KR20120120849A - computed tomography system including small-size x-ray source - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A tomography system including a small X-ray source is provided to effectively obtain a high quality radiation 3D reconstructed image by taking a photograph of an object while rotating a gantry in a predetermined angle to obtain image information. CONSTITUTION: A small vacuum chamber(20) is separated from an X-ray detector(10). A circular gantry unit(30) fixes the X-ray detector and the small vacuum chamber. The circular gantry unit is rotationally formed. A unit X-ray source is attached in the small vacuum chamber. An object and an X-ray filter are located between the X-ray detector and the small vacuum chamber. [Reference numerals] (60) Controller

Description

소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템{computed tomography system including small-size x-ray source} Computed tomography system including small-size x-ray source}

본 발명은 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 캐소드 전극 상에 제공되는 하나 이상의 절연 기둥을 통하여 게이트 전극 및 포커싱 전극이 분리 및 고정되는 형태의 소형 엑스레이 소스를 원형의 겐트리에 고정하고, 이러한 겐트리를 360도 또는 일정 각도 회전시키면서 피검체를 촬영하여 이미지 정보를 획득함으로써 고품질의 방사선 3차원 재구성 영상을 획득할 수 있는 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a tomography imaging system including a small x-ray source, and more particularly, to a circular x-ray source in which a gate electrode and a focusing electrode are separated and fixed through one or more insulating pillars provided on the cathode electrode. A tomographic system comprising a small x-ray source that can be fixed to the gantry of the image, and obtain a high-quality radiographic three-dimensional reconstructed image by capturing the subject while rotating the gantry 360 degrees or a certain angle to obtain image information will be.

디지털 단층합성기는 제한각 컴퓨터단층촬영기(Limited angle computed tomography)라고 불리는 컴퓨터단층촬영기(Computed tomography, CT)의 단순화된 형태이다. Digital tomography is a simplified form of computed tomography (CT) called limited angle computed tomography.

특히 방사선 조사에 사용되는 각도가 제한적인 만큼 일반 CT와 비교하여 매우 한정된 영상 정보를 통해 3차원 재구성 영상을 획득하므로 재구성된 영상의 수준은 어느 정도 낮은 수준이지만, 인체에 미치는 영향이 상대적으로 작다는 장점이 있어 인체의 특정 부위의 질병 진단에 사용되고 있는 실정이다. In particular, since the angle used for irradiation is limited, the 3D reconstructed image is obtained through very limited image information compared with general CT, but the level of the reconstructed image is somewhat low, but the effect on the human body is relatively small. It is an advantage that is being used to diagnose diseases of specific parts of the human body.

구체적으로, 이러한 디지털 단층합성기는 제한된 영상 정보에 의존함으로써, 경조직과 연조직이 공존하는 인체 영역에서는 경조직의 경계면에 줄무늬(Streaking)가 발생하는 등 상대적으로 영상의 수준이 낮지만, 연조직으로만 이루어진 유방(Breast)의 경우에는 재구성된 영상의 수준이 진단에 사용할 수 있을 만큼 높다는 장점을 가진다. 또한 이러한 디지털 단층합성기는 한정된 각도에서만 작동하므로 기존 CT에 비해 장비의 크기가 작고, 상대적으로 적은 피폭선량만으로 3차원 영상의 재구성이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 더욱이 부위별로 혹은 용도별로 최적화된 알고리즘의 개발의 여지가 충분히 있으며 이를 통해서 경쟁력 있는 3차원 재구성 영상을 획득할 수 있으므로 한정된 영상 정보에 의한 단점을 상쇄할 수 있는 경쟁력과 잠재력을 가진다고 할 수 있다. Specifically, the digital tomography synthesizer relies on limited image information. In the human region where hard and soft tissues coexist, streaking occurs on the boundary of hard tissues. (Breast) has the advantage that the level of the reconstructed image is high enough to be used for diagnosis. In addition, since the digital tomography synthesizer operates only at a limited angle, the size of the equipment is smaller than that of the conventional CT, and the 3D image can be reconstructed with only a relatively small dose. Moreover, there is ample room for development of algorithms optimized for each part or use, and through this, competitive 3D reconstructed images can be obtained, which can be said to have competitiveness and potential to offset the shortcomings of limited image information.

한편, 이와 같은 엑스선 디지털 단층합성기의 경우 초점이 작은 마이크로 초점(micro focus)의 엑스선관을 사용하고 2차원 검출기를 이용하는 콘빔(cone beam) 마이크로 CT가 주로 많다고 할 수 있겠다.On the other hand, such X-ray digital tomography synthesizer can be said to be mainly a cone beam (micro CT) using a micro focus X-ray tube of a small focus (cone beam) using a two-dimensional detector.

예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 갠트리 회전형의 엑스선 마이크로 단층촬영장치는 피사체(5)를 일정한 베드(6)에 고정시키고 엑스선원(1)과 검출기(8)는 갠트리 회전부(2)에 탑재되고 이 갠트리 회전부(2)가 회전하면서 스캐닝하는 구조를 가진다. 갠트리 회전부(2)와 갠트리 고정부(3)는 베어링으로 체결되어 있고 갠트리 회전용 모터(2')에 의하여 갠트리 회전부를 회전시키는 구조를 가지고 있다. 이때 피사체(5)는 갠트리 회전부의 회전 중심을 중심으로 놓이게 되며, 엑스선관의 초점과 회전중심(Iso Center)까지의 거리와 회전중심에서 검출기까지의 거리비에 따라 피사체가 확대 촬영되며 이 상태에서 스캐닝하게 되면 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터의 공간 해상도를 갖는 단층영상을 획득하게 된다. For example, as shown in FIG. 1, the conventional gantry rotatable X-ray micro-tomography apparatus fixes the subject 5 to a predetermined bed 6, and the X-ray source 1 and the detector 8 are gantry rotating units ( It is mounted in 2) and this gantry rotating part 2 has a structure which scans while rotating. The gantry rotating part 2 and the gantry fixing part 3 are fastened by bearings and have a structure for rotating the gantry rotating part by the gantry rotating motor 2 '. At this time, the subject 5 is placed around the center of rotation of the gantry rotating part, and the subject is enlarged according to the distance between the focus and the center of rotation of the X-ray tube and the distance from the center of rotation to the detector. Scanning results in tomographic images with spatial resolutions ranging from a few micrometers to tens of micrometers.

어떤 상황에서는 매우 높은 공간 해상도의 단층영상을 획득하기 위하여 회전중심에서 엑스선관의 초점까지의 거리를 매우 짧게 하고 회전중심에서 검출기까지의 거리를 다소 길게 하여 기하학적 확대율을 높여 촬영할 필요도 있다. 갠트리 회전형의 경우 이와 같이 목적을 달성하기 위하여 엑스선원과 검출기를 직선운동장치에 부착하고 모터 제어를 통하여 그 확대율을 가변하는 것이 가능할 것이다. In some circumstances, in order to obtain a very high spatial resolution tomographic image, it is necessary to increase the geometric magnification by shortening the distance from the center of rotation to the focal point of the X-ray tube and increasing the distance from the center of rotation to the detector. In the case of the gantry rotation type, it may be possible to attach the X-ray source and the detector to the linear motion device and change the magnification through the motor control in order to achieve the object.

