KR20200029796A - 방사선 디텍터 및 이를 이용한 방사선 촬영방법 - Google Patents

방사선 디텍터 및 이를 이용한 방사선 촬영방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사선 디텍터 및 이를 이용한 방사선 촬영방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사선의 조사 종료를 검출하는 방사선 디텍터 및 이를 이용한 방사선 촬영방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터는 방사선의 조사에 의해 생성되는 전하가 축적되는 복수의 픽셀을 구비하며, 상기 복수의 픽셀이 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 연결되어 매트릭스 형태로 배열되는 방사선 검출부; 상기 복수의 게이트 라인 중 적어도 하나의 게이트 라인을 선택하기 위한 게이트 모듈; 상기 복수의 데이터 라인 중 적어도 하나의 데이터 라인을 선택하여, 선택된 데이터 라인과 상기 게이트 모듈을 통해 선택된 게이트 라인에 의해 결정되는 픽셀에 축적된 전하를 읽어들이기 위한 리드아웃 모듈; 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어하기 위한 제어부; 및 상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 적어도 하나의 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출하기 위한 조사종료 검출부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 방사선의 조사 종료가 검출된 경우에 상기 복수의 픽셀을 스캔하여 영상출력용 전하를 읽어들이도록 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어할 수 있다.

Description

방사선 디텍터 및 이를 이용한 방사선 촬영방법 {Radiation detector and method for radiography using the same}
본 발명은 방사선 디텍터 및 이를 이용한 방사선 촬영방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사선의 조사 종료를 검출하는 방사선 디텍터 및 이를 이용한 방사선 촬영방법에 관한 것이다.
일반적으로, 방사선 촬영장치는 방사선을 피사체에 조사하는 방사선 발생장치(Radiation Generator)와 피사체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 디텍터(Radiation Detector)로 구성된다.
이러한 방사선 촬영장치는 방사선 발생장치에서 방사선 디텍터로 방사선을 조사하는 동작, 방사선 디텍터가 방사선을 흡수하는 동작 및 방사선 디텍터에서 방사선 조사에 의해 생성된 전하를 읽어들이는 리드아웃(Readout) 동작을 차례로 수행한다.
이때, 방사선 디텍터는 조사되는 방사선을 소실하지 않으면서 방사선 영상에 효과적으로 이용하기 위해 방사선의 조사 종료를 감지하여야 한다.
종래에는 방사선의 조사 종료를 감지하지 않고 방사선 조사를 시작한 후에 일정 시간이 지나면 리드아웃 동작을 수행하거나 방사선 조사에 의해 생성된 전하의 누적량이 일정 임계값에 도달하면 리드아웃 동작을 수행하였다. 이러한 경우, 방사선의 조사 종료를 알 수 없어 방사선의 조사 종료 전에 리드아웃이 수행되거나 방사선의 조사 종료가 되었음에도 소정 시간 동안 리드아웃이 이루어지지 않을 수 있다.
방사선의 조사 종료 전에 리드아웃이 수행되는 경우에는 리드아웃이 시작된 이후에 방사선 디텍터로 조사되는 방사선을 방사선 영상에 이용하지 못할 뿐만 아니라 리드아웃을 수행하는 중에도 방사선 조사가 이루어지게 되면, 리드아웃을 수행하는 중에 조사된 방사선에 의해 생성된 전하도 리드아웃으로 읽혀지게 되어 방사선 영상의 이미지 결함까지 발생하게 된다. 즉, 리드아웃은 복수의 픽셀을 순차적으로 스캔하여 수행되는데, 스캔 순서에 따라 각 픽셀에서 리드아웃으로 읽혀지게 되는 리드아웃을 수행하는 중에 조사된 방사선에 의해 생성된 전하량이 달라져 방사선 영상의 품질이 저하되거나 이미지 결함이 발생하게 된다.
그리고 방사선의 조사 종료가 되었음에도 소정 시간 동안 리드아웃이 이루어지지 않을 경우에는 리드아웃이 이루어지지 않는 소정 시간 동안 암전류(dark current) 등의 노이즈(noise)가 증가하여 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio; SNR) 등의 방사선 영상의 품질이 저하되게 된다.
한국공개특허공보 제10-2008-0104878호
본 발명은 별도의 복잡한 장치 없이 방사선의 조사 종료를 검출할 수 있는 방사선 디텍터 및 이를 이용한 방사선 촬영방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터는 방사선의 조사에 의해 생성되는 전하가 축적되는 복수의 픽셀을 구비하며, 상기 복수의 픽셀이 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 연결되어 매트릭스 형태로 배열되는 방사선 검출부; 상기 복수의 게이트 라인 중 적어도 하나의 게이트 라인을 선택하기 위한 게이트 모듈; 상기 복수의 데이터 라인 중 적어도 하나의 데이터 라인을 선택하여, 선택된 데이터 라인과 상기 게이트 모듈을 통해 선택된 게이트 라인에 의해 결정되는 픽셀에 축적된 전하를 읽어들이기 위한 리드아웃 모듈; 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어하기 위한 제어부; 및 상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 적어도 하나의 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출하기 위한 조사종료 검출부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 방사선의 조사 종료가 검출된 경우에 상기 복수의 픽셀을 스캔하여 영상출력용 전하를 읽어들이도록 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어할 수 있다.
상기 조사종료 검출부는 상기 방사선의 조사 종료가 비검출된 경우에 상기 종료 검출픽셀에서 새로 읽어들이는 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 다시 검출할 수 있다.
상기 조사종료 검출부는, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값을 입력받기 위한 전하량값 입력부; 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위한 종료 기준값이 저장되는 기준값저장부; 및 상기 입력받은 전하량값을 상기 종료 기준값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위한 종료판단부를 포함하고, 상기 종료판단부는 상기 입력받은 전하량값이 상기 종료 기준값 이하인 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
상기 조사종료 검출부는, 상기 전하량값 입력부에서 상기 방사선의 비조사 시에 입력받은 전하량값을 이용하여 종료 임계값을 설정하기 위한 종료 임계값설정부를 더 포함하고, 상기 기준값저장부는 상기 종료 임계값을 상기 종료 기준값으로 저장할 수 있다.
상기 기준값저장부는 상기 전하량값 입력부에서 상기 방사선의 조사 시에 입력받은 전하량값보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 저장할 수 있다.
상기 제어부는 상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비우도록 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어하고, 상기 종료 임계값설정부는 상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비운 이후에 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값을 이용하여 상기 종료 임계값을 설정할 수 있다.
상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 적어도 하나의 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량과 미리 설정된 시작 임계값의 비교에 따라 상기 방사선의 조사 시작을 검출하기 위한 조사시작 검출부;를 더 포함하고, 상기 조사시작 검출부는, 상기 방사선의 비조사 시에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정하기 위한 시작 임계값설정부를 포함하며, 상기 시작 임계값은 상기 종료 임계값과 상이한 전하량값일 수 있다.
상기 제어부는 전압 인가를 통해 상기 복수의 픽셀의 전하량을 일정하게 하는 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋을 수행하도록 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어하고, 상기 시작 임계값설정부는 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋이 수행된 이후에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정할 수 있다.
상기 방사선의 조사 시작이 비검출된 경우에, 상기 제어부는 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋을 수행하도록 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어하고, 상기 조사시작 검출부는 상기 시작 검출픽셀에서 새로 읽어들이는 전하량과 상기 시작 임계값의 비교에 따라 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출할 수 있다.
상기 조사종료 검출부는, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값을 입력받기 위한 전하량값 입력부; 상기 전하량값 입력부에서 상기 방사선의 비조사 시에 입력받은 전하량값을 이용하여 종료 임계값을 설정하기 위한 종료 임계값설정부; 및 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값과 상기 종료 임계값을 비교하거나, 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값과 이전에 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값을 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위한 종료판단부를 포함하고, 상기 종료판단부는 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값이 상기 종료 임계값 이하인 경우 또는 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값이 이전에 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값 대비 소정 비율 이하인 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법은 방사선의 조사에 의해 생성되는 전하가 축적되는 복수의 픽셀을 구비하며, 상기 복수의 픽셀이 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 연결되어 매트릭스 형태로 배열되는 방사선 검출부를 포함하는 방사선 디텍터를 이용한 방사선 촬영방법에 있어서, 방사선 발생장치를 이용하여 상기 방사선 디텍터에 상기 방사선을 조사하는 과정; 상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 적어도 하나의 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정; 및 상기 방사선의 조사 종료가 검출된 경우에 상기 복수의 픽셀을 스캔하여 영상출력용 전하를 읽어들이는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 방사선의 조사 종료가 비검출된 경우에는 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정을 다시 수행할 수 있다.
