KR20150052596A - X-ray imaging apparatus including a plurality of x-ray sources - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an X-ray imaging apparatus including X-ray sources. An X-ray imaging apparatus according to the present invention is an X-ray imaging apparatus which includes an X-ray director and an X-ray source generation part which face each other and are separated by an object. The X-ray generation part includes X-ray sources which are arranged in at least two rows and a least two columns. The X-ray sources of adjacent rows are arranged in other columns. The X-ray sources of adjacent columns are arranged in other rows.

Description

다수의 엑스선원을 구비하는 X선 영상 촬영 장치{X-RAY IMAGING APPARATUS INCLUDING A PLURALITY OF X-RAY SOURCES}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an X-ray imaging apparatus having a plurality of X-

본 발명은 엑스선 영상 촬영 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 다수의 엑스선원을 포함하는 엑스선 영상 촬영 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an X-ray imaging apparatus, and more particularly, to an X-ray imaging apparatus including a plurality of X-ray sources.

최근 들어 엑스선 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 엑스선 영상 기술로 빠르게 진화하고 있다. 디지털 기반의 영상 기술은 디지털 영상의 우수한 진단능을 기초로 질병의 조기 진단이라는 임상 환경적 요구를 강하게 반영하고 있다. In recent years, X-ray image technology has been combined with the semiconductor industry, and digital X-ray image technology with various advantages such as relatively high resolution, wide dynamic range, easy electric signal generation, As well. Digital - based imaging technology strongly reflects the clinical environmental needs of early detection of disease based on the excellent diagnostic capability of digital images.

이에 따라 엑스선이 갖는 고유의 생체 조직 대조 능력을 활용하여, 피검사체로서 유방의 내부 구조를 고해상도 영상으로 표현함으로써 유방암의 검출과 조기 진단을 위한 병변 및 미세석회화를 검출할 수 있는 유방 전용 엑스선 촬영 기술인 "디지털 맘모그래피"가 소개되어 있다. 이러한 디지털 맘모그래피는 디지털 엑스선 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.By using the inherent biopsy contrasting ability of the x-ray to express the internal structure of the breast as a high-resolution image as an object to be examined, it is possible to detect lesions and microcalcifications for detection of breast cancer and early diagnosis, "Digital mammography" is introduced. Such digital mammography is rapidly spreading due to its unique characteristics of enlarging the image, reducing the number of shooting times, increasing the resolution, and minimizing the exposure by adjusting the luminance and contrast ratio, in addition to various advantages of the digital X-ray image technology.

한편, 2차원적인 투영 영상을 얻는 디지털 영상 촬영 장치는 피검사체의 이상 부위(병변)가 인체 조직 등에 가려질 경우 진단이 쉽지 않다. 이러한 문제의 해결책으로서, 피검사체를 여러 각도에서 촬영한 후 단층 영상을 합성하여 피검사체에 대한 3차원 영상을 생성할 수 있다.On the other hand, in a digital imaging apparatus for obtaining a two-dimensional projection image, it is not easy to diagnose an abnormal region (lesion) of the subject when the tissue is covered with human tissue. As a solution to this problem, it is possible to generate a three-dimensional image of the subject by imaging the subject at various angles and then synthesizing tomographic images.

이를 위하여, 기존의 엑스선 영상 장치의 일예인 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 또는 디지털 유방 단층 영상 합성(Digital Breast Tomosynthesis, DBT) 장치에서는, 하나의 엑스선원을 피검사체에 대해 상대적으로 회전시키면서 피검사체에 엑스선을 조사하여 다 방향의 엑스선 투영 영상을 생성하고, 이를 합성하여 3차원 영상을 만들어 내고 있다.For this purpose, in a computed tomography (CT) or digital breast tomosynthesis (DBT) apparatus, which is an example of a conventional X-ray imaging apparatus, one X-ray source is rotated relative to the subject, X-rays are projected on the cadaver to generate multi-directional x-ray projection images, and they are synthesized to produce three-dimensional images.

이러한 종래의 DBT 장치를 도시하는 도 1을 참조하면, DBT 장치(1)는 크게 하단부가 바닥에 고정된 수직 기둥 형상의 지지 칼럼(11)과, 상기 지지 칼럼(11)을 따라 승강 가능하게 설치된 장치 본체(10)를 포함한다. 상기 장치 본체(10)의 상단부 및 하단부에는 엑스선을 조사하는 제너레이터 또는 엑스선원(20) 및 상기 엑스선원과 대면하는 디텍터(30)가 설치되어 있다. 상기 엑스선원(20)은 엑스선원 회전 지지부(22)를 통하여 y-축을 중심으로 회전 가능하게 장치 본체(10)에 설치되어 있다. 1, the DBT apparatus 1 includes a support column 11 having a vertical column shape with a lower end fixed to the floor, and a support column 11 installed vertically along the support column 11, And an apparatus main body 10. A generator or an X-ray source 20 for irradiating X-rays and a detector 30 facing the X-ray source are installed at the upper and lower ends of the apparatus main body 10. [ The X-ray source 20 is installed on the apparatus main body 10 so as to be rotatable about the y-axis through the X-ray source rotary support 22.

