KR20120084245A

KR20120084245A - 병변 진단 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120084245A
Application number: KR1020110064535A
Authority: KR
Inventors: 최재구; 최영욱; 허영
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-07-27
Also published as: WO2012099314A1; US20140037051A1; US9655577B2; KR101297081B1

Abstract

본 발명은 병변 진단 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 DBT(Digital Breast Tomosynthesis) 방식으로 유방암과 같은 병변을 정확하게 진단할 수 있는 병변 진단 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 엑스선을 발생시켜 진단 대상체로 조사하는 엑스선 조사부; 상기 엑스선 조사부와 이격되며 상부에 상기 진단 대상체가 배치되는 진단 대상체 배치부; 상기 진단 대상체 배치부 하부에 결합되며 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선으로부터 상기 진단 대상체에 대한 2차원 이미지인 제1 진단 대상체 이미지를 생성하는 진단 대상체 이미지 생성부; 및 상기 제1 진단 대상체 이미지를 조합하여 상기 진단 대상체에 대한 3차원 이미지인 제2 진단 대상체 이미지를 생성하고 상기 제2 진단 대상체 이미지를 이용하여 상기 진단 대상체의 병변 발생 유무를 판단하는 병변 판단부를 포함하고, 상기 엑스선 조사부는 미리 설정된 각도 범위에 따라 단속적 또는 연속적으로 회전하며, 상기 단속적 회전 중 정지하는 경우에만 상기 엑스선을 상기 진단 대상체로 조사하고, 상기 진단 대상체 이미지 생성부는 상기 회전에 따라 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선에 의해 복수의 위치에 대하여 생성되는 상기 진단 대상체에 대한 투영 이미지를 상기 제1 진단 대상체 이미지로써 생성하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 병변 진단에 대한 정확도와 조기 진단율을 향상시킬 수 있다.

Description

병변 진단 장치 및 방법{Apparatus and method for diagnosing lesion}

본 발명은 병변 진단 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 DBT(Digital Breast Tomosynthesis) 방식으로 유방암과 같은 병변을 정확하게 진단할 수 있는 병변 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 고령화 시대가 도래하고 국민 생활 수준이 향상됨에 따라 건강한 삶을 영위하기 위한 질병의 조기 진단과 치료에 대한 관심이 점점 높아지고 있는 추세에 있으며, 여러 질병 중 암의 경우 우리나라 국민의 사망원인 1위로서 국민건강을 위협하는 가장 중대한 요인이 되고 있다.

보건 복지 가족부 산하 암 등록본부에 따르면 국내에서 매년 약 13만명 이상의 신규 암환자가 발생하는 것으로 추정되고 있으며, 2003년부터 2005년 사이에 등록된 암 발생 건수를 이용하여 그 발생률은 인구 10만명 당 남성은 300.0건 여성은 248.2 건에 이르고 있다.

또한, 발생된 암의 종류별로 구분하는 경우 남성은 전체 남자 암 발생의 66%를 차지하는 위암, 폐암, 간암, 및 대장암의 순서로 발생률이 높은 반면, 여성의 경우 암 발생률이 유방암, 갑상선 암, 위암, 대장암, 폐암 순서로써 유방암이 4대 암보다도 높게 발명하는 것으로 나타나고 있다.

이와 같이, 여성의 경우 발병률이 가장 높은 유방암을 조기에 진단하고 치료하는 것은 여성의 건강한 삶의 영위를 위해서 반드시 선행되어야 하는 중요한 요소라 하겠다.

그러나, 유방암 진단 방법 중 무증상 여성에 대한 유방암 진단을 위해 주로 사용되는 유방 촬영술(Mammography)의 경우 엑스선을 이용한 촬영 결과물이 2차원 영상이므로 관심영역의 병변이 정상조직과 겹치게 되어 유방암 조기 진단의 중요한 요소인 미세 석회화(micro-calcification)의 검출이 힘든 문제점이 있었다.

또한, 유방 조직과 암에 대한 엑스선 흡수율 차이가 매우 작기 때문에 선별 능력이 낮아 유방 위양성(false positive) 또는 유방 위음성(false negative)이 발생할 확률이 높으며, 실제로 의료진단현장에서 유방 위양성(false positive) 진단이 30%에 달하고 있는 실정이다.

특히, 유방암이 있는데도 불구하고 정상 혹은 양성으로 판독하는 유방 위음성의 경우 유방암을 간과하여 환자에게 잘못된 안심을 시키고 유방암을 늦게 진단하는 오류를 범하게 하므로 환자의 건강을 위협함과 동시에 의료사고에 따른 법적 문제를 일으키는 주원인이 되고 있다.

따라서, 유방암 진단에 있어서 위양성과 위음성의 확률을 줄여 불필요한 재촬영과 생검 등의 추가적인 검사가 필요하지 않도록 높은 정확성을 갖는 유방암 진단 방법의 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 DBT(Digital Breast Tomosynthesis) 방식으로 진단 대상자에 대한 엑스선 피폭을 최소화함과 동시에 유방암과 같은 병변을 정확하게 진단할 수 있는 병변 진단 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 병변 진단 장치는 엑스선을 발생시켜 진단 대상체로 조사하는 엑스선 조사부; 상기 엑스선 조사부와 이격되며 상부에 상기 진단 대상체가 배치되는 진단 대상체 배치부; 상기 진단 대상체 배치부 하부에 결합되며 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선으로부터 상기 진단 대상체에 대한 2차원 이미지인 제1 진단 대상체 이미지를 생성하는 진단 대상체 이미지 생성부; 및 상기 제1 진단 대상체 이미지를 조합하여 상기 진단 대상체에 대한 3차원 이미지인 제2 진단 대상체 이미지를 생성하고 상기 제2 진단 대상체 이미지를 이용하여 상기 진단 대상체의 병변 발생 유무를 판단하는 병변 판단부를 포함하고,상기 엑스선 조사부는 미리 설정된 각도 범위에 따라 단속적 또는 연속적으로 회전하며, 상기 단속적 회전 중 정지하는 경우에만 상기 엑스선을 상기 진단 대상체로 조사하거나 상기 연속적 회전 중 미리 설정된 각도에서 상기 엑스선을 상기 진단 대상체로 조사하고, 상기 진단 대상체 이미지 생성부는 상기 회전에 따라 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선에 의해 복수의 위치에 대하여 생성되는 상기 진단 대상체에 대한 투영 이미지를 상기 제1 진단 대상체 이미지로써 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 병변 진단 방법은 (a) 엑스선 조사부가 엑스선을 발생시켜 진단 대상체로 조사하는 단계; (b) 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선으로부터 상기 진단 대상체에 대한 2차원 이미지인 제1 진단 대상체 이미지를 생성하는 단계; (c) 상기 제1 진단 대상체 이미지를 조합하여 상기 진단 대상체에 대한 3차원 이미지인 제2 진단 대상체 이미지를 생성하는 단계; 및 (d) 상기 제2 진단 대상체 이미지로부터 상기 진단 대상체의 병변 유무를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계에서 상기 엑스선 조사부는 미리 설정된 각도 범위에 따라 단속적 또는 연속적으로 회전하며, 상기 단속적 회전 중 정지하는 경우에만 상기 진단 대상체로 엑스선을 조사하거나 상기 연속적 회전 중 미리 설정된 각도에서 상기 진단 대상체로 엑스선을 조사하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 유방 등의 진단 대상체에 대한 3차원 이미지를 생성한 후 이를 이용하여 이미지의 겹침 없이 유방암 등의 병변을 진단할 수 있으므로 병변 진단에 대한 정확도와 조기 진단율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 엑스선 조사부의 단속적 또는 연속적 회전이 고속으로 이루어지고 단속적 회전 중 엑스선 조사부가 정지하는 경우 또는 연속적 회전 중 엑스선 조사부가 특정한 각도에 위치하는 경우에만 엑스선이 진단 대상체로 조사되므로 진단 대상자에 대한 엑스선 피폭을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치의 제어 블록도,
도 3은 도 2의 제1 구동부와 제2 구동부에 대한 부분 확대도,
도 4는 도 1의 엑스선 조사부의 진동 특성 참고 그래프,
도 5 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치의 동작참고도,
도 9와 도 10은 도 2의 동작 제어부 화면에 대한 참고도,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1 진단 대상체 이미지와 제2 진단 대상체 이미지에 대한 참고도,
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 방법의 순서도,
도 13 내지 도 17는 엑스선 조사부의 초점 교정 방법에 대한 참고도, 및
도 18은 도 11의 S10에 대한 상세 순서도 이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치의 사시도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치의 제어 블록도 이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치(1)는 엑스선 조사부(10), 진단 대상체 배치부(20), 진단 대상체 이미지 생성부(30), 병변 판단부(40), 제1 구동부(50), 제2 구동부(60), 및 동작 제어부(70)를 포함한다.

