the current decreases relatively, i.e., v1i1 = v2i2. Where v1 = main circuit voltage, v2 = secondary circuit voltage, i1 = main circuit current, i2 = secondary circuit current, and if the power of the transformer is 3,000 Watts, high voltage (100v x 31A), low voltage (30,000) vx 0.1A) is the same. The high voltage control circuit and inverter of FIG. 1 accelerate the flow of electrons from the cathode of the X-ray tube to the anode by applying a specified voltage (kVp) and a waveform to the X-ray tube. It is a circuit that provides electrical force to emit X-Ray.

도4)은 고압회로(high-voltage circuit)를 간단히 도해한 것이다. 도에서는 수 개의 단자만을 끌어내어 도해 하였지만 실제로는 X-선 장치에 사용하는 각 관전압값을 위한 수 많은 단자가 필요한데, 본고안에서 40-100kVp 범위의 장치에 2kVp 조절단위로 31개 의 단자가 있다. 도1)의 다-3)필라멘트 조정회로 및 도5)필라멘트회로는 요구되는 Tube 전류를 제공하기위해서 필요한 전압을 공급하는 회로로서, 가변 저항기와 강압변압기(Step_Down Transformer)이외에 공간전하 보상기,필라멘트 전압 안정기로 구성한다. 도5)의 필라멘트회로에서 X-Ray Tube내에있는 필라멘트는 코일형 텅스텐 도선으로 전류가 주어지면 가열되어 열전자를 방출하도록 설계되어있다. 강압 변압기 ( Step-Down Transformer, 필라멘트 가열 변압기 )는 필라멘트를 가열하는데 필요한 전위차는 낮아서 약 10volt,전류는 3-5A이다. 이는 X-선관에 흐른는 전류가 아니고 단지 필라멘트를 가열키위한 전류이다. 입력전원(120-220volt)이 필라멘트 가열전압(10volt)보다 높기 때문에 강압변압기 (Step-Down Transformer)를 이용하여 전압을 감소할 필요가 있다. 도5)의4 is a simplified illustration of a high-voltage circuit. In the figure, only a few terminals are drawn and illustrated, but in practice, a large number of terminals are required for each tube voltage value used in the X-ray apparatus. In this paper, there are 31 terminals in the range of 40-100 kVp in a 2kVp control unit. 3) Filament adjusting circuit and Fig. 5) Filament circuit of Fig. 1 are circuits for supplying the required voltage to provide the required tube current, and in addition to the variable resistor and step-down transformer, the space charge compensator and the filament voltage It consists of a ballast. In the filament circuit of Fig. 5), the filament in the X-ray tube is designed to emit hot electrons when heated by a coiled tungsten wire. Step-Down Transformer (Filament Heating Transformer) has a low potential difference for heating the filament, so it is about 10 volts and current is 3-5A. This is not the current flowing through the X-ray tube, but only the heating of the filament. Since the input power (120-220 volt) is higher than the filament heating voltage (10 volt) it is necessary to reduce the voltage using a step-down transformer. 5)

필라멘트 변압기는 강압 변압기(Filament transformer)라고도하며, 1차,2차 코일의 권선비는 약 10:1이고 도4)고압 변압기와 함께 접지된 금속함 내에 유침한다. 본 고안에서는도2)의 다-3) 필라멘트 조정회로를 통해서 2개의 필라멘트를 사용하므로, 각각의 필라멘트를 위해서 2개의 별도에 Step-Down Transformer를 사용하였다. 필라멘트 전압은 매우 정밀하게 조정될수 있도록 설계를 해야한다.The filament transformer is also called a filament transformer, and the winding ratio of the primary and secondary coils is about 10: 1 and is immersed in the metal box grounded together with the high voltage transformer. In the present invention, since two filaments are used through the filament adjusting circuit of FIG. 2), two separate step-down transformers are used for each filament. The filament voltage must be designed so that it can be adjusted very precisely.

따라서 본 발명에서는 도1)의 나)Control Console 에서 조정할 수 있도록 설계되어있다.또하나는 선택된 전압 (kVp)의 변경에 따라서 X-Ray Tube에 흐르는 전류의 차이가 발생시 이를 보상하는 전압 안정화 회로를 내장하였다. 전압의 변동이 작을지라도 상대적인 관전류의 변화율은 상당히 커지므로 안정된 전압을 공급하여야한다. 즉 필라멘트 전압 변동 5%는 X-선관전류 20-30%의 변동을 유발한다. 도6)의 가)필라멘트 전압 안정기(voltage stabilizer)는 순간적이고 자동적으로 작용하도록 고안되었어며, 두 개의 입력단자와 출력단자를 갖는다. 출력단자는 mA 조절기와 필라멘트 변압기의 주회로에 연결되었으며 입력 전압의 변화가 있을 때 출력전압을 안정하게 하는 작용을 한다. 또한, 높은 관전류가 필요한 촬영을 할 때에는 필라멘 트로부터 많은 전자를 방출해야 하는데 방출전자는 공간전하의 영향을 받아 X-선관에 전위차를 주었을 때 모든 전자가 이동하지 않는다. 관전압을 높이면 공간전하로부터 많은 전자가 양극으로 이동하여 관 전류가 증가하고 관전압을 낮추면 양극으로 이동하는 전자 역시 감소하여 관 전류가 적게 흐른다.Therefore, in the present invention, it is designed to be adjusted in b) Control Console of FIG. 1). In addition, a voltage stabilization circuit is provided to compensate for a difference in current flowing through the X-ray tube according to a change in the selected voltage (kVp). Built. Even if the voltage fluctuation is small, the rate of change of the relative tube current is considerably large, so a stable voltage must be supplied. In other words, 5% of filament voltage fluctuation causes 20-30% of X-ray tube current. The filament voltage stabilizer of Fig. 6) is designed to act instantaneously and automatically, and has two input and output terminals. The output terminal is connected to the main circuit of the mA regulator and the filament transformer and stabilizes the output voltage when the input voltage changes. In addition, when shooting with high tube current, many electrons need to be emitted from the filament. The electrons are not affected by the space charge and all electrons do not move when the potential difference is given to the X-ray tube. Increasing the tube voltage causes many electrons to move from the space charge to the anode, increasing the tube current, and lowering the tube voltage also reduces the electrons traveling to the anode, resulting in less tube current.

