KR20140108989A

KR20140108989A - 이동형 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20140108989A
Application number: KR1020130023018A
Authority: KR
Inventors: 강동구; 성영훈; 정명진
Original assignee: 삼성전자주식회사; 사회복지법인 삼성생명공익재단
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2014-09-15
Also published as: KR102121721B1; CN104027122A; EP2774541A1; US20140247918A1; US9861328B2; EP2774541B1; JP2014168690A

Abstract

개시된 발명의 일 측면은, 임의의 공간 상에 위치하는 엑스선 소스와 휴대용 엑스선 검출기 사이의 상대적인 위치 정보를 파악하고, 파악된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 소스의 위치를 자동으로 제어하거나, 상대적인 위치 정보를 사용자에게 제공함으로써 엑스선 소스와 휴대용 엑스선 검출기의 위치 정렬의 정확도를 향상시킬 수 있는 이동형 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공한다. 또한, 파악된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 촬영에 적용되는 영상 파라미터를 결정함으로써 엑스선 노출량을 효과적으로 제어하고, 우수한 영상 화질을 얻을 수 있는 이동형 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법을 제공한다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치는, 이동 가능한 본체; 기울기 각도와 회전 각도가 조절되는 암(arm)을 통해 상기 본체에 장착되는 엑스선 소스; 상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기; 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부; 및 상기 획득된 상대적인 위치 정보에 기초하여 상기 엑스선 소스가 3차원 공간 상의 임의의 위치로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 위치로 이동하도록 제어하는 위치 제어부를 포함한다.

Description

이동형 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법{MOBILE X-RAY IMAGING APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 대상체에 엑스선을 투과시켜 엑스선 영상을 생성하는 이동형 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

엑스선 영상 장치는 대상체에 엑스선을 조사하고 대상체를 투과한 엑스선을 검출하여 대상체의 내부 구조를 영상화 할 수 있는 비침습적인 진단 장치이다.

일반적인 엑스선 영상 장치는 엑스선 소스와 엑스선 검출기가 일정 공간에 고정되어 있어 엑스선 촬영을 하기 위해 환자가 엑스선 영상 장치가 위치하는 검사실로 이동하고, 장치에 맞게 몸을 움직여야 한다.

그러나, 이동이 불편한 환자의 경우는 일반적인 엑스선 영상 장치로 촬영을 하는데 어려움이 있기 때문에 장소에 구애받지 않고 엑스선 촬영을 할 수 있는 이동형 엑스선 영상 장치(mobile x-ray imaging apparatus)가 개발되었다.

이동형 엑스선 영상 장치는 이동 가능한 본체에 엑스선 소스가 장착되고, 휴대용 엑스선 검출기(portable x-ray detector)를 사용하기 때문에 이동이 불편한 환자를 직접 찾아가 엑스선 촬영을 수행할 수 있다.

그러나, 이동형 엑스선 장치는 엑스선 소스와 엑스선 검출기가 모두 3차원의 임의의 공간 상에서 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 상호 위치를 파악하거나, 상호 위치를 정렬하는데 어려움이 따른다.

개시된 발명의 일 측면은, 임의의 공간 상에 위치하는 엑스선 소스와 휴대용 엑스선 검출기 사이의 상대적인 위치 정보를 파악하고, 파악된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 소스의 위치를 자동으로 제어하거나, 상대적인 위치 정보를 사용자에게 제공함으로써 엑스선 소스와 휴대용 엑스선 검출기의 위치 정렬의 정확도를 향상시킬 수 있는 이동형 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.

또한, 파악된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 촬영에 적용되는 영상 파라미터를 결정함으로써 엑스선 노출량을 효과적으로 제어하고, 우수한 영상 화질을 얻을 수 있는 이동형 엑스선 영상 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

개시된 발명의 일 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치는, 이동 가능한 본체; 기울기 각도와 회전 각도가 조절되는 암(arm)을 통해 상기 본체에 장착되는 엑스선 소스; 상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기; 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부; 및 상기 획득된 상대적인 위치 정보에 기초하여 상기 엑스선 소스가 3차원 공간 상의 임의의 위치로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 위치로 이동하도록 제어하는 위치 제어부를 포함한다.

개시된 발명의 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치는, 이동 가능한 본체에 장착되어 3차원의 임의의 공간에서 움직일 수 있는 엑스선 소스; 상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기; 상기 엑스선 소스의 움직임을 반영하여 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부; 및 상기 획득된 상대적인 위치 정보를 사용자에게 제공하는 위치 정보 제공부를 포함한다.

개시된 발명의 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치는, 이동 가능한 본체에 장착되어 3차원의 임의의 공간에서 움직일 수 있는 엑스선 소스; 상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기; 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기가 엑스선 촬영을 위한 위치에 놓여지면, 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부; 및 상기 획득된 상대적인 위치 정보에 기초하여 상기 엑스선 촬영에 적용되는 영상 파라미터를 결정하는 파라미터 결정부를 포함한다.

개시된 발명의 일 실시예에 따른 기울기 각도와 회전 각도가 조절되는 암(arm)을 통해 이동 가능한 본체에 장착되는 엑스선 소스 및 상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법은, 상기 휴대용 엑스선 검출기의 위치를 감지하고; 상기 감지 결과로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하고; 상기 획득된 상대적인 위치 정보에 기초하여 상기 엑스선 소스가 3차원 공간 상의 임의의 위치로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 위치로 이동하도록 제어하는 것을 포함한다.

개시된 발명의 다른 실시예에 따른 이동 가능한 본체에 장착되어 3차원의 임의의 공간에서 움직일 수 있는 엑스선 소스 및 상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 휴대용 엑스선 검출기의 위치를 감지하고; 상기 감지 결과로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 실시간으로 획득하고; 상기 실시간으로 획득된 상대적인 위치 정보를 사용자에게 제공하는 것을 포함한다.

개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 가능한 본체에 장착되어 3차원의 임의의 공간에서 움직일 수 있는 엑스선 소스 및 상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법은, 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기가 엑스선 촬영을 위한 위치에 놓여지면, 상기 휴대용 엑스선 검출기의 위치를 감지하고; 상기 감지 결과로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하고; 상기 획득된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 촬영에 적용되는 영상 파라미터를 결정하는 것을 포함한다.

개시된 발명의 일 측면에 의하면, 임의의 공간 상에 위치하는 엑스선 소스와 휴대용 엑스선 검출기 사이의 상대적인 위치 정보를 파악하고, 파악된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 소스의 위치를 자동으로 제어하거나, 상대적인 위치 정보를 사용자에게 제공함으로써 엑스선 소스와 휴대용 엑스선 검출기의 위치 정렬의 정확도를 향상시킬 수 있다.

또한, 파악된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 촬영에 적용되는 영상 파라미터를 결정함으로써 엑스선 노출량을 효과적으로 제어하고, 우수한 영상 화질을 얻을 수 있다.

도 1a에는 일반적인 엑스선 영상 장치의 일 예시에 대한 외관도가 도시되어 있다.
도 1b에는 이동형 엑스선 영상 장치의 일 예시에 대한 외관도가 도시되어 있다.
도 2에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 3에는 개시된 발명의 일 실시예에 관한 이동형 엑스선 영상 장치의 위치 정보 획득부의 구성이 구체화된 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 4에는 개시된 발명의 일 실시예에 관한 이동형 엑스선 영상 장치에 있어서, 엑스선 소스의 위치를 별도로 감지하는 경우에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 5 내지 도 9에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 외관도가 도시되어 있다.
도 10에는 엑스선 소스와 엑스선 검출기 사이의 각도 정보를 획득하는 다른 예시에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 11에는 엑스선 소스와 엑스선 검출기의 목표 상대적 위치를 설정할 수 있는 이동형 엑스선 영상 장치에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 12에는 엑스선 소스의 틸트 각도 제어를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 13에는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 14에는 엑스선 소스와 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 가공하여 시각적으로 제공하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 15 및 도 16에는 엑스선 소스의 이동량에 관한 정보를 함께 제공하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 17a 및 도 17b에는 영상 생성부가 생성하는 위치 정보 영상의 예시 화면이 도시되어 있다.
도 18에는 위치 정보 영상을 출력하는 영상 출력부를 나타낸 외관도가 도시되어 있다.
도 19에는 개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 20에는 엑스선 소스에 포함되어 엑스선을 발생시키는 엑스선 튜브의 구성을 나타내는 도면이 도시되어 있다.
도 21에는 엑스선의 조사야를 조절하는 콜리메이터의 구조가 도시되어 있다.
도 22에는 산란 엑스선을 조절하는 그리드의 구조가 도시되어 있다.
도 23에는 영상 파라미터를 자동으로 제어하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 24에는 엑스선 소스의 위치가 설정되는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 25에는 엑스선 소스의 위치가 설정되는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 26에는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 27에는 엑스선 소스의 목표 위치에 대한 정보를 제공하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 28에는 엑스선 소스의 움직임이 피드백되는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 29에는 개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.
도 30에는 영상 파라미터를 자동으로 제어하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 이동형 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법의 일 측면에 관한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 1a에는 일반적인 엑스선 영상 장치의 일 예시에 대한 외관도가 도시되어 있고, 도 1b에는 이동형 엑스선 영상 장치의 일 예시에 대한 외관도가 도시되어 있다.

