KR20140118443A - 맘모그래피 장치 및 그의 위치 정렬 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피검체를 엑스레이 촬영하는 맘모그래피 장치에 관한 것으로, 수직축 방향으로 이동 가능하고 피검체를 상하위 촬영 및 내외사위 촬영하도록 제1 수평축을 중심으로 회전 가능한 장치 본체; 상기 장치 본체의 일단부에 고정되어 엑스레이를 조사하는 제너레이터; 상기 장치 본체의 타단부에 고정되고 상기 제너레이터와 대면하는 디텍터를 포함하는 피검체 지지부; 상기 장치 본체를 상기 수직축 방향으로 이동시키는 제1 이동 유닛; 상기 장치 본체를 상기 제1 수평축을 중심으로 회전시키는 회전 유닛; 및 상기 제1 이동 유닛 및 회전 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 피검체 지지부의 상부면 중심이 동일 수평면 상에 위치하도록 상기 회전 유닛이 상기 장치 본체를 회전시킴과 동시에 그에 연동하여 상기 제1 이동 유닛이 상기 장치 본체를 이동시키도록 제어하는 맘모그래피 장치가 제공된다.

Description

맘모그래피 장치 및 그의 위치 정렬 제어 방법{MAMMOGRAPHY APPARATUS AND POSITION ALINGEMENT CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 유방을 엑스레이 촬영하는 맘모그래피 장치 및 그의 위치 정렬 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사 유닛을 피검자의 체형에 맞는 위치로 신속하게 이동 및 정렬할 수 있는 맘모그래피 장치 및 그의 위치 정렬 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 나노소재기반 멀티엑스선원 및 단층합성영상 시스템 기술 개발의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 10037414, 과제명: 나노소재기반 멀티엑스선원 및 단층합성영상 시스템 기술 개발].
엑스레이(X-ray)는 파장 0.01nm 내지 10nm, 주파수 30×1015Hz 내지 30×1018Hz에 해당하는 단파장의 전자기파를 총칭한다. 엑스레이 촬영은 엑스레이가 지닌 높은 투과력으로 피검체의 내부를 투영 표시하는 방사선 사진법(radiography) 중 하나이다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 엑스레이는 물체를 투과하는 과정 중에 콤프턴 산란(compton scattering), 광전 효과(photoelectric effect) 등 물체의 재질, 밀도, 두께에 따른 감쇠 현상을 수반한다. 따라서 엑스레이 촬영은 피검체를 통과하는 과정 중에 누적된 엑스레이의 감쇠량을 기초로 피검체의 내부를 평면에 투영 표시하며, 이를 위해 전용의 엑스레이 시스템이 사용된다.
최근 들어 엑스레이 영상 기술은 반도체 부문과 접목되면서 필름을 이용한 전통의 아날로그 방식 대신에, 상대적으로 높은 해상도, 넓은 동적 영역, 손쉬운 전기적 신호의 생성, 간편한 데이터 처리 및 저장 등 다양한 장점을 지닌 디지털 엑스레이 영상 기술로 빠르게 진화하고 있다. 디지털 기반의 영상 기술은 디지털 영상의 우수한 진단능을 기초로 질병의 조기 진단이라는 임상 환경적 요구를 강하게 반영하고 있다.
이에 따라 엑스레이가 갖는 고유의 생체조직 대조능력을 활용하여, 피검체로서 유방의 내부 구조를 고해상도 영상으로 표현함으로써 유방암의 검출과 조기진단을 위한 병변 및 미세석화회를 검출할 수 있는 유방전용 엑스레이 촬영기술인 "디지털 맘모그래피"가 소개되어 있다. 이러한 디지털 맘모그래피는 디지털 엑스레이 영상 기술의 다양한 장점과 더불어 영상 확대, 촬영 횟수 감소, 해상도 상승, 휘도 및 대비비 조절을 통한 피폭의 극소화라는 고유의 특징으로 인해 빠르게 보급되고 있다.