엑스선 조사부(10)는 엑스선을 발생시켜 진단 대상체로 조사한다.

이때, 엑스선 조사부(10)는 엑스레이 튜브일 수 있으며 미리 설정된 각도 범위에 따라 단속적 또는 연속적으로 회전하고, 단속적 회전 중 정지하는 경우에만 엑스선을 진단 대상체로 조사하거나 연속적 회전 중 미리 설정된 각도에서 엑스선을 진단 대상체로 조사할 수 있다.

이때, 엑스선 조사부(10)의 단속적 또는 연속적 회전 범위인 미리 설정된 각도 범위는 -20도 내지 20도일 수 있다.

진단 대상체 배치부(20)는 엑스선 조사부(10)와 이격되며 엑스선 조사부(10)와 중심축이 일치하도록 구성되어 엑스선 조사부(10)로부터 조사되는 엑스선의 초점이 진단 대상체 배치부(20)의 중심부에 위치할 수 있으며, 진단 대상체 배치부(20)의 상부에 진단 대상체가 배치된다.

이때, 진단 대상체는 진단 대상자의 유방일 수 있고, 도면에는 도시되지 않았지만 진단 대상체의 상부에 위치하여 진단 대상체를 고정할 수 있는 고정판을 더 포함할 수 있다.

진단 대상체 이미지 생성부(30)는 진단 대상체 배치부(20) 하부에 결합되며 진단 대상체를 통과한 엑스선으로부터 진단 대상체에 대한 2차원 이미지인 제1 진단 대상체 이미지를 생성한다.

이때, 진단 대상체 이미지 생성부(30)는 디지털 방식의 반도체 평판 검출기일 수 있으며, 반도체 평판 검출기의 경우 복수의 센서들이 매트릭스 형태로 구성되어 종래에 사용되던 필름에 비해 높은 해상도, 넓은 동적 영역(dynamic range), 높은 전기적 신호의 생성, 및 손쉬운 데이터 처리 등의 장점을 가질 수 있다.

따라서, 제1 진단 대상체 이미지에 대한 실시간 처리와 재생이 가능할 뿐만 아니라 비교적 적은 양의 엑스선으로부터 고해상도의 제1 진단 대상체 이미지를 획득할 수 있다.

또한, 제1 진단 대상체 이미지는 엑스선 조사부(10)가 단속적 회전 중 정지하는 경우에만 엑스선 조사부(10)로부터 진단 대상체로 조사된 후 진단 대상체를 통과한 엑스선에 의해 복수의 위치에 대하여 생성되는 진단 대상체에 대한 투영 이미지일 수 있다.

병변 판단부(40)는 진단 대상체 이미지 생성부(30)로부터 전송된 제1 진단 대상체 이미지를 조합하여 진단 대상체에 대한 3차원 이미지인 제2 진단 대상체 이미지를 생성하고, 제2 진단 대상체 이미지로부터 진단 대상체의 병변(예를 들어 유방암)의 발생 유무를 판단한다.

예를 들어, 병변 판단부(40)는 3차원 이미지 내에 특정 크기와 휘도를 갖는 영상이 포함된 것으로 판단하면, 이를 병변으로 판단하는 방식으로 진단 대상체의 유방암 발생 유무를 인지할 수 있다.

제1 구동부(50)는 엑스선 조사부(10)를 미리 설정된 각도 범위에 따라 회전시키고, 제2 구동부(60)는 진단 대상체 배치부(20)를 미리 설정된 각도 범위에 따라 회전시킨다.

이때, 제1 구동부(50)와 제2 구동부(60)의 상세 구성은 이하 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.

동작 제어부(70)는 엑스선 조사부(10), 진단 대상체 이미지 획득부(30), 병변 판단부(40), 제1 구동부(50), 및 제2 구동부(60)의 동작을 제어한다.

이때, 동작 제어부(70)의 상세 동작 제어 과정은 이하 도 3, 도 9, 및 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 제1 구동부(50)와 제2 구동부(60)에 대한 부분 확대도 이다.

도 3에 도시된 바와 같이 제1 구동부(50)는 제1 회전 기어(52), 제1 구동 벨트(54), 및 제1 구동 풀리(56)를 포함하고, 제2 구동부(60)는 제2 회전 기어(62), 제2 구동 벨트(64), 및 제2 구동 풀리(66)를 포함한다.

이때, 제1 구동 풀리(56)와 제2 구동 풀리(66)는 구동력 발생을 위한 모터와 모터의 회전축과 연결되어 모터에서 발생되는 구동력을 조절함으로써 모터에서 발생되는 진동을 감소시킬 수 있는 감속 기어를 더 포함할 수 있다.

또한, 제1 구동부(50)의 경우 동작 제어부(70)의 제어에 의해 제1 구동 풀리(56)가 전기적으로 구동되면 제1 구동 풀리(56)의 구동력이 제1 구동 벨트(54)를 통해 제1 회전 기어(52)에 전달되어 제1 회전 기어(52)가 회전하게 되므로 제1 회전 기어(54)에 결합된 엑스선 조사부(10)를 미리 설정된 각도 범위 이내에서 회전시킬 수 있으며, 제1 구동부(50)의 동작에 의한 엑스선 조사부(10)의 회전 속도는 3°/sec 내지 5°/sec(약 4.3°/sec일 수 있다.)

