KR20200000190A - 2차원 스캔 엑스선 영상을 제공하는 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치 - Google Patents

Abstract

2차원 스캔 엑스선 영상을 제공할 수 있는 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치는, 엑스선 방출 초점으로부터 콘빔을 방출하는 엑스선 제너레이터; 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 서로 대향하도록 배치된 엑스선 센서; 상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서 사이의 회전축을 중심으로 상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서를 대향 회전시키는 회전구동부;상기 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서를 상기 엑스선 센서의 폭 방향으로 평행 이동시키는 직선구동부; 및, 파노라마 영상 촬영 모드와 2차원 스캔 영상 촬영 모드를 제공하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 파노라마 영상 촬영 모드의 선택시에는 상기 회전구동부의 작동이 포함된 촬영 시퀀스를 진행하고, 상기 2차원 스캔 영상 촬영 모드의 선택시에는 상기 엑스선 센서가 다수의 프레임 데이터를 획득하는 동안 상기 회전구동부가 정지된 상태로 상기 직선구동부가 작동하는 촬영 시퀀스를 진행한다.

Description

2차원 스캔 엑스선 영상을 제공하는 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치 {Panoramic X-ray Imaging Apparatus Which Provides With 2D Scanned X-ray Image}

본 발명은 구강 엑스선 파노라마 영상 촬영을 주된 기능으로 하는 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치에 관한 것이다.

엑스선 파노라마 영상은 환자의 악궁을 구간별로 촬영한 다수의 엑스선 투과 영상 데이터를 중첩 배열함으로써 악궁 궤적에 가까운 이미지 레이어를 따라 펼쳐보인 영상으로서, 일종의 엑스선 토모그래피(Tomography) 영상이다. 엑스선 파노라마 영상은 치과 분야에서 오래전부터 널리 사용되어, 이제는 진단에 필수적인 표준 영상으로 인식되고 있다. 한 화면의 영상을 통해 치열 전 부분의 병변을 관찰할 수 있기 때문에, 동물 병원에서도 구강 진료 시에 엑스선 파노라마 영상은 매우 유용할 것이다.

도 1은 동물의 진료 시에 활용되는 엑스선 영상의 예를 보인다.

도 1에서 (a)는 개의 구강에 대한 엑스선 파노라마 영상이다. (b)는 개의 머리에 대한 2차원 엑스선 영상(아래쪽)과 이를 촬영할 때의 모습(윗쪽)을 보인다. 전술한 바와 같이 개 등의 동물 진료시에도 엑스선 파노라마 영상이 매우 유용한 영상 진단 자료가 될 수 있음에는 틀림이 없으나, 엑스선 파노라마 영상은 엑스선 제너레이터와 엑스선 센서를 대향 회전시키며 다수의 프레임을 획득하고 이를 치열에 대응되는 이미지 레이어에 대한 영상으로 재구성하는 전문 촬영 장치가 있어야만 엑스선 파노라마 영상을 얻을 수 있다. 동물 병원에서는 다양한 종류의 동물의 다양한 질환을 다루기 때문에 아직까지 구강 영상 진단에 특화된 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치를 갖추지 못한 곳이 많다. 이런 이유로 구강 진료 시에도 상기 도 1의 (b)와 같은 2차원 엑스선 영상이 자주 활용되어 왔으며, 동물 병원에서는 이러한 2차원 엑스선 영상을 활용한 진단에 익숙할 수밖에 없다. 또한, 2차원 엑스선 영상은 구강 진료 이외의 진료시에도 활용도가 높다.

