KR20120105013A - 치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치과 사용을 위해 디자인된 컴퓨터 단층 촬영 장치에 관한 것으로, 이는 이미징 수단을 지지하며 액추에이터에 의해 회전가능하게 마련되는 제1 아암부, 및 상기 제1 아암부를 지지하며 액추에이터에 의해 회전가능하게 마련되는 제2 아암부를 포함한다. 상기 액추에이터는 이미징 프로세스 시에 상기 제1 아암부가 회전하지 않지만 상기 제2 아암부에 대하여 상기 제1 아암부의 위치에 남아 있으며 상기 제2 아암부가 그의 회전축을 중심으로 회전하도록 제어가능하게 마련된다.

Description

치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치{COMPUTED TOMOGRAPHY APPARATUS FOR ODONTOLOGY}

본 발명은 치과 용도로 설계된 컴퓨터 단층 촬영 장치에 관한 것으로, 특히 이미징 처리 시에 이미징 장치의 아암 구조물의 운동을 제어하기 위한 어레인지먼트에 관한 것이다.

의료용 X선 이미징은 오랜 역사를 갖고 있다. 최초의 기술은 이미징될 대상체에 광선의 투광(transillumination)에 근거를 두고 있다. 투광식에 있어서, 방사선 방향으로 최대한 중첩하여 이미징될 체적의 모든 해부학적 구조가 서로의 상부에서 필름 상에 이미징된다. 반면에, 층 이미징, 즉 소위 단층 촬영 이미징과 관련하여, 상기 대상체의 다른 층에 블러링(blurring)을 발생시킴으로써 형성되는 이미지에서 상기 대상체의 원하는 층이 더 선명하게 이미징되게 할 수 있다. 이미징 절차에 따라, 조사(irradiation) 도중 또는 개개의 조사 사이의 이미징 이벤트 동안에 이미징 수단의 관련 위치 및 대상체를 제어되는 방식으로 변화시킴으로써 블러링이 달성된다. 특히, 컴퓨터 및 디지털 이미징의 발전과 함께, 다수의 각각 다른 단층 촬영 이미징 기술과 장치가 개발되어 왔다.

치과 분야에서, 투광 이미징에 의해 구현될 때, 이미징 기술에 관한한 더 단순한 구강 및 두부 측정(cephalometric) 이미징 이외에, 특히 통상적으로 전체의 치열궁을 포함하는 층이 평면에 이미징되는 소위 파노라마 이미징이 일반적으로 이용된다. 종래의 필름 기반 파노라마 이미징에서, 아암부가 회전되며 상기 아암부와 함께 이동하는 필름이 당해의 이미징 절차의 이미징 조건을 만족시키는 속도로 방사선 소스에 의해 생성된 좁은 빔을 통해 이송되는 동안에, 회전가능한 아암부의 회전 중심이 실질적으로 이미징 수단이 위치되는 대향단에 대하여 선형적으로 이송되도록 치열궁이 좁은 빔으로 스캔된다. 디지털 파노라마 이미징에서, 이미징 스캔 시에 이미지 데이터가 센서로부터 판독되는 주파수는 상기 필름의 전송률에 대응한다.

또한, 종합병원 환경에서 일찍부터 사용되어 온 컴퓨터(또는 전산) 단층 촬영(CT)이 치과 분야에서 적용되기 시작했다. 그런데, 종합병원에서 사용되는 이러한 거대하고 고가의 CT 장치는, 이미 장치의 크기 때문이기도 하지만 특히 그 가격 때문에 통상적인 치과 병원 환경으로 이송될 수 없다.

이미징 기술면에서, 몇 가지의 각각 다른 CT 기술이 오늘날 알려져 있다. CT 이미징에서, 이미징될 체적은 상이한 방향 및 데이터로부터 조사되어 획득되고, 원하는 2차원 또는 3차원 이미지가 그 뒤에 재구성된다. 원칙적으로, 이러한 종류의 기술을 이용하면, 특히 치열궁의 일부 또는 원하는 경우 전체 치열궁의 평면에 펼쳐지는 2차원 이미지를 재구성할 수 있다. 컴퓨터 단층 촬영의 원리 및 이의 다른 적용에 관해서는, 컴퓨터 단층 촬영: 원리, 설계, 인공물 및 최근의 발전( Computed Tomography : Principles , Design , Artifacts and Recent Advantages)(Jian Hsich, SPIE PRESS, 2003)(미국 워싱톤 벨링함)와 같은 기술 문헌을 참조할 수 있다.

