KR20130052328A - 방사선 진단 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방사선 진단 장치에 관한 것으로, 방사선을 검출하고 방사선 검출에 대응한 출력 신호를 발생하는 제1 방사선 검출기, 상기 제1 방사선 검출기와 극성이 동일한 출력 신호를 발생하는 제2 방사선 검출기, 상기 제1 방사선 검출기의 복수의 출력단 각각에 형성되어 입력되는 출력 신호의 극성을 반전시키는 복수의 인버터, 상기 제1 및 제2 방사선 검출기로부터 공통신호를 입력받고 입력되는 공통신호에 대응하는 제어 신호를 출력하는 판별기 (Discriminator), 그리고 상기 복수의 인버터 및 제2 방사선 검출기의 출력 신호를 입력으로 하며, 상기 제어 신호에 따라 입력 신호를 디지털 신호로 변환하고, 입력 신호의 극성 차이에 따라 상기 입력 신호가 상기 제1 및 제2 방사선 검출기 중 어떤 검출기의 출력 신호인지를 식별하는 데이터획득장치를 포함한다.

Description

방사선 진단 장치{RADIATION DIAGNOSIS APPARATUS}
본 발명은 방사선(radiation) 진단 장치에 관한 것으로, 특히 단일 극성의 신호를 출력하는 복수의 방사선 검출기를 가지는 방사선 진단 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 방사선 진단 장치에는 방사선을 검출하는 방사선 검출기가 이용된다. 방사선은 불안전한 원자핵을 지닌 방사성동위원소에서는 원자핵이 안정된 상태로 변화하면서 방출되는 감마선과 빠른 전자가 물체에 충동할 때 방출되는 X선이 있는데, 방사선 검출기는 이때 방출되는 방사선을 검출한다.
이러한 방사선 진단 장치의 대표적인 예로는 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography: PET)장치, 단일광자 단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography: SPECT) 장치 또는 X 레이 컴퓨터단층촬영(x-ray Computed Tomography: x-ray CT)장치 등이 있다.　 물론 방사선 진단 장치는 의료 분야뿐만 아니라, 핵 시설, 원자력공학 등과 같이 방사선이 방출되는 모든 분야에 이용되고 있다.
종래의 방사선 진단 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 모든 방사선 검출기가 하나의 방사선 검출기의 출력에 대응하여 하나의 데이터획득장치가 연결된 형태로 구성되어 있다.
도 1은 종래의 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 구성도이다. 도 1에서는 일 예로 2개의 방사선 검출기(10, 20)에 대해서만 데이터획득장치(100)와의 연관관계를 도시하였다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 방사선 검출기(10)의 출력은 하나의 데이터획득장치(100)에 입력되고, 제2 방사선 검출기(20)의 출력은 다른 하나의 데이터획득장치(100)에 입력된다.　 그리고 각각의 데이터획득장치(100)는 신호처리 및 분석을 위하여 컴퓨터(300)에 제공된다.
그런데, 종래의 방사선 진단 장치는 하나의 방사선 검출기에 하나의 데이터획득장치(100)를 필요로 하기 때문에, 방사선 검출기의 수만큼 데이터획득장치(100)가 존재한다.
그런 이유로, 종래의 방사선 진단 장치는 부피가 크고 무게가 많이 나가며, 가격이 비싼 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래와 동일한 효과를 가지면서 데이터획득장치의 수를 줄이는 방사선 진단 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 진단 장치를 제공한다.　 이 방사선 진단 장치는 방사선을 검출하고 방사선 검출에 대응한 출력 신호를 발생하는 제1 방사선 검출기, 상기 제1 방사선 검출기와 극성이 동일한 출력 신호를 발생하는 제2 방사선 검출기, 상기 제1 방사선 검출기의 복수의 출력단 각각에 형성되어 입력되는 출력 신호의 극성을 반전시키는 복수의 인버터, 상기 제1 및 제2 방사선 검출기로부터 공통신호를 입력 받고 입력되는 공통신호에 대응하는 제어 신호를 출력하는 판별기(Discriminator), 그리고 상기 복수의 인버터 및 제2 방사선 검출기의 출력 신호를 입력으로 하며, 상기 제어 신호에 따라 입력 신호를 디지털 신호로 변환하고, 입력 신호의 극성 차이에 따라 상기 입력 신호가 상기 제1 및 제2 방사선 검출기 중 어떤 검출기의 출력 신호인지를 식별하는 데이터획득장치를 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방사선 진단 장치를 제공한다.　 이 방사선 진단 장치는 방사선을 검출하고 방사선 검출에 대응한 출력 신호를 발생하는 제1 방사선 검출기, 상기 제1 방사선 검출기와 극성이 동일한 출력 신호를 발생하는 제2 방사선 검출기, 상기 제1 방사선 검출기의 공통신호 출력단에 형성되어 입력되는 공통신호의 극성을 반전시키는 인버터, 상기 인버터 및 제2 방사선 검출기로부터 공통신호를 입력 받고 입력되는 공통신호의 극성 차이에 대응하는 제어 신호를 출력하는 쌍극판별기(Bipolar Discriminator), 그리고 상기 제1 및 제2 방사선 검출기의 출력 신호를 입력으로 하며, 상기 제어 신호에 따라 입력 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 공통 신호의 극성 차이를 기반으로 상기 입력 신호가 상기 제1 및 제2 방사선 검출기 중 어떤 검출기의 출력 신호인지를 식별하는 데이터획득장치를 포함한다.
