KR20140085032A - X선 촬영장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 X선 촬영장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 X선 촬영장치는 산란 방사선을 제거하기 위한 그리드의 왕복 이동을 위해 이동원과 인장스프링을 사용한다. 이동원은 그리드를 일 측 방향으로 이동시키는 이동력을 발생시키고, 인장스프링은 그리드를 타 측 방향으로 이동시키는 인장력을 가한다.
본 발명에 의하면 그리드의 이동이 등속에 가깝게 이루어지기 때문에 영상 품질이 향상된다.
본 발명에 따른 X선 촬영장치는 산란 방사선을 제거하기 위한 그리드의 왕복 이동을 위해 이동원과 인장스프링을 사용한다. 이동원은 그리드를 일 측 방향으로 이동시키는 이동력을 발생시키고, 인장스프링은 그리드를 타 측 방향으로 이동시키는 인장력을 가한다.
본 발명에 의하면 그리드의 이동이 등속에 가깝게 이루어지기 때문에 영상 품질이 향상된다.
Description
본 발명은 X선 촬영장치에 관한 것으로, 특히 촬영 대상을 투과한 X선을 검출하는 검출모듈에 관한 것이다.
X선 촬영은 검사를 위해 다양한 의료 분야에서 이루어지고 있다.
X선 촬영 시에, 방사된 X선이 매질을 투과할 때 산란 방사선(scattered radiation)이 발생된다.
산란 방사선은 영상 대조도 감소 및 노이즈 증가를 초래한다. 따라서 유용한 영상 정보를 가지는 주 방사선(primary radiation)만을 검출하는 것이 바람직하다.
일반적으로 주 방사선은 투과시키고 산란 방사선은 차단(또는 감쇠)시키기 위해 산란 방지(anti-scatter)용 그리드(grid)가 이용된다. 대한민국 공개 특허 10-2011-0063659호나 10-2011-0089134호는 맘모그래피(MAMMOGRAPHY)에 그리드가 적용된 기술을 제시하고 있다. 여기서 맘모그래피는 유방암과 병변 및 미세석회화 검출을 위해 사용되는 X선 촬영장치 이다.
위 공개 특허 문헌에서와 같이, 그리드는 촬영대상(예를 들면 '유방')과 검출기 사이에 위치한다. 그리고 그 기능을 적절히 수행하도록 그리드는 왕복 이동된다. 본 발명은 그리드의 왕복 이동 기술과 관계한다.
도1의 개략적인 평면도를 참조하여 그리드(141)의 왕복 이동에 관한 종래 기술을 설명한다.
그리드(141)의 왕복 이동을 위해서는 이동장치(143)가 필요하다.
이동장치(143)는 한 쌍의 결합부재(143a, 143b), 안내축(143c), 이동원(143d), 한 쌍의 압축스프링(143f-1, 143f-2) 및 한 쌍의 지지부재(143g, 143h)을 포함한다.
결합부재(143a, 143b)에는 그리드(141)의 이동 방향(좌우 방향, 화살표 참조)으로 긴 안내 구멍(GH1, GH2)이 형성되어 있다. 결합부재(143a, 143b)의 전단은 그리드(141)에 결합된다. 그리고 일 측 결합부재(143a)의 후단에는 결합홈(JS)이 형성되어 있다.
안내축(143c)은 좌우 방향으로 긴 한 쌍의 안내봉(143c-1, 143c-2)을 가진다.
안내봉(143c-1, 143c-2)은 결합부재(143a, 143b)의 안내 구멍(GH1, GH2)에 삽입되어 있다. 이로 인해 결합부재(143a, 143b)의 좌우 이동이 안내봉(143c-1, 143c-2)에 의해 안내된다.
이동원(143d)은 모터(143d-1)와 전달부재(143d-2)를 포함한다.
모터(143d-1)는 결합부재(143a, 143b)의 이동력을 발생시킨다. 도1에서 이동력은 좌측 방향으로 가해진다.
전달부재(143d-2)는 전단이 결합부재(143a)의 결합홈(JS)에 삽입되고 후단이 모터(143d-1) 측에 연결된다. 따라서 전달부재(143d-2)는 모터(143d-1)에서 발생된 이동력을 결합부재(143a)로 전달한다.
압축스프링(143f-1, 143f-2)은 안내봉(143c-1, 143c-2)이 삽입되는 형태로 설치된다. 이러한 압축스프링(143f-1, 143f-2)은 결합부재(143a)에 우측 방향으로 탄성력을 가한다.