컴퓨터 단층 촬영의 일 형태는, 예를 들면 파노라마 이미징 및 종래의 CT 이미징에서 사용되는 좁은 빔과 구별되는 것으로서, 이미징될 체적의 치수 크기에 상당하는 빔 및 슬롯 센서 대신에 검출기를 각각 이용하는 소위 콘 빔 CT(CBCT; cone beam CT)인데, 이때 검출기의 크기는 상기 빔의 크기에 대응한다. 종래의 몇가지 CT 이미징 기술과 더 비교하면, CBCT 기술에 의해 상당히 더 작은 방사선 선량 및 더 짧은 이미징 시간이 달성될 수 있다.

치과용으로 제시 및 구현되는 일부의 CT 해결책의 통상적인 시발점은 상대적으로 거대하고 안정적인 지지 구조물에 이미징 수단을 마련하는 것이었는데, 이러한 지지 구조물에서는 환자가 이미징 수단들 사이의 의자에 착석 상태로 위치되고, 소정의 체적을 이미징하기 위해 준비된 이미징 수단을 위치시키기 위해 환자 위치와 이미징 수단의 잠재적인 상대적 이동이 의지를 이동시킴으로써 구현된다. 반면에, 예를 들어 미국 특허 제6,118,842호는 회전 중심에 대하여 이미징 수단을 양쪽으로 회전할 수 있으며 상기 이미징 수단을 포함하는 아암부의 이동 메커니즘에 의해 회전 중심의 위치를 변경시킬 수 있는 전통적인 치과 파노라마 장치에 기초한 구조물을 제시한다. 이러한 장치의 치수 및 상기 장치에서 사용되는 검출기의 치수는 두개골 특정 부분의 체적을 재구성하기 위한 정보의 수집을 가능하게 하지만, 더 크거나 수 개의, 또는 예를 들어 인접한 체적이 상기 장치에 의해 재구성되길 원하는 경우에, 이미징될 새로운 타겟 영역에 따라 이미징 수단과 대상체의 상대적인 위치를 먼저 마련함으로써 이미징이 반복돼야 한다.

상기 이미징 수단의 일 회전에 의해 이미징될 수 있는 체적의 크기는 소위 오프셋 이미징으로 증가될 수 있다. 이러한 이미징을 구현하기 위한 하나의 공지된 방법은, 타겟 영역에 대한 소정 위치로 이미징 전에 이동할 수 있는 이미징 센서를 마련하는 것으로서, 이때 상기 이미징 수단을 회전시키면 이미징되기 원하는 영역의 일부만이 각각의 순간에 빔에 있지만, 전체의 회전이 완료되면 타겟 영역의 모든 부분 영역이 본질적으로 적어도 180도 각도 범위에서 커버된다. 또한, 대응하는 결과가 이미징 수단의 회전 중심의 위치를 이동시킴으로써 얻어지는데, 이는 예를 들어 미국 특허 제7,486,759호에 기재된 장치와 관련되어 있고, 상기 명세서는 종래 기술에 따른 오프셋 이미징의 원리를 더 명확하게 설명하기 위하여 본 명세서에 첨부된다. 그러나, 미국 특허 제7,486,759호의 명세서에 기재된 장치의 문제점은 회전 중심의 위치가 이동되게 마련되는 기계적으로 복잡한 어레인지먼트라는 점이다.

본 발명의 목적 및 그의 바람직한 실시예는, 방사선의 소스 및 이미지 정보 수신기가 서로 떨어져서 마련되는 아암부를 이용하는 종래 방식으로 이미징이 구현되는 경우, 그리고 당해의 아암부의 회전 중심 및 빔의 회전축 모두가 이미징될 소정 영역의 중간에서 이미징 처리의 전체적인 지속 기간 동안에 이동하고 잔류하도록 마련되는 경우에 가능할 수 있는 것보다 더 큰 체적을 일 이미징에 의해 이미징하기 위한 신규한 해결책을 제공하는 것이다.