상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정은, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 미리 저장된 종료 기준값과 비교하는 과정을 포함하고, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 종료 기준값 이하인 경우에는 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 전하를 읽어들여 종료 임계값을 설정하는 과정; 및 설정된 상기 종료 임계값을 상기 종료 기준값으로 저장하는 과정;을 더 포함할 수 있다.
상기 방사선의 조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 저장하는 과정;을 더 포함할 수 있다.
상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비우는 과정;을 더 포함하고, 상기 종료 임계값을 설정하는 과정은 상기 전하를 비우는 과정 이후에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 수행될 수 있다.
상기 방사선의 비조사 시에 상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 상기 시작 검출픽셀에서 전하를 읽어들여 시작 임계값을 설정하는 과정; 및 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 상기 시작 임계값과 비교하여 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정;을 더 포함하며, 상기 시작 임계값은 상기 종료 임계값과 상이한 전하량값일 수 있다.
상기 복수의 픽셀에 전압을 인가하여 상기 복수의 픽셀의 전하량이 일정하게 되도록 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정;을 더 포함하고, 상기 시작 임계값을 설정하는 과정은 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정 이후에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 수행될 수 있다.
상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 시작 임계값보다 작은 경우에는 상기 방사선의 조사 시작의 비검출로 판단하고, 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정과 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정을 다시 수행할 수 있다.
상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정은 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정이 수행되고 제1 시간 동안 전하가 축적되어 수행되며, 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정은 상기 전하를 비우는 과정이 수행되고 상기 제1 시간보다 짧은 제2 시간 동안 전하가 축적되어 수행될 수 있다.
상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정은, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값과 미리 설정된 종료 임계값을 비교하거나, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값과 이전에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값을 비교하는 과정을 포함하고, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값이 상기 종료 임계값 이하인 경우 또는 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값이 이전에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값 대비 소정 비율 이하인 경우에는 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터는 방사선 검출부의 복수의 픽셀 중에서 결정된 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 기초하여 방사선의 조사 종료를 검출함으로써, 별도의 복잡한 장치 없이 제어부를 이용한 게이트 모듈과 리드아웃 모듈의 제어를 통해 간단하게 방사선의 조사 종료를 검출할 수 있다. 또한, 방사선의 조사 종료를 검출하여 영상출력용 전하를 읽어들임으로써, 조사되는 방사선을 소실하지 않으면서 방사선 영상에 효과적으로 이용할 수 있고, 방사선 영상의 품질이 저하되거나 이미지 결함이 발생하는 종래의 문제를 해결할 수 있다.
그리고 방사선의 조사 종료에 맞추어 영상출력용 전하를 읽어들이는 과정을 시작할 수 있어 방사선 촬영의 소요시간(cycle time)이 방사선의 조사 조건에 따라 최적화될 수 있고, 방사선 촬영을 위한 배터리 소모량 등에 있어서도 최적화를 이룰 수 있다. 이에 따라 장비 운영의 효율 저하를 줄일 수 있으며, 방사선 조사와 관련된 설정값을 잘못 설정하는 등과 같은 사용자의 운영 미숙 등으로 인한 방사선 영상의 품질 저하를 일으킬 수 있는 요소들을 억제 또는 방지할 수 있고, 불필요한 소요시간으로 인한 환자의 고통을 경감시킬 수도 있다.
맘모그라피(Mammography)의 경우에는 조사시간이 비교적 긴편인데, 가장 긴 시간은 5초에 달하며, 이 시간에 맞추어 방사선 조사시간을 설정할 경우에 방사선 촬영의 소요시간이 매우 길어져 장비운영 효율저하 및 방사선 영상의 품질 저하가 심각한 영향을 미칠 수 있다.
한편, 방사선의 조사 시작의 검출과 방사선의 조사 종료의 검출은 방사선의 조사 여부, 리셋의 수행 여부 등 각 검출 상황이 다르므로, 각 검출 상황에 맞게 시작 임계값과 종료 임계값을 상이한 방법으로 설정하여 방사선의 조사 시작과 조사 종료를 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 별도의 장치가 아니라 방사선 검출부의 픽셀로 방사선의 조사 종료를 검출하므로, 진동에 의한 감지 오류 등을 감소시킬 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 검출부와 게이트 모듈 및 리드아웃 모듈의 연결을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터의 구동 과정을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 읽어들이는 전하량과 기준 종료값의 비교를 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 리셋과 전하를 읽어들이는 과정을 설명하기 위한 개념도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 읽어들이는 전하량과 기준 종료값의 비교 과정을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 검출부와 게이트 모듈 및 리드아웃 모듈의 연결을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터(100)는 방사선의 조사에 의해 생성되는 전하가 축적되는 복수의 픽셀(111)을 구비하며, 상기 복수의 픽셀(111)이 복수의 게이트 라인(121)과 복수의 데이터 라인(131)에 연결되어 매트릭스 형태로 배열되는 방사선 검출부(110); 상기 복수의 게이트 라인(121) 중 적어도 하나의 게이트 라인(121)을 선택하기 위한 게이트 모듈(120); 상기 복수의 데이터 라인(131) 중 적어도 하나의 데이터 라인(131)을 선택하여, 선택된 데이터 라인(131a)과 상기 게이트 모듈을 통해 선택된 게이트 라인(121a)에 의해 결정되는 픽셀(111)에 축적된 전하를 읽어들이기 위한 리드아웃 모듈(130); 상기 게이트 모듈(120)과 상기 리드아웃 모듈(130)을 제어하기 위한 제어부(140); 및 상기 복수의 픽셀(111) 중에서 결정된 적어도 하나의 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출하기 위한 조사종료 검출부(150);를 포함할 수 있다.
방사선 검출부(110)는 방사선의 조사에 의해 생성되는 전하가 축적되는 복수의 픽셀(111)을 구비할 수 있고, 복수의 픽셀(111)이 복수의 게이트 라인(121)과 복수의 데이터 라인(131)에 연결되어 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 이때, 복수의 게이트 라인(121)과 복수의 데이터 라인(131)은 서로 교차할 수 있다. 방사선 검출부(110)에 방사선이 조사되면, 조사되는 방사선에 의해 전하가 생성될 수 있고, 각 픽셀(111)에 방사선의 조사량에 비례하여 전하가 축적될 수 있다. 방사선 검출부(110)는 매트릭스 형태로 배열된 복수의 픽셀(111)로 구획된 패널(panel) 형태일 수 있고, 각 픽셀은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 구비할 수 있다.
여기서, 방사선 디텍터(100)는 방사선이 조사되어 전하를 생성하는 물질(예를 들어, 광도전물질 등)을 이용하여 직접 전하를 생성하는 직접(direct) 방식일 수도 있고, 방사선을 가시광선으로 변환시키는 물질(예를 들어, 신틸레이터 등)에 의해 조사되는 방사선을 가시광선으로 변환시켜 광 다이오드를 통해 간접적으로 전하를 생성하는 간접(indirect) 방식일 수도 있다. 방사선 디텍터(100)가 간접 방식일 경우, 방사선 검출부(110)는 각 픽셀마다 조사된 방사선을 수광하여 발광하면서 가시광선 포톤(photon)을 출력하는 신틸레이터(scintillator), 출력된 가시광선 포톤을 수광하여 전하(또는 전기적 신호)를 생성하는 광 다이오드(또는 포토 다이오드) 및 생성된 전하를 저장하는 저장소자(예를 들어, 스토리지 캐패시터)를 포함할 수 있다. 한편, 전하를 저장할 수 있는 광 다이오드를 사용할 수도 있다.
