KR20150001184A - 엑스선 촬영 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

엑스선 촬영 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

엑스선 촬영 장치 및 그 동작 방법을 제공한다. 본 엑스선 촬영 장치는, 엑스선을 발생하는 복수 개의 엑스선 발생부, 복수 개의 엑스선 발생부와 마주하면서 대상체를 투과한 상기 엑스선을 검출하는 복수 개의 엑스선 검출부 및 복수 개의 엑스선 발생부와 복수 개의 엑스선 검출부 사이에 배치되며 대상체를 감지하는 복수 개의 센서를 포함한다.

Description

엑스선 촬영 장치 및 그 동작 방법{The X-ray photographing apparatus and the method of operating the same}
본 개시는 엑스선을 이용한 엑스선 촬영 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
엑스선(X-ray)은 산업, 과학, 의료 등의 다양한 분야에서 비파괴 검사, 재료의 구조 및 물성 검사, 영상 진단, 보안 검색 등에 사용되고 있다. 일반적으로, 이러한 엑스선을 이용한 시스템은 엑스선을 방출시키는 엑스선 발생기와 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출기를 포함한다.
엑스선 검출기는 필름 방식에서 디지털 방식으로 급속히 전환되고 있지만, 엑스선 발생기는 거의 텅스텐 필라멘트 방식의 음극을 이용한 전자 발생 소자를 사용하고 있다. 이로 인해 하나의 엑스선 촬영 장치에는 하나의 전자 발생 소자가 장착되어 있다. 한편, 엑스선 검출기는 일반적으로 평판형으로 구현되기 때문에 하나의 전자 발생 소자로부터 영상을 획득하기 위하여 엑스선 발생기와 대상체는 어느 정도의 거리를 두어야 하는 문제가 있다. 또한, 하나의 엑스선 발생기로부터 일정한 면적의 대상체를 촬영해야 하므로 대상체 특정 부분만 선택하여 촬영할 수도 없다.
본 발명의 실시예는 평판형 엑스선 발생기를 포함한 엑스선 촬영 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는 토모그래피 영상을 획득할 수 있는 엑스선 촬영 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는 엑스선의 조사각을 조절할 수 있는 엑스선 발생기, 이를 포함한 엑스선 촬영 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는 대상체를 감지하여 대상체에만 엑스선을 조사할 수 있는 엑스선 촬영 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 일 유형에 따르는 엑스선 촬영 장치는, 엑스선을 발생하는 복수 개의 엑스선 발생부; 상기 복수 개의 엑스선 발생부와 마주하면서 대상체를 투과한 상기 엑스선을 검출하는 복수 개의 엑스선 검출부; 및 상기 복수 개의 엑스선 발생부와 상기 복수 개의 엑스선 검출부 사이에 배치되며 상기 대상체를 감지하는 복수 개의 센서;를 포함한다.
그리고, 상기 복수 개의 엑스선 발생부 중 상기 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 발생부가 상기 엑스선을 발생할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 엑스선 검출부 중 상기 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 검출부가 상기 엑스선을 검출할 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 엑스선 발생부 및 상기 복수 개의 엑스선 검출부는 1차원 또는 2차원으로 배열될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 센서 각각은, 상기 대상체의 존재 여부를 감지할 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 센서의 감지 결과를 이용하여 상기 대상체의 위치를 결정하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 센서 중 적어도 하나는, 상기 복수 개의 엑스선 발생부와 중첩되지 않는 영역에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 엑스선 발생부와 상기 복수 개의 엑스선 검출부 사이에 배치되며, 상기 대상체와 접촉 가능한 패널;을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수 개에 센서부는 상기 패널상에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 패널은, 상기 대상체를 압박할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 센서부 중 적어도 하나는 광 센서, 터치 센서 중 어느 하나일 수 있다.
그리고, 상기 광 센서는 조도 센서일 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 엑스선 발생부는, 상기 대상체로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동 가능하다.
그리고, 상기 엑스선 발생부 각각은, 전자를 방출하는 전자 방출 소자; 및 상기 전자 방출 소자에서 방출된 전자에 의해 엑스선을 발생시키는 에노드 전극;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 센서부 중 적어도 하나는, 상기 에노드 전극과 동일 평면상에 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 유형에 따르는 엑스선 촬영 방법은, 대상체를 감지하는 단계; 복수 개의 엑스선 발생부 중 상기 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 발생부가 엑스선을 발생하는 단계; 및 복수 개의 엑스선 검출부 중 상기 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 검출부가 상기 대상체를 투과한 상기 엑스선을 검출하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 복수 개의 엑스선 발생부 및 상기 복수 개의 엑스선 검출부는 1차원 또는 2차원으로 배열될 수 있다.
또한, 감지된 결과를 이용하여 상기 대상체의 위치를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 감지하는 단계는, 광 센서, 터치 센서 중 적어도 하나를 이용하여 감지할 수 있다.
또한, 상기 엑스선 발생 단계는, 상기 엑스선의 발생 영역이 상기 대상체의 검사 영역보다 작은 경우, 상기 복수 개의 엑스선 발생부는 상기 대상체에 대해 수평 이동하면서 엑스선을 발생함으로써 상기 검사 영역 전체에 엑스선을 발생할 수 있다.
본 개시의 엑스선 촬영 장치는 평판형 엑스선 발생기를 포함하기 때문에 엑스선 발생기를 대상체를 기준으로 가까워지거나 멀어지도록 이동할 수 있다.
본 개시의 엑스선 촬영 장치는 위치에 따라 엑스선의 조사각을 달리함으로써 토모그래피 영상을 획득할 수 있다.
본 개시의 엑스선 촬영 장치는 대상체 전체 또는 대상체의 일부 영역을 촬영할 수 있다.
본 개시의 엑스선 촬영 장치는 엑스선 촬영시 엑스선의 피폭량을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 엑스선 발생부로 구성된 엑스선 발생기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 발생부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 전극을 포함한 전자 방출 소자를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 일 실시예에 따른 두께가 균일하지 않는 에노드 전극을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일한 두께를 갖는 에노드 전극이 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 서로 다른 물질로 형성된 에노드 전극을 도시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서로 다른 물질로 형성된 에노드 전극을 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 파장 대역의 엑스선을 동시에 발생시키거나 단파장의 엑스선을 발생시키는 엑스선 발생기를 도시한 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 도 1의 엑스선 검출기에 적용될 수 있는 엑스선 검출기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발생 영역이 검사 영역보다 작은 경우의 엑스선 촬영 방법을 설명하는 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 영역이 검사 영역보다 작은 경우의 엑스선 촬영 방법을 설명하는 도면이다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상을 획득하기 위한 촬영 방법을 설명하는 도면이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 토모그래피 영상을 획득하기 위한 촬영 방법을 설명하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 발생기를 도시한 도면이다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 토모그래피 영상을 획득하기 위한 촬영 방법을 설명하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상을 획득할 수 있는 엑스선 발생기가 포함된 엑스선 촬영 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서가 포함된 엑스선 발생기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 19a 및 도 19b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서가 배치된 패널을 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 엑스선 촬영 장치의 블록도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 엑스선 촬영 장치 및 그 동작 방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 명세서에서 "대상체(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치(100)의 외관을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 엑스선 촬영 장치(100)는 유방을 촬영하는 맘모그래피 장치이다. 그러나, 본 발명의 엑스선 촬영 장치는 맘모그래피 장치에 한정되지 않으며, 대상체와 접촉한 후 엑스선을 발생하는 엑스선 촬영 장치에는 모두 적용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 엑스선 촬영 장치(100)는 엑스선을 발생하는 엑스선 발생기(10), 대상체(200)를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출기(20) 및 대상체(200)와 접촉 가능한 패널(32, 34)을 포함할 수 있다. 그리고, 엑스선 촬영 장치(100)는 상기한 엑스선 발생기(10), 엑스선 검출기(20) 및 패널(32, 34)을 지지하는 갠트리(40)를 더 포함할 수 있고, 갠트리(40)를 지지하는 본체(50)를 더 포함할 수 있다.
본체(50)에는 의료 기기(100)가 동작할 수 있도록 사용자 명령을 입력할 수 있는 사용자 입력부(52), 투과된 엑스선에 대응하는 영상을 생성하는 신호 처리부(미도시) 및 생성된 영상을 표시하는 표시부(56) 및 엑스선 촬영 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 구비될 수도 있다. 사용자 제어부(52), 신호 처리부(미도시), 표시부(56) 및 제어부(미도시)는 반드시 본체(50)에 구비될 필요는 없으며, 유선 또는 무선에 의해 엑스선 촬영 장치(100)와 통신 가능한 외부기기로 구현될 수도 있다.
또한, 갠트리(40)는 갠트리 구동부(42)를 통해 본체(50)에 고정될 수 있다. 상기한 갠트리(40)는 본체(50)의 일측면에 종방향을 따라 배치될 수 있으며, 갠트리 구동부(42)는 상기한 갠트리(40)를 360° 또는 일정 각도로 회전시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 갠트리 구동부(42)는 갠트리(40)를 본체(50)에 종방향으로 승강 변위되도록 구동할 수도 있다. 그리하여, 갠트리(40)는 갠트리 구동부(42)에 의해 본체(50)의 종방향을 따라 상 또는 하 방향으로 이동하여 대상체(200)에 맞춰 높낮이가 조절될 수 있으며, 갠트리 구동부(42)에 의해 갠트리(40)가 회전할 수 있다.