이와같이 특정 관전류(도6)의 라)관전류 조절기)를 선택하였을지라도 관전압의 증감에 따라 X-선관에 흐르는 전류가 변화할 수 있다. 만일 관전류를 500mA에 고정하고 관전압 50kVp에서 90kVp로 점차 증가시켜보면 50kVp 일때는 이동 전자의 량이 감소하기 때문에 필라멘트 가열 온도를 올려주고 90kVp일 때는 이동전자의 량이 증가하기 때문에 필라멘트 가열온도를 내려서 양측의 관전류를 같게할 필요가 있으며 이러한 조절 장치가 도6)의 공간전하 보상기이다. 공간전하 보상기(space charge compensator)는 도6)와 같이 나)필라멘트 변압기의 주코일과 다)관전류 조절기에 대하여 특수 보상 변압기의 2차권선을 감은 것으로서 보상용 변압기 2차 권선에서 부가전압(additive voltage) 또는 공제전압(sub-tractive voltage)을 유도한는 것이다. 도1)의 다-4) Timer는 X-선 노출의 시작시간 및 노출시간,그리고 종료할 시간등을 조절하는 회로이며, 타이머의 기구적 부분은 노출시간을 조절하고, 스위치는 시작시간과 종료시간을 조정한다. 본 고안에서는 X-선 타이머회로가 노출시간을 1/100초에서 10초까지 조절할수 있도록 설계하였다. X-선 노출의 작동기전은 도7)에서 보는바와 같이 제어판의 타이머 조절기(timer selector)로서 특정 시간을 결정한후 2단계의 노출버튼 중 첫단을 누르면 필라멘트가 가열되고 양극이 회전하여 노출준비 완료가된다. 다시 두 번째 단을 누르면 회로가 닫히면선 노출 이 시작되고 특정 시간후 타이머에의해 회로가 열리면서 노출이 종료된다. 실제 회로를 열고 닫는 일은 개폐기가 하는것이고 타이머는 개폐기가 작동하도록 지시만한다. 두 개폐기 코일에 작동 전류를 보내는 것도 개시회로, 종료회로에서 분리 공급하여 하나의 개폐기가 닫히면 노출을 시작하고 또 다른 개폐기가 열리면 노출을 종료하는 방식이다. 노출개시용 개폐기는 open relay로서 코일에 전류를 공급하면 닫히고, 노출종료용 개폐기는 closed relay로서 전류를 공급하면 열린다. 본 고안에서는 입력 교류전원의 sine파의 "0"전압 x)에서 주회로를 열고 닫도록 설계하였으며. 교류전압 cycle의 "0"점에서 회로를 개폐하면 arc방전을 감소할 수 있어서 매우 짧은 노출 시간에서도 균등한 화질을 만들수 있게하였다. 본 발명에서는 추가적으로 X-Ray 발생기의 성능을 향상 시키기 위한 방법으로 AEC( 자동 노출 조정 장치)와 ABC( 자동휘 조정 장치)와 APR (Anatomic Programming) 기능을 내장하였다. 자동노출 조절장치는 X-Ray 필름상에 필요한만큼의 X-Ray가 노출 될 경우 X-Ray의 노출을 종료하는 기능으로, 환자가 불필요한 X-Ray에 노출되는 것을 방지함과 동시에 영상의 화질을 만족할 수준으로 자동 조절하는 것이다. 이러한 기능을 위해서는 이온챔버라고 불리는 AEC 디텍터를 사용하는데 이것은 필름이 들어있는 카세트 앞쪽이나 뒤쪽에 장치하도록 고안되었다. 본 고안에서 사용되는 도1)의 카) 및 타) 이온쳄버는 일종의 평판내에 가스가 채워진 챔버라고 할수 있으며, X-Ray가 챔버를 통해서 흐르게되어, 가스 미립자가 전리되게되며, 챔버에 도달되는 X-Ray의 농도에 비례한 전류를 생성하게된다. 본고안에서는 초기조정기능이 추가되어 있어서, 필름밀도에 따라서 사전에 정해진 전류를 제공하게되므로, 이 전류량에 도달하게되면, 자동적으로 타이머회로가 동작하여서 X-Ray의 노출을 종료시키도록 하였다. 그리고, 방사선사가 도1)의 나)Control Console 에서 전압(kVp)와 전류(mA)를 사전에 지정해두면, 본 고안의 AEC 기능이 동작하여서 X-Ray의 노출 시간을 자동적으로 결정하도록 고안하였다. AEC의 목적은 노출하는 동안 X-선관의 최대 kW rating 내에서 가능한 최저노출시간으로 X-선노출을 하는데 있다. 가능한 최저 노출시간이란 매우 짧은 노출시간을 뜻하는 것은 아니고 보다 짧은 노출시간을 의미한다. 일반적으로 촬영을 하려면 제어판에서 mA를 선택하여 고정한 다음 kVp와 노출 시간을 정한다. 그러나 AEC 발생장치는 mA가 아닌 mAs를 선택하면 자동으로 mA를 가변하면서 짧은 노출시간으로 동일 mAs를 출력하는 성능을 지니고 있다. 도8)의 관전압 70kVp에서의 이론적 X-선관의 정격표에서 만일 촬영 조건을 70kVp, 200mAs로 해야만 할 때 200mA를 선택하면 노출시간 1.0(200 mAs)을 선택하여야만 한다. 1.0초로 노출시간을선택하면 blur가 발생할 것은 당연하고 화질이 떨어질 것이다. 그렇다고 300mA를 선택하면0.5초(150 mAs), 400mA를 선택하면 0.3초(120mAs)의 노출시간 이상으로 촬영할 수는없다. 그사유는 도8)의 X-선관정격표에 의한 허용정격 내에서 노출시간이 제한을 받기 때문에, 이 X-선관 정격에서는 200mA, 1.0초를 선택하여야만 200 mAs를 얻을 수 있는것이다. 그러나, 도9)에서 보듯이 AEC기능은 높은 mA를 선택하고 차례로 낮은쪽으로 자동가변하여 같은 200 mAs를 1.0초가 아닌 0.5초로 단축할 수 있도록 고안되었다. AEC 에서 70kVp, 200 mAs의 촬영조건을 선택하면 장치의 최고 mA인 600mA에서 0.05초(30mAs), 500 mA에서 0.15초 (75 mAs), 400 mA에서 0.1초(40 mAs), 300mA 에서초(60mAs)로 노출을 진행하여 총 노출시간은 0.5초에 서 205mAs를 노출할 수 있다. 노출시간은 각 mA마다 끊어지는 것이 아니고 연속노출 하면서 mA가 가변하는것이다. 본 발명의 핵심 기능중의 하나인 APR(Anatomic Programing)기능은 각각의X-선 촬영시에 전압(kVp)와 전류(mA)를 선택하기 위해서 자주 사용되는 기능으로 사전에 충분한 실험 데이터를 추출하여서 콘트롤 콘솔 내부에 일정한 값을 사전에 내장하였다. 특히 본고안에서는 APR기능에 필요한 추가적인 Push Button을 도1)의 나)Control Consol에 내장하였으며, 이것은 방사선사가 선택할 수 있는 전압(kVp),전류(mA)와 AEC 시간, 그리고 X-Ray 노출시간등을 사전에 정해진 값으로 사용할수있도록 사용자의 편리성을 제공하였다. 이렇게 하므로서 방사선사는 복잡한 사용 설명서 등이 필요없이 간단히 button을 눌러서 환자에 맞게 선택하여 사용할 수 있도록 고안하였다. 투시에 있어서 휘도가 일정하게 유지되는 것은 매우 중요한 것이다. 환자가 마르거나 뚱뚱하거나에 관계없이 일정한 영상을 번득거림없이 유지하는 것이 ABC(Auto Brightness Control) 기능 인데, 본발명 에서는 영상증배기(Image Intensifier)의 입력에 항상 고정된 량의 X-Ray가 방사되도록 X-Ray 발생기에서 자동적으로 조절되도록 설계하였다. 이상으로 본발명의 Hardware측면에서 전반적인 설명을 하였으며, Hardware요소와 더불어서 본고안에서 매우 중요한 요소인 도1)의 나)Control Console내의 마이크로프로세서(MCU)와 EPROM내에 들어있는 Software를 설명하고자한다. 맨 먼저 사용자가 Power를 On하면 도1)의 나)Control Console에 있는마이크로프로세서(MCU)는 Booting에 반드시 필요한 요소들, 예를들면, Register,Interrupt, LCD등을 초기화시킨후, Power LED를 On 시키고, LCD에 표시할 문자들을 Display시키기 위해서 Write 루틴을 실행시 킨후, 그외에 부품 및 기능들을 올바르게 동작시키기 위해서 도1)의 나) Control Console에 있는 EPROM에 미리 저장된 각종 parameter들을 읽어내서 Setting을 시작한다.