게이트 모듈(120)은 복수의 게이트 라인(121) 중 적어도 하나의 게이트 라인(121)을 선택할 수 있도록 구성될 수 있고, 게이트 라인(121)의 선택을 제어할 수 있다. 예를 들어, 게이트 모듈(120)에서 게이트 라인(121)을 선택하면, 선택된 게이트 라인(121)에 있는 저장소자(예를 들어 픽셀 전극, 스토리지 캐패시터 등)들을 온(On) 시킬 수 있고, 선택된 게이트 라인(121)에 있는 저장소자들이 온(On) 되면, 저장소자에 축적된 전하가 데이터 라인(131)으로 이동할 수 있다. 이때, 상기 저장소자와 연결된 제1 트랜지스터의 게이트에 전압을 인가하여 상기 저장소자를 온(On) 시킬 수 있고, 게이트 모듈(120)이 게이트 라인(121)에 전압을 인가하는 것이 게이트 라인(121)을 선택하는 것일 수 있다.
리드아웃 모듈(130)은 복수의 데이터 라인(131) 중 적어도 하나의 데이터 라인(131)을 선택하여, 선택된 데이터 라인(131a)과 게이트 모듈(120)을 통해 선택된 게이트 라인(121a)에 의해 결정되는(또는 상기 선택된 데이터 라인과 상기 게이트 모듈에서 선택된 게이트 라인이 교차하는 점에 대응하는) 픽셀에 축적된 전하를 읽어들일 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 저장소자가 온(On) 되어 저장소자에 축적된 전하가 데이터 라인(131)으로 이동하면, 리드아웃 모듈(130)이 전하가 이동된 데이터 라인(131)을 선택하여 전하가 이동된 데이터 라인(131)에서 전하를 읽어들일 수 있다. 이때, 리드아웃 모듈(130)은 읽어들인 전하를 전기 신호로 변환시킬 수도 있다. 여기서, 데이터 라인(131)을 선택하는 방법은 데이터 라인(131)과 연결되는 선택 스위치(미도시)를 이용할 수 있으며, 선택 스위치(미도시)가 데이터 라인(131)과 직렬로 연결되는 스위치로 구성될 수도 있고, 트랜지스터로 구성될 수도 있다. 선택 스위치(미도시)가 트랜지스터로 구성되는 경우에는 리드아웃 모듈(130)이 전압 인가를 통해 상기 트랜지스터를 온(On) 시켜 데이터 라인(131)을 통해 전하가 흐르도록 함으로써, 데이터 라인(131)이 선택되도록 할 수 있다. 하지만, 데이터 라인(131)을 선택하는 방법은 이에 특별히 한정되지 않는다.
제어부(140)는 게이트 모듈(120)과 리드아웃 모듈(130)을 제어할 수 있도록 구성될 수 있으며, 방사선 디텍터(100)의 전반적인 제어를 담당할 수 있다. 제어부(140)는 게이트 모듈(120)과 리드아웃 모듈(130)의 제어를 통해 복수의 픽셀(111) 각각(즉, 상기 복수의 픽셀 각각의 저장소자)의 온/오프(On/Off)를 제어할 수 있으며, 픽셀(111)을 오프(Off)시켜 픽셀(111)에 전하가 축적되도록 할 수 있고, 픽셀(111)을 온(On) 시켜 픽셀(111)로부터 전하가 출력되도록 할 수 있다. 예를 들어, 제어부(140)는 복수의 픽셀(111) 모두 또는 적어도 하나의 특정 픽셀(111)이 선택되어 온(On) 되도록 할 수 있으며, 온(On) 되어 선택된 픽셀(111)에서 출력되는 전하를 데이터 라인(131)을 통해 읽어들이도록 게이트 모듈(120)과 리드아웃 모듈(130)을 제어할 수 있다.
조사종료 검출부(150)는 복수의 픽셀(111) 중에서 결정된 적어도 하나의 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출(또는 감지)하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 방사선의 비조사 시에 리드아웃 모듈(130)이 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량을 이용하여 종료 기준값을 결정하고, 결정된 종료 기준값과 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는(또는 현재 읽어들인) 전하량을 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출할 수 있다. 이때, 상기 방사선의 비조사 시에 리드아웃 모듈(130)이 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량과 동일한 값을 상기 종료 기준값으로 결정할 수도 있고, 검출 오류를 줄이기 위해 상기 방사선의 비조사 시에 리드아웃 모듈(130)이 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율만큼 크거나 작은 값을 상기 종료 기준값으로 결정할 수도 있다.
그리고 제어부(140)는 상기 방사선의 조사 종료가 검출된 경우에 복수의 픽셀(111)을 스캔하여 영상출력용 전하를 읽어들이도록 게이트 모듈(120)과 리드아웃 모듈(130)을 제어할 수 있다. 상기 방사선의 조사 종료가 검출되면, 바로 복수의 픽셀(111)을 스캔할 수 있고, 영상출력용 전하를 읽어들일 수 있으며, 읽어들인 영상출력용 전하를 이용하여 방사선 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 영상출력용 전하는 방사선 영상을 생성하는 데에 이용되는 전하일 수 있으며, 상기 방사선의 조사가 시작되어 종료될 때까지 상기 방사선의 조사에 의해 생성되어 축적된 전하일 수 있다. 복수의 픽셀(111)을 스캔하는 방법은 왼쪽 최상단에서 오른쪽 최하단까지 순차적으로 스캔해가는 순차주사(progressive scan)를 할 수 있고, 이를 위해 쉬프트 레지스터(Shift Register)와 같은 라인 이동부(미도시)를 사용할 수도 있다. 이때, 하나의 게이트 라인(121)을 스캔하는 시간은 매우 짧은 시간(예를 들어, 약 196 ㎲)일 수 있다. 한편, 상기 방사선의 조사 종료를 검출하기 위해 전하량이 손실되는 종료 검출픽셀(111a)에서는 복수의 픽셀(111)을 스캔하면서 전하를 읽어들일 수도 있고, 읽어들이지 않을 수도 있다.
본 발명에서는 복수의 픽셀(111) 중에서 적어도 하나를 종료 검출픽셀(111a)로 결정(또는 선택)하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출하기 위해 종료 검출픽셀(111a)에서만 전하를 읽어들임으로써, 나머지 픽셀들에는 상기 방사선의 조사에 의해 생성되는 상기 영상출력용 전하를 축적할 수 있고, 나머지 픽셀들에 축적된 상기 영상출력용 전하들을 이용하여 방사선 영상을 생성할 수 있다.
한편, 본 발명의 방사선 디텍터(100)는 상기 영상출력용 전하 데이터를 컴퓨터로 전송하는 데이터 인터페이스(173)를 더 포함할 수 있다. 데이터 인터페이스(173)는 상기 방사선의 조사 종료가 검출되어 복수의 픽셀(111)의 스캔을 통해 읽어들인 상기 영상출력용 전하를 획득한 후에 상기 영상출력용 전하 데이터를 프레임(Frame) 형태로 배열하여 컴퓨터(Personal Computer; PC)로 전송하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 데이터 인터페이스(173)로 전달할 수도 있으며, 방사선 디텍터(100)은 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(172)를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터의 구동 과정을 설명하기 위한 개념도이며, 조사 시작 검출은 방사선의 조사 시작의 검출 동작(Automatic Exposure Detection; AED)을 나타내고, 조사 종료 검출은 방사선의 조사 종료의 검출 동작(Adaptive exposure Window Control; AWC)을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 상기 방사선의 조사 종료가 비검출된 경우에, 조사종료 검출부(150)는 종료 검출픽셀(111a)에서 새로 읽어들이는 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 다시 검출할 수 있으며, 제어부(140)는 상기 종료 검출픽셀에서 다시 전하를 읽어들이도록 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어할 수 있다. 조사종료 검출부(150)는 상기 방사선의 조사 종료가 비검출된 경우에 리셋(reset) 없이 상기 방사선의 조사 종료를 다시 검출할 수 있으며, 상기 방사선의 조사 종료를 검출할 때까지 상기 방사선의 조사 종료의 검출을 반복할 수 있다. 이때, 상기 방사선의 조사 종료의 검출은 소정 주기로 반복될 수 있으며, 전하를 읽어들여 비워지고 소정 주기(또는 시간) 동안 축적된 전하를 종료 검출픽셀(111a)에서 반복적으로 읽어들일 수 있다.