그리고, 갠트리(40)의 전면에는 대상체(200)와 접촉 가능한 패널(32, 34), 예를 들어, 제1 및 제2 패널(32, 34)이 배치될 수 있다. 제1 및 제2 패널(32, 34)은 갠트리(40) 전면에 종방향을 따라 구비된 가이드홈(44)에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있다. 그리하여, 제1 및 제2 패널(32, 34)의 사이에 대상체(200), 예를 들어, 환자의 유방이 배치되면, 제1 및 제2 패널(32, 34) 중 적어도 하나가 상기한 대상체(200)를 압박하여 대상체(200)를 압축할 수 있다. 예를 들어, 제2 패널(34)을 상 또는 하 방향으로 이동시켜 제2 패널(34)의 상면에 대상체(200)를 안착시킨 후 제1 패널(32)을 하 방향으로 이동시켜 대상체(200)를 압박하여 대상체(200)를 압축시킬 수 있다.
제1 패널(32)의 상부에는 엑스선을 발생시키는 엑스선 발생기(10)가 마련될 수 있다. 상기한 엑스선 발생기(10)는 제1 패널(32)과 일정 거리(d)를 유지하면서 대상체(200)로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 발생기(10)는 제1 패널(32)과 일체화되어 제1 패널(32)과 함께 가이드홈(44)을 따라 이동할 수 있다.
구체적으로, 제1 패널(32)이 대상체(200)를 압박한 상태에서 엑스선 발생기(10)가 대상체(200)에 엑스선을 발생하기 때문에 엑스선 발생기(10)와 대상체(200)와의 거리를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 발생기(10)와 대상체(200)간의 거리는 약 10cm이내일 수 있다. 그리하여, 엑스선이 대상체(200) 이외에 다른 영역으로 방사되는 것을 방지할 수 있어 엑스선 피폭을 최소화할 수 있다. 엑스선 발생기(10)와 대상체(200)와의 거리를 최소화하기 위해 엑스선 발생기(10)는 대상체(200)의 상면에 접하게 배치될 수도 있다. 또한, 엑스선 발생기(10)는 복수 개의 엑스선 발생부(300)를 포함하는데, 엑스선 발생기(10)에 대해서는 후술하기로 한다.
그리고, 제2 패널(34)의 하부에는 대상체(200)를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출기(20)가 마련될 수 있다. 상기한 엑스선 검출기(20)도 제2 패널(34)과 일정 거리를 유지하면서 대상체(200)로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 검출기(20)는 제2 패널(34)과 일체화되어 제2 패널(34)과 함께 가이드홈(44)을 따라 이동할 수 있다.
구체적으로, 제2 패널(34)에 대상체(200)가 안착된 상태에서 엑스선 검출기(20)는 대상체(200)를 투과하는 엑스선을 검출하기 때문에 엑스선 검출기(20)와 대상체(200)와의 거리를 최소화할 수 있다. 그리하여, 엑스선의 검출이 보다 정확할 수 있다. 엑스선 검출기(20)와 대상체(200)와의 거리를 최소화하기 위해 엑스선 검출기(20)는 대상체(200)의 하면에 접하게 배치될 수도 있다. 또한, 엑스선 검출기(20)는 복수 개의 엑스선 검출부를 포함하는데, 엑스선 검출부에 대해서는 후술하기로 한다.
이하 엑스선 발생기(10)에 대해 구체적으로 살펴본다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 엑스선 발생부(300)로 구성된 엑스선 발생기(10a, 10b)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(10a)는 1차원으로 배열된 복수 개의 엑스선 발생부(300)로 구성될 수 있다. 또는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(10b)는 2차원으로 배열된 복수 개의 엑스선 발생부(300)로 구성될 수 있다.
복수 개의 엑스선 발생부(300)는 각각 독립적으로 구동하여 엑스선을 발생할 수 있다. 따라서, 엑스선 발생부(300) 모두가 구동하여 대상체(200)에 엑스선을 조사하거나 엑스선 발생부(300) 중 일부가 구동하여 대상체(200)에 엑스선을 조사할 수 있다. 또한, 상기 엑스선 발생부(300) 중 적어도 하나가 구동하여 대상체(200)의 모든 영역이나 특정 영역에 엑스선을 조사할 수 있다. 뿐만 아니라, 엑스선 발생부(300)의 적어도 하나는 동시에 구동하거나 순차적으로 구동할 수 있다. 이 경우, 구동하는 엑스선 발생부(300)에 대응하는 엑스선 검출부만 구동할 수도 있다.
도 2a 및 도 2b에는 복수 개의 엑스선 발생부(300)가 하나의 기판(11, 12)상에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 엑스선 발생부 각각은 별도로 제작되고, 복수 개의 엑스선 발생부를 조립하여 엑스선 발생기를 생성할 수도 있다. 또는 일부 엑스선 발생부는 하나의 기판상에 형성되고 다른 기판에 형성된 나머지 엑스선 발생부와 조립할 수도 있다. 예를 들어, 2차원의 엑스선 발생기를 제작할 때 하나의 기판상에 1차원의 엑스선 발생기를 생성한 후 1차원 엑스선 발생기들을 배열하여 2차원 엑스선 발생기를 제작할 수도 있다. 도면에는 도시되어 있지 않지만, 각 엑스선 발생부에서 발생된 엑스선이 이웃하는 엑스선과 간섭되지 않도록 엑스선의 진행 경로를 제어하는 엑스선 제어부를 포함할 수 있다. 상기한 엑스선 제어부는 엑스선 발생부에 대응하는 영역에는 개구가 형성되고, 나머지 영역(예를 들어, 엑스선 발생부간의 경계 영역)에는 엑스선 흡수 물질이 그리드 타입으로 형성될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 발생부(300a, 300b, 300c, 300d)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생부(300a)는 전자를 방출할 수 있는 전자 방출 소자(310a)와 방출된 전자의 충돌에 의해 엑스선을 방출하는 에노드 전극(320a)을 포함할 수 있다. 에노드 전극(320)은, 예를 들면, W, Mo, Ag, Cr, Fe, Co, Cu 등과 같은 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다.
그리고, 전자 방출 소자(310a)는 캐소드 전극(312) 및 상기한 캐소드 전극(312)상에 배치되며 전자를 방출하는 전자 방출원(314)을 포함할 수 있다. 캐소드 전극(312)은 Ti, Pt, Ru, Au, Ag, Mo, Al, W 또는 Cu와 같은 금속 또는 ITO(indium tin oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), SnO2(Tin oxide) 또는 In2O3 등의 금속산화물일 수 있다. 그리고, 전자 방출원(314)은 전자를 방출할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전자 방출원(314)은 금속, 실리콘, 산화물, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), 카바이드 화합물, 질소 화합물, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버 등으로 형성될 수 있다.
캐소드 전극(312)은 전자 방출원(314)에 전압을 인가한다. 전자 방출원(314)과 에노드 전극(320) 즉, 캐소드 전극(312)과 에노드 전극(320)간의 전압 차가 발생하면, 전자 방출원(314)에서 전자가 방출하여 에노드 전극(320)에 충돌하게 되고, 에노드 전극(320)에서는 전자의 충돌에 의해 엑스선이 방출된다.
또한, 엑스선 발생부(300b)의 전자 방출 소자(310b)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 전자 방출원(314)과 에노드 전극(320) 사이에 게이트 전극(316)을 더 포함할 수 있다. 상기한 게이트 전극(316)은 캐소드 전극(312)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 그리고, 전자 방출원(314)은 게이트 전극(316)과 캐소드 전극(312)간의 전압 차에 의해 전자를 방출할 수 있다. 이와 같이, 캐소드 전극(312)과 에노드 전극(320a) 사이에 게이트 전극(316)을 배치시킴으로써 게이트 전극(316)에 인가되는 전압에 의해 전자 방출원(314)에서 유도되는 전자를 제어할 수 있다. 그리하여, 엑스선 발생부(300b)는 보다 안정적으로 전자 방출을 제어할 수 있다.
뿐만 아니라, 엑스선 발생부(300c)의 전자 방출 소자(310c)는, 도 3c에 도시된 바와 같이, 전자 방출원(314)과 에노드 전극(320b) 사이에 포커싱 전극(318)을 더 포함할 수 있다. 상기한 포커싱 전극(318)도 캐소드 전극(312)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기한 포커싱 전극(318)은 전자 방출원(314)에서 방출된 전자가 에노드 전극(320b)의 일정 영역에 포커싱되어 충돌되도록 한다. 그리하여, 포커싱 전극(318)은 엑스선의 발생 효율을 증가시킬 수 있다. 포커싱 전극(318)에 인가되는 전압은 게이트 전극(316)에 인가되는 전압과 동일하거나 유사한 전압이 인가되어 최적의 포커싱 성능을 유지할 수 있다.