상기와 같이 제시되는 엑스선 조사부(10)의 회전 속도 범위는 엑스선 조사부(10)의 회전 각도 범위인 -20도 내지 20도를 고려하여 진단 대상자의 호흡이 흐트러지지 않는 시간 동안에 진단 대상체에 대한 엑스선 조사가 완료될 수 있는 회전 속도 범위로써 제시되는 값이다.

또한, 제1 구동부(50)의 경우 제1 구동 풀리(56)의 모터에서 발생되는 구동력이 감속 기어에 의해 조절된 후 제1 구동 벨트(54)를 통해 제1 회전 기어(52)에 전달되어 제1 회전 기어(52)가 회전하게 되므로 엑스선 조사부(10)의 회전 시 발생하는 진동을 줄일 수 있다.

또한, 제2 구동부(60)의 경우 동작 제어부(70)의 제어에 의해 제2 구동 풀리(66)가 전기적으로 구동되면 제2 구동 풀리(66)의 구동력이 제2 구동 벨트(64)를 통해 제2 회전 기어(62)에 전달되어 제2 회전 기어(62)가 회전하게 되므로 제2 회전 기어(62)와 결합된 진단 대상체 배치부(20)를 미리 설정된 각도 범위(-90도 내지 90도)로 회전시킬 수 있다.

또한, 제2 구동부(60)의 경우 제2 구동 풀리(66)의 모터에서 발생되는 구동력이 감속 기어에 의해 조절된 후 제2 구동 벨트(64)를 통해 제1 회전 기어(62)에 전달되어 제1 회전 기어(62)가 회전하게 되므로 진단 대상체 배치부(20)의 회전 시 발생하는 진동을 줄일 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치(1)의 경우 동작 제어부(70)의 제어에 의해 엑스선 조사부(10)를 미리 설정된 각도 범위 이내에서 단속적 또는 연속적으로 회전시키기 위한 제1 구동부(50)와 진단 대상체 배치부(20)를 미리 설정된 각도 범위 이내에서 회전시키기 위한 제2 구동부(60)를 별도로 구성하여 엑스선 조사부(10)와 진단 대상체 배치부(20)를 각각 회전시킴으로써 엑스선 조사부(10)와 진단 대상체 배치부(20)의 고속 및 정밀 회전이 가능해진다.

따라서, 엑스선 조사부(10)로부터 조사되는 엑스선의 초점 교정 또는 진단 대상체 배치부(20)의 위치 교정이 용이하게 이루어질 수 있으므로 이에 따라 진단 대상자 병변 진단의 정확도를 향상시킬 수 있는 오차가 최소화된 제1 진단 대상체 이미지 생성이 가능해진다.

도 4는 도 1의 엑스선 조사부의 진동 특성 참고 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이 종래 제품의 엑스선 조사부의 진동특성(도 4의 (a))과 엑스선 조사부(10)의 진동특성(도 4의 (b))의 비교 시 엑스선 조사부(10)의 진동특성이 우수(진동이 감소)한 것을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 다른 병변 진단 장치(1)의 경우 제1 구동부(50)와 제2 구동부(60)의 구동력을 발생시키는 제1 풀리(56)와 제2 풀리(66)를 모터와 감속 기어의 조합으로 구성하고, 제1 회전 기어(52)와 제2 회전 기어(62)의 회전에 의해 엑스선 조사부(10)와 진단 대상체 배치부(20)가 회전하므로 엑스선 조사부(10)와 진단 대상체 배치부(20)의 진동 특성과 기계적 구동 특성이 향상될 수 있다.

따라서, 엑스선 조사부(10)로부터 진단 대상체 측으로 조사되는 엑스선의 초점의 진동을 줄여 진단 대상체 이미지 생성부(30)에서 생성되는 제1 진단 대상체 이미지의 해상도가 떨어지는 것을 방지하고, 엑스선 조사부(10)와 진단 대상체 배치부(20)의 진동이 감소하므로 진단 대상자에게 쾌적한 진동 환경을 제공할 수 있으며, 전체적인 진동이 감소하므로 병변 진단 장치(1)의 내구성 향상 및 수명 증가가 가능해진다.

또한, 이하 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치(1)의 동작 과정을 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치의 동작 참고도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치(1)의 동작에 앞서 도 5에 도시된 바와 같이 엑스선 조사부(10), 엑스선 조사부(10)로부터 수직 방향으로 이격되는 진단 대상체 배치부(20), 진단 대상체 배치부(20) 상부에 배치되는 진단 대상체(B), 및 진단 대상체 배치부(20) 하부에 결합되는 진단 대상체 이미지 생성부(30)의 중심축이 수직 방향으로 일치할 수 있다.

이와 같이, 엑스선 조사부(10), 진단 대상체(B), 진단 대상체 배치부(20), 및 진단 대상체 이미지 생성부(30)의 중심축을 수직 방향으로 일치시키는 이유는 엑스선 조사부(10)로부터 진단 대상체(B)로부터 조사되는 엑스선의 초점이 진단 대상체 배치부(20) 중심에 맞도록 하여 진단 대상체 이미지 생성부(30)에서 생성되는제1 진단 대상체 이미지가 오차 없이 생성되도록 하기 위함이다.

또한, 병변 진단 장치(1)의 동작에 앞서 엑스선 조사부(10) 또는 진단 대상체 배치부(20)의 각도를 조절하는 방식으로 엑스선 조사부(10)로부터 진단 대상체(B)로 조사되는 엑스선의 초점 교정이 이루어질 수 있는데, 엑스선 초점 교정에 대한 상세 과정은 이하 도 13 내지 도 17을 참조하여 설명하도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이 병변 진단 장치(1)의 동작을 위해 엑스선 조사부(10)를 최초 위치(O)에서 미리 설정된 각도 범위에 따른 일 지점(P1)으로 엑스선 조사부(10)를 이송시키고, 도 7에 도시된 바와 같이 일 지점(P1)에 위치한 엑스선 조사부(10)를 미리 설정된 각도 범위(A)에 따른 타 지점(P2) 측으로 회전시킨다.

이때, 미리 설정된 각도 범위(A) 다시 말해서 일 지점(P1)부터 타 지점(P2) 까지의 각도 범위는 엑스선 조사부(10)의 최초 위치(O)를 기준으로 -20도(최초 위치(O)에서부터 일 지점(P1) 까지의 각도) 내지 20도(최초 위치(O)에서 타 지점 까지의 각도)일 수 있고, 보다 바람직하게는 -7.5도 내지 7.5도 일 수 있는데, 이와 같이 제시되는 각도 범위는 엑스선 조사부(10)에서 진단 대상체(B)로 조사되는 엑스선의 조사 범위가 진단 대상체(B)를 벗어나지 않는 최소한 범위로 제시되는 것이다.

또한, 진단 대상체(B)의 폭에 따라 동작 제어부(70)에서 미리 설정된 각도 범위를 조정하는 것이 가능하다.

도 7에 도시된 바와 같이 일 지점(P1)으로부터 타 지점(P2) 까지 이루어지는 엑스선 조사부(10)의 회전은 정지(STOP)와 회전(RUN)이 반복적으로 이루어지는 단속적 회전일 수 있고, 엑스선 조사부(10)는 단속적 회전 중 정지(STOP)한 경우에만 엑스선을 진단 대상체(B)로 조사한다.

