KR20140055318A - 콜리메이터 모듈, 콜리메이터 모듈을 포함하는 방사선 검출 장치, 콜리메이터 모듈을 포함하는 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 장치의 제어 방법 - Google Patents

콜리메이터 모듈, 콜리메이터 모듈을 포함하는 방사선 검출 장치, 콜리메이터 모듈을 포함하는 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 장치의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콜리메이터 모듈, 상기 콜리메이터 모듈을 이용한 방사선 검출 장치 및 상기 콜리메이터 모듈을 이용한 방사선 촬영 장치에 관한 것으로, 콜리메이터 모듈은, 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구(開口)를 포함하는 제1 콜리메이터 및 상기 제1 콜리메이터의 하단에 위치하고 상기 제1 콜리메이터를 통과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제2 콜리메이터를 포함한다. 여기서 제1 콜리메이터 또는 제2 콜리메이터는, 제2 콜리메이터 또는 제1 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 가능하도록 설계된다. 이 때 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 이동에 따라서 상기 대상체를 투과한 방사선이 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터를 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 조절될 수 있다.

Description

콜리메이터 모듈, 콜리메이터 모듈을 포함하는 방사선 검출 장치, 콜리메이터 모듈을 포함하는 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 장치의 제어 방법{A collimator module, a detector having the collimator module, a radiological imaging apparatus having the collimator module and method for controlling the radiological imaging apparatus}
본 발명은 콜리메이터 모듈, 방사선 검출 장치, 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
특정 물질에 조사된 방사선, 예를 들어 엑스선(X-ray) 등은 물체 내부의 물질의 특성, 예를 들어 물질의 밀도에 따라서 투과하거나 또는 물질에 일정 비율로 흡수된다.
이와 같이 방사선의 물질을 투과하거나 또는 흡수되는 성질을 이용하여 특정 물질 내부의 구조, 조직 또는 물질에 이차원 또는 삼차원 영상을 획득하기 위한 영상 시스템이 방사선 촬영 장치다. 특정 물질을 투과한 방사선을 수광하고 이를 기초로 영상을 생성하는 것이 방사선 촬영 장치, 예를 들어 엑스선 촬영 장치, 컴퓨터 단층촬영장치(CT, Computed tomography)나 유방 촬영 장치(마모그라피, FFDM, full field digital mammography)이다.
구체적으로 방사선 촬영 장치의 동작 원리에 대해 살펴보면, 방사선 촬영 장치의 방사선 발생부에서 발생된 방사선을 인체 등의 대상체로 조사하면, 대상체에 조사된 방사선 중 대상체 내부의 각종 물질에 의해 흡수된 방사선을 제외한 방사선, 즉 대상체를 투과하거나 또는 대상체 주변으로 조사된 방사선을 방사선 감지부(detector)가 수광한다. 방사선 감지부는 수광된 엑스선을 전기적 신호로 변환시켜 저장 소자, 예를 들어 스토리지 커패시터(storage capacitor)에 저장한다. 방사선 촬영 장치의 영상처리부는 저장 소자에 저장된 변환된 전기적 신호를 독출(read out)하여 방사선 영상을 생성하고, 모니터(monitor)와 같은 디스플레이 장치를 통하여 사용자에게 표시한다.
사용자는 이에 따라 대상체 내부의 조직이나 구조, 물질 등을 영상적으로 확인할 수 있게 된다.
방사선 촬영 장치는 설명한 바와 같이 대상체의 내부 조직이나 구조 등을 영상으로 확인할 수 있도록 하기 때문에, 의사 등이 인체 내부의 병변과 같은 이상을 검출하거나, 산업 현장 등에서 물체나 부품의 내부 구조를 파악하기 위해서 사용되고, 또한 공항 등에서 수하물 등의 내부를 스캐닝(scanning)하기 위해 사용되기도 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 촬영 목적에 따라서 입사되는 방사선 중 적절한 방사선을 검출할 수 있도록, 복수의 콜리메이터(collimator, 조준기)를 포함하는 콜리메이터 모듈(collimator module), 콜리메이터 모듈을 이용한 방사선 검출 장치(detector) 및 콜리메이터 모듈을 이용한 방사선 촬영 장치(radiological imaging apparatus)를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적층된 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터의 위치 변화를 통해, 방사선이 통과할 수 있는 통과 영역의 크기 변화가 가능하게 함으로써, 방사선 검출부상에 일부의 적절한 방사선이 입사될 수 있도록 하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 방사선 검출부에 입사되는 방사선을 조절함으로써, 촬영 목적에 최적화된 민감도 또는 해상도(resolution)를 제공할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 콜리메이터 모듈이 설치된 방사선 촬영 장치, 예를 들어 컴퓨터 단층촬영장치를 제공하여, 촬영 목적에 부합되도록 콜리메이터 모듈과 방사선 발생량 또는 방사선 조사량을 조절함으로써 대상체, 특히 환자의 신체에 대한 피폭량을 절감하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 콜리메이터 모듈, 콜리메이터 모듈을 이용한 방사선 검출 장치 및 콜리메이터 모듈을 이용한 방사선 촬영 장치를 제공한다.
콜리메이터 모듈은, 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구(開口)를 포함하는 제1 콜리메이터 및 제1 콜리메이터를 통과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제2 콜리메이터를 포함한다. 여기서 제1 콜리메이터 또는 제2 콜리메이터는, 다른 콜리메이터, 즉 제2 콜리메이터 또는 제1 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 가능하도록 설계된다.
이 때 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 이동에 따라서 상기 대상체를 투과한 방사선이 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터를 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 조절될 수 있다.
한편 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는, 상기 제1 콜리메이터의 개구의 일부분 및 상기 제2 콜리메이터의 개구의 일부분이 서로 중첩되도록 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동될 수도 있다.
아울러 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는, 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로 접근하거나 또는 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로부터 멀어지면서 이동하도록 할 수도 있다.
상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 상기 복수의 개구는, 격벽을 통하여 다른 개구와 구획될 수 있으며, 상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터의 개구의 크기는 서로 동일할 수도 있고, 또한 서로 다를 수도 있다.
구체적으로 상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터의 개구는, 0.5 mm 내지 10mm 범위의 폭을 구비할 수 있고, 또한 1mm 내지 40mm 범위의 높이를 구비할 수 있다.
또한 콜리메이터 모듈은, 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터를 포함하되, 상기 복수의 콜리메이터는 상기 방사선이 상기 복수의 개구를 통해 순차적으로 통과하도록 적층하여 있고, 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 가능한 것일 수 있다.
한편 방사선 검출 장치는, 방사선 조사부로부터 조사된 방사선을 수광하는 장치로, 구체적으로 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제1 콜리메이터, 상기 제1 콜리메이터를 통과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제2 콜리메이터 및 상기 제1 콜리메이터 및 제2 콜리메이터를 통과한 방사선을 감지하고 감지된 방사선을 전기적 신호로 변환하는 감지부를 포함한다. 여기서 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는, 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 가능하다.