상기 제1 방사선 검출기와 상기 제2 방사선 검출기는 서로 이웃하는 위치에 있다.
그리고, 상기 데이터획득장치는 DAQ(Data Acquisition) 보드이다.
상기 쌍극판별기는 상기 데이터획득장치와 2개의 신호선으로 연결되며, 상기 극성 반전된 상기 제1 방사선 검출기의 공통신호에 대응한 제어 신호를 하나의 신호선을 통해 제공하고, 비반전된 상기 제2 방사선 검출기의 공통신호에 대응한 제어 신호를 다른 하나의 신호선을 통해 제공한다.
상기 DAQ 보드는 상기 입력 신호에 대응한 검출기를 식별하면, 식별한 검출기를 나타내는 식별정보를 상기 디지털 신호에 포함시켜 출력한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 방사선 진단 장치를 제공한다.　 이 방사선 진단 장치는 방사선을 검출하고 방사선 검출에 대응한 출력 신호를 발생하는 제1 방사선 검출기, 상기 제1 방사선 검출기와 극성이 동일한 출력 신호를 발생하는 제2 방사선 검출기, 상기 제1 방사선 검출기의 복수의 출력단 각각에 형성되어 입력되는 출력 신호의 극성을 반전시키는 복수의 제1 인버터, 상기 제1 방사선 검출기와 극성이 동일한 출력 신호를 발생하는 제3 및 제4 방사선 검출기, 상기 제3 방사선 검출기의 복수의 출력단 각각에 형성되어 입력되는 출력 신호의 극성을 반전시키는 복수의 제2 인버터, 상기 제1 및 제2 방사선 검출기의 공통신호 출력단에 형성되어 상기 제1 및 제2 방사선 검출기의 공통신호의 극성을 반전시키는 제3 인버터, 하나의 입력단자를 통해 상기 제3 인버터와 제3 및 제4 방사선 검출기로부터 공통신호를 입력 받고 입력되는 공통신호의 극성 차이에 대응하는 제어 신호를 출력하는 쌍극판별기(Bipolar Discriminator), 그리고 상기 제1 및 제2 복수의 인버터 및 제3 및 제4 방사선 검출기의 출력 신호를 입력으로 하며, 상기 제어 신호에 따라 입력 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 공통 신호의 극성 차이와 상기 입력 신호의 극성 차이를 기반으로 상기 입력 신호가 상기 제1 내지 제4 방사선 검출기 중 어떤 검출기의 출력 신호인지를 식별하는 데이터획득장치를 포함한다.
상기 제1 내지 제4 방사선 검출기 중 적어도 2개는 서로 이웃하는 위치에 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 종래와 동일한 효과를 가지면서도 데이터획득장치의 수를 줄여 가볍고 비용이 싼 방사선 진단 장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 상세 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 상세 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 상세 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 상세 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이제, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 방사선 진단 장치를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 구성도로서, 쌍을 이루는 2개의 방사선 검출기(10, 20)를 대상으로 도시하였다. 물론, 본 발명의 실시 예에 따른 방사선 진단 장치를 이루는 나머지 복수의 방사선 검출기는 2개가 쌍을 이루어 2개의 방사선 검출기(10, 20)와 동일한 형태로 구성된다.　 즉, 복수의 방사선 검출기는 2개가 쌍을 이루도록 도 2에 도시된 바와 같이 구성되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 방사선 진단 장치는 임의의 형태로 이루어진 복수의 방사선 검출기, 복수의 방사선 검출기 중 쌍을 이루는 2개의 방사선 검출기의 출력신호를 입력 신호로 하여 선택적으로 하나씩 방사선 검출기의 출력 신호를 데이터획득장치(100)에 제공하는 멀티플렉싱하는 멀티플렉스부(200)와, 멀티플렉스부(200)로부터 입력되는 방사선 검출기의 출력 신호인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 컴퓨터(300)에 제공하는 데이터획득장치(100)를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방사선 진단 장치를 이루는 각 방사선 검출기(10, 20 포함)는 불안정한 원자핵이 안정된 상태로 가는 과정에서 발생하는 감마선과 빠른 전자가 물체에 충돌했을 때 발생하는 X선(즉, 방사선)을 감지한다.
　이때 각 방사선 검출기(10, 20 포함)는 PMT(Photomultiplier Tube), CZT(Cadmium Zinc Telluride), APD(Avalanche Photo Diode) 또는 SiPM(Silicon Photomultiplier) 기반의 방사선 검출기와 같이, 방사선 감지에 따른 출력 신호의 극성이 동일하다. 즉, 각 방사선 검출기(10, 20 포함)는 단일 극성의 출력 신호를 발생한다.
쌍을 이루는 방사선 검출기는 임의로 설정이 가능하나, 설계 및 배선 문제를 고려하면 상하로 이웃하는 2개의 방사선 검출기이거나, 좌우로 이웃하는 2개의 방사선 검출기인 것이 좋다.　 도 2에서는 상하로 이웃하는 2개의 방사선 검출기를 예로 하였다.