이때, 엑스선 조사부(10)의 정지(STOP) 횟수는 동작 제어부(70)에서 미리 설정되는 엑스선 조사 횟수에 따라 결정될 수 있다.

또한, 도면에는 도시되지 않았으나 일 지점(P1)으로부터 타 지점(P2) 까지 이루어지는 엑스선 조사부(10)의 회전은 연속적 회전일 수 있고, 엑스선 조사부(10)는 연속적 회전 중 동작 제어부(70)에서 미리 설정되는 엑스선 조사 횟수에 따라 미리 설정된 각도(예를 들어, 엑스선 조사 횟수가 5회인 경우 -20도, -10도, 0도, 10도, 및 20도)에서 엑스선을 진단 대상체(B)로 조사할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이 엑스선 조사부(10)의 단속적 회전에 앞서 진단 대상체 배치부(20)를 미리 설정된 각도 범위(예를 들어 -90도 내지 90도)에 따라 회전시킬 수 있는데, 이와 같이 엑스선 조사부(10)의 단속적 회전에 앞서 진단 대상체 배치부(20)를 회전시키는 이유는 진단 대상체 배치부(20)가 수평 상태에 있는 경우 진단 대상체(B)의 두께에 따라 진단 대상체(B) 내부의 관심 영역에 대한 제1 진단 대상체 이미지의 획득이 용이하지 못한 경우가 발생할 수 있어 이를 방지하고 진단 대상체(B) 내부의 관심 영역에 대한 정확한 제1 진단 대상체 이미지를 획득하도록 하기 위함이다.

도 9와 도 10은 동작 제어부의 디스플레이 화면에 대한 참고도이다.

도 9에 도시된 바와 같이 동작 제어부(70)는 별도의 디스플레이 수단과 입력 수단을 이용한 사용자의 입력에 따라 자동으로 제1 구동부(50)와 제2 구동부(60)의 동작을 제어하여 엑스선 조사부(10)와 진단 대상체 배치부(20)의 각도 조절을 수행함으로써 엑스선 조사부(10)로부터 진단 대상체(B)로 조사되는 엑스선의 초점 조절이 가능하다.

도 10에 도시된 바와 같이 동작 제어부(70)는 별도의 디스플레이 수단과 입력 수단을 이용한 사용자의 입력에 따라 자동으로 엑스선 조사부(10)로부터 조사되는 엑스선의 세기를 제어할 수 있다.

또한, 동작 제어부(70)는 도 9에 도시된 바와 같이 별도의 디스플레이 수단과 입력 수단을 이용한 사용자의 각도 범위 설정에 따라 설정된 각도 범위 내에서 자동으로 엑스선 조사부(10)가 회전하도록 제어하고, 사용자의 엑스선 조사 횟수 설정에 따라 설정된 조사 횟수만큼 자동으로 엑스선 조사부(10)가 단속적 회전 중 정지하는 경우 진단 대상체(B)로 엑스선을 조사하도록 제어하거나 또는 연속적 회전 중 미리 설정된 각도에서 진단 대상체(B)로 엑스선을 조사하도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 사용자가 각도 범위를 -15도 내지 15도로 설정하고 조사 횟수를 10회로 설정하면 동작 제어부(70)는 엑스선 조사부(10)가 엑스선 조사를 위해 정지하는 경우를 고려하여 엑스선 조사부(10)가 약 4.3°/s 로 회전하며 엑스선을 10회 진단 대상체(B)로 조사하도록 제어할 수 있다.

또한, 다른 설정 각도와 조사 횟수에 따른 동작 제어부(70)의 엑스선 조사부(10)제어도 유사하게 이루어질 수 있다.

또한, 동작 제어부(70)는 도 9에 도시된 바와 같이 제2 진단 대상체 이미지를 사용자가 직접 확인할 수 있도록 디스플레이 수단에 해당 이미지가 자동으로 디스플레이 되도록 제어할 수 있다.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제1 진단 대상체 이미지와 제2 진단 대상체 이미지에 대한 참고도이다.

도 11의 (a)에 도시된 진단 대상체에 대한 2차원 이미지인 제1 진단 대상체 이미지의 경우 진단 대상체(B)에 대한 병변 발생 여부의 판단이 용이하지 않은 반면, 도 11의 (b)에 도시된 진단 대상체에 대한 3차원 이미지인 제2 진단 대상체 이미지의 경우 진단 대상체(B)에 대한 병변(C) 유무를 확실히 파악할 수 있으므로 진단 대상자의 병변을 정확하게 진단할 수 있다.

도 12는 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치의 사시도, 도 13은 도 12의 그리드에 대한 단면도이다.

도 12와 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치(100)는 진단 대상체(B)와 진단 대상체 배치부(120) 사이에 배치되는 그리드(130)를 포함하며, 그리드(130)를 제외한 나머지 구성 요소들은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치(1)와 동일하므로 별도로 도시하지 않았고, 이에 대한 상세한 설명 또한 생략하도록 한다.

그리드(130)는 엑스선 조사부(110)에서 발생된 엑스선이 진단 대상체(B)를 통과한 후 투과되는 몸체부(132), 몸체부(132) 내부에 미리 결정된 간격으로 복수 개가 구비되는 격벽(134), 및 상기 복수 개가 구비되는 격벽(134)을 제외한 몸체부(132)의 내부 공간에 채워지는 투과 부재(136)를 포함한다.

이때, 몸체부(132)는 엑스선 투과성이 우수한 플라스틱, 폴리머, 세라믹, 그래파이트(graphite), 또는 탄소 섬유 재질일 수 있고, 복수 개의 격벽(134)은 몸체부(134)를 투과하는 엑스선을 차폐할 수 있는 납 재질일 수 있으며, 투과 부재(136)는 엑스선 투과성이 우수한 카본 또는 아크릴 재질일 수 있다.

또한, 도면에는 도시되지 않았지만 몸체부(132) 내부 공간에 투과 부재(136)를 채우는 대신 몸체부(132) 내부에 높이 방향으로 미리 결정된 간격을 갖도록 복수 개의 홈을 형성한 후 상기 형성된 홈에 납을 채우는 방식으로 상기 복수 개의 격벽(134)을 몸체부(132) 내부에 구성하는 방식이 또한 가능하다.

또한, 도 13에 도시된 바와 같이 몸체부(132) 내부에 배치되는 복수 개의 격벽(134)은 몸체부(132) 내부의 일측으로부터 타측으로 몸체부(132) 상부면과의 간격이 넓어지는 형태로 배열되고 상기 복수 개의 격벽(134) 중 일측에 배치된 격벽을 제외한 나머지 격벽들이 수직 방향에 대하여 미리 결정된 각도만큼 경사진 형태로 배열되거나(도 13의 (a)), 동일한 높이를 갖는 복수 개의 격벽(134)이 각각 수직 방향으로 배열되거나(도 13의 (b)), 또는 동일한 높이를 갖는 복수 개의 격벽(134) 중 일측에 배치된 격벽을 제외한 나머지 격벽(134)들이 수직 방향에 대하여 미리 결정된 각도만큼 경사진 형태로 배열될 수 있다.(도 13의 (c))

이때, 도 13의 (a)와 (c)에서 몸체부(132) 내부의 일측에 배치되는 격벽을 제외한 나머지 격벽들의 수직 방향에 대하여 기울어지는 각도가 몸체부(132) 내부의 일측에서 타측 방향으로 점차 증가하는 형태가 되도록 상기 나머지 격벽들을 배열하는 것이 바람직하다.

