KR20160011138A - X-ray imaging apparatus and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
대상체의 특성을 검출하는 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.Ray photographing apparatus for detecting a characteristic of a target object and a control method thereof.
엑스선 촬영 장치는 엑스선(X-ray)을 이용하여 대상체 내부의 영상을 얻는 기기이다. 엑스선 촬영 장치는 대상체에 엑스선을 조사하고 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는, 비침습적인 방법으로 대상체 내부를 영상화한다. 따라서 의료용 엑스선 촬영 장치는 외관으로 확인할 수 없는 대상체 내부의 상해 또는 질병 등의 진단에 이용될 수 있다.An X-ray imaging apparatus is an apparatus for acquiring an image of an object using an X-ray. The X-ray imaging apparatus images the inside of the object by a non-invasive method of irradiating the object with the X-rays and detecting the X-rays transmitted through the object. Therefore, the medical X-ray imaging apparatus can be used for diagnosis of injury or illness in the inside of the object which can not be confirmed by appearance.
엑스선 촬영 장치는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 소스(x-ray source)와, 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 디텍터(x-ray detector)를 포함하며, 최근 자동화 경향에 따라, 엑스선 소스, 엑스선 디텍터 등 엑스선 촬영 장치의 자동화에 대한 사용자 관심 또한 확대되고 있다.An X-ray imaging apparatus includes an X-ray source for generating an X-ray to irradiate a target object and an X-ray detector for detecting an X-ray transmitted through the target object. , And X-ray detectors.
예를 들어, 엑스선 디텍터의 위치를 자동 검출하고 오토 트래킹(Auto Tracking) 또는 오토 센터링(Auto Centering)을 수행하거나, 대상체의 특성을 자동 검출하거나, 검출된 대상체의 특성에 따라 엑스선 소스 또는 엑스선 디텍터의 위치를 자동으로 변경하거나, 또는 검출된 대상체의 특성에 따라 엑스선의 강도를 자동으로 조절하는 등 엑스선 촬영 장치의 자동화에 대한 개발이 요구되고 있다.For example, it is possible to automatically detect the position of an X-ray detector and perform auto tracking or auto centering, or to automatically detect the characteristics of a target object or to detect an X-ray source or an X-ray detector There is a demand for development of automation of an X-ray photographing apparatus such as automatically changing the position or automatically adjusting the intensity of the X-ray according to the characteristics of the detected object.
대상체의 특성을 자동 검출하는 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.An X-ray photographing apparatus and its control method for automatically detecting a characteristic of a target object are provided.
일 측에 따른 엑스선 촬영 장치는, 대상체에 엑스선을 조사하는 엑스선 소스; 상기 엑스선 소스에 장착되는 센서; 및 상기 센서의 출력값에 기초하여 상기 대상체의 체적을 획득하고, 상기 대상체의 체적에 기초하여 상기 대상체의 비만정도를 판단하고, 상기 대상체의 비만정도에 기초하여 상기 엑스선의 조사값을 조절하는 제어부를 포함하고, 상기 센서의 출력값은, 상기 센서가 복수의 이미지 센서를 포함하는 경우, 상기 엑스선 소스가 이동하는 동안 상기 복수의 이미지 센서의 기울어진 각도를 포함할 수 있다.An X-ray imaging apparatus according to one side includes an X-ray source for irradiating X-rays to a target object; A sensor mounted on the x-ray source; And a control unit for acquiring the volume of the object based on the output value of the sensor, determining the degree of obesity of the subject based on the volume of the subject, and adjusting the irradiation value of the X-ray based on the degree of obesity of the subject And the output value of the sensor may include the tilted angle of the plurality of image sensors while the x-ray source is moving, when the sensor includes a plurality of image sensors.
또한, 상기 센서는, 근접 센서를 더 포함할 수 있다.In addition, the sensor may further include a proximity sensor.
또한, 상기 센서의 출력값은, 상기 복수의 이미지 센서가 촬영하는 영상의 픽셀값을 포함할 수 있다.The output value of the sensor may include a pixel value of an image captured by the plurality of image sensors.
또한, 상기 제어부는, 상기 픽셀값의 변화에 기초하여 상기 영상에서 상기 대상체의 외곽선을 검출하고, 상기 외곽선에 기초하여 상기 대상선의 체적 및 키를 획득할 수 있다.The control unit may detect an outline of the object on the image based on the change of the pixel value, and obtain the volume and the key of the object line based on the outline.
또한, 상기 엑스선 소스를 이동시키는 소스 액츄에이터를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a source actuator for moving the X-ray source.
또한, 상기 제어부는, 상기 센서가 근접 센서를 포함하거나 또는 복수의 이미지 센서를 포함하는 경우, 상기 엑스선 소스가 촬영테이블의 길이방향으로 이동하도록 상기 소스 액츄에이터를 제어할 수 있다.Further, the control unit may control the source actuator such that the x-ray source moves in the longitudinal direction of the photographing table when the sensor includes a proximity sensor or includes a plurality of image sensors.
또한, 상기 센서의 출력값은, 상기 엑스선 소스가 이동하는 동안, 근접 센서로부터 출력되는 출력전압을 포함할 수 있다.In addition, the output value of the sensor may include an output voltage output from the proximity sensor while the x-ray source is moving.
또한, 상기 제어부는, 상기 출력전압을 상기 근접 센서로부터의 거리로 환산하고, 상기 환산된 거리에 기초하여 상기 대상체의 체적을 획득할 수 있다.Further, the control unit may convert the output voltage into a distance from the proximity sensor, and obtain the volume of the object based on the converted distance.
또한, 상기 제어부는, 상기 출력전압 중 최대 출력전압을 환산하여 제 1거리를 획득하고, 상기 출력전압 중 최소 출력전압을 환산하여 제 2거리를 획득하고, 상기 제 1거리 및 제 2 거리의 차로부터 상기 대상체의 체적을 획득할 수 있다.The control unit obtains a first distance by converting the maximum output voltage among the output voltages, acquires a second distance by converting a minimum output voltage of the output voltages, and calculates a difference between the first distance and the second distance The volume of the object can be obtained from the object.
또한, 상기 제어부는, 상기 엑스선 소스의 이동거리 및 상기 엑스선 소스의 이동거리 중 상기 근접 센서가 최소 출력전압 출력하는 구간의 차로부터 상기 대상체의 키를 획득할 수 있다.Also, the controller may obtain the key of the object from a difference between a movement distance of the x-ray source and a movement distance of the x-ray source, the interval in which the proximity sensor outputs a minimum output voltage.
또한, 상기 복수의 이미지 센서는, 서로 동일한 초점을 가질 수 있다.In addition, the plurality of image sensors may have the same focal point.
또한, 상기 제어부는, 하기의 [수학식 3]을 이용하여, 상기 복수의 이미지 센서로부터의 거리를 산출할 수 있다.Further, the control unit may calculate the distance from the plurality of image sensors using the following formula (3).
[수학식 3]&Quot; (3) "
여기서, d'은 복수의 이미지 센서 사이의 거리, θ1, θ2은 초점에 대해 복수의 이미지 센서의 기울어진 각도, d는 복수의 이미지 센서로부터 초점까지의 거리를 의미한다. Here, d 'denotes a distance between the plurality of image sensors,? 1,? 2 denotes a tilted angle of the plurality of image sensors with respect to the focus, and d denotes a distance from the plurality of image sensors to the focal point.
또한, 상기 제어부는, 상기 산출된 거리 중 최대 거리 및 최소 거리의 차로부터 상기 대상체의 체적을 획득할 수 있다.In addition, the control unit may obtain the volume of the object from the difference between the maximum distance and the minimum distance among the calculated distances.
또한, 상기 제어부는, 상기 엑스선 소스의 이동거리 및 상기 엑스선 소스의 이동거리 중 최소 거리가 산출되는 구간의 차로부터 상기 대상체의 키를 획득할 수 있다.Also, the control unit may obtain the key of the object from the difference between the movement distance of the x-ray source and the movement distance of the x-ray source.
또한, 상기 엑스선의 조사값은, 상기 엑스선의 조사강도 또는 조사량에 대응할 수 있다.The irradiation value of the X-ray may correspond to the irradiation intensity or the irradiation amount of the X-ray.
일 측에 따른 엑스선 촬영 장치는, 대상체에 엑스선을 조사하는 엑스선 소스; 촬영테이블을 이동시키는 테이블 액츄에이터; 및 상기 테이블 액츄에이터의 출력값에 기초하여 상기 대상체의 무게를 판단하고, 상기 대상체의 무게에 기초하여 상기 엑스선의 조사값을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.An X-ray imaging apparatus according to one side includes an X-ray source for irradiating X-rays to a target object; A table actuator for moving the photographing table; And a controller for determining the weight of the object based on the output value of the table actuator and adjusting the irradiation value of the X-ray based on the weight of the object.
또한, 상기 테이블 액츄에이터는, 전류 센서, 자기 센서 및 전류 센싱 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the table actuator may include at least one of a current sensor, a magnetic sensor, and a current sensing circuit.
또한, 상기 테이블 액츄에이터의 출력값은, 상기 촬영테이블이 상하방향으로 이동하는 동안, 상기 테이블 액츄에이터 상에 흐르는 부하전류를 포함할 수 있다.The output value of the table actuator may include a load current flowing on the table actuator while the photographing table moves in the vertical direction.
또한, 상기 제어부는, 상기 테이블 엑츄에이터 상에 흐르는 부하전류로부터 샘플 레이트(sample rate) 에 따라 측정 전류를 추출하고, 상기 추출한 측정 전류로부터 [수학식 2]를 이용하여 평균전류를 산출할 수 있다.The control unit may extract a measurement current from a load current flowing on the table actuator in accordance with a sample rate, and calculate an average current from the extracted measurement current using Equation (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
여기서, Xi (i=1, 2, ..., n))은 추출된 측정 전류, n은 추출된 횟수, Xrms는 평균전류를 의미한다.Where Xi (i = 1, 2, ..., n) is the extracted measured current, n is the number of times extracted, and Xrms is the average current.
또한, 상기 제어부는, 상기 부하전류를 미리 설정된 적어도 하나의 전류 기준값과 비교하여, 상기 대상체의 비만정도를 결정할 수 있다.In addition, the control unit may determine the degree of obesity of the subject by comparing the load current with at least one current reference value set in advance.
또한, 상기 제어부는, 상기 부하전류에 기초하여 상기 대상체의 무게를 판단하고, 상기 판단한 대상체의 무게와 미리 설정된 적어도 하나의 무게 기준값을 비교하여, 상기 대상체의 비만정도를 결정할 수 있다.The control unit may determine the weight of the target object based on the load current, and determine the degree of obesity of the target object by comparing the determined weight of the target object with at least one predetermined weight reference value.
일 측에 따른 엑스선 촬영 장치는, 대상체에 엑스선을 조사하는 엑스선 소스; 상기 엑스선 소스에 장착되는 센서; 촬영테이블을 이동시키는 테이블 액츄에이터; 및 상기 센서의 출력값에 기초하여 상기 대상체의 키를 획득하고, 상기 테이블 액츄에이터의 출력값에 기초하여 상기 대상체의 무게를 획득하고, 상기 대상체의 키 및 무게에 기초하여 상기 엑스선의 조사값을 조절하는 제어부를 포함할 수 있다.An X-ray imaging apparatus according to one side includes an X-ray source for irradiating X-rays to a target object; A sensor mounted on the x-ray source; A table actuator for moving the photographing table; And a control unit for acquiring the key of the object based on the output value of the sensor, acquiring the weight of the object based on the output value of the table actuator, and adjusting the irradiation value of the X- . ≪ / RTI >
일 측에 따른 엑스선 촬영 장치의 제어방법은, 엑스선 소스에 장착된 센서의 출력값에 기초하여 대상체의 체적을 획득하고; 상기 대상체의 체적에 기초하여 상기 대상체의 비만정도를 판단하고; 및 상기 대상체의 비만정도에 기초하여, 상기 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사값을 조절하는 것을 포함하고, 상기 센서의 출력값은, 상기 센서가 복수의 이미지 센서를 포함하는 경우, 상기 엑스선 소스가 이동하는 동안, 상기 복수의 이미지 센서의 기울어진 각도를 포함할 수 있다.A control method of an X-ray photographing apparatus according to one side obtains a volume of a target object based on an output value of a sensor mounted on an X-ray source; Determining the degree of obesity of the subject based on the volume of the subject; And adjusting an irradiance value of an X-ray irradiated from the X-ray source based on the degree of obesity of the object, wherein, when the sensor includes a plurality of image sensors, The angle of inclination of the plurality of image sensors may be included.
일 측에 따른 엑스선 촬영 장치의 제어방법은, 촬영테이블을 상하방향으로 이동시키고; 상기 촬영테이블의 이동에 따른 테이블 액츄에이터의 출력값에 기초하여, 상기 대상체의 무게를 판단하고; 및 상기 대상체의 무게에 기초하여, 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사값을 조절하는 것을 포함할 수 있다.A control method of an X-ray photographing apparatus according to one side of the present invention includes: moving a photographing table in a vertical direction; Judging a weight of the object based on an output value of the table actuator according to the movement of the photographing table; And adjusting the irradiation value of the X-ray irradiated from the X-ray source based on the weight of the object.
일 측에 따른 엑스선 촬영 장치의 제어방법은, 엑스선 소스에 장착된 센서의 출력값에 기초하여 대상체의 키를 획득하고; 촬영테이블을 이동시키는 테이블 액츄에이터의 출력값에 기초하여 상기 대상체의 무게를 획득하고; 상기 대상체의 키 및 무게에 기초하여 상기 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사값을 조절하는 것을 포함할 수 있다.A control method of an X-ray photographing apparatus according to one side obtains a key of an object based on an output value of a sensor mounted on an X-ray source; Acquiring a weight of the object based on an output value of the table actuator for moving the photographing table; And adjusting an irradiation value of an X-ray irradiated from the X-ray source based on the key and the weight of the object.
도 1은 엑스선 촬영 장치의 외관을 예시한 사시도이다.
도 2는 엑스선 촬영 장치를 분해하여 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 엑스선 촬영 장치의 조작부를 예시한 사시도이다.
도 4는 엑스선 촬영 장치의 일 실시예에 따른 제어 블럭도이다.
도 5는 엑스선 튜브의 내부 구조를 예시한 단면도이다.
도 6은 감지패널의 구조를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 7는 에너지와 감쇠계수와의 관계를 대상체 내부의 물질별로 나타낸 그래프이다.