일반적인 엑스선 영상 장치는 엑스선 소스(11)와 엑스선 검출기(13)가 일정 공간 상에 고정되어 있다. 일 예로서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 엑스선 소스(11)는 검사실의 천정에 장착된 암(12)에 연결되고, 엑스선 검출기(13)는 검사실의 바닥에 고정된 하우징(15)에 연결된다. 엑스선 소스(11)에 연결된 암(12)이 연장 가능하게 구현되어 엑스선 소스(11)는 지면에 대한 수직 방향으로 이동 가능하고, 엑스선 검출기(13) 역시 하우징(15)을 따라 수직 방향으로 이동 가능하다. 즉, 일반적인 엑스선 영상 장치(10)는 엑스선 소스(11)와 엑스선 검출기(13)가 미리 정해진 일정 공간 내에서 미리 정해진 방향으로만 이동하게 된다.

그러나, 도 1b에 도시된 바와 같이, 이동형 엑스선 영상 장치(30)는 엑스선 소스(31)와 엑스선 검출기(34)가 모두 3차원의 임의의 공간 상에서 자유롭게 이동 가능하다. 구체적으로, 엑스선 소스(31)는 이동 가능한 본체(33)에 지지 암(32)을 통해 장착되고, 지지 암(32)은 회전이 가능하고 기울기가 바뀔 수 있어 엑스선 소스(31)가 자유롭게 움직일 수 있다. 또한, 이동형 엑스선 영상 장치(30)에는 휴대용 엑스선 검출기(34)가 사용되므로, 엑스선 검출기(34) 역시 3차원 공간 상의 임의의 위치에 놓일 수 있다.

따라서, 사용자가 이동형 엑스선 영상 장치(30)에서 엑스선 소스(31)와 엑스선 검출기(34)의 상대적인 위치를 파악하고, 제어하는 데에는 어려움이 따른다.

도 2에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 소스(110), 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출기(120), 엑스선 검출기(120)에 대한 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부(130), 획득된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 소스(110)가 3차원 공간 상의 임의의 위치로부터 엑스선 검출기(120)에 대응되는 위치로 이동하도록 제어하는 위치 제어부(140) 및 위치 제어부(140)의 제어 신호에 따라 엑스선 소스(110)를 이동시키는 구동부(150)를 포함한다.

이동형 엑스선 영상 장치(100)는 2차원 영상을 생성하는 투영 방사선 촬영(projection radiography)을 수행하거나, 3차원 영상 또는 입체 영상을 생성하는 토모신세시스(tomosynthesis) 또는 스테레오 방사선 촬영(stereo radiography)을 수행할 수 있다.

개시된 발명의 일 실시예에 있어서의 엑스선 검출기(120)는 휴대용 엑스선 검출기(portable x-ray detector)로 구현되는 것으로 한다. 휴대용 엑스선 검출기는 무선 엑스선 검출기(wireless x-ray detector)라고도 하나, 데이터 전송 방식과 전원 공급 방식에 따라 데이터 케이블이나 전원 케이블이 연결될 수도 있다.

이동형 엑스선 영상 장치(100)는 대상체의 움직임을 최소화하는 것을 지향하는바, 상기 도 1b에도 도시된 바와 같이, 엑스선 검출기(120)를 대상체의 촬영 부위와 대응되는 위치에 고정하고 엑스선 소스(110)의 위치를 엑스선 검출기(120)의 위치에 맞춘다.

따라서, 위치 정보 획득부(130)는 엑스선 검출기(120)의 위치를 감지하여, 엑스선 검출기(120)에 대한 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보를 획득하고, 상대적인 위치 정보를 이용하여 엑스선 소스(110)의 위치를 엑스선 검출기(120)의 위치에 맞춘다. 이를 위해, 엑스선 검출기(120)에는 태그(123)가 장착되어 엑스선 검출기(120)의 위치가 감지될 수 있도록 한다. 태그(123)에 관한 자세한 내용은 후술하도록 한다.

도 3에는 개시된 발명의 일 실시예에 관한 이동형 엑스선 영상 장치의 위치 정보 획득부의 구성이 구체화된 제어 블록도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 위치 정보 획득부(130)는 엑스선 검출기(120)의 위치를 감지하는 감지부(131)와 감지부(131)의 출력 신호에 기초하여 엑스선 검출기(120)에 대한 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보를 연산하는 위치 정보 연산부(132)를 포함한다. 엑스선 검출기(120)에는 태그(123)가 장착되는바, 감지부(131)가 엑스선 검출기(120)의 위치를 감지하는 것은 엑스선 검출기(120)에 장착된 태그(123)를 감지하는 것을 포함한다.

감지부(131)와 위치 정보 연산부(132)는 하나의 물리적인 모듈로 구현되는 것도 가능하고, 별도의 물리적인 모듈로서 감지부(131)는 엑스선 검출기(120)를 감지할 수 있는 위치에 위치하고, 위치 정보 연산부(132)는 이동형 엑스선 영상 장치(100)를 제어하는 제어부에 포함되는 것도 가능하다.

일 예로서, 감지부(131)는 엑스선 소스(110)에 장착될 수 있는바, 감지부(131)가 엑스선 소스(110)에 장착되면 엑스선 소스(110)의 위치를 별도로 감지할 필요 없이 엑스선 검출기(120)의 위치 감지 결과 만으로 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)의 상대적인 위치 정보를 획득할 수 있다.

그러나, 개시된 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 엑스선 소스(110)에도 태그가 장착되어 엑스선 소스(110)나 엑스선 검출기(120)가 아닌 제3의 위치에 위치하는 감지부(131)가 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)의 위치를 각각 감지하는 것도 가능하다. 또는, 감지부(131)가 엑스선 검출기(120)에 장착되고, 태그(123)가 엑스선 소스(110)에 장착되는 것도 가능하며, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)에 감지부(131)가 각각 장착되어 제3의 위치에 존재하는 태그(123)를 감지하는 것도 가능하다. 각 경우에 대한 구체적인 실시예는 아래 외관도를 참조하여 설명하도록 한다.

한편, 태그(123)나 감지부(131)가 위치할 수 있는 제3의 위치는 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)를 포함하는 일정 공간 상의 임의의 위치일 수 있고, 일 예로, 본체일 수 있다. 제3의 위치에 특별한 제한은 없으며, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)에 장착된 태그(123)를 감지하거나, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)에 장착된 감지부(131)에 의해 감지될 수 있는 위치이면 된다.

도 4에는 개시된 발명의 일 실시예에 관한 이동형 엑스선 영상 장치에 있어서, 엑스선 소스의 위치를 별도로 감지하는 경우에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)의 위치가 각각 감지되는 경우에는, 엑스선 소스(110)의 위치가 감지될 수 있도록 하는 제1태그(113)가 엑스선 소스(110)에 장착되고, 엑스선 검출기(120)의 위치가 감지될 수 있도록 하는 제2태그(123)가 엑스선 검출기(120)에 장착될 수 있다.

위치 정보 획득부(130)의 감지부(131)는 제1태그(113)를 감지하여 엑스선 소스(110)의 위치를 감지하고, 제2태그(123)를 감지하여 엑스선 검출기(120)의 위치를 감지한다.

감지부(131)는 이동형 엑스선 영상 장치(100)의 본체에 장착될 수도 있고, 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110)를 포함하는 일정 공간 상의 임의의 위치에 놓여질 수도 있는바, 전술한 바와 같이 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110)의 위치를 감지할 수 있는 위치이면 감지부(131)의 위치에 제한은 없다

위치 정보 연산부(132)는 감지부(131)의 출력값에 기초하여 엑스선 검출기(120)에 대한 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보를 연산하고, 위치 제어부(140)는 연산된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 소스(110)가 엑스선 검출기(120)에 대응되는 위치로 이동하도록 제어한다.

개시된 발명의 일 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(100)는 상기 도 3의 경우와 상기 도 4의 경우를 모두 포함하나, 이하 상술할 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 상기 도 3에 따라 감지부(131)가 엑스선 소스(110)에 장착되는 것으로 하여 설명하도록 한다.

도 5 내지 도 9에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 외관도가 도시되어 있다.

이하 도 5 내지 도 9와 함께 상기 도 3의 제어 블록도를 참조하여, 이동형 엑스선 영상 장치(100)가 엑스선 검출기(120)에 대한 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보를 획득하는 동작을 구체적으로 설명하도록 한다.

도 5를 참조하면, 이동형 엑스선 영상 장치(100)의 이동 가능한 본체(101)에는 지지 암(103)이 장착되고, 지지 암(103)의 단부에는 소스 연결부(103e)가 형성되어 엑스선 소스(110)가 장착된다. 지지 암(103)은 장착부(103d)를 중심으로 지면과 평행한 방향으로 회전 가능하다.

지지 암(103)은 엑스선 소스(110)가 장착되는 제1지지 암(103a)과 본체(101)에 장착되는 제2지지 암(103b)을 포함한다. 제1지지 암(103a)과 제2지지 암(103b)은 암 연결부(103c)에서 만나며, 각각 암 연결부(103c)와 장착부(103d)를 기준으로 기울기 각도가 조절될 수 있다. 따라서, 엑스선 소스(110)는 3차원의 임의의 공간에서 자유롭게 움직일 수 있다.

한편, 도 5는 이동형 엑스선 영상 장치(100)의 외관의 일 예시에 불과하며, 지지 암(103)이 일체형으로 구현되는 것도 가능하고, 제1지지 암(103a), 제2지지 암(103b)과 같이 지지 암(103)을 구성하는 서브 지지 암이 더 추가되는 것도 가능하다.