2개의 방사선 검출기(10, 20)는 시간차를 두고 방사선을 감지하고 그에 따라 시간차를 가지는 출력 신호를 발생하여 멀티플렉싱부(200)에 제공한다.
여기서, 도 2를 참조로 한 본 발명의 실시 예에서는 하나의 멀티플렉싱부(200)가 2개의 방사선 검출기의 출력 신호를 입력으로 하는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않는다.
이러한 이유는 이하의 설명을 통해 당업자라면 용이하게 이해될 것이다.
이제, 도 3 내지 도 4를 참조로 하여 도 2를 참조로 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 방사선 진단 장치에 대한 구체적인 예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 상세 구성도이다.　 설명의 편의를 위해 도 3에서는 쌍을 이루는 2개의 방사선 검출기(10, 20)를 대상으로 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방사선 진단 장치는 제1 및 2 방사선 검출기(10, 20), 복수의 인버터(210)와 하나의 판별기(Discriminator)(220)를 포함하는 멀티플렉싱부(200), 하나의 DAQ(Data Acquisition) 보드(100)를 포함한다.
DAQ 보드(100)는 데이터획득장치의 일 예이다.
제1 및 제2 방사선 검출기(10)는 설치된 위치를 기준으로 4곳의 위치에 대응하는 방사선 검출 신호(즉, 출력 신호)를 발생하며, 4개의 출력 신호는 각각 A, B, C, D 출력단자를 통해 출력한다.
제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)의 동일 출력 단자는 서로 연결되고 공통선을 통해 DAQ 보드(100)의 입력단자에 각각 연결된다.　 즉, 제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)의 동일 출력 단자 중 A 출력 단자는 DAQ 보드(100)의 A 입력단자에 연결되고, B 출력 단자는 DAQ 보드(100)의 B 입력단자에 연결되며, C 출력단자는 DAQ 보드(100)의 C 입력단자에 연결되고, D 출력단자는 DAQ 보드(100)의 D 입력단자에 연결된다.
이때 제1 방사선 검출기(10)의 각 출력단자에는 각각 인버터(210)가 설치된다.
이하에서는 제1 방사선 검출기(10)에서 A 출력단자를 통해 출력된 출력 신호를 S11, B 출력단자를 통해 출력된 출력 신호를 S12, C 출력단자를 통해 출력된 출력 신호를 S13, 그리고 D 출력단자를 통해 출력된 출력 신호를 S14라 한다.
　그리고 제2 방사선 검출기(20)에서 A 출력단자를 통해 출력된 출력 신호를 S21, B 출력단자를 통해 출력된 출력 신호를 S22, C 출력단자를 통해 출력된 출력 신호를 S23, 그리고 D 출력단자를 통해 출력된 출력 신호를 S24라 한다.
제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)는 동일 극성의 출력 신호를 발생하므로, S11 내지 S14 및 S21 내지 S24는 동일 극성을 나타내며, 인버터(210)에 의해　 제1 방사선 검출기(10)의 출력 신호 S11 내지 S14는 극성이 반전되어 DAQ 보드(100)에 입력된다. 이때 극성이 반전된 제1 방사선 검출기(10)의 신호를 S11', S12', S13' 및 S14'라 한다.
판별기(220)는 제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)에서 출력하는 공통신호(c1, c2)를 입력으로 하여 공통신호(c1, c2)의 입력에 동기하여 제어신호를 발생하고 DAQ 보드(200)의 트리거 단자에 입력시킨다. 이러한 판별기(220)는 일 예로, LED(Leading Edge Dscriminator)이거나 LED와 같이 입력신호의 일정 크기을 판별하여 제어 신호를 출력하는 모든 종류의 판별기(Discriminator)를 사용할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)는 방사선 검출 시에 즉, 출력 신호 발생시에 공통신호(c1, c2)를 발생한다. 이때 제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)는 방사선 검출시에 시차를 가지므로, 공통신호(c1, c2)는 중첩하지 않게 된다.
DAQ 보드(100)는 4개의 입력 단자(A, B, C, D)를 통해 제1 또는 제2 방사선 검출기(10)의 출력 신호(S11' 내지 S14' 또는 S21 내지 S24)를 입력한다.　 그리고 DAQ 보드(100)는 트리거 단자로부터 입력되는 제어 신호에 따라 입력된 출력 신호를 컴퓨터(300)에 제공한다.
따라서, DAQ 보드(100)는 순차적으로 제1 방사선 검출기(10)에서 출력한 반전 신호(S11' 내지 S14')와 제2 방사선 검출기(20)에서 출력한 신호(S21 내지 S24)를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
컴퓨터(300)는 특정 DAQ 보드(100)로부터 반전 신호를 입력 받으면 제1 방사선 검출기(10)의 출력으로 판단하고, 반전 신호가 아니면 제2 방사선 검출기(20)의 출력으로 판단한다.