일반적인 맘모그래피 장치는 크게 하단부가 바닥에 고정된 수직 기둥 형상의 지지 컬럼(column)과, 상기 지지 컬럼에 수직 방향으로 승강 가능하게 설치되고 중간 부분이 수평축을 중심으로 회전 가능하도록 구성된 전체적으로 C자 또는 이와 유사한 형상을 나타내는 C 암(C-arm) 또는 장치 본체를 포함한다. 상기 장치 본체의 상단부에는 하단부를 향해 엑스레이를 조사하는 제너레이터가 장착되고, 상기 장치 본체의 하단부에는 제너레이터와 대면하는 디텍터가 장착되어 있다. 상기 제너레이터와 디텍터 사이에는 상기 장치 본체의 내면을 따라 상하 직선 왕복 운동하는 압박 패드가 설치되어 있다.
이와 같은 맘모그래피 장치에서, 피검자가 촬영 위치로 입식 또는 좌식 상태로 들어서면 장치 본체는 지지 컬럼에 대해 승강 및 회전하여 피검자의 유방이 디텍터 상의 목적 위치에 놓이도록 높이 및 각도가 조절된다. 이어서, 압박 패드는 디텍터를 향하여 이동함으로써 유방을 압박한다. 이 상태에서, 제너레이터는 유방 및 디텍터를 향하여 엑스레이를 조사하고, 유방의 후방에 위치된 디텍터가 유방을 통과한 엑스레이를 수광하여 영상을 얻게 된다.
즉, 디텍터는 엑스레이의 입사량에 비례한 위치별 전기신호를 생성하는데, 전기신호와 위치정보를 읽어 영상처리 알고리즘으로 처리하면 해당 각도에 대한 유방의 엑스레이 영상을 얻을 수 있다. 이후, 유방을 사이에 두고 제너레이터와 디텍터를 회전시키면서 위 과정을 반복함으로써, 맘모그래피 장치는 다양한 내외사위 촬영(MLO: Mediolateral Oblique View) 각도에서 피검자의 유방에 대한 고해상도 영상을 얻을 수 있다.
이상의 촬영원리를 갖는 일반적인 맘모그래피 장치에서, 피검자의 불편을 최소화하고 고품질의 엑스레이 영상을 얻기 위한 핵심적인 구동 매커니즘은 압박 패드의 압박동작과 장치 본체의 승강 및 회전 동작이다. 특히, 압박 패드는 엑스레이 촬영 중 유방에 직접적인 압력을 가함에 따라 피검자가 느끼는 고통 및 불편함과 직결되고, 장치 본체는 승강 및 회전을 통해 정확한 촬영 위치를 결정함에 따라 엑스레이 영상의 품질과 직결된다.
여기에서, 상기 압박 패드가 유방을 압박하는 목적은 유선과 겹쳐 보이는 응어리(병변 또는 미세석회화의 가능성이 높은 부분) 등을 유선과 분리하기 위하여 유방을 압박한 상태에서 촬영하기 위함이다. 이러한 병변이나 미세석회화를 정확하게 검출하기 위해서는 유방을 통상 다양한 각도에서 촬영한다.
도 1 내지 도 3은 맘모그래피 장치의 표준 촬영 방법을 나타내는 개략도로서, 도 1은 상하위 촬영(CC: Craniocaudal view)을 나타내고, 도 2 및 도 3은 내외사위 촬영을 나타낸다. 도 4는 일반적인 맘모그래피의 촬영 유닛의 동작 매커니즘을 나타낸 개략도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 표준 모드의 경우 좌우 유방 각각에 대해 CC 및 MLO 촬영을 실시하는데, 예를 들면 우측 유방을 RCC 및 RMLO를 포함하여 적어도 3장 촬영하고, 좌측 유방을 LCC 및 LMLO를 포함하여 적어도 3장 촬영한다. 이러한 촬영을 위하여 맘모그래피 장치의 촬영 유닛은 해당 각도로 회전하여야 한다.
도 4를 참조하면, 종래의 맘모그래피 장치에서, 촬영 유닛이 구비된 장치 본체(10)의 회전축(12a)은 통상적으로 무게 중심 등을 이유로 장치 본체(10)의 중심으로부터 상측으로 편심되어 위치된다. 따라서, 장치 본체(10)는 도 4의 (a) 위치에서 피검체인 유방(BR)을 압박 패드(15) 및 디텍터(14) 사이에서 압박하여 제너레이터(13) 및 디텍터(14)에 의해 CC 촬영을 실시한다. 그 후, MLO 촬영을 위하여 장치 본체(10)는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 원하는 각도(θ)로 회전한 다음, 다시 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 유방 높이에 맞게 y만큼 하강하여야 한다. 즉, 장치 본체(10)는 회전 및 하강의 2단 동작을 행한다.