도 8은 지방의 두께에 따른 감쇠현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 테이블 액츄에이터의 일 실시예에 따른 구성도이다.
도 10은 테이블 액츄에이터의 다른 실시예에 따른 구성도이다.
도 11은 테이블 액츄에이터의 또 다른 실시예에 따른 구성도이다.
도 12는 평균전류의 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 전류 기준값에 따른 비만정도의 판단을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 엑스선 촬영 장치의 다른 실시예에 따른 제어 블록도이다.
도 16은 근접 센서에 의한 거리 감지를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 근접 센서의 출력값을 이용하여 대상체의 키와 체적을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 단일의 이미지 센서에 의한 이미지 획득을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 이미지 센서의 출력값을 이용하여 대상체의 키와 체적을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 복수의 이미지 센서에 의한 거리 감지를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 복수의 이미지 센서의 출력값을 이용하여 대상체의 키와 체적을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 엑스선 촬영 장치의 또 다른 실시예에 따른 제어 블록도이다.
도 23은 엑스선 촬영 장치의 제어 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.
도 24는 엑스선 촬영 장치의 제어 방법의 다른 실시예에 따른 흐름도이다.
도 25는 엑스선 촬영 장치의 제어 방법의 또 다른 실시예에 따른 흐름도이다.
도 26은 엑스선 촬영 장치의 제어 방법의 또 다른 실시예에 따른 흐름도이다.1 is a perspective view illustrating an appearance of an X-ray imaging apparatus.
2 is an exploded perspective view showing the X-ray imaging apparatus in a disassembled state.
3 is a perspective view illustrating an operation unit of the X-ray imaging apparatus.
4 is a control block diagram according to an embodiment of the X-ray imaging apparatus.
5 is a cross-sectional view illustrating the internal structure of the x-ray tube.
6 is a schematic view schematically showing the structure of the sensing panel.
Fig. 7 is a graph showing the relationship between the energy and the damping coefficient for each substance in the object.
8 is a view for explaining a damping phenomenon depending on the thickness of the fat.
9 is a configuration diagram according to an embodiment of the table actuator.
10 is a configuration diagram according to another embodiment of the table actuator.
11 is a configuration diagram according to another embodiment of the table actuator.
12 is a diagram for explaining a method of calculating an average current.
13 and 14 are diagrams for explaining the determination of the degree of obesity according to the current reference value.
15 is a control block diagram according to another embodiment of the X-ray imaging apparatus.
16 is a view for explaining distance sensing by the proximity sensor.
17 is a diagram for explaining a method of detecting a key and a volume of a target object by using an output value of the proximity sensor.
18 is a diagram for explaining image acquisition by a single image sensor.
19 is a diagram for explaining a method of detecting a key and a volume of a target object by using an output value of the image sensor.
20 is a view for explaining distance sensing by a plurality of image sensors.
21 is a view for explaining a method of detecting a key and a volume of a target object by using output values of a plurality of image sensors.
22 is a control block diagram according to another embodiment of the X-ray imaging apparatus.
23 is a flowchart according to an embodiment of a control method of an X-ray imaging apparatus.
24 is a flowchart according to another embodiment of the control method of the X-ray imaging apparatus.
25 is a flowchart according to another embodiment of the control method of the X-ray imaging apparatus.
26 is a flowchart according to another embodiment of the control method of the X-ray imaging apparatus.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the invention, as claimed, and it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 엑스선 촬영 장치 및 그 제어방법을 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.Hereinafter, an X-ray imaging apparatus and a control method thereof will be described in detail with reference to the embodiments described below with reference to the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements throughout the drawings.
도 1은 엑스선 촬영 장치의 외관을 예시한 사시도이며, 도 2는 엑스선 촬영 장치를 분해하여 나타낸 분해사시도이다. FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of an X-ray imaging apparatus, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the X-ray imaging apparatus in an exploded state.
도 1 내지 도 2을 참조하면, 엑스선 촬영 장치(100)는 가이드레일(30), 이동캐리지(40), 포토프레임(50), 액츄에이터(actuator, 110, 114, 115), 엑스선 소스(70), 엑스선 디텍터(100), 조작부(80) 및 워크스테이션(workstation, 170)을 포함할 수 있다. 엑스선 촬영 장치(100)는 엑스선 디텍터(90)가 장착될 수 있는 촬영테이블(10) 및 촬영스탠드(20)를 더 포함할 수 있다.1 and 2, an
가이드레일(30), 이동캐리지(40), 포스트프레임(50) 등은 엑스선 소스(70)를 대상체를 향하여 이동시키기 위하여 마련된다.The
가이드레일(30)은 서로 소정의 각도를 이루도록 설치되는 제 1가이드레일(31)과 제 2가이드레일(32)을 포함한다. 제 1가이드레일(31)과 제 2가이드레일(32)은 서로 직교하는 방향으로 연장되는 것이 바람직하다.The
제 1가이드레일(31)은 방사선 촬영장치가 배치되는 검사실의 천장에 설치된다. 제 2가이드레일(32)은 제 1가이드레일(31)의 하측에 위치되고, 제 1가이드레일(31)에 슬라이딩 이동 가능하게 장착된다. 제 1가이드레일(31)에는 제 1가이드레일(31)을 따라 이동 가능한 롤러(미도시)가 설치될 수 있다. 제 2가이드레일(32)은 이 롤러(미도시)에 연결되어 제 1가이드레일(31)을 따라 이동할 수 있다.The
제 1가이드레일(31)이 연장되는 방향으로 제 1방향(D1)이 정의되고, 제 2가이드레일(32)이 연장되는 방향으로 제 2방향(D2)이 정의된다. 따라서, 제 1 방향(D1)과 제 2방향(D2)은 서로 직교하고 검사실의 천장과 평행할 수 있다.A first direction D1 is defined in a direction in which the
이동캐리지(40)는 제 2가이드레일(32)을 따라 이동 가능하도록 제 2 가이드레일(32)의 하측에 배치된다. 이동캐리지(40)에는 제 2가이드레일(32)을 따라 이동하도록 마련되는 롤러(미도시)가 설치될 수 있다. 따라서, 이동캐리지(40)는 제 2가이드레일(32)과 함께 제 1방향(D1)으로 이동 가능하고, 제 2가이드레일(32)을 따라 제 2방향(D2)으로 이동 가능하다. 포스트프레임(50)은 이동캐리지(40)에 고정되어 이동캐리지(40)의 하측에 위치한다. 포스트프레임(50)은 복수개의 포스트(51, 52, 53, 54, 55)를 구비할 수 있다.The
복수 개의 포스트(51, 52, 53, 54, 55)는 서로 절첩 가능하게 연결되어 포스트프레임(50)은 이동캐리지(40)에 고정된 채로 검사실의 상하 방향으로 길이가 증가 또는 감소할 수 있다. The length of the
포스트프레임(50)의 길이가 증가 또는 감소하는 방향으로 제 3방향(D3)이 정의된다. 따라서, 제 3방향(D3)은 제 1방향(D1) 및 제 2방향(D2)과 서로 직교할 수 있다.A third direction D3 is defined in a direction in which the length of the
엑스선 소스(70)는 대상체에 엑스선(X-RAY)을 조사하는 장치이다.The
여기서 대상체는 사람이나 동물의 생체가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 엑스선 촬영 장치(1)에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이면 대상체가 될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 대상체를 사람으로 하여 이하 상술하기로 한다. Here, the object may be a living body of a person or an animal, but is not limited thereto, and may be a target object as long as its internal structure can be imaged by the
엑스선 소스(70)는 엑스선을 발생시키는 엑스선 튜브(X-RAY TUBE, 71)와, 발생된 엑스선을 대상체를 향하도록 안내하는 콜리메이터(collimator, 72)를 구비할 수 있으며, 엑스선 튜브에 대한 구체적 설명은 후술하기로 한다. The
엑스선 소스(70)와 포스트프레임(50) 사이에는 회전조인트(60)가 배치된다.A rotary joint 60 is disposed between the
회전조인트(60)는 엑스선 소스(70)를 포스트프레임(50)에 결합시키고 엑스선 소스(70)에 작용되는 하중을 지지한다. 회전조인트(60)는 포스트프레임(50)의 하단 포스트(51)와 연결되는 제 1회전조인트(61)와, 엑스선 소스(70)와 연결되는 제 2회전조인트(62)를 구비할 수 있다.The rotational joint 60 couples the
제 1회전조인트(61)는 검사실의 상하 방향으로 연장되는 포스트프레임(50)의 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 마련된다. 따라서, 제 1회전조인트(61)는 제 3방향(D3)과 수직을 이루는 평면 상에서 회전할 수 있다. 이 때, 제 1회전조인트(61)의 회전 방향을 새롭게 정의할 수 있는데, 새롭게 정의되는 제 4방향(D4)은 제 3방향(D3)과 평행한 축의 회전 방향이다.The first rotary joint 61 is rotatable about the center axis of the
제 2회전조인트(62)는 검사실의 천장과 수직을 이루는 평면 상에서 회전 가능하도록 마련된다. 따라서, 제 2회전조인트(62)는 제 1방향(D1) 또는 제 2 방향(D2)과 평행한 축의 회전 방향으로 회전할 수 있다. 이때, 제 2회전조인트(62)의 회전 방향을 새롭게 정의할 수 있는데, 새롭게 정의되는 제 5방향(D5)은 제 1방향 또는 제 2방향으로 연장되는 축의 회전 방향이다. 엑스선 소스(70)는 회전조인트(60)에 연결되어 제 4방향(D4) 및 제 5방향(D5)으로 회전 이동할 수 있다. 또한, 엑스선 소스(70)는 회전조인트(60)에 의하여 포스트프레임(50)에 연결되어 제 1방향(D1), 제 2방향(D2) 및 제 3방향(D3)으로 직선 이동할 수 있다.The second rotary joint 62 is rotatable on a plane perpendicular to the ceiling of the examination room. Therefore, the second rotary joint 62 can rotate in the rotating direction of the axis parallel to the first direction D1 or the second direction D2. At this time, the rotation direction of the second rotary joint 62 can be newly defined, and the newly defined fifth direction D5 is the rotation direction of the axis extending in the first direction or the second direction. The
엑스선 소스(70)를 제 1방향(D1) 내지 제 5방향(D5)으로 이동하기 위하여 액츄에이터(110, 114, 115)가 마련될 수 있다. 액츄에이터(110, 114, 115)에는 모터 및 모터를 구동시키기 위한 모터 드라이버가 포함될 수 있고, 모터는 전기적으로 구동되는 전기모터일 수 있다.
액츄에이터(110, 114, 115)는 각각의 방향에 대응하여 제 1, 2, 3, 4, 5액츄에이터(111, 112, 113, 114, 115)를 구비할 수 있다.The
각각의 액츄에이터(111, 112, 113, 114, 115)는 설계의 편의성을 고려하여 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2가이드레일(32)을 제 1방향(D1)으로 이동시키는 제 1액츄에이터(111)는 제 1가이드레일(31) 주위에 배치되고, 이동캐리지(40)를 제 2방향으로 이동시키는 제 2액츄에이터(112)는 제 2가이드레일(32) 주위에 배치되고, 포스트프레임(50)의 길이를 제 3방향(D3)으로 증가 또는 감소시키는 제 3액츄에이터(113)는 이동캐리지(40) 내부에 배치될 수 있다. 그리고, 엑스선 소스(70)를 제 4방향(D4)으로 회전 이동시키는 제 4액츄에이터(114)는 제 1 회전조인트(61) 주위에 배치되고, 엑스선 소스(70)를 제 5방향(D5)으로 회전 이동시키는 제 5액츄에이터(115)는 제 2회전조인트(62) 주위에 배치될 수 있다.Each of the
여기서, 이동캐리지(40)를 이동시키는 제 1액츄에이터(111), 제 2액츄에이터(112), 및 제 3액츄에이터(113)를 이하 캐리지 액츄에이터(110)라 정의하기로 한다. Hereinafter, the
각각의 액츄에이터(111, 112, 113, 114, 115)는 엑스선 소스(70)를 제 1방향(D1) 내지 제 5방향(D5)으로 직선 또는 회전 이동시키도록 동력전달수단(미도시)과 연결될 수 있다. 동력전달수단(미도시)은 일반적으로 사용되는 벨트와 풀리, 체인과 스프라킷, 샤프트 등 일 수 있다.Each of the
엑스선 소스(70)의 일 측면에는 사용자 인터페이스를 제공하는 조작부(80)가 마련된다. 여기서 사용자는 엑스선 촬영 장치(100)를 이용하여 대상체의 진단을 수행하는 자로서 의사, 방사선사, 간호사 등을 포함하는 의료진일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 엑스선 촬영 장치(100)를 사용하는 자이면 모두 사용자가 될 수 있는 것으로 한다. One side of the
도 3은 엑스선 촬영 장치의 조작부를 예시한 사시도이다. 3 is a perspective view illustrating an operation unit of the X-ray imaging apparatus.