이 경우 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 이동에 따라서 상기 대상체를 투과한 방사선이 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터를 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 조절된다.
또한 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는, 상기 제1 콜리메이터의 개구의 일부분 및 상기 제2 콜리메이터의 개구의 일부분이 서로 중첩되도록 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동하는 것도 가능하고 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로 접근하거나 또는 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로부터 멀어지면서 이동하는 것도 가능하다.
방사선 검출 장치는, 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터와 복수의 콜리메이터를 통과한 방사선을 감지하고 이를 전기적 신호로 변환하는 감지부를 포함하되, 상기 복수의 콜리메이터는 상기 방사선이 상기 복수의 개구를 통해 순차적으로 통과하도록 적층하여 있고, 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 가능한 것일 수 있다.
방사선 촬영 장치는, 대상체로 방사선을 조사하는 방사선 조사부, 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제1 콜리메이터, 상기 제1 콜리메이터를 통과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제2 콜리메이터, 상기 제1 콜리메이터 및 제2 콜리메이터를 통과한 방사선을 감지하고 감지된 방사선을 전기적 신호로 변환하는 감지부, 상기 감지부에 의해 변환된 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 생성하는 영상처리부 및 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터 중 적어도 하나의 이동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서 제어부는, 상기 촬영하고자 하는 대상체, 상기 대상체의 촬영 영역 또는 설정된 촬영 모드에 따라서 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터 중 적어도 하나의 이동을 제어하도록 한다.
방사선 촬영 장치는, 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 이동에 따라서 상기 대상체를 투과한 방사선이 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터를 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 조절된다.
상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는, 상기 제1 콜리메이터의 개구의 일부분 및 상기 제2 콜리메이터의 개구의 일부분이 서로 중첩되도록 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동될 수 있고, 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로 접근하거나 또는 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로부터 멀어지면서 이동될 수도 있다.
한편 방사선 촬영 장치의 영상처리부는, 동일한 제1 및 제2 콜리메이터의 개구를 통과한 복수의 방사선이 변환된 전기적 신호를 기초로, 방사선 영상 중 하나의 픽셀에 해당하는 방사선 영상을 생성하도록 한다.
또한 방사선 촬영 장치는, 대상체로 방사선을 조사하는 방사선 조사부, 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터, 상기 복수의 콜리메이터를 통과한 방사선을 감지하고 감지된 방사선을 전기적 신호로 변환하는 감지부 및 상기 감지부에 의해 변환된 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 생성하는 영상처리부를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 콜리메이터는 상기 방사선이 상기 복수의 개구를 통해 순차적으로 통과하도록 적층하여 있고, 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 가능하도록 할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 콜리메이터 모듈, 콜리메이터 모듈을 이용한 방사선 검출 장치 및 콜리메이터 모듈을 이용한 방사선 촬영 장치를 제공함으로써, 촬영 목적에 따라서 입사되는 방사선 중 적절한 방사선을 검출할 수 있게 된다.
특히 적층된 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터의 위치를 이동시켜 방사선이 통과할 수 있는 통과 영역의 크기를 사용자의 요구에 따라 변화시킬 수 있게 됨으로써, 방사선 검출부가 방사선 영상 생성에 적절한 방사선을 수광 및 검출할 수 있게 된다.
이에 따라 촬영 목적에 최적화된 민감도 또는 해상도의 엑스선 영상을 획득할 수 있게 된다.
아울러 촬영 목적에 부합되도록 콜리메이터 모듈과 방사선 발생량 또는 방사선 조사량을 조절 가능하게 됨으로써 환자의 인체에 대한 방사선 피폭량이 감소하는 효과도 얻을 수 있다.
뿐만 아니라 통과 영역의 크기를 자유롭게 조절할 수 있는 콜리메이터 모듈을 제공함으로써, 제작 비용 절감의 경제적 효과도 얻을 수 있게 된다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 촬영 장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출부에 대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜리메이터 모듈의 측면도이다.
도 4a 내지 4c는 콜리메이터 모듈의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5f는 콜리메이터 모듈의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 콜리메이터 모듈의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 콜리메이터 모듈의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 방사선 촬영 장치의 영상 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 방사선 촬영 장치의 제어 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
이하 도 1a 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 콜리메이터 모듈, 콜리메이터 모듈을 이용한 방사선 검출 장치 및 콜리메이터 모듈을 이용한 방사선 촬영 장치 에 대해서 설명한다.
도 1a 내지 도 1c에는 방사선 촬영 장치의 일 실시예가 도시되어 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서 방사선 촬영 장치는 방사선을 생성하고 대상체(ob)로 조사하는 방사선 조사부(100)와, 대상체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출부(200, 또는 방사선 검출 장치)를 포함하는 디지털 방사선 촬영 장치(DR, digital radiography)일 수 있다. 이때 방사선 촬영 장치가 도 1a에 도시된 것과 같이 테이블 형태의 엑스선 촬영 장치인 경우 방사선 검출부의 상단에는 대상체(ob)가 거치될 수도 있다.
또한 도 1b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 있어서 방사선 촬영 장치는 컴퓨터 단층 촬영 장치일 수도 있다. 상술한 바와 마찬가지로 방사선 촬영 장치, 즉 컴퓨터 단층 촬영 장치는 방사선을 생성하고 대상체(ob)로 조사하는 방사선 조사부(100)와, 대상체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출부(200)를 포함하고 있다. 이 경우 방사선 조사부(100)와 방사선 검출부(200)는 마주 보면서 함께 회전하면서 다양한 각도에서 대상체(ob)에 대한 방사선 영상을 촬영할 수 있다.
도 1a 및 도 1b에는 방사선 촬영 장치의 일 실시예로 엑스선 촬영 장치와 컴퓨터 단층 촬영 장치가 도시되어 있으나, 방사선 촬영 장치는 이에 한정되지 아니하며, 유방촬영장치 등에도 본 발명이 적용될 수 있다.
방사선 촬영 장치의 일 실시예에 따르면 도 1c에 도시된 바와 같이 방사선 조사부(100)와 방사선 검출부(200) 외에도 영상처리부(300) 및 제어부(400)를 더 포함할 수 있다. 여기서 방사선 검출부(200)는 콜리메이터 모듈(220) 및 감지부(230)를 포함하고 있을 수 있다.
콜리메이터 모듈(220)은 대상체를 투과한 방사선이 통과할 수 있는 통과 영역의 크기를 조절하여 감지부(230)에 도달하는 방사선을 필터링한다. 다시 말해서, 콜리메어터 모듈(220)는 방사선이 통과할 수 있는 통과 영역의 크기를 확장시키거나 또는 축소시켜 대상체를 투과한 방사선 중 감지부(230)에 도달하는 일부의 방사선을 조정할 수 있다.