그리고, 도 3d에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생부(300d)의 전자 방출 소자(310d)는 캐소드 전극(312), 캐소드 전극(312)상에 배치되며 전자를 방출하는 전자 방출원(314), 캐소드 전극과 이격 배치된 게이트 전극(316) 및 방출된 전자를 포커싱하는 포커싱 전극(318)을 포함할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 전극(420)을 포함한 전자 방출 소자(400)를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전자 방출 소자(400)는 캐소드 전극(410), 캐소드 전극(410)과 이격 배치되는 메쉬 구조의 게이트 전극(420), 캐소드 전극(410)과 게이트 전극(420) 사이에서 제1 방향으로 연장되며 서로 이격 배치되는 복수 개의 절연층(430) 및 복수 개의 전자 방출원(440)을 포함할 수 있다. 전자 방출 소자(440)를 지지하는 기판(450)은 글라스와 같은 절연 물질로 형성될 수 있다. 기판(450)은 하나의 전자 방출 소자(440)을 지지할 수도 있지만, 복수 개의 전자 방출 소자(440)를 지지할 수도 있다.
캐소드 전극(410) 및 게이트 전극(420)은 전도성 물질로 형성될 수 있다. 캐소드 전극(410)은 전자 방출원(440)에 전압을 인가하며, 평판 형상일 수 있다. 캐소드 전극(410)이 평판 형상일 때 기판(450)이 필요하지 않을 수도 있다. 게이트 전극(420)은 복수 개의 개구(H)를 포함하는 메쉬(mesh) 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(420)은 절연층(430) 상에 이격 배치되는 복수 개의 게이트 라인(422)과 복수 개의 게이트 라인(422)을 상호 연결하는 복수의 게이트 브릿지(424)를 포함할 수 있다. 그리하여, 인접한 두 개의 게이트 라인(422)과 두 개의 게이트 브릿지(424)에 의해 개구(H)가 형성된다.
상기한 개구(H)는 절연층(430) 사이에서 전자 방출원(440)의 적어도 일부가 오픈되도록 배치될 수 있다. 상기와 같이, 게이트 전극(420)이 메쉬 구조로 형성되기 때문에 대면적의 전자 방출 소자(440)를 제조할 수 있다. 도 4에서 게이트 전극(420)의 개구(H)는 사각형으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않는다. 개구(H)의 형태는 원형, 타원형 및 다각형 중 적어도 하나일 수도 있다. 그리고, 크기가 동일할 수 도 있고, 다를 수 도 있다.
절연층(430)은 캐소드 전극(410)과 게이트 전극(420) 사이에 배치되어 캐소드 전극(410)과 게이트 전극(420)간의 전기적 통전을 방지한다. 또한, 절연층(430)은 복수 개가 배치되며, 최소 3개 이상일 수 있다. 절연층(430)은 라인 형상일 수 있다. 그리하여, 복수 개의 절연층(430)은 일 방향으로 연장되며 서로 이격 배치되어 게이트 전극(420)을 지지한다. 복수 개의 절연층(430)은 게이트 전극(420)의 가장자리 영역을 지지하는 제1 절연층(432)와 게이트 전극(420)의 가운데 영역을 지지하는 제2 절연층(434)를 포함할 수 있다.
절연층(430)은 반도체 소자에 사용되는 절연 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연층(430)은 SiO2 또는 SiO2보다 유전율이 높은 High-K 물질인 HfO2, Al2O3, Si3N4 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
도면에서는 라인형상의 절연층(430)이 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 절연층(430)은 캐소드 전극(410)과 게이트 전극(420)간의 전기적 통전을 방지하고 게이트 전극(420)을 지지할 수 있으면 다른 형상이여도 무방하다. 예를 들어, 제2 절연층(434)는 기둥 형상으로 게이트 라인(422)의 하측에 배치될 수 있다.
전자 방출원(440)은 캐소드 전극(410)과 게이트 전극(420)에 인가되는 전압에 의해 전자를 방출한다. 도 4에 도시된 전자 방출 소자(400)는 복수 개의 전자 방출원(440)을 포함할 수 있으며, 복수 개의 전자 방출원(440)은 복수 개의 절연층(430)과 교번적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 전자 방출원(440)은 제2 절연층(434)를 사이에 두고 이격 배치될 수 있다. 전자 방출원(440)도 제2 절연층(434)와 같이 제1 방향으로 연장되는 스트라이프 형상일 수 있다.
게이트 전극(420)이 메쉬 구조이기 때문에 전자 방출원(440)의 상측에도 게이트 전극(420)이 배치된다. 그리하여 전자 방출원(440)과 게이트 전극(420)이 쇼트되지 않게 하기 위해 전자 방출원(440)은 게이트 전극(420)과 이격 배치될 수 있다.
전자 방출원(440)은 전자를 방출할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 전자 방출 소자(400)에서 전자 방출원(440)이 차지하는 면적이 클수록 전자 방출 소자(400)는 많은 양의 전자를 방출할 수 있다. 하지만, 전자 방출원(440)과 게이트 전극(420)사이에 인가되는 전압차에 의한 정전기력(electrostatic force)를 견뎌야 한다. 그리하여, 절연층(430)과 전자 방출원(440)을 교번적으로 배치하고, 전자 방출원(440)이 배치된 영역 위에는 개구(H)가 형성된 게이트 전극(420)을 배치시킴으로써 대면적의 전자 방출 소자(400)의 구현이 가능하다.
또한, 게이트 전극(420)은 전자 방출원(440)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되는 게이트 브릿지(424)를 포함하기 때문에 전자 방출원(440)의 표면에는 균일한 전계가 형성될 수 있다.
도 4에서 전자 방출원(440)은 스트라이프 타입이라고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 전자 방출원(440)은 캐소드 전극(410)상의 개구에 대응하는 영역에 포인트 타입으로 형성될 수 있다. 그리고, 포인트 타입의 전자 방출원(440)이 2차원 배열 즉 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수도 있다.
또한, 도 4에서는 하나의 전자 방출 소자에 복수 개의 전자 방출원이 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 전자 방출 소자에는 하나의 전자 방출원이 배치될 수도 있고, 그 이상의 전자 방출원이 배치될 수도 있다.
한편, 엑스선의 진행 경로는 에노드 전극의 형상에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 에노드 전극의 두께를 균일하지 않게 함으로써, 에노드 전극에서 방출된 엑스선의 진행 경로를 제어할 수 있다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 일 실시예에 따른 두께가 균일하지 않는 에노드 전극을 도시한 도면이다. 도 5a 내지 도 5g에 도시된 에노드 전극은 하나의 엑스선 발생기에 대응하여 하나의 에노드 전극을 도시한 도면이다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 하나의 에노드 전극은 하나의 전자 방출 소자에 대응할 수 있다. 이하 설명의 편의를 도모하기 위해 하나의 엑스선 발생기에 대응하는 하나의 에노드 전극에 대해 설명한다.
도면들에 도시된 바와 같이, 엑스선이 대칭적으로 방사되기 위해 에노드 전극은 엑스선 발생기의 중심축(X)을 기준으로 대칭될 수 있다.
그리고, 에노드 전극(510, 520)의 두께는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기의 중심축(X)으로부터 멀어질수록 작아질 수 있다. 에노드 전극(510, 520)의 두께가 엑스선 발생기의 중심축(X)으로부터 멀어질수록 작아지면, 상기한 에노드 전극(510, 520)에서 방출되는 엑스선은 엑스선 발생기의 중심축(X)으로 포커싱되도록 진행할 수 있다. 그리나, 엑스선 발생기(10)는 대상체의 일부 영역에 엑스선을 보다 효율적으로 조사할 수 있다.
구체적으로, 에노드 전극(510) 중 전자들이 입사하는 면(512, 522)은 평면일 수 있으며, 엑스선이 방출되는 면(514, 524)은 볼록한 면일 수 있다. 엑스선이 방출되는 면(514, 524)은 볼록한 곡면일 수 도 있고, 평면들의 결합으로 볼록한 형상이 형성될 수 도 있다. 엑스선이 포커싱되는 지점은 상기한 볼록한 형상의 정도(θ, R)로 결정될 수 있다. 도 5a 및 도 5b에서는 에노드 전극(510, 520) 중 전자들이 입사하는 면(512, 522)은 평면이고 엑스선이 방출되는 면(514, 524)은 볼록할 수 있다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 전자들이 입사되는 면이 볼록하고 엑스선이 방출되는 면이 평면일 수도 있다.
또한, 에노드 전극(530, 540)의 두께는, 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기의 중심축(X)으로부터 멀어질수록 커질 수 있다. 에노드 전극(530, 540)의 두께가 엑스선 발생기의 중심축(X)으로부터 멀어질수록 커지면, 상기한 에노드 전극(530, 540)에서 방출되는 엑스선은 에노드 전극(530, 540)의 단면보다 넓은 영역으로 진행할 수 있다. 그리나, 엑스선 발생기는 보다 넓은 영역의 대상체에 엑스선을 조사할 수 있다.