도 3에 도시된 것처럼, 조작부(80)는 버튼(83) 및 표시패널(81)를 포함할 수 있으며, 사용자는 버튼(83)을 누르거나 표시패널(81)을 터치하는 등의 방식으로, 엑스선 촬영에 관한 각종 정보를 입력하거나 각각의 장치들을 조작할 수 있다. 표시패널(81)은 음극선관(Cathode Ray Tube: CRT), 디지털 광원 처리(Digital Light Processing: DLP) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Penal), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 전기 발광(Electro Luminescence: EL) 패널, 전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display: EPD) 패널, 전기변색 디스플레이(Electrochromic Display: ECD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.3, the
또한, 조작부(80)는 손잡이(82)를 포함하여, 사용자가 파지할 수 있도록 한다. 즉, 사용자는 조작부(80)의 손잡이(82)를 파지하여 힘 또는 토크를 가함으로써 엑스선 소스(70)를 제 1방향(D1) 내지 제 3방향(D3)으로 직선 이동시키거나, 제 4방향(D4) 및 제 5방향(D5)방향으로 회전 이동시킬 수 있다. 도 3에는 손잡이(82)가 조작부(80)의 하부에 마련되어 있는 것으로 예시되어 있으나, 조작부(80)의 다른 위치에 마련되는 것도 가능하다. Further, the
조작부(80)는 마이크로프로세서 등으로 구현된 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU), 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit; GPU) 및 다양한 종류의 저장 장치를 포함할 수 있으며, 이와 같은 장치들은 내장된 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Borard; PCB)에 마련될 수 있다. 조작부(80)는 인쇄 회로 기판을 포함하며 엑스선 소스(70)의 일 측면에 마련되므로 "Tube Head Board" 또는 "THU"라 칭할 수도 있다. The
도 1을 다시 참조하면, 워크스테이션(170)은 입력부(171)와 디스플레이부(172)를 포함하여, 조작부(80)와 함께 사용자 인터페이스를 제공한다. 따라서, 사용자는 워크스테이션(170)을 통해 엑스선 촬영에 관한 각종 정보를 입력하거나 각각의 장치들을 조작할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 워크스테이션(170)을 통해 촬영 부위에 따른 촬영조건을 설정하거나, 이동캐리지(40) 또는 엑스선 소스(70)의 이동 명령, 또는 엑스선 촬영의 시작 명령 등을 입력할 수 있다. 또한, 사용자는 워크스테이션(170)을 통해 엑스선 촬영 과정에서 얻어진 영상들을 확인할 수 있다. Referring again to FIG. 1, the
입력부(171)는 사용자의 입력을 위해 각종 버튼이나 스위치, 키보드, 마우스, 트랙볼(track-ball), 각종 레버(lever), 핸들(handle)이나 스틱(stick) 등과 같은 하드웨어적인 입력장치를 포함할 수 있다. 입력부(210)는 도 1에 도시된 바와 같이 워크스테이션(170)의 상부에 마련될 수도 있으나, 입력부(210)가 풋 스위치(foot switch) 및 풋 페달(foot pedal)등으로 구현되는 경우에는 워크스테이션(170)의 하부에 마련되는 것도 가능하다.The
입력부(171)는 사용자 입력을 위해 터치 패드(touch pad) 등과 같은 GUI(Graphical User interface), 즉 소프트웨어인 입력장치를 포함할 수도 있다.The
터치 패드는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)로 구현되어 후술될 제 2 표시부(172)와 상호 레이어 구조를 이룰 수 있다.The touch pad may be implemented as a touch screen panel (TSP) to form a mutual layer structure with the
디스플레이부(172)는 조작부(80)의 표시패널(81)과 마찬가지로 음극 선관(Cathode Ray Tube: CRT), 디지털 광원 처리(Digital Light Processing: DLP) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Penal), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 전기 발광(Electro Luminescence: EL) 패널, 전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display: EPD) 패널, 전기변색 디스플레이(Electrochromic Display: ECD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The
전술한 바 있듯이, 터치 패드와 상호 레이어 구조를 이루는 터치 스크린 패널(TSP)으로 구성되는 경우, 디스플레이부(172)는 표시 장치 외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.As described above, in the case of a touch screen panel (TSP) having a mutual layer structure with the touch pad, the
또한, 워크스테이션(170)에는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)나 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit; GPU) 등과 같은 다양한 처리 장치 및 다양한 종류의 저장 장치를 포함하는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Borard; PCB)이 내장되어 있을 수 있다. 따라서, 워크스테이션(170)은 엑스선 촬영 장치(1)의 주요 구성요소 예를 들어, 제어부(도 4의 500)를 수납하여 엑스선 촬영 장치(1)의 동작을 위한 각종 판단을 수행하거나, 각종 제어신호를 생성할 수 있다.The
워크스테이션(170)과 검사실 사이에는 엑스선을 차단하기 위한 차단막(B)이 마련되어 있어, 엑스선 촬영이 진행되는 동안에도, 사용자는 차단막(B)을 통해 엑스선에 노출되지 않은 상태에서 정보를 입력하거나 장치를 조작할 수 있다.The user can input information through the cut-off screen B without being exposed to the X-ray while the X-ray photographing is in progress, Can be operated.
엑스선 디텍터(90)는 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 장치이다.The
엑스선 디텍터(90)는 엑스선 촬영 시 촬영테이블(10) 또는 촬영스탠드(20)에 장착될 수 있다. 촬영테이블(10)에는 엑스선 디텍터(90)의 장착을 위한 테이블 장착부(15)가 마련되며, 테이블 장착부(15)는 촬영테이블(10)의 길이방향으로 이동 가능하게 마련되어 있다. 마찬가지로, 촬영스탠드(20)에는 엑스선 디텍터(90)의 장착을 위한 스탠드 장착부(25)가 마련되며, 스탠드 장착부(25)는 촬영스탠드(20)의 길이 방향으로 이동 가능하게 마련되어 있다. 이 때, 촬영테이블(10)의 길이방향을 제 6방향(D6)으로, 촬영스탠드(20)의 길이방향을 제 7방향(D7)으로 각각 정의할 수 있다. 엑스선 디텍터(90)가 장착된 테이블 장착부(15) 또는 스탠드 장착부(25)는 제 6방향(D6) 또는 제 7방향(D7)을 따라 이동하면서, 대상체의 전체 또는 특정 부위를 촬영할 수 있도록 한다.The
촬영테이블(10)은 촬영테이블(10)을 지지하며 촬영테이블(10)의 높낮이를 조절하는 지지대(12)를 포함하고, 지지대(12)에는 지지대(12)를 상하방향으로 이동시키기 위하여 테이블 액츄에이터(도 4의 200참조)가 마련될 수 있다. 이때, 지지대(12)의 상하방향을 제 8방향(D8)으로 정의하기로 하며, 테이블 액츄에이터에 대한 구체적 설명은 후술하기로 한다. The photographing table 10 includes a support table 12 for supporting the photographing table 10 and adjusting the height of the photographing table 10 and a table actuator 12 for moving the support table 12 in the vertical direction. (See 200 in Fig. 4) may be provided. At this time, the up and down direction of the support table 12 is defined as the eighth direction D8, and a detailed description of the table actuator will be described later.
이상으로 엑스선 촬영 장치의 외관을 살펴보았으며, 이하에서는 대상체의 특성 특히, 비만정도를 검출하는 엑스선 촬영 장치(100)의 구성 및 각 구성의 역할에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the
도 4는 엑스선 촬영 장치의 일 실시예에 따른 제어 블럭도이다.4 is a control block diagram according to an embodiment of the X-ray imaging apparatus.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치(101)는 전원부(180), 엑스선 소스(70), 엑스선 디텍터(90), 테이블 액츄에이터(200), 제어부(500), 저장부(550), 입력부(171), 및 디스플레이부(172)를 포함할 수 있다. 4, an
전원부(180)는 외부 전원 또는 내부 전원을 인가받아 엑스선 소스(70), 엑스선 디텍터(90) 등 엑스선 촬영 장치(10)의 각 구성요소에 전원을 공급한다. 전원부(180)는 전류의 형태로 각 구성요소의 동작에 필요한 전원을 공급하며,전류의 형태는 DC전류가 될 수도 있고, AC전류가 될 수도 있다.The
엑스선 소스(70)는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 장치로, 엑스선의 발생을 위해 도 5에 도시된 바와 같은 엑스선 튜브(71)를 포함할 수 있다. 도 5는 엑스선 튜브의 내부 구조를 예시한 단면도이다. The
엑스선 튜브(71)는 양극(71c)과 음극(71e)을 포함하는 2극 진공관으로 구현될 수 있고, 관체는 규산경질 유리 등을 재료로 하는 유리관(71a)일 수 있다. The
음극(71e)은 필라멘트(71h)와 전자를 집속시키는 집속 전극(71g)을 포함하며, 집속 전극(71g)은 포커싱 컵(focusing cup)이라고도 한다. 유리관(71a) 내부를 약 10mmHg 정도의 고진공 상태로 만들고 음극의 필라멘트(71h)를 고온으로 가열하여 열전자를 발생시킨다. 필라멘트(71h)의 일 예로 텅스텐 필라멘트를 사용할 수 있고 필라멘트에 연결된 전기도선(71f)에 전류를 가하여 필라멘트(71h)를 가열할 수 있다. 다만, 개시된 발명의 실시예가 음극(71e)에 필라멘트(71h)를 채용하는 것에 한정되는 것은 아니며, 고속 펄스로 구동 가능한 카본 나노 튜브(carbon nano-tube)를 음극으로 하는 것도 가능하다.The
양극(71c)은 주로 구리로 구성되고, 음극(71e)과 마주보는 쪽에 타겟 물질(71d)이 도포 또는 배치되며, 타겟 물질로는 Cr, Fe, Co, Ni, W, Mo 등의 고저항 재료들이 사용될 수 있다. 타겟 물질의 녹는점이 높을수록 초점 크기(focal spot size)가 작아진다. The
그리고 음극(71e)과 양극(71c) 사이에 고전압을 걸어주면 열전자가 가속되어 양극의 타겟 물질(71d)에 충돌하면서 엑스선을 발생시킨다. 발생된 엑스선은 윈도우(71i)를 통해 외부로 조사되며, 윈도우의 재료로는 베릴륨(Be) 박막을 사용할 수 있다. When a high voltage is applied between the
타겟 물질(71d)은 로터(71b)에 의해 회전할 수 있으며, 타겟 물질(71d)이 회전하게 되면 고정된 경우에 비해 열 축적율이 단위 면적당 10배 이상 증대될 수 있고, 초점 크기가 감소된다.The
엑스선 튜브(71)의 음극(71e)과 양극(71c) 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(71)에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시할 수 있고, 관전류가 증가하면 엑스선의 선량(광자의 수)이 증가된다. 즉, 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류에 의해 엑스선의 선량이 제어될 수 있는 것이다.The voltage applied between the
엑스선 디텍터(90)는 엑스선 소스(70)에서 조사되어 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 장치이며, 이러한 엑스선의 검출은 엑스선 디텍터(90) 내부의 감지패널(120)에서 이루어진다. 또한, 감지패널(120)은 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환하여, 대상체 내부의 엑스선 영상을 획득하게 한다.The
감지패널(120)은 재료 구성 방식, 검출된 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 방식 및 전기적 신호를 획득하는 방식에 따라 분류될 수 있다.The
먼저, 감지패널(120)은 재료 구성 방식에 따라 단일형 소자로 구성되는 경우와 혼성형 소자로 구성되는 경우로 구분된다.First, the
단일형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적 신호를 발생시키는 부분과 전기적 신호를 읽고 처리하는 부분이 단일 소재의 반도체로 구성되거나, 단일 공정으로 제조되는 경우에 해당하며, 예를 들어, 수광 소자인 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 단일하게 이용하는 경우이다. In the case of a single-element device, it corresponds to a case where a part for detecting an X-ray to generate an electric signal and a part for reading and processing an electric signal are made of a single material semiconductor or manufactured by a single process. For example, (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), which are devices.
혼성형 소자로 구성되는 경우는, 엑스선을 검출하여 전기적 신호를 발생시키는 부분과 전기적 신호를 읽고 처리하는 부분이 각각 다른 소재로 구성되거나, 다른 공정으로 제조되는 경우에 해당한다. 예를 들어, 포토다이오드, CCD, CdZnTe 등의 수광 소자를 이용하여 엑스선을 검출하고 CMOS ROIC(Read Out Intergrated Circuit)을 이용하여 전기적 신호를 읽고 처리하는 경우, 스트립 디텍터를 이용하여 엑스선을 검출하고 CMOS ROIC를 이용하여 전기적 신호를 읽고 처리 하는 경우 및 a-Si 또는 a-Se 플랫 패널 시스템을 이용하는 경우 등이 있다.In the case of a horn-forming device, a portion for detecting an X-ray to generate an electrical signal and a portion for reading and processing an electrical signal are made of different materials or are manufactured by different processes. For example, when an X-ray is detected using a light receiving element such as a photodiode, a CCD, or a CdZnTe, and an electrical signal is read and processed by using a CMOS ROIC (Read Out Integrated Circuit), a strip detector is used to detect the X- When reading and processing electrical signals using ROIC, and when using an a-Si or a-Se flat panel system.
그리고, 감지패널(120)은 엑스선을 전기적 신호로 변환시키는 방식에 따라 직접변환방식과 간접변환방식으로 구분된다.The
직접변환방식에서는, 엑스선이 조사되면 수광 소자 내부에 일시적으로 전자-정공 쌍이 생성되고, 수광 소자의 양단에 인가되어 있는 전장에 의해 전자는 양극으로 정공은 음극으로 이동하는바, 감지패널(120)이 이러한 이동을 전기적 신호로 변환한다. 직접변환방식에서 수광 소자에 사용되는 물질은 a-Se, CdZnTe, HgI2, PbI2등이 있다.In the direct conversion method, when the X-ray is irradiated, the electron-hole pairs are temporarily generated inside the light-receiving element, the electrons move to the anode and the holes move to the cathode due to the electric field applied to both ends of the light- This converts this movement into an electrical signal. The materials used for the light-receiving element in the direct conversion system include a-Se, CdZnTe, HgI2, and PbI2.
간접변환방식에서는, 엑스선 소스(70)에서 조사된 엑스선이 섬광체(scintillator)와 반응하여 가시광 영역의 파장을 갖는 광자(photon)를 방출하면 이를 수광 소자가 감지하여 전기적 신호로 변환한다. 간접변환방식에서 수광 소자로 사용되는 물질은 a-Si 등이 있고, 섬광체로는 박막 형태의 GADOX 섬광체, 마이크로 기둥형 또는 바늘 구조형 CSI(T1) 등이 사용된다.In the indirect conversion method, when an X-ray irradiated from the
또한, 감지패널(120)은 전기적 신호를 획득하는 방식에 따라, 전하를 일정 시간 동안 저장한 후에 그로부터 신호를 획득하는 전하누적방식(Charge Integration Mode)과 단일 엑스선 광자에 의해 신호가 발생될 때마다 계수하는 광자계수방식(Photon Counting Mode)으로 구분된다.In addition, the
감지패널(120)은 상술한 방식 중 어느 방식으로도 적용가능하다. 또한, 감지패널(120)은 복수의 픽셀(150)을 포함하는 2차원 어레이 구조를 가질 수 있다. The
도 6은 감지패널의 구조를 개략적으로 나타내는 모식도이다. 6 is a schematic view schematically showing the structure of the sensing panel.