본 발명의 본질적인 특징은 첨부한 특허 청구항에서 제공된다. 본 발명에 따른 치과용 CT 장치는 전술한 대칭 이미징 모드 이외에, 이미징 프로세스를 가능하게 하는 한 세트의 아암 및 제어 시스템을 포함하는 것이 중요한데, 상기 이미징 프로세스 시에는, 상기 장치의 적어도 하나의 아암부를 회전시키도록 마련된 액추에이터가 상기 이미징 수단을 지지하는 상기 아암 세트의 제1 아암부가 회전하지 않고 상기 아암 세트의 제2 아암부에 대하여 제 위치에 남아 있으면서 상기 제2 아암부가 그 자신의 회전축을 중심으로 회전하도록 제어된다. 이러한 어레인지먼트에서 상기 제1 및 제2 아암부의 배향이 평행하지 않게 배열되는 경우, 빔의 회전 중심이 고정된 종래 기술에 따른 관용적인 이미징에서보다 더 큰 대상체 체적의 영역으로부터 정보가 수집될 수 있다.

종래 기술의 특정 어레인지먼트에 대하여, 본 발명은 예를 들어 이미징 센서를 지지하는 아암부에 대하여 상기 이미징 센서를 이동시키기 위하여 상기 장치의 이미징 센서 및 방사선 소스를 지지하는 아암부에 수단을 마련할 필요 없이 큰 체적의 이미징을 가능하게 한다. 따라서, 예를 들어 제1 이미징 모드에서 제2 이미징 모드로 변화하는 경우에 이미징 장치의 교정(recalibration) 및/또는 상기 센서 상에서의 빔의 비대칭 콜리메이션(collimation)에 의해 발생되는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 상기 아암부의 회전축 위치를 이동시키기 위하여 상기 이미징 수단을 지지하는 아암부에 수단을 마련할 필요가 없고, 더 나아가 전체의 이미징 이벤트는 환자를 이동시킬 필요 없이 또는 환자 지지 수단의 필요 없이 구현될 수 있다. 본 발명은 동일한 장치를 이용함으로써 치과용 파노라마 이미징 및 몇가지 다른 크기의 체적 이미징 둘다를 가능하게 한다.

이하, 본 발명, 그의 바람직한 실시예, 및 그의 목적과 이점을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명할 것이다.
도 1의 a 내지 1c는 아암부 지지 이미징 수단이 문제가 되는 아암부의 회전 중심에 대하여 회전되는 종래 기술에 따른 이미징 모드를 나타낸 도면이다.
도 2의 a 내지 2c는 이미징 시의 운동이 아암부 지지 이미징 수단을 지지하는 아암부의 회전 운동에 의해 구현되는 본 발명에 따른 이미징 모드를 나타낸 도면이다.
도 3의 a 내지 3c는 이미징 수단을 지지하는 아암부의 방향이 이미징 수단을 지지하는 아암부를 지지하는 아암부와 평행한 도 2에 따른 어레인지먼트의 특별한 경우를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에서 사용하는데 적용가능한 컴퓨터 단층 촬영 장치를 위한 하나의 해결책을 단순화하여 나타낸 측면도이다.
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 비대칭 이미징 시의 조사 펄스를 나타낸 도면이다.

도 1의 a 내지 1c는 이미징 수단[방사선 소스(14) 및 이미지 정보 수신기(15)]을 포함하는 제1 아암부(11) 및 상기 아암부(11)를 지지하는 제2 아암부(12)를 포함하는 장치의 종래 기술에 따른 CT 이미징 모드를 나타낸 도면이다. 제1 아암부(11)는 아암부(11, 12)를 연결하는 제1 회전축(21)을 중심으로 상기 제2 아암부(12)에 대하여 회전가능하게 마련된다. 상기 방사선의 소스(14)와 이미지 정보 수신기(15)는 회전축(21)의 대향측 상에서 서로 이격되어 상기 제1 아암부(11)에 마련된다. 상기 장치는 첨부된 도면에서 미도시된 제어 시스템 및 상기 회전축(21)을 중심으로 적어도 제1 아암부(11)를 적어도 구동시키도록 마련된 적어도 하나의 액추에이터(31)(도 4 참조)를 포함한다. 상기 이미징 수단(14, 15)을 지지하는 아암부(11)를 지지하는 아암부(12)는 지지 아암(13)을 통해 지지 구조물(10)에 더 지지된다.