구체적으로, 에노드 전극(530, 540) 중 전자들이 입사하는 면(532, 542)은 평면일 수 있으며, 엑스선이 방출되는 면(534, 544)은 오목한 면일 수 있다. 엑스선이 방출되는 면(534, 544)은 오목한 곡면일 수 도 있고, 평면들의 결합으로 오목한 형상이 형성될 수도 있다. 엑스선이 조사되는 영역의 크기는 상기한 오목한 형상의 정도(θ, R)로 결정될 수 있다. 도 5c 및 도 5d에서는 에노드 전극(530, 540) 중 전자들이 입사하는 면(532, 542)은 평면이고 엑스선이 방출되는 면(534, 544)은 오목하다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 전자들이 입사되는 면이 오목하고 엑스선이 방출되는 면이 평면일 수도 있다.
뿐만 아니라, 도 5e에 도시된 바와 같이, 에노드 전극(550)은 전자들이 입사하는 면(552) 및 엑스선이 방출되는 면(554) 모두 볼록한 형상일 수도 있다. 이와 같은 경우, 엑스선의 초점 거리는 보다 짧아질 수 있다. 이외에도, 전자들이 입사하는 면 및 엑스선이 입사하는 면 모두 오목한 형상일 수 도 있으며, 전자들이 입사하는 면 및 엑스선이 입사하는 면 중 하나는 오목한 형상일 수도 있고, 나머지 하는 볼록한 형상일 수도 있다.
또는, 에노드 전극의 두께는 일부 영역만 균일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 5f 및 도 5g에 도시된 바와 같이, 에노드 전극(560, 570)은 일부 영역만 볼록한 형상을 갖을 수 있다. 또한, 볼록한 형상(566)은 동일할 수도 있고, 볼록한 형상(576)은 영역에 따라 다를 수 있다. 그럼에도 불구하고 에노드 전극(560, 570)의 두께는 엑스선 발생기의 중심축(X)를 기준으로 대칭될 수 있다. 도면에는 볼록한 형상만 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 에노드 전극은 오목한 형상을 갖을 수도 있고, 오목한 형상과 볼록한 형상을 모두 갖을 수도 있다.
이와 같이, 균일하지 않는 두께를 갖는 에노드 전극으로 엑스선의 진행 경로를 제어할 수 있기 때문에 엑스선 발생기는 대상체에 보다 효율적으로 엑스선을 조사할 수 있을 뿐만 아니라, 불필요한 엑스선의 피폭량을 감소시킬 수 있다.
물론, 본 발명의 엑스선 촬영 장치는 균일한 두께를 갖는 에노드 전극을 활용할 수 있음도 물론이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 균일한 두께를 갖는 에노드 전극(580)이 도시된 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 균일한 두께를 갖는 에노드 전극(580)을 이용하고, 엑스선 진행 경로는 콜리메이터(미도시)와 같은 별도의 구성요소를 이용할 수도 있다.
뿐만 아니라, 에노드 전극은 서로 다른 파장의 엑스선을 방출할 수 있는 서로 다른 물질로 형성된 복수 개의 층을 포함할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 서로 다른 물질로 형성된 에노드 전극(710)을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 에노드 전극(710)은 서로 다른 물질로 형성된 복수 개의 층(711, 712, 713, 714)으로 구성될 수 있다. 상기한 복수 개의 층(711, 712, 713, 714)은 전자 방출 소자에 대해 나란하게 배치될 수 있다. 그리하여, 에노드 전극(710)은 전자가 충돌되는 층(711, 712, 713, 714)에 따라 서로 다른 파장의 엑스선을 방출할 수 있다.
다중 파장의 엑스선을 방출하는 에노드 전극은 앞서 기술한 바와 같이 두께가 균일하지 않을 수도 있다. 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서로 다른 물질로 형성된 에노드 전극을 도시한 도면이다. 에노드 전극은 서로 물질로 형성된 복수 개의 층을 포함할 수 있으며, 상기한 복수 개의 층 중 적어도 하나는 두께가 균일하지 않을 수 있다.
예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 에노드 전극(810)은 서로 다른 물질로 형성된 복수 개의 층(811, 812, 813, 814)으로 구성될 수 있다. 그리고, 각 층(811, 812, 813, 814)은 엑스선 발생기의 중심축(X)으로부터 멀어질수록 작아지는 두께를 갖을 수 있다. 그리하여, 에노드 전극(810)은 방출되는 엑스선을 포커싱할 수 있다. 파장이 다른 엑스선들은 포커싱되는 영역이 서로 상이하기 때문에 하나의 엑스선 발생기로 대상체 중 깊이가 다른 복수 개의 영역을 한번에 촬영할 수 있다.
뿐만 아니라, 도 8b에 도시된 바와 같이, 에노드 전극(820)은 서로 다른 물질로 형성된 복수 개의 층(821, 822, 823)으로 구성될 수 있다. 에노드 전극(820)은 층(821, 822, 823)에 따라 두께 변화가 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 층(821)은 엑스선 발생기의 중심축(X)으로부터 멀어질수록 작아지는 두께를 작고, 제2 층(822)은 균일한 두께를 가지며, 제3 층(823)은 엑스선 발생기의 중심축(X)으로부터 멀어질수록 커지는 두께를 갖을 수 있다. 그리하여, 에노드 전극(820)은 대상체의 관심 영역은 포커싱시키면서 보다 넓은 주변 영역에 엑스선을 조사할 수 있다.
또한, 본 개시의 엑스선 발생기는 서로 다른 파장의 엑스선을 동시에 또는 선택적으로 발생시킬 수도 있다. 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 파장 대역의 엑스선을 동시에 발생시키거나 단파장의 엑스선을 발생시키는 엑스선 발생기를 도시한 도면이다.
먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이, 전자 방출원(912)을 갖는 복수 개의 전자 방출 소자(910)가 배열되어 있고, 에노드 전극(920)은 복수 개의 전자 방출 소자(910)와 이격되게 배치될 수 있다. 에노드 전극(920)은 서로 다른 물질로 형성된 제1 및 제2 층(922, 924)이 교대로 배치되어 형성될 수 있다. 하나의 전자 방출 소자의 전자 방출원(912)과 대응하는 영역에 제1 및 제2 층(922, 924)이 중첩되어 있는 경우, 전자 방출 소자(910)에서 방출된 전자는 제1 및 제2 층(922, 924)에 충돌될 수 있다. 그리하여, 에노드 전극(920)은 제1 엑스선(X1) 및 제2 엑스선(X2)을 동시에 방출할 수 있다.
한편, 도 9b에 도시된 바와 같이, 에노드 전극(920)은 전자 방출 소자(910)에 대해 평행하게 이동한다. 그리하여, 에노드 전극(920)의 제1 층(922)이 전자 방출원(912)과 중첩되게 배치될 수 있다. 그러면, 전자 방출 소자(910)에서 방출된 전자는 제1 층(922)에 충돌하게 되고 에노드 전극(920)에서는 제1 엑스선(X1)이 방출될 수 있다.
반면, 도 9c에 도시된 바와 같이, 에노드 전극(922)이 평행 이동하여 에노드 전극(922)의 제2 층(924)이 전자 방출원(912)과 중첩되게 배치될 수 있다. 그러면, 전자 방출 소자(910)에서 방출된 전자는 제2 층(924)에 충돌하게 되고, 에노드 전극(920)에서는 제2 엑스선(X2)이 방출될 수 있다.
이와 같이, 동시에 복수 개의 엑스선을 방출하거나 선택적으로 하나의 엑스선을 방출하는 에노드 전극(920)에 의해 엑스선 발생기의 활용도를 높일 수 있다.
앞서 기술한 바와 같이, 엑스선 발생기는 복수 개의 엑스선 발생부가 배열된다. 엑스선 발생부 각각이 하나의 장치로 제작된 후 조립되어 엑스선 발생기가 형성될 수 있다. 또한, 하나의 기판에 복수 개의 전자 방출 소자 및 에노드 전극을 일체형으로 제작할 수 도 있다. 또는, 하나의 기판에 복수 개의 전자 방출 소자를 제작하고 에노드 전극를 조립하여 엑스선 발생기를 형성할 수도 있다. 이외에도 다양한 방법으로 엑스선 발생기가 형성될 수 있다.
추가적으로, 엑스선 발생기는 엑스선의 진행 방향을 제어하는 콜리메이터(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 그리하여 불필요한 엑스선의 피폭을 최소화할 수 있고, 엑스선을 보다 정확하게 검출할 수도 있다.
도 10a 및 도 10b는 도 1의 엑스선 검출기(20)에 적용될 수 있는 엑스선 검출기(1000a, 1000b)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 엑스선 검출기(1000a)는 1차원으로 배열된 복수 개의 엑스선 검출부(1010)로 구성될 수 있다. 또는 도 10b에 도시된 바와 같이, 엑스선 검출기(1000b)는 2차원으로 배열된 복수 개의 엑스선 검출부(1010)로 구성될 수 있다.