또한, 도 13의 (a)와 (c)에서 몸체부(132) 내부의 일측에 배치되는 격벽을 수직 방향으로 배열하는 이유는 엑스선 조사부(110)가 단속적 또는 연속적으로 회전하더라도 엑스선 조사부(110)가 일측에 배치된 격벽의 수직 상공에 위치하기 때문이며, 도 13의 (a), (b), 및 (c)에 도시된 형태들로 그리드(130)를 구성하는 이유는 다음과 같다.

종래의 2차원 유방 촬영술에서 조사되는 엑스선은 단일 방향(다시 말해서, 진단 대상체에 대하여 수직 방향)으로 조사되는 반면, 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치(100)의 경우 진단 대상체에 대한 3차원 이미지 획득을 위하여 엑스선 조사부(110)가 단속적 또는 연속적으로 회전하며, 상기 단속적 회전 중 정지하는 경우 또는 상기 연속적 회전 중 미리 설정된 각도에서 엑스선을 진단 대상체(B)로 조사하게 된다.

따라서, 엑스선 조사부(110)의 단속적 또는 연속적 회전에 따라 엑스선 조사부(110)의 높이가 변화하고, 이에 따라 엑스선 조사부(110)로부터 그리드(130)의 바닥면으로 조사되는 엑스선과 그리드(130)의 바닥면이 이루는 각도가 계속적으로 변화하게 되므로, 종래에 사용되던 그리드를 그대로 적용하는 경우 엑스선 조사부(110)로부터 조사되는 엑스선이 그리드 내부에서 컷-오프(cut-off) 될 수 있고, 상기와 같은 컷-오프 현상에 따라 진단 대상체(B)를 투과한 후 진단 대상체 이미지 획득부로 투사되는 1차 엑스선의 감소되므로 제1 진단 대상체 이미지의 영상 대조도가 저하될 수 있고, 제1 진단 대상체 이미지에서 알리아싱(aliasing) 및 모이레(moire) 등의 영상 잡음이 초래될 수 있으므로 이를 방지하기 위함이다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 장치의 동작 참고도이다.

도 14는 도 13의 (a)에 도시된 형태의 그리드(130), 다시 말해서 몸체부(132) 내부에 복수 개가 배열된 격벽(134)이 몸체부(132)의 일측으로부터 타측으로 몸체부(132) 상부면과의 높이가 줄어드는 형태로 배열되고, 복수 개의 격벽(134) 중 일측에 배치된 격벽을 제외한 나머지 격벽들이 수직 방향에 대하여 미리 결정된 각도만큼 경사진 형태로 배열되어 있는 그리드(130)를 진단 대상체(B)와 진단 대상체 배치부(120) 사이에 배치한 경우의 동작 참고도이다.

도 14에 도시된 바와 같이 엑스선 조사부(110)가 회전하여 최초 위치(O)에서부터 일측 방향으로 미리 결정된 지점(P1, P2)로 회전하게 되면, 엑스선 조사부(110)의 높이가 낮아지게 된다.

그러나, 그리드(130)의 몸체부(132) 내부에 복수 개가 배열된 격벽(134)이 몸체부(132)의 일측으로부터 타측으로 몸체부(132) 상부면과의 높이가 줄어드는 형태로 배열되고, 복수 개의 격벽(134) 중 일측에 배치된 격벽을 제외한 나머지 격벽들이 수직 방향에 대하여 미리 결정된 각도만큼 경사진 형태로 배열되어 있으므로, 엑스선 조사부(110)의 높이가 낮아지더라도 진단 대상체(B)를 통과한 엑스선이 그리드(130)를 투과하는 과정에서 복수 개의 격벽(134)과 충돌하여 컷-오프 되는 것을 방지할 수 있다.

도 15는 도 13의 (b)에 도시된 형태의 그리드(130), 다시 말해서 몸체부(132) 내부에 동일한 높이로 복수 개가 배열된 격벽(134)이 각각 수직 방향으로 몸체부(132) 내부에 배열되어 있는 그리드(130)를 진단 대상체(B)와 진단 대상체 배치부(120) 사이에 배치한 경우에 대한 동작 참고도이다.

이때, 도 15에 도시된 바와 같이 몸체부(132) 하부면의 타측과 진단 대상체 배치부(120) 상부면 사이에 결합되어 엑스선 조사부(110)의 단속적 또는 연속적 회전에 따라 미리 결정된 높이만큼 몸체부(132)의 타측 높이를 조절하는 높이 조절부(140)를 더 포함할 수 있다.

또한, 높이 조절부(140)는 엑스선 조사부(110)가 회전하여 최초 위치(O)에서부터 미리 결정된 지점(P1, P2)에 도달할 시에 엑스선 조사부(110)의 위치에 따라 몸체부 (132)의 타측 높이를 조절하므로 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 그리드(130)의 몸체부 (132) 내부에 복수 개가 배열된 격벽(134) 각각이 동일한 높이의 수직 방향으로 배열되는 경우에도, 높이 조절부(140)의 동작에 의해 몸체부(132) 하부면의 타측이 미리 결정된 값의 경사각을 형성할 수 있게 된다.

따라서, 엑스선 조사부(110)의 높이가 낮아지더라도 진단 대상체(B)를 통과한 엑스선이 그리드(130)를 투과하는 과정에서 복수 개의 격벽(134)과 충돌하여 컷-오프되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 높이 조절부(140)는 형상기억합금, 전자석, 또는 상승 또는 하강 동작이 가능한 별도의 기계 장치일 수 있다.

여기에서, 상기 미리 결정된 경사각은 19도 내지 22도일 수 있으며, 보다 바람직하게는 19.2도 내지 21.9도일 수 있는데, 이와 같은 각도 범위는 도 13의 (b)에 도시된 그리드(130)의 형태, 엑스선 조사부(110)의 최초 높이, 엑스선 조사부(110)의 회전에 따라 변화하는 높이, 및 그리드(130)의 폭을 고려한 최적의 범위로써 제시되는 값이다.

일 예로, 엑스선 조사부(110)의 최초 높이(도 14의 O 지점)가 660mm, 엑스선 조사부(110)가 20도 만큼 일측으로 회전한 경우의 엑스선 조사부(110) 높이(도 14의 P1 지점)가 620mm, 및 엑스선 조사부(110)가 30도 만큼 일측으로 회전한 경우의 엑스선 조사부(110) 높이(도 14의 P2 지점)가 572mm 이며, 그리드(130)의 폭이 230mm인 경우 엑스선 조사부(110)로부터 조사되어 몸체부(132) 하부면의 타측을 투과하는 엑스선의 경사각은 각각 70.8도, 69.6도, 및 68.1도일 수 있다.