영상처리부(300)는 감지부(230)에 저장된 전기적 신호로부터 방사선 영상을 독출하고, 독출된 방사선 영상에 소정의 영상 처리, 예를 들어 콘트라스트(contrast)나 명도(brightness) 등의 조절과 같은 후처리(post-processing)를 수행할 수 있다.
제어부(400)는 방사선 조사부(100)나 방사선 검출부(200) 등의 각종 기능을 제어한다. 특히 제어부(400)는 콜레미어터 모듈(220)의 복수의 콜리메이터(221, 222) 중 적어도 하나의 콜리메이터의 이동 또는 회전에 대한 제어 명령을 생성하고 이를 적어도 하나의 콜리메이터에 전달하여, 콜리메이터 모듈(220)에 대한 방사선 통과 영역의 크기를 조절한다. 특히 실시예에 따라서 제어부(400)는 방사선 촬영 모드에 따라서 방사선 통과 영역의 크기를 자동으로 조절할 수 있도록 한다.
방사선 조사부(100)는, 구체적으로 방사선을 생성하기 위해 방사선 생성 모듈을 포함할 수 있는데, 방사선 생성 모듈은 전압이 인가되고 인가된 전압에 상응하는 에너지의 방사선, 예를 들어 엑스선을 생성하는 방사선 튜브와 방사선 튜브에 소정의 전압을 인가하는 전원을 포함할 수 있다.
구체적으로 방사선 생성 모듈은, 방사선 튜브에 전원에서 공급된 소정의 전압이 인가되면, 인가된 전압에 따라서 가속된 방사선 튜브 내부의 전자가 반대측에 위치한 애노드(anode) 근처에서 급격히 감속되면 에너지 보존 법칙에 따라서 방사선이 생성되는 원리를 이용하여 방사선을 생성할 수 있다.
이와 같이 방사선이 생성되면 방사선 조사부(100)는 대상체 방향으로 생성된 방사선을 조사한다.
대상체 방향으로 조사된 방사선은, 대상체를 투과하거나 또는 대상체를 투과하지 않고 직접 방사선 검출부(200)에 도달한다.
도 2 및 도 3에는 방사선 검출부의 일 실시예가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 방사선 검출부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 대상체(ob)가 거치되는 거치부(210)와, 거치부 하단에 배치되는 콜리메이터 모듈(220)과, 콜리메이터 모듈 하단에 배치되는 감지부(230)를 포함한다.
거치부(210)에는 대상체(ob)가 거치될 수 있는데, 대상체(ob)를 투과하거나 또는 직접 도달한 방사선, 예를 들어 엑스선이 투과하여 감지부(230)에 도달할 수 있도록 방사선 투과성이 높은 재질로 이루어진다.
콜리메이터 모듈(220)은 복수의 콜리메이터, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 2개의 콜리메이터(211, 222)를 포함할 수 있다.
콜리메이터(221, 222)는 대상체를 투과한 방사선 중 특정 방향의 방사선만이 검출부(230)에 도달할 수 있도록 방사선을 필터링(filtering)하고 방사선에 지향성을 부여하는 기능을 제공한다. 즉, 대상체(ob)를 투과하면서 산란된 방사선을 차단하여 검출부(230)에 도달하지 못하도록 한편, 적절한 방사선만을 검출부(230)에 도달하도록 하여 영상의 질을 개선하도록 한다.
콜리메이터(221, 222)는, 도 2에 도시된 바와 같이 방사선을 필터링하고 지향성을 부여하기 위하여, 방사선 포톤을 흡수하는 납(Pb) 등의 재질로 이루어진 복수의 격벽(2211, 2212)을 포함하고 있으며, 복수의 격벽(2211, 2212)은 도달한 방사선을 흡수함으로써 일정한 범위 및 방향의 방사선만이 감지부(230)에 도달할 수 있도록 한다.
구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이 방사선 조사부(100)에서 조사된 방사선(x1 내지 x4)는 대상체(ob)를 투과한 후, 감지부(230)에 도달하게 된다.
이때 대상체(ob)를 투과하는 방사선은 대상체(ob) 내부 조직의 성질이나 구조 등에 따라서 방사선 x1, x3 및 x4처럼 굴절 및 산란(scatter)되기도 한다. 따라서 방사선 x1나 x3와 같이 감지부(230)가 산란된 방사선을 수광하는 경우, 실제 대상체(ob) 내부 조직의 위치와는 다른 위치의 조직을 투과한 방사선을 수광하게 됨으로써 방사선 영상의 정확성이 저하되게 된다.
이 때 복수의 격벽(2211, 2212)에 의해 구획되는 개구를 포함하는 콜리메이터(221, 222)가 감지부(230) 앞에 설치되면, 콜리메이터(221, 222)가 산란된 방사선, 예를 들어 방사선 x1이나 x3 이 콜리메이터(221, 222)의 격벽(2211, 2212)에 충돌(A 또는 B)하면 방사선 x1 이나 x3의 방사선 포톤이 격벽(2211, 2212)에 흡수되고, 산란되지 않은 소정 방향, 예를 들어 지면 방향의 방사선(즉 프리머리 포톤(primary photon)), 일례로 방사선 x2 및 x4만이 복수의 콜리메이터(221, 222)의 개구를 통과하여 감지부(230)상의 일정 위치, 예를 들어 C 지점이나 D 지점에 도달하게 된다.
만약 콜리메이터(221, 222)가 감지부(230) 앞에 설치되지 않는다면, 예를 들어 방사선 x3의 경우 산란에 의하여 원래 내부 조직의 위치에 대응되지 않는 다른 E 지점에 도달하게 되어 영상의 정확성이 저하될 수 밖에 없다.
콜리메이터 모듈(220)의 개구를 통과한 방사선은 검출부(230)의 각각의 픽셀(p1 내지 p5)에 의해 수광되고 전기적 신호로 변환되어 저장된다.
도 4a 내지 4c는 콜리메이터 모듈의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 콜리메이터 모듈(220)은 복수의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)를 포함할 수 있으며, 복수의 콜리메이터는 서로 적층하도록 설치될 수 있다. 즉 콜리메이터 모듈(220)은 적층된 복수의 콜리메이터(221, 222)를 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 콜리메이터(221) 하단에 제2 콜리메이터(222)가 배치되어 있을 수 있다.
콜리메이터 모듈(220)의 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)는 일정한 가로 길이(w1) 및 세로 길이(w2)의 격벽(2211, 2212)에 의해 구획되어 형성된 복수의 개구(開口)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 각각의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 서로 동일한 폭(w1 및 w2)의 개구를 포함하고 있을 수 있다. 다른 실시예에 따르면 각각의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222) 서로 상이한 폭(w1 및w2)의 개구를 포함하고 있을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라서 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)의 개구의 폭(w1 또는 w2)은, 예를 들어 약 0.5 mm 내지 약 10mm의 범위의 값 중 어느 하나일 수 있다. 따라서 개구의 넓이는 약 0.25 mm2 내지 100 mm2 정도일 수 있다.