그리고, 각 엑스선 검출부(1010)는 엑스선을 수광하고 이를 전기적 신호로 변환하기 위하여 수광소자, 예를 들어 신틸레이터(1011), 포토다이오드(광다이오드, 012) 및 저장소자(1013)을 포함할 수 있다. 신틸레이터(1011)는 엑스선을 수광하고 수광된 엑스선에 따라서 포톤(photon), 특히 가시 포톤, 즉 가시 광선(visible photon)을 출력한다. 포토다이오드(1012)는 신틸레이터(1011)가 출력한 포톤을 수광하고 이를 전기적 신호로 변환한다. 저장소자(1013)는 포토다이오드(1012)에 전기적으로 연결되고 포토다이오드(1012)가 출력하는 전기적 신호를 저장한다. 여기서 저장소자(1013)로는, 예를 들어 스토리지 커패시터(storage capacitor) 등이 있을 수 있다. 각 엑스선 검출부(1011)의 저장소자(1013)에 저장된 전기적 신호는 신호 처리부(미도시)로 인가되어 신호 처리된 후 엑스선 영상이 된다.
또한, 엑스선 검출기는 포토컨덕터(photoconductor)을 이용하여 엑스선을 직접 전기적 신호로 변환시키는 직접 방식으로 엑스선을 검출할 수 도 있다.
엑스선 검출부(1010)는 엑스선 발생기의 엑스선 발생부(300)에 대응하여 마련될 수 있다. 엑스선 발생부(300)와 엑스선 검출부(1010)는 서로 일대일 대응될 수 있다. 한편, 상기 엑스선 발생부(300) 각각이 2 이상의 엑스선 검출부(1010)와 대응할 수도 있고, 2 이상의 엑스선 발생부(300)가 하나의 엑스선 검출부(1010)와 대응할 수 도 있다.
복수 개의 엑스선 검출부(1010)는 동시에 구동할 수도 있고 각각 독립적으로 구동하여 엑스선을 검출할 수 있다. 따라서, 엑스선 검출부(1010) 모두가 구동하여 대상체의 모든 영역에 엑스선을 조사하거나 엑스선 검출부(1010) 중 일부가 구동하여 대상체의 특정 영역을 투과한 엑스선을 검출할 수 있다. 또한, 엑스선 검출부(1010)의 적어도 하나는 동시에 구동하거나 순차적으로 구동할 수 있다.
또한, 복수 개의 엑스선 검출부(1010)가 하나의 기판상에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 엑스선 검출부(1010) 각각은 별도로 제작되고, 복수 개의 엑스선 검출부(1010)를 조립하여 엑스선 검출기를 제작할 수도 있다. 또는 일부 엑스선 검출부(1010)는 하나의 기판상에 형성되고 나머지 엑스선 검출부(1010)와 조립할 수도 있다. 예를 들어, 하나의 기판상에 1차원의 엑스선 검출기를 생성한 후 1차원 엑스선 검출기들을 배열함으로써 2차원의 엑스선 검출기를 제작할 수 있다.
한편, 엑스선 발생기의 발생 영역 및 엑스선 검출부의 검출 영역이 대상체의 검사 영역과 동일하거나 그 이상이면, 엑스선 발생기 및 엑스선 검출기는 한번의 동작으로 대상체를 촬영할 수 있다. 엑스선 촬영 장치는 대상체 전체를 한번에 촬영할 수도 있고, 대상체의 일부 영역을 촬영할 수도 있다. 대상체의 일부 영역을 촬영하는 경우, 엑스선 발생기 중 일부 엑스선 발생부만 동작하여 엑스선을 발생할 수 있고, 동작한 엑스선 발생부에 대응하는 엑스선 검출부만 동기화되어 엑스선을 검출할 수 있다.
그러나, 엑스선 발생기의 발생 영역 및 엑스선 검출기의 검출 영역 중 적어도 하나가 대상체의 검사 영역보다 작은 경우, 엑스선 발생기 및 엑스선 검출기 중 적어도 하나는 이동하면서 2회 이상 구동할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발생 영역이 검사 영역보다 작은 경우의 엑스선 촬영 방법을 설명하는 도면이다. 엑스선 발생기(1110)의 발생 영역(A)이 검사 영역(B)보다 작은 경우, 엑스선 발생기(1110)는 제1 패널(1132)을 따라 이동하면서 엑스선을 발생함으로써 대상체(200)의 검사 영역(B) 전체에 엑스선을 발생할 수 있다.
예를 들어, 도 11a에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1110)는 대상체(200)의 제1 영역(B1)을 발생한다. 그러면, 엑스선 검출기(1120)의 제1 검출기(1122)는 제1 영역(B1)을 투과한 엑스선을 검출한다. 그리고, 도 11b에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1110)는 제1 패널(1132)을 따라 수평 이동한 후 대상체(200)의 제2 영역(B2)을 발생할 수 있다. 여기서 제2 영역(B2)과 제1 영역(B1)은 중첩되지 않는 것이 바람직하다. 그리하여 대상체(200)의 엑스선 피폭을 최소화할 수 있다. 그러면, 제1 영역(B1)에 대응하는 엑스선 검출기(1120)의 제2 검출기(1124)는 제2 영역(B2)의 엑스선을 검출한다. 도 11a 및 도 11b에는 엑스선 발생기(1110)의 발생 영역(A)이 검사 영역(B)의 1/2인 경우에 대하여 설명하였으나 이에 한정되지 않는다. 발생 영역(A)은 검사 영역(B)의 1/n(n은 2 이상의 자연수)인 경우에도 적용될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 영역이 검사 영역보다 작은 경우의 엑스선 촬영 방법을 설명하는 도면이다. 엑스선 검출기(1220)의 검출 영역(C)이 검사 영역(B)보다 작은 경우, 엑스선 검출기(1220)는 제2 패널(1234)을 따라 이동하면서 엑스선을 검출함으로써 대상체(200)의 검사 영역(B) 전체에 투과된 엑스선을 검출할 수 있다.
예를 들어, 도 12a에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1210)의 제1 엑스선 발생기(1212)가 대상체(200)의 제1 영역(B1)을 발생한다. 그러면, 엑스선 검출기(1220)는 제1 영역(B1)의 엑스선을 검출한다. 그리고, 도 12b에 도시된 바와 같이, 엑스선 검출기(1220)는 제2 패널(1234)을 따라 수평 이동한다. 그리고 나서 엑스선 발생기(1210)의 제2 엑스선 발생기(1214)가 대상체(200)의 제2 영역(B2)을 발생한다. 그러면, 엑스선 검출기(1220)는 제2 영역(B2)의 엑스선을 검출한다 여기서 제2 영역(B2)과 제1 영역(B1)은 중첩되지 않는 것이 바람직하다. 그리하여 대상체(200)의 엑스선 피폭을 최소화할 수 있다. 도 12a 및 도 12b에는 엑스선 검출기(1220)의 검출 영역(C)이 검사 영역(B)의 1/2인 경우에 대하여 설명하였으나 이에 한정되지 않는다. 검출 영역(C)은 검사 영역(B)의 1/n(n은 2 이상의 자연수)인 경우에도 적용될 수 있다.
이외에도 발생 영역 및 검출 영역이 검사 영역보다 작으면서 발생 영역과 검출 영역이 일대일 대응되는 경우, 엑스선 발생기와 엑스선 검출기는 동기화하여 검사 영역의 일부 영역을 촬영할 수 있다. 그리고, 엑스선 발생기 및 엑스선 검출기 각각은 제1 및 제2 패널을 평행 이동하여 검사 영역의 나머지 영역을 촬영할 수 있다.
그리고, 발생 영역 및 검출 영역이 검사 영역보다 작으면서 발생 영역과 검출 영역보다 작은 경우, 도 12a 및 도 12b에 도시된 엑스선 촬영 방법이 적용되어 검사 영역의 일부 영역을 촬영할 수 있다. 그리고, 엑스선 발생기 및 엑스선 검출기 각각은 제1 및 제2 패널을 평행 이동하여 검사 영역의 나머지 영역을 촬영할 수 있다. 뿐만 아니라, 발생 영역 및 검출 영역이 검사 영역보다 작으면서 검출 영역이 발생 영역보다 작은 경우, 도 12a 및 도 12b에 도시된 엑스선 촬영 방법이 적용되어 검사 영역의 일부 영역을 촬영할 수 있다. 그리고, 엑스선 발생기 및 엑스선 검출기 각각은 제1 및 제2 패널을 평행 이동하여 검사 영역의 나머지 영역을 촬영할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 대상체에 대한 토모그래피 영상을 획득할 수도 있다. 토모그래피 영상을 획득하기 위해 엑스선 발생기는 대상체에 대한 조사각을 변경시키면서 대생체에 엑스선을 조사한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 발생기는 대상체에 대해 수평 이동하면서 대상체에 대한 조사각을 변경시킬 수 있다. 여기서 수평 이동이라 함은 엑스선 발생기의 중심축이 수평 이동함을 의미한다.
