KR20170045563A - 엑스선 디텍터 및 이의 휨 검출 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서패널을 포함하는 플렉서블 특성의 X선 디텍터와; 상기 X선 디텍터 내에 구성되며, 상기 X선 디텍터의 휨 정도에 따라 저항 값이 가변되는 휨센서와; 상기 휨센서의 저항 값의 변화에 따라 대응되는 휨신호를 발생시키는 신호발생회로와; 상기 휨신호에 따라 휨정보 신호를 발생시켜 출력장치에 전송하는 휨정보발생회로를 포함하는 X선 디텍터 휨 검출 시스템을 제공한다.

Description

엑스선 디텍터 및 이의 휨 검출 시스템{X-ray detector and system of detecting bending thereof}

본 발명은 플렉서블(flexible) 특성의 X선 디텍터(X-ray detector)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 디텍터의 휨 정도를 손쉽게 측정할 수 있는 플렉서블 특성의 X선 디텍터 및 이의 휨 검출 시스템에 관한 것이다.

치과 등의 의료 분야에서는 X선 촬영시 기존의 필름 방식을 대신하여 디지털 방식의 X선 디텍터가 현재 널리 사용되고 있다.

그런데, 디지털 방식의 X선 디텍터는 일반적으로 딱딱한(rigid) 재질의 구성품들로 이루어져 휘지 않는 특성을 갖게 된다. 이에 따라, 구강 내 X선 촬영 등에 있어 환자는 이물감이나 통증을 크게 느끼게 되는 문제가 있다.

이를 개선하기 위해, 최근에 휘는 특성 즉 플렉서블 특성의 X선 디텍터가 연구되고 있다. 그런데, 플렉서블 X선 디텍터에 과도한 휨이 발생하게 되면 제품에 손상이 발생하게 되므로 이를 방지하기 위해 디텍터의 휨 정도를 측정하기 위한 방안이 절실히 요구되나, 현재로서는 마땅한 방안이 마련되어 있지 않은 실정이다.

본 발명은 플레서블 디텍터의 휨 정도를 손쉽게 측정할 수 있는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다.

전술한 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 센서패널을 포함하는 플렉서블 특성의 X선 디텍터와; 상기 X선 디텍터 내에 구성되며, 상기 X선 디텍터의 휨 정도에 따라 저항 값이 가변되는 휨센서와; 상기 휨센서의 저항 값의 변화에 따라 대응되는 휨신호를 발생시키는 신호발생회로와; 상기 휨신호에 따라 휨정보 신호를 발생시켜 출력장치에 전송하는 휨정보발생회로를 포함하는 X선 디텍터 휨 검출 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 신호발생회로는, 상기 휨센서와 직렬연결되어 분압회로를 구성하는 저항과; 상기 분압회로에 의해 발생된 분압 전압을 디지털 신호인 상기 휨신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환회로를 포함할 수 있다.

상기 신호발생회로는, 상기 분압 전압을 증폭하여 상기 아날로그-디지털 변환회로에 출력하는 연산증폭기를 더 포함할 수 있다.

상기 휨정보발생회로는 휨 정도에 대한 음성정보 신호를 발생시켜 음성출력장치에 전송하거나, 휨 정도에 대한 표시정보 신호를 발생시켜 표시장치에 전송하도록 구성될 수 있다.

상기 X선 디텍터는, 상기 센서패널의 전방을 덮으며 상기 센서패널의 탄성도를 제한하는 제1케이스를 포함할 수 있다.

상기 X선 디텍터는, 상기 센서패널의 후방에 배치되어 상기 센서패널의 탄성도를 조절하는 탄성조절부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 휨센서를 X선 디텍터 내에 배치하여 X선 디텍터의 휨 정도를 손쉽게 정확하게 검출하고, 이를 사용자에게 전달할 수 있게 된다. 이에 따라, 사용자는 X선 디텍터의 휨 정도를 확인할 수 있게 되어, 과도한 휨에 의한 X선 디텍터의 손상을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 X선 디텍터를 포함하는 X선 디텍터 휨 검출 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휨센서와 신호발생회로의 등가회로를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 X선 디텍터의 사시도.
도 4는 도 3의 X선 디텍터의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서 어셈블리의 구성을 개략적으로 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 간접 변환 방식의 센서패널을 개략적으로 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제1케이스를 개략적으로 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 X선 디텍터에 휨이 발생하는 경우를 도시한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 X선 디텍터는 플렉서블 특성의 X선 디텍터로서, 이하에서는 설명의 편의를 위해 구강 내 센서(intraoral sensor)로 사용되는 X선 디텍터를 예로 들어 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 X선 디텍터를 포함하는 X선 디텍터 휨 검출 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휨센서와 신호발생회로의 등가회로를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 X선 디텍터 휨 검출 시스템(10)은, X선 디텍터(100)와, X선 디텍터(100) 내에 장착된 플렉서블센서 즉 휨센서(300)와, 휨센서(300)의 휨 정도에 따라 대응되는 신호인 휨 신호를 발생시키는 신호발생회로(400)와, 발생된 휨신호를 처리하여 출력장치(600)에 출력되는 출력 정보 신호인 휨정보 신호를 발생시키는 휨정보발생회로(500)를 포함할 수 있다.