이때 시작되는 Setting은 2가지 경우로 진행될 수 있는데, 하나는 공장에서 맨 처음X-Ray촬영/투시기가 제조되었을 때 기본적으로Setting 되어야할 요소들을 Setting하는루틴과, 두 번째는 사용자가 사용중에 조건을 바꾸고자 할경우에 Setting을 하는루틴이다. 이러한 Setting을 하기위해서는 먼저 사용자가 어떤 명령을 보냈는지를 알아내기 위해서 도14) Display&Key Input Sub-System의 block도에서 보는것처럼 도2)의 나) Consol에서 Key를 누르게되면 어떤 Key가 눌러졌는지를 도14) 마)/바)에서 인지하게되며, 도14)-라)에서 Key Scan를 하게되며, 도14)-다)의에서LCD/LED를 통해서 Display하게되며, 도14)-가)/나)를 통해서 처리하게된다. 이때 도15)Main Control System Mode에서 보는것처럼,"Anatomic 모드"인지 "일반적 동작 모드" 인지, "Calibration 모드"인지에 따라서 기능이 수행되게 되는데, 먼저 장에서 맨 처음 제조 되었을 때 필요한 기본적인 Setting의 경우는 Power On이 된 경우 도1)의 나)Control Console에 있는 EPROM이 정확한지 여부를 Check한후 도1)- 나)의 Control Consol과 다)의 고주파 X-선 발생기 사이에 원활한 명령어 수행을 위해서 Setting에 필요한 Data를 도1)의 나)Control Console내에 있는 마이크로프로세서(MCU)를 이용하여 EPROM에 Writing하게되며, 도15)에서 "일반적모드"가 선택되는 경우는 도16)kVp Control System, 도17) mA Control System이 수행 되며, "Calibration모드"가 선택되면, 도18) kV Control Sub- System의 block diagram 및 도19) mA Control Sub-System의 block diagram 및 도20) Calibration System의 Block Diagram의 Heating Calibration등이 수행되며,"Anatomic 모드"가 선택되면 도21) Anatomic Program Sub System의 Block - Diagram이 수행되게된다. 도15)의 Main Control System은 시스템 전체를 제어및 감시를 담당하는 부분이다. 마이크로프로세서는 입출력 포트와 Timer 등을 이용하여 외부장치를 제어한다. Main Control System은 3개의 모드로 나누어진다."일반적동작모드"에서는 사용자가 정상적으로 System을 동작시키는 모드이며,"Calibration 모드"는 System의 주기능인 X-Ray 발생에 관련되는 Parameter를 실제값과 일치하게 하는 것으로 처음 생산될 경우 또는 System이 변경될 경우에 실행한다. 그리고 Anatomic 모드는 사용자의 편의를 위하여 많이 사용하는 촬영에대한 데이터를 저장하는 모드이다. 도 14) Display & Key Input System은 사용자의 조작에 의한 Key 입력과 Parameter를 화면에 표시하기 위한 부분이다. Display & Key Input System은 Push Switch Input과 Membrane Input,Thus, even if a specific tube current (D) tube current regulator of FIG. 6) is selected, the current flowing through the X-ray tube may change according to the increase or decrease of the tube voltage. If the tube current is fixed at 500mA and the tube voltage is gradually increased from 50kVp to 90kVp, the amount of moving electrons decreases at 50kVp, and the filament heating temperature increases. This control device is the space charge compensator of Fig. 6). The space charge compensator is the main coil of the filament transformer and the secondary winding of the special compensation transformer is wound around the tube current regulator as shown in Fig. 6). Or sub-tractive voltage. C) Timer is a circuit for adjusting the start time and exposure time and end time of X-ray exposure, the mechanical part of the timer controls the exposure time, and the switch starts and ends. Adjust the time In this design, the X-ray timer circuit is designed to control the exposure time from 1/100 second to 10 seconds. The operating mechanism of the X-ray exposure is a timer selector of the control panel as shown in Fig. 7). After determining a specific time, pressing the first step of the exposure button in step 2 heats the filament and rotates the anode to complete the exposure preparation. do. Pressing the second stage again closes the circuit and starts exposure. After a certain time, the timer opens the circuit and ends the exposure. The actual opening and closing of the circuit is the switch, and the timer only instructs the switch to work. Sending the operating current to the two switch coils is also supplied separately from the start and end circuits to start exposure when one switch is closed and end exposure when another switch is open. The exposure start switch is an open relay and closes when the current is supplied to the coil, and the exposure end switch opens when the current is supplied as a closed relay. In this design, the main circuit is opened and closed at "0" voltage x) of sine wave of input AC power. Opening and closing the circuit at the “0” point of the AC voltage