이러한 종래의 맘모그래피 장치는 표준 촬영 시 피검자의 체형(키, 유방의 위치 등)에 따라 장치의 위치 및 각도는 수동으로 조절되고, 장치 본체의 직선 이동 및 회전은 통상 별도로 제어됨으로써 신속한 동작을 제공하지 못하게 된다. 예를 들어, 앞서 설명한 바와 같이, CC 촬영 후 MLO 촬영 시 또는 MLO 촬영 후 CC 촬영 시 장치 본체의 회전으로 촬영 유닛의 높이가 달라지게 된다. 이 후, 촬영 유닛을 회전에 의해 변한 높이만큼 하강 또는 승강시켜야 하는 바, 그 정확도가 떨어질 수 있다. 더욱이, 장치 본체의 승하강을 위하여 피검자가 맘모그래피 장치로부터 뒤로 물러나야만 하고 높이 조절 후 다시 촬영 위치로 들어서야만 한다. 이러한 이유로 인하여, 맘모그래피 장치의 촬영 시간이 길어지고 그에 따라 피검자 및 검사자의 피로도가 높아지는 문제점이 있다. 또한, 수동 조작으로 인해 좌우 대칭의 균일한 촬영 결과를 얻기 힘들어 촬영 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 다양한 각도의 엑스레이 촬영 시 장치 구동 시간을 최대한 단축시키면서도 피검자의 체형(키, 유방의 높이)에 맞는 위치로 정렬이 용이한 맘모드래피 장치 및 그의 위치 정렬 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따르면, 수직축 방향으로 이동 가능하고 피검체를 상하위 촬영 및 내외사위 촬영하도록 제1 수평축을 중심으로 회전 가능한 장치 본체; 상기 장치 본체의 일단부에 고정되어 엑스레이를 조사하는 제너레이터; 상기 장치 본체의 타단부에 고정되고 상기 제너레이터와 대면하는 디텍터를 포함하는 피검체 지지부; 상기 장치 본체를 상기 수직축 방향으로 이동시키는 제1 이동 유닛; 상기 장치 본체를 상기 제1 수평축을 중심으로 회전시키는 회전 유닛; 및 상기 제1 이동 유닛 및 회전 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 피검체 지지부의 상부면 중심이 동일 수평면 상에 위치하도록 상기 회전 유닛이 상기 장치 본체를 회전시킴과 동시에 그에 연동하여 상기 제1 이동 유닛이 상기 장치 본체를 이동시키도록 제어하는 맘모그래피 장치가 제공된다.
상기 장치 본체는 상기 제1 수평축에 수직인 제2 수평축 방향으로 이동 가능하고, 상기 컨트롤러에 의해 제어되고 상기 장치 본체를 제2 수평축 방향으로 이동시키는 제2 이동 유닛을 추가로 포함하고, 상기 컨트롤러는 피검체 지지부의 상부면 중심이 이동하지 않도록 상기 회전 유닛이 상기 장치 본체를 회전시킴과 동시에 그에 연동하여 상기 제1 및 제2 이동 유닛이 상기 장치 본체를 이동시키도록 제어할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 태양에 따르면, 수직축 방향으로 이동 가능하고 피검체를 상하위 촬영 및 내외사위 촬영하도록 제1 수평축을 중심으로 회전 가능한 장치 본체와, 상기 장치 본체의 일단부에 고정되어 엑스레이를 조사하는 제너레이터와, 상기 장치 본체의 타단부에 고정되고 상기 제너레이터와 대면하는 디텍터를 구비한 피검체 지지부를 포함하는 맘모그래피 장치를 포함하는 단계와, 상기 피검체 지지부의 상부면 중심이 동일 수평면 상에 위치하도록 상기 장치 본체를 제1 수평축을 중심으로 회전시킴과 동시에 그에 연동하여 상기 장치 본체를 수직축 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 맘모그래피 장치의 위치 정렬 제어 방법이 제공된다.