도 1의 a 내지 1c는 상기 이미징 수단(14, 15)을 지지하는 아암부(11)가 제자리에서 유지되는 회전축(21)을 중심으로 상기 액추에이터(31)에 의해 어떻게 회전될 수 있는 지를 도시하고 있다. 원하는 폭과 높이를 갖는 센서(이미지 정보 수신기)(15) 및 종래 기술에 따라 이루어진 것으로서 대응하는 크기로 조준된 빔을 이용함으로써, 상이한 방향으로부터 상기 이미징 수단(14, 15)을 지지하는 아암부(11) 아래의 이미징 장치에 위치된 대상체(명확성 및 보편성을 위하여, 이미징될 대상체는 본 명세서에서 대체로 본 발명을 고려할 경우에 실제로 있을 수 있는 것인 두개골이나 치아가 아닌 "뼈(bone)"로서 묘사됨)를 노출시킬 수 있고, 그리고 나서 이러한 이미지 정보의 원하는 컴퓨터 단층 촬영 이미지와 같은 공지된 방법으로 재구성하여 획득될 수 있다.

도 1의 a 내지 도 1의 c에 따른 어레인지먼트에서, 상기 이미징 수단(14, 15)을 지지하는 아암부(11)를 지지하는 아암부(12)는 제2 회전축(22)을 통해 그 지지 아암(13)에 마련된다. 또한, 이러한 어레인지먼트는 상기 이미징 수단을 지지하는 아암부(11)의 회전 중심(21)이 이미징 도중에 이동되는 파노라마 이미징과 같은 도면에 미도시된 이미징 모드를 가능하게 한다. 더 나아가, 상기 지지 아암(13)이 그 자신의 회전축(23)에 대하여 회전가능하게도 마련되는 경우에도, 상기 이미징 수단(14, 15)을 지지하는 아암부(11)는 다양한 이미징 기하학적 구조를 구현하기 위해 다양한 대안을 제공하는 아암 세트(11, 12, 13)의 작동 범위 내에서 자유로이 위치될 수 있다.

도 2의 a 내지 2c는 도 1의 a 내지 1c에 도시된 것과 같은 아암 구조를 나타내고 있지만, 본 발명에 따른 이미징 모드를 구현하도록 마련되어 있다. 이러한 어레인지먼트에서, 이미징 수단(14, 15)을 지지하는 제1 아암부(11)는 제2 아암부(12)에 대하여 원하는 각도로 구동되며 이미징 도중에 제2 아암부(12)에 대하여 움직이지 않게 유지되고, 이미징 도중에 상기 이미징 수단(14, 15)의 실제 운동은 회전축(22)을 중심으로 상기 제2 아암부(12)를 구동시킴으로써 구현된다. 도 1의 a 내지 1c의 경우와 반대로, 이러한 어레인지먼트에서는 아암 구성이 이미징될 원하는 전체의 체적을 커버하도록 360도 전체로 회전되어야 하기 때문에, 빔은 이미징될 원하는 전체 영역을 연속적으로 커버하지 않거나, 또는 방사선의 소스(14)에 의해 발생된 빔의 중심축이 이미징되기 원하는 영역의 중심을 통해 연속적으로 이동하지않고 이미징될 영역에 대하여 비대칭이다. 그러나, 이러한 비대칭 이미징 기하학적 구조는, 360도 회전 후에, 도 1의 a 내지 1c에 따른 대칭 경우에서보다 큰 영역으로부터 이면 투영(back projection)을 위해 정보가 수집되게 한다.

도 2의 a 내지 2c에 따른 이미징 모드를 이용하여 이미징할 수 있는 체적의 크기는 이미징의 지속 기간 동안 서로에 대하여 회전불가능한 것으로 마련되는 제1 아암부(11) 및 제2 아암부(12) 사이의 각도에 따라 좌우된다. 도 3의 a 내지 3c는 제1 아암부(11) 및 제2 아암부(12)가 이미징 도중 평행하게 지향되는 도 2의 a 내지 2c에 따른 어레인지먼트의 특별한 경우를 도시하고 있다. 도 1의 a 내지 1c에 따른 어레인지먼트와 비교하면, 이미징되는 영역에서 빔의 폭은 도 3의 a 내지 3c에 따른 상황에서 크기 때문에, 도 3의 a 내지 3c에 따른 어레인지먼트는 큰 체적의 이미징을 제공한다. 이러한 차이의 크기는 제2 아암부(12)의 길이에 따라 좌우되는데, 즉 본 명세서에서 이미징되는 영역의 중심은 도 1의 a 내지 1c의 경우에서보다 방사선의 소스(14)로부터 더 먼 제2 아암부(12)의 길이의 거리에 위치된다.