도 1에서는, 설명의 편의를 위해, 신호발생회로(400)와 휨정보발생회로(500)가 X선 디텍터(100) 외부에 구성된 경우를 예로 들었으나, 이와 달리 신호발생회로(400)와 휨정보발생회로(500) 중 적어도 하나는 X선 디텍터(100) 내에 배치되도록 구성될 수도 있다.

X선 디텍터(100)는 입사된 X선을 검출하여 전기적 신호로 출력하는 구성으로서 이의 구체적인 구조는 이하에서 보다 상세히 설명한다.

휨센서(300)는 X선 디텍터(100)의 휨 정도 즉 휨 각도를 검출하기 위한 구성으로서, 도 2에 도시한 바와 같이 전기적으로 볼 때 휨 정도에 따라 저항이 변화하는 가변저항(Rf)에 해당되는 구성이다.

즉, 휨센서(300)는 X선 디텍터(100) 내에 배치됨으로써 X선 디텍터(100)의 휨에 따라 함께 휘게 되어, X선 디텍터(100)의 휨 정도에 따라 휨센서(300)의 가변저항(Rf) 값이 변화하게 된다. 이와 같은 휨센서(300)의 가변저항(Rf) 값의 변화에 따라, X선 디텍터(100)의 휨 정도를 측정할 수 있게 된다.

휨센서(300)는 일방향으로 연장된 형태를 갖도록 구성되는바, 휨센서(300)의 연장된 방향 즉 길이 방향에서의 X선 디텍터(100)의 휨 정도를 검출할 수 있다.

휨센서(300)와 연결되는 신호발생회로(400)는 고정된 저항값을 갖는 저항(Rr)(즉, 제1저항)과 아날로그-디지털 변환회로(ADC)를 포함할 수 있다. 더욱이, 신호발생회로(400)는 출력버퍼로 기능하는 연산증폭기(OPA)를 포함할 수 있다.

제1저항(Rr)은 휨센서(300) 즉 가변저항(Rf)과 직렬연결되어 분압회로를 구성하게 된다. 그리고, 분압회로의 양단에는 전원전압(Vcc, GND)이 인가될 수 있는데, 본 실시예에서는 정극성 전원전압으로서 Vcc와 접지전압(GND)이 분압회로의 양단에 인가되는 경우를 예로 든다.

제1저항 및 가변저항(Rr, Rf)으로 구성된 분압회로를 사용함에 의해, 제1저항(Rr)과 가변저항(Rf) 사이의 노드(node)에서는 분압 전압(Vout)이 발생하여 출력되는데, 이 분압 전압(Vout)은 가변저항(Rf) 값의 변화에 따라 변화하게 된다. 즉, X선 디텍터(100)의 휨 정도에 따라 가변저항(Rf)이 변화하게 되므로, 결과적으로 X선 디텍터(100)의 휨 정도에 따라 출력되는 분압 전압(Vout)의 레벨이 변화하게 된다.

이와 같은 분압 전압(Vout)은 아날로그 신호에 해당되므로, 이는 아날로그-디지털 변환회로(ADC)를 통해 디지털 신호로 변환될 수 있게 된다.

한편, 분압 전압(Vout)을 디지털신호로 변환하기 전에, 부궤환 형태로 구성된 연산증폭기(OPA)를 사용하여 분압 전압(Vout)을 증폭할 수 있다. 여기서, 연산증폭기(OPA)를 통한 분압 전압(Vout)의 증폭률 즉 레벨을 조절하기 위해 저항(Rc)(즉, 제2저항)이 연산증폭기(OPA)의 출력단과 반전입력단(-) 사이에 연결될 수 있다.

아날로그-디지털 변환회로(ADC)는 입력된 전압 레벨에 대응되는 디지털 신호를 출력하게 되므로, 결과적으로 X선 디텍터(100)의 휨 정도에 따라 대응되는 디지털 신호인 휨 신호를 발생시켜 출력하게 된다.

위와 같이 신호발생회로(400)에 의해 발생된 휨 신호는 휨정보발생회로(500)에 입력되고, 이에 응답하여 휨정보발생회로(500)는 휨 정도에 따른 휨정보 신호를 발생시키게 된다.

