KR20110005382A - 디지털 엑스선 영상 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스선 영상 처리 장치는 피사체를 투과하여 수신되는 엑스선을 광 신호로 변환하여 출력하는 신틸레이터부; 상기 신틸레이터부로부터 출력되는 광 신호를 수신하고 이를 전달하는 광 전달부; 및 상기 피사체의 엑스선 영상을 디지털 데이터화하기 위해, 복수의 이미지 센서들을 인접 배치하여 상기 광 전달부로부터 수신된 광 신호를 전기 신호로 변환하는 이미지 센서부를 포함할 수 있고 나아가, 상기 이미지 센서부로부터 출력되는 전기 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하고, 변환된 상기 디지털 데이터를 이용하여 상기 피사체의 엑스선 영상을 화면에 표시하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
엑스선, 영상, 디지털, 신틸레이터
Description
본 발명은 디지털 엑스선 영상 처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사선의 일종인 엑스선을 사용하여 피사체에 엑스선을 조사하고, 피사체를 투과하는 엑스선을 수신하여 광신호로 변환한 후 광 신호를 전기적인 신호로 변환하여 디지털 데이터화함으로써, 피사체의 엑스선 영상을 화면에 표시할 수 있고, 저 가격으로 고해상도를 구현할 수 있는 디지털 엑스선 영상 처리 장치에 관한 것이다.
지금까지의 방사선을 이용한 촬영 장치는 엑스선을 방출하는 엑스선 발생기와 엑스선 발생기에서 방출되어 피사체를 투과한 엑스선의 세기에 비례하여 어둡고, 밝게 피사체의 상태를 나타나는 필름과 필름을 현상하는 현상기로 구성되어 있다.
하지만, 이런 종래의 촬영 장치는 촬영할 때마다 새로운 필름 원판을 장착하고 이를 현상하는 과정을 거쳐야 하므로, 시간이 많이 소요되고 연속적으로 촬영할 수 없다는 문제점이 있으며, 촬영된 필름을 보관하고 찾는데 많은 노력과 비용이 소요되고 있는 실정이었다.
이에 따라 아날로그적인 필름 시스템을 대체할 수 있는 실시간 디지털 영상 촬영 장치에 대한 연구 개발이 많이 진행되어 왔는데, 엑스선을 디지털 정보로 변환하기 위하여, 엑스선 발생기에서 방출된 엑스선을 가시광선으로 변환하고, 가시광선을 전기적 신호로 변환하는 부분이 주로 개발되고 있다.
예컨대, CCD, CMOS, TFT 액정판에 포스퍼(Phosphor)를 증착시킨 시스템은 높은 해상도를 가지고 광변환 효율이 좋으며 부피가 작지만, 제조 수율이 낮고 가격이 고가여서 상대적으로 작은 크기의 판독장치 용으로 사용할 수 있을 뿐, 넓은 면적을 판독하는 장치로는 사용되지 못하는 문제점이 있다.
이런 문제점을 해결하기 위해, 광변환 소자와 전하결합소자 등을 이용하여 시스템을 저렴하게 구성할 수 있지만, 이는 고해상도를 요하는 질병의 진단이 목적인 의료용이나 비파괴 검사용에 사용하기에는 해상도가 낮은 문제점이 있다.
물론, 저 해상도의 문제를 보완하기 위하여 다수의 전하결합소자와 렌즈를 배치하여 해상도를 높이는 방식(출원번호10-1999-0009289)이 제안되었는데, 이는 다수의 전하결합소자와 렌즈를 배치하기 때문에 전하결합소자간의 오차가 발생할 수 있고, 렌즈의 곡률이 일정해야만 하고 이들을 배치할 때 일정한 간격 및 배열 각도를 정밀하게 제어해야만 정확한 영상을 얻을 수 있다.