도 3의 a 내지 3c에 따른 이미징에서, 확대 비율(magnification ratio)은 제1 아암부(11) 및 제2 아암부(12)의 길이에 따라 도 1의 a 내지 1c에 따른 이미징에서와 다르다. 그러나, 도 3의 a 내지 3c에 도시된 어레인지먼트에서 이미징되는 체적의 크기 및 확대가 도 1의 a 내지 1c에 따른 이미징에 대하여 증가하는 경우, 상기 크기와 확대는 제1 아암부(11)가 도 3의 a 내지 3c에 도시된 것과 다른 위치로 180도 회전된다면 대응하는 방식으로 자연스럽게 감소할 수 있다.

도면에 개별적으로 도시되어 있지 않은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예는 반대의 회전 방향으로 이루어지는 두 운동을 포함하는데, 이 중 제1 운동은, 예를 들어 도 2에 따르면 제1 아암부(11)와 제2 아암부(12) 간의 일정한 각도 "알파(alpha)"이지만, 단지 180도의 회전 각을 이용하여 이루어지고, 이와 다르게 동등한 회전 각의 복귀 운동은 유사하지만 당해의 아암부 간의 각도 "-알파(- alpha)"로 이루어진다. 이러한 방식으로 작동하는 경우, 상기 아암 세트의 회전 메커니즘은 360도 회전에 의해 수반되는 기술적인 문제를 고려할 필요가 없으므로 구현하는데 있어 간단하다. 더 일반적으로, 이러한 이미징 모드에서 상기 제1 운동 및 그의 반대 운동의 회전 각은 특히 180도일 필요가 없지만, 이러한 회전 각, 다른 한편으로는 대응하는 방식으로 상기 각도 "알파"를 변화시킴으로써 동일한 최종 결과에 도달할 수 있다. 또한, 동일한 원리가 도 2의 a 내지 2c에 도시된 것과 다른 아암 구조로 자연스럽게 구현될 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 도 4에 단순하게 도시된 것처럼 구현될 수 있다. 상기 지지 구조물(10)은 지지 아암(13) 및 이에 연결되는 제1 및 제2 아암부(11, 12)를 지지하는 수직 몸체부(10)로서 도 4에 구현된다. 상기 이미징 수단(14, 15)을 지지하는 제1 아암부(11)는 제2 아암부(12)에서 지지되는 회전축(21)에 대하여 회전가능하게 마련되고, 상기 제2 아암부(12)는 지지 아암(13)에서 지지되는 회전축(22)에 대하여 다시 회전가능하게 마련된다. 도 4에서, 상기 장치의 제어 시스템에 의해 제어되는 것으로서 상기 제1 및 제2 아암부(11, 12)를 구동할 수 있는 제1 및 제2 액추에이터(31, 32)는 상기 회전축(21, 22)에 대하여 마련된다. 본 발명에 따르면, 상기 제어 시스템은 적어도 도 1의 a 내지 1c에 따라, 다른 한편으로는 도 2의 a 내지 2c에 따라 이미징을 구현하기 위한 제어 루틴을 포함한다. 원칙적으로, 상기 제1 및 제2 아암부(11, 12)의 구동은 하나의 액추에이터만에 의해 적절한 어레인지먼트로 구현될 수도 있다. 또한, 상기 지지 아암(13)은, 도 4에 따른 어레인지먼트에서 제3 액추에이터(33)에 의해 구동됨으로써, 상기 지지 구조물(10)에 대하여 회전가능하게 마련될 수 있다. 하우징부(10)에 도 4에 도시되지 않은 수직 운동을 마련할 수 있다. 상기 장치는 도 4에 따른 어레인지먼트에서 몸체부(10)에 마련되는 환자 지지 수단(16)을 통상적으로 더 포함한다. 상기 지지 아암(13)은, 예를 들면 천정이나 벽에 부착될 수도 있고, 이에 의하여 상기 환자 지지 수단(16)은 장치의 아암 세트(11, 12, 13)에 대하여 일부 다른 고정 위치에 마련될 수 있다.