물론, DAQ 보드(100)는 입력되는 출력 신호가 반전신호(S11' 내지 S14')인지, 비반전 신호(S21 내지 S24)인지에 따라 방사선 검출기를 식별하고, 컴퓨터(300)로 전송되는 디지털 신호에 방사선 검출기의 식별정보를 포함시켜 전송할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조로 하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방사선 진단 장치를 설명한다.　 도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 상세 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 방사선 진단 장치는 제1 및 2 방사선 검출기(10, 20), 하나의 인버터(210a)와 하나의 쌍극판별기(Bipolar Discriminator) (220a)를 포함하는 멀티플렉싱부(200)와, 하나의 DAQ(Data Acquisition) 보드(100)를 포함한다.
제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)는 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)와 동일하다. 그리고 제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)의 동일 출력 단자는 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)와 마찬가지로 서로 연결되고 공통선을 통해 DAQ 보드(100)의 입력단자에 각각 연결된다.
다만, 제1 방사선 검출기(10)의 각 출력단에 인버터가 설치되어 있지 않다.
따라서, DAQ 보드(100)의 A 입력단자에는 S11 출력 신호 또는 S21 출력 신호가 입력되고, B 입력단자에는 S12 출력 신호 또는 S22 출력 신호가 입력되며, C 입력단자에는 S13 출력 신호 또는 S23 출력 신호가 입력되고, D 입력단자에는 S14 출력 신호 또는 S24 출력 신호가 입력된다.
인버터(210a)는 제1 방사선 검출기(10)의 공통선 상에 설치되어 공통신호(c1)을 공통 신호(c1')로 극성을 반전시킨다.
쌍극판별기(220a)는 제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)로부터 입력되는 반전된 공통신호(c1')와 비반전된 공통신호(c2)를 입력으로 하고, 공통신호(c1', c2)의 입력에 동기하여 제어신호를 발생하고 DAQ 보드(200)의 트리거 단자에 입력시킨다.
쌍극판별기(220a)는 일 예로 BLED(Bipolar Leading Edge Dscriminator)이거나 BLED와 같이 입력신호의 일정 크기와 극성을 판별하여 제어 신호를 출력하는 모든 종류의 판별기(Discriminator)를 사용할 수 있다.
이때 쌍극판별기(220a)와 DAQ 보드(200) 간에는 2개의 트리거 신호선으로 연결되어 있으며, 하나의 트리거 신호선을 통해서 반전된 공통신호(c1')에 대응하여 발생된 제어신호가 DAQ 보드(100)의 제1 트리거 단자에 입력되고, 다른 하나의 트리거 신호선을 통해 비반전된 공통신호(c2)에 대응하여 발생된 제어신호가 DAQ 보드(100)의 제2 트리거 단자에 입력된다.
DAQ 보드(100)는 제1 트리거 단자로 제어 신호가 입력되면 입력되는 신호가 제1 방사선 검출기(10)의 출력 신호인 것으로 인식하고, 제2 트리거 단자로 제어 신호가 입력되면 입력되는 신호가 제1 방사선 검출기(10)의 출력 신호인 것으로 인식한다.
DAQ 보드(100)는 제어 신호가 입력되는 트리거 단자의 종류에 따라 제1 방사선 검출기(10)인지 제2 방사선 검출기(20)인지를 인식하면, 입력되는 신호를 디지털화 과정에 제1 또는 제2 방사선 검출기(10, 20)를 인식할 수 있는 식별정보를 생성하여 포함시킨다.
따라서, DAQ 보드(100)는 트리거 신호선 4개의 입력 단자(A, B, C, D)를 통해 제1 또는 제2 방사선 검출기(10)의 출력 신호(S11 내지 S14 또는 S21 내지 S24)를 입력하고 제1 및 제2 트리거 단자 중 하나로부터 제어 신호를 입력하면, 입력된 출력 신호를 디지털 신호로 변환하면서 입력 신호가 제1 방사선 검출기(10)의 출력신호인지 제2 방사선 검출기의 출력신호인지를 나타내는 식별정보를 디지털 신호에 포함시켜 컴퓨터(300)에 제공한다.
컴퓨터(300)는 DAQ 보드(100)로부터 입력되는 디지털 신호를 입력받고 디지털 신호에 포함된 식별정보를 통해 제1 방사선 검출기(10)의 출력신호인지 또는 제2 방사선 검출기(20)의 출력인지를 판단한다.
이하에서는 도 5를 참조로 하여 본 발명의 제3 실시 예에 따른 방사선 진단 장치를 설명한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 상세 구성도이다.　 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 방사선 진단 장치는 2쌍의 방사선 검출기 즉, 4개의 방사선 검출기(10과 20)이 쌍을 이루고, 30과 40이 쌍을 이룸)의 출력을 하나의 데이터획득장치(100)를 통해 컴퓨터(300)에 전송하는 구조이다.
즉, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 방사선 진단 장치는 4개의 방사선 검출기(10 내지 40), 복수의 인버터(210 및 210a)와 쌍극판별기(220a)를 포함하는 멀티플렉신부(200)와, 하나의 DAQ 보드(100)를 포함한다.
여기서, 하나의 데이터획득장치(100)에 커플링되는 2쌍(이하 "그룹"이라 한다)은 임의로 설정이 가능하나, 설계 및 배선 문제를 고려하면 상하로 이웃하거나, 좌우로 이웃한다.