도면에 도시되지는 않았으나, 엑스선 촬영이 수행되어, 엑스선 검출기(120)가 엑스선을 검출하여 전기적인 신호로 변환하면, 이동형 엑스선 영상 장치(100)에 구비된 제어부가 영상 처리를 수행하여 대상체에 대한 엑스선 영상을 생성한다. 엑스선 영상은 본체(101)에 구비된 디스플레이부(105)를 통해 표시될 수 있고, 사용자는 입력부(107)를 통해 이동형 엑스선 영상 장치(100)의 전반적인 동작에 관한 제어 명령을 입력할 수 있다.

상기 도 3에서 엑스선 검출기(120)에 태그(123)가 장착될 수 있다고 하였는바, 일 예로서, 태그(123)는 엑스선 검출기(120)의 네 코너(corner)에 각각 장착되는 제1태그(123a), 제2태그(123b), 제3태그(123c) 및 제4태그(123d)를 포함할 수 있다. 엑스선 검출기(120)의 외부는 하우징으로 둘러 쌓여 있고, 하우징 내부에 엑스선을 검출하는 검출 모듈이 위치한다. 각각의 태그는 엑스선 검출기(120)의 엑스선 검출에 영향을 주지 않도록 검출 모듈의 바깥 쪽 하우징에 장착될 수 있다.

한편, 엑스선 검출기(120) 하우징의 내부 또는 외부에는 산란 엑스선을 흡수하는 그리드가 구비될 수 있는바, 태그(123)는 그리드에 장착되는 것도 가능하다.

감지부(131)는 엑스선 소스(110)에 장착되어 엑스선 검출기(120)에 장착된 태그(120)를 감지한다.

엑스선 검출기(120)에 대한 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보는 둘 사이의 거리 정보와 상대적인 각도 정보를 포함한다. 참고로, 당해 실시예에서의 위치 정보는 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110) 간에 상대적인 것이므로, 엑스선 소스(110)에 대한 엑스선 검출기(120)의 상대적인 위치 정보나 엑스선 소스(110) 및 엑스선 검출기(120)의 상대적인 위치 정보도 모두 같은 의미가 될 수 있다. 여기서, 상대적인 각도는 엑스선 소스(110)에 대해 엑스선 검출기(120)가 기울어진 정도를 나타낸다.

일반적인 엑스선 영상 장치와 달리 이동형 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)가 각각 임의의 위치에서 자유롭게 움직일 수 있으므로, 둘 사이의 거리와 각도 역시 임의의 크기와 방향을 가질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 엑스선 검출기(120)의 네 코너에 각각 태그를 장착하면, 감지부(131)가 각각의 태그를 감지하고 위치 정보 연산부(132)에서 감지부(131)의 출력 신호로부터 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)의 네 코너 사이의 거리를 추정할 수 있다. 그리고, 네 개의 태그 사이의 위치 관계와 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)의 네 코너 사이의 거리를 이용하면 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120) 사이의 거리 및 상대적인 각도 정보를 연산할 수 있다.

다만, 이동형 엑스선 영상 장치(100)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니고, 태그(120)를 엑스선 검출기(120)의 두 코너 또는 세 코너에만 장착하는 것도 가능하며, 태그(120)의 위치나 개수는 위치 정보의 연산 방식에 따라 달라질 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 감지부(131)가 엑스선 검출기(120)에 장착되고, 태그(123)가 엑스선 소스(110)에 장착되는 것도 가능하다. 엑스선 검출기(120)에 감지부(131)가 장착되는 경우에도 엑스선 검출기(120)의 두 코너, 세 코너 또는 네 코너에 각각 장착될 수 있으며, 각 코너의 위치에서 엑스선 소스(110)에 장착된 태그(123)를 감지하고, 위치 정보 연산부(132)는 감지부(131)의 출력 신호로부터 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보를 연산할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110)에 각각 태그(123-1,123-2)가 장착되고, 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110)를 포함하는 일정 공간 상의 임의의 위치에 감지부(131)가 위치하여 각각의 태그(123a,123b)를 감지할 수 있다. 일 예로, 감지부(131)는 본체(101)에 장착될 수 있다. 이 경우에도, 엑스선 검출기(120)에 장착된 태그(123-2)는 엑스선 검출기(120)의 두 코너, 세 코너 또는 네 코너에 각각 장착될 수 있다. 감지부(131)가 엑스선 소스(110)에 장착된 태그(123-1)와 엑스선 검출기(120)에 장착된 태그(123-2)를 각각 감지하면, 위치 정보 연산부(132)는 감지부(131)의 출력 신호로부터 감지부(131)와 각 태그(123-1,123-2) 사이의 거리를 연산하고, 이를 이용하여 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)의 상대적인 위치 정보를 연산할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110)에 각각 감지부(131-1,131-2)가 장착되고, 각각의 감지부(131-1,131-2)가 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110)를 포함하는 일정 공간 상의 임의의 위치에 위치하는 태그(123)를 감지할 수 있다. 일 예로, 태그(123)는 본체(101)에 장착될 수 있다. 이 경우에도, 엑스선 검출기(120)에 장착된 감지부(131-2)는 엑스선 검출기(120)의 두 코너, 세 코너 또는 네 코너에 각각 장착될 수 있다. 각각의 감지부(131-1,131-2)가 태그(123)를 감지하여, 출력 신호를 위치 정보 연산부(132)에 전송하면, 위치 정보 연산부(132)는 각 감지부(131-1,131-2)의 출력 신호로부터 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보를 연산할 수 있다.

감지부(131)가 태그(123)를 통해 엑스선 검출기(120)의 위치를 감지하는 방식 즉, 감지부(131)가 태그(123)를 감지하는 방식에는 여러 가지 방식이 적용될 수 있다.

구체적으로, 태그(123)와 감지부(131)는 각각 수동형(passive) 방식 또는 능동형(active) 방식으로 구현될 수 있다. 여기서, 수동형 방식은 자신이 신호를 방출하지 않는 경우를 의미하고, 능동형 방식은 자신이 신호를 방출하는 경우를 의미하는 것으로 한다. 따라서, 태그(123)에서 신호를 발생시켜 감지부(131)가 이를 감지할 수도 있고, 태그(123)는 신호를 발생시키지 않고 감지부(131)에서 가시광선, 적외선, 초음파 등의 신호를 방출하여 태그(123)에 반사되어 돌아오는 신호를 감지할 수도 있다. 이 때, 감지부(131)에서 방출되는 신호의 종류에는 제한이 없으며, 태그(123)에 반사되어 돌아올 수 있고, 태그(123)와의 거리에 따라 그 크기나 형태가 달라지는 것이면 된다.예를 들어, 태그(123)에서 RF(Radio Frequency) 신호나 적외선 신호 등의 무선 신호를 발생시키면 감지부(131)에서 이 신호를 감지하여 위치 정보 연산부(132)로 출력한다. 태그(123)와 감지부(131) 사이의 거리에 따라 감지된 신호의 크기 또는 위상이 달라지는바, 위치 정보 연산부(132)는 감지부(131)의 출력 신호의 크기 또는 위상 변화로부터 태그(123)와 엑스선 소스(110) 사이의 거리를 추정할 수 있다.

한편, 연산되는 상대적인 위치 정보의 정확도를 향상시키기 위해 네 개 또는 세 개의 태그(123)에서의 신호 발생에 시간 간격을 두는 것도 가능하다. 또한, 하나의 태그에서 시간 간격을 두고 여러 신호를 발생시키는 것도 가능하다.

다른 예로서, 태그(123)에서 자기 신호를 발생시키면, 감지부(131)가 이 신호를 감지하여 위치 정보 연산부(132)로 출력한다. 이를 위해, 태그(123)는 자기장 발생장치(magnetic field generator) 또는 자성 물질로 구현될 수 있으며, 감지부(131)는 자기 센서(magnetic sensor)로 구현될 수 있다.

이 경우, 감지부(131)와 태그(123) 사이의 거리에 따라 감지부(131)에서의 자기장의 변화 정도가 달라지고 그 출력 신호의 크기 또는 모양이 달라질 수 있다. 따라서, 위치 정보 연산부(132)는 감지부(131)에서 출력되는 신호의 크기 또는 모양의 변화로부터 태그(123)와 엑스선 소스(110) 사이의 거리를 각각 추정할 수 있다.

또 다른 예로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 태그(123)가 소정의 광학 패턴으로 구현되고, 감지부(131)가 영상 센서로 구현되어 태그(123)를 인식하는 것도 가능하다.

그러나, 상술한 방식은 이동형 엑스선 영상 장치(100)에 적용될 수 있는 예시에 불과하고 이동형 엑스선 영상 장치(100)의 실시예는 감지부(131)가 태그(123)를 감지하는 방식에 제한을 두지 않는다. 도 10에는 엑스선 소스와 엑스선 검출기 사이의 각도 정보를 획득하는 다른 예시에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.

도 10을 참조하면, 엑스선 검출기(120)에는 엑스선 검출기(120)의 기울기를 감지하는 기울기 감지부(125)가 더 장착될 수 있다.

엑스선 검출기(120)의 기울기 정보를 알면, 위치 정보 연산부(132)에서 엑스선 검출기(120)에 대한 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보를 연산하기가 더 용이하다. 따라서, 위치 정보 연산부(132)는 태그(123)를 감지한 감지부(131)의 출력 신호와 기울기 감지부(125)의 출력 신호로부터 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)의 거리 정보 및 각도 정보를 연산할 수 있다.