그러나 동물 병원에서 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치와 2차원 엑스선 영상 촬영 장치를 모두 갖추는 것은, 공간적 측면에서나 비용적 측면에서나 비경제적이라는 문제가 있다. 2차원 엑스선 영상 촬영 장치만 갖출 경우에는 파노라마 영상의 촬영이 불가능하며, 촬영 영역도 엑스선 센서의 크기에 종속되어 고정된다는 제약이 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 구강 엑스선 파노라마 영상뿐만 아니라 머리 부분을 포함하는 다양한 영역에 대한 2차원 엑스선 영상을 제공할 수 있는, 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. 좀 더 구체적으로 본 발명은 구강 엑스선 파노라마 영상 촬영에 사용되는 엑스선 센서를 그대로 활용하면서도 상기 센서의 면적보다 넓은 영역에 대한 2차원 스캔 엑스선 영상을 제공할 수 있는, 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치는, 엑스선 방출 초점으로부터 콘빔을 방출하는 엑스선 제너레이터; 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 서로 대향하도록 배치된 엑스선 센서; 상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서 사이의 회전축을 중심으로 상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서를 대향 회전시키는 회전구동부; 상기 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서를 상기 엑스선 센서의 폭 방향으로 평행 이동시키는 직선구동부; 및, 파노라마 영상 촬영 모드와 2차원 스캔 영상 촬영 모드를 제공하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 파노라마 영상 촬영 모드의 선택시에는 상기 회전구동부의 작동이 포함된 촬영 시퀀스를 진행하고, 상기 2차원 스캔 영상 촬영 모드의 선택시에는 상기 엑스선 센서가 다수의 프레임 데이터를 획득하는 동안 상기 회전구동부가 정지된 상태로 상기 직선구동부가 작동하는 촬영 시퀀스를 진행한다.

전술한 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치는 피검체인 머리 부분을 고정하는 지지부를 더 포함하고, 상기 직선구동부는 상기 지지부에 고정된 피검체에 대하여 둘 이상의 서로 다른 방향으로 상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서를 평행 이동시키도록 구성되며, 상기 2차원 스캔 영상 촬영 모드는 상기 피검체가 한 자세로 고정된 상태로 촬영 가능한 둘 이상의 2차원 평면 이미지 레이어에 대한 촬영 모드를 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 2차원 평면 이미지 레이어는 해당 촬영 모드에 따른 촬영 시퀀스 진행시 상기 직선구동부에 의한 상기 엑스선 제너레이터 및 상기 엑스선 센서의 평행 이동 방향과 서로 평행한 것일 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 2차원 평면 이미지 레이어의 위치에 따라 상기 직선구동부에 의한 이동 속도 또는 상기 엑스선 센서의 프레임 레이트를 다르게 조정할 수 있다.

상기 직선구동부는 상기 회전축을 상기 회전축에 수직인 2차원 평면내에서 직선 이동시키도록 구성될 수 있다.

상기 회전구동부는 상기 회전암의 회전축을 회전시키는 회전구동모터를 포함하고, 상기 직선구동부는 상기 회전축을 상기 회전축에 수직인 평면상의 한 축 방향으로 직선 이동시키는 직선구동모터를 포함하며, 상기 2차원 스캔 영상 촬영 모드의 촬영 시퀀스는 상기 엑스선 센서가 다수의 프레임 데이터를 획득하는 동안 상기 회전구동모터가 정지된 상태로 상기 직선구동모터만 작동하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면 구강 엑스선 파노라마 영상뿐만 아니라 머리 부분을 포함하는 다양한 영역에 대한 2차원 엑스선 영상을 제공할 수 있는, 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치는 구강 엑스선 파노라마 영상 촬영에 사용되는 엑스선 센서를 그대로 활용하면서도 상기 센서의 면적보다 넓은 영역에 대한 2차원 스캔 엑스선 영상을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치 이외에 별도의 2차원 엑스선 영상 촬영 장치를 갖추는 데에 필요한 공간과 비용이 절감되는 효과가 있다. 또한, 기존의 2차원 엑스선 영상 촬영 장치와 달리 스캐닝 동작을 통해 엑스선 센서의 면적보다 넓은 영역에 대한 2차원 엑스선 영상을 제공할 수 있고, 피검체를 한 자세로 고정한 상태에서 여러 방면에서의 2차원 엑스선 영상을 제공할 수 있다.

도 1은 동물의 진료 시에 활용되는 엑스선 영상의 예를 보인다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치를 보인다.
도 3은 상기 도 2의 장치를 이용한 개의 구강 엑스선 파노라마 영상 촬영 과정을 모식적으로 보인다.
도 4는 상기 도 2의 장치를 이용한 개의 정면 2차원 스캔 엑스선 영상 촬영 과정을 모식적으로 보인다.
도 5는 상기 도 2의 장치를 이용한 개의 측면 2차원 스캔 엑스선 영상 촬영 과정을 모식적으로 보인다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 장치의 촬영부 구성을 보인다.
도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 장치의 촬영부 구성을 보인다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 설명한다. 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상이 좀 더 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명이 이하에 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니다. 동일한 도면 부호는 동일한 성격의 구성요소임을 나타내는 것으로서, 앞선 도면을 참조하여 설명된 구성요소에 대해서는 뒤에서 설명이 생략될 수 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치를 보인다. 아래에서는 편의상 피검체를 동물, 일례로 개를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