그러나 이러한 경우, 고 확대율을 얻기 위하여 엑스선원과 검출기를 갠트리 회전부의 직경방향으로 이동하게 되면, 엑스선원 장치의 무게로 인하여 갠트리 회전부의 무게 중심의 균형(balance)이 맞지 않게 되어 정밀한 회전운동이 어렵게 되므로 단층영상의 해상도가 나빠지게 된다는 문제점이 발생하게 된다. 또한 고 확대율로 스캐닝할 경우 엑스선원 장치의 무게로 인하여 갠트리 고정부와 갠트리 회전부를 체결하는 베어링의 진원정밀도(radial accuracy)가 수십 마이크로미터가 되므로 단층영상의 화질은 더욱 악화되는 문제점이 발생할 수 있을 것이다. In this case, however, if the X-ray source and the detector are moved in the radial direction of the gantry rotating part to obtain a high magnification, the weight of the X-ray source device does not balance the center of gravity of the gantry rotating part, which makes it difficult to precisely rotate. Therefore, a problem arises in that the resolution of the tomography image is deteriorated. In addition, when scanning at high magnification, the radial accuracy of the bearing connecting the gantry fixing part and the gantry rotating part is several tens of micrometers due to the weight of the X-ray source device. will be.

따라서 본 발명자들은, 보다 간단한 구조를 가지면서 엑스레이 소스에 사용되는 각종 전극들의 위치 및 상기 전극들 상호간의 간격을 용이하게 조절할 수 있으며, 방출되는 전자의 궤적을 용이하게 제어할 수 있으며, 소형으로도 제조 가능한 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템을 발명하기에 이르렀다.
Therefore, the present inventors have a simpler structure, can easily adjust the position of various electrodes used in the X-ray source and the distance between the electrodes, and can easily control the trajectory of the emitted electrons, It has come to invent a tomography imaging system comprising a small manufacturable x-ray source.

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 캐소드 전극 상에 제공되는 하나 이상의 절연 기둥을 통하여 게이트 전극 및 포커싱 전극이 분리 및 고정되는 형태의 소형 엑스레이 소스를 원형의 겐트리에 고정하고, 이러한 겐트리를 360도 또는 일정 각도 회전시키면서 피검체를 촬영하여 이미지 정보를 획득함으로써 고품질의 방사선 3차원 재구성 영상을 보다 효과적으로 획득할 수 있는 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a circular X-ray source of a form in which a gate electrode and a focusing electrode are separated and fixed through at least one insulating pillar provided on a cathode electrode. A tomographic imaging system including a small x-ray source that is secured to the gantry, and obtains image information by capturing the subject while rotating the gantry 360 degrees or a certain angle to obtain a high quality radiographic three-dimensional reconstruction image more effectively. To provide.

본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템은, 엑스레이 디텍터; 상기 엑스레이 디텍터와 일정 거리 이격되어 위치하는 소형 진공 챔버; 상기 엑스레이 디텍터 및 상기 소형 진공 챔버가 고정되며, 회전 가능하게 구성되는 원형의 겐트리 유닛; 및 상기 소형 진공 챔버 내에 부착되는 단위 엑스레이 소스;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 소형 진공 챔버는 고진공 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다. A tomography imaging system including a small x-ray source according to the present invention includes an x-ray detector; A small vacuum chamber spaced apart from the X-ray detector by a predetermined distance; A circular gantry unit fixed to the X-ray detector and the small vacuum chamber and configured to be rotatable; And a unit x-ray source attached to the small vacuum chamber. Here, the small vacuum chamber is characterized in that it comprises a high vacuum pump.

바람직하게는, 상기 엑스레이 디텍터와 상기 소형 진공 챔버 사이에는 피검체가 위치될 수 있는 플랫폼이 제공되는 것을 특징으로 한다. Preferably, a platform on which the subject can be positioned is provided between the X-ray detector and the small vacuum chamber.

바람직하게는, 상기 소형 진공 챔버와 상기 엑스레이 디텍터 사이에는 엑스레이 필터가 제공되는 것을 특징으로 한다. Preferably, an x-ray filter is provided between the small vacuum chamber and the x-ray detector.

바람직하게는, 상기 단층 영상 시스템은 상기 원형의 겐트리 유닛의 회전 속도 및 상기 단위 엑스레이 소스가 X선을 발생하는 시간 간격 중 어느 하나 이상을 제어할 수 있는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the tomography imaging system further comprises a control unit for controlling any one or more of the rotational speed of the circular gantry unit and the time interval in which the unit X-ray source generates X-rays.

바람직하게는, 상기 단층 영상 시스템은 상기 원형의 겐트리 유닛에 고정된 상기 엑스레이 디텍터 및 상기 소형 진공 챔버의 위치 간격을 제어할 수 있는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the tomography imaging system further comprises a control unit for controlling the position interval of the X-ray detector and the small vacuum chamber fixed to the circular gantry unit.

바람직하게는, 상기 소형 엑스레이 소스는 상기 소형 진공 챔버로부터 착탈 가능하게 부착되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the small x-ray source is detachably attached from the small vacuum chamber.

바람직하게는, 상기 단위 엑스레이 소스는, 캐소드 전극; 상기 캐소드 전극 상에 형성되는 에미터; 상기 에미터 상측에 위치하는 애노드 전극; 상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 게이트 전극; 및 상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 포커싱 전극;을 포함하고, 상기 캐소드 전극에는 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극의 위치를 고정 및 조절할 수 있는 하나 이상의 절연 기둥이 제공되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the unit X-ray source, the cathode electrode; An emitter formed on the cathode electrode; An anode located above the emitter; A gate electrode positioned between the emitter and the anode electrode; And a focusing electrode positioned between the emitter and the anode electrode, wherein the cathode electrode is provided with at least one insulating pillar capable of fixing and adjusting positions of the gate electrode and the focusing electrode.

바람직하게는, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극은 상기 하나 이상의 절연 기둥이 관통될 수 있도록 구성되는 구성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the gate electrode and the focusing electrode is characterized in that the one or more insulating pillars are configured to pass through.

바람직하게는, 상기 에미터는 점광원 형태 및 면광원 형태 중 어느 하나 이상의 형태를 갖는 것을 특징으로 한다. Preferably, the emitter is characterized in that it has any one or more of the form of a point light source and a surface light source.

바람직하게는, 상기 하나 이상의 절연 기둥은 그 내부가 빈 중공형 또는 꽉찬 기둥 형태로 형성되며, 그리고 상기 하나 이상의 절연 기둥이 빈 중공형일 경우, 상기 하나 이상의 절연 기둥의 내부에는 외부 전원과 연결된 전선이 위치하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the one or more insulated pillars are formed in the form of hollow hollow or full pillars, and when the one or more insulated pillars are hollow hollow, the one or more insulated pillars have a wire connected to an external power source. It is characterized in that the location.