휨정보 신호는 출력장치(600)를 통해 X선 디텍터(100)의 휨 정도를 사용자에게 알려주기 위해 출력장치(600)로 전달되는 출력정보 신호이다. 이와 같은 휨정보 신호로서는, 예를 들면, 휨정도에 대한 음성정보 신호와 표시정보 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있는데, 본 실시예에서는 음성정보 신호와 표시정보 신호가 모두 발생된 경우를 예로 든다.

이 경우에, 휨 정도에 대한 음성정보 신호는 스피커와 같은 음성출력장치(610)로 전송되며, 휨 정도에 대한 표시정보 신호는 모니터와 같은 표시장치(620)로 전송될 수 있다.

음성출력장치(610)를 통해 X선 디텍터(100)의 휨 정도에 대한 음성정보가 출력되는 경우에, 사용자는 X선 디텍터(100)의 휨 정도를 청각적으로 확인할 수 있다. 이에 대해 예를 들면, X선 디텍터(100)의 휨 각도나, 휨이 과도한 경우에 경고 음성이 출력될 수 있다.

그리고, 표시장치(620)를 통해 X선 디텍터(100)의 휨 정도에 대한 표시정보가 출력되는 경우에, 사용자는 X선 디텍터(100)의 휨 정도를 시각적으로 확인할 수 있다. 이에 대해 예를 들면, X선 디텍터(100)의 휨 각도나, 휨이 과도한 경우에 경고 메시지가 출력될 수 있다.

참고로, 휨정보발생회로(500)는 음성출력장치(610) 또는 표시장치(620)를 통한 휨 정보의 출력과 별도로 X선 디텍터(100)의 휨 정도에 대한 이력을 기록한 로그파일을 생성 및 저장할 수 있다.

위와 같이, 본 실시예에 따르면, 휨센서(300)를 X선 디텍터(100) 내에 배치하여 X선 디텍터(100)의 휨 정도를 손쉽게 정확하게 검출하고, 이를 사용자에게 전달할 수 있게 된다. 이에 따라, 사용자는 X선 디텍터(100)의 휨 정도를 확인할 수 있게 되어, 과도한 휨에 의한 X선 디텍터(100)의 손상을 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 X선 디텍터에 대해 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 X선 디텍터의 사시도이고, 도 4는 도 3의 X선 디텍터의 분해 사시도이다.

도 3 및 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 X선 디텍터(100)는, X선을 검출하여 전기적 신호를 생성하는 센서패널이 구성된 센서 어셈블리(105)와 휨센서(300)를 포함할 수 있다. 더욱이, 센서 어셈블리(105)의 전방(즉, X선 입사 측)에 위치하는 제1케이스(170)와, 센서 어셈블리(105)의 후방(즉, X선 입사 반대측)에 위치하는 배면 지지부(180)와, 센서 어셈블리(105)와 제1케이스(170)가 안착되는 제2케이스(200)와, X선 디텍터(100)의 외부를 덮어 감싸는 하우징(190)을 포함할 수 있다.

센서 어셈블리(105)에 대해 도 5를 더 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 센서 어셈블리의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 5를 더 참조하면, 센서 어셈블리(105)는 센서패널(110)과 인쇄회로기판(130)을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 탄성조절부재(120)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 센서패널(100), 탄성조절부재(120), 인쇄회로기판(103)은 X선의 진행 방향을 따라 배치되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.

센서패널(110)에는 X선 영상을 획득하기 위한 유효영역, 즉 액티브 영역에 횡방향과 열방향을 따라 다수의 화소가 매트릭스 형태로 배치된다. 각 화소에는 포토다이오드와 같은 광전변환소자와 스위칭 소자가 구성되어, 입사된 광을 전기적 신호로 변환 및 전송하게 된다. 한편, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 센서패널(110)의 일측에는 전기적 신호를 출력하기 위한 패드들이 구성되어 있고, 스위칭 소자는 CMOS 트랜지스터 또는 TFT로 구현될 수 있다.

X선 디텍터(100)의 플렉서블 특성 구현을 위해, 센서패널(110) 또한 플렉서블 특성을 갖도록 구성되는데, 이를 위해 센서패널(110)은 반도체, 세라믹, 유리 등의 취성 기판을 사용한 것을 전제로 기판의 두께가 100um 이하, 일례로 반도체 기판인 경우에 30um~90um의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 두께로 기판을 형성하게 되면, 센서패널(110)의 벤딩 강도(bending strength)가 최적화될 수 있다.