지지 프레임(143g, 143h)은 그리드(141)의 저면을 지지한다.
위와 같은 구성에서 이루어지는 그리드(141)의 왕복 이동에 대해 살펴본다.
모터(143d-1)에 의해 발생된 이동력은, 전달부재(143d-2)를 통해 결합부재(143a)로 전달된다. 따라서 결합부재(143a, 143b)와 그리드(141)는 좌측 방향으로 이동한다. 그리고 압축스프링(143f-1, 143f-2)은 압축된다. 차후 모터(143d-1)로부터의 이동력이 소멸되면, 압축스프링(143f-1, 143f-2)의 탄성 복원력에 의해 결합부재(143a, 143b)와 그리드(141)가 우측 방향으로 이동한다.
한편 적절한 영상 품질을 얻기 위해서, 그리드(141)의 이동은 등속(等速)에 가깝게 이루어지는 것이 바람직하다.
그런데, 상기한 종래 기술은 그리드(141)의 등속 이동을 저해하는 다음과 같은 요인을 가진다.
첫째, 설치의 한계로 인하여 압축스프링(143f-1, 143f-2)은 길이가 짧다. 이로 인해 초기 복원력(압축스프링이 최대로 압축된 시점의 복원력)과 후기 복원력(그리드가 원 위치로 되돌아오기 직전 시점) 간의 편차가 크다.
둘째, 전달부재(143d-2)의 전단이 결합부재(143a)의 결합홈(JS)에 유격 있게 삽입된다. 이로 인해 모터(143d-1)의 이동력 발생 초기에 순간적으로 전달부재(143d-2)와 결합부재(143a) 간의 백래시(back lash)로 인한 진동과 소음 등을 유발한다.
따라서 이동 구간(약 12mm 정도) 내에서 그리드(141)가 등속으로 이동할 수 없다. 그리고 전달부재(143d-2)가 결합부재(143a)를 타격할 때 진동과 소음이 발생한다.
또한, 맘모그래피에서는 유방의 촬영 각도에 따라 그리드(141)가 일정 각도 경사지게 세워질 수 있다. 이러한 경우 지지 프레임(143g, 143h)이 그리드(141)를 안정되게 지지할 수 없다.
본 발명의 제1 목적은 그리드의 이동이 등속에 가깝게 이루어질 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 지지 프레임이 항상 그리드를 안정되게 지지하는 기술을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 X선 촬영장치는, 촬영대상에 X선을 조사하는 제너레이터; 및 촬영대상을 투과한 X선을 검출하는 검출모듈; 을 포함하며, 상기 검출모듈은, 제1 및 제2 위치를 왕복 이동하는 그리드; 상기 그리드를 투과한 X선을 검출하는 검출기; 및 상기 그리드를 왕복 이동시키는 이동장치; 를 포함하고, 상기 이동장치는, 상기 그리드를 상기 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키기 위한 이동력을 제공하는 이동원; 및 상기 그리드를 상기 제2 위치로부터 제1 위치로 이동시키기 위한 인장력을 발휘하는 인장스프링; 을 포함한다.
상기 이동장치는, 상기 이동원의 이동력을 상기 그리드에 전달하도록 상기 이동원과 상기 그리드를 연결하는 결합부재; 상기 결합부재의 왕복 이동을 안내하는 안내부분을 가지는 안내축; 을 더 포함하고, 상기 인장스프링은 일 측이 상기 결합부재에 고정되고 타 측이 상기 안내축에 고정된다.
상기 결합부재에는 결합홈이 형성되고, 상기 이동장치는, 상기 결합부재의 이동력을 발생시키는 모터; 상기 결합홈에 일부분이 삽입되어서 상기 모터의 이동력을 상기 결합부재에 전달하는 전달부재; 및 상기 결합홈에 삽입된 상기 전달부재의 일부분을 가압하는 가압부재; 를 더 포함한다.
상기 이동장치는, 상기 그리드를 지지하도록 상기 그리드의 일 부분이 삽입되는 삽입홈이 구비된 적어도 하나의 지지 프레임을 더 포함한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 그리드의 이동이 등속에 가깝기 때문에 영상 품질이 향상된다.
둘째, 지지 프레임이 항상 그리드를 안정되게 지지하기 때문에 제품의 신뢰성이 향상된다.
셋째, 전달부재와 결합부재 간의 타격음이 제거된다.