이와 같은 DBT 장치(1)에서, 피검사자가 촬영 위치로 들어서면 장치 본체(10)는 지지 칼럼(11)을 따라 승하강하여 피검사자의 유방과 같은 피검사체(BR)가 디텍터(30) 상에 놓이도록 높이가 조절된다. 이어서, 엑스선원 회전 지지부(22)를 회전시켜 엑스선원(20)이 좌측 점선의 엑스선원(20-1) 위치에서 우측 점선의 엑스선원(20-n) 사이의 전체 각 범위(θ)를 일정 속도로 이동하면서 피검사체(BR)를 촬영하도록 한다. 이때, 통상적으로는 엑스선원(20)이 촬영하고자 하는 각도에서 아주 짧은 시간 동안 엑스선 투영 영상을 촬영하고 다음 각도에 도달하면 다시 한번 짧은 시간 동안 촬영하는 컨티뉴어스 샷(continuous shoot)방식이 이용될 수 있다. In such a DBT apparatus 1, when the examinee enters the photographing position, the apparatus main body 10 ascends and descends along the support column 11 so that the subject BR such as the subject's breast is placed on the detector 30 The height is adjusted. Then, the X-ray source rotation support portion 22 is rotated so that the X-ray source 20 changes the entire angular range [theta] between the X-ray source 20-1 at the left dashed line and the X- So that the subject BR is photographed. At this time, a continuous shoot method may be used in which the X-ray source 20 photographs an X-ray projection image for a very short time at an angle to be photographed and shoots again for a short time when it reaches the next angle have.

이러한 촬영 중에는 엑스선원의 움직임에 의해 검출기에 맺힌 영상에 경계가 불분명하게 나타나는 현상인 모션 블러(motion blur)가 발생하여 영상의 품질을 떨어뜨리게 된다. 이러한 모션 블러 현상을 방지하기 위해서 촬영하고자 하는 각도에서 완전히 멈추어서 엑스선 투영 영상을 촬영하고 나서 다음 각도로 다시 이동하여 촬영하는 스톱-앤드-샷(stop-and-shoot) 방식이 이용되기도 한다. 이는 엑스선원(20)이 완전히 멈춘 상태에서 촬영을 수행하여야 하기 때문에 전체적으로 촬영시간이 길어지게 된다. 또한, 이러한 구성의 DBT 장치는 엑스선원(20)을 소정 각도로 회전시키기 위한 회전 구동 기구가 요구되기 때문에, 회전 구동 기구는 본 장치의 전체적인 구조를 복잡하게 하며 장치의 크기도 증가시키게 되어 제품의 단가가 상승하게 되는 문제가 있었다.
During such shooting, a motion blur, which is a phenomenon in which the boundaries appear unclear on the image formed on the detector due to the movement of the X-ray source, occurs and the quality of the image is degraded. In order to prevent such a motion blur, a stop-and-shoot method is used in which an X-ray projection image is shot after completely stopping at an angle to be photographed, and then moved back to the next angle. This is because the photographing must be performed in a state in which the X-ray source 20 is completely stopped, so that the photographing time becomes longer as a whole. In addition, since the DBT apparatus having such a configuration requires a rotation drive mechanism for rotating the X-ray source 20 at a predetermined angle, the rotation drive mechanism complicates the overall structure of the apparatus and increases the size of the apparatus, There has been a problem that the unit price is increased.

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다수의 엑스선원을 원하는 조밀도로 배열이 가능하여 정밀하고 신속하게 영상을 제공할 수 있는 엑스선 영상 촬영 장치를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above and to provide an X-ray image photographing apparatus capable of arranging a plurality of X-ray sources in a desired density and providing images precisely and quickly.

전술된 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 엑스선 영상 촬영 장치는 피검사체를 사이에 두고 서로 대면하는 엑스선 디텍터와 엑스선원 발생부를 포함하는 엑스선 영상 촬영 장치로서, 상기 엑스선원 발생부는, 적어도 2개의 행과 적어도 2개의 열로 배열되며, 이웃하는 행들의 엑스선원들이 서로 다른 열에 배치되고, 이웃하는 열들의 엑스선원들이 서로 다른 행에 배치되는 다수의 엑스선원을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an X-ray image photographing apparatus including an X-ray detector and an X-ray source generating unit facing each other with an object to be inspected therebetween, Includes a plurality of x-ray sources arranged in two rows and at least two columns, the x-ray sources of neighboring rows being arranged in different columns, and the x-ray sources of neighboring columns being arranged in different rows.

상기 다수의 엑스선원은 탄소나노튜브 음극을 포함할 수 있다.The plurality of X-ray sources may include a carbon nanotube cathode.