본 실시예에 따른 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치는 크게 촬영부와 제어부 그리고 영상처리부로 구성된다. 촬영부는 피검체에 대한 다수의 엑스선 프로젝션 프레임 데이터를 획득하고, 제어부는 이러한 촬영부의 동작을 제어하여 촬영 시퀀스를 진행한다. 영상처리부는 상기 다수의 엑스선 프로젝션 데이터를 이용하여 사용자에게 필요한 영상, 예컨대 동물의 구강에 대한 엑스선 파노라마 영상 또는 동물의 머리 부분에 대한 2차원 스캔 엑스선 영상을 제공하도록 구성된다. 여기서, 상기 엑스선 파노라마 영상 및 상기 2차원 스캔 엑스선 영상은 선택된 이미지 레이어에 대한 일종의 엑스선 토모그래피(Tomography)이다.

촬영부는 엑스선 제너레이터(41)와 엑스선 센서(42), 그리고 회전축(C)을 중심으로 이들을 대향 회전 및 이동시키는 회전암(40)을 포함하여 구성된다. 상기 엑스선 제너레이터(41)는 콘빔(cone beam) 형태의 엑스선 빔을 방출하는 것으로서, 엑스선 빔의 방향 및 조사 범위를 조절하는 콜리메이터를 포함할 수 있다. 엑스선 센서(42)는 가로 방향의 폭(Xw)보다 세로 방향의 높이(Xh)가 더 큰 것이 채용될 수 있다. 엑스선 제너레이터(41)의 엑스선 방출 초점(G)으로부터 방출된 엑스선 빔은 회전축(C) 부근에 위치한 피검체, 예컨대 개(D)의 구강(CA)을 투과하고 반대편의 엑스선 센서(42)에 수광되어 전기적 신호로 전환되고, 디지털 데이터로 저장된다.

여기서 촬영부는 회전축을 중심으로 상기 회전암(40)을 회전시키는 회전구동부와 상기 엑스선 제너레이터(41) 및 상기 엑스선 센서(42)를 상기 엑스선 센서(42)의 폭(Xw) 방향으로 평행 이동시키는 직선구동부를 포함한다. 상기 직선구동부는 일 예로, 상기 회전구동부의 회전축을 상기 회전축에 수직인 2차원 평면 내에서 적어도 한 방향(Gy), 또는 상기 한 방향(Gy) 및 그와 다른 한 방향(Gx)으로 직선 이동시키도록 구성될 수 있다. 다만, 상기 직선구동부는 상기 회전축을 이동시키는 것에 한정되지 않으며, 상기 엑스선 제너레이터(41) 및 상기 엑스선 센서(42) 각각을 상기 엑스선 센서(42)의 폭(Xw) 방향으로 평행 이동시키도록 구성될 수도 있다.

상기 회전구동부 및 상기 직선구동부를 포함해서 촬영부를 구성하는 구성요소들의 동작은 제어부에 의해서 제어된다. 상기 제어부는 사용자가 필요로 하는 엑스선 영상의 종류에 따라 다수의 촬영 모드를 제공한다. 상기 다수의 촬영 모드는 피검체인 동물의 구강 엑스선 파노라마 영상을 촬영하기 위한 파노라마 영상 촬영 모드와 동물의 머리 부분 등을 대상으로 상기 엑스선 센서(42)의 폭(Xw)보다 넓은 영역의 2차원 엑스선 영상을 획득하기 위한 2차원 스캔 영상 촬영 모드를 포함하여 구성된다. 상기 2차원 스캔 영상 촬영 모드는 주로 촬영 대상 동물 머리 부분에 대한 측면, 정면, 또는 평면 등의 엑스선 영상을 제공하도록 구성되며, 본 발명의 한 실시예에 따르면, 동물의 머리 부분이 한 자세로 고정된 상태에서 두 가지 이상의 2차원 평면 이미지 레이어에 대한 2차원 스캔 영상을 제공할 수 있도록 다수의 촬영 모드를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제어부는 촬영 모드의 선택에 따라 전술한 촬영부의 구성요소들을 제어한다. 파노라마 영상 촬영 모드가 선택되면 피검체인 동물 구강의 한쪽 구치부에서 반대쪽 구치부까지 다양한 각도로 상기 회전암을 회전시키도록 상기 회전구동부를 작동시키면서 상기 엑스선 제너레이터(41)와 상기 엑스선 센서(42)를 이용하여 다수의 프로젝션 프레임 데이터를 획득하는 파노라마 영상 촬영 시퀀스를 진행한다. 이때, 상기 회전구동부와 동시에 상기 직선구동부를 작동시켜 회전축의 직선 이동을 포함하는 파노라마 영상 촬영 시퀀스를 구성할 수 있다. 한편, 2차원 스캔 영상 촬영 모드가 선택되면, 상기 제어부는 상기 회전구동부가 정지된 상태로 상기 직선구동부를 작동시키면서, 즉 피검체를 사이에 두고 엑스선 제너레이터(41)와 엑스선평행 이동시키면서 다수의 프로젝션 프레임 데이터를 획득하는 2차원 스캔 영상 촬영 시퀀스를 진행한다.