cycle can reduce arc discharge, resulting in even image quality even at very short exposure times. In the present invention, the AEC (automatic exposure control device), ABC (automatic brightness control device) and APR (Aatomic Programming) functions are built in as a method for improving the performance of the X-ray generator. The automatic exposure control device stops the exposure of X-Ray when the required amount of X-Ray is exposed on the X-Ray film. This prevents the patient from being exposed to unnecessary X-Ray and improves image quality. It is automatically adjusted to the level of satisfaction. For this function, an AEC detector called the ion chamber is used, which is designed to be placed in front of or behind the cassette containing the film. K) and ta) ion chambers of FIG. 1 used in the present invention may be referred to as a chamber filled with gas in a kind of flat plate, and X-rays flow through the chamber, causing gas particles to ionize and reach the chamber. This produces a current proportional to the concentration of Ray. In this paper, the initial adjustment function is added to provide a predetermined current according to the film density. Therefore, when this current amount is reached, the timer circuit is automatically operated to terminate the X-ray exposure. In addition, if the radiologist specifies voltage (kVp) and current (mA) in advance in b) Control Console of FIG. 1), the AEC function of the present invention operates to automatically determine the exposure time of X-ray. The aim of the AEC is to provide X-ray exposure during exposure with the lowest possible exposure time within the maximum kW rating of the X-ray tube. The lowest possible exposure time does not mean very short exposure time, but rather shorter exposure time. In general, to shoot, select mA in the control panel to lock, then set kVp and exposure time. However, the AEC generator has the ability to output the same mAs with short exposure time while automatically changing the mA when selecting mAs other than mA. In the theoretical X-ray tube rating table at the tube voltage of 70 kVp in Fig. 8, if 200 mA is selected when the shooting conditions must be 70 kVp and 200 mAs, the exposure time 1.0 (200 mAs) must be selected. If you choose an exposure time of 1.0 seconds, blur will naturally occur and the image quality will deteriorate. However, if you select 300mA, you cannot shoot more than 0.5 seconds (150 mAs), and if you select 400mA, you can shoot over an exposure time of 0.3 seconds (120mAs). The reason for this is that the exposure time is limited within the allowable rating according to the X-ray tube rating table in Fig. 8). Therefore, 200 mA, 1.0 second must be selected for this X-ray tube rating to obtain 200 mAs. However, as shown in FIG. 9, the AEC function is designed to shorten the same 200 mAs to 0.5 seconds instead of 1.0 seconds by selecting a high mA and then automatically changing to the lower side. Selecting 70 kVp and 200 mAs in AEC selects 0.05 seconds (30 mAs) at 600 mA, 0.15 seconds (75 mAs) at 500 mA, 0.1 seconds (40 mAs) at 300 mA, and seconds at 60 mA (60 mAs). ), The total exposure time can be exposed to 205 mAs at 0.5 seconds. The exposure time is not broken for each mA, but the mA varies during continuous exposure. One of the core functions of the present invention, APR (Aatomic Programming), is a function frequently used to select voltage (kVp) and current (mA) during each X-ray imaging. It has a built-in constant value inside the control console. In particular, in this paper, an additional push button for the APR function is built in the b) Control Consol of Figure 1), which selects the voltage (kVp), current (mA) and AEC time, and X-ray exposure time that the