상기 다수의 엑스선원은 상기 엑스선원의 장착부에 탈부착 가능하다.The plurality of X-ray sources are detachably attachable to the mounting portions of the X-ray source.

상기 다수의 엑스선원은 상기 열 별로 순차 작동하거나 상기 열을 바꿔가며 순차 작동할 수 있다.The plurality of X-ray sources can sequentially operate on the columns or alternately on the columns.

상기 다수의 엑스선원들은 이웃하는 행과 열들의 엑스선원으로부터 조사되는 엑스선빔이 서로 중첩되지 않게 배치될 수 있다.
The plurality of X-ray sources may be arranged so that X-ray beams irradiated from X-ray sources of neighboring rows and columns do not overlap with each other.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 엑스선 영상 촬영 장치는 회전을 위한 가동 부품이 없는 단순한 구성으로 구현됨과 동시에 높은 해상도의 3차원 합성 영상을 얻을 수 있다.The X-ray imaging apparatus according to the present invention configured as described above can be realized in a simple configuration without moving parts for rotation, and at the same time, a high-resolution three-dimensional synthesized image can be obtained.

또한, 본 발명에 따른 단층 합성 영상 촬영 장치는 장치를 소형화하면서도 높은 해상도의 3차원 합성 영상을 얻을 수 있다.In addition, the single-layer composite image pickup apparatus according to the present invention can obtain a high resolution three-dimensional composite image while reducing the size of the apparatus.

더욱이, 본 발명에 따른 단층 합성 영상 촬영 장치는 다수의 엑스선원 중 일부에 불량이 발생하는 경우에도 3차원 합성 영상을 얻을 수 있다.
Further, in the single-layer composite image pickup apparatus according to the present invention, a three-dimensional composite image can be obtained even when a failure occurs in a part of a plurality of X-ray sources.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 다음의 첨부 도면과 관련하여 주어진 바람직한 실시예의 이하 설명으로부터 명백해 질 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 DBT 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 DBT 장치의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 DBT 장치의 장치 본체의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 DBT 장치의 장치 본체의 정면도이다.These and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments given with reference to the accompanying drawings.
1 is a front view of a conventional DBT apparatus.
2 is a front view of a DBT apparatus according to the present invention.
3 is a front view of the apparatus main body of the DBT apparatus shown in FIG.
4 is a front view of the main body of the DBT apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면 부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도 2는 본 발명에 따른 엑스선 영상 장치의 일 예인 DBT 장치의 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 DBT 장치의 장치 본체의 정면도이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art will be able to fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout the specification. FIG. 2 is a front view of a DBT apparatus as an example of an X-ray imaging apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a front view of a main body of the DBT apparatus shown in FIG.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 단층 합성 영상 촬영 장치의 일예인 DBT 장치(100)는 엑스레이 촬영을 위한 기본적인 구성들을 포함하는 장치 본체(110)와, 장치 본체(110)가 수직으로 이동 가능하게, 즉 z-방향으로 이동 가능하게 하는 지지 칼럼(111)을 포함한다. 상기 지지 칼럼(111)은 일례로 하단부가 바닥에 고정된 수직 기둥 형상으로서 장치 본체(110)가 자신을 따라 승강 가능하도록 한다.Referring to the drawings, a DBT apparatus 100, which is an example of a single-layer composite imaging apparatus according to the present invention, includes an apparatus body 110 including basic components for X-ray imaging, , I. E. A z-direction. ≪ / RTI > The support column 111 has a vertical column shape with a lower end fixed to the floor, for example, so that the apparatus main body 110 can move up and down along the support column 111 itself.

상기 장치 본체(110)는 상하 양단부가 서로 마주보는 호 형상으로, 엑스방향으로 보았을 때 전체적으로 C자 또는 이와 유사한 형상을 나타낼 수 있다. 상기 장치 본체(110)의 상단부에는 하단부를 향해 엑스선을 조사하는 제너레이터 또는 엑스선원 발생부(120)가 설치되고, 상기 장치 본체(110)의 하단부에는 엑스선원 발생부(120)와 대면하여 엑스선을 수광하는 디텍터(130)가 설치되어 있다.The apparatus main body 110 may have an arc shape in which both upper and lower ends face each other, and may have a C shape or a similar shape when viewed in the X direction. A generator or an X-ray source generating unit 120 for irradiating an X-ray toward a lower end of the apparatus main body 110 is installed and an X-ray generating unit 120 is installed at a lower end of the apparatus main body 110, A detector 130 for receiving light is provided.