그리고 조사종료 검출부(150)는 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량값을 입력받기 위한 전하량값 입력부(151); 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위한 종료 기준값이 저장되는 기준값저장부(152); 및 상기 입력받은 전하량값을 상기 종료 기준값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위한 종료판단부(153)를 포함할 수 있다. 전하량값 입력부(151)는 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량값을 입력받도록 구성될 수 있으며, 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량값을 입력받음으로써, 종료 기준값을 결정하여 저장할 수 있고, 상기 방사선의 조사 종료의 검출을 위해 입력받은 전하량값과 상기 종료 기준값을 비교할 수 있다. 전하량값 입력부(151)는 기준값저장부(152) 및 종료판단부(153)와 연결될 수 있고, 입력받은 전하량값을 기준값저장부(152) 및/또는 종료판단부(153)에 전달(또는 전송)할 수 있다.
기준값저장부(152)는 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위한 종료 기준값이 저장될 수 있다. 상기 종료 기준값은 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위해 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값과 비교하는 값일 수 있으며, 상기 방사선의 비조사 시에 리드아웃 모듈(130)이 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량과 동일한 값일 수도 있고, 검출 오류를 줄이기 위해 상기 방사선의 비조사 시에 리드아웃 모듈(130)이 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율만큼 크거나 작은 값일 수도 있다.
종료판단부(153)는 상기 입력받은 전하량값을 상기 종료 기준값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단할 수 있도록 구성될 수 있다. 종료판단부(153)는 현재(또는 판단시점에) 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값을 상기 종료 기준값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단할 수 있다.
이때, 종료판단부(153)는 상기 입력받은 전하량값이 상기 종료 기준값 이하인 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있고, 상기 입력받은 전하량값이 상기 종료 기준값보다 큰 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 비검출로 판단할 수 있다. 종료 검출픽셀(111a)에 축적되는 전하량은 방사선의 조사량에 비례하기 때문에 방사선 검출부(110)의 복수의 픽셀(111)에 방사선이 조사되다가 방사선의 조사가 종료되면, 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량이 줄어들게 되어 현재 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량이 상기 종료 기준값 이하가 된다. 이를 이용하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출(또는 판단)할 수 있다.
그리고 조사종료 검출부(150)는 전하량값 입력부(151)에서 상기 방사선의 비조사 시에 입력받은 전하량값을 이용하여 종료 임계값을 설정하기 위한 종료 임계값설정부(154)를 더 포함할 수 있다. 종료 임계값설정부(154)는 전하량값 입력부(151)에서 상기 방사선의 비조사 시에 입력받은 전하량값을 이용하여 종료 임계값을 설정할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 방사선의 비조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량은 종료 검출픽셀(111a)에 쌓인(또는 축적된) 암전류(dark current)일 수 있고, 상기 종료 임계값은 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량 이하인 값으로 선택될 수 있다. 여기서, 상기 종료 임계값은 검출 오류를 줄이기 위해 상기 방사선의 비조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율만큼 크거나 작은 값으로 선택될 수 있으며, 상기 소정 비율은 방사선 디텍터(100)의 사양과 방사선 촬영환경 등에 따라 알맞게 정해질 수 있다. 예를 들어, 상기 방사선의 비조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량이 0.1 pC일 경우에 상기 종료 임계값은 0.3 pC일 수 있으며, 진동 등에 의한 검출 오류를 회피하기 위해서는 진동 등에 의한 전하량값의 오차가 발생하여도 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량이 0.3 pC보다 커야 하고, 진동 등에 의한 오차가 발생하여도 상기 방사선의 비조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량이 0.3 pC 이하이어야 한다. 이때, 방사선 촬영을 수행하는 방사선 디텍터(100)의 촬영 모드로 진입하기 전인 방사선 디텍터(100)의 대기 모드에서 상기 종료 임계값을 설정하는 것이 바람직할 수 있고, 상기 방사선이 비조사되고 있는 상기 방사선의 조사 종료가 비검출될 때마다 상기 종료 임계값을 재설정할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 읽어들이는 전하량과 기준 종료값의 비교를 설명하기 위한 개념도로, 도 4(a)는 종료 임계값과의 비교를 나타내고, 도 4(b)는 방사선의 조사 시에 읽어들인 전하량값보다 소정 비율 작은 값과의 비교를 나타낸다. 여기서, 조사 시작 검출은 방사선의 조사 시작의 검출 시점을 나타내며, 조사 종료 비검출은 방사선의 조사 종료가 비검출된 시점을 나타내고, 조사 종료 검출은 방사선의 조사 종료의 검출 시점을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 기준값저장부(152)는 상기 종료 임계값을 상기 종료 기준값으로 저장할 수 있다. 상기 종료 임계값을 상기 종료 기준값으로 저장하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위해 현재 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값과 비교할 수 있다. 이를 통해 상기 방사선의 조사 종료를 검출할 수 있다.
예를 들어, 도 4(a)와 같이, 상기 방사선의 조사 시작을 검출한 후에 현재 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량이 상기 종료 임계값보다 큰 경우에는 상기 방사선의 조사 종료의 비검출로 판단하여 상기 방사선의 조사 종료를 다시 검출할 수 있고, 상기 방사선의 조사 시작의 검출을 반복하다가 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량이 상기 종료 임계값 이하인 경우에는 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
또한, 기준값저장부(152)는 전하량값 입력부(151)에서 상기 방사선의 조사 시에 입력받은 전하량값보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 저장할 수도 있다. 이를 통해 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 사용하여 현재 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값과 비교할 수 있고, 방사선이 조사되다가 방사선의 조사가 종료되는 경우에는 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량이 줄어들게 되므로, 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 사용할 수 있다. 이때, 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량(즉, 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값)은 이전(또는 이전 판단시점)에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량일 수 있으며, 상기 방사선의 조사 종료를 다시 검출하는 경우에 이전의 상기 방사선의 조사 종료의 검출을 위해 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들였던 전하량을 상기 종료 기준값에 추가하거나 상기 종료 기준값을 상기 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들였던 전하량으로 갱신할 수 있다.
여기서, 상기 소정 비율 작은 값은 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량의 미리 정해진 상기 소정 비율(예를 들어, 약 70 %)만큼 작은 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 소정 비율이 70 %인 경우에 상기 소정 비율 작은 값은 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량의 70 %만큼 작은 값일 수 있고, 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값은 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량의 30 %인 값일 수 있다.
또한, 상기 소정 비율 작은 값은 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량에서 상기 종료 임계값을 감산(또는 차감)한 값에 의해 결정될 수도 있으며, 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량에서 상기 종료 임계값을 감산한 값의 미리 정해진 비율(예를 들어, 약 50 %)만큼 작은 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 미리 정해진 비율이 60 %인 경우에 상기 소정 비율 작은 값은 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량에서 상기 종료 임계값을 감산한 값의 60 %만큼 작은 값일 수 있고, 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값은 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량에서 상기 종료 임계값을 감산한 값의 40 %인 값과 상기 종료 임계값의 합일 수 있다. 이때, 상기 소정 비율은 상기 종료 임계값과 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량에서 상기 종료 임계값을 감산한 값의 비율 및 상기 미리 정해진 비율에 의해 정해질 수 있다.
상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량에서 상기 종료 임계값을 감산한 값을 통해 상기 소정 비율 작은 값을 결정하게 되면, 상기 방사선의 조사 세기(또는 조사량)가 작아 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량과 상기 종료 임계값의 차이가 크지 않은 경우에도 상기 종료 임계값보다 큰 값이면서 상기 방사선의 조사 종료를 효과적으로 검출할 수 있는 상기 종료 기준값을 설정(또는 저장)할 수 있다.
한편, 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값과 두 주기 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 저장할 수 있으며, 네번째 판단시점부터는 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값과 두 주기 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 갱신할 수 있다.
첫번째 판단시점에는 현재 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량을 상기 종료 임계값과 비교할 수 있고, 두번째 판단시점에는 현재 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량을 상기 종료 임계값 및/또는 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값과 비교할 수 있으며, 세번째 이상의 판단시점에는 현재 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량을 상기 종료 임계값, 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값 및/또는 두 주기 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값과 비교할 수 있다. 이때, 상기 종료 임계값을 현재 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량과 가장 먼저 비교할 수 있고, 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값, 두 주기 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값 순으로 현재 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량과 비교할 수 있다.