감지부(131)의 출력 신호로부터 거리와 각도 정보를 모두 연산하는 경우, 태그(123)와 감지부(131) 이외에 별도의 기구를 필요로 하지 않는다는 이점이 있고, 엑스선 검출기(120)에 기울기 감지부(125)를 장착하는 경우, 위치 정보 연산부(132)의 연산량이 감소된다는 이점이 있다.

다시 도 3을 참조하면, 위치 정보 연산부(132)에서 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120) 사이의 거리 및 상대적인 각도를 연산하면, 위치 제어부(140)에서는 이를 기초로 하여 엑스선 소스(110)를 엑스선 검출기(120)에 대응되는 위치로 이동시키기 위한 제어량을 연산한다. 엑스선 검출기(120)에 대응되는 엑스선 소스(110)의 위치는 일정한 값이 미리 저장되어 디폴트(default)로 적용되는 것도 가능하고, 후술하는 바와 같이 여러 변수에 따라 별도로 설정되는 것도 가능하다.

위치 제어부(140)는 연산된 제어량에 대응되는 제어 신호를 구동부(150)에 전송한다. 구동부(150)는 모터와 드라이브를 포함하는바, 드라이브는 모터 구동 신호를 생성하여 모터에 전달하고, 모터는 구동 신호에 따라 동력을 생성하여 지지 암(103)을 움직인다.

다시 도 5를 참조하면, 구동부(150)는 암 연결부(103c) 및 장착부(103d) 에 각각 구비될 수 있는바, 위치 제어부(140)는 구동부(150)를 통해 지지 암(103)의 회전 각도 및 기울기 각도를 제어할 수 있다.

한편, 필요에 따라 본체(101)도 이동시킬 수 있는바, 이 경우 구동부(150)는 본체(101)의 움직임을 구동하는 모터와 드라이브도 포함할 수 있고, 위치 제어부(140)는 본체(101)의 구동부(150)에도 제어량을 연산하여 제어 신호를 전송한다.

도 11에는 엑스선 소스와 엑스선 검출기의 목표 상대적 위치를 설정할 수 있는 이동형 엑스선 영상 장치에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.

앞서, 위치 제어부(140)는 엑스선 소스(110)를 엑스선 검출기(120)에 대응되는 위치로 이동시키기 위한 제어량을 연산한다고 하였다. 이를 위해, 이동형 엑스선 영상 장치(100)는 엑스선 검출기(120)에 대응되는 엑스선 소스(110)의 위치, 즉 엑스선 소스(110)의 목표 위치를 설정하는 위치 설정부(160)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 목표 위치는 엑스선 검출기(120)를 기준으로 한 상대적 위치이고, 엑스선 검출기(120)와의 거리와 상대적인 각도로 정의될 수 있다.

대상체의 촬영 부위, 대상체의 상태 또는 엑스선 영상의 용도 등에 따라 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120) 사이의 최적의 거리 및 상대적인 각도가 달라질 수 있다. 따라서, 위치 설정부(160)에는 여러 변수에 따라 엑스선 소스(110)의 목표 위치를 설정하는 알고리즘이 미리 저장되고, 변수에 대응되는 정보가 입력되면 미리 저장된 알고리즘에 따라 엑스선 소스(110)의 목표 위치를 설정할 수 있다. 변수에 대응되는 정보는 시스템 자체에서 입력되거나 본체(101)에 구비된 입력부(107)를 통해 사용자로부터 입력되는 것도 가능하다.

위치 제어부(140)는 위치 정보 연산부(132)로부터 엑스선 검출기(120)에 대한 엑스선 소스(110)의 현재 상대적 위치 정보를 입력 받고, 위치 설정부(160)로부터 엑스선 소스(110)의 목표 위치 정보를 입력 받아 엑스선 소스(110)를 현재 위치에서 목표 위치로 이동시키기 위한 제어량을 연산한다.

한편, 위치 제어부(140)는 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)의 상대적인 위치뿐만 아니라 엑스선 소스(110)의 틸트 각도도 제어할 수 있다. 다시 도 5를 참조하면, 소스 연결부(103e)에 틸트 각도 센서를 장착하여 현재 엑스선 소스(110)의 틸트 각도를 감지하고, 엑스선 소스(110)의 목표 위치 정보에 따라 엑스선 소스(110)의 틸트 각도를 제어할 수 있다.

이를 위해, 구동부(150)는 소스 연결부(103e)에도 구비될 수 있고, 위치 제어부(140)는 필요한 제어량을 연산하여 그에 대응되는 제어 신호를 소스 연결부(103e)에 구비된 구동부(150)에 전송한다.

도 12에는 엑스선 소스의 틸트 각도 제어를 개략적으로 나타낸 도면이 도시되어 있다.

대상체의 촬영 부위, 대상체의 상태 또는 엑스선 영상의 용도 등에 따라 엑스선을 엑스선 검출기(120)에 수직으로 입사시키기도 하고, 비스듬하게 입사시키기도 한다. 엑스선의 입사 각도는 엑스선 소스(110) 및 엑스선 검출기(120)의 상대적인 각도와 엑스선 소스(110)의 틸트 각도에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 엑스선 소스(110)의 틸트 각도는 지면에 대한 수직선을 기준으로 엑스선 소스(110)가 기울어진 각도인 것으로 한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 위치 설정부(160)에서 각도 θ를 목표 입사 각도로 설정한 경우, 엑스선 검출기(120)가 지면에 평행하게 놓여져 있으면 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)의 상대적인 각도를 θ로 맞추고, 엑스선 소스(110)를 α1만큼 기울이면 되나, 엑스선 검출기(120)가 지면 으로부터 일정 각도만큼 기울어져 있으면 엑스선 소스(110)가 α2만큼 기울어져야 입사 각도가 θ가 된다.

상기 도 10에 도시된 바와 같이 엑스선 검출기(120)에 기울기 감지부(125)가 장착되어 지면으로부터의 기울기를 알면, 위치 제어부(140)에서 목표 ?트 각도를 결정하고, 틸트 각도 제어량을 연산하여 엑스선 소스(110)의 틸트 각도를 자동으로 제어할 수 있다.

또는, 감지부(131)나 태그(123)를 엑스선 소스(110)의 입구 양 쪽 끝에 각각 장착하면, 위치 제어부(140)에서 감지부(131)의 출력 신호를 분석하여 엑스선 소스(110)의 목표 틸트 각도를 결정하고, 틸트 각도 제어량을 연산하여 엑스선 소스(110)의 틸트 각도를 자동으로 제어할 수 있다.

다만, 이동형 엑스선 영상 장치(100)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 엑스선 소스(110)의 틸트 각도는 사용자가 수동으로 제어하는 것도 가능하다.

도 13에는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.

도 13을 참조하면, 개시된 발명의 일 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(200)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 소스(210), 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출기(220), 엑스선 검출기(220)에 대한 엑스선 소스(210)의 상대적인 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부(230) 및 획득된 상대적인 위치 정보를 사용자에게 제공하는 위치 정보 제공부(240)를 포함한다.

엑스선 소스(210), 엑스선 검출기(220) 및 위치 정보 획득부(230)에 관한 설명은 전술한 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(100)에서와 동일하다. 따라서, 당해 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(200) 역시 감지부(231)가 제3의 위치에서 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)의 위치를 각각 감지할 수도 있고, 감지부(231)가 엑스선 검출기(220)에, 태그(223)가 엑스선 소스(210)에 장착될 수도 있으며, 감지부(231)가 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)에 각각 장착되어 제3의 위치의 태그(223)를 감지할 수도 있으나, 이하 상술할 실시예에서는 감지부(231)가 엑스선 소스(210)에 장착되어 엑스선 검출기(220)에 장착된 태그(223)를 감지하는 것으로 한다.

위치 정보 제공부(240)는 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)의 상대적인 위치 정보를 다양한 형태로 제공할 수 있는바, 정량적인 정보 자체로서 제공할 수도 있고, 사용자가 정보를 파악하기 쉬운 형태로 가공하여 제공할 수도 있다. 또한, 정보는 시각적으로 제공될 수도 있고, 청각적으로 제공될 수도 있다.

위치 정보 제공부(240)를 통해 엑스선 검출기(220)에 대한 엑스선 소스(210)의 상대적인 위치 정보가 제공되면, 사용자가 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)의 상대적 위치 관계를 파악하고 수동으로 엑스선 소스(210)를 엑스선 검출기(220)에 대응되는 위치로 이동시킬 수 있다.

도 14에는 엑스선 소스와 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 가공하여 시각적으로 제공하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.

도 14를 참조하면, 위치 정보 제공부(240)는 엑스선 검출기(120)에 대한 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보를 포함하는 위치 정보 영상을 생성하는 영상 생성부(241) 및 생성된 위치 정보 영상을 출력하는 영상 출력부(242)를 포함한다.

영상 생성부(241)는 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)의 상대적인 위치 정보를 포함하는 다양한 형태의 위치 정보 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 3차원 공간 상의 좌표 형태로 엑스선 소스와 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 나타낼 수도 있고, 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)를 직관적으로 파악할 수 있는 아바타나 아이콘 형태로 나타낼 수도 있다.

또한, 위치 정보 영상은 엑스선 소스(210)의 목표 위치에 관한 정보도 함께 나타낼 수 있다. 엑스선 소스(210)의 목표 위치는 디폴트로 저장되어 있을 수도 있고, 다양한 변수를 고려하여 설정될 수도 있다.

도 15 및 도 16에는 엑스선 소스의 이동량에 관한 정보를 함께 제공하는 이동형 엑스선 영상 장치(200)의 제어 블록도가 도시되어 있다.