도1은 종래 기술에 따른 X선 촬영장치의 주요 부위에 대한 개략적인 평면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 맘모그래피에 대한 사시도이다.
도3은 도2의 맘모그래피의 주요 부위에 대한 개략적인 사시도이다.
도4는 도2의 맘모그래피의 주요 부위에 대한 개략적인 평면도이다.
도5는 도2의 맘모그래피에 적용된 지지 프레임의 정면도이다.
도6은 종래 기술과 본 발명을 비교한 실험 데이터에 대한 그래프이다.
도7은 도2의 맘모그래피에 적용된 지지 프레임의 정면도이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 맘모그래피에 대한 사시도이다.
도3은 도2의 맘모그래피의 주요 부위에 대한 개략적인 사시도이다.
도4는 도2의 맘모그래피의 주요 부위에 대한 개략적인 평면도이다.
도5는 도2의 맘모그래피에 적용된 지지 프레임의 정면도이다.
도6은 종래 기술과 본 발명을 비교한 실험 데이터에 대한 그래프이다.
도7은 도2의 맘모그래피에 적용된 지지 프레임의 정면도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
참고로, 설명의 간결함을 위해 중복되거나 본 발명의 특징과 관련이 없는 부분에 대한 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 맘모그래피(200)에 대한 사시도이다.
맘모그래피(200)는 컬럼(210), C 암(220), 제너레이터(230), 검출모듈(240) 및 압박부재(250)를 포함한다.
컬럼(210)은 C 암(220)을 지지한다.
C 암(220)에는 제너레이터(230), 검출모듈(240) 및 압박부재(250)가 설치된다. C 암(220)은 컬럼(210)에 지지된 상태에서 회전(도2의 A화살표 참조)하거나 승강(도2의 B화살표 참조)한다.
제너레이터(230)는 검출모듈(240)을 향해 X선을 조사한다.
검출모듈(240)은 촬영대상인 유방을 투과한 X선을 검출한다. 도3은 검출모듈(240)에 대한 개략적인 사시도이고, 도4는 검출모듈(240)에 대한 개략적인 평면도이다.
검출모듈(240)은 그리드(241), 검출기(242), 이동장치(243) 및 케이스(244)를 포함한다. 참고로 도3과 도4는 케이스(244)의 뚜껑이 제거된 상태이다.
그리드(241)는 산란 방사선을 감쇠시킨다.
검출기(242)는 그리드(241)를 투과한 X선을 검출한다.
이동장치(243)는 그리드(241)를 왕복 이동시킨다. 이를 위해 이동장치(243)는 제1 결합부재(243a), 제2 결합부재(243b), 안내축(243c), 이동원(243d), 볼 플런저(243e), 인장스프링(243f) 및 한 쌍의 지지 프레임(243g, 243h)을 포함한다.
제1 결합부재(243a)는 도4의 (a)와 (b)에서 참조되는 바와 같이 제1 위치(P1)와 제2 위치(P2) 간을 왕복 이동한다. 제1 결합부재(243a)에는 그리드(241)의 이동 방향으로 긴 제1 안내 구멍(GH1)이 형성되어 있다. 제1 결합부재(243a)의 전단은 그리드(241)에 결합된다. 그리고 제1 결합부재(243a)의 후단에는 결합홈(JS)과 설치구멍(IH)이 형성되어 있다. 여기서 설치구멍(IH)은 결합홈(JS)의 측 방향에 형성된다.
제2 결합부재(243b)는 도4의 (a)와 (b)에서 참조되는 바와 같이 제3 위치(P3)와 제4 위치(P4) 간을 왕복 이동한다. 물론 제3 위치(P3)와 제4 위치(P4) 간의 거리는 제1 위치(P1)와 제2 위치(P2) 간의 거리와 같다. 제2 결합부재(243b)에는 그리드(241)의 이동 방향으로 긴 제2 안내 구멍(GH2)이 형성되어 있다. 그리고 제2 결합부재(243b)의 전단은 그리드(241)에 결합된다.
안내축(243c)은 좌우 방향으로 긴 한 쌍의 안내봉(243c-1, 243c-2)을 가진다. 그리고 안내축(243c)의 좌우 양단은 케이스(244)에 고정된다.