상기 엑스선원 발생부(120)는 장치 본체(110)에 고정 설치된 엑스선원 장착부(122)와, 디텍터(130)를 향해 엑스선원 장착부(122)에 적어도 2개 열로 배열된 다수의 엑스선원(123, 124)을 포함한다. 여기서 “열”은 설명의 편의를 위한 것이며, 본 명세서 전체에서 “열”이 “행”으로, “행”이 “열”로도 해석되어 질 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 엑스선 영상 장치의 엑스선원 발생부는 적어도 2개의 행과 적어도 2개의 열로 배열되는 다수의 엑스선원을 포함한다. 이웃하는 행들의 엑스선원은 서로 어긋나는 열로 배열되고, 이웃하는 열들의 엑스선원들 역시 서로 어긋나는 행으로 배열된다. 피검체에 엑스선이 균일한 세기로 조사되도록 하기 위해서는 이웃하는 행과 열들의 엑스선원으로부터 조사되는 엑스선빔이 서로 중첩되지 않게 배치되는 것이 바람직하다.The X-ray source generating unit 120 includes an X-ray source mounting unit 122 fixed to the apparatus body 110 and a plurality of X-ray sources 123 arranged in at least two rows in the X-ray source mounting unit 122 toward the detector 130. [ , 124). It should be noted that the term " column " is used for convenience of explanation, and the term " column " Thus, the x-ray source of the x-ray imaging apparatus according to the present invention includes at least two rows and a plurality of x-ray sources arranged in at least two rows. The x-ray sources of neighboring rows are arranged in mutually offset rows, and the x-ray sources of neighboring rows are arranged in mutually offset rows. It is preferable that the x-ray beams irradiated from the x-ray source of neighboring rows and columns are arranged so as not to overlap each other so that the x-rays are irradiated to the subject at uniform intensity.

이때, 바람직하게는 엑스선원(123, 124)의 각 열은 피검사체(BR)에 대해 호 형상을 이루는데, 적어도 2개 열 중 어느 하나는 다른 하나와 피검사체(BR)에 대해 같은 각도에서 서로 다른 거리로 이격되고, 각 열 내의 엑스선원(123, 124)은 피검사체(BR)로부터 동일 거리에 있다. 그리고 다수의 엑스선원(123, 124)은 열 별로 순차 작동하거나 각 열의 엑스선원(123, 124)이 열을 바꾸어가며 번갈아 작동하여 전체 엑스선원이 각각 상이한 각도로 피검사체를 촬영한다. 이를 위해 엑스선원 장착부(122)는 피검사체(BR)에 대해 호 형상을 나타내는 한편, 피검사체를 마주보는 일측에 복수의 엑스선원(123,124)이 장착되는 적어도 2개의 장착면을 제공할 수 있다. At this time, each row of the X-ray sources 123 and 124 preferably has a arc shape with respect to the subject BR. At least one of the two rows is arranged at the same angle And the X-ray sources 123 and 124 in the respective columns are at the same distance from the subject BR. The plurality of X-ray sources 123 and 124 are sequentially operated on a row-by-column basis, or the X-ray sources 123 and 124 of the respective columns alternately operate while alternating heat, so that all the X-ray sources photograph the subject at different angles. To this end, the X-ray source mounting portion 122 may be provided with at least two mounting surfaces on which a plurality of X-ray sources 123 and 124 are mounted, on one side facing the inspected object, while the X-

예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 2n개의 엑스선원(123, 124)은 n개씩 2개의 열을 이루되, 각 열의 엑스선원(123, 124)은 피검사체(BR)에 대해 서로 다른 반경의 호를 따라 엇갈려 배열된다. 구체적으로, n개의 엑스선원(123-1, 123-2, ..., 123-n)은 피검사체(BR)로부터 제1 거리(R1)에 있는 호를 따라 제1 열로 배열되고, 나머지 n개의 엑스선원(124-1, 124-2, ..., 124-n)은 피검사체(BR)에 대해 제1 거리(R1)보다 큰 제2 거리(R2)에 있는 호를 따라 제2 열로 배열된다. 이때, 제 1, 2열은 동일 X-Z평면을 따라 상 하단으로 배치될 수 있다. For example, the 2n X-ray sources 123 and 124 shown in FIG. 2 and FIG. 3 form two rows by n, and the X-ray sources 123 and 124 of the respective columns are different from each other with respect to the inspected object BR Are arranged alternately along the arc of the radius. Specifically, the n x-ray sources 123-1, 123-2, ..., 123-n are arranged in the first column along the arc at the first distance R1 from the subject BR and the remaining n The x-ray sources 124-1, 124-2, ..., 124-n are arranged in the second row along the arc at the second distance R2, which is larger than the first distance R1, . At this time, the first and second columns may be arranged at the upper and lower ends along the same X-Z plane.