어느 하나의 콜리메이터(221, 222)의 개구의 폭(w1 또는 w2)이 크면 클수록 하나의 개구를 통과하는 방사선의 량, 즉 방사선 포톤의 개수가 많아지고 개구의 폭(w1 또는 w2)가 작아질수록 하나의 개구를 통과하는 방사선의 개수, 즉 방사선 포톤의 량이 적어진다.
따라서 콜리메이터 모듈(220)을 통과하여 감지부(230)에 도달하는 방사선의 량은 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)의 개구의 크기, 즉 개구의 넓이에 따라 결정된다. 다시 말해서 각 콜리메이터(221, 220)의 개구의 크기에 따라 대상체(ob)를 투과한 방사선이 콜리메이터 모듈(220)을 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 결정되는 것이다.
만약 콜리메이터 모듈(220)을 이루는 제1 콜리메이터(221) 또는 제2 콜리메이터(222)의 개구의 폭(w1 또는 w2)이 증가한다면, 하나의 개구를 통과하는 방사선의 량, 즉 방사선 포톤의 개수 역시 마찬가지로 증가하게 되고, 따라서 감지부(230)는 다량의 방사선을 감지하여 전기적 신호로 변환할 수 있게 된다. 그러면 감지부(230)의 단위 픽셀 당 방사선량이 증가하게 되어, 대상체(ob) 내부에 대한 정보를 보다 많이 획득할 수 있게 된다. 즉, 높은 민감도의 방사선 영상을 획득할 수 있게 되는 것이다.
한편으로는 개구의 폭(w1 및 w2)가 크다면 도 4c에 도시된 방사선 x6과 같이 대상체(ob) 내부에서 산란된 엑스선 x7이 감지부(230)에 의해 수광될 수도 있다. 즉, 도 4c에 도시된 바를 참조하면 산란된 방사선, 예를 들어 방사선 x5와 x6의 경우 일부의 방사선, 예를 들어 방사선 x5는 콜리메이터(221)의 격벽에 의해 흡수(F)될 수도 있다.
그러나 일부의 방사선, 예를 들어 방사선 x6는 격벽 사이의 공간이 넓기 때문에, 즉 개구의 폭(w1 및 w2)의 크기 때문에 격벽에 의해 흡수되지 않고 그대로 개구를 통과하여 감지부(230)의 일정 지점, 예를 들어 G 지점에 도달하게 된다. 만약 산란이 발생하지 않은 경우, 방사선 x7과 같이 감지부(230)의 제3 픽셀(p3)의 H 지점에 도달해야 할 방사선이 전혀 상이한 G 지점에 도달하는 것이다. 따라서 대상체(ob) 내부의 특정 지점이 그에 대응되는 픽셀 대신 다른 픽셀을 통해 영상화됨으로써 방사선 영상의 정확성은 떨어지게 된다.
각각의 콜리메이터(221, 222)의 높이(h1 및 h2)에 따라서 감지부(230)에 도달하는 방사선의 량 역시 결정될 수 있다. 즉, 높이(h1 및 h2)가 크면 클수록 약간의 산란이 발생한 방사선도 각각의 콜리메이터(221, 222)를 모두 통과하지 못하고 격벽(2211, 2222)에 충돌하여 흡수될 수 있다. 따라서 감지부(230)가 감지하는 단위 픽셀당 방사선량은 감소하지만, 대상체(ob) 내에서 산란된 방사선을 수광할 가능성이 더욱 낮아져 영상의 정확성은 향상된다.
실시예에 따라서 각각의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221)의 높이(h1) 또는 제2 콜리메이터(222) 높이(h2)는, 1mm 내지 40mm의 범위 내에서 마련될 수 있다.
결론적으로 대상체를 투과한 방사선은, 도 3 내지 도 4c에 도시된 바와 같이 각각의 콜리메이터, 일례로 제1 콜리메이터(221)의 개구 및 제2 콜리메이터(222)의 개구를 모두 통과하여야 콜리메이터 모듈(220) 하단에 설치되는 감지부(230)에 도달할 수 있고, 제1 콜리메이터(221)의 개구 및 제2 콜리메이터(222)의 개구의 크기(w1 및 w2) 및 각 콜리메이터(221, 222)의 높이(h1 및h2)에 따라서 대상체를 투과한 방사선이 콜리메이터 모듈(220)을 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 결정되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 콜리메이터 모듈(220)에 포함되는 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나 이상의 콜리메이터는 소정의 방향으로 이동이 가능할 수 있다.
도 5a 내지 5f는 콜리메이터 모듈의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 내지 도 5f에서는 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)의 폭이 동일한 것으로 가정하고 도시되어 있으나, 양 콜레미이터(221, 222)의 폭은 반드시 동일한 것은 아니며 서로 상이할 수도 있다.
도 5a 내지 도 5f에 도시된 바와 같이 콜리메이터 모듈(220) 중 적어도 하나의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221)가 소정의 방향(d)으로 이동될 수 있다.
일례로 제1 콜리메이터(221)는 도 5b 내지 도 5f에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 이동할 수 있다.
구체적으로 도 5b에 도시된 바와 같이 제1 콜리메이터(221)는 x축 방향으로 소정의 거리만큼 이동하는 것이 가능하다. 이때 제1 콜리메이터(221)의 이동 거리는 사용자 또는 콜리메이터 모듈(220)의 설정에 따라 임의적으로 선택될 수도 있다. 실시예에 따라서는 제1 콜리메이터(221)의 이동 거리는 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터의(222)의 폭 중 더 작은 폭보다 작은 범위 내에서 결정될 수 있다.
제1 콜리메이터(221)는 도 5c에 도시된 바와 같이 y축 방향으로 소정의 거리만큼 이동하는 것도 가능한다. 상술한 바와 마찬가지로 제1 콜리메이터의 y축 방향의 이동 거리는 사용자 또는 콜리메이터 모듈(220)의 설정에 따라 임의적으로 선택될 수도 있다. 실시예에 따라서 제1 콜리메이터(221)의 y축 방향의 이동 거리는 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터의(222)의 폭 중 더 작은 폭보다 작은 범위 내에서 결정될 수 있다.
또한 제1 콜리메이터(221)의 이동 방향은 도 5d에 도시된 바와 같이 대각선 방향일 수 있다. 즉 제1 콜리메이터(221)은 x축 방향 및 y축 방향 모두로 이동할 수도 있다.
실시예에 따라서 제1 콜리메이터(221)는 도 5e에 도시된 바와 같이 특정 방향으로 이동하는 것이 아니라 소정의 회전축(o1)을 중심으로 회전하도록 할 수도 있다. 이 경우 소정의 회전축(o1)는 도 5e에 도시된 바와 같이 제1 콜리메이터(221)의 중앙에 위치하고 있을 수도 있다. 또한 회전축은 제1 콜리메이터(221)의 다른 특정 지점, 예를 들어 제2 콜리메이터(222)의 좌측 상단의 특정 지점(o2)에 위치하고 있어, 제1 콜리메이터(221)가 좌측 상단의 특정 지점(o2)를 중심으로 회전할 수도 있다.