바람직하게는, 상기 하나 이상의 절연 기둥 각각에는 하나 이상의 제1홀이 제공되며, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 각각에는 하나 이상의 제2홀이 제공되며, 상기 제2홀 및 상기 제1홀을 관통하여 상기 전선에 접촉하는 전원 연결 부재를 통하여, 외부 전원으로부터 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 각각에 전원을 인가하는 것을 특징으로 한다. Preferably, at least one first hole is provided in each of the at least one insulating pillar, and at least one second hole is provided in each of the gate electrode and the focusing electrode, and penetrates the second hole and the first hole. Power is applied to each of the gate electrode and the focusing electrode from an external power source through a power connection member contacting the wire.

바람직하게는, 상기 하나 이상의 절연 기둥의 형태는 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 다면체형 및 이의 조합형 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. Preferably, the shape of the at least one insulating pillar is characterized in that any one or more of a circle, oval, triangle, square, polyhedron, and combinations thereof.

바람직하게는, 상기 하나 이상의 절연 기둥은 세라믹, 석영, 유리, 테프론, 폴리머 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 구성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the at least one insulating pillar is made of a material selected from the group consisting of ceramics, quartz, glass, Teflon, polymers and mixtures thereof.

바람직하게는, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 각각의 고정 위치를 상기 하나 이상의 절연 기둥을 통하여 조절함으로써, 상기 에미터로부터 방출되는 전자의 궤적을 제어하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the position of each of the gate electrode and the focusing electrode is adjusted through the one or more insulating pillars to control the trajectory of electrons emitted from the emitter.

바람직하게는, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극은 각각 하나 이상 존재하며, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극은 상기 하나 이상의 절연 기둥으로부터 착탈 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Preferably, at least one of the gate electrode and the focusing electrode is present, and the gate electrode and the focusing electrode are configured to be detachable from the at least one insulating pillar.

바람직하게는, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극은, 일정한 간격을 가지고 배치되는 일정한 두께를 갖는 판상 또는 원형의 구멍이 존재하는 일정한 두께를 갖는 판 부재 형태인 것을 특징으로 한다. Preferably, the gate electrode and the focusing electrode is in the form of a plate member having a constant thickness in which there is a plate-shaped or circular hole having a constant thickness arranged at a constant interval.

바람직하게는, 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극은 원형의 고리 형태 또는 게이트 모양과 동일한 것을 특징으로 한다.
Preferably, the gate electrode and the focusing electrode is characterized in that the same as the circular ring shape or the gate shape.

본 발명에 따르면, 캐소드 전극 상에 제공되는 하나 이상의 절연 기둥을 통하여 게이트 전극 및 포커싱 전극이 분리 및 고정되는 형태의 엑스레이 소스를 구비하는 소형 진공 챔버를 원형의 겐트리에 고정하고, 이러한 겐트리를 360도 또는 일정 각도 회전시키면서 피검체를 촬영하여 이미지 정보를 획득함으로써 고품질의 방사선 3차원 재구성 영상을 획득할 수 있게 된다. According to the present invention, a small vacuum chamber having an x-ray source in a form in which the gate electrode and the focusing electrode are separated and fixed through at least one insulating pillar provided on the cathode electrode is fixed to a circular gantry, and the gantry is 360 It is possible to obtain a high quality radiographic three-dimensional reconstructed image by photographing a subject while rotating a degree or a certain angle to obtain image information.

또한 단위 엑스레이 소스에서 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon nano-tube, CNT)를 이용한 전계 방출 방식의 엑스선 광원을 이용함으로써, 종래의 열전자 방출 방식의 엑스선 광원과 비교했을 때, 방출 전자의 운동 에너지가 거의 일정하고 전자 방출 방향성이 양호하여, 정전기 렌즈 등을 통해 쉽게 초점 크기를 제어할 수 있으므로 매우 선명한 방사선 영상을 얻을 수 있다는 효과가 발생한다.
In addition, by using a field emission type X-ray light source using carbon nanotubes (CNTs), which are nanomaterials in a unit X-ray source, the kinetic energy of the emitted electrons is higher than that of a conventional X-ray light source. Since it is almost constant and has a good electron emission direction, the focal size can be easily controlled through an electrostatic lens or the like, so that an extremely clear radiographic image can be obtained.

도 1은 종래 기술에 따른 엑스선관과 검출기가 탑재된 겐트리가 회전하는 방법의 엑스선 마이크로 단층촬영장치의 주요 부품을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 2는 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 3의 (a)는 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템에서 사용되는 단위 엑스레이 소스(100)의 사시도이며,
도 3의 (b)는 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템에서 사용되는 단위 엑스레이 소스(100)의 단면도이며,
도 4는 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템에서 사용되는 단위 엑스레이 소스(100)를 아래에서 본 사시도이며,
도 5는 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템에서 사용되는 단위 엑스레이 소스(100)에 사용되는 절연 기둥을 개략적으로 도시한 도면이다.
1 is a view schematically showing the main components of the X-ray micro-tomography apparatus of the method of rotating the gantry equipped with the X-ray tube and the detector according to the prior art,
2 is a schematic view of a tomography imaging system including a small x-ray source according to the present invention,
3A is a perspective view of a unit X-ray source 100 used in a tomography imaging system including a small X-ray source according to the present invention.
3B is a cross-sectional view of a unit X-ray source 100 used in a tomography imaging system including a small X-ray source according to the present invention.
4 is a perspective view from below of a unit x-ray source 100 used in a tomography imaging system including a small x-ray source according to the present invention,
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an insulation pillar used in a unit x-ray source 100 used in a tomography imaging system including a small x-ray source according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Hereinafter, a preferred embodiment of a tomography imaging system including a small x-ray source according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

<실시예> <Examples>

도 2는 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 2 is a schematic view of a tomography imaging system including a small x-ray source according to the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 시스템은 엑스레이 디텍터(10), 엑스레이 디텍터(10)와 일정 거리 이격되어 위치하는 소형 진공 챔버(20), 엑스레이 디텍터(10)와 소형 진공 챔버(20)가 고정되며, 회전 가능하게 구성되는 원형의 겐트리 유닛(30) 및 소형 진공 챔버(20) 내에 부착되는 단위 엑스레이 소스(100)(도 1에서는 단위 엑스레이 소스가 소형 진공 챔버(20) 내부에 존재하기 때문에 도시되지 않음을 유의)를 포함한다. In the tomography imaging system according to the exemplary embodiment, the small vacuum chamber 20, the X-ray detector 10, and the small vacuum chamber 20, which are spaced apart from the X-ray detector 10 and the X-ray detector 10 by a predetermined distance, may be provided. The unit x-ray source 100 fixed in the rotatable gantry unit 30 and the small vacuum chamber 20 (in FIG. 1, the unit x-ray source is present inside the small vacuum chamber 20) Note that not shown).