그리고, 제1 열을 형성하는 n개의 엑스선원(123-1, 123-2, ..., 123-n)과 제2 열을 형성하는 n개의 엑스선원(124-1, 124-2, ..., 124-n)은 각 열 내에서 일정한 각(Δθ)만큼 이격되고 서로에 대해서도 일정한 각(Δθ)만큼 이격되어 모든 엑스선원(123, 124)이 서로 상이한 각도로 피검사체(BR)에 엑스선을 조사할 수 있도록 엇갈려 배열된다. 이때, 엑스선원(123, 124)이 이격되는 각(Δθ)은 얻고자 하는 3차원 합성 영상의 해상도 또는 엑스선원의 빔 크기 등에 따라 달라질 수 있으며, 엑스선원(123, 124)이 분포되는 전체 각 범위(θ)는 피검사체의 유형에 따라 달라질 수 있다.The n x-ray sources 124-1, 124-2, ..., 123-n forming the first row and the n x-ray sources 124-1, 124-2, ..., 123- And 124-n are spaced apart from each other by a certain angle ?? in each column and are spaced apart from each other by a certain angle ?? so that all the X-ray sources 123 and 124 are inclined at an angle different from each other to the subject BR They are staggered so that the X-rays can be irradiated. At this time, the angle DELTA &thetas; from which the X-ray sources 123 and 124 are separated may vary according to the resolution of the 3D synthesized image to be obtained or the beam size of the X-ray source, The range ([theta]) may vary depending on the type of subject.

한편, 통상의 엑스선원은 전자를 방출하는 전계 방출 음극과, 방출된 전자와 충돌하여 엑스선을 생성하는 양극인 타겟 금속부로 구성된다. 전계 방출 음극은 진공 환경에서 전계를 인가하여 전자를 방출시키는 소자로서, 종래에는 필라멘트 등이 사용되었으나, 최근에는 나노기술의 발전과 더불어 탄소 나노튜브(carbon nanotube)와 같은 나노 에미터를 이용하고 있다. 탄소 나노튜브를 이용한 엑스선원은, 종래의 필라멘트 음극을 이용한 엑스선원과 비교하여, 필라멘트 음극 가열로 인한 전력 과소비를 해소하면서 보다 소형화된 크기로 전자 빔 집속 한계가 향상되었다. 이러한 엑스선원의 상세한 구성 및 작동은 본 발명이 속한 기술 분야에서 널리 알려진 내용이므로, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, a typical X-ray source includes a field emission cathode that emits electrons and a target metal portion that is an anode that generates X-rays by colliding with the emitted electrons. The field emission cathode is a device which emits electrons by applying an electric field in a vacuum environment. Conventionally, filament or the like has been used, but recently, a nanoemitter such as a carbon nanotube has been used along with the development of nanotechnology . Compared with an X-ray source using a conventional filament cathode, an X-ray source using carbon nanotubes has improved the limit of electron beam focusing at a smaller size while eliminating power over-consumption due to filament cathode heating. The detailed construction and operation of the X-ray source are well known in the technical field of the present invention, and therefore, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 단층 합성 영상 촬영 장치에는 이와 같이 소형화된 탄소 나노튜브 엑스선원을 이용함으로써 다수의 엑스선원을 작은 공간 내에 일정 간격으로 배열할 수 있다.In the single layer synthetic imaging apparatus according to the present invention, by using the miniaturized carbon nanotube X-ray source, a plurality of X-ray sources can be arranged at a predetermined interval in a small space.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 DBT 장치(100)를 이용하여 피검사자의 유방과 같은 피검사체(BR)에 대한 단층 합성 영상 촬영은 다음과 같이 이루어진다.The single-layer synthetic image capturing of the subject BR such as the subject's breast using the DBT apparatus 100 according to the present invention is performed as follows.

우선, 피검사자가 입식 또는 좌식 상태로 DBT 장치(100)의 촬영 위치로 정 위치한 후, 장치 본체(110)는 칼럼(111)을 따라서 상하 이동되어 피검사자의 피검사체(BR)가 디텍터(130) 상에 놓이도록 위치가 조정된다. 이때, 비록 도면에 나타나지는 않았지만, 바람직하게는 피검사체(BR) 내부의 이상 부위가 유선 조직 등에 가려지는 것을 방지하기 위해 압박패드 등을 이용하여 디텍터(130) 상에 놓여진 피검사체(BR)를 가압할 수 있다.The apparatus body 110 is moved up and down along the column 111 so that the inspected object BR of the examinee is moved up and down on the detector 130 As shown in FIG. At this time, although not shown in the figure, it is preferable to use a pressing pad or the like to prevent the abnormal part inside the subject BR from being covered with the wire structure or the like, and to fix the subject BR placed on the detector 130 It is possible to pressurize.