상기 2차원 스캔 영상 촬영 모드는 피검체가 한 자세로 고정된 상태로 촬영 가능한 둘 이상의 2차원 평면 이미지 레이어에 대한 촬영 모드를 포함하여 구성될 수 있다. 이를 위해 본 실시예에 따른 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치에는 동물의 몸을, 예컨대 개가 앉거나 선 상태로 그 몸을 지지하는 베이스(10)와 상기 베이스(10) 대하여 개의 머리 부분이 고정되도록 지지하는 지지부(12)가 포함될 수 있다. 상기 지지부(12)에 개의 머리가 고정 지지된 상태에서, 상기 회전암(40)을 개 머리 위를 앞뒤로 가로지르는 방향과 좌우로 가로지르는 방향 중 어느 방향으로 두고 전술한 바와 같이 직선구동부를 작동시키는가에 따라서 적어도 개 머리를 정면에서 본 2차원 스캔 영상과 측면에서 본 2차원 스캔 영상을 촬영할 수 있다.

한편, 전술한 회전암(40)은 상기 베이스(10)에 대해 지주 형태로 배치된 구조물인 컬럼(20)으로부터 수직 방향으로 연장된 버티컬 지지대(30)에 회전 가능하게, 회전 및 직선 이동이 가능하게, 또는 회전 및 2차원 평면상에서 이동이 가능하도록 설치될 수 있다. 전술한 회전구동부는 상기 버티컬 지지대(30)와 상기 회전암(40)을 서로 회전축을 통해 연결하도록 설치된다.

엑스선 파노라마 영상 촬영 시퀀스와 2차원 스캔 영상 촬영 시퀀스 및 그에 따라 2차원 영상으로 제공되는 이미지 레이어에 관해서는 이하에서 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 상기 도 2의 장치를 이용한 개의 구강 엑스선 파노라마 영상 촬영 과정을 모식적으로 보인다.

사용자가 엑스선 파노라마 영상 촬영 모드를 선택하면, 제어부는 해당 촬영 모드에 대하여 미리 설정된 촬영 시퀀스에 따라 촬영부를 제어한다. 도시된 바와 같이, 엑스선 제너레이터(41)와 엑스선 센서(42)가 개의 악궁(CA)을 사이에 두고, 대향 회전하며 다양한 각도에서 상기 악궁(CA) 궤적을 따른 여러 구간들 각각에 대한 다수의 엑스선 프로젝션 프레임을 획득한다. 상기 엑스선 제너레이터(41)와 상기 엑스선 센서(42) 전술한 바와 같이 회전암의 회전축을 중심으로 회전하는데, 이때 개의 악궁(CA)은 앞뒤로(도면에서 세로 방향으로) 길쭉한 형태이기 때문에 상기 다수의 엑스선 프로젝션 프레임의 확대도를 일정 수준으로 유지하고 촬영부와 개 머리의 충돌을 막기 위해 상기 회전축을 앞뒤로 이동시키는 동작을 회전과 병행하면서 촬영을 진행하는 것이 바람직하다.

도면에서 각각의 삼각형은 하나의 프로젝션 프레임을 이루는 엑스선 빔(Xb)을 나타낸다. 상기 엑스선 빔(Xb)은 엑스선 방출 초점(G)으로부터 엑스선 센서(42)에 대응되는 영역에 방사상으로 조사되도록 콜리메이션된 콘빔일 수 있다. 전술한 회전구동부 및 직선구동부의 동작에 의해 상기 엑스선 제너레이터는(41)는 화살표 Ag를 따라, 상기 엑스선 센서(42)는 화살표 As를 따라 이동하면서 다수의 엑스선 프로젝션 프레임을 획득하는 촬영 시퀀스를 진행하게 된다.