상기 장치 본체는 상기 제1 수평축에 수직인 제2 수평축 방향으로 이동 가능하고, 상기 장치 본체를 동시에 이동 및 회전시키는 단계는 상기 피검체 지지부의 상부면 중심이 이동하지 않도록 상기 장치 본체를 제1 수평축을 중심으로 회전시킴과 동시에 상기 수직축 및 제2 수평축 방향으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 맘모그래피 장치 및 그의 위치 정렬 제어 방법에 따르면, 다양한 각도의 엑스레이 촬영 시 촬영 유닛의 회전 및 승하강 작동을 상호 연동시켜 자동으로 동시에 행함으로써, 그리고 촬영 유닛의 위치 정렬 중에 피검자의 움직임을 최대한 줄임으로써 장치의 구동 및 촬영 시간을 최대한 단축시킬 수 있다. 이러한 시간 단축으로 인하여 피검자와 검사자의 피로도 및 불편함을 최소화할 수 있다.
또한, 촬영 유닛의 회전 및 승하강 작동을 자동으로 동시에 행함으로써, 정확한 좌우 대칭의 균일한 촬영 결과를 얻을 수 있어 병변이나 미세석회화 등을 정확히 판독할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 맘모그래피 장치의 표준 촬영 방법을 나타내는 개략도로서, 도 1은 상하위 촬영(CC)을 나타내는 도면이고, 도 2 및 도 3은 내외사위 촬영(MLO)을 나타내는 도면이다.
도 4는 일반적인 맘모그래피의 촬영 유닛의 동작 매커니즘을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 맘모그래피 장치의 전체 구성을 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 맘모그래피 장치의 장치 본체 및 지지 컬럼 일부의 사시도다.
도 7은 본 발명에 따른 맘모그래피 장치의 컨트롤러를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 맘모그래피 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 추가 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변형 및 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시예에 대해 한정하려는 것이 아니다. 또한, 후속하는 특허청구범위의 범주에서 다양한 변형, 변경 및 수정이 행해지는 것이 가능하며, 이들 역시 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 서로가 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 개재되어 간접적으로 연결 또는 접속되어 있는 것도 포함하는 것으로 이해하여야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해하여야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 언급되지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 작동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 작동, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지털 맘모그래피 장치를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서, "맘모그래피 장치"는 디지털 방식의 맘모그래피 장치를 예로서 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 아날로그 방식에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명에 따른 맘모그래피 장치의 전체 구성을 도시하는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 맘모그래피 장치의 장치 본체 및 지지 컬럼 일부의 사시도다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 맘모그래피 장치는 엑스레이 촬영을 위한 기본적인 구성들을 포함하는 장치 본체(100)와, 장치 본체(100)가 수직 이동 가능하게 연결되는 지지 컬럼(200)을 포함한다.
상기 지지 컬럼(200)은 수직 기둥 형상으로서 기본적으로 장치 본체(100)를 지지하는 역할을 한다. 지지 컬럼(200)은 그의 하단부가 도 5에의 x축 방향의 (도시되지 않은) 베이스 레일에 장착되어 x축을 따라서 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 베이스 레일에는 (도시되지 않은) 지지 컬럼 이동 유닛을 포함하고, 지지 컬럼 이동 유닛은 지지 컬럼(200)을 x축 방향으로 직선 이동시킬 수 있다. 이를 위하여, 지지 컬럼 이동 유닛은 제1 모터와, 제1 모터의 회전을 직선 이동으로 변환하기 위한 수단으로서 랙/피니언, 벨트, 볼 스크류 중에서 임의의 하나를 포함할 수 있다. 이러한 구성은 당업자에게 이미 잘 알려진 기술로서 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 지지 컬럼(200)은 장치 본체(100)를 지지하면서 장치 본체(100)가 수직 길이 방향(도 5에서 y축 방향)을 따라 승강 가능하도록 그에 수직축을 제공한다. 지지 컬럼(200)은 또한 장치 본체(100)(구체적으로는 장치 본체(100)의 지지 컬럼 연결부(110))를 상하로 이동시키기 위한 장치 본체 승강 유닛을 포함한다. 본체 승강 유닛은 제2 모터와 제2 모터의 회전을 직선 이동으로 변환하기 위한 수단을 포함하는데, 이는 구동 방향을 제외하면 지지 컬럼 이동 유닛과 사실상 동일한 구성이다.