이어서, 일례로 엑스선원 발생부(120) 내의 엑스선원(123, 124)은 엑스선원(123-1), 엑스선원(124-1), 엑스선원(123-2), 엑스선원(124-2), ..., 엑스선원(123-n), 엑스선원(124-n)의 순서 또는 그 역순으로 엑스선을 조사하고, 각각의 엑스선원에서 조사된 엑스선은 피검사체(BR)를 투과해서 디텍터(130)에 수광된다. 그리고 디텍터(130)는 수광된 엑스선의 입사량에 비례한 위치별 전기 신호를 생성하고, 그 전기 신호와 위치 정보를 읽어 영상 처리 알고리즘으로 처리함으로써 각각의 각도에서 촬영된 피검사체(BR)의 엑스선 영상을 얻는다. 이후 각각의 각도에서 촬영된 피검사체(BR)의 엑스선 영상들은 본 기술 분야에서 잘 알려진 단층 영상 합성법에 따라 합성되어 3차원 합성 영상이 얻어진다. The X-ray sources 123 and 124 in the X-ray source 120 are connected to the X-ray source 123-1, the X-ray source 124-1, the X-ray source 123-2, The X-ray source irradiates the X-ray source in the order of the X-ray source 123-n, the X-ray source 123-n and the X-ray source 124- (Not shown). Then, the detector 130 generates an electric signal for each position proportional to the incident amount of the received X-rays, reads the electric signal and the position information, processes it by an image processing algorithm, Get the video. Then, the x-ray images of the subject BR photographed at the respective angles are synthesized according to the tomographic image synthesis method well known in the art to obtain a three-dimensional composite image.

이때, 제1 열을 형성하는 엑스선원(123-1, 123-2, ..., 123-n)과 제2 열을 형성하는 엑스선원(124-1, 124-2, ..., 124-n)은 피검사체(BR)에 대해 서로 상이한 거리, 즉 제1 거리(R1) 및 제2 거리(R2)만큼 떨어져 있으므로, 각각의 엑스선원에서 조사된 엑스선으로부터 얻은 영상으로 3차원 영상을 합성할 때, 상기 거리 차이에 따른 각 영상의 차이를 보정할 필요하다는 것에 유의하여 한다. 그리고 위에서는 편의상 엑스선원 발생부(120) 내의 엑스선원(123, 124)이 엑스선원(123-1), 엑스선원(124-1), 엑스선원(123-2), 엑스선원(124-2), ..., 엑스선원(123-n), 엑스선원(124-n)의 순서 또는 그 역순으로 엑스선을 조사한다고 하였으나, 필요에 따라 임의의 제 1 열의 엑스선원(123-1, 123-2, 123-3…, 역순도 가능)이 순차적으로 엑스선을 조사한 후 제 2 열의 엑스선원(124-1, 124-2, 124-3…, 역순도 가능)이 순차적으로 엑스선을 조사하는 것도 가능하다. At this time, the X-ray sources 123-1, 123-2, ..., 123-n forming the first row and the X-ray sources 124-1, 124-2, ..., 124 -n are different from each other with respect to the subject BR by the first distance R1 and the second distance R2 so that a three-dimensional image is synthesized with an image obtained from the x- , It is necessary to correct the difference of each image according to the distance difference. For convenience, the X-ray sources 123 and 124 in the X-ray source 120 are connected to the X-ray source 123-1, the X-ray source 124-1, the X-ray source 123-2, The X-ray source 123-1, 123-n, and the X-ray source 124-n are irradiated in the order of the X-ray source 123-1, 2, 123-3, ..., and in reverse order), the X-ray source of the second row (124-1, 124-2, 124-3, ..., in reverse order) may sequentially irradiate the X-rays Do.

한편, 본 발명에 따른 DBT 장치에서 상기 엑스선원 발생부(120)에 배열된 다수의 엑스선원(123, 124)은 전술한 실시예와 다른 형태로 배열될 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따른 DTB 장치에서 다수의 엑스선원은 적어도 2개 열을 이루되 그 중 어느 하나는 다른 하나와 피검사체(BR)에 대해 같은 거리에서 서로 다른 각도로 이격된다. Meanwhile, in the DBT apparatus according to the present invention, the plurality of X-ray sources 123 and 124 arranged in the X-ray source 120 may be arranged in a manner different from the above embodiment. In other words, in the DTB device according to the present invention, the plurality of X-ray sources are arranged in at least two rows, and one of them is spaced at different angles at the same distance from the other one to the subject (BR).

본 발명의 다른 실시예에 따른 DBT 장치의 장치 본체의 정면도를 도시하는 도 4를 참조하면, DBT 장치의 엑스선원 발생부(120)에는 다수의, 예를 들어 2n개의 엑스선원(125, 126)이 각각 n개씩 2개의 열을 이루되, 각 열은 피검사체(BR)에 대해 동일 반경(R)의 호 형상을 나타내도록 도 2의 Y- 축 방향으로 이격된다. 그리고 2개의 열 내의 엑스선원(125, 126)은 피검사체(BR)에 대해 서로 엇갈려 배치되어, 모든 엑스선원(125, 126)이 서로 상이한 각도로 피검사체(BR)에 엑스선을 조사할 수 있도록 한다.4, which is a front view of the main body of the DBT apparatus according to another embodiment of the present invention, a plurality of, for example, 2n X-ray sources 125 and 126 are provided in the X-ray source 120 of the DBT apparatus. Are arranged in two rows by n columns, and each column is spaced apart in the Y-axis direction of FIG. 2 so as to have a shape of arc of the same radius (R) with respect to the subject BR. The X-ray sources 125 and 126 in the two rows are staggered with respect to the subject BR so that all the X-ray sources 125 and 126 can irradiate the X-ray to the subject BR at different angles from each other do.