제2 콜리메이터(222)도 마찬가지로 제1 콜리메이터(223)과 동일하게 소정의 방향으로 이동 또는 회전할 수 있다.
뿐만 아니라 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222) 양자가 모두 이동하거나 또는 회전하는 것도 가능하다. 이 경우 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222) 양자는 서로 다른 방향, 예를 들어 서로 반대 방향으로 이동할 수도 있다.
이 경우 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)는 동시에 이동 또는 회전할 수도 있고, 또는 이시에 이동 또는 회전할 수도 있다.
제1 콜리메이터(221)가 수평으로 소정의 방향, 예를 들어 제1 콜리메이터의 이동 방향(d)을 향해 이동하거나 회전하면 제1 콜리메이터(221)의 개구 및 제2 콜리메이터(222)의 개구는 도 5a 내지 도 5f에 도시된 바와 같이 서로 어긋나게 중첩된다.
콜리메이터 모듈(220)을 통과하는 방사선은 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)의 개구를 모두 통과하여야 감지부(230)에 도달할 수 있으므로, 도 5a 내지 도 5f에 도시된 바와 같이 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)가 서로 어긋나게 중첩하면 방사선이 통과할 수 있는 공간의 크기가 축소된다.
즉, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 콜리메이터(221, 222)가 서로 개구가 일치하도록 배치되어 있다면 대상체를 투과한 방사선이 콜리메이터 모듈(220)을 통과할 수 있는 통과 영역의 폭은 각각의 콜리메이터(221, 222)의 폭인 w1 및 w2일 것이다. 각각의 콜리메이터(221, 222)가 서로 어긋나게 중첩됨으로써 방사선의 통과 영역의 폭이 도 5b에 도시된 바와 같이 더 작은 각각의 콜리메이터(221, 222)의 중첩에 따라 생긴 공간의 폭인 w1’ 및 w2’로 감소하게 되는 것이다.
이 경우 대상체(ob) 내부에서 산란된 방사선 x9 및 x12는, 도 5f를 참조하면, 제1 콜리메이터(221)의 격벽(I, K)에 의해 흡수되거나 또는 방사선 x10과 같이 제1 콜리메이터(221)를 통과했다고 하더라도 제2 콜리메이터(222)의 격벽(J)에 흡수된다. 오직 산란되지 않은 적절한 방사선, 일례로 방사선 x8, x11과 같은 프라이머리 포톤(primary photon)만이 감지부(230)에 도달할 수 있게 된다.
만약 도 4c에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 콜리메이터(221, 222)가 서로 개구가 일치하도록 배치되어 있다면 상술한 방사선 x10의 경우 감지부(230)의 네번째 픽셀(p4)상의 지점(J’)에 도달할 것이고, 따라서 방사선 영상의 정확성이 저해되었을 것이다.
도 5a 내지 도 5f에 도시된 바와 같이 콜리메이터 모듈(220)의 적어도 하나의 콜리메이터(221, 222)를 이동시키면, 콜리메이터 모듈(220)을 통과한 방사선의 양이 전체적으로 감소하되, 정확한 정보의 방사선만이 감지부(230)에 도달하게 된다. 즉, 감지부(230)의 단위 픽셀 당 방사선량은 감소하게 되어 영상의 민감도는 저하되는 반면에, 프라이머리 포톤만을 감지하게 되어 영상의 정확성이 증진되는 효과를 얻을 수 있게 된다. 또한 방사선 영상의 해상도가 증가하는 효과도 얻을 수 있다. 또한 단위 면적당 픽셀 수가 상대적으로 증가, 다시 말해서 픽셀 사이즈가 작아지는 효과도 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 콜리메이터 모듈(220)이 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이 설정된 경우 높은 민감도와 낮은 정확도, 큰 픽셀 사이즈의 방사선 영상을 획득할 수 있었다. 한편 콜리메이터 모듈(220)을 도 5a 내지 도 5f에 도시된 바와 같이 설정하는 경우, 즉 콜리메이터 모듈(220)의 적어도 하나의 콜리메이터를 이동시키는 경우에는, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 실시예와는 반대로 낮은 민감도와 높은 정확도, 작은 픽셀 사이즈의 방사선 영상을 획득할 수 있게 된다.
따라서 하나의 콜리메이터 모듈(220)을 통하여 방사선 영상의 민감도 및 정확도를 조절할 수 있게 되어, 콜리메이터(220)의 교체 없이 다양한 방사선 영상을 획득할 수 있게 된다. 그 결과 경제적 비용 절감의 효과도 얻을 수 있게 되는 것이다.
도 6a 내지 도 6b는 콜리메이터 모듈의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 콜리메이터 모듈(220)의 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221) 또는 제2 콜리메이터(222)는 수직 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라 복수의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221) 또는 제2 콜리메이터(222)는 서로 이격될 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이 예를 들어 제1 콜리메이터(221)이 수직 방향으로 이동하여 제2 콜리메이터(222)와 이격된 경우 산란된 방사선을 더욱 용이하게 제거하고 정확한 방사선, 즉 프라이머리 포톤만을 감지부(230)가 수광하도록 할 수 있다.
도 6b의 방사선 x13 내지 x16 중 산란되거나 또는 감지부(230) 방향으로 향하지 않은 방사선 x13, x14 및 x16은 각각 제2 콜리메이터(222)의 지점 Q, 제1 콜리메이터(221)의 지점 O 및 지점 P에 의해 흡수될 수 있으며, 방사선 x15만이 감지부(230)에 도달하도록 할 수 있다.
만약 제1 콜리메이터(221)가 이동하지 않은 경우, 산란된 방사선 x16은 이동전의 제1 콜리메이터(221’)의 격벽에 의해 흡수되지 않고 또한 제2 콜리메이터(222)에 의해 흡수되지도 않기 때문에 정확한 영상을 획득할 수 없게 된다. 그러나 제1 콜리메이터(221)가 이동됨으로써 이와 같은 산란된 방사선 x16을 제거하여 정확한 영상을 획득할 수 있게 되는 것이다.
도 7은 콜리메이터 모듈의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 실시에에 따르면 도 7에 도시된 바와 같이 콜리메이터 모듈(220)는 복수의 콜리메이터(221 내지 223)를 포함하고 있을 수 있으며, 각각의 콜리메이터(221 내지223)는 다른 콜리메이터(221 내지 223)에 대해 상대적으로 이동 가능할 수 있다. 즉 도 7에 도시된 것처럼 제1 콜리메이터(221)는 도면상에서 측면 방향으로 이동하고, 제2 콜리메이터(222)는 이동하지 않으며, 제3 콜리메이터(223)는 전면 방향으로 이동하도록 하는 것도 가능하다. 또한 도 6a에 도시된 바와 같이 각각의 콜리메이터(221 내지 223)는 서로 이격되도록 수직 방향으로 이동할 수도 있다.