따라서, 상기와 같은 엑스선의 경사각들을 고려하여 높이 조절부(140)의 동작에 의해 형성되는 몸체부(130)의 하부면 타측의 경사각을 각각 19.2도, 20.4도, 및 21.9도가 되도록 함으로써 진단 대상체(B)를 통과한 엑스선이 그리드(130)를 투과하는 과정에서 복수 개의 격벽(134)과 충돌하여 컷-오프되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 16은 도 13의 (c)에 도시된 형태의 그리드(130), 다시 말해서 몸체부(132) 내부에 동일한 높이로 복수 개가 배열된 격벽(134) 중 몸체부(132) 내부의 일측에 배치된 격벽을 제외한 나머지 격벽(134)들이 수직 방향에 대하여 미리 결정된 각도만큼 경사진 형태로 배열되어 있는 그리드(130)를 진단 대상체(B)와 진단 대상체 배치부(120) 사이에 배치한 경우의 동작 참고도이다.

도 16에 도시된 바와 같이 몸체부(132) 하부면의 타측과 진단 대상체 배치부(120) 상부면 사이에 결합되어 엑스선 조사부(110)의 단속적 또는 연속적 회전에 따라 미리 결정된 높이만큼 몸체부(132)의 타측 높이를 조절하는 높이 조절부(140)를 더 포함할 수 있다.

이때, 높이 조절부(140)는 엑스선 조사부(110)가 회전하여 최초 위치(O)에서부터 미리 결정된 지점(P1, P2)에 도달할 시에 엑스선 조사부(110)의 위치에 따라 몸체부 (132)의 타측 높이를 조절하므로 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이 그리드(130)의 몸체부 (132) 내부에 동일한 높이로 복수 개가 배열된 격벽(134) 중 몸체부(132) 내부의 일측에 배치된 격벽을 제외한 나머지 격벽(134)들이 수직 방향에 대하여 미리 결정된 각도만큼 경사진 형태로 배열되는 경우에도, 높이 조절부(140)의 동작에 의해 몸체부(132) 하부면의 타측이 미리 결정된 값의 경사각을 형성할 수 있게 된다.

여기에서, 상기 미리 결정된 경사각은 최대 2 내지 4도일 수 있으며, 보다 바람직하게는 2.7도일 수 있는데, 이와 같은 각도 범위는 도 13의 (c)에 도시된 그리드(130)의 형태, 엑스선 조사부(110)의 최초 높이, 엑스선 조사부(110)의 회전에 따라 변화하는 높이, 및 그리드(130)의 폭을 고려한 최적의 범위로써 제시되는 값이며, 도 13의 (b)에 도시된 그리드(130)와 비교시에 복수 개의 격벽(134) 중 몸체부(130)의 일측에 배치된 격벽을 제외한 나머지 격벽들이 수직 방향에 대하여 미리 결정된 각도 만큼 기울어져 배치되므로 높이 조절부(140)의 동작에 의해 형성되는 몸체부(130) 하부면 타측의 경사각을 보다 작게 하는 것이 가능하다.

도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병변 진단 방법의 순서도 이다.

도 17에 도시된 바와 같이 S10에서 엑스선 조사부(10,110)가 엑스선을 발생시켜 진단 대상체로 조사한다.

이때, S10에서 엑스선 조사부(10,110)는 엑스레이 튜브일 수 있고, 미리 설정된 각도 범위에 따라 단속적 또는 연속적으로 회전하며 단속적 회전 중 정지하는 경우에만 엑스선을 진단 대상체로 조사하거나 연속적 회전 중 미리 설정된 각도에서 엑스선을 진단 대상체로 조사할 수 있다.

또한, S10의 상세 과정은 이하 도 23을 참조하여 설명하도록 한다.

또한, S10에 이어서 엑스선 조사부(110)로부터 조사되는 엑스선이 진단 대상체(B)를 통과한 후 진단 대상체(B)와 진단 대상체 배치부(110) 사이에 배치되는 그리드(130)를 투과하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 그리드(130)의 상세 구성에 대한 설명은 앞서 언급한 바 있으므로 생략하도록 한다.

S20에서 진단 대상체 이미지 생성부(20,120)가 진단 대상체를 통과한 엑스선으로부터 진단 대상체에 대한 2차원 이미지인 제1 진단 대상체 이미지를 생성한다.

이때, 진단 대상체 이미지 생성부(20,120)는 디지털 방식의 반도체 평판 검출기일 수 있고, 제1 진단 대상체 이미지는 엑스선 조사부(10,110)의 회전에 따라 진단 대상체(B)를 통과한 엑스선에 의해 복수의 위치에 대하여 생성되는 진단 대상체(B)에 대한 투영 이미지일 수 있다.

S30에서 병변 판단부(40)가 진단 이미지 생성부(20,120)에서 생성된 제1 진단 대상체 이미지를 이용하여 진단 대상체(B)에 대한 3차원 이미지인 제2 진단 대상체 이미지를 생성한다.

이때, 진단 대상체(B)의 특정 위치에 병변 발생 유무를 판단하는 경우에 엑스선 조사부(10)의 회전에 의해 여러 각도에서 진단 대상체(B)를 통과한 2차원 이미지를 조합하여 3차원 이미지를 생성하므로, 특정 위치에 대한 병변 상태를 좀더 정확하게 파악할 수 있다.

예를 들어, 병변이 수직 방향으로 다수 개 존재하는 경우 한 방향에서만 엑스선이 조사되는 경우 다수 개의 병변의 겹침에 의해 병변 상태를 정확하게 파악하는 것이 용이하지 못하지만, 여러 각도에서 진단 대상체(B)를 통과한 2차원 이미지를 조합한 3차원 이미지인 제2 진단 대상체 이미지의 경우 수직 방향으로 다수 개 존재하는 병변의 경우에도 병변 상태를 정확하게 파악할 수 있다.

S40에서 병변 판단부(40)가 제2 진단 대상체 이미지로부터 진단 대상체의 병변(예를 들어 유방암) 발생 유무를 판단하면 종료가 이루어진다.

또한, S10에 앞서 엑스선 조사부(10)로부터 조사되는 엑스선의 초점을 교정하는 단계를 더 포함할 수 있는데, 이를 이하 도 18 내지 도 22를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 18 내지 도 22는 엑스선 초점 교정 방법에 대한 참고도이다.

도 18에 도시된 바와 같이 중심부에 슬릿(S)이 형성된 슬릿 지그(J)를 진단 대상체 배치부(20) 상부에 결합시킨 후 엑스선 조사부(10)로부터 엑스선을 슬릿 지그(J)로 조사하면, 도 19에 도시된 바와 같이 진단 대상체 이미지 생성부(30)에서 슬릿(S)은 백색으로 나타나고 나머지 부분은 흑색으로 나타나는 슬릿 지그(J)에 대한 투영 이미지가 생성된다.