도 6을 참조하면, 감지패널(120)은 엑스선을 검출하여 전기 신호를 발생시키는 수광 소자(121)와 발생된 전기 신호를 읽어 내는(read-out) 독출 회로(122)을 포함할 수 있다. 6, the
수광 소자(121)로는 낮은 에너지와 적은 선량에서의 높은 해상도와 빠른 응답 시간 및 높은 동적 영역을 확보하기 위하여 단결정 반도체 물질이 사용될 수 있으며, 이 때 사용되는 단결정 반도체 물질은 Ge, CdTe, CdZnTe, GaAs 등이 있다.As the
수광 소자(121)는 고저항의 n형 반도체 기판(121b)의 하부에, 2차원 어레이 구조의 p형 반도체 기판(121c)이 접합되는 PIN 포토다이오드 형태를 형성할 수 있다. The
CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정을 이용한 독출 회로(122)는 2차원 어레이 구조를 형성하여, 픽셀(150)별로 수광 소자(121)의 p형 기판(121c)과 결합될 수 있다. 이 때, 결합 방식은 땜납(PbSn), 인듐(In) 등의 범프(bump)(123)를 형성한 후 reflow하고 열을 가하며 압착하는 플립칩 본딩 방식이 이용될 수 있다. The
엑스선 소스(70)에서 조사된 엑스선은 대상체를 투과하면서, 산란이나 흡수 등에 의해 그 강도가 감쇠하고, 이에 따라 엑스선 디텍터(90)는 감쇠된 엑스선을 검출하게 된다. 엑스선의 감쇠현상은 대상체를 구성하는 물질 및 엑스선의 에너지 레벨에 따라 정도의 차이가 발생하며, 이와 같이 대상체의 구성물질 및 엑스선의 에너지 레벨에 따른 엑스선의 감쇠 정도를 수치적으로 나타낸 것이 감쇠계수(attenuation coefficient)이다. The X-ray irradiated from the
도 7는 에너지와 감쇠계수와의 관계를 대상체 내부의 물질별로 나타낸 그래프이다. Fig. 7 is a graph showing the relationship between the energy and the damping coefficient for each substance in the object.
도 7를 참조하면, 감쇠계수는 대상체 내부의 구성물질에 따라 달라진다. 뼈의 감쇠계수를 나타내는 곡선이 연조직(근육, 지방)의 감쇠계수를 나타내는 곡선보다 위에 위치하며, 동일한 에너지 레벨의 엑스선 예를 들어, E1이 조사될 때, 뼈의 감쇠계수는(B1)는 근육의 감쇠계수(M1)보다 크고, 근육의 감쇠계수(M1)는 지방의 감쇠계수(F1)보다 크다. 즉, 대상체 내부의 서로 다른 물질은 서로 다른 감쇠계수를 갖고, 물질의 성질이 단단할수록 감쇠계수가 증가하게 된다.Referring to FIG. 7, the damping coefficient depends on the constituent material inside the object. The curve representing the damping coefficient of the bone is located above the curve representing the damping coefficient of the soft tissue (muscle, fat), and when the X1 ray of the same energy level, for example, E1 is irradiated, the damping coefficient of the bone is (B1) The damping coefficient M1 of the muscle is greater than the damping coefficient F1 of the fat. That is, different materials in the object have different damping coefficients, and the damping coefficient increases as the material properties become harder.
감쇠계수는 조사되는 엑스선의 에너지 레벨에 따라 달라지며, 물질 간의 감쇠계수의 차이 또한 엑스선의 에너지 레벨에 따라 달라진다. 도 4의 그래프에서, 뼈로 이루어진 대상체에 대해 에너지 레벨 E1, E2의 엑스선이 각각 조사될 때, 에너지 레벨이 낮은 E1에서의 감쇠계수(B1)가 에너지 레벨이 높은 E2에서의 감쇠계수(B2)보다 크다. 대상체의 구성물질이 근육이나 지방인 경우에도, 에너지 레벨이 낮은 E1이 조사될 때의 감쇠계수(M1, F1)가 에너지 레벨이 높은 E2이 조사될 때의 감쇠계수(M2, F2)보다 크다는 것을 각각 확인할 수 있다. 즉, 대상체(35)에 조사되는 엑스선의 에너지 레벨이 낮을수록 감쇠계수가 증가하게 된다.The damping factor depends on the energy level of the irradiated x-ray, and the difference in attenuation coefficient between the materials also depends on the energy level of the x-ray. In the graph of FIG. 4, when the X-rays of the energy levels E1 and E2 are irradiated to the object made of bone, the attenuation coefficient B1 at E1 having a low energy level is lower than the attenuation coefficient B2 at E2 having a high energy level Big. The damping coefficients M1 and F1 when the energy level E1 is irradiated are larger than the damping coefficients M2 and F2 when the energy level E2 is irradiated even when the constituent material of the object is muscle or fat Respectively. That is, the damping coefficient increases as the energy level of the X-rays irradiated on the
엑스선의 감쇠현상은 하기의 [수학식 1]에 표현된 바와 같이, 대상체의 두께 또는 대상체를 구성하는 각 물질의 두께에 따라서도 정도의 차이가 발생할 수 있다.The attenuation phenomenon of the X-ray may vary depending on the thickness of the object or the thickness of each material constituting the object, as shown in Equation (1) below.
여기서, I0는 물질에 조사된 엑스선의 강도이고, I는 물질을 투과한 엑스선의 강도이며, μ(E)는 에너지 E를 갖는 엑스선에 대한 물질의 감쇠계수이다. T는 엑스선이 투과되는 물질의 두께이다.Where I0 is the intensity of the x-ray irradiated to the substance, I is the intensity of the x-ray transmitted through the substance, and (E) is the attenuation coefficient of the substance with respect to the x- T is the thickness of the material through which the x-rays are transmitted.
[수학식 1]에 의하면, 감쇠계수가 동일하더라도 물질의 두께가 두꺼울수록 엑스선의 감쇠정도가 커진다. 다시 말하면, 동일한 물질에 대해 동일한 강도와 에너지 레벨로 엑스선을 조사하더라도, 물질의 두께가 두꺼울수록 투과 엑스선의 강도는 작아지게 된다. According to Equation (1), even if the damping coefficient is the same, the thicker the material, the greater the degree of attenuation of the X-ray. In other words, even if the X-ray is irradiated with the same intensity and energy level for the same material, the thicker the material, the smaller the intensity of the transmitted X-ray.
도 8은 지방의 두께에 따른 감쇠현상을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a view for explaining a damping phenomenon depending on the thickness of the fat.
구체적으로, 도 8의 좌측 도면은 지방 양이 정상인 대상체에 엑스선이 조사되는 것을 나타내고 있으며, 도 8의 우측 도면은 지방 양이 정상보다 많은 (즉, 비만인) 대상체에 엑스선이 조사되는 것을 나타내고 있다. 전술한 바 있듯이, 물질의 두께가 두꺼울수록 엑스선의 감쇠정도가 커지며, 대상체의 구성물질 예를 들어, 지방을 비교하더라도 지방의 두께 또는 지방의 양이 많을수록(즉, 비만정도가 높을수록) 투과 엑스선의 강도는 작아지게 된다.8 shows that a subject having a normal amount of fat is irradiated with X-rays, and the right side of FIG. 8 shows that X-rays are irradiated to a subject having a fat amount higher than normal (that is, obese). As described above, as the thickness of the substance becomes thicker, the degree of attenuation of the X-ray increases, and even when the constituent material of the subject, for example, fat is compared, the more the amount of fat or fat (i.e., the higher the degree of obesity) The intensity of the light is reduced.
이하에서 설명되는 비만정도는 엑스선을 조사하여 촬영하고자 하는 목표부위를 구성하고 있는 물질들의 양, 두께, 또는 비율을 의미한다. 전술한 바와 같이, 엑스선을 조사하여 촬영하고자 하는 목표부위를 구성하고 있는 지방, 뼈, 및 근육 등의 비율에 따라 엑스선의 조사값을 조절하여야만, 엑스선 촬영 장치(102)를 통해 획득하게 되는 엑스선 영상의 품질이 향상될 수 있다. 이에 따라, 개시된 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치(102)는 비만정도를 판단하고, 판단 결과에 따라 엑스선의 조사값을 조절할 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.도 8의 도면에서 엑스선 소스(70)가 동일한 강도와 에너지 레벨로 엑스선을 조사한다고 할 때, 좌측의 대상체(즉, 정상 지방 양을 가진 대상체)보다 우측의 대상체(즉, 비만인 대상체)에 대해 엑스선의 산란이나 흡수 등이 많이 일어나고, 이에 따라 투과 엑스선을 검출하는 엑스선 디텍터(90)는 우측에서 더 작은 강도의 엑스선을 검출하게 된다. 다시 말하면, 대상체가 대상체의 비만정도가 클수록, 엑스선 디텍터가 검출하는 엑스선의 강도는 더 작아지며, 이에 따라 엑스선 촬영 장치(100)를 통해 획득하게 되는 엑스선 영상의 품질도 저하될 수 있다.따라서, 제어부(500)는 엑스선 소스(70)를 제어하여, 대상체의 비만 정도가 높을수록 엑스선의 강도를 높여 조사하며, 이에 앞서 대상체의 비만 정도를 판단하기 위해 테이블 엑츄에이터(200)가 동작할 수 있다. The degree of obesity described below refers to the amount, thickness, or ratio of the substances constituting the target site to be photographed by irradiating the X-ray. As described above, the irradiation value of the x-ray must be adjusted according to the ratio of fat, bone, and muscle constituting the target site to be photographed by irradiating the x-ray, Can be improved. Accordingly, the
테이블 액츄에이터(200)는 제어부(500)의 제어신호에 따라 테이블 모터(도 9의 213, 도 10의 223, 및 도 10의 233 참조)를 구동시키고, 촬영테이블(10)을 제 8방향(D8)으로 이동시킨다. 테이블 액츄에이터(200)는 촬영테이블(10)이 제 8방향으로 이동하는 동안, 테이블 액츄에이터(200)에 흐르는 전류를 측정하고, 측정된 전류를 제어부(500)에 전송한다. 테이블 액츄에이터(200)는 대상체의 존재 여부 및 대상체의 무게에 따른(즉, 테이블 액츄에이터(200)에 걸리는 부하정도에 따른) 전류를 측정하여 전송하게 된다. The
도 9는 테이블 액츄에이터의 일 실시예에 따른 구성도이다.9 is a configuration diagram according to an embodiment of the table actuator.
도 9를 참조하면, 테이블 액츄에이터(210)는 모터 드라이버(212), 테이블 모터(213)을 비롯하여, 저항(211), 증폭기(214), 및 ADC(Analog to Digital Converter, 215)를 포함할 수 있다. 9, the
모터 드라이버(212)는 전원부(180)로부터 전원을 공급받아 테이블 모터(213)를 구동시킨다. 전원부(180)와 모터 드라이버(212) 사이에는 저항(R, 211)이 마련될 수 있으며, 이 때, 저항(R, 211)은 센싱 저항(sensing registor) 또는 션트 저항(shunt registor)일 수 있다. 증폭기(214)는 저항(R, 211)의 양 단에 연결되어 저항(R, 211)의 양단 전압 차 또는 저항(R, 211)에 흐르는 전류(Im)를 측정하고, 이를 증폭시킨다. ADC(215)는 증폭기(214)로부터 전달받은 아날로그 형태의 전류 신호를 디지털 형태의 전류 신호로 변환하여 제어부(500)에 전송한다. The
한편, 저항(R, 211)의 양단 전압 차 또는 저항(R, 211)에 흐르는 전류(Im)는 외부 측정기를 이용하여 측정될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 외부 측정기는 멀티미터(multimeter) 등과 같이 전압, 전류 등을 측정할 수 있는 기기를 포함하나, 일 실시예에 한정되는 것은 아니고, 전압 차 또는 전류를 측정할 수 있는 기기 전부를 포함한다.On the other hand, the voltage difference across the resistor (R, 211) or the current Im flowing through the resistor (R, 211) may be measured using an external measuring instrument. According to one embodiment, the external measuring device includes a device capable of measuring voltage, current, etc., such as a multimeter, but it is not limited to one embodiment, .
도 10은 테이블 액츄에이터의 다른 실시예에 따른 구성도이다. 10 is a configuration diagram according to another embodiment of the table actuator.
도 10를 참조하면, 테이블 액츄에이터(220)는 모터 드라이버(222), 테이블 모터(223)을 비롯하여, 자기장 센서(221), 및 ADC(Analog to Digital Converter, 225)를 포함할 수 있다. 10, the
모터 드라이버(222)는 전원부(180)로부터 전원을 공급받아 테이블 모터(223)를 구동시킨다. 전원부(180)와 모터 드라이버(222) 사이에는 자기장 센서(221)가 마련될 수 있으며, 이 때, 자기장 센서(221)는 홀 센서(hall sensor)일 수 있다. 자기장 센서(221)는 자속에 따른 전압을 감지하고, 이에 따라 모터 드라이버(222)에 흐르는 전류(Im)를 검출할 수 있다. ADC(225)는 자기장 센서(221)로부터 전달받은 아날로그 형태의 전류 신호를 디지털 형태의 전류 신호로 변환하여 제어부(500)에 전송한다.The
도 11은 테이블 액츄에이터의 또 다른 실시예에 따른 구성도이다.11 is a configuration diagram according to another embodiment of the table actuator.
도 11를 참조하면, 테이블 액츄에이터(230)는 모터 드라이버(222) 및 테이블 모터(233)을 포함할 수 있다. 이 경우, 모터 드라이버(222) 자체에 전류 센서(current sensor) 및 ADC가 마련되어 있거나, 또는 전류 센서 및 ADC를 포함하는 전류 센싱 회로(current sesing circuit)가 마련된다.Referring to FIG. 11, the
다만, 도 9, 도 10 및 도 11을 통해 상술한 테이블 액츄에이터(200)의 구성은 예들에 불과한 것으로, 테이블 모터의 구동 시, 테이블 액츄에이터(200)에 흐르는 전류를 측정할 수만 있다면, 테이블 액츄에이터(200)는 다른 구성도를 갖을 수도 있으며, 이에 한정되지 않는다. The configuration of the
테이블 액츄에이터(200)는 대상체가 존재하는 상태(즉, 부하시)에서 제 8방향(D8)으로 촬영테이블(10)을 이동시키며 전류를 측정한다. 이와 같이, 대상체가 존재하는 상태(즉, 부하시)에서 측정된 전류를 부하시 전류라 칭할 수 있으며, 부하시 전류에 대응하여 대상체가 존재하지 않는 상태(즉, 무 부하시)에서 촬영테이블(10)의 이동에 따라 측정된 전류를 무 부하시 전류라 정의할 수 있다. The
제어부(500)는 엑스선 촬영 장치(101)의 전반적인 동작을 제어한다.The
제어부(500)는 엑스선 소스(70), 엑스선 디텍터(90), 테이블 액츄에이터(200), 저장부(550), 디스플레이부(172) 등 엑스선 촬영 장치(101)의 각 구성부의 동작을 제어한다.The
제어부(500)는 전류 측정을 위한 제어신호를 생성하여 테이블 액츄에이터(200)에 전송할 수 있다. 제어부(500)는 테이블 액츄에이터(200)가 측정한 전류를 전송받고, 이를 이용하여 대상체의 비만정도를 판단할 수 있다. The
제어부(500)는 테이블 액츄에이터(200)로부터 전송받은 전류를 평균 전류로 산출하고, 이를 이용하여 대상체의 비만정도를 판단할 수도 있다.The
도 12는 평균전류의 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다. 12 is a diagram for explaining a method of calculating an average current.