제1 안내봉(243c-1)은 제1 결합부재(243a)의 제1 안내 구멍(GH1)에 삽입되고, 제2 안내봉(243c-2)은 제2 결합부재(243b)의 제2 안내 구멍(GH2)에 삽입되어 있다. 이로 인해 한 쌍의 안내봉(243c-1, 243c-2)은 결합부재(243a, 243b)들의 좌우 왕복 이동을 안내하는 안내부분으로서 작용한다.
이동원(243d)은 제1 결합부재(243a)에 제2 위치(P2) 방향으로 이동력을 제공한다. 이를 위해 이동원(243d)은 모터(243d-1)와 전달부재(243d-2)를 포함한다.
모터(243d-1)는 제1 결합부재(243a)를 제2 위치(P2) 방향으로 미는 이동력을 발생시킨다. 여기서 모터(243d-1)는 리니어 모터이거나 회전 모터일 수 있다. 회전모터인 경우에는 회전력을 직선 이동력으로 전환하는 구조가 필요하다. 또한 모터(243d-1)가 제1 결합부재(243a)를 제2 위치(P2) 방향으로만 밀도록 하기 위해, 모터(243d-1)의 전력을 단속하거나 캠을 이용할 수 있다.
전달부재(243d-2)는 전단이 제1 결합부재(243a)의 결합홈(JS)에 삽입되고 후단이 모터(243d-1) 측에 연결된다. 따라서 전달부재(243d-2)는 모터(243d-1)에서 발생된 이동력을 제1 결합부재(243a)에 전달한다.
볼 플런저(243e)는 제1 결합부재(243a)의 설치구멍(IH)에 삽입되는 형태로 설치된다. 이러한 볼 플런저(243e)는 결합홈(JS)에 삽입된 전달부재(243d-2)의 전단을 일 측 방향(도면에서는 좌측 방향)으로 탄성 가압하는 탄성 가압부재로서 작용한다. 따라서 전달부재(243d-2)의 전단이 결합홈(JS)을 이루는 일 측 벽면에 유격 없이 밀착된다.
인장스프링(243f)은 제1 결합부재(243a)에 제1 위치(P1) 방향으로 인장력을 가한다. 인장스프링(243f)의 일 측은 제1 결합부재(243a)에 고정되고 타 측은 안내축(243c)에 고정된다. 물론, 인장스프링의 일 측을 제2 결합부재에 고정하고 타 측을 고정체(안내축 또는 케이스 등)에 고정하는 변형도 가능하다.
한 쌍의 지지 프레임(243g, 243h)은 그리드(241)의 좌우 양 측 부분을 지지한다. 이를 위해 지지 프레임(243g, 243h)은 도5의 정면도에서와 같이 그리드(241)의 측면 부분이 삽입되는 삽입홈(IS1, IS2)을 가진다. 즉, 지지 프레임(243g, 243h) 각각의 정면은 그리드(241)를 향하여 개구된 디귿자(ㄷ) 구조이다. 이러한 구조로 인하여 그리드(241)의 저면과 상면 모두 지지 프레임(243g, 243h)에 지지된다. 물론 지지 프레임(243g, 243h)은 케이스(244)와 일체로 형성될 수 있다.
케이스(244)는 그리드(241), 검출기(242) 및 지지 프레임(243g, 243h) 등을 수용한다.
압박부재(250)는 검출모듈(240)에 놓인 유방을 압박한다. 압박부재(250)는 제너레이터(230)와 검출모듈(240) 사이에 위치한다. 그리고 유방의 압박과 압박 해제를 위해, 압박부재(250)는 제너레이터(230)와 검출모듈(240) 사이를 직선 이동(도2의 화살표 C 참조)한다.
계속하여 위와 같은 구성을 가지는 맘모그래피(200)의 작동에 대해 설명한다.
촬영을 위해 검출모듈(240)에 놓인 환자의 유방을 압박부재(250)로 압박한다.
이어서 제너레이터(230) 및 검출모듈(240)이 동작한다. 이 시점에서 산란 방사선을 제거하기 위해 이동장치(243)가 작동하여 그리드(241)를 왕복 이동시킨다. 먼저, 도4의 (a) 상태에서는 이동원(243d)에 의한 이동력이 제1 결합부재(243a)에 가해진다. 이에 따라 제1 결합부재(243a), 제2 결합부재(243b) 및 그리드(241)는 제2 위치(P2) 방향으로 이동하여 도4의 (b) 상태로 된다. 그리고 도4의 (b) 상태에서는 이동원(243d)에 의한 이동력이 소멸된다. 따라서 인장스프링(243f)의 인장력에 의해 제1 결합부재(243a), 제2 결합부재(243b) 및 그리드(241)는 제1 위치(P1) 방향으로 이동하여 도4의 (a) 상태로 된다.