촬영부의 동작 및 프레임 획득을 포함하는 촬영 시퀀스는 제어부의 제어에 따라 진행되고, 영상처리부는 위와 같은 촬영 시퀀스에 따라 획득된 다수의 엑스선 프로젝션 프레임을 이용하여 상기 개의 악궁(CA)에 대응되는 이미지 레이어(IL1)에 대한 토모그래피 영상인 엑스선 파노라마 영상을 재구성하여 제공한다.

도 4는 상기 도 2의 장치를 이용한 개의 정면 2차원 스캔 엑스선 영상 촬영 과정을 모식적으로 보인다.

사용자가 2차원 스캔 엑스선 영상 촬영 모드 중 정면 촬영 모드를 선택하면, 제어부는 해당 촬영 모드에 대하여 미리 설정된 촬영 시퀀스에 따라 촬영부를 제어한다. 본 도면에서도 상기 도 3과 마찬가지로 각각의 삼각형은 하나의 프로젝션 프레임을 이루는 엑스선 빔(Xb)을 나타낸다. 여기서 개의 악궁(CA)은 촬영부의 위치 및 동작과 개의 머리 사이의 상관 관계를 나타내기 위해 표시한 것일 뿐이며, 영상처리부를 통해 최종적으로 제공되는 2차원 스캔 엑스선 영상의 이미지 레이어(IL2)는 도면에 별도로 표시된 바와 같다.

본 촬영 모드에서 제어부는 엑스선 방출 초점(G)이 개의 머리 뒤쪽에 엑스선 센서(42)가 개의 머리 앞쪽에 위치한 상태에서, 회전구동부와 직선구동부 중에서 회전구동부의 작동을 배제하고, 직선구동부만으로 엑스선 방출 초점(G)과 엑스선 센서(42)를 상기 엑스선 센서(42)의 폭 방향으로 평행 이동시키며, 일정한 간격으로 다수의 엑스선 프로젝션 프레임을 획득한다. 이때, 제어부는 영상을 얻고자 하는 이미지 레이어(IL2)의 위치에 따라 상기 직선구동부에 의한 상기 엑스선 방출 초점(G)과 상기 엑스선 센서(42)의 평행 이동 속도나 상기 엑스선 센서(42)의 프레임 레이트를 조정할 수 있다. 바꿔 말하자면, 상기 직선구동부에 의한 이동 속도나 프레임 레이트를 변경함으로써 이미지 레이어(IL2)를 개 머리의 앞쪽 혹은 뒤쪽으로 이동시킬 수도 있다.

도 5는 상기 도 2의 장치를 이용한 개의 측면 2차원 스캔 엑스선 영상 촬영 과정을 모식적으로 보인다.

사용자가 2차원 스캔 엑스선 영상 촬영 모드 중 측면 촬영 모드를 선택하면, 제어부는 해당 촬영 모드에 대하여 미리 설정된 촬영 시퀀스에 따라 촬영부를 제어한다. 본 촬영 모드에서 제어부는 엑스선 방출 초점(G)이 개의 머리 한쪽에 측면에, 엑스선 센서(42)가 개의 머리를 중심으로 반대쪽 측면에 위치한 상태에서, 회전구동부의 작동을 배제하고 상기 직선구동부만으로 엑스선 방출 초점(G)과 엑스선 센서(42)를 상기 엑스선 센서(42)의 폭 방향으로 평행 이동시키며, 일정한 간격으로 다수의 엑스선 프로젝션 프레임을 획득한다. 이때 이미지 레이어(IL3, IL4)는 개의 머리 중심을 수직으로 지나는 평면에 배치되는 것이 바람직하며, 상기 제어부는 그 위치에 적합하게 직선구동부에 의한 이동 속도 및 프레임 레이트를 조정할 수 있다.