모터 드라이버(212, 222, 223)는 전원을 인가받아 테이블 모터(213, 223, 233)를 구동시키며, 이 때, 테이블 액츄에이터(200) 상에 흐르는 아날로그 형태의 전류는 도 12의 (a)에 예시된 바와 같은 그래프 형태를 갖을 수 있다. 테이블 모터(213, 223, 233)가 구동되는 시초에는 기동 전류(inrush current)가 검출될 수 있는 것이다. The
기동 전류에 의한 오차를 줄이고자, 제어부(500)는 미리 정해진 시점 이후에 측정된 전류를 이용하여 비만정도를 판단할 수도 있으나, 도 12의 (b) 또는 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이 미리 정해진 시간영역(T)동안 측정된 전류를 이용할 수도 있다.In order to reduce the error due to the starting current, the
구체적으로, 도 12의 (a)에 도시된 아날로그 형태의 전류는 테이블 액츄에이터(200)의 ADC를 통해 도 12의 (b)의 도시된 바와 같이 디지털 형태의 전류로 변환되어 제어부(500)에 전송될 수 있다. 즉, ADC는 미리 정해진 샘플 레이트(sample rate)에 따라 추출된 측정 전류를 제어부(500)에 전송할 수 있다. Specifically, the analog current shown in FIG. 12A is converted into a digital current through the ADC of the
제어부(500)는 테이블 모터(213, 223, 233)가 구동되기 시작한 시점(T0)을 기준으로 미리 정해진 시간영역(T)동안 추출된 측정 전류의 평균전류를 산출할 수 있으며, 평균전류 산출 시 하기의 [수학식 2]를 이용할 수 있다. The
여기서, Xi (i=1, 2, ..., n))은 추출된 측정 전류, n은 추출된 횟수, Xrms는 평균전류를 각각 의미한다.Here, Xi (i = 1, 2, ..., n) denotes an extracted measured current, n denotes the number of extracted times, and Xrms denotes an average current.
도 12의 (c)에 예시된 바와 같이, 미리 설정된 시간영역(T)동안, 샘플 레이트에 따른 측정 전류의 추출 시점을 T1, T2, T3, T4 이라 하고, 시점 T1, T2, T3, T4 에 대응하여 추출된 측정 전류를 X1, X2, X3, X4 라 할 때, 제어부(500)는 [수학식 2]를 이용하여 평균전류 Xrms를 로 산출할 수 있다.제어부(500)가 평균전류를 산출하는 경우, 전술한 부하시 전류는 부하시의 측정전류에 대한 평균전류를, 그리고 무 부하시 전류는 무 부하시의 측정전류에 대한 평균전류를 각각 의미하는 것으로 한다. T1, T2, T3, and T4 are taken as the extraction time points of the measurement current according to the sample rate during a predetermined time region T, When the corresponding measured currents are X1, X2, X3, and X4, the
한편, 제어부(500)가 평균전류를 산출하는 방법은 전술한 방법에 의해 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제어부(500)는 추출된 측정 전류를 크기 순서대로 나열했을 때, 중간에 위치하는 중앙값을 평균전류로 산출할 수 있고, 추출된 측정 전류중에서 가장 많이 추출된 최빈값을 평균전류로 산출할 수도 있다.다른 예로, 추출한 측정 전류 중에서 적어도 하나가 다른 측정 전류들과 비교하여 미리 설정된 수준 이상 크거나 또는 작은 경우, 제어부(500)는 이를 에러로 판단하여, 평균전류를 산출할 때 제외할 수 있다.또 다른 예로, 평균전류를 산출함에 있어, 추출한 측정 전류 중에서 최소값을 갖는 측정 전류값과 최대값을 갖는 측정 전류값은 에러로 판단하여 이를 제외하고, 평균전류를 산출할 수도 있다. 이외에도, 제어부(500)는 다양한 평균 산출 방법을 통해 평균전류를 산출할 수 있으며, 전술한 방법으로 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the method by which the
제어부(500)는 측정되거나 산출된 부하시 전류를 이용하여 대상체의 비만정도를 판단한다. 제어부(500)는 부하시 전류를 미리 설정된 전류 기준값과 비교하여, 대상체의 비만정도를 판단할 수도 있고, 부하시 전류로부터 산출된 대상체의 무게를 미리 설정된 무게 기준값과 비교하여, 대상체의 비만정도를 판단할 수도 있다. 이 때, 전류 기준값은 비만정도를 판단할 수 있는 기준 무게에 대응되는 전류값을 의미하며, 적어도 하나의 전류 기준값은 미리 설정되어 저장부(550)에 저장되어 있을 수 있다. 마찬가지로, 적어도 하나의 무게 기준값은 미리 설정되어 저장부(550)에 저장되어 있을 수 있다.The
도 13 및 도 14는 전류 기준값에 따른 비만정도의 판단을 설명하기 위한 도면이다. 13 and 14 are diagrams for explaining the determination of the degree of obesity according to the current reference value.
도 13에 예시된 바와 같이, 단일의 전류 기준값 P가 설정되어 있을 수 있다. 단일 전류 기준값 P는 판단할 수 있는 기준 무게(예를 들어, 130kg)에 대응되는 전류값으로, 무 부하시 전류보다 크게 설정된다. 따라서, 제어부(500)는 부하시 전류를 전류 기준값 P와 비교하고, 부하시 전류가 전류 기준값 P 이상이 되는 경우, 대상체를 비만이라고 판단한다. 도 13의 경우, 부하시 전류가 전류 기준값 P보다 높은값을 갖으므로, 제어부(500)는 대상체를 비만이라고 판단하게 된다. As illustrated in Fig. 13, a single current reference value P may be set. The single current reference value P is a current value corresponding to a reference weight (for example, 130 kg) that can be determined, and is set to be larger than the current at no load. Accordingly, the
복수의 전류 기준값이 설정되어 있을 수도 있다. 복수의 전류 기준 값은 복수의 기준 무게(예를 들어, 130kg, 140kg, 150kg)에 대응되는 전류값으로서, 무 부하시 전류보다 크게 설정되며, 제어부(500)는 단계적으로 높아지는 복수의 전류 기준값을 이용하여 대상체의 비만정도를 판단할 수 있게 된다. A plurality of current reference values may be set. The plurality of current reference values are current values corresponding to a plurality of reference weights (for example, 130 kg, 140 kg, and 150 kg), and are set to be larger than the no-load current, and the
전류 기준값은 촬영테이블(10)의 이동방향에 따라 다르게 설정될 수도 있다. The current reference value may be set differently according to the moving direction of the photographing table 10. [
도 14의 좌측 그래프는 촬영테이블(10)이 중력방향과 반대방향 즉, 상부(up)방향으로 이동할 때, 대상체의 무게에 따라 측정(또는 산출)되는 무 부하시 전류 및 부하시 전류를 도시한 것이고, 도 14의 우측 그래프는 촬영테이블(10)이 중력방향 즉, 하부(down)방향으로 이동할 때, 대상체의 무게에 따라 측정(또는 산출)되는 무 부하시 전류 및 부하시 전류를 도시한 것이다. 여기서, 무게가 0이 될 때의 전류가 무 부하시 전류이고, 무게가 0클 때의 전류가 부하시 전류가 된다. The left graph in Fig. 14 shows the no-load current and the load current when measured in accordance with the weight of the object when the photographing table 10 moves in the opposite direction to the gravity direction, i.e., And the right graph of Fig. 14 shows the no-load current and the load current when measured according to the weight of the object when the photographing table 10 moves in the gravity direction, that is, the down direction . Here, the current when the weight is zero is the current when there is no load, and the current when the weight is zero is the load current.
중력에 의해, 테이블 엑츄에이터(200)는 촬영테이블(10)이 하부(down)방향으로 이동할 때보다 상부(up)방향으로 이동할 때 더 많은 부하를 받게 되고, 전류의 소비량도 많아진다. 이에 따라, 무 부하시 전류도 상부(up)방향으로 이동할 때 더 높게 측정(또는 산출)되고, 그래프의 기울기 또한 상부(up)방향으로 이동할 때 가파른 형태를 형성하게 된다. The gravity causes the
따라서, 기준 무게(W)가 동일하더라도, 촬영테이블(10)이 상부(up) 방향으로 이동할 때의 전류 기준값 P1과 하부(down)방향으로 이동할 때의 전류 기준값 P2가 서로 다르게 설정될 수 있다. 즉, 상부(up)방향으로 이동할 때의 전류 기준값 P1가 하부(down)방향으로 이동할 때의 전류 기준값 P2보다 더 높게 설정될 수 있다. Therefore, even when the reference weight W is the same, the current reference value P1 when the photographing table 10 moves in the up direction and the current reference value P2 when moving in the down direction can be set to be different from each other. That is, the current reference value P1 when moving in the up direction can be set higher than the current reference value P2 when moving in the down direction.
한편, 촬영테이블(10)에는 수평 방향으로 이동시키는 모터가 장착될 수 있다. 이에 따라, 촬영테이블(10)은 모터에 의해 수평 방향으로 이동이 가능하다. 촬영테이블(10)이 수평 방향으로 이동하는 경우, 무게와 부하가 비례하므로, 전류의 소비량에 기초하여 비만정도를 판단할 수 있다. 이때, 촬영 테이블(10)이 수평 방향으로 이동할 때의 전류 기준값 P3는 상부 방향으로 이동할 때의 전류 기준값 P1, 및 하부 방향으로 이동할 때의 전류 기준값 P2와 다르게 설정될 수 이다.On the other hand, a motor for moving in the horizontal direction can be mounted on the photographing table 10. Accordingly, the photographing table 10 can be moved in the horizontal direction by the motor. When the photographing table 10 moves in the horizontal direction, since the weight and the load are proportional, the degree of obesity can be determined based on the consumption amount of the electric current. At this time, the current reference value P3 when the photographing table 10 moves in the horizontal direction can be set differently from the current reference value P1 when moving upward and the current reference value P2 when moving downward.
또한, 제어부(500)는 부하시 전류로부터 산출된 대상체의 무게를 미리 설정된 무게 기준값과 비교하여, 대상체의 비만정도를 판단할 수 도 있다. 이를 위해, 저장부(550)는 적어도 하나의 무게 기준값 및 도 14의 그래프 즉, 무게와 전류와의 관계를 데이터 형태로 저장할 수 있다.In addition, the
구체적으로, 제어부(500)는 무게와 전류와의 관계를 이용하여 부하시 전류를 대상체의 무게로 산출하고, 산출된 무게를 단일의 무게 기준값(예를 들어, 130kg)과 비교하여 대상체의 비만정도를 판단하거나, 산출된 무게를 단계적으로 높아지는 복수의 무게 기준값(예를 들어, 130kg, 140kg, 150kg)과 비교하여 대상체의 비만정도를 판단할 수 있다.Specifically, the
한편, 촬영테이블(10) 또는 엑스선 디텍터(90)에는 가속도 센서가 장착될 수 있다. 촬영테이블(10)이 수평 방향, 상승 방향 또는 하향 방향으로 이동하는 경우, 대상체의 무게에 따라 촬영테이블(10)의 순간 가속도는 다르다. 또한, 동일한 방향으로 촬영테이블(10)이 이동하며, 동일한 파워로 모터가 동작하더라도, 대상체의 무게가 무거울수록 순간 가속도는 작다. 즉, 대상체의 무게와 촬영테이블(10)의 순간 가속도는 반비례 관계에 해당한다. 따라서, 제어부(500)는 가속도 센서를 통해 촬영테이블(10)의 순간 가속도를 측정하여, 이를 기초로 대상체의 비만정도를 판단할 수도 있다. 대상체의 무게에 따른 순간 가속도에 관한 데이터는 방향 별로 미리 산출되어 저장부(550)에 저장될 수 있다. 제어부(500)는 저장부(550)에 저장된 데이터를 이용하여, 측정한 순간 가속도에 대응하는 무게를 산출할 수 있다.On the other hand, an acceleration sensor can be mounted on the photographing table 10 or the
제어부(500)는 비만정도의 판단에 기초하여, 엑스선 튜브(71)의 관전압 또는 관전류 등을 조절함으로써 엑스선 소스(70)로부터 조사되는 엑스선의 강도를 조절할 수 있다. 이하에서 설명되는 엑스선의 조사값은 엑스선의 조사량 또는 조사강도를 의미한다.The
제어부(500)는 엑스선 소스(70)를 제어하여, 정상 지방 양을 가진 대상체보다 비만인 대상체에 대해 더 큰 강도의 엑스선이 조사되도록 한다. 제어부(500)는 엑스선 소스(70)를 제어하여, 대상체의 비만정도가 높을수록 더 큰 강도의 엑스선이 조사되도록 한다. 이 때, 정상 지방 양을 가진 대상체 및 비만인 대상체 각각에 대한 엑스선의 조사 강도는 촬영 부위별로 미리 설정되어 저장되어 있을 수 있으며, 마찬가지로 대상체의 비만정도에 따라서도 촬영 부위별 엑스선의 조사값이 미리 설정되어 저장되어 있을 수 있다.The
제어부(500)는 엑스선 디텍터(90)로부터 검출된 엑스선을 전달받고, 전달받은 엑스선의 강도에 따라 대상체의 투영영상 즉, 엑스선 영상을 생성한다.The
이와 같이 생성된 엑스선 영상은 디스플레이부(172)를 통해 표시될 수 있다. 대상체의 비만정도에 따라 엑스선의 조사값이 조절되므로, 디스플레이부(172)를 통해 표시되는 영상의 품질은 향상될 수 있다. The generated x-ray image can be displayed through the
저장부(550)는 엑스선 촬영 장치(101)의 동작을 위한 데이터 및 프로그램을 저장한다. The
예를 들어, 부하시 전류와 전류 기준값과의 비교판단을 위해, 저장부(550)는 미리 설정된 적어도 하나의 전류 기준값을 저장할 수 있다. 또는, 부하시 전류와 무게 기준값과의 비교판단을 위해, 저장부(550)는 도 14의 그래프 즉, 촬영테이블(10)이 상부(up)방향으로 이동할 때의 무게와 전류와의 관계 그래프 및 촬영테이블(10)이 하부(down)방향으로 이동할 때의 무게와 전류와의 관계 그래프를 각각 데이터 형태로 저장할 수 있다. 저장부(550)는 미리 설정된 적어도 하나의 무게 기준값 및 정상 지방 양을 가진 대상체 및 비만인 대상체 각각에 대한 엑스선의 조사 강도를 촬영 부위별로 저장할 수 있으며, 대상체의 비만정도에 따른 촬영 부위별 엑스선의 조사 강도를 저장할 수도 있다. 또한, 저장부(550)는 전류 기준값에 기초하여 비만정도를 판단하기 위한 프로그램 또는 무게 기준값에 기초하여 비만정도를 판단하기 위한 프로그램 등을 저장할 수도 있다.이와 같은 저장부(550)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수도 있다. 또한, 가전기기(100)는 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영할 수도 있다.한편, 저장부(550)에는 전술한 프로그램을 통해 예측한 비만정도와, 대상체의 실제 비만정도가 저장될 수 있다. 이에 따라, 제어부(500)는 프로그램을 통해 예측한 결과와 대상체의 실제 상태를 비교하여, 오차를 보정하는 프로세스를 수행함으로써 프로그램을 업데이트할 수 있다. 개시된 실시예에 따른 제어부(500)는 프로그램을 지속적으로 업데이트함으로써, 대상체의 비만정도를 보다 정확하게 판단할 수 있다.For example, the
도 15는 엑스선 촬영 장치의 다른 실시예에 따른 제어 블록도이다.15 is a control block diagram according to another embodiment of the X-ray imaging apparatus.