현재 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량이 상기 종료 임계값 이하, 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값 이하 및/또는 두 주기 이전 판단시점에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값 이하인 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 4(b)와 같이, 상기 방사선의 조사 시작을 검출한 후에 현재 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량이 상기 종료 임계값보다 큰 경우에는 상기 방사선의 조사 종료의 비검출로 판단하여 상기 방사선의 조사 종료를 다시 검출할 수 있고, 상기 방사선의 조사 시작의 검출을 반복하다가 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량이 이전(예를 들어, 이전 판단시점 또는 두 주기 이전 판단시점)에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값 이하인 경우에는 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
한편, 조사종료 검출부(150)는 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들이는 전하량값을 입력받기 위한 전하량값 입력부(151); 전하량값 입력부(111a)에서 상기 방사선의 비조사 시에 입력받은 전하량값을 이용하여 종료 임계값을 설정하기 위한 종료 임계값설정부(154); 및 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값과 상기 종료 임계값을 비교하거나, 상기 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값과 이전에 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값을 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위한 종료판단부(153)를 포함할 수 있고, 종료판단부(153)는 상기 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값이 상기 종료 임계값 이하인 경우 또는 상기 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값이 상기 이전에 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값 대비 소정 비율 이하인 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
종료판단부(153)는 상기 종료 임계값과 비교하는 경우에 비교 대상을 상기 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값으로 하여 상기 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값이 상기 종료 임계값 이하일 때에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
그리고 종료판단부(153)는 비교 대상을 다르게 하여 상기 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값과 상기 이전에 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값을 비교할 수 있고, 상기 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값이 상기 이전에 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값 대비 소정 비율 이하인 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다. 이에 따라 상기 방사선의 조사 세기가 작아 상기 방사선의 조사 시에 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량과 상기 종료 임계값의 차이가 크지 않은 경우에 상기 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값과 상기 종료 임계값의 비교에 의해 검출되지 않는 상기 방사선의 조사 종료도 효과적으로 검출할 수 있다.
그리고 제어부(140)는 종료 검출픽셀(111a)에 축적된 전하를 비우도록 게이트 모듈(120)과 리드아웃 모듈(130)을 제어할 수 있고, 종료 임계값설정부(154)는 종료 검출픽셀(111a)에 축적된 전하를 비운 이후에 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값을 이용하여 상기 종료 임계값을 설정할 수 있다. 제어부(140)는 종료 검출픽셀(111a)에 축적된 전하를 비우도록 게이트 모듈(120)과 리드아웃 모듈(130)을 제어할 수 있으며, 데이터 라인(131)을 통해 종료 검출픽셀(111a)로부터 축적된 전하를 비울 수 있고, 종료 임계값설정부(154)가 상기 종료 임계값을 설정하기 전에 종료 검출픽셀(111a)이 비워지도록 할 수 있다. 이때, 종료 검출픽셀(111a)로부터 축적된 전하를 읽어들여 전하량값을 획득할 수도 있으며, 전하량값을 획득하지 않고 데이터 라인(131)을 통해 종료 검출픽셀(111a)에 축적된 전하를 출력하여 제거할 수도 있다.
예를 들어, 전하량값을 획득하는 경우에는 연산 증폭기(Operational Amplifier; Op Amp, 132) 등에 종료 검출픽셀(111a)로부터 읽어들인 전하가 입력될 수 있으며, 전하량값을 획득하지 않는 경우에는 접지 라인 등을 통해 접지시켜 데이터 라인(131)을 통해 출력된 전하를 제거할 수 있고, 전하량값을 획득하는 불필요한 과정을 거치지 않아 빠르게 종료 검출픽셀(111a)이 비워지도록 할 수 있다.
종료 임계값설정부(154)는 종료 검출픽셀(111a)에 축적된 전하를 비운 이후에 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값을 이용하여 상기 종료 임계값을 설정할 수 있으며, 종료 검출픽셀(111a)에 축적된 전하를 출력하여 종료 검출픽셀(111a)이 비워진 이후에 상기 방사선의 조사 종료의 검출이 수행되는 주기만큼 전하를 축적시킴으로써, 종료 검출픽셀(111a)에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 종료 임계값을 설정할 수 있다.
상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 경우는 방사선의 조사가 진행되고 있는 상황이므로, 여기에 복수의 픽셀(111)의 전하량을 일정하게 만드는 리셋을 수행하게 되면, 방사선이 조사되어 축적되고 있는 전하량을 제거하거나 복수의 픽셀(111) 각각에 불필요한 전하량을 증가시키기 때문에 정확한 방사선 조사의 종료 시점을 감지하기 어려울 뿐만 아니라 방사선 영상의 품질이 저하되거나 왜곡이 발생할 수 있다.
이로 인해 종료 임계값설정부(154)는 리셋 없이 종료 검출픽셀(111a)에 축적된 전하를 비운 이후에 전하량값 입력부(151)에서 입력받은 전하량값을 이용하여 상기 종료 임계값을 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 디텍터(100)는 복수의 픽셀(111) 중에서 결정된 적어도 하나의 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량과 미리 설정된 시작 임계값의 비교에 따라 상기 방사선의 조사 시작을 검출하기 위한 조사시작 검출부(160);를 더 포함할 수 있다. 조사시작 검출부(160)는 복수의 픽셀(111) 중에서 결정된 적어도 하나의 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량과 미리 설정된 시작 임계값의 비교에 따라 상기 방사선의 조사 시작을 검출(또는 감지)할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 방사선의 비조사 시에 리드아웃 모듈(130)이 읽어들인 전하량으로 시작 임계값을 설정하고, 설정된 시작 임계값과 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들이는(또는 현재 읽어들인) 전하량을 비교하여 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들이는 전하량이 상기 시작 임계값 이상이면 상기 방사선의 조사 시작(또는 상기 방사선의 조사 시작의 검출)으로 판단할 수 있고, 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들이는 전하량이 상기 시작 임계값보다 작으면 상기 방사선의 조사 시작의 비검출로 판단할 수 있다.
그리고 조사시작 검출부(160)는 상기 방사선의 비조사 시에 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정하기 위한 시작 임계값설정부(161)를 포함할 수 있다. 시작 임계값설정부(161)는 상기 방사선의 비조사 시에 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정할 수 있으며, 상기 방사선의 비조사 시에 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량은 시작 검출픽셀(111b)에 쌓인 암전류일 수 있고, 상기 시작 임계값은 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량보다 큰 값으로 선택될 수 있다. 여기서, 상기 시작 임계값은 방사선 조사 시작의 검출 오류를 줄이기 위해 상기 방사선의 비조사 시에 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율만큼 큰 값으로 선택될 수 있으며, 상기 소정 비율은 방사선 디텍터의 사양과 방사선 촬영환경 등에 따라 알맞게 정해질 수 있다. 예를 들어, 상기 방사선의 비조사 시에 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량이 0.1 pC일 경우에 상기 시작 임계값이 0.5 pC일 수 있으며, 진동 등에 의한 검출 오류를 회피하기 위해서는 진동 등에 의한 오차가 발생하여도 상기 방사선의 조사 시에 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들일 수 있는 전하량이 0.5 pC 이상이어야 하고, 진동 등에 의한 오차가 발생하여도 상기 방사선의 비조사 시에 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들일 수 있는 전하량이 0.5 pC 미만이어야 한다.
한편, 종래의 방사선 디텍터는 이동이나 검사를 위해 환자와의 마찰 또는 접촉이 빈번하게 이루어지며, 이러한 마찰이나 접촉에 의해 발생하는 진동으로 인하여 광 검출부 또는 방사선 검출부의 상태가 변하면서 의도하지 않은 자동노출요청신호가 생성되는 문제가 발생한다. 하지만, 본 발명에서는 진동 등에 의한 오차를 반영하여 상기 시작 임계값을 설정하므로, 방사선 조사의 시작 시점의 검출 오차를 줄일 수 있다.