도 15를 참조하면, 위치 정보 제공부(240)는 엑스선 소스(210)의 이동량을 연산하는 이동량 연산부(243)를 더 포함할 수 있는바, 이동량 연산부(243)는 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)의 상대적인 위치 정보와 엑스선 소스(210)의 목표 위치를 이용하여 엑스선 소스(210)가 현재 위치에서 목표 위치로 이동하기 위한 이동량 및 이동 방향을 연산한다.

영상 생성부(241)는 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)의 상대적인 위치 정보와 함께 엑스선 소스(210)의 목표 위치 및 이동량에 관한 정보를 함께 포함하는 위치 정보 영상을 생성하여 영상 출력부(242)를 통해 표시할 수 있다.

한편, 도 16에 도시된 바와 같이, 이동형 엑스선 영상 장치(200)는 다양한 변수에 따라 엑스선 소스(210)의 목표 위치를 설정하는 위치 설정부(250)를 더 포함할 수 있고, 이동량 연산부(243)는 위치 설정부(250)에서 설정한 목표 위치를 고려하여 엑스선 소스(210)의 이동량 및 이동 방향을 연산한다.

도 17a 및 도 17b에는 영상 생성부가 생성하는 위치 정보 영상의 예시 화면이 도시되어 있다.

도 17a를 참조하면, 위치 정보 영상은 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)의 상대적인 위치 및 엑스선 소스(210)의 목표 위치를 각각 3차원 좌표계 상의 점(S, D, ST)으로 나타낼 수 있다. 이와 더불어, 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220) 사이의 현재 거리(d1), 목표 거리(d2), 상대적인 각도(θ1), 엑스선 소스(210)의 이동량(dm)과 목표 상대적인 각도(θ2)에 관한 정보를 정량적으로 표시할 수도 있다. 위치 정보 영상에 표시되는 정보의 종류 및 표현 방식에는 제한이 없다.

도 17b를 참조하면, 위치 정보 영상은 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)를 직관적으로 나타낼 수 있는 아이콘이나 아바타 형태로 표현하여, 3차원 공간 상에서 현재 엑스선 소스(210)와 엑스선 검출기(220)의 상대적 위치 및 엑스선 검출기(220)에 대한 엑스선 소스(210)의 목표 위치에 관한 정보를 나타내는 것도 가능하다.

도 18에는 위치 정보 영상을 출력하는 영상 출력부를 나타낸 외관도가 도시되어 있다.

도 18을 참조하면, 이동형 엑스선 영상 장치(200)의 외관도는 엑스선 소스(210)에 장착된 패널(209)을 제외하고는 전술한 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(100)의 외관도와 동일하다. 따라서, 엑스선 영상 장치(200)의 외관 상 보여지는 구성에 관한 설명 역시 이동형 엑스선 영상 장치(100)에서와 같다.

위치 정보 영상이 표시되는 영상 출력부(242)는 본체(201)에 장착된 디스플레이부(205)로 구현되는 것도 가능하나, 엑스선 소스(210)에 장착된 별도의 패널(209)로 구현되는 것도 가능하다. 사용자는 디스플레이부(205)에 표시된 위치 정보 영상을 보면서 입력부(207)를 통해 지지 암(203)을 구동하는 구동부에 제어 명령을 입력하는 것도 가능하고, 패널(215)에 표시된 위치 정보 영상을 보면서 엑스선 소스(210)를 직접 움직이는 것도 가능하다. 엑스선 소스(210)를 움직이기 위한 제어량의 판단과 제어 명령의 입력을 사용자가 하는지 시스템에서 하는지 여부를 자동과 수동의 기준으로 하면, 사용자가 입력부(107)를 통해 구동부에 제어 명령을 입력하는 경우도 엑스선 소스(210)를 수동으로 이동시키는 경우에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

한편, 사용자에 의한 엑스선 소스(210)의 움직임은 위치 정보 획득부(230)와 위치 정보 제공부(240)에 피드백(feedback)될 수 있다. 즉, 사용자가 엑스선 소스(210)를 이동시키면 엑스선 소스(210)의 이동에 따른 상대적 위치 정보의 변화를 반영하여 위치 정보 획득부(230)에서의 위치 정보 획득과 위치 정보 제공부(240)에서의 위치 정보 제공이 새롭게 이루어진다. 위치 정보 획득부(230)에서의 위치 정보 획득과 위치 정보 제공부(240)에서의 위치 정보 제공은 일정 주기마다 이루어질 수도 있고, 실시간으로 이루어질 수도 있으며, 엑스선 소스(210)의 움직임이 감지되거나 사용자로부터 별도의 명령이 입력되는 때에 이루어질 수도 있다.

위치 정보의 획득과 제공이 일정 주기마다 이루어지는 경우, 상기 도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같은 위치 정보 영상은 일정 주기마다 갱신될 수 있고, 위치 정보의 획득과 정보의 제공이 실시간으로 이루어지는 경우, 위치 정보 영상은 동영상으로 표현될 수 있다.

도 19에는 개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.

도 19를 참조하면, 개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(300)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 소스(310), 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출기(320), 엑스선 소스(310)에 대한 엑스선 검출기(320)의 상대적인 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부(330) 및 엑스선 소스(310)와 엑스선 검출기(320)의 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 촬영에 적용되는 영상 파라미터를 결정하는 파라미터 결정부(340)를 포함한다.

엑스선 소스(310), 엑스선 검출기(320) 및 위치 정보 획득부(330)에 관한 설명은 전술한 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(100)에서와 동일하다. 따라서, 엑스선 소스(310)는 이동 가능한 본체에 장착되어 3차원의 임의의 공간 상에서 움직일 수 있고, 엑스선 검출기(320)는 휴대용 엑스선 검출기로 구현된다.

한편, 당해 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(300) 역시 제3의 위치의 감지부(331)가 엑스선 소스(310)와 엑스선 검출기(320)의 위치를 각각 감지할 수도 있고, 감지부(331)가 엑스선 검출기(320)에, 태그(323)가 엑스선 소스(310)에 장착될 수도 있으며, 감지부(331)가 엑스선 소스(310)와 엑스선 검출기(320)에 각각 장착되어 제3의 위치의 태그(323)를 감지할 수도 있으나, 이하 상술할 실시예에서는 감지부(331)가 엑스선 소스(310)에 장착되어 엑스선 검출기(320)에 장착된 태그(323) 를 감지하는 것으로 한다.

다만, 파라미터 결정부(340)에서 사용되는 위치 정보의 획득 시점에 있어서는 전술한 실시예에서와 차이가 있는바, 영상 파라미터의 결정을 위해 사용되는 상대적 위치 정보는 임의의 위치에 놓여진 엑스선 소스(310)의 상대적 위치 정보가 아니라 엑스선 촬영을 위해 엑스선 소스(310)가 엑스선 검출기(320)에 대응되는 위치로 이동된 상태에서의 상대적 위치 정보이다. 엑스선 소스(310)의 이동은 전술한 두 실시예 중 어느 하나에 의해 이루어질 수도 있고, 위치 정보의 제공 없이 사용자에 의해 직관적으로 이루어질 수도 있다.

파라미터 결정부(340)는 엑스선 소스(310)와 엑스선 검출기(320) 사이의 거리(SID: Source to Image Distance)와 상대적인 각도를 이용하여 최적의 영상 파라미터를 결정할 수 있다. 영상 파라미터는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터 종류 및 두께, 양극의 타겟 물질, 초점 크기(focal spot size) 등의 노출 파라미터, 그리드의 위치와 각도 및 시야각(FOV) 중 적어도 하나를 포함한다. 이하, 파라미터 결정부(340)에서 결정되는 영상 파라미터에 대해 구체적으로 설명한다.

도 20에는 엑스선 소스에 포함되어 엑스선을 발생시키는 엑스선 튜브의 구성을 나타내는 도면이 도시되어 있다.

엑스선 튜브(311)는 양극(311c)과 음극(311e)을 포함하는 2극 진공관으로 구현될 수 있다. 음극(311e)은 필라멘트(311h)와 전자를 집속시키는 집속 전극(311g)을 포함하며, 집속 전극(311g)은 포커싱 컵(focusing cup)이라고도 한다.

유리관(311a) 내부를 약 10mmHg 정도의 고진공 상태로 만들고 음극의 필라멘트(311h)를 고온으로 가열하여 열전자를 발생시킨다. 필라멘트(311h)의 일 예로 텅스텐 필라멘트를 사용할 수 있고 필라멘트에 연결된 전기도선(311f)에 전류를 가하여 필라멘트(311h)를 가열할 수 있다.

양극(311c)은 주로 구리로 구성되고, 음극(311e)과 마주보는 쪽에 타겟 물질(311d)이 도포 또는 배치되며, 타겟 물질로는 Cr, Fe, Co, Ni, W, Mo 등의 고저항 재료들이 사용될 수 있다. 타겟 물질은 일정 각도로 기울어져 있는바, 기울어진 각도가 클수록 초점 크기가 작아진다. 그 밖에, 관전압, 관전류, 필라멘트의 크기, 집속 전극의 크기, 양극과 음극 사이의 거리에 따라 초점의 크기가 달라질 수 있다.

그리고 음극(311e)과 양극(311c) 사이에 고전압을 걸어주면 열전자가 가속되어 양극의 타겟 물질(311g)에 충돌하면서 엑스선을 발생시킨다. 발생된 엑스선은 윈도우(311i)를 통해 외부로 조사되며, 윈도우의 재료로는 베릴륨(Be) 박막을 사용할 수 있다. 이 때, 윈도우(311i)의 전면 또는 후면에는 필터를 위치시켜 특정 에너지 대역의 엑스선을 필터링할 수 있다.