도 15을 참조하면, 엑스선 촬영 장치(102)는 전원부(180), 엑스선 소스(70), 엑스선 디텍터(90), 캐리지 액츄에이터(110), 센서(300), 제어부(500), 저장부(550), 입력부(171), 및 디스플레이부(172)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치(102)의 구성부를 설명함에 있어, 전술한 바와 동일한 것은 이하 생략하기로 한다.15, an
센서(300)는 엑스선 소스(70)에 장착되어, 엑스선 소스(70)로부터 대상체까지의 거리를 감지하거나, 대상체의 이미지를 획득할 수 있다. 센서(300)는 근접 센서 및 이미지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
예를 들어, 센서(300)는 근접 센서(도 16의 S1 참조)로 마련되어, 엑스선 소스(70)와 대상체 사이의 거리를 감지할 수 있다. 이 때, 근접 센서(S1) 초음파 센서, 광 센서(예를 들어, 적외선 센서, PSD 센서, CCD 센서 등) 또는 RF 센서 등의 형태로 마련될 수 있다. For example, the
일 예로, 엑스선 촬영 장치(102)는 근접 센서(SI)의 각도를 조절하여, 엑스선 소스(70)와 대상체 사이의 거리를 감지할 수 있다. 또 다른 예로, 근접 센서(SI)가 엑스선 소스(70)에 장착되어 있는 경우, 엑스선 촬영 장치(102)는 엑스선 소스(70)의 이동에 따라 엑스선 소스(70)와 대상체 사이의 거리를 감지할 수 있다.For example, the
도 16은 근접 센서에 의한 거리 감지를 설명하기 위한 도면이다. 16 is a view for explaining distance sensing by the proximity sensor.
도 16을 참조하면, 근접 센서(S1)는 엑스선 소스(70)의 하단부 예를 들어, 콜리메이터(72) 부근에 장착될 수 있다. 제어부(500)의 제어신호에 따라 엑스선 소스(70)는 촬영테이블(10)의 길이방향으로 이동하며, 근접 센서(S1)는 엑스선 소스(70)가 이동하는 동안 촬영테이블(10) 또는 대상체(ob)까지의 거리를 감지한다. 거리에 따른 근접 센서(S1)의 출력값은 제어부(500)에 전달되고, 제어부(500)는 이를 이용하여 대상체의 키와 체적을 검출하고, 대상체의 비만정도를 판단한다. 16, the proximity sensor S1 may be mounted near the lower end of the
도 17은 근접 센서의 출력값을 이용하여 대상체의 키와 체적을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 17 is a diagram for explaining a method of detecting a key and a volume of a target object by using an output value of the proximity sensor.
도 17의 상측 그래프는 거리에 따른 근접 센서(S1)의 출력전압을 나타낸다. 물체가 근접 센서(S1)로부터 일정거리(Pd) 내에 존재하는 경우, 근접 센서(S1)의 출력전압은 물체와의 거리가 멀어질수록 급격하게 증가한다. 반면, 물체와 근접 센서(S1)의 거리가 일정거리(Pd)를 벗어난 경우, 근접 센서(S1)의 출력전압은 물체와의 거리가 멀어질수록 감소한다. 즉, 근접 센서(S1)의 출력전압은, 일정거리(Pd) 내에서는 물체와의 거리에 비례하여 급격하게 증가하는 반면, 일정거리(Pd) 이후에는 물체와의 거리에 반비례하여 감소한다. 따라서, 대상체(ob)와의 거리가 일정거리(Pd)보다 멀어지도록 엑스선 소스(70) 및 근접 센서(S1)를 세팅하고, 일정거리(Pd) 이후의 그래프 즉, 반비례 형태의 그래프를 이용하여 대상체(ob)의 키와 체적을 검출할 수 있다.The upper graph of Fig. 17 shows the output voltage of the proximity sensor S1 along the distance. When the object is present within the predetermined distance Pd from the proximity sensor S1, the output voltage of the proximity sensor S1 increases sharply as the distance from the object increases. On the other hand, when the distance between the object and the proximity sensor S1 is out of the predetermined distance Pd, the output voltage of the proximity sensor S1 decreases as the distance from the object becomes longer. That is, the output voltage of the proximity sensor S1 rapidly increases in proportion to the distance to the object within a certain distance Pd, but decreases inversely to the distance to the object after the predetermined distance Pd. Therefore, the
근접 센서(S1)는 엑스선 소스(70)가 이동하는 동안 출력되는 출력전압을 제어부(500)에 전송하며, 이 때, 출력전압의 형태는 도 17의 하측 그래프에 예시된 바와 같을 수 있다. 전술한 바 있듯이, 근접 센서(S1)의 출력전압은 거리에 반비례하기 때문에, 대상체(ob)의 복부부근에서 가장 커지며, 촬영테이블(10)이 위치하는 부근에서는 가장 작을 값을 유지하게 된다. The proximity sensor S1 transmits the output voltage that is output while the
따라서, 제어부(500)는 도 17의 상측 그래프에 따라 가장 큰 출력전압을 대상체와의 거리로 환산하고 가장 작은 출력전압을 촬영테이블(10)과의 거리로 환산하며, 환산된 값의 차를 대상체(ob)의 복부 두께로 획득한다. 이 때, 획득된 복부 두께가 대상체의 체적(V)이 될 수 있다. 또한, 제어부(500)는 도 17의 하측 그래프에서, 가장 작을 출력전압을 유지하는 양단부분을 제외시켜, 대상체(ob)의 키(H)로 획득한다.17, the
제어부(500)는 획득한 체적(V) 및 키(H)를 이용하여 대상체(ob)의 비만정도를 판단한다. 체적(V) 및 키(H)에 따른 비만정도의 판단방법은 기존에 공지된 기술을 이용할 수 있는 바, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The
센서(300)가 근접 센서(S1)로 마련되는 경우, 제어부(500)는 캐리지 액츄에이터(110)의 구동을 위한 제어신호를 생성하며, 캐리지 액츄에이터(110)의 구동에 따라 엑스선 소스(70)는 촬영테이블(10)의 길이방향으로 이동하게 된다. 캐리지 액츄에이터(110)는 엑스선 소스(70)의 이동을 위한 것으로, 이하 소스 액츄에이터(110)라 칭할 수도 있다. 또한, 저장부(550)는 도 17의 상측 그래프와 같이 출력전압과 거리와의 관계를 데이터 형태로 저장할 수 있으며, 이를 이용하여 체적(V) 및 키(H)를 획득하기 위한 프로그램 등을 저장할 수 있다.When the
센서(300)는 카메라 등과 같은 이미지 센서로 마련되어, 대상체 사이의 거리를 감지하거나 대상체의 이미지를 획득할 수 있다. 센서(300)는 적어도 하나의 이미지 센서로 마련될 수 있다. 예를 들어, 센서(300)는 단일의 이미지 센서(도 18의 S2 참조)로 마련되어, 대상체의 이미지를 획득할 수 있다. 또한, 센서(300)는 복수의 이미지 센서(도 20의 S21 및 S22 참조)로 마련되어, 대상체 사이의 거리를 감지할 수도 있다. The
도 18은 단일의 이미지 센서에 의한 이미지 획득을 설명하기 위한 도면이다. 도 18을 참조하면, 이미지 센서(S2)는 엑스선 소스(70)의 하단부 예를 들어, 콜리메이터(72) 부근에 단일하게 장착될 수 있으며, 대상체의 상부에서 이미지를 획득하게 된다. 즉, 대상체의 상부 이미지를 획득한다. 이미지 센서(S2)의 출력값은 제어부(500)에 전달되고, 제어부(500)는 이를 이용하여 대상체의 키와 체적을 검출하고, 대상체의 비만정도를 판단한다.18 is a diagram for explaining image acquisition by a single image sensor. 18, the image sensor S2 can be mounted singly near the lower end of the
도 19는 이미지 센서의 출력값을 이용하여 대상체의 키와 체적을 검 출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 19 is a view for explaining a method of detecting a key and a volume of a target object by using an output value of the image sensor.
이미지 센서(S1)는 도 19에 예시된 바와 같은 대상체의 상부 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 센서(S1)의 출력값은 영상의 픽셀값(Px)이 되며, 영상의 픽셀값(Px)은 대상체가 존재하는 부분과 대상체가 존재하지 않는 부분의 경계 즉, 대상체의 외곽선(Po)에서 급격하게 변화한다. 따라서, 제어부(500)는 픽셀값(Px)의 변화로부터 대상체의 외곽선(Po)을 검출하고, 검출된 외곽선(Po)을 바탕으로 대상체(ob)의 복부 너비(V) 및 대상체의 키(H)를 획득한다. 이 때, 획득된 복부 너비(V)가 대상체의 체적이 될 수 있다. 제어부(500)는 획득한 체적(V) 및 키(H)를 이용하여 대상체(ob)의 비만정도를 판단한다. The image sensor S1 can obtain the upper image of the object as illustrated in Fig. The output value of the image sensor S1 is the pixel value Px of the image and the pixel value Px of the image is the boundary between the portion where the object exists and the portion where the object does not exist, Change. Accordingly, the
센서(300)가 단일 이미지 센서(S2)로 마련되는 경우, 저장부(550)는 이미지 센서(S2)에 의해 획득한 영상 또는 이미지 센서(S2)가 출력하는 영상의 픽셀값(Px)을 데이터 형태로 저장할 수 있으며, 이를 이용하여 대상체의 외곽선(Po)을 검출하기 위한 프로그램, 검출된 외곽선(Po)으로부터 체적(V) 및 키(H)를 획득하기 위한 프로그램 등을 저장할 수 있다.When the
도 20은 복수의 이미지 센서에 의한 거리 감지를 설명하기 위한 도면이다. 20 is a view for explaining distance sensing by a plurality of image sensors.
도 20을 참조하면, 복수의 이미지 센서(S21, S22)는 엑스선 소스(70)의 하단부 예를 들어, 콜리메이터(72) 부근에 장착될 수 있다. 복수의 이미지 센서(S21, S22)는 동일한 초점(예를 들어, 초점 F)을 갖도록 각도가 조절될 수 있다. 제어부(500)의 제어신호에 따라 엑스선 소스(70)는 촬영테이블(10)의 길이방향으로 이동하며, 복수의 센서(S21, S22)는 엑스선 소스(70)의 이동에 따라 촬영테이블(10) 또는 대상체(ob)의 표면상에서 초점 F를 이동시킨다. 초점 F가 이동하는 동안 이미지 센서(S21, S22)의 출력값은 제어부(500)에 전달되고, 제어부(500)는 이를 이용하여 촬영테이블(10) 또는 대상체(ob)까지의 거리를 산출한다. 이 때, 이미지 센서(S21, S22)의 출력값은 초점 F에 대한 각도가 될 수 있다. 또한, 제어부(500)는 산출된 거리로부터 대상체의 키와 체적을 검출하고, 대상체의 비만정도를 판단한다. Referring to FIG. 20, a plurality of image sensors S21 and S22 may be mounted near the lower end of the
도 21은 복수의 이미지 센서의 출력값을 이용하여 대상체의 키와 체적을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 21 is a view for explaining a method of detecting a key and a volume of a target object by using output values of a plurality of image sensors.
도 21의 상측에 도시된 바와 같이, 두 이미지 센서(S21, S22) 사이의 거리를 d'이라 하고, 초점 F에 대한 이미지 센서(S21, S22)의 출력값(즉, 각도)를 각각 θ1, θ2라 할 때, 이미지 센서(S21, S22)로부터 물체까지의 거리 d는 하기의 [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다. The distance between the two image sensors S21 and S22 is d 'and the output values (i.e., angles) of the image sensors S21 and S22 with respect to the focal point F are θ1 and θ2 , The distance d from the image sensors S21 and S22 to the object can be expressed by the following equation (3).