콜리메이터 모듈(220)이 2개, 3개 또는 더 많은 콜리메이터(221 내지 223)를 포함하는 경우, 콜리메이터(221 내지 223)의 이동에 따라서 방사선이 통과하는 통과 영역의 크기를 더욱 다양하게 조절할 수 있으며, 또한 콜리메이터 모듈(220)의 일부 영역은 더 많은 방사선이 통과하도록, 다른 영역은 더 적은 방사선이 통과하도록 할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같은 콜리메이터 모듈(220)의 각 콜리메이터(221 내지 223)의 동작은, 사용자의 수동 조작에 따라서 제어될 수도 있지만, 상술한 제어부(400)에서 전송되는 제어 명령에 따라서 제어될 수도 있다.
콜리메이터 모듈(220)의 일 실시예에 따르면, 콜리메이터 모듈(200)은 선택된 촬영 모드(mode)에 따라 생성된 제어부(400)의 제어 명령에 따라 구동될 수 있다.
예를 들어 만약 촬영시의 촬영 모드가 고해상도 모드로 설정된 경우, 콜리메이터 모듈(220)의 복수의 콜리메이터(221 내지 223) 중 적어도 하나의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221)를 도 5a 내지 도 5e에 도시된 바 같이 동작, 예를 들어 이동 또는 회전시키는 제어 명령을 제어부(400)가 생성한다. 그러면 생성된 제어 명령에 따라서 복수의 콜리메이터 모듈(221 내지 223) 중 적어도 하나의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221)가 도 5a 내지 도 5e에 도시된 바 같이 동작하게 된다. 그 결과 각각의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)가 서로 어긋나게 중첩됨으로써 방사선의 통과 영역의 폭이 축소된다. 따라서 산란된 방사선은 콜리메이터 모듈(220)을 통과하지 못하여 적절한 방사선만을 감지부(230)가 수광하게 된다. 그러므로 촬영 모드가 고해상도 모드로 설정된 경우에는 영상의 정확성과 해상도가 개선된다.
반대로 만약 촬영시의 촬영 모드가 고민감도 모드로 설정된 경우에 제어부(400)는 콜리메이터 모듈(220)의 복수의 콜리메이터(221 내지 223) 중 적어도 하나의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221)를 고해상도 모드에서의 동작과 반대로 동작, 예를 들어 반대 방향으로 이동하거나 회전시키는 등의 제어 명령을 생성한다. 그러면 복수의 콜리메이터, 예를 들어 제1 콜리메이터(221) 및 제2 콜리메이터(222)는 제어 명령에 따라서 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 서로 일치하도록 배치된다. 그 결과 방사선의 통과 영역의 폭이 고해상도 모드의 경우보다 더 넓어지게 된다. 따라서 콜리메이터 모듈(220)은 더욱 많은 양의 방사선을 통과시키게 되어 감지부(230)는 고해상도 모드의 경우보다 보다 많은 양의 방사선을 수광한다. 따라서 촬영 모드가 고민감도 모드로 설정된 경우에는 고민감도의 방사선 영상을 획득할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 콜리메이터 모듈은 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터를 포함한다. 여기서 복수의 콜리메이터 중 어느 하나의 콜리메이터가 선택되면 선택된 콜리메이터가 상기 대상체를 투과한 방사선이 감지부에 도달하는 경로 상에 배치되도록 제어된다. 다시 말해서, 콜리메이터 모듈 내의 복수의 콜리메이터는 서로 교체, 즉 스위칭(switching)될 수 있다. 이때 콜리메이터 각각마다 개구의 크기는 서로 상이하다. 구체적으로 콜리메이터 모듈 내의 어떤 콜리메이터의 개구는 다른 콜리메이터의 개구보다 더 작을 수 있고, 또한 어떤 콜리메이터의 개구는 다른 콜리메이터의 개구보다 더 클 수 있다. 따라서 콜리메이터 모듈의 복수의 콜리메이터 중 어느 콜리메이터가 방사선의 경로 상에 배치되냐에 따라서, 방사선이 통과할 수 있는 콜리메이터의 개구의 크기가 변경되므로, 방사선이 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 조정될 수 있게 된다.
이와 같이 엑스선 조사부(100)에 의해 조사되고 대상체(ob)를 투과한 후 콜리메이터 모듈(220)의 통과 영역, 즉, 예를 들어 제1 콜리메이터(221)의 개구 및 제2 콜리메이터(222)의 개구에 의해 형성된 통과 영역을 통과한 방사선은, 감지부(230)에 도달한다.
도 8은 방사선 촬영 장치의 영상 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이 감지부(230)는 복수의 픽셀(230p)로 이루어져 있는데, 각각의 픽셀(230p)는 신틸레이터(scintillator, 231), 광다이오드(232) 및 저장소자(233)를 포함하고 있을 수 있다. 신틸레이터(231)는 방사선의 충돌에 따라서 섬광을 발하는 물질로, 콜리메이터 모듈(220)를 통과한 방사선을 감지하여 포톤을 출력한다. 광다이오드(232)는 신틸레이터(231)에서 출력된 포톤을 감지하여 이를 전기 에너지로 변환하여 방사선 영상에 대한 전기적 신호를 출력한다. 저장 소자(233), 예를 들어 스토리지 커패시터는 광다이오드(232)에서 출력된 전기적 신호를 저장한다.
영상처리부(300)는, 저장 소자(233)에 저장된 전기적 신호를 독출(read out)한 후 영상 처리 과정을 거쳐 방사선 영상을 생성한다. 생성된 방사선 영상은 모니터 등과 같은 디스플레이 장치를 통해 외부에 출력된다. 이 때 상술한 바와 같이 콜리메이터 모듈(220) 내의 복수의 콜레메이터(221 내지 223)의 상호간의 위치에 따라서 서로 다른 민감도, 해상도 및 정확도의 방사선 영상이 출력될 수 있다.
영상처리부(300)는 방사선 검출부(200)의 프로세서(processor)일 수도 있고, 또는 방사선 검출부(200)와 유무선 통신망을 통해 연결된 외부의 정보처리장치의 프로세서일 수도 있다.
도 9는 방사선 촬영 장치의 제어 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 여러 방사선 촬영 모드 중 필요에 따라서 어느 하나의 방사선 촬영 모드를 선택한 후, 선택된 방사선 촬영 모드에 따라서 대상체를 촬영할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 선택된 방사선 촬영 모드로 대상체를 촬영하는 방법에 따르면, 먼저 복수의 촬영 모드 중에서 어느 하나의 촬영 모드, 예를 들어 고해상도 촬영 모드 또는 고민감도 촬영 모드가 선택된다.(s500) 이러한 선택은 사용자에 의해서 행해질 수도 있고, 또는 대상체나 대상체의 촬영 부위 등에 따라서 미리 설정된 것일 수도 있다.