타겟 물질(311d)은 로터(311b)에 의해 회전할 수 있으며, 타겟 물질(311d)이 회전하게 되면 고정된 경우에 비해 열 축적율이 단위 면적당 10배 이상 증대될 수 있고, 초점 크기가 감소된다.

엑스선 튜브(311)의 음극(311e)과 양극(311c) 사이에 가해지는 전압을 관전압이라 하며, 그 크기는 파고치 kvp로 표시할 수 있다. 관전압이 증가하면 열전자의 속도가 증가되고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 에너지(광자의 에너지)가 증가된다. 엑스선 튜브(311)에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시할 수 있고, 관전류가 증가하면 필라멘트에서 방출되는 열전자의 수가 증가하고 결과적으로 타겟 물질(311d)에 충돌하여 발생되는 엑스선의 선량(엑스선 광자의 수)이 증가된다.

따라서, 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 세기 또는 선량이 제어될 수 있는 것이다. 더 구체적으로, 조사되는 엑스선이 일정 에너지 대역을 갖는 경우, 에너지 대역은 상한과 하한에 의해 정의될 수 있다. 에너지 대역의 상한, 즉 조사되는 엑스선의 최대 에너지는 관전압의 크기에 의해 조절될 수 있고, 에너지 대역의 하한, 즉 조사되는 엑스선의 최소 에너지는 필터에 의해 조절될 수 있다. 필터를 이용하여 저에너지 대역의 엑스선을 여과시키면, 조사되는 엑스선의 평균 에너지를 높일 수 있다.

파라미터 결정부(340)는 엑스선 소스(310)와 엑스선 검출기(320) 사이의 거리와 함께 DAP(Dose Area Product) 및 ESD(Entrance Skin Dose) 등의 선량 조건을 고려하여 최적의 노출 파라미터를 결정할 수 있다.

도 21에는 엑스선의 조사야를 조절하는 콜리메이터의 구조가 도시되어 있고, 도 22에는 산란 엑스선을 조절하는 그리드의 구조가 도시되어 있다.

도 21을 참조하면, 엑스선 튜브(311)의 윈도우(311i) 전면에 콜리메이터(315)가 위치하여 엑스선의 조사야(radiation field)를 조절할 수 있다. 즉, 엑스선의 FOV는 콜리메이터(315)를 이용하여 조절할 수 있다. 콜리메이터(315)는 엑스선을 흡수하는 물질로 구성된 복수의 블레이드를 포함할 수 있으며, 블레이드가 이동하여 입사된 엑스선을 흡수함으로써 엑스선의 조사야를 조절할 수 있다. 한편, 엑스선의 조사야를 줄이면 산란 엑스선을 감소시킬 수 있다. 파라미터 결정부(340)는 엑스선 소스(310)와 엑스선 검출기(320)의 거리, 상대적인 각도 및 엑스선 소스(310)의 틸트 각도 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 최적의 엑스선 조사야를 결정한다.

도 22를 참조하면, 엑스선 소스(310)에서 조사된 엑스선 중 일부는 엑스선 검출기(320)까지 도달하는 동안 공기 중의 먼지 입자나 대상체의 구성 물질에 부딪히면서 원 경로에서 벗어나 산란될 수 있다. 이러한 산란 엑스선이 엑스선 검출기(320)에 입사되면 엑스선 영상의 대조도가 저하되는 등 엑스선 영상의 품질에 부정적인 영향을 미친다.

따라서, 엑스선 검출기(320)의 내부에는 산란 엑스선을 흡수하는 그리드(grid)(322)가 엑스선을 검출하는 검출 모듈(321)의 앞단에 구비된다. 그리드(322)는 엑스선을 흡수하는 납(Pb)과 같은 차폐 물질(322a)이 배열된 구조를 가지며, 조사된 엑스선 중 원래 방향으로 진행하는 엑스선 즉, 직진하는 엑스선은 차폐 물질 사이를 통과하여 검출 모듈(321)에 입사되고, 산란 엑스선은 차폐 물질(322a)에 부딪혀 흡수된다.

차폐 물질(322a)은 도 19에 도시된 바와 같이 선형으로 배열될 수도 있고, 격자(cross) 구조로 배열될 수도 있다. 또한, 차폐 물질은 도 19에 도시된 바와 같이 엑스선의 조사 방향과 유사하게 기울어져 집속형으로 배열될 수도 있고, 평행하게 배열될 수도 있다.

도면에 도시되지는 않았으나, 엑스선 검출기(320) 내부에는 그리드를 기계적으로 움직일 수 있는 구동부가 구비될 수 있다. 구동부는 모터와 드라이브를 포함한다. 따라서, 외부에서 구동부에 제어 신호를 전송함으로써 그리드의 각도나 중심 위치를 조절하는 것이 가능하다.

입사되는 엑스선의 방향과 그리드의 방향이 일치하지 않으면, 컷 오프(cut-off) 현상이 발생하여 산란 엑스선이 검출 모듈(321)에 입사되거나 직진 엑스선이 차폐 물질(322a)에 흡수된다. 따라서, 입사되는 엑스선의 방향과 그리드의 방향을 정렬하는 것이 요구되는바, 파라미터 결정부(340)는 엑스선 소스(310)와 엑스선 검출기(320)의 상대적인 위치 정보에 기초하여 그리드의 각도나 중심 위치를 결정한다.

도 23에는 영상 파라미터를 자동으로 제어하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 블록도가 도시되어 있다.

파라미터 결정부(340)에서 최적의 영상 파라미터를 결정하면, 사용자가 이를 기초로 하여 영상 파라미터를 직접 제어할 수도 있고, 이동형 엑스선 영상 장치(300)에서 자동으로 제어할 수도 있다. 후자의 경우, 도 20에 도시된 바와 같이, 이동형 엑스선 영상 장치(300)는 파라미터 결정부(340)의 결정 결과에 따라 영상 파라미터를 자동으로 제어하는 파라미터 제어부(350)를 더 포함할 수 있다.

파라미터 제어부(350)는 엑스선 소스(310)의 엑스선 튜브(311)에 공급되는 관전압과 관전류, 엑스선 노출 시간, 초점 크기, 필터 종류 및 두께, 양극 타겟 물질을 제어할 수 있고, 콜리메이터(315)를 구동하는 구동부에 제어 신호를 전송하여 엑스선의 조사야를 제어할 수 있으며, 그리드(322)를 구동하는 구동부에 제어 신호를 전송하여 그리드의 각도나 중심 위치를 제어할 수 있다.

또는, 이동형 엑스선 영상 장치(300)의 구조에 따라 일부 파라미터는 사용자가 수동으로 조절하고, 나머지 일부 파라미터는 파라미터 제어부(350)에서 자동으로 조절하는 것도 가능하다.

이하, 개시된 발명의 일 측면에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다.

도 24에는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다. 당해 실시예에는 전술한 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(100)가 적용될 수 있다.

도 24를 참조하면, 먼저 엑스선 검출기의 위치를 감지한다(511). 엑스선 검출기(120)는 휴대용 엑스선 검출기인 것으로 하고, 엑스선 검출기(120)의 위치 감지는 엑스선 촬영을 위해 엑스선 검출기(120)를 특정 위치에 놓은 후에 수행될 수 있다. 엑스선 검출기(120)의 위치를 감지하는 것은, 엑스선 검출기(120)에 장착된 태그(123)를 엑스선 소스(110)에 장착된 감지부(131)를 통해 감지하거나, 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110)에 각각 장착된 태그(123-1,123-2)를 제3의 위치의 감지부(131)를 통해 감지하거나, 엑스선 소스(110)에 장착된 태그(123)를 엑스선 검출기(120)에 장착된 감지부(131)가 감지하거나, 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)에 각각 장착된 감지부(131)가 제3의 위치의 태그(123)를 감지함으로써 이루어질 수 있다. 좀 더 정확한 위치를 감지하기 위해, 태그(123) 또는 감지부(131)는 엑스선 검출기(120)의 세 코너 또는 네 코너에 각각 장착될 수 있다.

엑스선 검출기의 위치 감지 결과로부터 엑스선 검출기에 대한 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득한다(532). 상대적인 위치 정보는 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110) 사이의 거리 정보 및 상대적인 각도 정보를 포함한다. 한편, 엑스선 검출기(120)와 엑스선 소스(110)의 상대적인 위치 정보를 획득하기 위해서는 엑스선 소스(110)의 위치도 감지되어야 하는바, 제3의 위치에 태그(123)나 감지부(131)를 위치시켜 엑스선 소스(110)의 위치를 별도로 감지하는 것도 가능하고, 엑스선 검출기(120)의 위치를 감지하는 감지부(131)나 태그(123)를 엑스선 소스(110)에 장착하여 엑스선 소스(110)의 위치를 별도로 감지할 필요 없이 엑스선 검출기(120)의 감지 만으로 상대적인 위치 정보를 획득할 수도 있다.

획득된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 소스가 엑스선 검출기에 대응되는 위치로 이동하도록 제어한다(513). 엑스선 검출기(120)는 엑스선 촬영을 위한 위치에 놓여진 상태이므로 현재 둘 사이의 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 소스(110)가 3차원 공간 상의 임의의 위치로부터 엑스선 검출기(120)에 대응되는 위치로 이동하도록 제어한다. 엑스선 검출기(120)에 대응되는 엑스선 소스(110)의 위치는 디폴트로 미리 저장된 것일 수도 있고, 별도의 알고리즘에 의해 계산된 것일 수도 있다. 후자의 경우에 관해서는 후술하도록 한다.