먼저 토모그래피 영상을 획득하기 위해 엑스선 발생기는 복수 개의 위치에서 대상체에 대해 엑스선을 조사할 수 있다. 복수 개의 위치에서 엑스선을 조사할 때, 엑스선 발생기의 중심축은 대상체에 대해 평행이동할 수 있다. 뿐만 아니라, 엑스선 발생기는 엑스선 발생기의 위치에 따라 조사각을 달리하여 대상체에 엑스선을 조사할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 발생기는 제1 위치에서 상기 대상체에 상기 엑스선을 수직으로 조사하고, 제2 위치에서 상기 대상체에 상기 엑스선을 경사지게 조사할 수 있다. 이때 엑스선 검출기는 대상체의 아래에 배치될 수 있다. 엑스선 검출기는 고정된 상태일 수 있다.
도 13a 내지 도 13c는 본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상을 획득하기 위한 촬영 방법을 설명하는 도면이다. 도 13a에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1310)가 대상체(200)의 좌측 상부에 배치되는 경우, 엑스선의 조사 방향이 좌측 상부에서 우측 하부가 되도록 엑스선 발생기(1310)는 엑스선 발생기(1310)의 중심축(P1)을 기준으로 회전할 수 있다. 그리고 나서 엑스선 발생기(1310)는 대상체(200)를 향해 제1 조사각(θ1)으로 엑스선을 조사함으로써 엑스선 촬영 장치는 대상체(200)에 대한 제1 영상을 촬영할 수 있다.
그리고, 엑스선 발생기(1310)는 우측으로 이동할 수 있다. 엑스선 발생기(1310)의 이동시 엑스선 발생기(1310)의 중심축(P1)은 대상체(200)에 대해 평행 이동할 수 있다. 그리고, 엑스선 발생기(1310)가 대상체(200)의 상부에 배치될 때 엑스선 발생기(1310)는 엑스선이 대상체(200)를 향하도록 자세를 조정할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 발생기(1310)는 엑스선 발생기의 중심축(P1)을 기준으로 시계 방향을 회전하여, 도 13b에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1310)가 대상체(200)와 S나란하게 배치될 수 있다. 그리고 나서 엑스선 발생기(1310)는 대상체(200)에 대해 수직하게 엑스선을 조사할 수 있다. 그리하여 엑스선 촬영 장치는 대상체(200)에 대한 제2 영상을 촬영할 수 있다.
또한, 엑스선 발생기(1310)는 엑스선 발생기(1310)가 대상체(200)의 우측 상부에 배치될 때까지 엑스선 발생기(1310)는 우측으로 평행 이동할 수 있다. 그리고, 엑스선 발생기(1310)가 대상체(200)의 우측 상부에 배치될 때 엑스선 발생기(1310)에서 발생된 대상체(200)에 대해 경사지게 조사되도록 자세를 조정할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 발생기(1310)는, 도 12c에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1310)의 중심축(P1)을 기준으로 시계 방향으로 회전할 수 있다. 그리고 나서, 엑스선 발생기(1310)는 대상체(200)를 향해 제2 조사각(θ2)으로 엑스선을 조사함으로써 엑스선 촬영 장치는 대상체(200)에 대한 제3 영상을 촬영할 수 있다.
엑스선 발생기(1310)는 엑스선 검출기(1320)에 대해 수평 방향으로 이동하면서 위치에 따라 엑스선 발생기(1310)의 중심축(P1)을 기준으로 회전한다. 수평 이동과 회전 이동은 그 순서가 바뀌어도 무방하고, 대상체(200)의 제2 영상을 먼저 촬영하고 제1 영상 또는 제3 영상을 촬영하여도 무방하다.
또한, 엑스선 검출기(1320)도 엑스선 발생기(1310)와 대응되게 이동하면서 엑스선을 검출할 수도 있다. 도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 토모그래피 영상을 획득하기 위한 촬영 방법을 설명하는 도면이다.
도 14a에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1310)가 대상체(200)의 좌측 상부에 배치되는 경우, 엑스선이 경사지게 대상체(200)를 향하도록 엑스선 발생기(1310)는 엑스선 발생기(1310)의 중심축(P1)을 기준으로 회전할 수 있다. 이때, 엑스선 검출기(1320)도 이동하여 엑스선 발생기(1310)와 대면하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 엑스선 검출기(1320)는 대상체(200)의 우측 하부에 배치되도록 이동한 후 엑스선 발생기(1310) 및 엑스선 검출기(1320)가 나란하게 배치되도록 엑스선 검출기(1320)의 중심축(P2)을 기준으로 회전할 수 있다. 그리고 나서 엑스선 발생기(1310)는 대상체(200)를 향해 제1 조사각(θ3)으로 엑스선을 조사하여 엑스선 촬영 장치는 대상체의 제1 영상을 촬영할 수 있다.
그리고 나서, 도 14b에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1310)는 이동하여 대상체(200)의 상부에 배치될 수 있다. 뿐만 아니라, 엑스선 발생기(1310)는 대상체(200)과 나란하게 배치되도록 자세를 조정할 수도 있다. 이때, 엑스선 검출기(1320)도 이동할 수 있다. 예를 들어, 엑스선 검출기는 대상체(200)의 하부에 배치되도록 이동한 후 엑스선 발생기(1310), 대상체(200) 및 엑스선 검출기(1320)가 나란하게 배치되도록 엑스선 검출기(1320)의 중심축(P2)을 기준으로 회전할 수 있다. 그리고 나서 엑스선 발생기(1310)는 대상체(200)에 대해 엑스선을 수직하게 조사할 수 있다. 그리하여 엑스선 촬영 장치는 대상체(200)의 제2 영상을 획득할 수 있다.
또한, 도 14c에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1310)는 대상체(200)의 우측 상부로 이동하고 대상체(200)에 대해 엑스선이 경사지게 조사되도록 자세를 조정할 수 있다. 이때, 엑스선 검출기(1320)도 이동하여 엑스선 발생기(1310)와 나란하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 엑스선 검출기(1320)는 대상체(200)의 좌측 하부에 배치되도록 이동한 후 엑스선 발생기(1310), 대상체(200) 및 엑스선 검출기(1320)가 나란하게 배치되도록 엑스선 검출기(1320)의 중심축(P2)을 기준으로 회전할 수 있다. 그리고 나서 엑스선 발생기(1310)는 대상체(200)에 대해 제2 조사각(θ4)으로 엑스선을 조사할 수 있다. 그리하여 엑스선 촬영 장치는 대상체의 제3 영상을 획득할 수 있다.
이와 같이, 엑스선 발생기(1310)가 이동하면서 엑스선의 조사각을 변경시키면서 대상체에 대해 엑스서을 조사하기 때문에 토모그래피 영상을 획득하기 위한 촬영 방식이 간소화될 수 있다.
뿐만 아니라, 엑스선 발생기 및 엑스선 검출기 자체는 고정되어 있으면서 엑스선 발생부 및 엑스선 검출부가 회전함으로써 토모그래피 영상을 획득하기 위한 촬영을 실시할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 발생기(1510)를 도시한 도면이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1510)는 1차원으로 배열된 복수 개의 엑스선 발생부(1511) 및 복수 개의 엑스선 발생부(1511)를 지지하면서 엑스선 발생부(1511)를 회전시키는 회전부(1513)를 포함할 수 있다. 그리고, 회전부(1513)를 구동시키는 구동부(미도시)도 포함될 수 있다. 그리하여, 회전부(1513)가 일정 시간 간격으로 회전하면, 회전부(1513)상에 배치된 엑스선 발생부(1511)는 일정 시간 간격으로 서로 다른 조사각으로 대상체에 엑스선을 조사할 수 있다. 엑스선 검출기도 엑스선 발생기와 마찬가지로 회전부를 포함할 수 있다.
도 16a 내지 도 16c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 토모그래피 영상을 획득하기 위한 촬영 방법을 설명하는 도면이다.
도 16a에 도시된 바와 같이, 제1 시간에서 엑스선 발생기(1610)내 각 엑스선 발생부(1611)가 대상체(200)에 대해 제1 조사각(θ3)으로 엑스선을 조사할 수 있도록 회전부(1613)가 회전할 수 있다. 예를 들어, 즉, 제1 시간에서 회전부(1613)는시계 반대 방향으로 회전할 수 있다. 그리고, 엑스선 발생기(1610)는 대상체(200)에 제1 조사각(θ3)으로 조사함으로써, 엑스선 촬영 장치는 대상체의 제1 영상을 획득할 수 있다.
또한, 도 16b에 도시된 바와 같이, 소정 시간 경과 후 제2 시간에서 엑스선 발생부(1611) 각각은 시계 방향으로 회전한 후 엑스선 발생기(1610)는 엑스선을 대상체(200)에 수직하게 조사한다. 그리하여 엑스선 촬영 장치는 대상체(200)의 제2 영상을 획득할 수 있다. 뿐만 아니라, 도 16c에 도시된 바와 같이, 소정 시간 경과 후 제3 시간에서 엑스선 발생부(1611) 각각은 시계 방향으로 더 회전한 후 엑스선 발생기(1610)는 엑스선을 대상체에 제2 조사각(θ4)로 조사할 수 있다. 그리하여 엑스선 촬영 장치는 대상체(300)의 제3 영상을 획득할 수 있다. 이때, 엑스선 검출부(1621)가 엑스선 발생부(1611)와 마찬가지로 회전하면서 엑스선을 검출할 수도 있다.