제어부(500)는 이미지 센서(S21, S22)의 출력값 및 [수학식 3]을 이용하여, 이미지 센서(S21, S22)로부터 촬영테이블(10) 또는 대상체(ob)까지의 거리 d를 산출할 수 있다.The
전술한 바 있듯이, 복수의 이미지 센서(S21, S22)는 엑스선 소스(70)가 이동하는 동안 초점 F를 이동시키며 제어부(500)에 출력값을 전송한다. 제어부(500)는 초점 F의 이동위치에 대응하여 이미지 센서(S21. S22)로부터 촬영테이블(10) 또는 대상체(ob)까지의 거리 d를 산출하며, 산출된 거리 d의 형태는 도 21의 하측 그래프에 예시된 바와 같을 수 있다. 즉, 이미지 센서(S21, S22)로부터의 거리 d는 대상체(ob)의 복부 부근에서 가장 작은 값을 가지며, 촬영테이블(10)이 위치하는 부근에서는 가장 큰 값을 유지하게 된다. As described above, the plurality of image sensors S21 and S22 move the focus F while the
따라서, 제어부(500)는 이미지 센서(S21, S22)로부터의 거리(d) 중에서 가장 큰 값과 가장 작은 값의 차를 대상체(ob)의 복부 두께로 획득한다. 이때, 획득된 복부 두께가 대상체의 체적(V)이 될 수 있다. 또한, 제어부(500)는 도 21의 하측 그래프에서 가장 큰 값을 유지하는 양단부분을 제외시켜, 대상체(ob)의 키(H)로 획득한다. 제어부(500)는 획득한 체적(V) 및 키(H)를 이용하여 대상체(ob)의 비만정도를 판단한다.Accordingly, the
센서(300)가 복수의 이미지 센서(S21, S22)로 마련되는 경우, 제어부(500)는 캐리지 액츄에이터(또는 소스 액츄에이터, 110)의 구동을 위한 제어신호를 생성하며, 캐리지 액츄에이터(110)의 구동에 따라 엑스선 소스(70)는 촬영테이블(10)의 길이방향으로 이동하게 된다. 또한, 저장부(550)는 이미지 센서(S21, S22) 사이의 거리(d')을 저장할 수 있으며, 이미지 센서(S21, S22)의 출력값에 기초하여 이미지 센서(S21, S22)로부터의 거리(d)를 산출하기 위한 프로그램, 산출된 거리(d)를 이용하여 체적(V) 및 키(H)를 획득하기 위한 프로그램 등을 저장할 수 있다.When the
이상에서는, 도 16 내지 도 21을 통해, 센서(300)가 근접 센서만을 포함하거나, 이미지 센서만을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 근접 센서와 이미지 센서가 혼용되어 마련되는 것도 가능하다.16 through 21, the
도 22는 엑스선 촬영 장치의 또 다른 실시예에 따른 제어 블록도이다.22 is a control block diagram according to another embodiment of the X-ray imaging apparatus.
도 22를 참조하면, 엑스선 촬영 장치(103)는 전원부(180), 엑스선 소스(70), 엑스선 디텍터(90), 테이블 액츄에이터(200), 캐리지 액츄에이터(110), 센서(300), 제어부(500), 저장부(550), 입력부(171), 및 디스플레이부(172)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시에에 따른 엑스선 촬영 장치(103)의 구성부를 설명함에 있어, 도 4 또는 도 16의 엑스선 촬영 장치와 동일한 것은 이하 생략하기로 한다.22, the
센서(300)는 엑스선 소스(70)에 장착되며, 근접 센서 및 이미지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센서(300)는 근접 센서만을 포함할 수도 있고, 이미지 센서만을 포함할 수도 있으며, 근접 센서와 이미지 센서가 혼용되어 마련될 수도 있다. 또한, 센서(300)가 이미지 센서를 포함하는 경우, 이미지 센서는 적어도 하나로 마련될 수 있다.The
센서(300)가 근접 센서나 복수의 이미지 센서를 포함하는 경우, 제어부(300)는 캐리지 액츄에이터(110)의 구동을 제어하며, 캐리지 액츄에이터(110)의 구동에 따라 엑스선 소스(70)가 이동하는 동안(즉, 엑스선 소스(70)가 촬영테이블(10)의 길이방향으로 이동하는 동안) 근접 센서 또는 복수의 이미지 센서의 출력 값을 전송받는다.When the
센서(300)가 단일의 이미지 센서를 포함하는 경우, 제어부(300)는 엑스선 소스(70)가 대상체의 상부에 위치하도록 캐리지 액츄에이터(110)를 구동시키고, 단일의 이미지 센서의 출력값을 전송받는다. When the
제어부(300)는 센서(300)의 출력값을 이용하여 대상체의 키와 체적을 검출한다. The
제어부(500)가 근접 센서의 출력전압을 전송받는 경우, 도 17의 상측 그래프에 따라 가장 큰 출력전압을 대상체와의 거리로 환산하고 가장 작은 출력 전압을 촬영테이블(10)과의 거리로 환산하며, 환산된 값의 차를 대상체(ob)의 복부 두께(또는 체적 V)로 획득한다. 또한, 제어부(500)는 도 17의 하측 그래프에서, 가장 작은 출력전압을 유지하는 양단부분을 제외시켜, 대상체(ob)의 키(H)로 획득한다.When the
제어부(500)가 이미지 센서로부터 영상의 픽셀값(Px)을 전송받는 경우, 픽셀값(Px)의 변화로부터 대상체의 외곽선(Po)을 검출하고, 검출된 외곽선(Po)을 바탕으로 대상체(ob)의 체적(V) 및 키(H)를 획득한다.When the
제어부(500)가 이미지 센서의 각도를 전송받는 경우, [수학식 3]을 이용하여 촬영테이블(10) 또는 대상체(ob)까지의 거리를 산출하고, 산출된 거리 중에서 가장 큰 값과 가장 작은 값의 차를 대상체(ob)의 복부 두께(또는 체적 V)로 획득한다. 또한, 제어부(500)는 도 21의 하측 그래프에서 가장 큰 값을 유지하는 양단부분을 제외시켜, 대상체(ob)의 키(H)로 획득한다.When the
제어부(500)는 테이블 액츄에이터(200)의 구동을 위한 제어신호를 생성하고, 테이블 액츄에이터(200)는 제어부(500)의 제어신호에 따라 촬영테이블(10)을 제 8방향(D8)으로 이동시키며 부하시 전류를 측정한다. 제어부(500)는 부하시 전류를 전달받고, 도 14에 도시된 무게와 전류와의 관계 그래프를 이용하여 부하시 전류를 대상체의 무게(W)로 산출한다. The
다른 예로, 제어부(500)는 압전 센서를 이용하여 대상체의 무게(W)에 비레하는 전압 또는 전류를 검출하고, 검출 결과를 이용하여 대상체의 무게(W)를 산출할 수 있는 등, 다양한 방식을 통해 대상체의 무게(W)를 산출할 수 있다.As another example, the
제어부(500)는 획득한 대상체의 체적(V), 키(H) 및 무게(W)를 이용하여 대상체의 비만정도를 판단한다. 체적(V), 키(H) 및 무게(W)에 따른 비만정도의 판단방법은 기존에 공지된 기술을 이용할 수 있는 바, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The
제어부(500)는 비만정도의 판단에 기초하여, 엑스선 튜브(71)의 관전압 또는 관전류 등을 조절함으로써 엑스선 소스(70)로부터 조사되는 엑스선의 조사값을 조절할 수 있다.The
이상으로 대상체의 비만정도를 검출하는 엑스선 촬영장치에 대해 예시된 제어 블록도를 바탕으로 설명하였으며, 이하에서는 주어진 흐름도를 참조하여 엑스선 촬영 장치의 제어 방법을 살펴보기로 한다. The control block diagram of the X-ray imaging apparatus for detecting the degree of obesity of the object has been described above. Hereinafter, a control method of the X-ray imaging apparatus will be described with reference to the flowcharts.
도 23은 엑스선 촬영 장치의 제어 방법의 일 실시예에 따른 흐름도이다.23 is a flowchart according to an embodiment of a control method of an X-ray imaging apparatus.
도 23을 참조하면, 먼저 테이블 액츄에이터(200)는 제어신호에 따라 테이블 모터를 구동시키고, 테이블 모터 구동시 테이블 액츄에이터(200)에 흐르는 부하시 전류를 측정한다(711). Referring to FIG. 23, the
촬영테이블(10)에 대상체가 존재하는 상태에서, 제어부(500)의 제어신호에 따라 테이블 모터가 구동되고, 테이블 모터의 구동으로 촬영테이블(10)은 제 8방향(D8) 즉, 상부(up)방향으로 이동하거나 하부(down)방향으로 이동하게 된다. 테이블 액츄에이터(200)는 전류 센서, 자기 센서, 또는 전류 센싱 회로 등을 포함하여, 촬영테이블(10)이 이동하는 동안 테이블 액츄에이터(200)에 흐르는 전류(즉, 부하시 전류)를 측정하고, 측정된 부하시 전류는 제어부(500)에 전달된다. The table motor is driven in accordance with the control signal of the
제어부(500)는 부하시 전류를 미리 설정된 적어도 하나의 전류 기준 값과 비교하여, 대상체의 비만정도를 판단한다(712). The
제어부(500)는 전송받은 부하시 전류를 평균전류 형태로 변환시킬 수 있다. 또한, 단일의 전류 기준값이 설정되어 있는 경우, 제어부(500)는 부하시 전류를 단일의 전류 기준값과 비교하여 대상체의 비만정도를 판단할 수 있고, 복수의 전류 기준값이 설정되어 있는 경우, 제어부(500)는 부하시 전류를 복수의 전류 기준값과 비교하여 대상체의 비만정도를 판단할 수 있다. The
제어부(500)는 비만정도의 판단에 기초하여, 엑스선 소스(70)가 조사할 엑스선의 조사강도를 조절한다(713).The
대상체가 비만이라고 판단되면, 제어부(500)는 정상 지방 양을 가진 대상체보다 더 큰 강도의 엑스선이 조사되도록 제어한다. 또한, 제어부(500)는 대상체의 비만정도가 높을수록 더 큰 강도의 엑스선이 조사되도록 제어한다. 이 때, 정상 지방 양을 가진 대상체 및 비만인 대상체 각각에 대한 엑스선의 조사 강도는 촬영 부위별로 미리 설정되어 저장되어 있을 수 있으며, 마찬가지로 대상체의 비만 정도에 따라서도 촬영 부위별 엑스선의 조사 강도가 미리 설정되어 저장되어 있을 수 있다.If it is determined that the subject is obese, the
도 24는 엑스선 촬영 장치의 제어 방법의 다른 실시예에 따른 흐름도이다. 24 is a flowchart according to another embodiment of the control method of the X-ray imaging apparatus.
도 24를 참조하면, 먼저 테이블 액츄에이터(200)는 제어신호에 따라 테이블 모터를 구동시키고, 테이블 모터 구동시 테이블 액츄에이터(200)에 흐르는 부하시 전류를 측정한다(721). 721과정은 전술한 711과정과 동일하므로, 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 24, the
다음으로, 제어부(500)는 부하시 전류로부터 대상체의 무게를 산출한다(722). Next, the
제어부(500)는 전송받은 부하시 전류를 평균전류 형태로 변환시킬 수 있다. 또한, 제어부(500)는 도 14에 도시된 무게와 전류와의 관계 그래프를 이용하여 부하시 전류를 대상체의 무게(W)로 산출한다. 721과정에서 촬영테이블(10)이 상부(up)방향으로 이동한 경우, 제어부(500)는 도 14의 좌측 그래프를 이용하여 대상체의 무게(W)를 산출하고, 721과정에서 촬영테이블(10)이 하부(down) 방향으로 이동한 경우, 제어부(500)는 도 14의 우측 그래프를 이용하여 대상체의 무게(W)를 산출한다. The
제어부(500)는 산출된 대상체의 무게를 미리 설정된 적어도 하나의 무게 기준값과 비교하여, 대상체의 비만정도를 판단한다(723). The
단일의 무게 기준값(예를 들어, 130kg)이 설정되어 있는 경우, 제어부(500)는 산출된 무게를 단일의 무게 기준값과 비교하여 대상체의 비만정도를 판단할 수 있고, 복수의 무게 기준값(예를 들어, 130kg, 140kg, 150kg)이 설정되어 있는 경우, 제어부(500)는 산출된 무게를 단계적으로 높아지는 복수의 무게 기준값과 비교하여 대상체의 비만정도를 판단할 수 있다.When a single weight reference value (for example, 130 kg) is set, the
제어부(500)는 비만정도의 판단에 기초하여, 엑스선 소스(70)가 조사할 엑스선의 조사강도를 조절한다(724). 724과정은 전술한 713과정과 동일하므로, 그에 대한 설명은 생략하기로 한다. The
도 25는 엑스선 촬영 장치의 제어 방법의 또 다른 실시예에 따른 흐름도이다.25 is a flowchart according to another embodiment of the control method of the X-ray imaging apparatus.
도 25를 참조하면, 먼저 제어부(500)는 캐리지 액츄에이터(110)를 제어하여, 엑스선 소스의 위치를 조정한다(731). Referring to FIG. 25, first, the
엑스선 소스(70)에 장착된 센서(300)가 근접 센서를 포함하거나 복수의 이미지 센서를 포함하는 경우, 제어부(500)는 이동캐리지(40) 및 그에 연결된 엑스선 소스(70)가 촬영테이블(10)의 길이방향으로 이동하도록 캐리지 액츄에이터(110)의 구동을 제어한다. 엑스선 소스(70)가 이동하는 동안, 센서(300)의 출력값 즉, 근접 센서의 출력전압 또는 이미지 센서의 각도는 제어부(500)에 전달된다. When the
센서(300)가 단일의 이미지 센서를 포함하는 경우, 제어부(500)는 이동캐리지(40) 및 그에 연결된 엑스선 소스(70)가 대상체의 상부에 위치하도록, 캐리지 액츄에이터(110)를 제어하며, 센서(300)의 출력값 즉 영상의 픽셀값(Px)은 제어부(500)에 전달된다.When the
제어부(500)는 센서(300)의 출력값으로부터 대상체의 체적 및 키를 검출한다(732). The
제어부(500)가 근접 센서의 출력전압을 전송받는 경우, 도 17의 상측 그래프에 따라 가장 큰 출력전압 및 가장 작은 출력전압을 각각 대상체(ob)와의 거리 및 촬영테이블(10)과의 거리로 환산하고, 환산된 값의 차를 대상체(ob)의 복부 두께(또는 체적 V)로 획득한다. 또한, 제어부(500)는 도 17의 하측 그래프에서, 가장 작은 출력전압을 유지하는 양단부분을 제외시켜, 대상체(ob)의 키(H)로 획득한다.When the
제어부(500)가 이미지 센서로부터 영상의 픽셀값(Px)을 전송받는 경우, 픽셀값(Px)의 변화로부터 대상체의 외곽선(Po)을 검출하고, 검출된 외곽선(Po)을 바탕으로 대상체(ob)의 대상체의 체적(V) 및 키(H)를 획득한다.When the
제어부(500)가 이미지 센서의 각도를 전송받는 경우, [수학식 3]을 이용하여 촬영테이블(10) 또는 대상체(ob)까지의 거리를 산출하고, 산출된 거리 중에서 가장 큰 값과 가장 작은 값의 차를 대상체(ob)의 복부 두께(또는 체적 V)로 획득한다. 또한, 제어부(500)는 도 21의 하측 그래프에서 가장 큰 값을 유지하는 양단부분을 제외시켜, 대상체(ob)의 키(H)로 획득한다.When the
제어부(500)는 대상체의 체적 및 키를 이용하여, 대상체의 비만정도를 판단한다(733). 또한, 제어부(500)는 비만정도의 판단에 기초하여, 엑스선 소스(70)가 조사할 엑스선의 조사강도를 조절한다(734).The
도 26은 엑스선 촬영 장치의 제어 방법의 또 다른 실시예에 따른 흐름도이다. 26 is a flowchart according to another embodiment of the control method of the X-ray imaging apparatus.