엑스레이 디텍터(10)는 방출된 X-선을 검출하여 이를 영상화하는 역할을 수행한다. 즉 엑스레이 디텍터(10)는 투과된 X-선이 엑스레이 컨버터를 통해 가시광선으로 변환되면, 수백만개에 이르는 화소마다 설치된 포토 다이오드가 가시광선을 다시 전기신호로 변환해 디지털 영상정보로 전송하는 역할을 수행한다. 한편, 이러한 엑스레이 디텍터(10)는 공지된 구성 요소를 사용하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The X-ray detector 10 detects the emitted X-rays and serves to image them. That is, when the transmitted X-rays are converted into visible light through the X-ray converter, the X-ray detector 10 converts the visible light back into an electric signal and transmits the digital light to digital image information. To perform. Meanwhile, since the X-ray detector 10 uses known components, detailed description thereof will be omitted.

소형 진공 챔버(20)는 엑스레이 디텍터(10)와 일정 거리 이격되어 위치한다. 또한 이러한 소형 진공 챔버(20)는 진공 펌프 등을 이용하여 고진공으로 유지될 수 있도록 구성된다. 즉, 후술되는 단위 엑스레이 소스(100)가 진공 상태에서 전자를 방출하여 X-선을 발생할 수 있는 적절한 환경을 제공하는 역할을 수행한다. The small vacuum chamber 20 is spaced apart from the X-ray detector 10 by a predetermined distance. In addition, such a small vacuum chamber 20 is configured to be maintained in a high vacuum using a vacuum pump or the like. That is, the unit X-ray source 100 to be described later serves to provide an appropriate environment for emitting X-rays by emitting electrons in a vacuum state.

원형의 겐트리 유닛(30)에는 엑스레이 디텍터(10)와 소형 진공 챔버(20)가 부착 및 고정된다. 이러한 원형의 겐트리 유닛(30)은 모터 등의 구성 요소를 이용하여 360도 회전 가능하게 구성된다. 즉, 이러한 겐트리 유닛(30)의 회전으로 인하여 피검체(40)에 대한 고품질의 방사선 3차원 재구성 영상을 획득할 수 있게 된다. 이를 위해, 엑스레이 디텍터(10)와 소형 진공 챔버(20) 사이에는 피검체(40)가 위치할 수 있도록 플랫폼(50)이 제공될 수 있다. The X-ray detector 10 and the small vacuum chamber 20 are attached and fixed to the circular gantry unit 30. The circular gantry unit 30 is configured to be rotated 360 degrees by using a component such as a motor. That is, due to the rotation of the gantry unit 30 it is possible to obtain a high-quality radiation three-dimensional reconstruction image for the subject 40. To this end, the platform 50 may be provided between the X-ray detector 10 and the small vacuum chamber 20 so that the subject 40 may be positioned.

단위 엑스레이 소스(100)는 소형 진공 챔버(20) 내에 위치하게 된다. 이때, 단위 엑스레이 소스(100)는 소형 진공 챔버(20)로부터 착탈 가능하게 부착되도록 구성될 수 있다. 이는 단위 엑스레이 소스의 용이한 유지 및 보수를 위한 구성이다. 한편, 이러한 단위 엑스레이 소스(100)의 구체적인 구성에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술하기로 한다. The unit X-ray source 100 is located in the small vacuum chamber 20. In this case, the unit X-ray source 100 may be configured to be detachably attached from the small vacuum chamber 20. This is a configuration for easy maintenance and repair of the unit x-ray source. Meanwhile, a detailed configuration of the unit X-ray source 100 will be described later with reference to FIGS. 3 to 5.

본 발명의 일 실시예에 따른 단층 영상 시스템은 엑스레이 필터(도시 안됨) 및 제어부(60)를 더 포함할 수 있다. The tomography imaging system according to the exemplary embodiment may further include an X-ray filter (not shown) and the controller 60.

엑스레이 필터는 소형 진공 챔버(20)와 엑스레이 디텍터(10) 사이에 위치하게 되며, 단위 엑스레이 소스(100)로부터 발생한 X-선을 필터링하는 역할을 수행하게 된다. 이러한 엑스레이 필터 역시 공지된 구성 요소를 사용하기 때문에 이에 대한 구체적인 구성은 생략하기로 한다. The X-ray filter is positioned between the small vacuum chamber 20 and the X-ray detector 10 and serves to filter the X-rays generated from the unit X-ray source 100. Since the X-ray filter also uses a known component, a detailed configuration thereof will be omitted.

제어부(60)는 본 발명에 따른 단층 영상 시스템을 제어하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 제어부(60)는 원형의 겐트리 유닛(30)의 회전 속도를 제어하거나, 소형 진공 챔버(20) 내에 위치하는 단위 엑스레이 소스(100)가 X선을 발생하는 시간 간격을 제어할 수 있게 된다. 또한, 제어부(60)는 슬라이등 기구(도시 안됨) 등을 이용하여 원형의 겐트리 유닛(30)에 고정된 엑스레이 디텍터(10) 및 소형 진공 챔버(20)의 위치 간격 역시 제어할 수 있게 된다. 한편, 이러한 제어부(60)를 구성하는 구성 요소 역시 공지된 기술을 사용하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The controller 60 controls the tomography imaging system according to the present invention. Specifically, the controller 60 may control the rotation speed of the circular gantry unit 30 or control the time interval at which the unit X-ray source 100 located in the small vacuum chamber 20 generates X-rays. Will be. In addition, the control unit 60 may also control the position interval of the X-ray detector 10 and the small vacuum chamber 20 fixed to the circular gantry unit 30 using a slice lamp mechanism (not shown). . On the other hand, since the components constituting the control unit 60 also uses a known technology, a detailed description thereof will be omitted.

이러한 구성으로 인하여, 본 발명에 따른 단층 영상 시스템을 이용하는 경우에는, 피검체(40)에 대하여 원형의 겐트리 유닛(30)이 사용자가 지정한 속도로 360도 또는 일정 각도 회전하게 되며, 회전 동안 소형 진공 챔버(20) 내에 위치한 단위 엑스레이 소스(100)로부터 발생한 X-선이 피검체(40)를 투과하여 촬영하고, 엑스레이 디텍터(10)가 전달된 방사선의 양을 측정하고 그 자료를 전기 신호로 변경하며, 컴퓨터는 이 신호를 컴퓨터로 함수 변환하여 고품질의 입체적인 3차원 영상으로 만들어 이를 모니터에 도시하게 된다. Due to this configuration, when using the tomography imaging system according to the present invention, the circular gantry unit 30 with respect to the subject 40 is rotated 360 degrees or a predetermined angle at a user-specified speed, X-rays generated from the unit X-ray source 100 located in the vacuum chamber 20 penetrate the subject 40, and the X-ray detector 10 measures the amount of radiation transmitted and converts the data into an electrical signal. In addition, the computer converts the signal into a computer to produce a high quality three-dimensional image, which is then displayed on a monitor.