radiologist can select. User convenience is provided so that it can be used with a predetermined value. In doing so, the radiologist was designed to select and use the patient simply by pressing a button without the need for complicated instructions. It is very important to keep the brightness constant in perspective. Regardless of whether the patient is dry or fat, maintaining a constant image without glare is the ABC (Auto Brightness Control) function. In the present invention, a fixed amount of X-Ray is always emitted at the input of an image intensifier. It is designed to adjust automatically in X-Ray generator as much as possible. The above has described the overall aspect of the hardware of the present invention, and together with the hardware element, the microprocessor (MCU) in the control console of FIG. First, when the user turns on the power, the microprocessor (MCU) in B) Control Console of FIG. 1 initializes the elements necessary for booting, for example, Register, Interrupt, LCD, etc., and then turns on the Power LED. After executing the Write routine to display the characters to be displayed on the LCD, in order to correctly operate the parts and functions, read the various parameters pre-stored in the EPROM in B) Control Console of Fig. 1) and start setting. The setting to be started at this time can be done in two cases, one is a routine that sets the basic settings that should be set when the first X-ray filming / projecting device is manufactured at the factory, and the second is the user's use. Setting routine to change the condition. To do this setting, first, to find out what command the user sent, see Figure 14) Display and Key Input Sub-System as shown in the block diagram. E) It will be recognized in e) / bar), and key scan will be done in Fig. 14) -d), and it will be displayed through LCD / LED in Fig. 14) -d), and Fig. 14-a) / b) Will be processed through At this time, as shown in Figure 15) Main Control System Mode, the function is performed depending on whether it is "Anatomic mode", "General operation mode" or "Calibration mode". In case of power on, check whether EPROM in b) Control Console of Fig. 1) is correct and then set it in order to perform a smooth command between the control console of Fig. 1) -b) and the high frequency X-ray generator of c). The necessary data is written to the EPROM using a microprocessor (MCU) in the control console of FIG. 1), and in the case where "normal mode" is selected in FIG. 15), FIG. 16) kVp Control System, FIG. 17). When the mA Control System is performed and "Calibration Mode" is selected, Figure 18) Block diagram of kV Control Sub-System and Figure 19) Block diagram of mA Control Sub-System and Figure 20) Heating Calibration of Block Diagram of Calibration System Do this It said, "Anatomic Mode" FIG. 21) Anatomic Program Sub System for Block is selected - the Diagram is to be performed. Main Control System of FIG. 15 is a part that controls and monitors the entire system. The microprocessor controls external devices using I / O ports and timers. The main control system is divided into three modes. In the "normal operation mode", the user operates the system normally. In the "calibration mode", the parameters related to the X-ray generation, the main function of the system, are matched with the actual values. It is executed when it is first produced or when the system is changed. And Anatomic mode is a mode that saves data about shooting that is used frequently for the user's convenience. 14) Display & Key Input System is a part for displaying Key input and Parameter by user's operation on the screen. Display & Key Input System includes Push Switch Input, Membrane Input,