그리고, 슬릿 지그(J)에 대한 투영 이미지를 이용하여 엑스선 조사부(10)로부터 진단 대상체 배치부(20)로 조사되는 엑스선이 초점이 진단 대상체 배치부(20)의 중심부에 맞는지를 확인할 수 있는데, 일 예로 진단 대상체 이미지 생성부(30)를 구성하는 매트릭스 형태의 센서들 중 진단 대상체 배치부(20)의 중심부에 대응하는 센서의 픽셀 번호와 슬릿(S)에 대한 투영 이미지가 생성된 위치의 픽셀 번호가 일치하는 경우 엑스선의 초점이 진단 대상체 배치부(20)의 중심부에 맞는 것으로 판단할 수 있으며, 일치하지 않는 경우 동작 제어부(70)에 의해 엑스선 조사부(10)의 각도를 조정하여 엑스선의 초점이 진단 대상체 배치부(20)의 중심부에 맞도록 할 수 있다.

또한, 도 20에 도시된 바와 같이 진단 대상체 배치부(20)의 상부에 다수의 핀홀을 구비한 측정 보조 장치(M)를 측정 보조 장치(M)의 중심축이 엑스선 조사부(10)의 중심축과 일치하도록 배치한 후 엑스선 조사부(10)로부터 엑스선을 측정 보조 장치(M)로 조사하면 도 21의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 핀홀 부분은 백색으로 표시되고 나머지 부분은 흑색으로 표시되는 측정 보조 장치(M)의 투영 이미지를 진단 대상체 이미지 생성부(30)에서 생성할 수 있다.

이때, 도 21의 (a)와 같이 병변 진단 장치(1)의 최초 설계 시 설정된 엑스선 조사부(10)의 중심축(System Center)과 실제 측정 보조 장치(M)의 투영 이미지에서 확인가능한 엑스선 조사부(10)의 중심축(Focal Center)이 일치하지 않는 경우 도 21의 (b)와 같이 두 중심축이 일치하도록 엑스선 조사부(10)의 각도를 조정하여 엑스선 조사부(10)로부터 조사되는 엑스선의 초점이 진단 대상체 배치부(20)의 중심부에 맞도록 할 수 있다.

또한, 도 22에 도시된 X선이 투과하는 입체 사각형으로 형성되어 상부와 하부에 서로 대칭되도록 다수의 베어링이 구비된 팬텀을 진단 대상체 배치부(20)의 상부에 엑스선 조사부(10)의 중심축과 중심축이 일치하도록 배치한 후 엑스선을 조사하여 생성된 팬텀에 대한 투영 이미지를 확인하여 도 22의 (a)와 같이 팬텀에 대한 투영 이미지가 좌우 대칭이 되지 않는 경우 엑스선 조사부(10)의 각도를 조정하는 방식으로 도 22의 (b)와 같이 엑스선의 초점이 진단 대상체 배치부(20)의 중심부에 맞도록 할 수 있다.

도 23은 도 17의 S10에 대한 상세 순서도 이다.

도 23에 도시된 바와 같이 S11에서 제1 구동부(50)가 엑스선 조사부(10)를 미리 설정된 각도 범위에 따른 일 지점(도 6의 P1)으로 이송시킨다.

S13에서 제1 구동부(50)가 엑스선 조사부(10)를 미리 설정된 각도 범위에 따른 일 지점으로부터 미리 설정된 각도 범위에 따른 타 지점(도 7의 P2) 측으로 회전시킨다.

S15에서 동작 제어부(70)가 엑스선 조사부(10)가 정지하였는지를 확인하여 엑스선 조사부(10)가 정지한 경우 S17에서 엑스선 조사부(10)가 엑스선을 진단 대상체로 조사한 후 S19로 진행이 이루어진다.

또한, S15에서 동작 제어부(70)가 엑스선 조사부(10)가 정지하였는지를 확인하여 엑스선 조사부(10)가 정지하지 않은 경우 S19에서 동작 제어부(70)가 엑스선 조사부(10)가 타 지점에 도달하였는지를 확인하여 엑스선 조사부(10)가 타 지점에 도달한 경우 종료가 이루어지며, 엑스선 조사부(10)가 타 지점에 도달하지 않은 경우 다시 S13으로 복귀하여 제1 구동부(50)가 엑스선 조사부(10)를 타 지점 측으로 회전시킨다.

본 발명의 병변 진단 장치 및 방법은 종래의 2차원 이미지를 이용한 유방암진단 기술인 유방 촬영술(Mammography)의 문제점을 극복할 수 있는 3차원 이미지를 이용한 유방암 진단 기술인 DBT(Digital Breast Tomosynthesis)를 위한 것으로서,엑스선 조사부(10)를 미리 설정된 각도 범위에 따라 단속적 또는 연속적으로 회전시켜 여러 각도에서 조사되는 엑스선에 의한 다수의 2차원 투영 이미지인 제1 진단 대상체 이미지를 진단 대상체 이미지 생성부(20)에서 생성한 후 병변 판단부(30)에서 제1 진단 대상체 이미지를 재구성하여 3차원 이미지인 제2 진단 대상체 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 병변의 존재와 위치를 진단 대상체의 조직과 겹침 없이 구별함으로써 병변 진단이 정확성을 높일 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 엑스선 조사부(10)의 회전 속도가 3°/sec 내지 5°/sec(약 4.3°/sec)의 고속이므로 엑스선 조사부(10)의 단속적 회전을 고려하더라도 10초 이내(약 9.73초)에 제1 진단 대상체 이미지 생성을 위한 엑스선 조사부(10)의 회전이 완료될 수 있어 진단 대상자의 호홉이 흐트러지지 않는 상태에서 3차원의 고해상도 이미지를 생성 가능하고 CT와 비교시 진단 대상체에 대한 엑스선 피폭을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 제1 구동부(50)의 구동력을 발생시키는 제1 구동 풀리(56)가 모터와 모터에 연결되어 모터에서 발생되는 구동력을 조절하는 감속 기어를 포함하고, 제1 회전 기어(52)의 회전에 의해 엑스선 조사부(10)가 회전하므로 엑스선 조사부(10)의 진동 특성과 기계적 구동 특성이 개선될 수 있다.

따라서, 엑스선 조사부(10)로부터 조사되는 엑스선의 초점 진동을 줄여 제1 진단 대상체 이미지의 해상도가 떨어지는 것을 방지하고, 진단 대상자에게 쾌적한 진단환 경을 제공하며, 저진동에 따라 병변 진단 장치의 내구성 및 수명을 증가시킬 수 있는 효과를 갖는다.