그러면 선택된 방사선 촬영 모드에 따라서, 일례로 거치부와 감지부 중단에 설치되는 콜리메이터 모듈의 통과 영역의 크기가 조정된다. 콜리메이터 모듈의 통과 영역에서는, 대상체를 투과한 방사선 중 일부는 통과하되, 일부의 방사선, 예를 들어 산란된 방사선은 필터링된다.
예를 들어 고해상도 모드가 선택되면 콜리메이터 모듈의 통과 영역의 크기가 축소되고, 고민감도 모드가 선택되면, 콜리메이터 모듈의 통과 영역의 크기가 확장된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 이 경우 콜리메이터 모듈은, 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터를 포함하고 있고, 상기 복수의 콜리메이터는 상기 방사선이 상기 복수의 개구를 통해 순차적으로 통과하도록 적층하여 있으며, 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전 가능한 것일 수 있다.
만약 고해상도 모드(s510)가 선택된다면 콜리메이터 모듈의 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터가 일정한 방향으로 이동하여 다른 콜리메이터와 어긋나게 배치될 수 있고,(s511) 그 결과 통과 영역의 크기가 축소된다.(s512)
그리고 방사선 촬영이 개시되면(s513) 콜리메이터 모듈의 통과 영역의 크기가 축소되었으므로, 고해상도의 정확한 영상이 생성된다. 다만 감지부가 수광하는 방사선의 절대량이 감소하므로 영상의 민감도는 저하된다.
만약 고민상도 모드(s520)가 선택된다면 콜리메이터 모듈의 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터가 일정한 방향으로 이동하여 도 4a와 같이 다른 콜리메이터와 어긋나지 않도록, 즉 일치하도록 배치된다.(s521) 그 결과 통과 영역의 크기가 확장된다.(522)
방사선 촬영이 개시되면(s523) 콜리메이터 모듈의 통과 영역의 크기가 확장되었으므로, 감지부는 더욱 많은 방사선을 수광하게 된다. 따라서 상대적으로 고민감도의 영상을 얻을 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 산란된 방사선으로 인하여 영상의 정확성이 저하될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 콜리메이터 모듈은 각각 서로 다른 크기의 개구를 가진 복수의 콜리메이터를 포함할 수 있으며, 복수의 콜리메이터는 선택된 촬영 모드에 따라서 어느 하나가 선택되고, 선택된 콜리메이터가 대상체를 통과한 방사선의 경로 상에 위치하도록 이동하는 것일 수 있다. 이 경우에는 고해상도 모드에서의 촬영 시에는 상대적으로 개구의 크기가 작은 콜리메이터가 이동하여 대상체를 통과한 방사선의 경로 상에 위치하고, 고민감도 모드에서는 상대적으로 개구의 크기가 큰 콜리메이터가 이동하여 방사선의 경로상에 위치한다. 즉, 방사선 촬영 모드에 따라서 콜리메이터 모듈의 복수의 콜리메이터가 서로 스위칭된다.
100 : 방사선 조사부 200 : 방사선 검출부
210 : 거치부 220 : 콜리메이터 모듈
221 : 제1 콜리메이터 222 : 제2 콜리메이터
223 : 제3 콜리메이터 230 : 감지부
300 : 영상처리부

Claims (31)

  1. 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구(開口)를 포함하는 제1 콜리메이터; 및
    상기 제1 콜리메이터를 통과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제2 콜리메이터;
    를 포함하되,
    상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터 중 적어도 하나는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전 가능한 콜리메이터 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 이동 또는 회전에 따라서, 상기 대상체를 투과한 방사선이 상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터를 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 조절되는 콜리메이터 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터 중 적어도 하나는,
    상기 제1 콜리메이터의 개구의 일부분 및 상기 제2 콜리메이터의 개구의 일부분이 서로 어긋나도록 이동 또는 회전 가능한 콜리메이터 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는,
    상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로 접근하거나 또는 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로부터 멀어지면서 이동하는 콜리메이터 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 상기 복수의 개구는, 격벽을 통하여 다른 개구와 구획되는 콜리메이터 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터의 개구는 서로 동일한 크기인 콜리메이터 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터의 개구의 폭은 0.5 mm 내지 10mm 중 어느 하나에 해당하는 콜리메이터 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 높이는, 1mm 내지 40mm 중 어느 하나에 해당하는 콜리메이터 모듈.
  9. 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제1 콜리메이터;
    상기 제1 콜리메이터를 통과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제2 콜리메이터; 및
    상기 제1 콜리메이터 및 제2 콜리메이터를 통과한 방사선을 감지하고 감지된 방사선을 전기적 신호로 변환하는 감지부;
    를 포함하되,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는, 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전 가능한 방사선 검출 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 이동 또는 회전에 따라서 상기 대상체를 투과한 방사선이 상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터를 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 조절되는 방사선 검출 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는,
    상기 제1 콜리메이터의 개구의 일부분 및 상기 제2 콜리메이터의 개구의 일부분이 서로 중첩되도록 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전되는 방사선 검출 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는,
    상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로 접근하거나 또는 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로부터 멀어지면서 이동하는 방사선 검출 장치.
  13. 대상체로 방사선을 조사하는 방사선 조사부;
    대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제1 콜리메이터;
    상기 제1 콜리메이터를 통과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제2 콜리메이터;
    상기 제1 콜리메이터 및 제2 콜리메이터를 통과한 방사선을 감지하고 감지된 방사선을 전기적 신호로 변환하는 감지부;
    상기 감지부에 의해 변환된 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 생성하는 영상처리부; 및
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터 중 적어도 하나의 이동 또는 회전을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 방사선 촬영 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 촬영하고자 하는 대상체, 상기 대상체의 촬영 영역 또는 설정된 촬영 모드에 따라서 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터 중 적어도 하나의 이동 또는 회전을 제어하는 방사선 촬영 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 이동 또는 회전에 따라서 상기 대상체를 투과한 방사선이 상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터를 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 조절되는 방사선 촬영 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는,
    상기 제1 콜리메이터의 개구의 일부분 및 상기 제2 콜리메이터의 개구의 일부분이 서로 중첩되도록 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전되는 방사선 촬영 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터는,
    상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로 접근하거나 또는 상기 제2 콜리메이터 또는 상기 제1 콜리메이터로부터 멀어지면서 이동하는 방사선 촬영 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 동일한 제1 및 제2 콜리메이터의 개구를 통과한 복수의 방사선이 변환된 전기적 신호를 기초로, 방사선 영상 중 하나의 픽셀에 해당하는 방사선 영상을 생성하는 방사선 촬영 장치.
  19. 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터;
    를 포함하되,
    상기 복수의 콜리메이터는 상기 방사선이 상기 복수의 개구를 통해 순차적으로 통과하도록 적층하여 있고, 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전 가능한 콜리메이터 모듈.