도 26을 참조하면, 먼저 테이블 액츄에이터(200)는 제어신호에 따라 테이블 모터를 구동시키고, 테이블 모터 구동시 테이블 액츄에이터(200)에 흐르는 부하시 전류를 측정한다(741). 또한, 제어부(500)는 부하시 전류로부터 대상체의 무게를 산출한다(742). 741 및 742과정은 전술한 721 및 722과정에 각각 대응되는 과정이다. Referring to FIG. 26, the
제어부(500)는 캐리지 액츄에이터(110)를 제어하여, 엑스선 소스의 위치를 조정한다(743). 또한, 제어부(500)는 센서(300)의 출력값으로부터 대상체의 체적 및 키를 검출한다(744). 743 및 744과정은 전술한 731 및 732과정에 각각 대응되는 과정이며, 743 및 744과정은 741과정 이전에 위치할 수도 있다.The
제어부(500)는 대상체의 체적, 키 및 무게를 이용하여, 대상체의 비만정도를 판단한다(745). 또한, 제어부(500)는 비만정도의 판단에 기초하여, 엑스선 소스(70)가 조사할 엑스선의 조사강도를 조절한다(746).The
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 엑스선 촬영 장치 및 엑스선 촬영 장치의 제어 방법의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the X-ray photographing apparatus and the X-ray photographing apparatus control method have been described with reference to the drawings exemplified above, those skilled in the art will appreciate that the present invention is not limited to the technical idea, It will be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
100, 101, 102, 103 : 엑스선 촬영 장치
70 : 엑스선 소스 90 : 엑스선 디텍터
110 : 캐리지 액츄에이터 200 : 테이블 액츄에이터
300 : 센서 500 : 제어부
550 : 저장부100, 101, 102, 103: X-ray photographing apparatus
70: X-ray source 90: X-ray detector
110: carriage actuator 200: table actuator
300: sensor 500:
550:
Claims (25)
상기 엑스선 소스에 장착되는 센서; 및
상기 센서의 출력값에 기초하여 상기 대상체의 체적을 획득하고, 상기 대상체의 체적에 기초하여 상기 대상체의 비만정도를 판단하고, 상기 대상체의 비만정도에 기초하여 상기 엑스선의 조사값을 조절하는 제어부;
를 포함하고,
상기 센서의 출력값은,
상기 센서가 복수의 이미지 센서를 포함하는 경우, 상기 엑스선 소스가 이동하는 동안 상기 복수의 이미지 센서의 기울어진 각도를 포함하는 엑스선 촬영 장치.An x-ray source for irradiating an object with x-rays;
A sensor mounted on the x-ray source; And
A controller for acquiring a volume of the object based on the output value of the sensor, determining an obesity degree of the object based on the volume of the object, and adjusting an irradiation value of the X-ray based on the degree of obesity of the object;
Lt; / RTI >
The output value of the sensor
Wherein when the sensor comprises a plurality of image sensors, the x-ray source includes a tilted angle of the plurality of image sensors during movement.
상기 센서는,
근접 센서를 더 포함하는 엑스선 촬영 장치. The method according to claim 1,
The sensor includes:
An x-ray photographing apparatus further comprising a proximity sensor.
상기 센서의 출력값은,
상기 복수의 이미지 센서가 촬영하는 영상의 픽셀값을 포함하는 엑스선 촬영 장치.The method according to claim 1,
The output value of the sensor
And a pixel value of an image taken by said plurality of image sensors.
상기 제어부는,
상기 픽셀값의 변화에 기초하여 상기 영상에서 상기 대상체의 외곽선을 검출하고, 상기 외곽선에 기초하여 상기 대상선의 체적 및 키를 획득하는 엑스선 촬영 장치. The method of claim 3,
Wherein,
Detecting an outline of the object in the image based on a change in the pixel value, and acquiring a volume and a key of the object line based on the outline.
상기 엑스선 소스를 이동시키는 소스 액츄에이터;
를 더 포함하는 엑스선 촬영 장치. The method according to claim 1,
A source actuator for moving the x-ray source;
Further comprising an X-ray photographing apparatus.
상기 제어부는,
상기 센서가 근접 센서를 포함하거나 또는 복수의 이미지 센서를 포함하는 경우, 상기 엑스선 소스가 촬영테이블의 길이방향으로 이동하도록 상기 소스 액츄에이터를 제어하는 엑스선 촬영 장치. 6. The method of claim 5,
Wherein,
Wherein the source actuator is controlled so that the x-ray source moves in the longitudinal direction of the photographing table when the sensor includes a proximity sensor or includes a plurality of image sensors.
상기 센서의 출력값은,
상기 엑스선 소스가 이동하는 동안, 근접 센서로부터 출력되는 출력전압을 포함하는 엑스선 촬영 장치.The method according to claim 6,
The output value of the sensor
And an output voltage output from the proximity sensor while the x-ray source is moving.
상기 제어부는,
상기 출력전압을 상기 근접 센서로부터의 거리로 환산하고, 상기 환산된 거리에 기초하여 상기 대상체의 체적을 획득하는 엑스선 촬영 장치. 8. The method of claim 7,
Wherein,
Converts the output voltage into a distance from the proximity sensor, and acquires the volume of the object based on the converted distance.
상기 제어부는,
상기 출력전압 중 최대 출력전압을 환산하여 제 1거리를 획득하고, 상기 출력전압 중 최소 출력전압을 환산하여 제 2거리를 획득하고, 상기 제 1거리 및 제 2 거리의 차로부터 상기 대상체의 체적을 획득하는 엑스선 촬영 장치.9. The method of claim 8,
Wherein,
Obtaining a first distance by converting a maximum output voltage among the output voltages, converting a minimum output voltage among the output voltages to obtain a second distance, and calculating a volume of the object from a difference between the first distance and the second distance X-ray imaging device to acquire.
상기 제어부는,
상기 엑스선 소스의 이동거리 및 상기 엑스선 소스의 이동거리 중 상기 근접 센서가 최소 출력전압 출력하는 구간의 차로부터 상기 대상체의 키를 획득하는 엑스선 촬영 장치.8. The method of claim 7,
Wherein,
And acquires a key of the object from a difference between a movement distance of the x-ray source and a movement distance of the x-ray source, the interval being the minimum output voltage output of the proximity sensor.
상기 복수의 이미지 센서는,
서로 동일한 초점을 가지는 엑스선 촬영 장치. The method according to claim 1,
Wherein the plurality of image sensors comprise:
X-ray photographing apparatus having the same focal point.
상기 제어부는,
하기의 [수학식 3]을 이용하여, 상기 복수의 이미지 센서로부터의 거리를 산출하는 엑스선 촬영 장치.
[수학식 3]
여기서, d'은 복수의 이미지 센서 사이의 거리, θ1, θ2은 초점에 대해 복수의 이미지 센서의 기울어진 각도, d는 복수의 이미지 센서로부터 초점까지의 거리를 의미한다. The method according to claim 1,
Wherein,
Ray imaging apparatus for calculating the distance from the plurality of image sensors using the following equation (3).
&Quot; (3) "
Here, d 'denotes a distance between the plurality of image sensors,? 1,? 2 denotes a tilted angle of the plurality of image sensors with respect to the focus, and d denotes a distance from the plurality of image sensors to the focal point.
상기 제어부는,
상기 산출된 거리 중 최대 거리 및 최소 거리의 차로부터 상기 대상체의 체적을 획득하는 엑스선 촬영 장치.13. The method of claim 12,
Wherein,
And acquires the volume of the object from the difference between the maximum distance and the minimum distance among the calculated distances.
상기 제어부는,
상기 엑스선 소스의 이동거리 및 상기 엑스선 소스의 이동거리 중 최소 거리가 산출되는 구간의 차로부터 상기 대상체의 키를 획득하는 엑스선 촬영 장치.13. The method of claim 12,
Wherein,
And acquiring a key of the object from a difference between a movement distance of the x-ray source and a movement distance of the x-ray source.
상기 엑스선의 조사값은,
상기 엑스선의 조사강도 또는 조사량에 대응하는 엑스선 촬영 장치.The method according to claim 1,
The irradiation value of the X-
And an X-ray photographing apparatus corresponding to the irradiation intensity or the irradiation amount of the X-ray.
촬영테이블을 이동시키는 테이블 액츄에이터; 및
상기 테이블 액츄에이터의 출력값에 기초하여 상기 대상체의 무게를 판단하고, 상기 대상체의 무게에 기초하여 상기 엑스선의 조사값을 조절하는 제어부;
를 포함하는 엑스선 촬영 장치.An x-ray source for irradiating an object with x-rays;
A table actuator for moving the photographing table; And
A controller for determining the weight of the object based on an output value of the table actuator and adjusting an irradiation value of the X-ray based on the weight of the object;
Ray photographing apparatus.
상기 테이블 액츄에이터는,
전류 센서, 자기 센서 및 전류 센싱 회로 중 적어도 하나를 포함하는 엑스선 촬영 장치. 17. The method of claim 16,
The table actuator includes:
A current sensor, a magnetic sensor, and a current sensing circuit.
상기 테이블 액츄에이터의 출력값은,
상기 촬영테이블이 상하방향으로 이동하는 동안, 상기 테이블 액츄에이터 상에 흐르는 부하전류를 포함하는 엑스선 촬영 장치.18. The method of claim 17,
Wherein the output value of the table actuator
And a load current flowing on the table actuator while the photographing table moves in the vertical direction.
상기 제어부는,
상기 테이블 엑츄에이터 상에 흐르는 부하전류로부터 샘플 레이트(sample rate) 에 따라 측정 전류를 추출하고, 상기 추출한 측정 전류로부터 [수학식 2]를 이용하여 평균전류를 산출하는 엑스선 촬영 장치.
[수학식 2]
여기서, Xi (i=1, 2, ..., n))은 추출된 측정 전류, n은 추출된 횟수, Xrms는 평균전류를 의미한다.19. The method of claim 18,
Wherein,
Extracting a measurement current from a load current flowing on the table actuator according to a sample rate, and calculating an average current from the extracted measurement current using Equation (2).
&Quot; (2) "
Where Xi (i = 1, 2, ..., n) is the extracted measured current, n is the number of times extracted, and Xrms is the average current.
상기 제어부는,
상기 부하전류를 미리 설정된 적어도 하나의 전류 기준값과 비교하여, 상기 대상체의 비만정도를 결정하는 엑스선 촬영 장치. 19. The method of claim 18,
Wherein,
And compares the load current with at least one preset current reference value to determine the degree of obesity of the subject.
상기 제어부는,
상기 부하전류에 기초하여 상기 대상체의 무게를 판단하고, 상기 판단한 대상체의 무게와 미리 설정된 적어도 하나의 무게 기준값을 비교하여, 상기 대상체의 비만정도를 결정하는 엑스선 촬영 장치. 19. The method of claim 18,
Wherein,
And determines the degree of obesity of the subject by determining the weight of the subject based on the load current, and comparing the weight of the determined subject with at least one predetermined weight reference value.
상기 엑스선 소스에 장착되는 센서;
촬영테이블을 이동시키는 테이블 액츄에이터; 및
상기 센서의 출력값에 기초하여 상기 대상체의 키를 획득하고, 상기 테이블 액츄에이터의 출력값에 기초하여 상기 대상체의 무게를 획득하고, 상기 대상체의 키 및 무게에 기초하여 상기 엑스선의 조사값을 조절하는 제어부;
를 포함하는 엑스선 촬영 장치. An x-ray source for irradiating an object with x-rays;
A sensor mounted on the x-ray source;
A table actuator for moving the photographing table; And
A control unit for acquiring a key of the object based on an output value of the sensor, acquiring a weight of the object based on an output value of the table actuator, and adjusting an irradiation value of the X-ray based on a key and a weight of the object;
Ray photographing apparatus.
상기 대상체의 체적에 기초하여 상기 대상체의 비만정도를 판단하고; 및
상기 대상체의 비만정도에 기초하여, 상기 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사값을 조절하는;
것을 포함하고,
상기 센서의 출력값은,
상기 센서가 복수의 이미지 센서를 포함하는 경우, 상기 엑스선 소스가 이동하는 동안, 상기 복수의 이미지 센서의 기울어진 각도를 포함하는 엑스선 촬영 장치의 제어 방법. Acquiring a volume of the object based on an output value of a sensor mounted on the X-ray source;
Determining the degree of obesity of the subject based on the volume of the subject; And
Adjusting an irradiation value of an X-ray irradiated from the X-ray source based on the degree of obesity of the subject;
≪ / RTI >
The output value of the sensor
Wherein when the sensor comprises a plurality of image sensors, the angle of inclination of the plurality of image sensors during the movement of the x-ray source is controlled.
상기 촬영테이블의 이동에 따른 테이블 액츄에이터의 출력값에 기초하여, 상기 대상체의 무게를 판단하고; 및
상기 대상체의 무게에 기초하여, 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사값을 조절하는;
것을 포함하는 엑스선 촬영 장치의 제어 방법.The photographing table is moved in the vertical direction;
Judging a weight of the object based on an output value of the table actuator according to the movement of the photographing table; And
Adjusting an irradiation value of an X-ray irradiated from an X-ray source based on the weight of the object;
Ray imaging apparatus.
촬영테이블을 이동시키는 테이블 액츄에이터의 출력값에 기초하여 상기 대상체의 무게를 획득하고;
상기 대상체의 키 및 무게에 기초하여 상기 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사값을 조절하는;
것을 포함하는 엑스선 촬영 장치의 제어 방법.
Acquiring a key of an object based on an output value of a sensor mounted on an X-ray source;
Acquiring a weight of the object based on an output value of the table actuator for moving the photographing table;
Adjusting an irradiation value of an X-ray irradiated from the X-ray source based on a key and a weight of the object;
Ray imaging apparatus.
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KR102399449B1 (en) | 2022-05-19 |
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