위와 같은 두께의 센서패널(110)을 형성하기 위해, 예를 들면, 기판의 배면 측을 일정 두께 제거하는 방법이 사용될 수 있다. 즉, 광전변환소자가 형성된 면과 반대되는 배면에 대해, 기계적 그라인딩(grinding), 화학적 연마, 플라즈마 에칭 등의 공정을 진행하여 기판의 두께를 전술한 바와 같은 정도로 얇게 형성할 수 있게 된다.

한편, 센서패널(110)은 입사된 X선을 전기적 신호로 직접 변환하는 직접 변환 방식의 센서패널이나, 입사된 X선을 가시광선으로 변환하고 이를 전기적 신호로 변환하는 간접 변환 방식의 센서패널이 사용될 수 있다.

여기서, 간접 변환 방식의 센서패널(110)이 사용되는 경우에, 본 실시예의 센서패널(110)을 개략적으로 도시한 단면도인 도 6을 더 참조하면, 센서패널(110)의 기판(115) 일면, 즉 광전변환소자 상에는 X선을 가시광선으로 변환하기 위한 형광체(scintillator)층(140)이 구비될 수 있다.

도 6에서는, 센서패널(110)의 X선 입사면 측에 형광체층(140)이 구성된 예를 도시하였으나, 이와 다른 예로서 X선 입사면 측의 반대면에 형광체층(140)이 구성될 수도 있다.

형광체층(140)은, 예를 들면, 접착제(145)를 통해 기판(115)에 부착될 수 있다. 그리고, 형광체층(140) 상에는, 형광체층(140)을 보호하기 위한 방사선 투과성의 보호막(150)이 구성될 수 있다. 이때, 접착제(145)는 광투과도가 높은 연성의 접착제, 일례로 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름이 사용될 수 있고, 보호막(150)은 방사성 투과성과 습기 차단성이 높은 수지재질 필름이 사용될 수 있다. 참고로, 접착제(145)는 기판의 취성을 완화할 수 있도록 5~50um, 바람직하게는 OCA 필름을 전제로 10~40um의 두께를 나타낼 수 있다.

한편, 형광체층(140)을 구성하는 형광체로서는, 예를 들면, CsI를 사용한 형광체나, 개독스(Gadox: Gd₂O₂:Tb)를 사용한 형광체가 사용될 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 X선 디텍터(100)는 플렉서블 특성을 갖도록 구성되므로, 주상 결정 구조의 CsI 형광체 보다 개독스를 사용한 형광체가 사용되는 것이 바람직하다. 개독스 형광체는 미립자 구조를 갖게 되므로, X선 디텍터(100)가 휘게 되더라도 파손될 가능성은 매우 낮아 결함이 발생하지 않게 된다. 더욱이, 개독스를 사용한 형광체층(140)은 제조가 용이한 장점이 있다.

참고로, 개독스를 사용한 형광체층(140)은 충분한 광량을 얻기 위해 50~300um, 바람직하게는 70~200um의 두께를 가질 수 있으며, 이 경우 형광체층(140)과 접착제(145) 사이에는 형광체층(140)을 보호 및 지지하기 위해 방사선 투과성과 습기 차단성이 높은 수지재질의 필름인 별도의 보호막이 추가될 수 있다. 참고로, 형광체층(140)과 보호막(150) 그리고 별도의 보호막을 포함한 전체 두께는 250~500um, 바람직하게는 300~450um의 두께를 가질 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

또한, 형광체층(140)이 형성된 기판(115)의 반대면에는 플렉서블층(155)이 형성될 수 있는데, 이와 같은 플렉서블층(155)은 유연성을 지닌 수지재질, 예를 들면, 폴리이미드(polyimide: PI)로 이루어질 수 있다. 이때, 플렉서블층(155)은 X선 디텍터(100)의 휘어짐에 대해 센서패널(110), 특히 기판(115)의 취성을 완화하여 파손을 방지할 수 있도록 충분한 두께를 나타낼 수 있고, 예를 들면 50~150um 정도의 두께를 가질 수 있다. 그리고 플렉서블층(155)은 기판(115)에 소정의 접착물질, 일례로 DAF(Die Attach Film) 등으로 접착될 수 있으며, 접착물질의 두께는 10~30um 정도가 적절하다.

인쇄회로기판(130)으로서는 센서 어셈블리(110)의 벤더블 특성 구현을 위해, 플렉서블(flexible) 재질로 이루어진 플렉서블 인쇄회로기판이 사용되는 것이 바람직하다.

인쇄회로기판(130)은 연성회로필름(예를 들어, FPC)을 통해 센서패널(110)에 연결되어, 센서패널(110)과 전기적 신호 전송을 하게 된다. 그리고, 인쇄회로기판(130)은 전송 케이블(210)과 연결되어 외부의 시스템과 전기적 신호 전송을 하게 된다. 인쇄회로기판(130)의 두께는 탄성도를 감안하여 150~350um의 두께를 나타낼 수 있지만 이에 한정되지는 않으며, 센서패널(110) 이하의 탄성도라면 족하다.