  20. 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터; 및
    상기 복수의 콜리메이터를 통과한 방사선을 감지하고 감지된 방사선을 전기적 신호로 변환하는 감지부;
    를 포함하되,
    상기 복수의 콜리메이터는 상기 방사선이 상기 복수의 개구를 통해 순차적으로 통과하도록 적층하여 있고, 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전 가능한 방사선 검출 장치.
  21. 대상체로 방사선을 조사하는 방사선 조사부;
    상기 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터;
    상기 복수의 콜리메이터를 통과한 방사선을 감지하고 감지된 방사선을 전기적 신호로 변환하는 감지부; 및
    상기 감지부에 의해 변환된 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 생성하는 영상처리부;
    를 포함하되,
    상기 복수의 콜리메이터는 상기 방사선이 상기 복수의 개구를 통해 순차적으로 통과하도록 적층하여 있고, 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전 가능한 방사선 촬영 장치.
  22. 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제1 콜리메이터; 및
    상기 제1 콜리메이터를 통과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제2 콜리메이터;
    를 포함하되,
    상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터 중 적어도 하나는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전 가능하고,
    고해상도 모드(mode)의 경우에는 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터가 이동 또는 회전하여, 상기 대상체를 투과한 방사선이 상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터를 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 축소되고,
    고민감도 모드의 경우에는 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터가 이동 또는 회전하여 상기 통과 영역의 크기가 확장되도록 제어되는 콜리메이터 모듈.
  23. 대상체로 방사선을 조사하는 방사선 조사부;
    대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제1 콜리메이터;
    상기 제1 콜리메이터를 통과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 제2 콜리메이터;
    상기 제1 콜리메이터 및 제2 콜리메이터를 통과한 방사선을 감지하고 감지된 방사선을 전기적 신호로 변환하는 감지부;
    상기 감지부에 의해 변환된 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 생성하는 영상처리부; 및
    상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터 중 적어도 하나의 이동 또는 회전을 제어하되, 고해상도 모드의 경우에는 상기 대상체를 투과한 방사선이 상기 제1 콜리메이터 및 상기 제2 콜리메이터를 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 축소되도록 상기 제1 콜리메이터 또는 상기 제2 콜리메이터의 이동 또는 회전을 제어하고, 고민감도 모드의 경우에는 상기 통과 영역의 크기가 확장되도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 방사선 촬영 장치.
  24. 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터;
    를 포함하되,
    상기 복수의 콜리메이터는 상기 방사선이 상기 복수의 개구를 통해 순차적으로 통과하도록 적층하여 있고, 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전 가능하고,
    고해상도 모드의 경우에는 상기 대상체를 투과한 방사선이 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 축소되도록 상기 적어도 하나의 콜리메이터가 이동 또는 회전되고, 고민감도 모드에서는 상기 통과 영역의 크기가 확장되도록 상기 적어도 하나의 콜리메이터가 이동 또는 회전되는 콜리메이터 모듈.
  25. 대상체로 방사선을 조사하는 방사선 조사부;
    상기 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터;
    상기 복수의 콜리메이터를 통과한 방사선을 감지하고 감지된 방사선을 전기적 신호로 변환하는 감지부;
    상기 감지부에 의해 변환된 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 생성하는 영상처리부; 및
    고해상도 모드의 경우에는 상기 대상체를 투과한 방사선이 상기 복수의 콜리메이터를 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 축소되도록 하고, 고민감도 모드의 경우에는 상기 통과 영역의 크기가 확장되도록 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터의 이동 또는 회전을 제어하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 복수의 콜리메이터는 상기 방사선이 상기 복수의 개구를 통해 순차적으로 통과하도록 적층하여 있는 방사선 촬영 장치.
  26. 대상체로 방사선을 조사하는 방사선 조사부;
    상기 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 적어도 하나의 콜리메이터 모듈
    상기 적어도 하나의 콜리메이터 모듈을 통과한 방사선을 감지하고 감지된 방사선을 전기적 신호로 변환하는 감지부; 및
    상기 감지부에 의해 변환된 전기적 신호를 기초로 방사선 영상을 생성하는 영상처리부;
    를 포함하되,
    상기 콜리메이터 모듈은, 상기 대상체를 투과한 방사선이 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 축소되거나 또는 확장될 수 있도록 제어되는 방사선 촬영 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    방사선 촬영 모드가 고해상도 모드로 선택된 경우에는 상기 대상체를 투과한 방사선이 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 축소되고, 방사선 촬영 모드가 고민감도 모드로 선택된 경우에는 상기 대상체를 투과한 방사선이 통과할 수 있는 통과 영역의 크기가 확장되도록 제어하는 제어부;
    를 더 포함하는 방사선 촬영 장치.
  28. 제27항에 있어서
    상기 콜리메이터 모듈은, 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터가 적층되어 있고, 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전 가능하며, 상기 방사선은 상기 복수의 콜리메이터의 복수의 개구를 순차적으로 통과하는 방사선 촬영 장치.
  29. 제27항에 있어서
    상기 콜리메이터 모듈은, 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터를 포함하되, 상기 복수의 콜리메이터의 상기 복수의 개구는 서로 크기가 상이하게 형성되고,
    상기 복수의 콜리메이터 중 선택된 콜리메이터가 상기 대상체를 투과한 방사선 경로 상에 배치되도록 상기 복수의 콜리메이터는 서로 스위칭 될 수 있는 방사선 촬영 장치.
  30. 방사선 촬영 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    방사선 촬영 모드가 고해상도 모드 또는 고민감도 모드 중 어느 하나로 결정되는 단계;
    고해상도 모드가 선택된 경우에는 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 콜리메이터 모듈을 제어하여 상기 대상체를 투과한 방사선이 통과할 수 있는 상기 콜리메이터 모듈의 통과 영역의 크기를 축소시키고, 고민감도 모드가 선택된 경우에는 상기 콜리메이터 모듈을 제어하여 상기 대상체를 투과한 방사선이 통과할 수 있는 상기 콜리메이터 모듈의 통과 영역의 크기를 확장시키는 단계; 및
    방사선 촬영을 수행하는 단계;
    를 포함하는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 콜리메이터 모듈은, 대상체를 투과한 방사선이 통과하는 복수의 개구를 포함하는 복수의 콜리메이터를 포함하되, 상기 복수의 콜리메이터는 상기 방사선이 상기 복수의 개구를 통해 순차적으로 통과하도록 적층하여 있고, 상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터는 다른 콜리메이터에 대해 상대적으로 이동 또는 회전 가능하며,
    상기 복수의 콜리메이터 중 적어도 하나의 콜리메이터를 상대적으로 이동 또는 회전하여 상기 방사선이 상기 콜리메이터 모듈을 통과할 수 있는 통과 영역의 크기를 확장 또는 축소시키는 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
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