상기 시작 임계값은 상기 종료 임계값과 상이한 전하량값일 수 있다. 상기 방사선의 조사에 의해 생성되어 축적되는 상기 영상출력용 전하는 방사선 영상의 생성 시에 암전류 등의 노이즈를 줄일 수 있도록 리셋 후에 축적하게 되며, 방사선 조사 시작의 검출시점에 리셋된 상태가 되어 있어야 하므로, 상기 시작 임계값도 리셋 후에 설정할 수 있다. 상기 종료 임계값은 소정 주기(또는 시간) 동안 축적되는 전하량만을 확인하면 되므로, 별도의 리셋 없이 종료 검출픽셀(111a)에 축적된 전하를 비운 이후에 설정될 수 있다. 이에 따라 상기 시작 임계값은 상기 종료 임계값과 상이하며, 서로 상이한 전하량값을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 리셋과 전하를 읽어들이는 과정을 설명하기 위한 개념도로, 도 5(a)는 리셋 수행 상태를 나타내며, 도 5(b)는 전하를 읽어들이는 상태를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 제어부(140)는 전압 인가를 통해 복수의 픽셀(111)의 전하량을 일정하게 하는 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋을 수행하도록 게이트 모듈(120)과 리드아웃 모듈(130)을 제어할 수 있고, 시작 임계값설정부(161)는 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋이 수행된 이후에 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정할 수 있다. 제어부(140)는 전압 인가를 통해 복수의 픽셀(111)의 전하량을 일정하게 하는 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋을 수행하도록 게이트 모듈(120)과 리드아웃 모듈(130)을 제어할 수 있으며, 시작 임계값설정부(161)가 상기 시작 임계값을 설정하기 전에 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋을 수행하여 복수의 픽셀(111)의 전하량이 일정해 지도록 할 수 있고, 상기 방사선의 조사에 의해 생성되어 축적되는 상기 영상출력용 전하가 축적될 수 있는 상태로 만들 수 있다.
예를 들어, 리드아웃 모듈(130)은 각 데이터 라인(131)마다 각 데이터 라인(131)으로 읽어들인 전하와 기준 전원(171)으로부터의 기준 전위(Vref)의 차분을 증폭하는 연산 증폭기(Op Amp, 132) 및 연산 증폭기(132)와 병렬로 연결되는 가변 커패시터(Variable Capacitor, 133)와 리셋 스위치(134)를 포함할 수 있다. 연산 증폭기(Op Amp, 132)는 데이터 라인(131)으로 읽어들인 전하와 기준 전원(171)으로부터의 기준 전위(Vref)의 차분을 증폭할 수 있으며, 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자의 두 입력단자 및 하나의 출력 단자를 포함할 수 있다. 연산 증폭기(132)의 반전 입력 단자는 데이터 라인(131)과 연결되어 데이터 라인(131)으로 읽어들인 전하가 공급될 수 있고, 연산 증폭기(132)의 비반전 입력 단자에 기준 전원(171)과 연결되어 기준 전원(171)으로부터의 기준 전압(Vref)이 공급될 수 있다.
가변 커패시터(133)와 리셋 스위치(134)는 연산 증폭기(132)의 반전 입력 단자와 출력 단자 사이에 병렬로 접속될 수 있으며, 가변 커패시터(133)는 커패시터값을 변화시켜 연산 증폭기(132)의 증폭률을 변경할 수 있고, 리셋 스위치(134)는 각 픽셀(111)을 리셋하는 데에 사용될 수 있다.
리드아웃 모듈(130)에서 리셋 스위치(134)가 닫혀지게(close) 되면, 연산 증폭기(132)의 출력 단자가 데이터 라인(131)에 연결될 수 있고, 연산 증폭기(132)의 출력 단자로부터 데이터 라인(131)을 통해 각 픽셀(111)에 전압을 인가하여 각 픽셀(111)을 기준 전압(Vref)으로 만들 수 있다. 즉, 연산 증폭기(132)의 출력 단자로는 연산 증폭기(132)의 비반전 입력 단자로 입력되는 전압과 연산 증폭기(132)의 반전 입력 단자로 입력되는 전압의 차인 전압이 출력되게 되며, 연산 증폭기(132)의 비반전 입력 단자로 입력되는 기준 전압(Vref)에서 데이터 라인(131)으로 읽어들인 전하에 의한 전압을 뺀 전압이 각 픽셀(111)에 인가되어 각 픽셀(111)이 기준 전압(Vref)으로 될 수 있다. 이때, 각 픽셀(111)에 축적된 전하는 데이터 라인(131)을 통해 읽혀져 제거될 수도 있다.
이에 게이트 모듈(120)을 통해 모든 게이트 라인(121)을 선택한 후에 각 데이터 라인(131)과 연결된 모든 리셋 스위치(134)를 닫아 복수의 픽셀(111)에 전압을 인가함으로써, 복수의 픽셀(111)을 모두 기준 전압(Vref)으로 만들 수 있고, 이에 따라 복수의 픽셀(111)의 전하량이 일정하게 될 수 있다.
한편, 리드아웃 모듈(130)에서 리셋 스위치(134)가 열려지게(open) 되면, 데이터 라인(131)으로 읽어들인 전하가 가변 커패시터(133)에 저장되어 전하량값을 획득할 수 있다.
시작 임계값설정부(161)는 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋이 수행된 이후에 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정할 수 있으며, 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋이 수행되어 시작 검출픽셀(111b)이 상기 영상출력용 전하가 축적될 수 있는 상태가 된 이후에 상기 방사선의 조사 시작의 검출이 수행되는 주기만큼 전하를 축적시켜 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정할 수 있다.
이와 같이, 상기 시작 임계값과 상기 종료 임계값은 상이한 방법으로 설정되며, 리셋의 수행 여부에 따라 각각의 전하량값이 달라질 수 있고, 상기 방사선의 조사 종료의 정확한 검출을 위해 상기 시작 임계값과는 다른 상기 종료 임계값을 통해 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 종료 검출픽셀(111a)과 시작 검출픽셀(111b)은 동일한 위치의 픽셀(즉, 동일 픽셀)을 사용할 수 있다. 이러한 경우, 시작 검출픽셀(111b)로 상기 방사선의 조사 시작을 검출하면서 시작 검출픽셀(111b)이 읽혀지게 되므로, 종료 검출픽셀(111a)이 자연적으로 비워질 수 있고, 별도로 종료 검출픽셀(111a)이 비워지도록 하는 과정을 수행하지 않을 수 있다. 또한, 종료 검출픽셀(111a)과 시작 검출픽셀(111b)은 상기 방사선의 조사 종료 및 조사 시작의 검출을 위해 전하량이 손실되기 때문에 영상데이터 보정부(미도시) 등을 통해 손실된 전하량 데이터를 보정해야 하므로, 종료 검출픽셀(111a)과 시작 검출픽셀(111b)이 동일한 위치의 픽셀인 경우에는 보정해야 하는 픽셀의 수를 줄일 수 있어 전하량 데이터를 보정하기 쉬워질 수 있고, 보다 많은 픽셀(111)에서 상기 영상출력용 전하를 읽어들일 수 있어 방사선 영상의 품질이 향상될 수 있다.
그리고 상기 방사선의 조사 시작이 비검출된 경우에 제어부(140)는 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋을 수행하도록 게이트 모듈(120)과 리드아웃 모듈(130)을 제어할 수 있고, 조사시작 검출부(160)는 시작 검출픽셀(111b)에서 새로 읽어들이는 전하량과 상기 시작 임계값의 비교에 따라 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출할 수 있다. 상기 방사선의 조사 시작이 비검출된 경우에는 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋을 수행할 수 있으며, 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋은 제어부(140)가 게이트 모듈(120)과 리드아웃 모듈(130)을 제어하여 수행될 수 있다. 상기 방사선의 비조사 시에 시작 검출픽셀(111b)에는 암전류가 쌓일 수 있고, 시작 검출픽셀(111b)에서 읽어들인 전하량은 암전류일 수 있다. 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 동안에 복수의 픽셀(111)의 모든 곳에 암전류가 쌓여 있을 수 있으므로, 암전류 등의 노이즈가 없는 고품질의 방사선 영상과 정확한 방사선 조사 시작의 검출을 위해 상기 영상출력용 전하를 축적시키기 전에 복수의 픽셀(111)을 리셋하여 복수의 픽셀(111)에 쌓인 암전류를 제거할 수 있고, 복수의 픽셀(111)의 전하량을 일정하게 할 수 있다.