상기 장치 본체(100)는 상하 양단부가 서로 마주보는 호 형상으로, 전체적으로 C자 또는 이와 유사한 형상을 나타내기 때문에 C 암이라고도 한다. 장치 본체(100)는 지지 컬럼(200)에 수직 방향으로 승강 가능하도록 연결된 지지 컬럼 연결부(110)와, 지지 컬럼 연결부(110)를 중심으로 회전 가능하도록 연결된 수직 연결부(120)를 포함한다. 장치 본체(100)는, 촬영 유닛으로서, 장치 본체(100)의 수직 연결부(120)의 일단부(예를 들어 본 실시예에서는 상단부)에 장착되어 마주보는 타단부(예를 들어 본 실시예에서는 하단부)를 향해 엑스레이를 조사하는 제너레이터(130)와, 수직 연결부(120)의 타단부에 장착되어 제너레이터(130)와 대면하는 디텍터(140)와, 상기 장치 본체(100)의 내면을 따라 제너레이터(130)와 디텍터(140) 사이를 직선 왕복 운동하는 플레이트 형상의 압박 패드(150)를 포함한다. 피검체는 압박 패드(150)와 디텍터(140) 사이에 위치되어 엑스레이 촬영이 수행되나, 압박 패드(150)와 디텍터(140) 사이에 검사판(160)을 선택적으로 설치하여, 피검체를 압박 패드(150)와 검사판(160) 사이에 위치시켜 엑스레이 촬영을 수행할 수 있다. 즉, 검사판(160)이 없는 경우에는 디텍터(140)가 피검체 지지부의 역할을 하고, 검사판(160)이 있는 경우에는 검사판(160)이 피검체 지지부의 역할을 하게 된다.
상기 컬럼 연결부(110)에는 수직 연결부(120)가 유방을 내외사위 촬영이 가능하게 수평축(도 5의 z축)을 중심으로 회전 가능하도록 연결되고, 수직 연결부(120)를 이와 같이 회전시키기 위한 (도시되지 않은) 장치 본체 회전 유닛이 설치되어 있다. 장치 본체 회전 유닛은 제3 모터 및 일련의 기어열로 구성될 수 있으며, 이러한 구성 역시 당업자에게 이미 잘 알려진 기술로서 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
수직 연결부(120)는 기본적으로 제너레이터(130)와 디텍터(140)가 각각 장착된 상하 양단부와 이를 연결하는 기둥으로 이루어져 있다. 수직 연결부(120)의 기둥에는 압박 패드(150)가 활주 가능하게 장착되고, 수직 연결부(120)의 일 측에는 압박 패드(150)를 상하로 이동시키기 위한 구동 수단이 설치되어 있다. 압박 패드 지지부(152) 및 그에 연결된 압박 패드(150)의 이러한 상하 이동에 의해 디텍터(140), 또는 경우에 따라서 검사판(160) 상에 위치되는 유방을 압박하게 된다.
장치 본체(100)의 상단부에 장착된 제너레이터(130)는 높은 운동에너지를 지닌 전자를 금속의 타깃(target)에 충돌시켜 엑스레이를 발생시키는 장치로서, 바람직하게는 엑스레이의 조사 방향 또는 조사 면적을 제어하는 콜리메이터(collimator) 등의 광학계를 구비한다.
장치 본체(100)의 하단부에 장착된 디텍터(140)는 기본적으로 유방을 통과한 엑스레이를 수광하여 영상을 얻기 위한 수단으로, 유방을 올려놓음으로써 이를 지지하는 피검체 지지부로서의 역할도 동시에 겸할 수 있다. 즉, 상기 디텍터(140) 상에 유방을 올려놓은 후 상기 압박 패드(150)로 유방을 가압함으로써, 상기 디텍터(140)와 압박 패드(150) 사이에서 유방이 압박되고, 그와 같이 압박된 상태의 유방을 상기 제너레이터(130)와 디텍터(140)에 의해 촬영하게 된다. 디텍터(140)는 엑스레이의 입사량에 비례한 위치별 전기신호를 생성하고, 전기신호와 위치정보를 읽어 영상처리 알고리즘으로 처리하여 유방의 엑스레이 영상을 얻을 수 있다. 이때, 디텍터(140)에는 엑스레이의 변환 방식에 따라 별도의 중간 단계 없이 엑스레이로부터 직접 전기적 신호를 획득하는 직접 변환 방식이나 또는 엑스레이를 가시 광선으로 변환하여 가시광선에 의해 간접적으로 전기적 신호를 얻는 간접 변환 방식 등 일반적인 기술 내용이 폭넓게 적용될 수 있다.