특히, (1) X-선 방출 특성 제어가 가능하며, (2) 제어부의 제어를 통하여 원형의 겐트리 유닛(30)의 회전 속도 및 단위 엑스레이 소스(100)가 X선을 발생하는 시간 간격을 제어할 수 있으며, (3) 안정적인 전자 방출을 통하여 장비의 수명을 연장시켜 유지 비용을 감소시킬 수 있으며, (4) 단위 엑스레이 소스(100)에서 사용되는 전극들의 추출이 용이하고, (5) 반복되는 단위 엑스레이 소스(100)의 단순한 형태로 인하여 가공 비용을 감소시킴으로써 제조 비용을 절감시키며, 그리고 (6) 단위 빔 직경 조절을 통해 고분해능 및 출력 조절이 용이하게 된다.
In particular, (1) the X-ray emission characteristics can be controlled, and (2) the rotation speed of the circular gantry unit 30 and the time interval at which the unit X-ray source 100 generates the X-rays through the control of the controller. Controllability, (3) long-life of equipment through stable electron emission, reducing maintenance costs, (4) easy extraction of electrodes used in the unit X-ray source 100, (5) repetition Due to the simple shape of the unit X-ray source 100 to be reduced the manufacturing cost by reducing the processing cost, and (6) by adjusting the unit beam diameter it is easy to control the high resolution and power.

도 3의 (a)는 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템에서 사용되는 단위 엑스레이 소스(100)의 사시도이며, 도 3의 (b)는 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템에서 사용되는 단위 엑스레이 소스(100)의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템에서 사용되는 단위 엑스레이 소스(100)를 아래에서 본 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템에서 사용되는 단위 엑스레이 소스(100)에 사용되는 절연 기둥을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 3A is a perspective view of a unit X-ray source 100 used in a tomography imaging system including a small X-ray source according to the present invention, and FIG. 3B is a view showing the small X-ray source according to the present invention. 4 is a cross-sectional view of a unit x-ray source 100 used in a tomography imaging system, and FIG. 4 is a perspective view of the unit x-ray source 100 used in a tomography imaging system including a small x-ray source according to the present invention. FIG. 3 schematically illustrates an insulating pillar used in a unit X-ray source 100 used in a tomography imaging system including a small X-ray source according to the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 단위 엑스레이 소스(100)는 캐소드 전극(110), 에미터(120), 애노드 전극(130), 게이트 전극(140), 포커싱 전극(150) 및 하나 이상의 절연 기둥(160)을 포함한다. 한편, 이러한 단위 엑스레이 소스(100)는 특별한 언급이 없어도 진공에서 작동함을 유의한다.
3 to 5, the unit X-ray source 100 may include a cathode electrode 110, an emitter 120, an anode electrode 130, a gate electrode 140, a focusing electrode 150, and one or more insulating pillars. 160. Note that the unit X-ray source 100 operates in a vacuum even if not mentioned otherwise.

캐소드 전극(110)은 유리, 금속, 석영, 규소 또는 알루미나로 형성된 기판(도시 안됨)의 상부에 위치하는 것으로서, 캐소드 전극(110) 상에는 후술되는 점광원 형태 및/또는 면광원 형태의 에미터(120)가 위치하게 된다.The cathode electrode 110 is positioned on an upper portion of a substrate (not shown) formed of glass, metal, quartz, silicon, or alumina. The cathode 110 has an emitter in the form of a point light source and / or a surface light source described below. 120 is located.

또한, 캐소드 전극(110)에는 하나 이상의 절연 기둥(160)이 제공되어, 후술되는 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150)을 분리 및 고정시킴으로써, 상기 전극들의 위치 및 상호간의 간격을 용이하게 제어할 수 있게 되는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
In addition, the cathode electrode 110 is provided with one or more insulating pillars 160 to separate and fix the gate electrode 140 and the focusing electrode 150, which will be described later, to easily control the position and the distance between the electrodes. This can be done, which will be described later.

에미터(120)는 전자를 방출하는 역할을 수행하는 것으로서, 점광원 형태의 구성을 가지는 것으로 도시된다. The emitter 120 serves to emit electrons and is illustrated as having a point light source configuration.

이러한 점광원 형태의 에미터(120)는 전자가 방출된는 선단이 뾰족한 형상을 가지는 한 그 형태가 특별히 제한되지는 않는다. 다만, 바람직하게는, 원뿔형, 사면체형 및 끝이 뾰족한 선단을 구비하는 원기둥형 및 끝이 뾰족한 선단을 구비하는 다면체형 중 어느 하나일 수 있다. The emitter 120 in the form of such a point light source is not particularly limited as long as the tip has a pointed shape from which electrons are emitted. However, preferably, it may be any one of a conical shape, a tetrahedron shape and a cylindrical shape having a pointed tip and a polyhedron having a pointed tip.

이러한 점광원 형태의 에미터(120)는 그 밑면의 지름이 약 0.1~4mm이며 그 높이가 0.5~5cm인 것을 특징으로 한다. 이러한 이유는 상술된 정도의 크기 및 규모를 가지는 경우에 점광원으로서 전자를 효과적으로 방출할 수 있으며 본 발명에 따른 효과를 달성할 수 있기 때문이다. The emitter 120 in the form of a point light source is characterized in that the diameter of the bottom surface of about 0.1 ~ 4mm and its height is 0.5 ~ 5cm. This is because the electrons can be effectively emitted as a point light source in the case of having the above-described size and scale, and the effect according to the present invention can be achieved.

또한 에미터(120)의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 금속, 탄소계열 물질로 구성된 전도성 물질인 것이 바람직하다. In addition, the type of emitter 120 is not particularly limited, but is preferably a conductive material composed of a metal or a carbon-based material.

한편, 에미터(120)는 방출되는 전자의 궤적을 조절하거나 원하는 엑스레이 소스의 성능 등에 따라 점광원 형태뿐만 아니라 면광원 형태의 에미터가 사용될 수 있음을 유의한다. 이 경우, 면광원 형태의 에미터는 규소, 금속, 탄소계열 위에 형성된 탄소구조물 또는 금속인 것이 바람직하다.
On the other hand, the emitter 120 is to note that the emitter in the form of a surface light source as well as a point light source can be used according to the control of the trajectory of the electrons emitted or the performance of the desired X-ray source. In this case, the emitter in the form of a surface light source is preferably a carbon structure or metal formed on silicon, metal, carbon series.

애노드 전극(130)은 에미터(120)의 상측에 위치한다. The anode electrode 130 is located above the emitter 120.

애노드 전극(130)에는 전원을 인가하기 위한 전극 및/또는 DC 전원공급기(도시 안됨)가 제공되지만 이러한 내용은 공지된 것으로서 본 명세서에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The anode electrode 130 is provided with an electrode and / or a DC power supply (not shown) for applying power, but this is well known and the detailed description thereof will be omitted.

이러한 애노드 전극(130)의 재료는 일반적으로 구리, 텅스텐, 망간, 몰디브 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 박막형 엑스레이의 경우 애노드 전극(130)은 금속 박막으로 형성될 수 있음을 유의한다. The material of the anode electrode 130 is generally formed of a material selected from the group consisting of copper, tungsten, manganese, Maldives and combinations thereof. Also, in the case of a thin film type X-ray, the anode electrode 130 may be formed of a metal thin film.