탄성조절부재(120)는 센서패널(110)과 대응되는 형상으로서 센서패널(110) 후방 전체를 덮도록 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 탄성조절부재(120)는 센서패널(110) 이상의 탄성도를 나타내는 탄성재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이를 통해, 탄성조절부재(120)는 센서패널(110)의 휘어짐 정도 즉, 센서패널(110)의 탄성도를 자신의 휘어짐 정도 이하 즉, 탄성조절부재(120)의 탄성도 이상으로 조절하여 탄성조절부재(120)의 탄성한도 내에서 센서 어셈블리(105)가 플렉서블 특성과 복원력을 갖도록 하는 동시에, 센서 어셈블리(105)의 휘어짐에 대해 센서패널(110)의 취성을 완화시켜 보호하는 기능을 한다.

이를 위해 탄성조절부재(120)는 수지재질, 특히 2종류 이상의 소재가 조합된 복합재료의 수지재질이 사용될 수 있고, 바람직하게는 강화재와 수지를 포함하는 복합수지재질이 사용될 수 있다.

더 나아가, 탄성조절부재(120)는 평면적으로 볼 때 제1방향의 휨 특성과 이와 수직한 제2방향의 휨 특성이 서로 상이하도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와 관련하여, 센서 어셈블리(105)가 평면을 기준으로 x축 방향의 길이가 이와 수직한 y축 방향의 길이 보다 긴 장방형 형태로 형성된 경우를 예로 들 때, 탄성조절부재(120)는 장축 방향인 x축 방향의 휨 특성이 단축 방향인 y축 방향의 휨 특성 보다 크도록 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 센서 어셈블리(105)가 실질적으로 정방형의 형태로 형성된 경우에도, x축과 y축 방향의 휨 특성이 서로 상이하도록 구성할 수 있다.

이와 같은 휨 특성에 따라, 센서 어셈블리(105)는 단축 방향에 비해 장축 방향으로 더욱 잘 휘게 되어, X선 디텍터(100)를 사용한 구강 내 촬영 시 환자의 불편감을 효과적으로 완화시킬 수 있게 된다.

이와 관련하여, 구강 내 촬영 시에는, X선 디텍터(100)의 모서리 부분에 의해 환자의 불편감이 유발되며, 특히 장축 방향의 끝단 부분이 환자의 불편감 유발에 매우 큰 작용을 하게 된다. 이러한바, 센서 어셈블리(105)에 휨 특성, 특히 장축 방향에 보다 큰 휨 특성을 부여함으로써, 환자가 느끼는 불편감을 상당한 정도로 완화시킬 수 있게 된다.

또한, 탄성조절부재(120)는 장축 방향인 x축 방향의 휨 특성이 단축 방향인 y축 방향의 휨 특성 보다 크므로 비틀림 응력을 x, y축 방향으로 분산시키되 그 대부분을 x축 방향으로 전환시켜 센서패널(110), 특히 기판(115)의 파손을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이 평면상 방향에 따라 서로 다른 휨 특성을 갖는 탄성조절부재(120)는, 복합재료의 수지재질로서 예를 들면, 섬유강화재를 포함하는 FRP(fiber reinforced polymer)로 이루어질 수 있다. FRP는 불포화 폴리에스터, 에폭시, 페놀, 폴리이미드 등의 열경화성 수지나 폴리아미드, 폴리카보네이트, ABS, PBT, PP, SAN 등의 열가소성 수지 기재에 유리 섬유, 탄소 섬유, 붕소 섬유 등의 무기계 섬유 또는 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 케블라(Keblar) 섬유 등의 유기계 섬유가 강화재로 포함된 물질이다.

센서 어셈블리(105)의 전방에 위치하는 제1케이스(170)는 후방이 개방된 박스 형태로 이루어져 X선을 투과하는 윈도우 커버(window cover)의 역할을 수행할 수 있다. 제1케이스(170)의 바닥면 상의 내부 공간에는 센서 어셈블리(105)가 수납될 수 있다.

제1케이스(170)는 센서 어셈블리(105)와 방사선 투과성의 접착제를 통해 결합될 수 있다. 여기서, 접착제로서, 예를 들면, OCA나 폼 테이프(foam tape)가 사용될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

이와 같이 구성된 제1케이스(170)는 센서 어셈블리(105)를 외부로부터 보호하며, 특히 센서패널(110)의 전방을 보호할 수 있게 된다.