도 4에 따른 수직 몸체부(10)를 갖는 장치에서, 수직 운동은, 예를 들어 상기 환자 지지 수단(16)이 아암 구조물(11, 12, 13)의 수직 운동을 따라 이동하게 이루어지도록, 또는 상기 환자 지지 수단(16)과 아암 구조물(11, 12, 13)에 서로 독립적인 수직 자유 움직임을 제공하도록 구현될 수 있다. 이러한 구성으로, 이미징될 체적의 위치는 환자를 이동시키지 않고 수평 및 수직 방향 모두로 아암 세트(11, 12, 13)의 작동 범위 내의 소정 지점에 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 이미징 장치는, CT 장치 자체가 센서(15)에 의해 검출되는 정보를 처리하기 위한 수단을 반드시 포함할 필요가 없도록 별도의 컴퓨터에 대하여 마련될 수 있다. 상기 장치에서 사용되는 센서(15)는, 예를 들면 CMOS 센서일 수 있거나, 또는 소위 직접 검출(direct detection)에 기초하는 센서일 수 있다. 상기 센서(15)에 의해 검출되는 정보의 이미지를 소위 필터링 또는 반복 이면 투영 알고리즘(filtered or iterative back projection algorithm)과 같은 공지된 방법으로 재구성할 수 있다.

본 발명에 따른 장치에서, 상기 회전축(21, 22)의 원하는 좌표 및 상기 아암부(11, 12, 13)의 방향은 사용자 인터페이스를 통해 상기 장치의 제어 시스템으로 진입가능하게 마련될 수 있고, 또는 상기 장치에는, 예를 들면 이와 같은 또는 일부 다른 대응 어레인지먼트로서 위치 조명(positioning light)이 제공될 수 있는데, 이를 통해 원하는 좌표는 자동적으로 제어 시스템에 전송되게 마련될 수 있다. 상기 제어 시스템은 하나보다 많은 종류의 체적 이상이 커버될 수 있는 제어 루틴뿐만 아니라 상기 이미징 수단(14, 15)을 위한 하나 이상의 프리셋 위치를 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 제어 루틴은 상기 제1 및 제2 아암부(11, 12)를 제어 시스템 내에 프리셋되거나 진입되는 이미징 시작 위치로 구동하기 위한 제어 명령을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 CT 장치의 이미징 수단은 CBCT 이미징에서 많이 사용되는 소위 프레임 센서인 영역 센서(area sensor)를 포함한다. 상기 센서의 활성 표면은 원형, 직사각형, 또는 이차 곡면형(quadric)일 수 있고, 이의 직경이나 측면 길이는 10 - 20cm 정도이다. 이러한 센서의 치수에 대응하게 상기 방사선 소스에 의해 생성된 빔의 콜리메이션(collimation)을 마련하고, 예를 들어 50 - 60cm의 정도인 SID(source-image-distance; 소스-이미지-거리)를 이용함으로써, 본 발명에 따른 장치는 치열궁의 영역에서 몇가지 크기의 체적을 이미징할 수 있다.