Key Scan, Key Pressing Check, Key Mapping, Dynamic Display로 나뉜다. 도16) kV Control System은 kV 설정과 kV Offset계산, kV Data계산, kVIt is divided into Key Scan, Key Pressing Check, Key Mapping, and Dynamic Display. 16) kV Control System, kV setting, kV Offset calculation, kV Data calculation, kV

Data출력, kV출력시간 계산 kV검출 및 PWM파형 발생 등으로 나뉜다.사용자가 kV를 설정하고 kV Offset계산을 하여 E2PROM으로부터 kV Data를 생성하고 이 값을 D/A변환을 하여 출력한다. Analog 값으로 변환 전 kV Data값과 실제 발생된 kV 검출 값을 이용 PWM파형을 발생한다.도17) mA Control System은 mA설정과 mA Offset계산, mA Date계산, mA Data출력, mA검출 필라멘트 전류검출, PWM 파형 발생 및 mA 출력시간 계산 으로나뉜다. 설정된 mA로부터 mA Offset을 계산하여 EPROM으로부터 해당 되는 mA Data를 생성한다. 생성된 mA Data값은 D/A변환을 거쳐 PWM파형을 발생한다. PWM 파형은 Analog 변환된 지령 값과 검출된 전류 값을 입력으로 발생한다. Data output, kV output time calculation It is divided into kV detection and PWM waveform generation.The user sets kV and calculates kV offset to generate kV data from E2PROM, and this value is output by D / A conversion. Before converting to analog value, generate PWM waveform using kV Data value and actual generated kV detection value.Figure 17) mA Control System detects mA setting, mA Offset calculation, mA Date calculation, mA Data output, mA detection filament current It is divided into PWM waveform generation and mA output time calculation. The mA mA is calculated from the set mA and the corresponding mA data is generated from the EPROM. The generated mA data value generates PWM waveform through D / A conversion. The PWM waveform generates an analog converted command value and detected current value as input.

Calibration System은 도18) kV Calibration과 도19) mA Calibration, 도20) 의 Heating Calibration으로 나뉘어 진다. Calibration은 설정한 값으로 출력을 시키고 검출된 값을 비교하여 차이가 나면 Offset값을 변경하여 실제로 출력되는 값이 검출된 값과 일치하게 하는 것이다. 각각의 Offset값은 Calibration 이 완료된 후에는 저장이 되게 한다. 마지막으로 도22) Error check System은Error check, Error처리, Error 표시 부분으로 나뉘어진다. Error check는 주기적으로 할 뿐만 아니라 특정 동작을 실행하기 전과 후에 검사하여 신속한 대응을 가능하게 한다. Error의 중요도에 따라서 Error처리 방법을 다르게 하며 Error의 상태를 표시하여The Calibration System is divided into 18) kV Calibration, 19) mA Calibration, and 20) Heating Calibration. Calibration outputs the set value and compares the detected value. When there is a difference, the offset value is changed so that the actually output value matches the detected value. Each Offset value will be saved after calibration is completed. Finally, the error check system is divided into error check, error processing, and error display parts. Error check is not only periodic but also checks before and after executing a specific action for quick response. Depending on the importance of the error, the error handling method is different and the status of the error is displayed.

사용자 및 Service Engineer 쉽게 조치할 수 있도록 한다.Make it easy for users and service engineers to take action.

본 발명은 마이크로프로세서(MCU)를 이용하여, 고주파 X-선 발생장치(high frequency-generator) 에서 High Frequency 발생회로를 동작시켜서, X-Ray 촬영시에 X-선의 량을 최소화 시킬수 있어서, 방사선사 및 환자가 최소 필요량의 X-선만을 맞을수 있도록하는 화자보호 효과와, 종래의 X-Ray Radiography/Fluoroscopy System은 마이크로프로세스(MCU)를 이용하지않고 수동으로 X-Ray 촬영에 필요한 data를 방사선사가 임의로 설정함으로 인해서 많은 불편함이 따랐으며, 또한 방사 선사의 임의 선정으로 인하여 정확한 조정이 안되어서 환자에 따라서 측정 오차가 발생할 수 있었다.The present invention operates a high frequency generation circuit in a high frequency X-ray generator using a microprocessor (MCU), thereby minimizing the amount of X-rays during X-ray imaging, so that the radiation And a speaker protection effect that allows the patient to receive only the minimum required amount of X-rays, The X-Ray Radiography / Fluoroscopy System has a lot of inconveniences because the radiologist randomly sets the data necessary for X-Ray imaging manually without using the microprocessor (MCU), and also the accurate adjustment due to the random selection of the radiation carrier. Not this could lead to measurement errors depending on the patient.