특히, 본 실시예에 따른 제1케이스(170)는 그 재질/형상 등의 물리적 구조에 따라 X선 디텍터(100)의 전체적인 플렉서블 특성을 정의하고 제한하는 기능을 수행할 수 있다.

이와 관련하여, 제1케이스(170)는 휨 특성을 가지면서도 강성이 높은 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1케이스(170)는 수지재질, 플렉서블 유리(flexible glass) 재질이나, FRP 재질로 이루어 질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. 그리고, 제1케이스(170)는 대략 0.1mm~0.5mm의 두께를 가질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

이와 같은 재질로 제1케이스(170)를 형성함에 따라, 센서 어셈블리(105)는 제1케이스(170)의 플렉서블 특성 이내로 그 휨이 제한될 수 있게 된다. 이로 인해, 센서 어셈블리(105)가 과도하게 휘어짐으로써 주요 구성인 센서패널(110)이 파괴되는 것이 방지될 수 있게 된다. 그리고, X선 디텍터(100)는 제한된 범위 내에서 휘게 되는바, 영상의 왜곡을 최소화시킬 수 있다.

도 7을 더 참조하여 제1케이스(170)의 구조에 대해 보다 상세하게 설명하면, 제1케이스(170)는 기저부(171)와 기저부(171)의 가장자리 측변에서 후방 방향으로 수직하게 절곡되어 돌출된 형태의 측벽(173)을 포함할 수 있다.

여기서, 기저부(171)는 실질적으로 평면 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 측벽(173)은, 기저부(171)의 모서리 부분에는 형성되지 않은 상태로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 서로 이웃하는 가장자리 측변의 측벽들(173)은 모서리 부분에서 서로 연결되지 않고 이격된 상태, 즉 이웃하는 측벽(173) 사이에는 틈새공간(179)이 마련될 수 있다.

이처럼, 측벽(173)이 가장자리 측변 전체를 따라 연속적으로 형성되지 않고, 측변이 만나는 모서리 부분에 틈새공간(179)이 마련됨으로써, X선 디텍터(100)가 휘는 경우에 제1케이스(170)의 모서리 부분에서 유발되는 구조적인 저항력을 줄이고 해당 부분으로 응력이 집중되어 제1케이스(170)가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 측벽(173)에는 그 길이 방향을 따라 홈(175)이 형성되도록 구성될 수 있다.

이에 대해 보다 상세하게 살펴보면, 전체적으로 장방 형상의 제1케이스(170)에 있어 장축 방향인 x 방향을 따라 위치하며 서로 마주보는 2개의 측벽(173)에는 서로 대응되는 형태로 홈(175)이 구성되는데, 특히 이와 같은 홈(175)은 해당 측벽(173)의 중심에서 양단 방향으로 갈수록 그 간격이 좁게 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 홈(175)을 구성하게 되면, x축 방향을 기준으로 위치에 따라 휘는 정도가 변화하게 된다. 즉, 홈(175)의 간격이 좁을수록 해당 부분은 더 휘게 되고, 홈(175)의 간격이 넓을수록 해당 부분은 덜 휘게 된다.

이로 인해, 제1케이스(170)는 x축 방향에 있어 중심으로부터 양단으로 갈수록 휨 정도가 증가하는 특성을 갖게 되며, 이와 같은 휨 특성이 X선 디텍터(100)에 부여된다.

이처럼, 위치에 따라 휨 특성을 조절함으로써, 구강 내 촬영시 환자의 불편감을 보다 더 효과적으로 완화시킬 수 있게 된다.

즉, 구강 내 촬영 시에는, X선 디텍터(100)의 중심 부분에 비해 양단 부분이 구강 내 조직과 대부분 접촉하여 통증을 유발하게 된다. 이러한바, 양단 부분이 보다 더 잘 휘는 특성을 갖도록 구성함으로써, 환자의 불편감을 더욱 더 완화시킬 수 있게 된다. 또한, 중심 부분으로 갈수록 보다 덜 휘는 특성을 갖게 되는바, 전체적으로 볼 때 휨에 의한 영상 왜곡이 최소화될 수 있게 된다.

한편, 전술한 바에서는 장축 방향의 측벽(173)에 홈(175)이 형성된 경우를 예로 들었으나, 필요에 따라 단축 방향의 측벽(173)에도 홈(175)이 형성되고 홈(175)의 간격이 조절될 수 있다.

측벽(173)에 형성된 홈(175)은 측벽(173)의 상단에서 하부 방향으로 연장되는 형태를 갖게 된다. 이와 같은 홈(175)은, 상단에서 하부 방향으로 연장되며 실질적으로 일정한 제1폭(w1)을 갖는 제1홈부(175a)와, 제1홈부(175a)의 하단에 위치하는 제2홈부(125b)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2홈부(175b)의 적어도 일부는 제1홈부(175a)의 제1폭(w1)에 비해 넓은 제2폭(w2)을 갖도록 구성될 수 있다.