이러한 구성으로 인해, 상술된 에미터(120)가 전자를 방출하는 경우에 방출된 전자는 애노드 전극(130)을 구성하는 금속에 충돌한 후, 반사 또는 그 금속을 통과하면서 X-선을 발생시키게 된다.
Due to this configuration, when the emitter 120 described above emits electrons, the emitted electrons collide with the metal constituting the anode electrode 130, and then generate X-rays while reflecting or passing through the metal. do.

게이트 전극(140)은 에미터(120)와 애노드 전극(130) 사이에 위치하게 된다. 이러한 게이트 전극(140)은 에미터(120)로부터 방출되는 전자의 방출량을 증가시키고 방출된 전자의 속도를 보다 가속시키는 역할을 수행한다.The gate electrode 140 is positioned between the emitter 120 and the anode electrode 130. The gate electrode 140 increases the amount of electrons emitted from the emitter 120 and accelerates the speed of the emitted electrons.

포커싱 전극(150a, 150b)은 게이트 전극(140)과 애노드 전극(130) 사이에 위치하게 된다. 이러한 포커싱 전극(150)은 에미터(120)로부터 방출된 전자가 퍼지거나 산란되지 않고 애노드 전극(130)을 향하여 이동할 수 있게 한다. The focusing electrodes 150a and 150b are positioned between the gate electrode 140 and the anode electrode 130. The focusing electrode 150 allows electrons emitted from the emitter 120 to move toward the anode electrode 130 without spreading or scattering.

도면에서는 이러한 게이트 전극(140)은 하나 존재하고, 포커싱 전극(150a, 150b)은 2개 존재하는 것으로 도시하였으나, 방출되는 전자의 궤적을 조절하거나 원하는 엑스레이 소스의 성능 등에 따라 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b)의 개수는 다양하게 변경될 수 있음을 유의한다. In the drawing, one gate electrode 140 exists and two focusing electrodes 150a and 150b exist. However, the gate electrode 140 and the gate electrode 140 may be adjusted according to the characteristics of the electrons emitted or the performance of a desired X-ray source. Note that the number of focusing electrodes 150a and 150b may vary.

또한, 이러한 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b)은 후술되는 하나 이상의 절연 기둥(160)으로부터 착탈 가능하게 구성되어 그 추출이 용이하게 된다. In addition, the gate electrode 140 and the focusing electrodes 150a and 150b may be detachably configured from one or more insulating pillars 160 to be described later, so that the extraction thereof may be easily performed.

한편, 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b)은 에미터(120)부터 방출되는 전자의 궤적에 따라 그 형태가 결정될 수 있다. 도면에서는 상기 전극들이 원형의 구멍이 존재하는 일정한 두께를 갖는 판 형태의 부재인 것으로 도시하였으나, 상기 전극들은 원형의 고리 형태 또는 내부에 구멍이 존재하는 원통형의 실린더와 같은 형태 또는 일정한 간격을 가지고 배치되는 일정한 두께를 가지는 판상의 형태 등으로 형성될 수 있음을 유의한다.
The shape of the gate electrode 140 and the focusing electrodes 150a and 150b may be determined according to the trajectory of electrons emitted from the emitter 120. In the drawings, the electrodes are shown as a plate-shaped member having a constant thickness in which a circular hole exists, but the electrodes are arranged in a circular ring shape or a cylindrical cylinder having a hole therein or at regular intervals. Note that it may be formed in the form of a plate having a certain thickness.

하나 이상의 절연 기둥(160)은 캐소드 전극(110)에 상부에 제공되거나 또는 캐소드 전극(110)에 수직 방향으로 삽입되도록 제공되어, 상술된 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b)을 분리하는 역할을 수행하며 또한 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b)의 위치를 고정 및 조절하는 역할을 수행한다. One or more insulating pillars 160 are provided on top of the cathode electrode 110 or inserted to be perpendicular to the cathode electrode 110 to separate the gate electrode 140 and the focusing electrodes 150a and 150b described above. It also serves to fix and adjust the positions of the gate electrode 140 and the focusing electrodes 150a and 150b.

이러한 하나 이상의 절연 기둥(160)이 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b)의 위치를 제어하는 원리를 구체적으로 살펴보면 아래와 같다. The principle of controlling the positions of the at least one insulating pillar 160 and the gate electrode 140 and the focusing electrodes 150a and 150b will be described below.

하나 이상의 절연 기둥(160)은 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b)을 관통하도록 구성된다. 즉 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b)에는 절연 기둥(160)이 관통될 수 있도록 절연 기둥(160)의 크기 및 모양에 상응하는 관통홀이 형성되게 된다. 또한, 절연 기둥(160)의 측면부에는 하나 이상의 제1홀(162)이 형성되게 되며, 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b) 각각에도 그 측면부에 하나 이상의 제2홀(151)이 형성되게 된다. One or more insulating pillars 160 are configured to penetrate through the gate electrode 140 and the focusing electrodes 150a and 150b. That is, through-holes corresponding to the size and shape of the insulating pillar 160 are formed in the gate electrode 140 and the focusing electrodes 150a and 150b so that the insulating pillar 160 can pass therethrough. In addition, at least one first hole 162 is formed in the side surface of the insulating pillar 160, and at least one second hole 151 is formed in each of the gate electrode 140 and the focusing electrodes 150a and 150b. Will be formed.

도면에서는, 원통형의 절연 기둥(160)의 측면부에 3개의 제1홀(162)이 형성되어 있지만 이는 예시적인 것에 불과하며, 또한 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b) 각각의 측면부에도 4개 이상의 제2홀(151)이 형성되어 있지만 이는 예시적인 것에 불과함을 유의한다. In the drawing, three first holes 162 are formed in the side surface of the cylindrical insulating pillar 160, but this is merely illustrative, and also in the side portions of each of the gate electrode 140 and the focusing electrodes 150a and 150b. Note that four or more second holes 151 are formed, but these are merely exemplary.

이러한 제2홀(151) 및 제1홀(162)을 관통할 수 있는 전원 연결 부재(도시 안됨, 예를 들면, 일정한 형태의 나사 또는 조임 부재)를 사용하여 절연 기둥(160)과 각각의 전극을 고정함으로써, 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b)이 서로 분리되어 일정한 위치에서 유지될 수 있게 된다. The insulating pillar 160 and each electrode using a power connection member (not shown, for example, a screw or a fastening member having a predetermined shape) that can penetrate the second hole 151 and the first hole 162. By fixing the, the gate electrode 140 and the focusing electrodes 150a and 150b can be separated from each other and maintained at a predetermined position.

이때, 각 절연 기둥(160)에 형성되는 제1홀(162)의 위치를 선택적으로 조정함으로써 전극들 상호간의 간격을 용이하게 제어할 수 있게 된다. At this time, by selectively adjusting the position of the first hole 162 formed in each insulating pillar 160, it is possible to easily control the distance between the electrodes.