이러한 점에 대응하여 본 발명에서는 마이크로프로세서를 사용하여서 환자에 맞게 모든 Parameter를 자동적으로 Scan하고, 자동적으로 자동 설정 가능하게 하므로 써 방사선사 나 환자 모두에게 편리하게 사용하면서도 최적의 촬영 조건으로 각각의 환자에 따라서 최적의 X-Ray량으로 촬영할 수 있도록 자동 조절 하므로써 불필요한 X-Ray량을 조절할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다. 특히 본발명에서는 APR(Anatomical-Program)기능에 필요한 추가적인 Push Button을 도1)의 나)Control Consol에 내장 였으며, 이것은 방사선사가 선택할 수 있는 전압(kVp),전류(mA)와 AEC 시간, 그리고 X-Ray 노출시간등을 사전에 정해진 값으로 사용할수 있도록 사용자의 편리성을 제공하였다. 이렇게 하므로서 방사선사는 복잡한 사용 설명서 등이 필요없이 간단히 button을 눌러서 환자에 맞게 선택하여 사용할 수 있도록 고안하였다. 투시에 있어서 휘도가 일정하게 유지되는 것은 매우 중요한 것이다. 환자가 마르거나 뚱뚱하거나에 관계없이 일정한 영상을 번득거림없이 유지하는 것이 ABC 기능인데, 본발명 에서는 영상증배기(Image Intensifier)의 입력에 항상 고정된 량의 X-Ray가 방사되도록 X-Ray 발생기에서 자동적으로 조절되도록 하였으며, Error check 기능을 내장하여 주기적 특정 동작을 실행하기 전과 후에 검사하여 신속한 대응을 가능하게 하였으며 . Error의 중요도에 따라서 Error처리 방법을 다르게 하며 Error의 상태를 표시하여 사용자 및 Service Engineer 쉽게 조치할 수 있도록 설계한 마이크로 프로세스(MCU)를 이용하여 자동노출조정(AEC) 및 APR 기능 을 구현한 지능형 X-Ray 촬영/투시기에 대한 발명임.
In response to this, in the present invention, a microprocessor is used to automatically scan all parameters according to a patient and automatically set them so that they can be conveniently used by both a radiologist and a patient, but are optimized for each patient in an optimal shooting condition. According to this, by automatically adjusting to shoot at the optimum X-Ray amount, it is possible to obtain the effect of controlling unnecessary X-Ray amount. In particular, in the present invention, an additional push button required for the APR (Anatomical-Program) function is built in the b) Control Console of Fig. 1, which the radiologist can select voltage (kVp), current (mA) and AEC time, and X -User convenience is provided so that Ray exposure time can be used with predetermined value. In doing so, the radiologist was designed to select and use the patient simply by pressing a button without the need for complicated instructions. It is very important to keep the brightness constant in perspective. The ABC function is to maintain a constant image regardless of whether the patient is dry or fat. In the present invention, the X-Ray generator emits a fixed amount of X-Ray at the input of the Image Intensifier. In addition, it automatically adjusts the error check function, and built-in error check function enables quick response by inspecting before and after performing periodic specific operation. Intelligent X that implements automatic exposure adjustment (AEC) and APR function using micro process (MCU) designed to easily handle user and service engineer by displaying error status according to the importance of error. Ray invention.

Claims (11)

X-Ray 발생기의 성능을 향상 시키기 위해 도1)의 카)이온챔버(1) 및 타)이온챔버(2)를 이용한 AEC( 자동 노출 조정 장치)와 ABC( 자동휘 조정 장치)기능In order to improve the performance of the X-ray generator, AEC (automatic exposure control device) and ABC (automatic brightness control device) functions using the car ion chamber 1 and the other ion chamber 2 shown in FIG. 어른및 어린이,뚱뚱한 신체및 마른신체,키가큰 환자나 키가작은 환자에 따라서 자동적으로 X-Ray의 노출 정도를 쉽게 설정하도도록 하므로써, 의사나 방사선사의 사용상 편리함을 제공함과 동시에 환자가 최상의 상태에서 X-Ray의 촬영을 할수 있도록 한 APR기능은 본 발명의 핵심 기능중의 하나인 APR(Anatomic Programing)기능으로 각각의X-선 촬영시에 전압(kVp)와 전류(mA)를 선택하기 위해서 자주 사용되는 기능으로 사전에 충분한 실험 데이터를 추출하여서 콘트롤 콘솔 내부에 일정한 값을 사전에 내장한점과, 특히 본 발명에서는 APR기능에 필요한 추가적인 Push Button을 도1)의 나)Control Consol에 내장하였으며, 이것은 방사선사가 선택할 수 있는 전압(kVp),전류(mA)와 X-Ray 노출시간등을 사전에 정해진 값으로 사용할수있도록 제공하였다. 이렇게 하므로서 방사선사는 복잡한 사용 설명서 등이 필요없이 간단히 button을 눌러서 환자에 맞게 선택하여 사용할 수 있도록한 APR기능 및 도21) Anatomic Program Sub SystemBy easily setting the exposure level of X-ray automatically according to adults and children, fat body and skinny body, tall patient or short patient, it is convenient for doctor or radiologist and the patient is in the best condition. The APR function that allows X-Ray to be taken at is the APR (Anatomic Programming) function, which is one of the core functions of the present invention, to select voltage (kVp) and current (mA) during each X-ray imaging. It is often used to extract enough experimental data in advance, and built a certain value in the control console in advance, and in particular, in the present invention, an additional push button required for the APR function is built in b) Control Consol of FIG. This provided the radiator with a choice of voltage (kVp), current (mA), and X-ray exposure time at predetermined values. By doing so, the radiologist can use APR function and 21) Anatomic Program Sub System that can be selected and used according to the patient by simply pressing a button without the need for complicated user manuals. 