도 25에는 엑스선 소스의 위치가 설정되는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.

도 25를 참조하면, 엑스선 검출기의 위치를 감지하고(521), 엑스선 소스와 엑스선 검출기의 거리 및 상대적인 각도에 관한 정보를 연산한다(522).

그리고, 엑스선 소스의 목표 위치를 설정한다(523). 엑스선 소스(110)의 목표 위치는 앞서 언급한 엑스선 검출기(120)에 대응되는 엑스선 소스(110)의 위치로서, 엑스선 검출기(120)에 상대적인 위치이고 엑스선 검출기(120)와의 거리와 상대적인 각도로 정의될 수 있다. 대상체의 촬영 부위, 대상체의 상태 또는 엑스선 영상의 용도 등에 따라 엑스선 소스(110)와 엑스선 검출기(120)의 최적의 거리 및 엑스선 입사 각도가 달라질 수 있다. 따라서, 여러 변수에 따라 엑스선 소스(110)의 목표 위치를 설정하는 알고리즘을 미리 저장하고, 변수에 대응되는 정보가 입력되면 미리 저장된 알고리즘에 따라 엑스선 소스(110)의 목표 위치를 설정할 수 있다.

엑스선 소스의 목표 위치가 설정되면, 엑스선 소스가 설정된 목표 위치로 이동하도록 제어한다(524). 구체적으로, 엑스선 소스(110)가 현재 위치에서 목표 위치로 이동하기 위한 제어량을 연산하고, 엑스선 소스(110)의 움직임을 구동하는 구동부(150)에 제어량에 대응되는 제어 신호를 전송한다.

도 26에는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다. 당해 실시예에는 전술한 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(200)가 적용될 수 있다.

도 26을 참조하면, 먼저 엑스선 검출기의 위치를 감지하고(531), 엑스선 검출기와 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득한다(532). 이에 관한 설명은 전술한 실시예에서와 같다.

그리고, 엑스선 소스와 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 사용자에게 제공한다(533). 상대적인 위치 정보를 사용자에게 제공하는 방식에는 제한이 없는바, 상대적인 위치 정보 자체를 정량적으로 제공할 수도 있으며, 사용자가 정보를 파악하기 쉬운 형태로 가공하여 제공할 수도 있다. 또한, 정보는 시각적으로 제공될 수도 있고, 청각적으로 제공될 수도 있으며, 상대적인 위치 정보와 함께 엑스선 소스의 목표 위치에 관한 정보도 제공될 수 있다. 상대적인 위치 정보가 제공되면, 사용자는 현재 엑스선 검출기(220)와 엑스선 소스(210) 사이의 위치 관계를 파악하고, 엑스선 소스(210)를 엑스선 검출기(220)에 대응되는 위치로 직접 이동시킬 수 있다.

도 27에는 엑스선 소스의 목표 위치에 대한 정보를 제공하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.

도 27을 참조하면, 엑스선 검출기의 위치를 감지하고(541), 엑스선 검출기에 대한 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득한다(542).

그리고, 엑스선 소스의 목표 위치를 설정한다(543). 전술한 바와 같이, 여러 변수에 따라 엑스선 소스(210)의 목표 위치를 설정하는 알고리즘을 미리 저장하고, 변수에 대응되는 정보가 입력되면 미리 저장된 알고리즘에 따라 엑스선 소스(210)의 목표 위치를 설정할 수 있다.

엑스선 소스와 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보와 엑스선 소스의 목표 위치 정보를 사용자에게 제공한다(544). 예를 들어, 두 정보를 포함하는 위치 정보 영상을 생성하여 제공하는 경우에는, 상기 도 15에 도시된 패널(215) 또는 디스플레이부(205)에 생성된 위치 정보 영상을 표시하여 사용자가 위치 정보 영상을 보고 엑스선 소스(210)의 위치를 제어하게 할 수 있다.

도 28에는 엑스선 소스의 움직임이 피드백되는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.

도 28을 참조하면, 엑스선 검출기의 위치를 감지하고(551), 엑스선 소스와 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 획득한다(552).

그리고, 엑스선 소스와 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 나타내는 위치 정보 영상을 생성하고 표시한다(553). 위치 정보 영상에는 엑스선 소스의 목표 위치 정보도 나타날 수 있고, 엑스선 소스의 목표 위치 정보는 미리 저장된 알고리즘에 의해 설정될 수 있다.

위치 정보 영상이 표시되면, 사용자는 엑스선 소스(210)를 수동으로 이동시킨다. 엑스선 소스의 위치가 고정되지 않았으면(554의 아니오), 다시 551 내지 553의 과정을 반복한다. 즉, 엑스선 소스(210)의 움직임이 피드백되며, 상기 일련의 과정은 일정 주기로 이루어질 수도 있고, 실시간으로 이루어질 수도 있다. 실시간으로 이루어지는 경우에는 위치 정보 영상이 동영상으로 구현된다. 또는, 엑스선 소스(210)의 움직임을 판단하여, 엑스선 소스(210)의 움직임이 입력되는 경우에 엑스선 검출기의 위치 감지(551) 내지 위치 정보 영상의 생성 및 표시(553)의 과정을 반복하는 것도 가능하고, 사용자로부터 별도의 명령이 입력될 때에 반복하는 것도 가능하다.

도 29에는 개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다. 당해 실시예에는 전술한 실시예에 따른 이동형 엑스선 영상 장치(300)가 적용될 수 있다.

도 29를 참조하면, 엑스선 검출기와 엑스선 소스가 엑스선 촬영을 위한 위치에 놓여지면, 엑스선 검출기의 위치를 감지하고(561), 엑스선 검출기와 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득한다(562).

엑스선 소스와 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 촬영에 적용될 영상 파라미터를 결정한다(563). 영상 파라미터는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터 종류 및 두께, 양극의 타겟 물질, 초점 크기(focal spot size) 등의 노출 파라미터, 그리드 각도나 중심 위치 및 시야각(FOV) 등의 산란 파라미터 중 적어도 하나를 포함하며, 엑스선 소스(310)와 엑스선 검출기(320)의 거리 및 상대적인 각도 정보와 함께 DAP(Dose Area Product) 및 ESD(Entrance Skin Dose)의 선량 조건도 함께 고려하여 최적의 노출 파라미터와 산란 파라미터를 결정할 수 있다.

영상 파라미터가 결정되면, 사용자가 수동으로 영상 파라미터를 조절할 수도 있고, 시스템 내에서 자동으로 조절될 수도 있으며, 일부는 수동으로 다른 일부는 자동으로 조절될 수도 있다.

도 30에는 영상 파라미터를 자동으로 제어하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.

도 30을 참조하면, 엑스선 검출기와 엑스선 소스가 엑스선 촬영을 위한 위치에 놓여지면, 엑스선 검출기의 위치를 감지하고(571), 엑스선 검출기와 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득한다(572).

엑스선 소스와 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 촬영에 적용될 영상 파라미터를 결정한다(573). 영상 파라미터는 관전압, 관전류, 노출 시간, 필터 종류 및 두께, 양극의 타겟 물질, 초점 크기(focal spot size) 등의 노출 파라미터, 그리드 각도나 중심 위치 및 시야각(FOV) 등의 산란 파라미터 중 적어도 하나를 포함한다.

그리고, 결정 결과에 따라 영상 파라미터를 자동으로 제어한다(574). 구체적으로, 관전압과 관전류, 엑스선 노출 시간, 엑스선의 시야각을 자동으로 제어할 수 있으며, 이동형 엑스선 영상 장치(300)의 구성에 따라 필터 종류 및 두께, 양극 타겟 물질, 초점 크기, 그리드의 각도나 중심 위치도 자동으로 제어할 수 있다.

100, 200, 300 : 이동형 엑스선 영상 장치
110, 210, 310 : 엑스선 소스
120, 220, 320 : 엑스선 검출기
130, 230, 330 : 위치 정보 획득부
140 : 위치 제어부, 160 : 위치 설정부
240 : 위치 정보 제공부
340 : 파라미터 결정부