검사판(160)은 디텍터(140)의 피검체 지지부로서의 기능을 대신하기 위하여 선택적 구성으로서 포함될 수 있다. 검사판(160)이 포함되는 경우, 압박 패드(150)와 검사판(160)에 의해 유방이 가압되고 이러한 상태의 유방을 상기 제너레이터(130)와 디텍터(140)를 통해 촬영하게 된다. 따라서, 디텍터(140)는 유방을 통과한 엑스레이를 수광하여 영상을 얻는 기능만을 수행하게 된다.
이와 같이 구성된 맘모그래피 장치에는 장치 본체(100)의 직선 이동 및 회전을 제어하기 위한 도 7의 컨트롤러(300)를 추가로 포함한다. 컨트롤러(300)는 맘모그래피 장치의 모든 구성요소들을 제어하기 위한 구성으로서, 장치 본체(100)의 직선 이동 및 회전을 제어하는 기능 이외의 기능은 종래의 맘모그래피 장치의 컨트롤러와 동일하다. 즉, 장치 본체(100)의 직선 이동 및 회전을 제어하는 기능은 기 설치된 맘모그래피 장치의 컨트롤러에 기능적으로 부가될 수 있다. 이와 달리, 컨트롤러(300)는 서브 컨트롤러의 형태로 구비되어, 장치 본체(100)의 직선 이동 및 회전만을 제어하고 맘모그래피 장치의 다른 구성요소들은 별도의 메인 컨트롤러에서 제어될 수도 있음은 물론이다. 본 명세서에서는, 어느 경우든 컨트롤러(300)는 장치 본체(100)의 직선 이동 및 회전을 제어하는 기능만을 설명하고자 한다.
상기 컨트롤러(300)는 모드 선택부(320), 토크 결정부(340), 제1 내지 제3 모터 제어부(361, 362, 363)를 포함한다. 상기 모드 선택부(320)는 외부의 명령에 따라 후속 모드, 즉 CC 촬영 모드, MLO 촬영 모드, 및 MLO 촬영 모드의 경우 촬영 각도 등을 선택한다. 상기 토크 결정부(340)는 모드 선택부(320)의 선택 모드에 따라 (아래에 설명될 도 8에 나타난 관계를 사용하여) 제1 내지 제3 모터의 회전력을 각각 산출한다. 상기 제1 내지 제3 모터 제어부(361, 362, 363)는 상기 산출된 모터의 회전력에 기초하여 제1 내지 제3 모터를 각각 제어하여, 장치 본체(100)에 구비된 촬영 유닛의 x축 및 y축 방향의 직선 이동 및 z축 방향의 회전 이동을 제어한다.
상기 컨트롤러(300)는 장치 본체(100)에 구비된 촬영 유닛의 x축 및 y축 방향의 직선 이동을 위한 제1 및 제2 모터와, 촬영 유닛의 z축 방향의 회전을 위한 제3 모터를 연동시켜 장치 본체(100)의 x축 방향 이동, 승강, 및 회전 동작을 동시에 수행하도록 제어할 수 있다.
도 8을 참조하여, 상기 제1 내지 제3 모터에 의한 촬영 유닛의 직선 이동 및 회전 동작에 대해 설명한다. 도 8은 본 발명에 따른 맘모그래피 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
피검체 지지부(140 또는 160)의 상부면 상에 피검체가 위치되기 때문에, 촬영 유닛의 회전에 의한 직선 이동 거리는 피검체 지지부(140 또는 160)의 상부면의 중심을 기준으로 제어하는 것으로 바람직하다. 장치 본체(100)가 각도 θ만큼 z축을 중심으로 (반시계 방향으로) 회전하였을 때, 피검체 지지부(140 또는 160)는 x축 방향으로 a만큼 직선 이동하고 y축 방향으로 b만큼 직선 이동하게 된다. 따라서, 장치 본체(100)를 θ만큼 회전시킴과 동시에 이를 -x축 방향(좌측)으로 a만큼 이동시키고 -y축 방향(하향)으로 b만큼 이동시키면, 피검체 지지부(140 또는 160)의 상부면의 중심은 x축 및 y축 방향으로 이동하지 않고 피검체 지지부의 상부면이 θ만큼 회전된 배향을 갖게 된다. 즉, 피검체 지지부(140 또는 160)는 항상 일정한 x축 방향 위치 및 y축 방향 위치(즉, 높이)를 유지할 수 있다. 이때, 장치 본체(100)의 회전축으로부터 피검체 지지부(140 또는 160)의 상부면까지의 거리를 A라고 하면, a 및 b의 값은 다음과 같다.