한편, 상기 측면 촬영 모드는 영상을 얻고자 하는 2차원 평면 즉, 이미지 레이어의 범위에 따라, 도 5의 (a)와 같이, 개의 머리 측면 전체를 범위로 하는 이미지 레이어(IL3)에 대한 2차원 스캔 영상을 제공하는 모드와, 도 5의 (b)와 같이, 개의 머리 측면 중 일부분을, 예컨대 구강 부분을 범위로 하는 이미지 레이어(IL4)에 대한 2차원 스캔 영상을 제공하는 모드를 포함할 수 있다. 이와 같이 직선구동부의 작동 범위 중 일부분에 대한 부분 스캔 촬영 모드는, 제어부가 직선구동부의 작동 범위를 제한하는 것으로 구현되며, 측면 촬영 시에 한정되지 않고, 정면이나 평면 촬영에도 적용될 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명된 2차원 스캔 영상 촬영 모드에 따른 촬영 시에 상기 제어부는 전술한 콜리메이터를 제어하여 엑스선 센서(42)의 높이 범위 내에서 엑스선 빔(Xb)의 높이, 즉 도 4 및 도 5의 도면에서 깊이 방향의 엑스선 조사 범위를 축소하거나 확대할 수 있다. 이를 통해 전술한 이미지 레이어들(IL2, IL3, IL4)의 높이(도면의 깊이 방향에 해당)를 조절할 수도 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 엑스선 파노라마 영상 촬영 장치가 전술한 바와 같이 촬영 모드의 선택에 따라 엑스선 파노라마 영상 촬영 시퀀스 및 2차원 스캔 영상 촬영 시퀀스를 모두 구현하는, 촬영부의 구동메커니즘에 관하여 상세히 살펴본다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 장치의 촬영부 구성을 보인다.

본 실시예에 따르면, 상기 버티컬 지지대(30) 내부에는 상기 회전암(40)을 회전시키는 회전구동부(34)와 상기 회전구동부(34)를 서로 직교하는 두 개의 축(이하, X축, Y축) 방향으로 이동시키는 직선구동부(50A)가 구비된다. 상기 직선구동부(50A)는 제1베이스(32) 및 제2베이스(35)를 각각 Y축 및 X축 방향으로 이동시키며, 회전축을 통해 상기 회전암(40)과 연결된 회전구동부(34)를 지지한다. 상기 회전구동부(34)는 실질적으로 상기 회전암(40)의 회전축을 상기 버티컬 지지대(30)에 대해 회전시키는 회전구동모터를 포함하여 구성된다.

본 실시예에 따른 구성을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, Y축엘엠(LM:Linear Motion)가이드(31)가 좌우 양 측면에 Y축 방향으로 각각 구비되어 있다. 상기 Y축엘엠가이드(31) 상에는 제1베이스(32)가 구비되어 있으며, 상기 제1베이스(32)는 상기 Y축엘엠가이드(31) 상에서 슬라이딩 동작을 하면서 Y축 방향으로 이동한다. 상기 제1베이스(32)에는 상기 회전암(40)을 연결시키기 위한 구멍이 형성되어 있으며, Y축구동부(33)와 X축엘엠가이드(36) 및 X축구동부(37)가 구비되어 있다. 상기 Y축구동부(33)는 그 일부가 상기 제1베이스(32) 상에 걸쳐 구비되어 있으며, 상기 제1베이스(32)를 상기 Y축엘엠가이드(31) 상에서 Y축 방향으로 이동시킨다. 이때, 본 실시예에서는 상기 Y축구동부(33)로서 볼 스크류장치가 구비되어 있다. 상기 볼 스크류장치는 Y축구동모터(39)의 힘에 의하여 상기 제1베이스(32)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 상기 Y축구동부(33)로는 예시된 볼 스크류장치 이외에도 다양한 기계장치를 사용할 수 있다.

상기 X축엘엠가이드(36)는 상기 제1베이스(32)의 상하 양 측면에 각각 구비되어 있으며, 상기 제1베이스(32)의 일측에 상기 X축구동부(37)가 배치된다. 상기 X축엘엠가이드(36)들을 따라 제2베이스(35)가 X축 방향으로 이동하면서, 상기 회전구동부(34)를 지지한다. 상기 제2베이스(35)의 일부는 상기 X축구동부(37)에 연결되어 있어, 상기 X축구동부(37)에 의해 상기 X축 방향으로 움직인다. 이때, 상기 X축구동부(37)로서 볼 스크류장치가 구비되어 있다. 상기 볼 스크류장치는 X축구동모터(38)의 힘에 의하여 상기 제2베이스(35)를 상기 제1베이스(35)에 대하여 X축방향으로 이동시킨다. 상기 제2베이스(35)는 상기 제1베이스(32)에 형성된 구멍을 통해 상기 회전암(40)을 연결하며, 상기 회전암(40)을 회전구동시키는 회전구동부(34)를 지지한다.