한편, 하나 이상의 절연 기둥(160)은 내부가 꽉찬 기둥형 형태일 수도 있으나, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서는, 하나 이상의 절연 기둥(160)은 그 내부가 빈 중공형으로 형성되며, 절연 기둥의 내부에는 외부 전원과 연결된 전선(161)이 위치하게 된다. On the other hand, the one or more insulating pillars 160 may be in the form of a full column, but referring to Figure 5, in one embodiment of the present invention, the one or more insulating pillars 160 is formed of a hollow hollow inside A wire 161 connected to an external power source is positioned inside the insulation pillar.

이 경우, 전원 연결 부재가 제2홀(151) 및 제1홀(162)을 관통하여 절연 기둥(160) 내부에 위치하는 전선에 접촉함으로써 외부 전원으로부터 게이트 전극(140) 및 포커싱 전극(150a, 150b) 각각에 적절한 전원을 인가할 수 있게 된다. In this case, the power supply connecting member penetrates through the second hole 151 and the first hole 162 and contacts the wire located inside the insulating pillar 160, so that the gate electrode 140 and the focusing electrode 150a, 150b) Appropriate power can be applied to each.

예를 들어, 단위 엑스레이 소스(100)에 사용되는 게이트 전극(140)이 하나이고 포커싱 전극(150a, 150b)이 2개인 경우에는 절연 기둥(160)은 3개가 있는 것이 바람직하다. 이때, 에미터(120)는 캐소드 전극(110)의 중심부에 위치하고 3개의 절연 기둥은 에미터(120)를 둘러싸도록 위치하는 것이 바람직하지만 3개의 절연 기둥의 위치가 반드시 이에 제한되는 것은 아님을 유의한다. 한편, 포커싱 전극이 하나 더 추가되는 경우에는 절연 기둥(160)은 4개가 위치하는 것이 바람직하다. For example, when there is only one gate electrode 140 used for the unit X-ray source 100 and two focusing electrodes 150a and 150b, it is preferable that there are three insulating pillars 160. In this case, the emitter 120 is located in the center of the cathode electrode 110, it is preferable that the three insulating pillars are positioned to surround the emitter 120, but the position of the three insulating pillars is not necessarily limited thereto. do. On the other hand, when one more focusing electrode is added, it is preferable that four insulating pillars 160 are positioned.

3개의 절연 기둥의 내부에는 외부 전원과 연결되는 전선이 각각 위치하게 되며, 각 전극에 형성되는 제2홀 및 각 절연 기둥에 형성되는 제1홀을 통하여 1개의 절연 기둥 당 1개의 전극이 전원 연결 부재에 의해 연결 고정 됨으로써, 각 전극에 적절한 전원을 인가할 수 있게 된다. Inside the three insulated pillars, wires connected to an external power source are respectively located, and one electrode per one insulated pillar is connected to a power through a second hole formed in each electrode and a first hole formed in each insulated pillar. By being connected and fixed by the member, appropriate power can be applied to each electrode.

한편, 절연 기둥(160)은 내부가 꽉찬 기둥형 형태인 경우에는 각각의 전극에 전원을 인가하기 위한 별도의 DC 전원공급기(도시 안됨)가 제공되어, 각각의 전극에 전원을 인가하도록 구성될 수 있다. On the other hand, the insulating pillar 160 is provided with a separate DC power supply (not shown) for applying power to each electrode in the case of a columnar shape is filled inside, it can be configured to apply power to each electrode have.

여기서, 하나 이상의 절연 기둥의 형태는 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 다면체형 및 이의 조합형 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the shape of one or more insulating pillars is any one or more of circular, elliptical, triangular, square, polyhedral and combinations thereof.

또한 상기 하나 이상의 절연 기둥은 세라믹, 석영, 유리, 테프론, 폴리머 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 구성되는 것이 바람직하다. In addition, the at least one insulating pillar is preferably composed of a material selected from the group consisting of ceramic, quartz, glass, Teflon, polymer and mixtures thereof.

이러한 구성으로 인해 단위 엑스레이 소스(100)는, 1) 절연 기둥에 각각에 형성되는 제1홀(162)의 위치를 조절함으로써 게이트 전극 및 포커싱 전극 각각의 고정 위치및 상호간의 간격을 조절할 수 있으며, 2) 절연 기둥의 개수를 조절함으로써 사용될 수 있는 전극의 개수를 조절할 수 있으며, 3) 절연 기둥의 모양 및 배열 형태를 조절함으로써, 에미터(120)터로부터 방출되는 전자 궤적 변화를 용이하게 제어할 수 있게 된다. Due to this configuration, the unit X-ray source 100 may adjust the fixed positions and the distances between the gate electrodes and the focusing electrodes, respectively, by adjusting the positions of the first holes 162 formed in the insulation pillars. 2) it is possible to control the number of electrodes that can be used by adjusting the number of insulating pillars, 3) by adjusting the shape and arrangement of the insulating pillar, it is possible to easily control the change in the electron trajectory emitted from the emitter 120 It becomes possible.

그로 인해, 이러한 단위 엑스레이 소스(100)에 의하면 1) 절연 기둥을 통한 전극들의 위치 조절을 통하여 고효율의 전자 방출 특성 제어가 가능하며, 2) 착탈식 방법을 통하여 빔 직경 조절이 간편하며, 3) 안정적인 전자 방출을 통하여 장비의 수명을 연장시켜 유지 비용을 감소시킬 수 있으며, 4) 엑스레이 소스에서 사용되는 전극들의 추출이 용이하고, 5) 절연 기둥의 단순한 형태로 인하여 가공 비용을 감소시킴으로써 제조 비용을 절감시키며, 그리고 6) 빔 직경 미세화를 통해 고분해능 및 출력 조절이 용이하다는 효과가 발생하게 된다.
Therefore, according to the unit X-ray source 100, 1) it is possible to control the electron emission characteristics of high efficiency by adjusting the position of the electrodes through the insulating pillar, 2) easy to adjust the beam diameter through the removable method, 3) stable Electron emission extends the life of equipment to reduce maintenance costs, 4) facilitates extraction of electrodes used in x-ray sources, and 5) reduces manufacturing costs due to the simple form of insulating pillars. And 6) miniaturization of the beam diameter results in high resolution and easy output control.