도 2의 a 내지 2c에 따른 어레인지먼트에서, 이미징되기 원하는 영역을 중심으로 360도 회전되어야 하고, 반면에 도 1의 a 내지 1c 및 3a 내지 3c에 따라 작동하는 경우, 180도의 운동도 이면 투영에 대해 충분한 정보를 부여한다. 더 넓은 회전 각은 긴 이미징 시간을 초래하고, 이에 따라 특히 방사선 소스의 부하를 증가시킨다. 이로 인하여, 상기 장치의 제어 시스템에는, 한편으로는 상기 방사선 소스(14)의 펄스식 작동(pulsed operation)을 가능하게 하고, 다른 한편으로는 상기 이미징 센서(15)에 의해 검출되는 정보의 저장 및/또는 상기 정보를 주기적으로 전송하는 것을 가능하게 하는 제어 루틴이 제공되는 것이 바람직하다. 상기 센서의 정보는, 초당 몇 번, 예를 들면 초당 10회 초과와 같이 판독가능하게 마련되는 것이 바람직하다. 정보가 센서로부터 판독되는 경우에 조사(irradiation)가 항상 중단되도록 조사의 주기성을 상기 센서의 작동과 동기화시키는 것이 바람직하다. 적어도 방사선 펄스의 지속 기간이 재구성에서 사용하도록 의도되는 복셀(voxel) 크기에 대응하는 이미징되는 체적 내에서 빔이 이동하는 최대 거리에 대응하도록, 또는 이와 다르게 상기 방사선 펄스의 지속 기간이 재구성에서 사용하도록 의도되는 복셀 크기에 대응하는 거리에 대해 이미징되는 체적 내에서 상기 빔이 회전하는데 걸리는 최대 시간보다 짧게 구성되도록 주파수율(frequency rate)이 제공되는 것이 바람직하다. 상기 방사선 펄스의 지속 기간은 짧게 구성될 수도 있고, 심지어는 상기 이미징 센서가 이미징 도중 하나의 센서 픽셀의 거리에 대해 이동하는데 걸리는 시간보다 상당히 짧게 구성될 수도 있다. 상기 이미징 센서의 픽셀 크기는 200㎛ 정도이게 마련될 수 있지만, 기술의 발전으로 더 작을 수 있다. 상기 이미징 센서는 컴퓨터와 기능적으로 연결되게 마련되고, 상기 컴퓨터는 센서에 의해 검출되는 정보의 2차원 및/또는 3차원 이미지를 재구성하기 위한 수단을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 관용적으로 사용되는 일정한 주기적인 펄스(periodic pulsing) 대신에, 펄스의 시작 주파수가 일정하게 유지되지만 각 펄스의 지속 기간이 한번에 각각의 애노드 전류에 기초하여 결정되도록 방사선 소스의 펄스가 조정된다. 이러한 어레인지먼트는 시간의 함수로서 완전히 일정하게 통상적으로 남아 있는 것이 아니라 방사선 소스에 의해 생성되는 스펙트럼의 기술적 문제를 보상하는 것에 기초하고 있다. 따라서, 이러한 어레인지먼트에서 상기 방사선 소스의 애노드 전류는 측정되고, 예를 들어 방사선 소스의 가속 전압이 이러한 계측에 근거하여 조정되는 종래 기술에 따른 어레인지먼트와 달리, 본 명세서에서 상기 펄스의 지속 기간은 제어된다. 각 펄스에 의해 생성된 방사선 양(mA x s)이 일정하게 유지되도록, 즉 전류의 적분이 프리셋 레벨에 도달하는 순간에 상기 펄스가 종료되도록 제어가 이루어진다. 이러한 제어는, 예를 들면 상기 전압 제어보다 빠르고, 상기 이미징에 대하여, 간접적으로 상기 선량에 영향을 미치는 전압보다 실제의 선량을 일정하게 유지하는데 더 적절하다. 상기 방사선 소스의 이러한 정확한 조정은 상기 이미징 수단이 360도를 완전히 회전하여 시간을 필요로 하며 이에 따라 상기 방사선 소스에 대한 부하가 커지므로 이미징을 처리하는데 상당히 오래 걸리는 본 발명에 따른 오프셋 이미징에서 특히 이점을 갖는다.

전술한 제어가 도 5a 및 5b에 도시되어 있다. 도 5a는 이상적인 상황에 따른 시간의 함수로서 펄스된 애노드 전류를 나타낸 도면으로서, 이에 의하여 상기 방사선 소스는 일정한 크기의 펄스 및 일정한 주파수로 지속 기간을 생성한다. 도 5b는 펄스가 일정한 주파수로 여전히 생성되지만 애노드 전류 계측에서 검출된 설정 값으로부터의 편차가 도 5b의 영역으로 도시된 바와 같은 적분이 일정하게 남아있도록 상기 펄스의 지속 기간을 길거나 짧게 조정함으로써 보상되는 본 발명에 따른 실제의 펄스를 다시 도시하고 있다.

도 5b의 마지막 펄스는 애노드 전류가 개개의 펄스 시에도 반드시 일정하지는 않지만, 본 발명의 실시예에 따르면, 애노드 전류가 각 펄스 시에 어떻게 달라지느냐에 따라 튜브 전압을 차단함으로써 펄스 시에 발생하는 변화가 보상될 수 있는 것을 도시하고 있다.

특히 기술의 발전으로, 본 발명의 기본적인 개념이 여러 다른 방식으로 구현될 수 있어서, 이의 다른 실시예가 전술한 예에 의해 제한되는 것이 아니라 첨부된 클레임에 의해 규정되는 범위 내에서 변화될 수 있다는 것은 당업자라면 명확할 것이다. 예시된 바와 같이, 본 명세서에서 사용된 "회전축" 용어는 물리적인 축으로서 좁게 이해되게 의도된 것이 아니라 대응하는 기능성이나 물리적 피벗, 베어링이나 일부 다른 구조물을 제공하는 임의의 가상 축을 나타낼 수 있다는 것을 유의해야 할 것이다.