상기 X축구동모터(38) 및 상기 Y축구동모터(39)는 선형의 스크류를 회전시키는 직선구동모터로서, 볼 너트를 통해 상기 스크류와 연결된 상기 제2 및 제1베이스(35, 32)를 직선 이동시킨다.

상기한 구조를 통해 상기 회전암(40)은 제어부의 제어신호에 따라 회전 구동과 X축 구동 및 Y축 구동을 포함하는 직선 구동을 각각 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 회전 구동과 X축 구동, 회전 구동과 Y축 구동, 또는 회전 구동과 XY 평면상의 2차원 구동을 수행할 수도 있다.

전술한 촬영부의 구동 패턴을 촬영 모드별로 살펴보면, 우선, 엑스선 파노라마 영상 촬영시 상기 회전구동부(34)와 상기 직선구동부(50A)를 병행하여 구동할 수 있다. 한편, 2차원 스캔 영상 촬영시에는 상기 회전구동부(34)의 작동을 멈춘 상태로 상기 직선구동부(50A)만을 작동시켜 촬영 시퀀스를 진행할 수 있다.

좀 더 구체적으로, 2차원 스캔 영상 촬영시에는, 상기 회전암(40)이 상기 X축 또는 Y축과 평행을 이루는 상태로 상기 회전구동부(34)의 작동을 멈추고, 상기 회전암(40)을 엑스선 센서의 폭 방향으로 직선 이동시키도록 상기 직선구동부(50A)를 작동한다. 예를 들어, 본 도면과 같이 회전암(40)이 X축 방향과 나란하게 멈춘 상태에서는 상기 Y축구동부(33)를 작동시켜 상기 제1베이스(32)를 Y축 방향으로 이동시키며 촬영을 진행한다(도 5의 실시예 참조). 이와 달리, 회전암(40)이 Y축 방향과 나란하게 멈춘 상태에서는 상기 X축구동부(37)를 작동시켜 상기 제2베이스(35)를 X축 방향으로 이동시키며 촬영을 진행할 수 있다(도 4의 실시예 참조).

이와 같은 구성을 통해, 상기 도 2에서와 같이 동물의 머리를 지지부(12)에 한번 고정한 상태로, 엑스선 파노라마 영상을 촬영할 수 있음은 물론, 동물 머리의 종방향에 대해 평행한 2차원 평면 및 수직인 2차원 평면에 대한 2차원 스캔 영상을 모두 제공할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 장치의 촬영부 구성을 보인다.

본 실시예에 따르면, 상기 버티컬 지지대(30) 내부에는 상기 회전암(40)을 회전시키는 회전구동부(34)와 상기 회전구동부(34)를 상기 버티컬 지지대(30)의 길이 방향인 Y축 방향으로 이동시키는 직선구동부(50B)가 구비된다. 상기 직선구동부(50B)는 제1베이스(32)를 Y축 방향으로 이동시키며, 회전축을 통해 상기 회전암(40)과 연결된 회전구동부(34)를 지지한다.

본 실시예에 따른 구성을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, Y축엘엠(LM:Linear Motion)가이드(31)가 좌우 양 측면에 Y축 방향으로 각각 구비되어 있다. 상기 Y축엘엠가이드(31) 상에는 제1베이스(32)가 구비되어 있으며, 상기 제1베이스(32)는 상기 Y축엘엠가이드(31) 상에서 슬라이딩 동작을 하면서 Y축 방향으로 이동한다. 상기 제1베이스(32)에는 회전축(C)를 통해 상기 회전암(40)과 연결되어 상기 제1베이스(32)에 대해 상기 회전암(40)을 회전시키는 회전구동부(34)가 구비된다. 본 실시예에서는 상기 Y축구동부(33)로서 볼 스크류장치가 구비되어 있다. 상기 볼 스크류장치는 Y축구동모터(39)의 힘에 의하여 상기 제1베이스(32)를 Y축 방향으로 이동시킨다. 상기 Y축구동부(33)로는 예시된 볼 스크류장치 이외에도 다양한 기계장치를 사용할 수 있다.

본 실시예에서도 상기 회전구동부(34)는 회전구동모터를 포함하여 구성되고, 상기 Y축구동모터(39)는 선형의 스크류를 회전시키는 직선구동모터로서, 볼 너트를 통해 상기 스크류와 연결된 상기 제1베이스(32)를 직선 이동시킨다.