이와 같이, 렌즈를 이용하기 때문에 영상이 왜곡될 수 있고, 이렇게 왜곡된 여러 개의 영상을 합성하여 하나의 영상을 얻어내기 때문에 오차율 또한 커질 수 밖에 없는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 실시예에 따른 목적은, 피사체를 투과하여 수신되는 엑스선을 광 신호로 변환하고, 변환된 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환시키는 복수의 이미지 센서들을 인접 배치함으로써, 장치의 단가를 줄일 수 있고, 고해상도의 엑스선 영상을 촬영할 수 있는 디지털 엑스선 영상 처리 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 복수의 이미지 센서들을 인접 배치시켜 구성함으로써, 대면적의 엑스선 영상을 수신할 수 있는 디지털 엑스선 영상 처리 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 한 측면에 따른 디지털 엑스선 영상 처리 장치는 피사체를 투과하여 수신되는 엑스선을 광 신호로 변환하여 출력하는 신틸레이터부; 상기 신틸레이터부로부터 출력되는 광 신호를 수신하고 이를 전달하는 광 전달부; 및 상기 피사체의 엑스선 영상을 디지털 데이터화하기 위해, 복수의 이미지 센서들을 인접 배치하여 상기 광 전달부로부터 수신된 광 신호를 전기 신호로 변환하는 이미지 센서부를 포함할 수 있다.
상기 신틸레이터부는 terbium 및 europium 중 적어도 하나가 도핑된 gadolinium oxysulfide와, yttrium oxide, calcium tungsten 및 europium 중 적어도 하나가 도핑된 barium fluorochloride와, terbium, thulium 및 dysprosium 중 적어도 하나가 도핑된 barium sulfate, strontium sulfate 및 zinc sulfide 중 적 어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 광 전달부는 광 섬유(Fiber Optic)를 포함하고, 상기 광 섬유의 일면이 상기 신틸레이터부와 밀착되고 상기 광 섬유의 다른 일면이 상기 이미지 센서부와 밀착될 수 있으며, 상기 이미지 센서부에서 상기 광 신호를 모두 수신할 수 있도록, 상기 다른 일면의 면적이 상기 이미지 센서부의 면적 이상일 수 있다.
상기 이미지 센서부는 CCD, CMOS 및 포토 다이오드 중 어느 하나일 수 있다.
나아가, 상기 이미지 센서부로부터 출력되는 전기 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하고, 변환된 상기 디지털 데이터를 이용하여 상기 피사체의 엑스선 영상을 화면에 표시하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스선 영상 처리 장치를 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 엑스선 영상 처리 장치를 설명하기 위한 일 실시예 시스템을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 시스템은 엑스선 발생기(110) 및 디지털 엑스선 영상 촬영 장치(120)를 포함한다.
엑스선 발생기(110)는 피사체의 영상을 촬영하기 위한 엑스선을 발생시키고, 발생된 엑스선을 엑스선 영상을 촬영하고자 하는 피사체에 조사한다.
디지털 엑스선 영상 처리 장치(120)는 엑스선 발생기(110)에 의해 발생된 엑스선이 피사체에 조사되면 피사체를 투과하는 엑스선을 수신하여 수신된 엑스선을 광 신호로 변환하고, 변환된 광 신호를 인접 배치된 복수의 이미지 센서들을 이용하여 전기 신호로 변환하며, 전기 신호를 디지털 데이터화하여 피사체 구조에 대한 엑스선 영상을 화면에 표시한다.
여기서, 전기 신호를 디지털 데이터화하는 과정과 디지털 데이터를 처리하여 영상을 표시하는 과정은 이 기술 분야에 종사하는 당업자라면 누구나 알 수 있기에 이 부분에 대한 설명은 생략한다.
이런 본 발명에 따른 디지털 엑스선 영상 처리 장치에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 디지털 엑스선 영상 처리 장치에 대한 일 실시예 구성을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 디지털 엑스선 영상 처리 장치(120)는 신틸레이터부(210), 광 전달부(220), 이미지 센서부(230) 및 제어부(240)를 포함한다.
신틸레이터부(210)는 피사체를 투과하는 엑스선을 수신하여 수신된 엑스선을 광 신호로 변환하여 출력한다.
이때, 신틸레이터부(210)를 형성하는 포스퍼 신틸레이터(Phosphor Scintillator) 물질은 스크린 화상을 보강(intensify)하는데 사용되는 물질일 수 있는데, 이러한 물질로는 terbium 및 europium 중 적어도 하나가 도핑된 gadolinium oxysulfide와, yttrium oxide, calcium tungsten 및 europium 중 적어도 하나가 도핑된 barium fluorochloride와, terbium, thulium 및 dysprosium 중 적어도 하나가 도핑된 barium sulfate, strontium sulfate 및 zinc sulfide 중 어느 하나일 수 있다.