구체적으로, n개의 엑스선원(125-1, 125-2, ..., 125-n)은 상기 디텍터(130)의 피검사체(BR)에 대해 일정 거리를 반지름(R)으로 하는 호를 따라 제1 열로 배열되고, 나머지 n개의 엑스선원(126-1, 126-2, ..., 126-n)은 피검사체(BR)에 대해 동일한 반지름(R)의 호를 따라 제2 열로 배열된다. 이때, 제 1, 2 열은 도 2의 y- 방향, 엄밀하게는 y-z 방향으로 이격되고, 결국 제 1, 2열은 동일중심의 구 면을 따라 배열되어 있다. Specifically, the n x-ray sources 125-1, 125-2, ..., and 125-n follow an arc having a radius R with respect to the inspected object BR of the detector 130 And the remaining n x-ray sources 126-1, 126-2, ..., 126-n are arranged in the second column along the same radius (R) arc with respect to the subject BR . At this time, the first and second rows are spaced apart in the y-direction and strictly y-z direction in Fig. 2, so that the first and second rows are arranged along the same central spherical surface.

도 4에 도시된 실시예의 DBT 장치에서, 일례로 다수의 엑스선원(125, 126)은 엑스선원(125-1), 엑스선원(126-1), 엑스선원(125-2), 엑스선원(126-2), ..., 엑스선원(125-n), 엑스선원(126-n)의 순서로 또는 그 역순으로 엑스선을 조사하여, 다수의 상이한 각도로 촬영한 피검사체의 3차원 영상을 얻을 수 있고, 이와 달리 제 1 열의 엑스선원(125-1, 125-2, 125-3…, 역순도 가능)이 순차적으로 엑스선을 조사한 후 제 2 열의 엑스선원(126-1, 126-2, 126-3…, 역순도 가능)이 순차적으로 엑스선을 조사하는 것도 가능하다. In the DBT apparatus of the embodiment shown in FIG. 4, for example, a plurality of X-ray sources 125 and 126 include an X-ray source 125-1, an X-ray source 126-1, an X-ray source 125-2, Dimensional image of the subject photographed at a plurality of different angles by irradiating X-rays in the order of the X-ray source 126-2, ..., the X-ray source 125-n and the X- The X-ray sources 125-1, 125-2, 125-3, ... in the first row sequentially irradiate the X-rays, and then the X-ray sources 126-1, 126-2, 126-3 ..., and the reverse order is also possible).

이때, 제1 열을 형성하는 엑스선원(125-1, 125-2, ..., 125-n)과 제2 열을 형성하는 엑스선원(126-1, 126-2, ..., 126-n)은 이격되어 있기 때문에, 각각의 엑스선원에서 조사된 엑스선으로부터 얻은 영상으로 3차원 영상을 합성할 때, 이격된 거리의 차이에 따른 각 영상의 차이를 보정할 필요하다는 것에 유의하여 한다.At this time, the X-ray sources 125-1, 125-2, ..., 125-n forming the first row and the X-ray sources 126-1, 126-2, ..., 126 -n) are spaced apart from each other, it is necessary to correct the difference of each image according to the difference in the distance when the three-dimensional image is synthesized with the image obtained from the X-rays irradiated from each X-ray source.

이상에서 살펴본 본 발명에 따른 단층 합성 촬영 영상 장치는 다수의 엑스선원이 적어도 2개의 열을 따라 엇갈려 배치된 상태에서 각 열의 엑스선원을 교대 또는 순차적으로 작동시킴으로써, 보다 작은 각도 단위로 피검사체를 촬영하여 장치를 소형화하면서도 보다 높은 해상도의 3차원 영상을 획득할 수 있다.In the single-layer synthetic imaging apparatus according to the present invention, a plurality of X-ray sources are staggered along at least two rows, and the X-ray sources of each row are alternately or sequentially operated to photograph the subject A three-dimensional image of higher resolution can be obtained while reducing the size of the apparatus.

전술된 실시예들에서는 다수의 엑스선원을 2개의 열로 배열하였으나, 이에 한정하지 않고, 3열, 4열, 또는 그 이상의 열로 배열하면, 엑스선원들 사이의 거리를 충분히 확보하면서 보다 작은 각도 단위로 촬영된 영상을 얻을 수 있다. 따라서, 보다 높은 해상도의 3차원 합성 영상을 얻을 수 있다.In the above-described embodiments, a plurality of X-ray sources are arranged in two rows. However, the present invention is not limited thereto, and if the rows are arranged in three rows, four columns, or more rows, The captured image can be obtained. Therefore, a three-dimensional synthesized image having a higher resolution can be obtained.