조사시작 검출부(160)는 시작 검출픽셀(111b)에서 새로 읽어들이는 전하량과 상기 시작 임계값의 비교에 따라 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출할 수 있으며, 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋을 수행한 후에 시작 검출픽셀(111b)에서 새로 읽어들이는 전하량을 상기 시작 임계값과 비교하여 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출할 수 있다.
본 발명에서는 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋을 수행하고 상기 방사선의 조사 시작을 검출한 후에 리셋 없이 바로 상기 방사선의 조사 종료를 검출할 때까지 상기 방사선의 조사에 의해 생성되는 상기 영상출력용 전하를 축적시킬 수 있으며, 이에 따라 리셋 등으로 인한 방사선의 소실 없이 방사선을 효과적으로 이용할 수 있고, 검진자에게 불필요한 방사선 피폭이 없어 검진자의 피폭선량을 최소화할 수 있다.
이와 같이, 상기 방사선의 조사 시작을 검출한 직후부터 상기 영상출력용 전하를 축적시킬 수 있도록 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋을 수행한 후에 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출할 수 있고, 복수의 픽셀(111)에 대한 리셋을 수행한 후에 소정 시간 동안 전하가 축적된 시작 검출픽셀(111b)에서 새로 읽어들이는 전하량과 상기 시작 임계값을 비교하여 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 디텍터와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영방법은 방사선의 조사에 의해 생성되는 전하가 축적되는 복수의 픽셀을 구비하며, 상기 복수의 픽셀이 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 연결되어 매트릭스 형태로 배열되는 방사선 검출부를 포함하는 방사선 디텍터를 이용한 방사선 촬영방법에 있어서, 방사선 발생장치를 이용하여 상기 방사선 디텍터에 상기 방사선을 조사하는 과정(S100); 상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 적어도 하나의 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200); 및 상기 방사선의 조사 종료가 검출된 경우에 상기 복수의 픽셀을 스캔하여 영상출력용 전하를 읽어들이는 과정(S300);을 포함할 수 있다.
먼저, 방사선 발생장치를 이용하여 방사선 디텍터에 방사선을 조사한다(S100). 방사선 발생장치를 이용하여 방사선 디텍터에 방사선을 조사할 수 있으며, 방사선의 조사에 의해 생성되는 전하가 방사선 검출부의 복수의 픽셀에 저장될 수 있다. 상기 방사선 발생장치와 상기 방사성 디텍터가 동기식(synchronous)인 경우에는 상기 방사선 발생장치의 조사 시작이 상기 방사선 디텍터에 알려져 상기 방사선 디텍터가 방사선의 조사 시작을 알 수 있고, 상기 방사선 발생장치와 상기 방사성 디텍터가 비동기식(asynchronous)인 경우에는 상기 방사선 디텍터가 상기 방사선의 조사 시작을 검출하여 상기 방사선의 조사 시작을 알 수 있다.
다음으로, 상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 적어도 하나의 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출한다(S200). 예를 들어, 상기 방사선의 비조사 시에 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 종료 기준값을 결정하고, 결정된 종료 기준값과 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는(또는 현재 읽어들인) 전하량을 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출할 수 있다. 이때, 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량과 동일한 값을 상기 종료 기준값으로 결정할 수도 있고, 검출 오류를 줄이기 위해 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율만큼 크거나 작은 값을 상기 종료 기준값으로 결정할 수도 있다.
그 다음 상기 방사선의 조사 종료가 검출된 경우에 상기 복수의 픽셀을 스캔하여 영상출력용 전하를 읽어들인다(S300). 상기 방사선의 조사 종료가 검출되면, 바로 상기 복수의 픽셀을 스캔할 수 있고, 영상출력용 전하를 읽어들일 수 있으며, 읽어들인 영상출력용 전하를 이용하여 방사선 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 영상출력용 전하는 방사선 영상을 생성하는 데에 이용되는 전하일 수 있으며, 상기 방사선의 조사가 시작되어 종료될 때까지 상기 방사선의 조사에 의해 생성되어 축적된 전하일 수 있다. 상기 복수의 픽셀을 스캔하는 방법은 왼쪽 최상단에서 오른쪽 최하단까지 순차적으로 스캔해가는 순차주사를 할 수 있고, 이를 위해 쉬프트 레지스터를 사용할 수도 있다. 한편, 상기 방사선의 조사 종료를 검출하기 위해 전하량이 손실되는 상기 종료 검출픽셀에서는 상기 복수의 픽셀을 스캔하면서 전하를 읽어들일 수도 있고, 읽어들이지 않을 수도 있다.
상기 방사선의 조사 종료가 비검출된 경우에는 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)을 다시 수행할 수 있다. 상기 방사선의 조사 종료가 비검출된 경우에 리셋 없이 상기 방사선의 조사 종료를 다시 검출할 수 있으며, 상기 방사선의 조사 종료를 검출할 때까지 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)을 반복할 수 있다. 이때, 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)은 소정 주기로 반복될 수 있으며, 전하를 읽어들여 비워지고 소정 주기(또는 시간) 동안 축적된 전하를 상기 종료 검출픽셀에서 반복적으로 읽어들일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 읽어들이는 전하량과 기준 종료값의 비교 과정을 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)은 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 미리 저장된 종료 기준값과 비교하는 과정(S210)을 포함할 수 있다.
상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 미리 저장된 종료 기준값과 비교할 수 있다(S210). 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위해 종료 기준값을 미리 저장할 수 있다. 상기 종료 기준값은 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위해 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량과 비교하는 값일 수 있으며, 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량과 동일한 값일 수도 있고, 검출 오류를 줄이기 위해 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율만큼 크거나 작은 값일 수도 있다.
상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 상기 종료 기준값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단할 수 있으며, 현재(또는 판단시점에) 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 상기 종료 기준값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단할 수 있다.
이때, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 종료 기준값 이하인 경우에는 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다. 상기 종료 검출픽셀에 축적되는 전하량은 방사선의 조사량에 비례하기 때문에 상기 방사선 검출부의 상기 복수의 픽셀에 방사선이 조사되다가 방사선의 조사가 종료되면, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 줄어들게 되어 현재 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 종료 기준값 이하가 된다. 이를 이용하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출(또는 판단)할 수 있다. 한편, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 종료 기준값보다 큰 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 비검출로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 촬영방법은 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 전하를 읽어들여 종료 임계값을 설정하는 과정(S50); 및 설정된 상기 종료 임계값을 상기 종료 기준값으로 저장하는 과정(S60);을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 전하를 읽어들여 종료 임계값을 설정할 수 있다(S50). 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 종료 임계값을 설정할 수 있으며, 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량은 상기 종료 검출픽셀에 쌓인(또는 축적된) 암전류일 수 있고, 상기 종료 임계값은 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량 이하인 값으로 선택될 수 있다. 여기서, 상기 종료 임계값은 검출 오류를 줄이기 위해 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율만큼 크거나 작은 값으로 선택될 수 있으며, 상기 소정 비율은 상기 방사선 디텍터의 사양과 방사선 촬영환경 등에 따라 알맞게 정해질 수 있다. 예를 들어, 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량이 0.1 pC일 경우에 상기 종료 임계값은 0.3 pC일 수 있으며, 진동 등에 의한 검출 오류를 회피하기 위해서는 진동 등에 의한 전하량값의 오차가 발생하여도 상기 방사선의 조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량이 0.3 pC보다 커야 하고, 진동 등에 의한 오차가 발생하여도 상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량이 0.3 pC 이하이어야 한다.
그 다음 설정된 상기 종료 임계값을 상기 종료 기준값으로 저장할 수 있다(S60). 설정된 상기 종료 임계값을 상기 종료 기준값으로 저장하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위해 현재 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량과 비교할 수 있다. 이를 통해 상기 방사선의 조사 종료를 검출할 수 있다.