이상은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

(1,100) : 병변 진단 장치 (10,110) : 엑스선 조사부
(20,120) : 진단 대상체 배치부 (30) : 진단 대상체 이미지 생성부
(40) : 병변 판단부 (50) : 제1 구동부
(60) : 제2 구동부 (70) : 동작 제어부
(130) : 그리드 (132) : 몸체부
(134) : 격벽 (136) : 투과 부재

Claims

엑스선을 발생시켜 진단 대상체로 조사하는 엑스선 조사부;
상기 엑스선 조사부와 이격되며 상부에 상기 진단 대상체가 배치되는 진단 대상체 배치부;
상기 진단 대상체 배치부 하부에 결합되며 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선으로부터 상기 진단 대상체에 대한 2차원 이미지인 제1 진단 대상체 이미지를 생성하는 진단 대상체 이미지 생성부; 및
상기 제1 진단 대상체 이미지를 조합하여 상기 진단 대상체에 대한 3차원 이미지인 제2 진단 대상체 이미지를 생성하고 상기 제2 진단 대상체 이미지를 이용하여 상기 진단 대상체의 병변 발생 유무를 판단하는 병변 판단부를 포함하고,
상기 엑스선 조사부는 미리 설정된 각도 범위에 따라 단속적 또는 연속적으로 회전하며, 상기 단속적 회전 중 정지하는 경우에만 상기 엑스선을 상기 진단 대상체로 조사하거나 상기 연속적 회전 중 미리 설정된 각도에서 상기 엑스선을 상기 진단 대상체로 조사하고,
상기 진단 대상체 이미지 생성부는 상기 회전에 따라 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선에 의해 복수의 위치에 대하여 생성되는 상기 진단 대상체에 대한 투영 이미지를 상기 제1 진단 대상체 이미지로써 생성하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 1항에 있어서,
상기 엑스선 조사부를 상기 미리 설정된 각도 범위에 따라 회전시키는 제1 구동부와 상기 진단 대상체 배치부를 미리 설정된 각도 범위에 따라 회전시키는 제2 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 2항에 있어서,
상기 제1 구동부는 구동력을 발생시키는 제1 풀리, 상기 구동력에 의해 동작하여 상기 엑스선 조사부를 회전시키는 제1 회전 기어, 및 상기 제1 풀리와 상기 제1 회전 기어 사이에 연결되어 상기 제1 풀리에서 발생된 구동력을 상기 제1 회전 기어로 전달하는 제1 구동 벨트를 포함하고,
상기 제1 풀리의 동작을 제어하여 상기 엑스선 조사부가 상기 미리 설정된 각도 범위 내에서 3°/sec 내지 5°/sec로 회전하도록 제어하는 동작 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 3항에 있어서,
상기 제1 풀리는 상기 제1 풀리에서 발생되는 구동력을 조절하는 감속 기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 1항에 있어서,
상기 진단 대상체는 진단 대상자의 유방이고, 상기 병변은 유방암인 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 1항에 있어서,
상기 엑스선 조사부가 상기 미리 설정된 각도 범위에 따라 회전하도록 제어하고, 상기 단속적 회전 중 미리 설정된 조사 횟수에 따라 상기 엑스선 조사부가 정지하는 경우 상기 엑스선을 상기 진단 대상체로 조사하도록 제어하거나 또는 상기 연속적 회전 중 상기 미리 설정된 조사 횟수에 따라 상기 미리 설정된 각도에서 상기 엑스선을 상기 진단 대상체로 조사하도록 제어하는 동작 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 1항에 있어서,
상기 미리 설정된 각도 범위는 -20도 내지 20도인 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 1항에 있어서,
상기 진단 대상체와 상기 진단 대상체 배치부 사이에 배치되는 그리드를 더 포함하며,
상기 그리드는 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선이 투과되는 몸체부, 및 상기 몸체부 내부에 미리 결정된 간격으로 복수 개가 배열되는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 8항에 있어서,
상기 복수 개의 격벽은 상기 몸체부 내부의 일측으로부터 타측으로부터 상기 몸체부 상부면과의 간격이 넓어지는 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 8항에 있어서,
상기 복수 개의 격벽 각각은 수직 방향으로 배열되거나 또는 수직 방향에 대하여 미리 결정된 각도만큼 경사진 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 10항에 있어서,
상기 몸체부 하부면의 타측과 상기 진단 대상체 배치부 상부면 사이에 결합되며, 상기 엑스선 조사부의 회전에 따라 상승 또는 하강하여 상기 몸체부 하부면 타측의 높이를 조절하는 높이 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 11항에 있어서,
상기 높이 조절부는 상기 몸체부 하부면의 타측이 19도 내지 22도의 경사각을 갖도록 상기 몸체부 하부면 타측의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
제 11항에 있어서,
상기 높이 조절부는 상기 몸체부 하부면의 타측이 2도 내지 4도의 경사각을 갖도록 상기 몸체부 하부면 타측의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 장치.
(a) 엑스선 조사부가 엑스선을 발생시켜 진단 대상체로 조사하는 단계;
(b) 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선으로부터 상기 진단 대상체에 대한 2차원 이미지인 제1 진단 대상체 이미지를 생성하는 단계;
(c) 상기 제1 진단 대상체 이미지를 조합하여 상기 진단 대상체에 대한 3차원 이미지인 제2 진단 대상체 이미지를 생성하는 단계; 및
(d) 상기 제2 진단 대상체 이미지로부터 상기 진단 대상체의 병변 유무를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 (a) 단계에서 상기 엑스선 조사부는 미리 설정된 각도 범위에 따라 단속적 또는 연속적으로 회전하며, 상기 단속적 회전 중 정지하는 경우에만 상기 진단 대상체로 엑스선을 조사하거나 상기 연속적 회전 중 미리 설정된 각도에서 상기 진단 대상체로 엑스선을 조사하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 방법.
제 14항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(a1) 상기 엑스선 조사부를 상기 미리 설정된 각도 범위에 따른 일 지점으로 이송시키는 단계; 및
(a2) 상기 엑스선 조사부를 상기 일 지점으로부터 상기 미리 설정된 각도 범위에 따른 타 지점까지 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 방법.
제 14항에 있어서,
상기 (a) 단계에 앞서,
상기 엑스선 조사부로부터 조사되는 엑스선의 초점을 교정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 방법.
제 14항에 있어서,
상기 (a) 단계는 상기 엑스선 조사부가 상기 미리 설정된 각도 범위에 따라 회전하도록 제어하고, 상기 단속적 회전 중 미리 설정된 조사 횟수에 따라 상기 엑스선을 상기 진단 대상체로 조사하도록 제어하거나 또는 상기 연속적 회전 중 상기 미리 설정된 조사 횟수에 따라 미리 설정된 각도에서 상기 엑스선을 상기 진단 대상체로 조사하도록 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는 병변 진단 방법.
제 14항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 상기 엑스선 조사부는 상기 미리 설정된 각도 범위 내에서 3°/sec 내지 5°/sec로 회전하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 병변 진단 방법.
제 14항에 있어서,
상기 (d) 단계에서 상기 진단 대상체는 진단 대상자의 유방이고, 상기 병변은 유방암인 것을 특징으로 하는 병변 진단 방법.
제 14항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 상기 미리 설정된 각도 범위는 -20도 내지 20도인 것을 특징으로 하는 병변 진단 방법.
제 14항에 있어서,
상기 (a) 단계에 이어서,
(a11) 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선이 상기 진단 대상체 하부에 배치된 그리드를 투과하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 방법.
제 21항에 있어서,
상기 (a11) 단계에서 상기 그리드는 상기 진단 대상체를 통과한 엑스선이 투과되는 몸체부, 및 상기 몸체부 내부에 미리 결정된 간격으로 복수 개가 배치되는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 진단 방법.