Claims (14)

1. 치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치이며,
   - 액추에이터(31, 32, 33)의 도움으로 실질적으로 수직한 제1 회전축(21)을 중심으로 회전가능하게 마련되는 제1 아암부(11)로서, 방사선 소스(21)와 이미지 정보 수신기(15)가 서로 떨어져서 상기 회전축(21)의 대향측에서 아암부(11)에 마련되는, 제1 아암부(11),
   - 실질적으로 수평한 회전축(22)을 중심으로 회전가능하게 마련되며, 상기 제1 아암부(11)를 지지하도록 마련되는 제2 아암부(12), 및
   - 상기 아암부(11, 12), 방사선 소스, 및 이미지 정보 수신기(15)를 구동하는 하나 이상의 액추에이터(31, 32, 33)를 제어하기 위한 제어 시스템으로서, 상기 제1 아암부(11)가 실질적으로 수직한 회전축(21)을 중심으로 회전하도록 상기 제어 시스템은 이미징 프로세스 도중 상기 하나 이상의 액추에이터(31, 32, 33)를 제어하는 제1 제어 루틴을 포함하는, 제어 시스템을 포함하는 치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치이며,
   상기 제어 시스템은, 이미징 프로세스 도중 상기 제1 아암부(11)가 회전하지 않지만 상기 제2 아암부(21)에 대하여 제 위치에 남아 있으며 상기 제2 아암부(12)가 그 회전축(22)을 중심으로 회전하도록, 상기 장치의 상기 적어도 하나의 액추에이터(31, 32, 33)를 제어하는 제2 제어 루틴을 포함하는 것을 특징으로 하는
   치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 제어 루틴은 실제의 이미징 프로세스 전에 상기 제1 아암부(11)가 제2 아암부(12)의 방향에 대하여 소정의 각도로 구동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
   치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2 제어 루틴은 상기 제2 아암부(12)를 그 회전축을 중심으로 실질적으로 360도로 회전시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는
   치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 제어 루틴은 실제의 이미징 프로세스 전에 상기 제1 아암부(11)가 제2 아암부(12)와 실질적으로 평행하도록 구동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
   치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 아암부(11)는 제1 아암부의 회전축(21)을 통해 상기 제2 아암부(12)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는
   치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 아암부(11, 12)의 회전축(21, 22)은 실질적으로 평행하고 그리고/또는 상기 회전축 간의 거리가 일정한 것을 특징으로 하는
   치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 시스템은 제1 및 제2 아암부(11, 12)를 상기 제어 시스템 내에서 사전 진입된 부분 또는 이미징의 프리셋 시작 위치로 이송하기 위한 제어 명령을 포함하는 제어 루틴을 포함하는 것을 특징으로 하는
   치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이미징 수단(14, 15)은 서로로부터 50 - 60cm 정도의 거리에 이미징 수단을 포함하는 상기 아암부(11)에 마련되는 것을 특징으로 하는
   치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이미징 센서(15)는 원형, 직사각형, 또는 이차 곡면형인 영역 센서이고, 상기 센서의 직경 및 측면 길이는 10 - 20cm 정도인 것을 특징으로 하는
   치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 이미징 센서(15)는 초당 수회, 예를 들면 초당 10번보다 많게 수신한 정보를 저장 및/또는 전송하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
    치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 방사선을 펄스로서 생성하기 위한 상기 방사선 소스(14)를 제어하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
    치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
12. 제11항에 있어서,
    적어도 상기 제2 제어 루틴은 상기 방사선 펄스의 지속 기간의 조정을 포함하는 것을 포함하여, 상기 방사선 소스의 애노드 전류가 측정되며 상기 전류의 적분이 프리셋 값에 도달하는 시점에서 상기 펄스가 항상 종료되는 것을 특징으로 하는
    치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 조사가 중단되는 순간에 상기 이미징 센서(15)로부터의 정보의 판독이 이루어지도록 상기 판독을 제어하도록 제공되는 것을 특징으로 하는
    치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단일의 방사선 펄스의 지속 기간은, 재구성에서 사용하도록 의도되는 복셀 크기에 대응하는 거리에 대해 이미징되는 체적 내에서 빔이 회전하는데 걸릴 수 있는 최대 시간보다 짧게 구성되거나, 또는 상기 이미징 센서(15)가 이미징 시에 하나의 센서 픽셀의 거리로 이동할 때 경과하는 시간보다 더 짧거나 실질적으로 더 짧게 구성되는 것을 특징으로 하는
    치과용 컴퓨터 단층 촬영 장치.

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