그룹 중 쌍을 이루는 2개의 방사선 검출기 중 하나에 인버터(210)가 각각 출력선에 연결된다.　 따라서 각 쌍은 본 발명의 제1 실시 예에 동일한 구조로 출력 신호가 출력된다. 즉, 쌍을 이루는 하나의 방사선 검출기(10 또는 40)는 인버터(210)에 의해 반전 신호(S11' 내지 S14' 또는 S41' 내지 S44')를 출력하고, 쌍을 이루는 나머지 방사선 검출기(20 또는 30)는 비반전 신호(S21 내지 S24 또는 S31 내지 S34)를 출력한다.
이런 상태에서, 그룹을 이루는 4개의 방사선 검출기(10 내지 40)는 동일 출력단자끼리 서로 연결되어 각각 하나의 DAQ 보드(100)의 입력단자에 연결된다.
즉, 제1 내지 제4 방사선 검출기(10 내지 40)의 A 출력 단자는 A 출력 단자끼리 연결되어 DAQ 보드(100)의 A 입력단자에 연결되고, B 출력 단자는 B 출력 단자끼리 연결되어 DAQ 보드(100)의 B 입력단자에 연결되며, C 출력 단자는 C 출력 단자끼리 연결되어 DAQ 보드(100)의 C 입력단자에 연결되고, D 출력 단자는 D 출력 단자끼리 연결되어 DAQ 보드(100)의 D 입력단자에 연결된다.
따라서, DAQ 보드(100)의 A 입력단자에는 S11', S21, S31, S41'의 출력신호가 입력되고, B 입력단자에는 S12', S22, S32, S42'의 출력신호가 입력되며, C 입력단자에는 S13', S23, S33, S43'의 출력신호가 입력되고, D 입력단자에는 S14', S24, S34, S44'의 출력신호가 입력된다.
한편, 쌍을 이루는 제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)의 공통신호(c1, c2)는 인버터(210a)를 통해 반전되어 쌍극판별기(220a)에 입력되고, 쌍을 이루는 제3 및 제4 방사선 검출기(30, 40)의 공통신호(c3, c4)는 비반전 상태로 쌍극판별기(220a)에 연결된다. 즉, 쌍극판별기(220a)는 하나의 입력단자를 통해 c1', c2', c3과 c4의 공통신호를 입력한다.
한편, 쌍극판별기(220a)와 DAQ 보드(100) 간에는 2개의 트리거 신호선으로 연결되어 있으며, 하나의 트리거 신호선을 통해서 반전된 공통신호(c1', c2')에 대응하여 발생된 제어신호가 DAQ 보드(100)의 제1 트리거 단자에 입력되고, 다른 하나의 트리거 신호선을 통해 비반전된 공통신호(c3, c4)에 대응하여 발생된 제어신호가 DAQ 보드(100)의 제2 트리거 단자에 입력된다.
따라서, DAQ 보드(100)는 입력되는 신호가 반전신호인지 비반전신호인지 그리고, 제어신호가 제1 트리거 단자로 입력되는지 제2 트리거 단자로 입력되는지에 따라 제1 내지 제4 방사선 검출기(10 내지 40) 중 어떤 하나의 것인지를 인식한다.
이러한 인식 과정을 표를 통해 나타내면 다음과 같다.
방사선 검출기 종류 입력 신호의 극성 제어신호의 극성
(트리거 단자의 종류)
제1 방사선 검출기 반전 반전 (제1 트리거)
제2 방사선 검출기 비반전 반전 (제1　 트리거)
제3 방사선 검출기 비반전 비반전 (제2 트리거)
제4 방사선 검출기 반전 비반전 (제2 트리거)
DAQ 보드(100)는 상기의 표와 같이 입력 신호의 극성과 트리거 단자의 종류를 통해 방사선 검출기를 식별하고, 이에 따라 해당 방사선 검출기에 대한 식별정보를 생성한 후, 입력되는 신호를 디지털화 과정에 생성한 식별정보를 포함시켜 컴퓨터(300)에 전송한다.
컴퓨터(300)는 DAQ 보드(100)로부터 입력되는 디지털 신호를 입력받고 디지털 신호에 포함된 식별정보를 통해 제1 방사선 검출기(10)의 출력신호인지 또는 제2 방사선 검출기(20)의 출력인지를 판단한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로서, 하나의 방사선 검출기에서 복수의 출력단 중 일부에 인버터를 설치하되, 쌍을 이루는 다른 방사선 검출기에는 다른 위치의 출력단에 인버터를 설치하여 두 방사선 검출기의 출력 신호 중 극성이 다른 출력단의 위치 차이에 따라 방사선 검출기를 식별할 수 있게 한다.
이러한 본 발명의 다른 실시 예를 도 6과 도 7을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 상세 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방사선 진단 장치는 제1 및 2 방사선 검출기(10, 20), 복수의 인버터(210)와 하나의 판별기(Discriminator)(220)를 포함하는 멀티플렉싱부(200), 하나의 DAQ(Data Acquisition) 보드(100)를 포함한다. 여기서 DAQ 보드(100)는 데이터획득장치의 일 예이다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방사선 진단 장치는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 구성과 유사하다.