상기한 구조를 통해 상기 회전암(40)은 제어부의 제어 신호에 따라 Y축 방향의 직선 이동, 회전 및 상기 직선 이동과 회전이 결합된 동작을 수행할 수 있다.

전술한 촬영부의 구동 패턴을 촬영 모드별로 살펴보면, 우선, 엑스선 파노라마 영상 촬영시 상기 회전구동부(34)와 상기 직선구동부(50B)를 병행하여 구동할 수 있다. 한편, 2차원 스캔 영상 촬영시에는 상기 회전구동부(34)의 작동을 멈춘 상태로 상기 직선구동부(50B)만을 작동시켜 촬영 시퀀스를 진행할 수 있다. 이때, 본 실시예에 따르면, 상기 직선구동부(50B)는 상기 회전축(C)을 Y축 방향으로만 직선이동 시킬 수 있으므로, 2차원 스캔 영상 촬영시에는 상기 회전암(40)을 상기 버티컬 지지대(30)의 길이 방향에 수직으로 정지시키고, 상기 회전암(40)을 엑스선 센서(42)의 폭 방향인 Y축 방향으로 이동시키며 촬영을 진행할 수 있다(도 5의 실시예 참조).

이상 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 특징들을 살펴보았다. 본 발명의 범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 그 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다.

10: 베이스
12: 지지부
20: 컬럼 30: 버티컬 지지대
32: 제1베이스 33: Y축 구동부
34: 회전구동부 35: 제2베이스
37: X축 구동부 40: 회전암
41: 엑스선 제너레이터 42: 엑스선 센서
50A, 50B: 직선구동부

Claims (6)

1. 엑스선 방출 초점으로부터 콘빔을 방출하는 엑스선 제너레이터;
   피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 서로 대향하도록 배치된 엑스선 센서;
   상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서 사이의 회전축을 중심으로 상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서를 대향 회전시키는 회전구동부;
   상기 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서를 상기 엑스선 센서의 폭 방향으로 평행 이동시키는 직선구동부; 및,
   파노라마 영상 촬영 모드와 2차원 스캔 영상 촬영 모드를 제공하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 파노라마 영상 촬영 모드의 선택시에는 상기 회전구동부의 작동이 포함된 촬영 시퀀스를 진행하고, 상기 2차원 스캔 영상 촬영 모드의 선택시에는 상기 엑스선 센서가 다수의 프레임 데이터를 획득하는 동안 상기 회전구동부가 정지된 상태로 상기 직선구동부가 작동하는 촬영 시퀀스를 진행하는,
   엑스선 파노라마 영상 촬영 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   피검체의 머리 부분을 고정하는 지지부를 더 포함하고,
   상기 직선구동부는 상기 지지부에 고정된 피검체에 대하여 둘 이상의 서로 다른 방향으로 상기 엑스선 제너레이터와 상기 엑스선 센서를 평행 이동시키도록 구성되며,
   상기 2차원 스캔 영상 촬영 모드는 상기 피검체가 한 자세로 고정된 상태로 촬영 가능한 둘 이상의 2차원 평면 이미지 레이어에 대한 촬영 모드를 포함하는,
   엑스선 파노라마 영상 촬영 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 2차원 평면 이미지 레이어는 해당 촬영 모드에 따른 촬영 시퀀스 진행시 상기 직선구동부에 의한 상기 엑스선 제너레이터 및 상기 엑스선 센서의 평행 이동 방향과 서로 평행한,
   엑스선 파노라마 영상 촬영 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 2차원 평면 이미지 레이어의 위치에 따라 상기 직선구동부에 의한 이동 속도 또는 상기 엑스선 센서의 프레임 레이트를 다르게 조정하는,
   엑스선 파노라마 영상 촬영 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 직선구동부는 상기 회전축을 상기 회전축에 수직인 2차원 평면내에서 직선 이동시키는,
   엑스선 파노라마 영상 촬영 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전구동부는 상기 회전축을 회전시키는 회전구동모터를 포함하고, 상기 직선구동부는 상기 회전축을 상기 회전축에 수직인 평면상의 한 축 방향으로 직선 이동시키는 직선구동모터를 포함하며,
   상기 2차원 스캔 영상 촬영 모드의 촬영 시퀀스는 상기 엑스선 센서가 다수의 프레임 데이터를 획득하는 동안 상기 회전구동모터가 정지된 상태로 상기 직선구동모터만 작동하는,
   엑스선 파노라마 영상 촬영 장치.

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