이와 같이, 엑스선 발생부 자체의 회전만으로도 엑스선의 조사 각도를 변경할 수 있기 때문에 토모그래피 영상을 획득하기 위한 촬영 방식이 간소화될 수 있다.
뿐만 아니라, 엑스선 발생부 중 에노드 전극의 형상을 이용하여 대상체에 대한 엑스선의 조사 각도를 변경시킬 수 있다. 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 토모그래피 영상을 획득할 수 있는 엑스선 발생기(1710)이 개략적으로 도시한 도면이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 엑스선 발생기(1710)는 독립적으로 구동하는 복수 개의 전자 방출 소자(1711)와 전자의 충돌에 의해 엑스선을 방출하는 에노드 전극(1712)을 포함할 수 있다. 에노드 전극(1712)은 엑스선 발생기(1710)의 중심축(P3)을 기준으로 두께가 다를 수 있다. 예를 들어, 에노드 전극(1712)은 3개의 영역으로 구분되고, 제1 영역(1712a)은 엑스선 발생기(1710)의 중심축(P3)에 가까울수록 두께가 커지면, 제2 영역(1712b)은 두께가 일정하면 제3 영역(1712c)은 엑스선 발생기(1710)의 중심축(P3)으로부터 멀어질수록 두께가 작아질 수 있다. 그리하여, 제1 영역(1712a)을 통과한 엑스선은 제1 조사각(θ3)으로 대상체(200)에 조사되고, 제2 영역(1712b)을 통과한 엑스선은 수직하게 대상체(200)에 조사되며, 제3 영역(1712c)을 통과한 엑스선은 제2 조사각(θ4)으로 대상체(200)에 조사될 수 있다.
그리하여, 제1 시간에는 제1 영역(1712a)에 대응하는 전자 방출 소자(1711)가 전자를 방출하면, 제1 영역(1712a)을 통과한 엑스선이 제1 조사각(θ3)으로 대상체(200)에 조사될 수 있다. 그리고, 제2 시간에는 제2 영역(1712b)에 대응하는 전자 방출 소자(1711)가 전자를 방출하면 제2 영역(1712b)을 통과한 엑스선은 수직하게 대상체(200)에 조사될 수 있다. 또한, 제3 시간에는 제3 영역(1712c)에 대응하는 전자 방출 소자(1711)가 전자를 방출함으로써 제3 영역(1712c)에서 엑스선을 발생한다. 제3 영역(1712c)에서 발생된 엑스선은 제2 조사각(θ4)으로 대상체(200)에 조사될 수 있다. 그리하여, 엑스선 촬영 장치는 에노드 전극(1712)의 형태를 이용하여 토모그래피 영상을 획득하기 위한 촬영을 수행할 수 있다.
앞서 기술한 토모그래피 영상 획득을 위한 엑스선 촬영은 3회에 걸쳐 수행된다고 기재되어 있다. 그러나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위한 것으로 2회 이상의 촬영으로 토모그래피 영상 획득을 위한 엑스선 촬영을 수행할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는 대상체를 감지하는 감지부를 더 포함할 수 있다. 상기한 감지부는 복수 개의 센서를 포함할 수 있다. 센서 각각은 대상체의 존재 여부를 감지하고, 센서 전체의 감지 결과에 의해 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 복수 개의 센서는 광 센서(특히, 조도 센서), 터치 센서 등일 수 있다. 특히, 센서가 터치 센서인 경우 복수 개의 센서는 하나의 패드 즉 터치 패드로 형성될 수도 있다.
도 18a 및 도 18b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서가 포함된 엑스선 발생기를 개략적으로 도시한 도면이다. 센서(1871)는 엑스선 발생기(1810a, 1810b)와 일체화되어 배치될 수 있다. 도 18a에 도시된 바와 같이, 1차원 엑스선 발생기(1810a)의 측부에 1차원 센서 어레이(1870)가 배치되어 1차원 엑스선 발생기(1810a)와 1차원 센서 어레이(1870)가 일체화될 수 있다. 또는, 도 18b에 도시된 바와 같이, 2차원 엑스선 발생기(1810b) 상에 복수 개의 센서(1871)가 이격되게 배치될 수 있다. 센서(1871)는 엑스선 발생부(1811)와 중첩되지 않게 배치될 수 있다. 도 18b에서는 네 개의 엑스선 발생부(1811)가 인접하는 영역상에 센서(1871)가 배치되는 것으로 도시되어 있다. 특히, 센서(1871)는 엑스선 발생기(1810a, 1810b) 중 에노드 전극(미도시)과 동일 평면상에 배치될 수 있다. 그리하여, 엑스선의 진행 경로는 센서(1871)에 영향을 받지 않을 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 엑스선의 진행 경로와 센서(1871)가 중첩되지 않게 배치되면 센서(1871)의 위치는 상관없다.
또한, 도면에는 엑스선 발생기(1810a, 1810b) 가 배치되는 영역 전반에 센서(1871)가 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일반적으로 대상체의 크기 및 위치가 예상되는 경우, 대상체가 반드시 위치하는 영역이나 대상체가 위치할 가능성이 희박한 영역에는 센서를 배치시키지 않아도 된다. 대상체의 경계와 대응하는 영역에 센서를 집중적으로 배치시킬 수도 있다. 엑스선 발생기 상에 배치되는 센서는 광 센서일 수 도 있다.
도 18a 및 도 18b에서는 센서가 엑스선 발생기와 일체화되어 형성된다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 센서는 엑스선 검출기와 일체화되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 엑스선 검출기가 1차원인 경우, 센서는 엑스선 검출기가 접하게 배치될 수 있다. 또한, 엑스선 검출기가 2차원인 경우, 센서는 복수 개의 엑스선 검출부의 사이에 배치될 수도 있다.
도 19a 및 도 19b는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서가 배치된 패널을 도시한 도면이다. 도 19a에 도시된 바와 같이, 센서(1971)는 패널(1932)상에도 배치될 수 있다. 센서가 엑스선 발생기상에 배치되어 있다면, 엑스선 발생기가 대상체를 한번에 커버하지 못하는 경우 대상체의 위치를 검출하기 위해 엑스선 발생기를 수평 방향으로 이동하여야 한다. 그러나, 패널(1932)은 대상체를 한번에 커버하기 때문에 센서(1971)가 패널(1932)상에 배치되는 경우, 보다 쉽게 대상체를 검출할 수 있다. 센서(1971)는 패널(1932)의 표면 중 엑스선 발생기와 대면하는 표면상에 배치될 수도 있고, 대상체와 대면할 수 있는 표면상에 배치될 수도 있다. 패널(1932)상에 배치되는 센서는 광 센서 및 터치 센서 등일 수 있다. 패널상에 센서가 배치되는 경우, 센서 등에 의해 엑스선의 산란되거나 흡수되는 것을 최소화하기 위해 센서는 투명 물질로 형성될 수 있다. 특히 센서가 터치 센서인 경우, 도 19b에 도시된 바와 같이, 센서는 터치 패드(1980)로 구현될 수도 있다.
이와 같이, 센서를 이용하여 대상체의 위치를 감지한 후 대상체가 존재하는 영역에만 엑스선을 조사할 수 있다. 또한, 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 검출부만 구동하여 엑스선을 검출할 수도 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 엑스선 촬영의 블록도이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 엑스선 촬영 장치(100)는 엑스선 발생기(10), 엑스선 검출기(20), 사용자 입력부(52), 표시부(54), 신호 처리부(56) 및 제어부(60)를 포함한다. 그리고, 엑스선 촬영 장치(100)는 대상체를 감지하는 감지부(70)를 더 포함할 수 있다.
엑스선 발생기(10)는 앞서 설명한 바와 같이 적절한 엑스선을 대상체에 조사한다. 엑스선 발생기(10)에 대해서는 앞서 기술하였으므로, 생략한다. 엑스선 검출기(20)는 대상체를 통과한 엑스선을 검출한다. 엑스선 발생기(10)에서 엑스선이 조사될 때마다 엑스선 검출기는 대상체를 투과한 엑스선을 검출하며 이미 기술하였는 바 생략한다.
사용자 입력부(52)는 의료 전문가와 같은 사용자로부터 엑스선 촬영에 대한 명령을 입력받는다. 엑스선 발생기(10)의 위치를 변경시키는 명령, 엑스선 조명 명령, 엑스선의 스펙트럼을 달리하기 위한 파라미터 조정 명령, 엑스선 촬영 장치(100)의 몸체 또는 엑스선 발생기(10)의 움직임에 관한 명령, 사용자로부터 받은 모든 명령에 관한 정보는 제어부(60)로 전달된다. 제어부(60)는 사용자의 명령에 따라 엑스선 촬영 장치(100) 내의 구성들을 제어한다.
신호 처리부(56)는 엑스선 검출기(20)에 의해 감지된 엑스선에 대응되는 전기적 신호를 수신한다. 그리고, 상기한 전기적 신호를 전처리하여 영상을 획득할 수 있다. 여기서 전처리는 오프셋 보정, 대수 변환, 엑스선 선량 보정, 감도 보정, 빔 하드닝 보정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 영상은 토모그래피 영상을 포함한다.