이런 신틸레이터부(210)는 광 전달부(220)의 일측에 도포 또는 증착되어 형성되거나 스크린 형태로 제작되어 광 전달부(220)에 밀착시킴으로써, 변환된 광 신호를 광 전달부(220)로 전달시킬 수 있다.
여기서, 신틸레이터(scintillator)란 물질은 이온화된 입자들이나 감마-퀀타(gamma-quanta)의 충격 후에 빛을 방출하는 물질로서, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
광 전달부(220)는 신틸레이터부(210)로부터 출력되는 광 신호를 수신하여 이미지 센서부(230)로 전달하는 기능을 수행한다.
이런 광 전달부(220)는 광섬유(Fiber Optic)를 이용하여 구성할 수 있는데, 광섬유의 일면은 신틸레이터부(210)와 밀착되도록 구성하고, 광섬유의 다른 일면은 이미지 센서부(230)와 밀착되도록 구성할 수 있다.
이때, 이미지 센서부(230)와 밀착되는 광섬유의 다른 일면은 이미지 센서 부(230)에서 광 신호를 모두 수신할 수 있도록, 이미지 센서부(230)의 면적과 동일하거나 더 큰 면적을 갖는 것이 바람직하다.
이미지 센서부(230)는 대면적과 고해상도를 위하여 복수의 이미지 센서들(231)을 인접 배치하여 구성하고, 인접 배치된 복수의 이미지 센서들(231)을 이용하여 광 전달부(220)로부터 전달받은 광 신호를 전기 신호로 변환하여 출력한다.
즉, 이미지 센서부(230)는 촬영하고자 하는 피사체의 엑스선 영상을 디지털 데이터로 변환시키기 위한, 복수의 이미지 센서들을 기 설정된 간격과 모양으로 인접 배치시켜 구성함으로써, 피사체에 대한 엑스선 영상의 해상도를 높일 수 있고, CCD(Charge-Coupled Device), CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor ) 및 포토 다이오드(photodiode) 등의 이미지 센서들을 복수의 배열로 인접 배치시켜 이미지 센서부(230)를 구성함으로써, 저 가격으로 대면적용 엑스선 영상 장치를 구현할 수 있다.
여기서, 이미지 센서부(230)에 구성된 복수의 이미지 센서들은 도 3에 도시된 일 예와 같이, 그리드 형태(a)로 인접 배치되거나 델타 또는 삼각형 형태(b)로 인접 배치될 수도 있는데, 이런 이미지 센서들(231)의 배치 모양과 그 간격은 적용분야와 촬영되는 피사체의 엑스선 영상에서 필요로 하는 해상도 등에 따라 달라질 수 있다.
제어부(240)는 이미지 센서부(230)로부터 출력되는 전기 신호를 수신하여 피사체에 대한 엑스선 영상을 디지털 데이터로 변환하고, 변환된 디지털 데이터를 이용하여 피사체의 엑스선 영상을 장치에 구비된 저장 수단 또는 별도로 구비된 저장 수단에 저장하고, 저장된 디지털 데이터를 영상 처리 과정을 통해 화면에 표시한다.
나아가, 제어부(240)는 사용자의 선택에 따라 디지털 데이터화된 피사체의 엑스선 영상을 출력 수단 예를 들어, 프린터 등을 이용하여 출력시킬 수도 있다.
물론, 제어부(240)는 디지털 신호 처리 기술을 이용하여 복수의 이미지 센서들 각각에 대한 전기 신호의 디지털 데이터를 엑스선 영상으로 변환할 수 있으며, 이런 제어부(240)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 데이터를 이용하여 영상 처리할 수 있는 모든 기술을 구비할 수 있으며, 이에 대한 것은 이 기술 분야에 종사하는 당업자에게 있어서 자명하다.
또한, 도 2에 도시하진 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스선 영상 처리 장치는 외부의 빛에 의한 영향을 제거하기 위하여 빛을 차단하고 하우징을 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 엑스선 영상 처리 장치는 작은 면적의 이미지 센서들을 일정 간격과 모양으로 복수로 배열하여 만듦으로써, 원하는 넓은 면적을 수광할 수 있는 장치를 생산하는데 있어서 필요로 하는 원가를 대폭 줄일 수 있다.