a = A*sinθ
b = A - A*cosθ = A(1-cosθ)
따라서, 장치 본체(100)를 θ만큼 회전시킴과 동시에 그에 연동하여 좌측 및 하향으로 각각 A*sinθ 및 A(1-cosθ)만큼 이동시키면, 피검체 지지부(140 또는 160)는 그의 상부면의 중심이 처음 위치를 그대로 유지할 수 있다.
상기와 같은 관계에 따라, 컨트롤러(300)는 토크 결정부(340)에서 상기 이동 거리 a 및 b와 회전 각도 θ에 대응하는 제1 내지 제3 모터의 회전력을 결정한다. 이어서, 제1 내지 제3 모터 제어부(361, 362, 363)는 상기 결정된 회전력 데이터를 수신하고, 이를 기초로 제1 내지 제3 모터를 동시 연동시켜 장치 본체(100)의 x축 및 y축 방향 직선 이동과 회전을 동시에 수행한다. 이때, 장치 본체(100)의 x축 및 y축 방향 직선 이동 및 회전은 각각 지지 컬럼 이동 유닛에 의한 지지 컬럼(200)의 이동, 본체 승강 유닛에 의해 장치 본체(100)의 이동, 및 장치 본체 회전 유닛에 의한 장치 본체(100)의 회전에 의해 이루어질 수 있다.
이와 같이, 장치 본체(100)가 θ만큼 회전하더라고 피검체 지지부(140 또는 160)의 상부면의 중심은 처음 위치를 그대로 유지할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 맘모그래피 장치는 피검자가 특별히 이동할 필요 없이 다양한 각도에서 엑스레이 촬영을 수행할 수 있다. 즉, 종래의 맘모그래피 장치가 촬영 각도를 변화시킬 때마다 피검자가 맘모그래피 장치 후방으로 물러선 다음, 장치가 해당 배향 상태로 설정되면 다시 맘모그래피 장치로 들어서야 하는 것과 비교하여, 피검자가 이동할 필요가 없는 본 발명의 맘모그래피 장치는 촬영 시간을 상당히 단축시킬 수 있어 매우 효율적이고 피검자 및 검사자 모두에게 가해지는 피로도를 줄일 수 있다.
한편, 상기 실시예에서는 장치 본체(100)를 x축 방향으로 이동시키기 위하여 그가 연결된 지지 컬럼(200)을 이동시키고 있으나, 지지 컬럼(200)은 바닥에 고정시키고, 지지 컬럼 연결부(110)와 수직 연결부(120)를 포함한 이들 사이의 임의의 부분에 x축 방향으로 이동 가능한 스테이지를 추가하여 장치 본체(100)의 x축 방향 이동을 구현할 수 있다. 또는, 지지 컬럼(200)을 바닥에 고정시키고, 장치 본체(100)의 전방에 x축 방향으로 이동 가능한 피검자 스테이지를 추가하고, 상기 피검자 스테이지 상에 피검자가 입식 또는 좌식으로 위치하도록 할 수도 있다. 상기 피검자 스테이지는 도 8과 관련하여 설명된 회전이 수행되는 경우 -x축 방향(좌측)이 아니라 (피검체 지지부의 x축 방향 이동에 따라) x축 방향(우측)으로 a만큼 이동하여야 한다는 것에 유의하여야 한다.