도6은 종래 기술과 본 발명을 비교한 실험 데이터에 대한 그래프이다.
도6을 참조하면, 압축스프링(143f-1, 143f-2, 도1 참조)을 사용한 경우보다 인장스프링(243f)을 사용한 경우에 그리드(141, 241)의 이동 거리에 따른 탄성 복원력의 편차가 작아짐을 알 수 있다. 따라서 인장스프링(243f)을 사용한 경우, 그리드(241)는 등속에 더 가까운 이동을 한다.
한편, 촬영 각도를 변경하기 위해 C 암(220)이 회전하면 그리드(241)는 도7의 상태가 된다. 도7에서와 같이 그리드(241)가 세워진 상태에서도, 그리드(241)는 지지 프레임(243g, 243h)에 안정적으로 지지된다.
이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 대한 것이다. 따라서 본 발명은 예시한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 한다.
200 : 맘모그래피
230 : 제너레이터
240 : 검출모듈
241 : 그리드
242 : 검출기
243 : 이동장치
243a : 제1 결합부재 243b : 제2 결합부재
243c : 안내축
243c-1, 243c-2 : 안내봉
JS : 결합홈
243d : 이동원
243d-1 : 모터 243d-2 : 전달부재
243e : 볼 플런저
243f : 인장스프링
243g, 243h : 지지 프레임
IS1, IS2 : 삽입홈
230 : 제너레이터
240 : 검출모듈
241 : 그리드
242 : 검출기
243 : 이동장치
243a : 제1 결합부재 243b : 제2 결합부재
243c : 안내축
243c-1, 243c-2 : 안내봉
JS : 결합홈
243d : 이동원
243d-1 : 모터 243d-2 : 전달부재
243e : 볼 플런저
243f : 인장스프링
243g, 243h : 지지 프레임
IS1, IS2 : 삽입홈
Claims (4)
- 촬영대상에 X선을 조사하는 제너레이터; 및
촬영대상을 투과한 X선을 검출하는 검출모듈; 을 포함하며,
상기 검출모듈은,
제1 및 제2 위치를 왕복 이동하는 그리드;
상기 그리드를 투과한 X선을 검출하는 검출기; 및
상기 그리드를 왕복 이동시키는 이동장치; 를 포함하고,
상기 이동장치는,
상기 그리드를 상기 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시키기 위한 이동력을 제공하는 이동원; 및
상기 그리드를 상기 제2 위치로부터 제1 위치로 이동시키기 위한 인장력을 발휘하는 인장스프링; 을 포함하는 것을 특징으로 하는
X선 촬영장치. - 제1항에 있어서,
상기 이동장치는,
상기 이동원의 이동력을 상기 그리드에 전달하도록 상기 이동원과 상기 그리드를 연결하는 결합부재;
상기 결합부재의 왕복 이동을 안내하는 안내부분을 가지는 안내축; 을 더 포함하고,
상기 인장스프링은 일 측이 상기 결합부재에 고정되고 타 측이 상기 안내축에 고정되는 것을 특징으로 하는
X선 촬영장치. - 제2항에 있어서,
상기 결합부재에는 결합홈이 형성되고,
상기 이동장치는,
상기 결합부재의 이동력을 발생시키는 모터;
상기 결합홈에 일부분이 삽입되어서 상기 모터의 이동력을 상기 결합부재에 전달하는 전달부재; 및
상기 결합홈에 삽입된 상기 전달부재의 일부분을 가압하는 가압부재; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
X선 촬영장치. - 제1항에 있어서,
상기 이동장치는,
상기 그리드를 지지하도록 상기 그리드의 일 부분이 삽입되는 삽입홈이 구비된 적어도 하나의 지지 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
X선 촬영장치.
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2012
- 2012-12-27 KR KR1020120155160A patent/KR102043799B1/ko active IP Right Grant
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- 2013-12-26 JP JP2015550314A patent/JP6085747B2/ja active Active
- 2013-12-26 US US14/758,188 patent/US9629592B2/en active Active
- 2013-12-26 CN CN201380073283.6A patent/CN105007822B/zh active Active
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- 2013-12-26 EP EP13869712.3A patent/EP2939597B1/en active Active
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