또한, 본 발명에 따른 단층 합성 촬영 영상 장치는 다수의 엑스선원이 적어도 2개의 열을 따라 엇갈려 배치되어 있으므로 임의의 엑스선원이 고장난 경우 해당 열을 제외한 다른 열의 엑스선원으로 촬영을 하거나 고장난 엑스선원을 인접한 다른 열의 다른 엑스선원으로 대체 후 보간하면 이상 없이 3차원 합성영상을 얻을 수 있다. In the single layer synthetic imaging apparatus according to the present invention, since a plurality of X-ray sources are staggered along at least two rows, when an arbitrary X-ray source is broken, the X- If the interpolation is performed after replacing with another X-ray source in another adjacent column, a three-dimensional composite image can be obtained without any abnormality.

한편, 상기 엑스선원 장착부(122)는 장치 본체(110)에 탈부착 가능하게 설치되어, 다수의 엑스선원들이 상이한 패턴으로 배열된 다른 엑스선원 발생부로 교체하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 엑스선원들이 사이의 간격이 더 좁거나, 엑스선원들의 전체 분포 범위가 더 넓은 엑스선원 발생부로 교체하여, 원하는 해상도 및/또는 상이한 유형의 피검사체에 대해 대응하여 원하는 3차원 합성 영상을 얻을 수 있다. The X-ray source attaching portion 122 may be detachably attached to the apparatus body 110 and may be replaced with another X-ray source generating portion having a plurality of X-ray sources arranged in different patterns. For example, the distance between the X-ray sources may be narrower, or the X-ray source may be replaced with an X-ray source having a larger overall distribution range of the X-ray sources so as to correspond to a desired resolution and / or a different type of subject, Can be obtained.

또한, 상기 각각의 엑스선원(123, 124, 125, 126) 역시 상기 엑스선원 장착부(122)에 탈부착 가능하게 모듈화 하여 고장 시 교체 및 수리를 용이하게 하는 한편 촬영 목적에 따라 열 및 간격 등의 배열관계를 자유롭게 변형하는 것도 가능하다. 본 발명의 몇몇 실시예들에 대해 예시적으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 앞서 설명된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 더 잘 이해할 수 있도록 설명하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 권리 범위는 이러한 실시예들에 의해 한정되지 않으며, 아래 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Also, the respective X-ray sources 123, 124, 125, and 126 are modularized so that they can be detachably attached to the X-ray source mounting part 122 to facilitate replacement and repair in case of failure, It is also possible to transform the relationship freely. Although several embodiments of the present invention have been illustrated by way of example, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but merely to facilitate a better understanding thereof. The scope of the present invention is not to be limited by these embodiments, but should be construed according to the following claims, and equivalents thereof are to be construed as being included in the scope of the present invention.

100: DBT 장치
110: 장치 본체
111: 지지 칼럼
120: 엑스선원 발생부
122 : 엑스선원 장착부
12, 123, 124, 125: 엑스선원
130: 디텍터100: DBT device
110:
111: Support column
120: X-ray source generating unit
122: X-ray source mounting part
12, 123, 124, 125: X-ray source
130: Detector

Claims (5)

피검사체를 사이에 두고 서로 대면하는 엑스선 디텍터와 엑스선원 발생부를 포함하는 엑스선 영상 촬영 장치로서,
상기 엑스선원 발생부는,
적어도 2개의 행과 적어도 2개의 열로 배열되며, 이웃하는 행들의 엑스선원들이 서로 다른 열에 배치되고, 이웃하는 열들의 엑스선원들이 서로 다른 행에 배치되는 다수의 엑스선원을 포함하는
엑스선 영상 촬영 장치.
An X-ray image pickup apparatus comprising an X-ray detector and an X-ray source generating unit facing each other with an object to be inspected therebetween,
Wherein the X-
A plurality of x-ray sources arranged in at least two rows and at least two columns, the x-ray sources of neighboring rows being arranged in different columns, and the x-ray sources of neighboring rows being arranged in different rows
X-ray imaging device.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 엑스선원은 탄소나노튜브 음극을 포함하는
엑스선 영상 촬영 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of X-ray sources include carbon nanotube cathodes
X-ray imaging device.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 엑스선원은 상기 엑스선원의 장착부에 탈부착 가능한
엑스선 영상 촬영 장치.
The method according to claim 1,
The plurality of X-ray sources may be detachably attached to the mounting portions of the X-
X-ray imaging device.
제 1 항에 있어서,
상기 다수의 엑스선원은 상기 열 별로 순차 작동하거나 상기 열을 바꿔가며 순차 작동하는
엑스선 영상 촬영 장치.
The method according to claim 1,
The plurality of X-ray sources operate sequentially by the columns or sequentially
X-ray imaging device.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다수의 엑스선원들은 이웃하는 행과 열들의 엑스선원으로부터 조사되는 엑스선빔이 서로 중첩되지 않게 배치되는
엑스선 영상 촬영 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The plurality of X-ray sources are arranged such that X-ray beams irradiated from X-ray sources of neighboring rows and columns are not overlapped with each other
X-ray imaging device.
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