본 발명의 맘모그래피 장치의 다른 실시예로서, 지지 컬럼(200)을 바닥에 고정 설치하여 장치 본체(100)가 x축 방향으로는 이동할 수 없도록 구성함과 동시에 장치 본체(100)의 x축 방향 이동과 관련된 구성요소들, 즉 제1 모터, 제1 모터 제어부 등을 제거할 수도 있다. 이 경우, 상기 컨트롤러(300)는 장치 본체(100)에 구비된 장치 본체(100)의 y축 방향의 직선 이동을 위한 제2 모터와 장치 본체(100)에 구비된 장치 본체(100)의 z축 방향의 회전을 위한 제3 모터만을 연동시켜 장치 본체(100)의 승강 및 회전 동작을 동시에 수행하도록 제어할 수 있다. 따라서, 장치 본체(100)를 θ만큼 회전시킴과 동시에 이를 하향으로 A(1-cosθ)만큼 이동시키면, 피검체 지지부(140 또는 160)는 그의 상부면의 중심이 x축 방향으로 이동은 하더라도 y축 방향의 이동은 없어 일정한 높이를 유지할 수 있다. 이러한 구성의 맘모그래피 장치는 피검자가 단순히 우측(또는 좌측)으로만 이동하면 되기 때문에, 종래 기술에 따른 맘모그래피 장치에 비하면 촬영 시간을 상당히 단축시킬 수 있어 매우 효율적이고 피검자 및 검사자 모두에게 가해지는 피로도를 줄일 수 있다. 이는 피검자의 이동이 다소 요구되기는 하지만, 전술된 실시예에 비하여 장치가 단순하고 그에 따른 비용을 줄일 수 있다는 이점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경의 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 장치 본체 110: 지지 컬럼 연결부
120: 수직 연결부 130: 제너레이터
140: 디텍터 150: 압박 패드
200: 지지 컬럼 300: 컨트롤러
320: 모드 선택부 340: 토크 결정부
361: 제1 모터 제어부 362: 제2 모터 제어부
363: 제3 모터 제어부

Claims (4)

  1. 수직축 방향으로 이동 가능하고 피검체를 상하위 촬영 및 내외사위 촬영하도록 제1 수평축을 중심으로 회전 가능한 장치 본체;
    상기 장치 본체의 일단부에 고정되어 엑스레이를 조사하는 제너레이터;
    상기 장치 본체의 타단부에 고정되고 상기 제너레이터와 대면하는 디텍터를 포함하는 피검체 지지부;
    상기 장치 본체를 상기 수직축 방향으로 이동시키는 제1 이동 유닛;
    상기 장치 본체를 상기 제1 수평축을 중심으로 회전시키는 회전 유닛; 및
    상기 제1 이동 유닛 및 회전 유닛을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 피검체 지지부의 상부면 중심이 동일 수평면 상에 위치하도록 상기 회전 유닛이 상기 장치 본체를 회전시킴과 동시에 그에 연동하여 상기 제1 이동 유닛이 상기 장치 본체를 이동시키도록 제어하는 맘모그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장치 본체는 상기 제1 수평축에 수직인 제2 수평축 방향으로 이동 가능하고, 상기 컨트롤러에 의해 제어되고 상기 장치 본체를 제2 수평축 방향으로 이동시키는 제2 이동 유닛을 추가로 포함하고,
    상기 컨트롤러는 피검체 지지부의 상부면 중심이 이동하지 않도록 상기 회전 유닛이 상기 장치 본체를 회전시킴과 동시에 그에 연동하여 상기 제1 및 제2 이동 유닛이 상기 장치 본체를 이동시키도록 제어하는
    맘모그래피 장치.
  3. 수직축 방향으로 이동 가능하고 피검체를 상하위 촬영 및 내외사위 촬영하도록 제1 수평축을 중심으로 회전 가능한 장치 본체와, 상기 장치 본체의 일단부에 고정되어 엑스레이를 조사하는 제너레이터와, 상기 장치 본체의 타단부에 고정되고 상기 제너레이터와 대면하는 디텍터를 구비한 피검체 지지부를 포함하는 맘모그래피 장치를 포함하는 단계와,
    상기 피검체 지지부의 상부면 중심이 동일 수평면 상에 위치하도록 상기 장치 본체를 제1 수평축을 중심으로 회전시킴과 동시에 그에 연동하여 상기 장치 본체를 수직축 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는
    맘모그래피 장치의 위치 정렬 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 장치 본체는,
    상기 제1 수평축에 수직인 제2 수평축 방향으로 이동 가능하고, 상기 장치 본체를 동시에 이동 및 회전시키는 단계는 상기 피검체 지지부의 상부면 중심이 이동하지 않도록 상기 장치 본체를 제1 수평축을 중심으로 회전시킴과 동시에 상기 수직축 및 제2 수평축 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는
    맘모그래피 장치의 위치 정렬 제어 방법.
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