다만, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 진단 장치는 복수의 인버터(210)가 2개로서, 제1 방사선 검출기(10)의 출력 단자 A, B, C, D 중 A와 B의 출력 배선 상에 설치되어 있는 것이, 본 발명의 제1 실시 예와 차이가 난다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 제2 방사선 검출기(20)의 각 출력 단자는 비반전된 극성의 출력 신호를 발생하므로, 본 발명의 제1 실시 예와 같이 제1 방사선 검출기(10)의 각 출력 단자로부터 반전된 극성의 출력 신호를 출력하는 것이 극성 차이를 판별하는 것이 보다 용이하다.
그러나, 제1 방사선 검출기(10)의 출력 신호가 동시에 판별기(220)에 입력되므로, 제1 방사선 검출기(10)의 4개의 출력 신호 중 적어도 하나의 출력 신호가 반전 극성을 나타내더라도 제2 방사선 검출기(20)와의 출력 신호 극성 차이를 판별하는 것이 가능하다.
더욱이, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 방사선 검출기(10)의 4개의 출력 신호 중 이웃하는 2개의 출력 단자로부터 출력되는 신호가 반전 극성을 나타내면 제2 방사선 검출기(20)와의 출력 신호 극성 차이는 보다 명백한 판별이 가능하다.
결국, DAQ 보드(100)는 도 6에 따르면, 입력단자 A, B, C, D로부터 입력되는 제1 또는 제2 방사선 검출기(10, 20)의 출력 신호에 대한 극성을 판별하여 A 입력단자와 B 입력단자로 입력되는 신호의 극성이 반전 극성이면 제1 방사선 검출기(10)의 출력 신호임을 판별하게 된다.
물론, 도 6에서는 출력 단자 A, B에 인버터를 연결하는 것으로 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, B와 C 또는 C와 D 또는 A와 D 또는 A와 C 또는 A, B, C, D 중 하나 또는 A, B, C, D 중 3개의 출력 단자에 인버터를 연결할 수 있다.
한편, 본 발명의 제4 실시 예 또는 제5 실시 예는 4개의 방사선 검출기로 확장하여 구성할 수 있다. 즉, 제4 또는 제5 실시 예에 따른 구성으로 이루어진 2개의 방사선 검출기(10, 20)을 동일한 형태로 하나 더 구성하고, 동일 출력단자끼리 연결하여 DAQ 보드(100)의 하나의 단자에 연결할 수 있다.
물론 이 경우에는 4개의 방사선 검출기에 연결되는 인버터의 위치를 달리하여 DAQ 보드(100)가 입력되는 신호를 통해 각 방사선 검출기로부터 구별하여 식별할 수 있게 한다.
또한 본 발명의 제4 실시 예와 본 발명의 제1 실시 예를 결합하여 4개의 방사선 검출기로 확장하여 구성하거나, 본 발명의 제5 실시 예와 본 발명의 제1 실시 예를 결합하여 4개의 방사선 검출기로 확장하여 구성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 상세 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방사선 진단 장치는 제1 및 2 방사선 검출기(10, 20), 복수의 인버터(210)와 하나의 판별기(Discriminator)(220)를 포함하는 멀티플렉싱부(200), 하나의 DAQ(Data Acquisition) 보드(100)를 포함한다. 여기서 DAQ 보드(100)는 데이터획득장치의 일 예이다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 방사선 진단 장치는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 방사선 진단 장치의 구성과 유사하다.
다만, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 진단 장치는 복수의 인버터(210)가 4개로서, 2개의 인버터(210)가 제1 방사선 검출기(10)의 출력 단자 A, B, C, D 중 A와 B의 출력 배선 상에 설치되어 있고, 나머지 2개의 인버터(210)가 제2 방사선 검출기(20)의 출력 단자 A, B, C, D 중 C와 D의 출력 배선 상에 설치되어 있는 것이 본 발명의 제4 실시 예와 차이가 난다.
즉, 본 발명의 제5 실시 예는 제1 방사선 검출기(20)의 출력 단자의 배선에 인버터가 설치되어 있는 것이 차이가 난다.
이때 본 발명의 제5 실시 예는 제1 및 제2 방사선 검출기(10, 20)에 인버터(210)를 설치할 때에 설치되는 출력 단자를 달리한다. 즉, 제1 방사선 검출기(10)의 출력단에 설치된 인버터(210)가 연결되는 DAQ 보드의 입력 단자의 종류와, 제2 방사선 검출기(20)의 출력단에 설치된 인버터(210)가 연결되는 DAQ 보드의 입력 단자의 종류를 달리한다.
구체적인 예는 도 7에 도시된 바와 같다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 방사선 검출기(10)는 DAQ 보드(100)의 A 및 B 입력단자와 연결되는 A 및 B 출력 단자의 출력 배선에 각각 인버터(210)가 연결되어 있다.
이에 반하여, 제2 방사선 검출기(20)는 DAQ 보드(100)의 C 및 D 입력단자와 연결되는 C 및 D 출력 단자의 출력 배선에 각각 인버터(210)가 연결되어 있다.