Claims

이동형 엑스선 영상 장치에 있어서,
이동 가능한 본체;
기울기 각도 및 회전 각도 중 적어도 하나가 조절되는 암(arm)을 통해 상기 본체에 장착되는 엑스선 소스;
상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기;
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부; 및
상기 상대적인 위치 정보에 기초하여 상기 엑스선 소스가 3차원 공간 상의 임의의 위치로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 위치로 이동하도록 제어하는 위치 제어부를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 장착되는 태그를 더 포함하고,
상기 위치 정보 획득부는,
상기 태그를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부의 출력 신호를 이용하여 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 연산하는 위치 정보 연산부를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 엑스선 소스에 장착되는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 엑스선 소스에 장착되는 태그를 더 포함하고,
상기 감지부는 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 검출기를 포함하는 임의의 공간에 위치하여 상기 엑스선 소스에 장착된 태그를 더 감지하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 장착되거나 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 검출기를 포함하는 일정 공간에 위치하는 태그를 더 포함하고,
상기 위치 정보 획득부는,
상기 태그를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부의 출력 신호를 이용하여 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 연산하는 위치 정보 연산부를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보는, 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기 사이의 거리 및 상대적인 각도에 관한 정보를 포함하는 이동형 이동형 엑스선 영상 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 암을 구동하는 구동부를 더 포함하고,
상기 위치 제어부는,
상기 엑스선 소스를 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 위치로 이동시키기 위해 필요한 제어량에 대응되는 제어 신호를 상기 구동부에 전송하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 상기 엑스선 소스의 위치를 설정하는 위치 설정부를 더 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 위치 제어부는,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 엑스선 소스의 위치에 따라 상기 엑스선 소스의 틸트(tilt) 각도를 제어하는 이동형 엑스선 영상 장치.
이동형 엑스선 영상 장치에 있어서,
이동 가능한 본체에 장착되어 3차원의 임의의 공간에서 움직일 수 있는 엑스선 소스;
상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기;
상기 엑스선 소스의 움직임을 반영하여 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부; 및
상기 획득된 상대적인 위치 정보를 사용자에게 제공하는 위치 정보 제공부를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 장착되는 태그를 더 포함하고,
상기 위치 정보 획득부는,
상기 태그를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부의 출력 신호를 이용하여 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 연산하는 위치 정보 연산부를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 엑스선 소스에 장착되는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 엑스선 소스에 장착되는 태그를 더 포함하고,
상기 감지부는 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 검출기를 포함하는 임의의 공간에 위치하여 상기 엑스선 소스에 장착된 태그를 더 감지하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 장착되거나 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 검출기를 포함하는 임의의 공간에 위치하는 태그를 더 포함하고,
상기 위치 정보 획득부는,
상기 태그를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부의 출력 신호를 이용하여 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 연산하는 위치 정보 연산부를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 위치 정보 획득부는,
일정 주기마다 또는 실시간으로 또는 상기 엑스선 소스의 움직임이 감지되었을 때 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보는, 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기 사이의 거리 및 상대적인 각도에 관한 정보를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 위치 정보 제공부는,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 포함하는 위치 정보 영상을 생성하는 영상 생성부; 및
상기 생성된 위치 정보 영상을 출력하는 영상 출력부를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 상기 엑스선 소스의 위치를 설정하는 위치 설정부를 더 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 위치 정보 제공부는,
상기 위치 정보 획득부에서 획득한 상대적인 위치 정보와 상기 위치 설정부에서 설정한 엑스선 소스의 위치를 이용하여 상기 엑스선 소스의 이동량 및 이동 방향을 연산하는 이동량 연산부를 더 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 18 항에 있어서,
상기 영상 생성부는,
상기 이동량 및 이동 방향에 관한 정보를 더 포함하는 위치 정보 영상을 생성하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 영상 출력부는,
상기 엑스선 소스 또는 상기 이동 가능한 본체에 장착되는 이동형 엑스선 영상 장치.
이동형 엑스선 영상 장치에 있어서,
이동 가능한 본체에 장착되어 3차원의 임의의 공간에서 움직일 수 있는 엑스선 소스;
상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기;
상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기가 엑스선 촬영을 위한 위치에 놓여지면, 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부; 및
상기 획득된 상대적인 위치 정보에 기초하여 상기 엑스선 촬영에 적용되는 영상 파라미터를 결정하는 파라미터 결정부를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 22 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 장착되는 태그를 더 포함하고,
상기 위치 정보 획득부는,
상기 태그를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부의 출력 신호를 이용하여 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 연산하는 위치 정보 연산부를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 엑스선 소스에 장착되는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 엑스선 소스에 장착되는 태그를 더 포함하고,
상기 감지부는 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 검출기를 포함하는 임의의 공간에 위치하여 상기 엑스선 소스에 장착된 태그를 더 감지하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 22 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 장착되거나 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 검출기를 포함하는 임의의 공간에 위치하는 태그를 더 포함하고,
상기 위치 정보 획득부는,
상기 태그를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부의 출력 신호를 이용하여 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기의 상대적인 위치 정보를 연산하는 위치 정보 연산부를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 23 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보는, 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기 사이의 거리 및 상대적인 각도에 관한 정보를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 27 항에 있어서,
상기 파라미터 결정부는,
상기 엑스선 소스에 제공되는 관전압과 관전류, 엑스선 노출 시간, 상기 엑스선 소스에서 발생된 엑스선을 필터링하는 필터 종류 및 두께, 양극의 타겟 물질, 초점 크기(focal spot size)를 포함하는 노출 파라미터, 그리드의 위치와 각도, 및 시야각(FOV) 중 적어도 하나의 영상 파라미터를 결정하는 이동형 엑스선 영상 장치.
제 28 항에 있어서,
상기 파라미터 결정부에서 결정된 영상 파라미터 중 적어도 하나를 자동으로 제어하는 파라미터 제어부를 더 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치.
기울기 각도와 회전 각도가 조절되는 암(arm)을 통해 이동 가능한 본체에 장착되는 엑스선 소스 및 상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기의 위치를 감지하고;
상기 감지 결과로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하고;
상기 획득된 상대적인 위치 정보에 기초하여 상기 엑스선 소스가 3차원 공간 상의 임의의 위치로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 위치로 이동하도록 제어하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 30 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기의 위치를 감지하는 것은,
상기 휴대용 엑스선 검출기 또는 상기 엑스선 소스에 장착되거나 상기 휴대용 엑스선 검출기와 상기 엑스선 소스를 포함하는 일정 공간에 위치하는 태그를 감지하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 30 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 것은,
상기 감지 결과를 이용하여 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기 사이의 거리 및 상대적인 각도를 연산하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 32 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 상기 엑스선 소스의 위치를 설정하는 것을 더 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 33 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 엑스선 소스의 위치는, 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기 사이의 거리 및 상대적인 각도에 의해 정의되는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 34 항에 있어서,
상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것은,
상기 획득된 상대적 위치 정보와 상기 설정된 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 위치를 이용하여 상기 엑스선 소스를 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 위치로 이동시키기 위한 제어량을 연산하고;
상기 암을 구동하는 구동부에 상기 제어량에 대응되는 제어 신호를 전송하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 35 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 상기 엑스선 소스의 위치에 따라상기 엑스선 소스의 틸트 각도를 제어하는 것을 더 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
이동 가능한 본체에 장착되어 3차원의 임의의 공간에서 움직일 수 있는 엑스선 소스 및 상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기의 위치를 감지하고;
상기 감지 결과로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 실시간으로 획득하고;
상기 실시간으로 획득된 상대적인 위치 정보를 사용자에게 제공하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 37 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기의 위치를 감지하는 것은,
상기 휴대용 엑스선 검출기 또는 상기 엑스선 소스에 장착되거나 상기 휴대용 엑스선 검출기 및 상기 엑스선 소스를 포함하는 일정 공간에 위치하는 태그를 감지하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 38 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 것은,
상기 감지 결과를 이용하여 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기 사이의 거리 및 상대적인 각도를 연산하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 39 항에 있어서,
상기 상대적인 위치 정보를 제공하는 것은,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 포함하는 위치 정보 영상을 생성하고;
상기 생성된 위치 정보 영상을 출력하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 40 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대응되는 상기 엑스선 소스의 위치를 설정하는 것을 더 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 41 항에 있어서,
상기 상대적인 위치 정보를 제공하는 것은,
상기 획득된 상대적인 위치 정보와 상기 설정된 엑스선 소스의 위치를 이용하여 상기 엑스선 소스의 이동량 및 이동 방향을 연산하는 것을 더 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 42 항에 있어서,
상기 위치 정보 영상을 생성하는 것은,
상기 이동량 및 이동 방향에 관한 정보를 더 포함하는 위치 정보 영상을 생성하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 40 항에 있어서,
상기 생성된 위치 정보 영상을 출력하는 것은,
상기 생성된 위치 정보 영상을 엑스선 소스 또는 상기 이동 가능한 본체에 장착된 영상 출력부를 통해 출력하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
이동 가능한 본체에 장착되어 3차원의 임의의 공간에서 움직일 수 있는 엑스선 소스 및 상기 엑스선 소스로부터 조사되는 엑스선을 검출하는 휴대용 엑스선 검출기를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기가 엑스선 촬영을 위한 위치에 놓여지면, 상기 휴대용 엑스선 검출기의 위치를 감지하고;
상기 감지 결과로부터 상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하고;
상기 획득된 상대적인 위치 정보에 기초하여 엑스선 촬영에 적용되는 영상 파라미터를 결정하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 45 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기의 위치를 감지하는 것은,
상기 휴대용 엑스선 검출기 또는 상기 엑스선 소스에 장착되거나 상기 휴대용 엑스선 검출기 및 상기 엑스선 소스를 포함하는 일정 공간에 위치하는 태그를 감지하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 45 항에 있어서,
상기 휴대용 엑스선 검출기에 대한 상기 엑스선 소스의 상대적인 위치 정보를 획득하는 것은,
상기 감지 결과를 이용하여 상기 엑스선 소스와 상기 휴대용 엑스선 검출기 사이의 거리 및 상대적인 각도를 연산하는 것을 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 47 항에 있어서,
상기 영상 파라미터는,
상기 엑스선 소스에 제공되는 관전압과 관전류, 엑스선 노출 시간, 상기 엑스선 소스에서 발생된 엑스선을 필터링하는 필터 종류 및 두께, 양극의 타겟 물질, 초점 크기(focal spot size)를 포함하는 노출 파라미터, 그리드의 위치와 각도 및 엑스선의 시야각(FOV) 중 적어도 하나를 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.
제 48 항에 있어서,
상기 결정된 영상 파라미터 중 적어도 하나를 자동으로 제어하는 것을 더 포함하는 이동형 엑스선 영상 장치의 제어 방법.