이와 같은 제2홈부(175b)는 다양한 형상을 가질 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는, 제2홈부(175b)가 둥근 원의 형태를 갖는 경우를 예로 든다.

이처럼, 측벽(173)의 제2홈부(175b)를 상대적으로 넓은 폭(w2)을 갖도록 형성함으로써, X선 디텍터(100)가 휘는 경우에 측벽(173)의 홈(175)의 하단 부분이 파손되는 것을 방지할 수 있게 되며, 또한 X선 디텍터(100)가 휘는 경우에 홈(175)이 보다 더 벌어질 수 있게 되어 휨 특성이 향상될 수 있게 된다.

한편, 도면과 달리 홈(175)은 기저부(171)의 일부까지 연장될 수 있고, 이 경우에도 그 작용은 동일하다. 아울러, 필요하다면 기저부(171)의 내외면 중 적어도 하나, 즉 센서패널(110)이 접하는 면과 그 반대측 면 중 적어도 하나에는 X선 디텍터(100)의 길이방향에 수직으로 복수의 추가홈이 형성될 수 있고, 이 역시 중앙부분에서 양단 방향으로 갈수록 그 간격이 좁게 구성될 수 있다. 그리고, 이 경우 추가홈은 기저부(171)을 관통하지 않아도 무방하며, 특히 기저부(171)의 내면에 형성되는 경우 기저부(171)의 두께 이하의 깊이를 나타내면서 기저부(171)의 내부에서 외부로 갈수록 폭이 넓어지는 테이퍼 형상일 수도 있다.

배면 지지부(180)는 센서 어셈블리(105)의 후방에 위치하고, 구강 내 X선 촬영시 X선 디텍터(100)를 지지하는 그립 포스트로 기능하여 사용자의 손가락과 접촉되거나 XCP(extension cone paralleling) 등의 기구물에 연결될 수 있다. 이와 같은 배면 지지부(180)는 강도가 높은 PC, ABS 등의 수지재질로 구성될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

이와 같은 배면 지지부(180)는 전송 케이블(210)과 인쇄회로기판(130) 사이의 전기적 접속 부분을 보호하도록 배치되어 이들 간의 전기적 접속은 안정적으로 이루어질 수 있다.

또한, 배면 지지부(180)는 센서 어셈블리(105)의 중심 부분에 대응하도록 배치되어 센서 어셈블리(105)의 후방을 지지하게 된다. 이에 따라, 센서 어셈블리(105)의 중앙 부분의 휨 정도가 다른 부분, 특히 장축 방향의 양단 부분 보다 제한될 수 있게 된다.

그 결과 X선 디텍터(100)의 중심 부분은 덜 휘어지고 그 주변 부분은 상대적으로 더 휘는 특성을 갖게 되어, 환자의 불편감이 완화되고 영상 왜곡 또한 최소화될 수 있게 된다. 이처럼, 배면 지지부(180)는 그 배치위치를 통해 X선 디텍터(100)의 휘어짐 정도를 제한하고 또한 위치에 따라 휘어짐 정도를 조절할 수 있게 된다.

제2케이스(200)는 센서 어셈블리(105)와 제1케이스(170)를 내부에 안착시키도록 구성될 수 있다. 이와 같은 제2케이스(200)는 제1케이스(170)의 전면 및 외측면을 덮도록 형성될 수 있다. 이에 더하여, 경우에 따라, 제2케이스(200)는 센서 어셈블리(105)의 후방측의 적어도 일부를 덮도록 형성될 수도 있다.

제2케이스(200)는, 예를 들면, 수지 재질로 이루어지는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다. 특히, 제한된 범위에서 휘어지는 특성을 고려하여, 제2케이스(200)를 구성하는 재질로서 쇼어 경도(shore hardness)가 대략 D 10~20인 물질이 사용되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.

제한된 범위 내에서 휘어지는 특성을 갖는 재질로 제2케이스(200)를 형성하게 되면, X선 디텍터(100)의 전체적인 휘어짐 정도를 목적에 따라 제한할 수 있게 된다.

한편, 휨센서(300)는 X선 디텍터(100) 내부에서 일방향을 따라 배치될 수 있는데, 예를 들면 휨센서(300)의 길이 방향이 X선 디텍터(100)의 장축 방향이 되도록 배치될 수 있다. 이처럼, 장축 방향을 따라 휨센서(300)를 배치하게 되면, X선 디텍터(100)의 장축 방향에 대한 휨 정도를 검출하게 된다.