종래에는 도11)의 다) Change box가 별도의 package로 되어 있어서, 고압을 연결 해주기위한 고압 케이블이 별도로 필요하였으며, Change box에서 고압을 절체해하므로 이로 인해발생하는 괴 소음으로 인해서 환자에게 불안감을 주었었는데In the prior art, c) Change box of FIG. 11) is a separate package, and a high voltage cable for connecting high pressure was needed separately. I gave it 이를 방지하기위한 도12)현재의 고압 발생부분도 Fig. 12) Current high pressure generating part to prevent this 환자가 최소량의 X-Ray량만을 촬영시에 맞을수 있도록 기존에는 60Hz의 Sign파를 사용하므로 인해서 환자가 불필요한 많은량의 X-Ray에 장시간 노출되었으나High Frequecny(30-40Khz)로 X-Ray를 발생시킴으로써 환자가 최단시간에 최소의 X-Ray량에 노출되면서도 좋은 화질의 영상을 얻을수 있게 High Frequency Generator를 구현한 Invertor(도2) 다-1)The patient has been exposed to a large amount of unnecessary X-Ray for a long time because the patient uses 60Hz sign wave so that the patient can only fit the minimum amount of X-Ray when shooting. However, X-Ray is generated by High Frequecny (30-40Khz). Invertor implementing the High Frequency Generator (Fig. 2) so that the patient can obtain a good quality image while being exposed to the minimum X-ray amount in the shortest time. 관전압의 증감에 따라 X-선관에 흐르는 전류가 변화할 수 있다. 만일 관전류를 500mA에 고정하고 관전압 50kVp에서 90kVp로 점차 증가시켜보면 50kVp 일때는 이동 전자의 량이 감소하기 때문에 필라멘트 가열 온도를 올려주고 90kVp일 때는 이동전자의 량이 증가하기 때문에 필라멘트 가열온도를 내려서 양측의 관전류를 같게할 필요가 있는데 이러한 조절 장치인 도6)의 공간전하 보상기 The current flowing through the X-ray tube may change as the tube voltage increases or decreases. If the tube current is fixed at 500mA and the tube voltage is gradually increased from 50kVp to 90kVp, the amount of moving electrons decreases at 50kVp, and the filament heating temperature increases. The space charge compensator of FIG. 기존의 X-Ray촬영기 및 투시기 기능은 Analog인점을 감안하여 본 발명에서는 도2)의 b)TV Monitor로 들어가는 Analog신호를 도2)의 따)A/D 변환기를 통해서 빠)Workstation에서 Display가능한 Digital신호로 변환 및 Digital화된 영상신호를 PC의 Hard disk에 저장 및 Print가능하도록 하며, 각 환자별로 영상 Data를 관리할 수 있는 Application Program을 별도로 구현한 Digital 변환기능Considering the fact that the existing X-ray camera and the projection function are analog, in the present invention, the analog signal entering the b) TV Monitor of FIG. 2) can be displayed on the workstation through the A / D converter of FIG. 2). Digital conversion function that can convert and convert digitized video signal into hard disk of PC and print, and implement application program that can manage image data for each patient. 공장에서 맨 처음 X-Ray촬영/투시기가 제조되었을 때 기본적으로Setting 되어야할 요소들을 Setting하는루틴과, 사용자가 사용중에 촬영/투시 조건을 바꾸고자 할경우에 Setting을 하기위해서 먼저 사용자가 어떤 명령을 보냈는지를 알아내기 위한 도14) Display&Key Input Sub-System Routines to set the elements that should be set by default when the X-ray shooting / visioning system is first manufactured at the factory, and a user first executes a command to set the setting when the user wants to change shooting / perspective conditions during use. Figure 14) Display & Key Input Sub-System to Find Out 도16)kVp Control System 및 도18)kVp Control Sub-SystemFigure 16) kVp Control System and Figure 18) kVp Control Sub-System 도17) mA Control System 및 도19) mA Control Sub-SystemFigure 17) mA Control System and Figure 19) mA Control Sub-System 도20) Calibration System20) Calibration System 도22) Error check SystemFigure 22) Error check system
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101025165B1 (en) * 2009-05-14 2011-03-31 이종인 Calculating method of the dose Indicator for digital radiography
CN102846328A (en) * 2012-08-23 2013-01-02 上海奕瑞影像科技有限公司 Automatic exposure controlling device and controlling method for digital photography

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101025165B1 (en) * 2009-05-14 2011-03-31 이종인 Calculating method of the dose Indicator for digital radiography
CN102846328A (en) * 2012-08-23 2013-01-02 上海奕瑞影像科技有限公司 Automatic exposure controlling device and controlling method for digital photography

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