또한, 복수의 이미지 센서들을 일정 간격으로 조밀하게 구성할 수 있기 때문에 고해상도의 엑스선 영상을 획득할 수 있어서, 고해상도를 필요로 하는 질병의 진단이 목적인 의료용이나 비파괴 검사용에 사용하기에 적합하다.
나아가, 본 발명의 디지털 엑스선 영상 처리 장치는 유지보수에 있어서도, 고장이 발생된 부분의 이미지 센서만을 교체하면 되기 때문에 유지보수 비용을 줄일 수 있으며, 더 나아가 신틸레이터, 광 섬유 및 복수의 이미지 센서들을 이용하여 제작할 수 있기에, 기존 대면적을 수광할 수 있도록 큰 사이즈의 이미지 센서 칩용 렌즈를 생산하기 위한 별도의 생산 설비를 도입할 필요가 없고, 따라서 장치의 제조 비용을 줄일 수 있다.
본 발명에 의한, 디지털 엑스선 영상 처리 장치는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 엑스선 영상 처리 장치를 설명하기 위한 일 실시예 시스템을 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 디지털 엑스선 영상 처리 장치에 대한 일 실시예 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 이미지 센서부를 구성하는 복수의 이미지 센서들의 배치 구조에 대한 일 예시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
210: 신틸레이터부
220: 광 전달부
230: 이미지 센서부
231: 이미지 센서
240: 제어부
Claims (6)
- 피사체를 투과하여 수신되는 엑스선을 광 신호로 변환하여 출력하는 신틸레이터부;상기 신틸레이터부로부터 출력되는 광 신호를 수신하고 이를 전달하는 광 전달부; 및상기 피사체의 엑스선 영상을 디지털 데이터화하기 위해, 복수의 이미지 센서들을 인접 배치하여 상기 광 전달부로부터 수신된 광 신호를 전기 신호로 변환하는 이미지 센서부를 포함하는 디지털 엑스선 영상 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 신틸레이터부는terbium 및 europium 중 적어도 하나가 도핑된 gadolinium oxysulfide와, yttrium oxide, calcium tungsten 및 europium 중 적어도 하나가 도핑된 barium fluorochloride와, terbium, thulium 및 dysprosium 중 적어도 하나가 도핑된 barium sulfate, strontium sulfate 및 zinc sulfide 중 적어도 하나 이상을 포함하는 디지털 엑스선 영상 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 광 전달부는광 섬유(Fiber Optic)를 포함하고,상기 광 섬유의 일면이 상기 신틸레이터부와 밀착되고 상기 광 섬유의 다른 일면이 상기 이미지 센서부와 밀착되는 디지털 엑스선 영상 처리 장치.
- 제3항에 있어서,상기 광 전달부는상기 이미지 센서부에서 상기 광 신호를 모두 수신할 수 있도록, 상기 다른 일면의 면적이 상기 이미지 센서부의 면적 이상인 디지털 엑스선 영상 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 이미지 센서부는CCD, CMOS 및 포토 다이오드 중 어느 하나인 디지털 엑스선 영상 처리 장치.
- 제1항에 있어서,상기 이미지 센서부로부터 출력되는 전기 신호를 수신하여 디지털 데이터로 변환하고, 변환된 상기 디지털 데이터를 이용하여 상기 피사체의 엑스선 영상을 화면에 표시하는 제어부를 더 포함하는 디지털 엑스선 영상 처리 장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020090062889A KR101063290B1 (ko) | 2009-07-10 | 2009-07-10 | 디지털 엑스선 영상 처리 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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|---|---|
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| KR101063290B1 KR101063290B1 (ko) | 2011-09-07 |
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ID=43612552
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017116174A1 (ko) * | 2015-12-29 | 2017-07-06 | 한가현 | 에어커튼을 이용한 유해물질 차단형 보건 마스크 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4987442B2 (ja) * | 2006-11-21 | 2012-07-25 | 浜松ホトニクス株式会社 | Ｘ線撮像方法及びｘ線撮像システム |
-
2009
- 2009-07-10 KR KR1020090062889A patent/KR101063290B1/ko not_active IP Right Cessation
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| WO2017116174A1 (ko) * | 2015-12-29 | 2017-07-06 | 한가현 | 에어커튼을 이용한 유해물질 차단형 보건 마스크 |
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| KR101063290B1 (ko) | 2011-09-07 |
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