신호 처리부(56)는 검출된 엑스선에 대응하는 전기적 신호를 전처리하여 영상을 획득할 수 있다. 또한, 신호 처리부(56)는 검출된 엑스선에 대응하는 전기적 신호를 전처리하여 투영 데이터를 회득하고, 조사각별로 획득된 투영 데이터를 재구성하여 토모그래피 영상을 획득할 수 있다.
한편, 엑스선 촬영 장치(100)는 대상체를 감지하는 감지부(70)를 더 포함할 수 있다. 상기한 감지부(70)의 위치 및 종류 등은 앞서 기술하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 감지부(70)내 각 센서는 대상체의 존재 여부를 감지하여 제어부(60)로 인가한다. 그러면 제어부(60)는 복수 개의 센서의 감지 결과를 이용하여 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(60)는 엑스선 발생기(10) 중 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 발생부가 엑스선을 발생하도록 엑스선 발생기(10)를 제어할 수 있다. 뿐만 아니라, 제어부(60)는 엑스선 검출기(20) 중 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 검출부가 대상체를 투과한 엑스선을 검출하도록 엑스선 검출기(20)를 제어할 수 있다.
그리하여, 대상체를 촬영하기 위해 모든 엑스선 발생부가 동작하지 않기 때문에 엑스선의 피폭을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 일부 엑스선 검출부만 동작하기 때문에 엑스선 검출기의 수명을 연장시킬 수 있으며 신호 처리가 간소화될 수 있다.
다음은 감지부를 이용한 엑스선 촬영 방법에 대해 설명한다. 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 21를 참조하면, 감지부(70)는 대상체를 감지한다(S2110). 도 1에 도시된 엑스선 촬영 장치(100)의 제1 패널(32)과 제2 패널(34) 사이에 대상체(200)가 배치되면, 사용자의 명령에 따라 엑스선 촬영 장치(100)는 제1 및 제2 패널(32, 34) 중 적어도 하나를 이동시켜 대상체(200)를 압박할 수 있다. 대상체(200)가 제1 및 제2 패널(32, 34)과 접하거나 제1 및 제2 패널(32, 34)에 의해 압박한 상태가 되면, 감지부(70) 내 각 센서는 대상체(200)의 존재 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서가 조도 센서인 경우 센서는 조도 변화로 대상체의 존재 여부를 감지할 수 있고, 센서가 터치 센서인 경우 센서는 터치 여부로 대상체의 존재 여부를 감지할 수 있다. 각 센서의 감지 결과는 제어부(60)로 인가된다.
제어부(60)는 감지부(70)의 감지 결과를 이용하여 엑스선 발생기(10) 중 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 발생부가 엑스선을 발생하도록 상기한 엑스선 발생기(10)를 제어할 수 있다(S2120). 제어부(60)는 각 센서의 감지 결과로부터 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 조도 변화 및 터치 여부를 감지한 센서들의 위치로부터 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 대상체의 위치는 감지한 센서들의 위치보다 다소 크게 결정할 수도 있다. 그리고, 제어부(60)는 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 발생부를 제어하여 엑스선이 발생하도록 한다. 엑스선의 발생 방법은 검사 영역과 발생 영역간의 크기에 따라 달라질 수 있고, 촬영하고자 하는 영상의 단순한 영상인지 토모그래피 영상인지 여부에 따라 달라질 수 있다. 이에 대해서는 앞서 기술하였으므로 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 제어부(60)는 엑스선 검출기(20) 중 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 검출부가 엑스선을 검출하도록 상기한 엑스선 검출기(20)를 제어할 수도 있다(S2130). 엑스선 검출 방법은 검사 영역과 검출 영역간의 크기에 따라 달라질 수 있고, 촬영하고자 하는 영상이 단순한 투영 영상인지 토모그래피 영상인지 여부에 따라 달라질 수 있다. 이에 대해서는 앞서 기술하였는 바, 구체적인 설명은 생략한다. 이와 같이 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 검출부만 엑스선을 검출하면, 대상체를 투과하면서 산란된 엑스선을 검출함으로써 발생하는 노이즈를 차단하는 효과가 있다.
그리고 나서, 신호 처리부(56)는 엑스선 검출부로부터 검출된 엑스선에 대응하는 전기적 신호를 수신하여 영상을 획득할 수 있다(S2140). 그리고, 획득된 영상은 표시부(54)에 표시될 수도 있다.
도 21에서는 감지부가 대상체를 감지하고, 감지 결과에 따라 엑스선 촬영 장치가 동작한다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 감지부가 배치되어 있지 않는 경우에는 도 11a 내지 도 15c에서 설명한 바와 같이, 촬영할 수 있음도 물론이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: 엑스선 촬영 장치
10, 10a, 10b, 1110, 1210, 1310, 1510, 1610, 1710, 1810a, 1810b: 엑스선 발생기
20, 1000a, 1000b, 1120, 1220, 1320, 1620: 엑스선 검출기
32, 1132, 1232, 1332, 1632: 제1 패널
34, 1134, 1234, 1334, 1634: 제2 패널
40: 갠트리 42: 갠트리 구동부
50: 본체
300, 300a, 300b, 300c, 300d: 엑스선 발생부
300, 300a, 300b, 300c: 엑스선 발생부
310a, 310b, 310c, 310d: 전자 방출 소자
312, 410: 캐소드 전극 314, 440: 전자 방출원
316, 420: 게이트 전극 318: 포커싱 전극
320a, 320b, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 710. 810, 820, 920: 에노드 전극

Claims (20)

  1. 엑스선을 발생하는 복수 개의 엑스선 발생부;
    상기 복수 개의 엑스선 발생부와 마주하면서 대상체를 투과한 상기 엑스선을 검출하는 복수 개의 엑스선 검출부; 및
    상기 복수 개의 엑스선 발생부와 상기 복수 개의 엑스선 검출부 사이에 배치되며 상기 대상체를 감지하는 복수 개의 센서;를 포함하는 엑스선 촬영 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 발생부 중 상기 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 발생부가 상기 엑스선을 발생하는 엑스선 촬영 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 검출부 중 상기 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 검출부가 상기 엑스선을 검출하는 엑스선 촬영 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 발생부 및 상기 복수 개의 엑스선 검출부는 1차원 또는 2차원으로 배열된 엑스선 촬영 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서 각각은,
    상기 대상체의 존재 여부를 감지하는 엑스선 촬영 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서의 감지 결과를 이용하여 상기 대상체의 위치를 결정하는 제어부;를 더 포함하는 엑스선 촬영 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서 중 적어도 하나는,
    상기 복수 개의 엑스선 발생부와 중첩되지 않는 영역에 배치되는 엑스선 촬영 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 발생부와 상기 복수 개의 엑스선 검출부 사이에 배치되며, 상기 대상체와 접촉 가능한 패널;을 더 포함하는 엑스선 촬영 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 복수 개에 센서부는 상기 패널상에 배치되는 엑스선 촬영 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 패널은,
    상기 대상체를 압박하는 엑스선 촬영 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서부 중 적어도 하나는 광 센서, 터치 센서 중 어느 하나인 엑스선 촬영장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 광 센서는 조도 센서인 엑스선 촬영 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 발생부는,
    상기 대상체로부터 멀어지거나 가까워지도록 이동가능한 엑스선 촬영 장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 엑스선 발생부 각각은,
    전자를 방출하는 전자 방출 소자; 및
    상기 전자 방출 소자에서 방출된 전자에 의해 엑스선을 발생시키는 에노드 전극;을 포함하는 엑스선 촬영 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 복수 개의 센서부 중 적어도 하나는,
    상기 에노드 전극과 동일 평면상에 배치되는 엑스선 촬영 장치.
  16. 엑스선 촬영 장치의 엑스선 촬영 방법에 있어서,
    대상체를 감지하는 단계;
    복수 개의 엑스선 발생부 중 상기 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 발생부가 엑스선을 발생하는 단계; 및
    복수 개의 엑스선 검출부 중 상기 대상체의 위치에 대응하는 엑스선 검출부가 상기 대상체를 투과한 상기 엑스선을 검출하는 단계;를 포함하는 엑스선 촬영 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 복수 개의 엑스선 발생부 및 상기 복수 개의 엑스선 검출부는 1차원 또는 2차원으로 배열된 엑스선 촬영 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    감지된 결과를 이용하여 상기 대상체의 위치를 결정하는 단계;를 더 포함하는 엑스선 촬영 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 감지하는 단계는,
    광 센서, 터치 센서 중 적어도 하나를 이용하여 감지하는 엑스선 촬영 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 엑스선 발생 단계는,
    상기 엑스선의 발생 영역이 상기 대상체의 검사 영역보다 작은 경우,
    상기 복수 개의 엑스선 발생부는 상기 대상체에 대해 수평 이동하면서 엑스선을 발생함으로써 상기 검사 영역 전체에 엑스선을 발생하는 엑스선 촬영 방법.
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