이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be readily apparent to those skilled in the art that the present invention can be modified and changed without departing from the scope of the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>
10 : 엑스레이 디텍터
20 : 소형 진공 챔버
30 : 겐트리 유닛
40 : 피검체
50 : 플랫폼
60 : 제어부
100 : 단위 엑스레이 소스
110 : 캐소드 전극
120 : 에미터
130 : 애노드 전극
140 : 게이트 전극
150a, 150b: 포커싱 전극
151 : 제2홀
160 : 절연 기둥
161 : 전선
162 : 제1홀
<Description of Major Symbols in Drawing>
10: X-ray detector
20: small vacuum chamber
30: Gantry Unit
40:
50: platform
60: control unit
100: unit x-ray source
110: cathode electrode
120: emitter
130: anode electrode
140: gate electrode
150a, 150b: focusing electrode
151: Second Hall
160: insulated pillar
161: wire
162: Hall 1

Claims (17)

엑스레이 디텍터;
상기 엑스레이 디텍터와 일정 거리 이격되어 위치하는 소형 진공 챔버;
상기 엑스레이 디텍터 및 상기 소형 진공 챔버가 고정되며, 회전 가능하게 구성되는 원형의 겐트리 유닛; 및
상기 소형 진공 챔버 내에 부착되는 단위 엑스레이 소스;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
X-ray detectors;
A small vacuum chamber spaced apart from the X-ray detector by a predetermined distance;
A circular gantry unit fixed to the X-ray detector and the small vacuum chamber and configured to be rotatable; And
And a unit x-ray source attached to the small vacuum chamber.
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제1항에 있어서,
상기 엑스레이 디텍터와 상기 소형 진공 챔버 사이에는 피검체가 위치될 수 있는 플랫폼이 제공되는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 1,
A platform on which the subject may be positioned is provided between the x-ray detector and the small vacuum chamber.
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제2항에 있어서,
상기 소형 진공 챔버와 상기 엑스레이 디텍터 사이에는 엑스레이 필터가 제공되는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 2,
An X-ray filter is provided between the small vacuum chamber and the X-ray detector,
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제1항에 있어서,
상기 단층 영상 시스템은 상기 원형의 겐트리 유닛의 회전 속도 및 상기 단위 엑스레이 소스가 X선을 발생하는 시간 간격 중 어느 하나 이상을 제어할 수 있는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 1,
The tomography imaging system may further include a controller configured to control at least one of a rotational speed of the circular gantry unit and a time interval at which the unit X-ray source generates X-rays.
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제1항에 있어서,
상기 단층 영상 시스템은 상기 원형의 겐트리 유닛에 고정된 상기 엑스레이 디텍터 및 상기 소형 진공 챔버의 위치 간격을 제어할 수 있는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 1,
The tomography imaging system may further include a controller configured to control a position interval between the X-ray detector and the small vacuum chamber fixed to the circular gantry unit.
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제1항에 있어서,
상기 소형 엑스레이 소스는 상기 소형 진공 챔버로부터 착탈 가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 1,
The small x-ray source is detachably attached from the small vacuum chamber,
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단위 엑스레이 소스는,
캐소드 전극;
상기 캐소드 전극 상에 형성되는 에미터;
상기 에미터 상측에 위치하는 애노드 전극;
상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 게이트 전극; 및
상기 에미터와 상기 애노드 전극 사이에 위치하는 포커싱 전극;을 포함하고,
상기 캐소드 전극에는 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극의 위치를 고정 및 조절할 수 있는 하나 이상의 절연 기둥이 제공되는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The unit x-ray source,
Cathode electrode;
An emitter formed on the cathode electrode;
An anode located above the emitter;
A gate electrode positioned between the emitter and the anode electrode; And
And a focusing electrode positioned between the emitter and the anode electrode.
Characterized in that the cathode electrode is provided with one or more insulating pillars for fixing and adjusting the position of the gate electrode and the focusing electrode,
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제7항에 있어서,
상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극은 상기 하나 이상의 절연 기둥이 관통될 수 있도록 구성되는 구성되는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 7, wherein
The gate electrode and the focusing electrode is configured to be configured so that the one or more insulating pillars,
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제7항에 있어서,
상기 에미터는 점광원 형태 및 면광원 형태 중 어느 하나 이상의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 7, wherein
The emitter is characterized in that it has a form of any one or more of the point light source form and the surface light source form,
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제7항에 있어서,
상기 하나 이상의 절연 기둥은 그 내부가 빈 중공형 또는 꽉찬 기둥 형태로 형성되며, 그리고
상기 하나 이상의 절연 기둥이 빈 중공형일 경우, 상기 하나 이상의 절연 기둥의 내부에는 외부 전원과 연결된 전선이 위치하는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 7, wherein
The at least one insulated pillar is formed in the form of a hollow hollow or tight pillar, and
When the at least one insulated pillar is hollow, the at least one insulated pillar is characterized in that a wire connected to an external power source is located,
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제10항에 있어서,
상기 하나 이상의 절연 기둥 각각에는 하나 이상의 제1홀이 제공되며,
상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 각각에는 하나 이상의 제2홀이 제공되며,
상기 제2홀 및 상기 제1홀을 관통하여 상기 전선에 접촉하는 전원 연결 부재를 통하여, 외부 전원으로부터 상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 각각에 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 10,
Each of the one or more insulating pillars is provided with one or more first holes,
At least one second hole is provided in each of the gate electrode and the focusing electrode,
Characterized in that the power is applied to each of the gate electrode and the focusing electrode from an external power source through a power connection member which penetrates the second hole and the first hole to contact the wire.
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제7항에 있어서,
상기 하나 이상의 절연 기둥의 형태는 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 다면체형 및 이의 조합형 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 7, wherein
The shape of the at least one insulating pillar is characterized in that at least one of circular, oval, triangular, square, polyhedral and combinations thereof.
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제7항에 있어서,
상기 하나 이상의 절연 기둥은 세라믹, 석영, 유리, 테프론, 폴리머 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 7, wherein
The at least one insulating pillar is characterized in that consisting of a material selected from the group consisting of ceramic, quartz, glass, Teflon, polymer and mixtures thereof,
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제7항에 있어서,
상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극 각각의 고정 위치를 상기 하나 이상의 절연 기둥을 통하여 조절함으로써, 상기 에미터로부터 방출되는 전자의 궤적을 제어하는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 7, wherein
By controlling the fixing position of each of the gate electrode and the focusing electrode through the at least one insulating pillar, the trajectory of the electrons emitted from the emitter is controlled,
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제7항에 있어서,
상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극은 각각 하나 이상 존재하며,
상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극은 상기 하나 이상의 절연 기둥으로부터 착탈 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 7, wherein
At least one gate electrode and at least one focusing electrode are present.
The gate electrode and the focusing electrode is configured to be detachable from the at least one insulating pillar,
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제7항에 있어서,
상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극은,
일정한 간격을 가지고 배치되는 일정한 두께를 갖는 판상 또는 원형의 구멍이 존재하는 일정한 두께를 갖는 판 부재 형태인 것을 특징으로 하는,
소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 7, wherein
The gate electrode and the focusing electrode,
Characterized in that it is in the form of a plate member having a predetermined thickness in which a plate-shaped or circular hole having a predetermined thickness arranged at regular intervals,
Tomographic imaging system including a small x-ray source.
제7항에 있어서,
상기 게이트 전극 및 상기 포커싱 전극은 원형의 고리 형태 또는 게이트 모양과 동일한 것을 특징으로 하는, 소형 엑스레이 소스를 포함하는 단층 영상 시스템.
The method of claim 7, wherein
And the gate electrode and the focusing electrode are the same as a circular ring shape or a gate shape.
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