이때 제1 방사선 검출기(10)에 설치되는 인버터(210)의 수는 3개 이하일 수 있고, 제2 방사선 검출기(20)에 설치되는 인버터(210)의 수 또한 3개 이하일 수 있다. 다만 DAQ 보드(100)가 각 방사선 검출기(10, 20)의 출력 신호 극성 차이를 기준으로 방사선 검출기(10, 20)를 식별할 수 있도록, 제1 및 제2 방사선 검출기(10)에서 출력하는 반전 극성의 출력 신호가 동일한 DAQ 보드(100)의 입력 단자에 입력되지 않도록 한다.
도 7을 예로 설명하면, DAQ 보드(100)는 A와 B 입력 단자로 반전 신호가 입력되면 입력되는 신호가 제1 방사선 검출기(10)의 출력 신호라고 판단하고, C와 D 입력 단자로 반전 신호가 입력되면 입력되는 신호가 제2 방사선 검출기(20)의 출력 신호라고 판단한다.
한편, 본 발명의 제4 또는 제5 실시 예는 본 발명의 제3 실시 예와 같이, 4개의 방사선 검출기(10 내지 40)를 이용하는 형태와 같이 구성될 수 있다. 이 경우에 따른 변형은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 구성을 일 예로 설명하면 다음과 같이 변형된다.
변형 1. 제1 방사선 검출기(10)의 4개의 출력단에는 최대 3개의 인버터(210)가 설치되고, 제2 방사선 검출기(20)의 4개의 출력단에는 인버터(210)가 설치되지 않는다. 그리고 제4 방사선 검출기(40)의 4개의 출력단에는 최대 3개의 인버터(210)가 설치되고, 제3 방사선 검출기(30)의 4개의 출력단에는 인버터(210)가 설치되지 않는다.
변형 2. 제1 방사선 검출기(10)의 4개의 출력단에는 최대 3개의 인버터(210)가 설치되고, 제2 방사선 검출기(20)의 4개의 출력단에도 최대 3개의 인버터(210)가 설치된다. 이때 제1 방사선 검출기(10)의 출력단에 설치된 인버터(210)가 연결되는 DAQ 보드의 입력 단자의 종류와, 제2 방사선 검출기(20)의 출력단에 설치된 인버터(210)가 연결되는 DAQ 보드의 입력 단자의 종류를 달리한다.
제4 방사선 검출기(40)의 4개의 출력단에는 최대 3개의 인버터(210)가 설치되고, 제3 방사선 검출기(30)의 4개의 출력단에도 최대 3개의 인버터(210)가 설치된다. 이때 제4 방사선 검출기(40)의 출력단에 설치된 인버터(210)가 연결되는 DAQ 보드의 입력 단자의 종류와, 제3 방사선 검출기(30)의 출력단에 설치된 인버터(210)가 연결되는 DAQ 보드의 입력 단자의 종류를 달리한다.
여기서, 제1 및 제2 검출기(10, 20)의 출력단에 연결된 인버터의 수는 N개를 초과할 수 있으나, 정확한 식별을 위해서는 N개인 것이 바람직하다. 그리고 제3 및 제4 검출기(30, 40)의 출력단에 연결된 인버터의 수 또한 N개를 초과할 수 있으나, 정확한 식별을 위해서는 N개인 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10, 20, 30, 40: 방사선 검출기　　　　　　　　 100 : 데이터 획득장치, DAQ 보드
200 : 멀티플렉싱부　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 300 : 컴퓨터

Claims (20)

  1. 방사선을 검출하고 방사선 검출에 대응한 출력 신호를 발생하는 제1 방사선 검출기,
    상기 제1 방사선 검출기와 극성이 동일한 출력 신호를 발생하는 제2 방사선 검출기,
    상기 제1 방사선 검출기의 출력단에 형성되어 입력되는 출력 신호의 극성을 반전시키는 인버터,
    상기 제1 및 제2 방사선 검출기로부터 공통신호를 입력받고 입력되는 공통신호에 대응하는 제어 신호를 출력하는 판별기(Discriminator), 그리고
    상기 복수의 인버터 및 제2 방사선 검출기의 출력 신호를 입력으로 하며, 상기 제어 신호에 따라 입력 신호를 디지털 신호로 변환하고, 입력 신호의 극성 차이에 따라 상기 입력 신호가 상기 제1 및 제2 방사선 검출기 중 어떤 검출기의 출력 신호인지를 식별하는 데이터획득장치를 포함하는 방사선 진단 장치.