한편, 휨센서(300)는 센서 어셈블리(105)의 전방이나 후방에 배치될 수 있는데, 본 실시예에서는 센서 어셈블리(105)의 후방에 배치된 경우를 예로 든다. 이처럼, 센서 어셈블리(105)의 후방에 휨센서(300)를 배치하는 경우에는, 입사되는 X선에 대한 간섭을 방지할 수 있다.

그리고, 경우에 따라, 휨센서(300)는 센서 어셈블리(105) 내에 배치될 수도 있다.

또한, 경우에 따라, 서로 교차하는 2개의 휨센서(300)를 사용할 수도 있다. 이때, 2개의 휨센서(300)인 제1 및 2휨센서는 각각 X선 디텍터(100)의 장축 방향과 단축 방향을 따라 배치되도록 구성될 수 있으며, 이 경우에는 X선 디텍터(100)의 장축 방향과 단축 방향 모두의 휨 정도를 검출할 수 있다.

신호발생회로(400)가 X선 디텍터(100) 외부에 배치된 경우에, 휨센서(300)는 전송 케이블(210)을 통해 X선 디텍터(100) 외부에 위치하는 신호발생회로(400)에 전기적으로 연결될 수 있다.

위와 같은 구성을 갖는 X선 디텍터(100)에 대해 몰딩 방법 등을 적용하여, 외부의 적어도 일부가 연질의 하우징(190)으로 덮여진 X선 디텍터(100)가 제작될 수 있다. 이와 같은 하우징(190)은 X선 디텍터(100)의 외부를 둘러싸 보호하는 기능을 하게 된다.

한편, 하우징(190)은 센서 어셈블리(105) 후방을 모두 감싸게 구성될 수 있으며, 필요에 따라 제2케이스(200) 및/또는 배면 지지부(180)를 함께 감싸도록 구성되는 것도 가능하다.

하우징(190)은 연질 특성을 갖는 재질, 예를 들면, 실리콘이나 우레탄(urethane)으로 이루어질 수 있다. 특히, 하우징(190)을 구성하는 연질 재질로서 쇼어 경도(shore hardness)가 대략 A 30~50인 물질이 사용되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 X선 디텍터에 휨이 발생하는 경우를 도시하고 있다. 도 8을 참조하면, X선 디텍터(100)에 휨이 발생하게 되면, 휨센서(도 4의 300)에 의해 X선 디텍터(100)의 휨 정도를 검출할 수 있게 된다. 따라서, X선 디텍터(100)에 손상을 줄 정도의 휨이 발생하게 되면, 출력장치(도 1의 600)를 통해 경고 음성이나 메시지가 출력되어 X선 디텍터(100)의 손상을 방지할 수 있게 된다.

전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

10: X선 디텍터 휨 검출 시스템 100: X선 디텍터
300: 휨센서 400: 신호발생회로
500: 휨정보발생회로 600: 출력장치
610: 음성출력장치 620: 표시장치

Claims (6)

1. 센서패널을 포함하는 플렉서블 특성의 X선 디텍터와;
   상기 X선 디텍터 내에 구성되며, 상기 X선 디텍터의 휨 정도에 따라 저항 값이 가변되는 휨센서와;
   상기 휨센서의 저항 값의 변화에 따라 대응되는 휨신호를 발생시키는 신호발생회로와;
   상기 휨신호에 따라 휨정보 신호를 발생시켜 출력장치에 전송하는 휨정보발생회로
   를 포함하는 X선 디텍터 휨 검출 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 신호발생회로는,
   상기 휨센서와 직렬연결되어 분압회로를 구성하는 저항과;
   상기 분압회로에 의해 발생된 분압 전압을 디지털 신호인 상기 휨신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환회로를 포함하는
   X선 디텍터 휨 검출 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 신호발생회로는,
   상기 분압 전압을 증폭하여 상기 아날로그-디지털 변환회로에 출력하는 연산증폭기를 더 포함하는
   X선 디텍터 휨 검출 시스템.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 휨정보발생회로는 휨 정도에 대한 음성정보 신호를 발생시켜 음성출력장치에 전송하거나, 휨 정도에 대한 표시정보 신호를 발생시켜 표시장치에 전송하도록 구성된
   X선 디텍터 휨 검출 시스템.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 X선 디텍터는, 상기 센서패널의 전방을 덮으며 상기 센서패널의 탄성도를 제한하는 제1케이스를 포함하는
   X선 디텍터 휨 검출 시스템.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 X선 디텍터는, 상기 센서패널의 후방에 배치되어 상기 센서패널의 탄성도를 조절하는 탄성조절부재를 더 포함하는
   X선 디텍터 휨 검출 시스템.

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