  2. 방사선을 검출하고 방사선 검출에 대응한 출력 신호를 발생하는 제1 방사선 검출기,
    상기 제1 방사선 검출기와 극성이 동일한 출력 신호를 발생하는 제2 방사선 검출기,
    상기 제1 방사선 검출기의 공통신호 출력단에 형성되어 입력되는 공통신호의 극성을 반전시키는 인버터,
    상기 인버터 및 제2 방사선 검출기로부터 공통신호를 입력받고 입력되는 공통신호의 극성 차이에 대응하는 제어 신호를 출력하는 쌍극판별기 (Bipolar Discriminator), 그리고
    상기 제1 및 제2 방사선 검출기의 출력 신호를 입력으로 하며, 상기 제어 신호에 따라 입력 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 공통 신호의 극성 차이를 기반으로 상기 입력 신호가 상기 제1 및 제2 방사선 검출기 중 어떤 검출기의 출력 신호인지를 식별하는 데이터획득장치를 포함하는 방사선 진단 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 방사선 검출기와 상기 제2 방사선 검출기는 서로 이웃하는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 데이터획득장치는 DAQ(Data Acquisition) 보드인 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 쌍극판별기는 상기 데이터획득장치와 2개의 신호선으로 연결되며, 상기 극성 반전된 상기 제1 방사선 검출기의 공통신호에 대응한 제어 신호를 하나의 신호선을 통해 제공하고, 비반전된 상기 제2 방사선 검출기의 공통신호에 대응한 제어 신호를 다른 하나의 신호선을 통해 제공하는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 DAQ 보드는 상기 입력 신호에 대응한 검출기를 식별하면, 식별한 검출기를 나타내는 식별정보를 상기 디지털 신호에 포함시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인버터는
    상기 제1 방사선 검출기의 N개의 출력단 중 적어도 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인버터는
    상기 제1 방사선 검출기의 N개의 출력단 중 최대 (N-1)개의 출력단에 연결되는 적어도 하나의 인버터인 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 방사선 검출기의 N 개의 출력단 중 최대 (N-1)개의 출력단에 각각 연결되는 적어도 하나의 인버터를 더 포함하되,
    상기 제2 방사선 검출기의 출력단 연결된 인버터는 상기 제1 방사선 검출기의 출력단에 연결된 인버터와 다른 신호선을 통해 상기 데이터획득장치의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 방사선 검출기의 출력단에 연결된 인버터의 개수와 상기 제2 방사선 검출기의 출력단에 연결된 인버터의 개수의 합은 2 이상이고 상기 N 이하인 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  11. 방사선을 검출하고 방사선 검출에 대응한 출력 신호를 발생하는 제1 방사선 검출기,
    상기 제1 방사선 검출기와 극성이 동일한 출력 신호를 발생하는 제2 방사선 검출기,
    상기 제1 방사선 검출기의 복수의 출력단에 형성되어 입력되는 출력 신호의 극성을 반전시키는 제1 인버터,
    상기 제1 방사선 검출기와 극성이 동일한 출력 신호를 발생하는 제3 및 제4 방사선 검출기,
    상기 제3 방사선 검출기의 복수의 출력단에 형성되어 입력되는 출력 신호의 극성을 반전시키는 제2 인버터,
    상기 제1 및 제2 방사선 검출기의 공통신호 출력단에 형성되어 상기 제1 및 제2 방사선 검출기의 공통신호의 극성을 반전시키는 제3 인버터,
    하나의 입력단자를 통해 상기 제3 인버터와 제3 및 제4 방사선 검출기로부터 공통신호를 입력받고 입력되는 공통신호의 극성 차이에 대응하는 제어 신호를 출력하는 쌍극판별기 (Bipolar Discriminator), 그리고
    상기 제1 및 제2 복수의 인버터 및 제3 및 제4 방사선 검출기의 출력 신호를 입력으로 하며, 상기 제어 신호에 따라 입력 신호를 디지털 신호로 변환하고, 상기 공통 신호의 극성 차이와 상기 입력 신호의 극성 차이를 기반으로 상기 입력 신호가 상기 제1 내지 제4 방사선 검출기 중 어떤 검출기의 출력 신호인지를 식별하는 데이터획득장치를 포함하는 방사선 진단 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 방사선 검출기 중 적어도 2개는 서로 이웃하는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 데이터획득장치는 DAQ(Data Acquisition) 보드인 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 쌍극판별기는 상기 데이터획득장치와 2개의 신호선으로 연결되며, 상기 극성 반전된 상기 공통신호에 대응한 제어 신호를 하나의 신호선을 통해 제공하고, 비반전된 공통신호에 대응한 제어 신호를 다른 하나의 신호선을 통해 제공하는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 DAQ 보드는 식별한 방사선 검출기를 나타내는 식별정보를 상기 디지털 신호에 포함시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 인버터는 상기 제1 방사선 검출기의 N개의 출력단 중 적어도 하나에 연결되고,
    상기 제2 인버터는 상기 제3 방사선 검출기의 N개의 출력단 중 적어도 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 인버터는
    상기 제1 방사선 검출기의 N개의 출력단 중 최대 (N-1)개의 출력단에 연결되는 적어도 하나의 인버터인 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제2 인버터는
    상기 제3 방사선 검출기의 N개의 출력단 중 최대 (N-1)개의 출력단에 연결되는 적어도 하나의 인버터인 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 제2 방사선 검출기의 N 개의 출력단 중 최대 (N-1)개의 출력단에 각각 연결되는 적어도 하나의 인버터를 더 포함하되,
    상기 제2 방사선 검출기의 출력단 연결된 인버터는 상기 제1 방사선 검출기의 출력단에 연결된 인버터와 다른 신호선을 통해 상기 데이터획득장치의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 제4 방사선 검출기의 N 개의 출력단 중 최대 (N-1)개의 출력단에 각각 연결되는 적어도 하나의 인버터를 더 포함하되,
    상기 제4 방사선 검출기의 출력단 연결된 인버터는 상기 제3 방사선 검출기의 출력단에 연결된 인버터와 다른 신호선을 통해 상기 데이터획득장치의 입력단에 연결되는 것을 특징으로 하는 방사선 진단 장치.
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