이때, 상기 방사선 디텍터의 동작 모드는 방사선 촬영을 수행하는 촬영 모드와 상기 촬영 모드에 진입하기 전인 대기 모드를 포함할 수 있으며, 상기 촬영 모드에 진입한 이후에 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)이 수행될 수 있다. 이에 상기 촬영 모드에 진입하기 전인 대기 모드에 상기 종료 임계값을 설정하는 것이 바람직할 수 있고, 상기 촬영 모드에 진입하였을 때에도 상기 방사선이 비조사되고 있는 상기 방사선의 조사 종료가 비검출될 때마다 상기 종료 임계값을 재설정할 수도 있다.
본 발명에 따른 방사선 촬영방법은 상기 방사선의 조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 저장하는 과정(S70);을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 방사선의 조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 저장할 수 있다(S70). 이를 통해 상기 방사선의 조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 사용하여 현재 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량과 비교할 수 있고, 방사선이 조사되다가 방사선의 조사가 종료되는 경우에는 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 줄어들게 되므로, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 사용할 수 있다. 이때, 상기 방사선의 조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량은 이전(또는 이전 판단시점)에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량일 수 있으며, 상기 방사선의 조사 종료를 다시 검출하는 경우에 이전의 상기 방사선의 조사 종료의 검출을 위해 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들였던 전하량을 상기 종료 기준값에 추가하거나 상기 종료 기준값을 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들였던 전하량으로 갱신할 수 있다.
예를 들어, 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값과 두 주기 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 저장할 수 있으며, 네번째 판단시점부터는 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값과 두 주기 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 갱신할 수 있다.
첫번째 판단시점에는 현재 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 상기 종료 임계값과 비교할 수 있고, 두번째 판단시점에는 현재 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 상기 종료 임계값 및/또는 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값과 비교할 수 있으며, 세번째 이상의 판단시점에는 현재 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 상기 종료 임계값, 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값 및/또는 두 주기 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값과 비교할 수 있다. 이때, 상기 종료 임계값을 현재 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량과 가장 먼저 비교할 수 있고, 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값, 두 주기 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값 순으로 현재 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량과 비교할 수 있다. 즉, 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)은 상기 종료 검출픽셀로부터 읽어들인 전하량을 상기 종료 기준값 중 상기 종료 임계값과 먼저 비교하여 수행할 수 있다.
현재 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 종료 임계값 이하, 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값 이하 및/또는 두 주기 이전 판단시점에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값 이하인 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 촬영방법은 상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비우는 과정(S190);을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비울 수 있다(S190). 상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비울 수 있으며, 상기 종료 임계값을 설정하기 전에 상기 종료 검출픽셀로부터 축적된 전하를 출력하여 상기 종료 검출픽셀이 비워지도록 할 수 있고, 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)을 수행하기 전에 상기 종료 검출픽셀이 비워지도록 할 수 있다.
상기 종료 임계값을 설정하는 과정(S50)은 상기 전하를 비우는 과정(S190) 이후에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 전하를 비우는 과정(S190) 이후에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 종료 임계값을 설정할 수 있으며, 상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비운 이후에 상기 방사선의 조사 종료의 검출이 수행되는 주기만큼 전하를 축적시킴으로써, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 종료 임계값을 설정할 수 있다.
상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 경우는 방사선의 조사가 진행되고 있는 상황이므로, 여기에 상기 복수의 픽셀의 전하량을 일정하게 만드는 리셋을 수행하게 되면, 방사선이 조사되어 축적되고 있는 전하량을 제거하거나 상기 복수의 픽셀 각각에 불필요한 전하량을 증가시키기 때문에 정확한 방사선 조사의 종료 시점을 감지하기 어려울 뿐만 아니라 방사선 영상의 품질이 저하되거나 왜곡이 발생할 수 있다.
이로 인해 리셋 없이 상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비운 이후에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 종료 임계값을 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 촬영방법은 상기 방사선의 비조사 시에 상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 상기 시작 검출픽셀에서 전하를 읽어들여 시작 임계값을 설정하는 과정(S40); 및 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 상기 시작 임계값과 비교하여 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정(S150);을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 방사선의 비조사 시에 상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 상기 시작 검출픽셀에서 전하를 읽어들여 시작 임계값을 설정할 수 있다(S40). 상기 방사선의 비조사 시에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정할 수 있으며, 상기 방사선의 비조사 시에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량은 상기 시작 검출픽셀에 쌓인 암전류일 수 있고, 상기 시작 임계값은 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 큰 값으로 선택될 수 있다. 여기서, 상기 시작 임계값은 방사선 조사 시작의 검출 오류를 줄이기 위해 상기 방사선의 비조사 시에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율만큼 큰 값으로 선택될 수 있으며, 상기 소정 비율은 방사선 디텍터의 사양과 방사선 촬영환경 등에 따라 알맞게 정해질 수 있다. 예를 들어, 상기 방사선의 비조사 시에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량이 0.1 pC일 경우에 상기 시작 임계값이 0.5 pC일 수 있으며, 진동 등에 의한 검출 오류를 회피하기 위해서는 진동 등에 의한 오차가 발생하여도 상기 방사선의 조사 시에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들일 수 있는 전하량이 0.5 pC 이상이어야 하고, 진동 등에 의한 오차가 발생하여도 상기 방사선의 비조사 시에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들일 수 있는 전하량이 0.5 pC 미만이어야 한다.
한편, 종래의 방사선 디텍터는 이동이나 검사를 위해 환자와의 마찰 또는 접촉이 빈번하게 이루어지며, 이러한 마찰이나 접촉에 의해 발생하는 진동으로 인하여 광 검출부 또는 방사선 검출부의 상태가 변하면서 의도하지 않은 자동노출요청신호가 생성되는 문제가 발생한다. 하지만, 본 발명에서는 진동 등에 의한 오차를 반영하여 상기 시작 임계값을 설정하므로, 방사선 조사의 시작 시점의 검출 오차를 줄일 수 있다.
이후에, 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 상기 시작 임계값과 비교하여 상기 방사선의 조사 시작을 검출할 수 있다(S150). 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량과 상기 시작 임계값의 비교하여 상기 방사선의 조사 시작을 검출(또는 감지)할 수 있다. 예를 들어, 상기 방사선의 비조사 시에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량으로 시작 임계값을 설정하고, 설정된 시작 임계값과 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는(또는 현재 읽어들인) 전하량을 비교하여 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 시작 임계값 이상이면 상기 방사선의 조사 시작으로 판단할 수 있다. 상기 방사선의 조사 시작이 검출된 경우에 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)을 수행할 수 있다. 한편, 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 시작 임계값보다 작으면 상기 방사선의 조사 시작의 비검출로 판단할 수 있다.
상기 시작 임계값은 상기 종료 임계값과 상이한 전하량값일 수 있다. 상기 방사선의 조사에 의해 생성되어 축적되는 상기 영상출력용 전하는 방사선 영상의 생성 시에 암전류 등의 노이즈를 줄일 수 있도록 리셋 후에 축적하게 되며, 방사선 조사 시작의 검출시점에 리셋된 상태가 되어 있어야 하므로, 상기 시작 임계값도 리셋 후에 설정할 수 있다. 상기 종료 임계값은 소정 주기(또는 시간) 동안 축적되는 전하량만을 확인하면 되므로, 별도의 리셋 없이 상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비운 이후에 설정될 수 있다. 이에 따라 상기 시작 임계값은 상기 종료 임계값과 상이하며, 서로 상이한 전하량값을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 방사선 촬영방법은 상기 복수의 픽셀에 전압을 인가하여 상기 복수의 픽셀의 전하량이 일정하게 되도록 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140);을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 복수의 픽셀에 전압을 인가하여 상기 복수의 픽셀의 전하량이 일정하게 되도록 상기 복수의 픽셀을 리셋할 수 있다(S140). 상기 복수의 픽셀에 전압을 인가하여 상기 복수의 픽셀의 전하량을 일정하게 하는 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋을 수행할 수 있으며, 상기 시작 임계값을 설정하기 전 또는 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정(S150)을 수행하기 전에 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋을 수행하여 상기 복수의 픽셀의 전하량이 일정해 지도록 할 수 있고, 상기 방사선의 조사에 의해 생성되어 축적되는 상기 영상출력용 전하가 축적될 수 있는 상태로 만들 수 있다. 한편, 상기 방사선 디텍터의 대기 모드에서 상기 방사선 디텍터의 촬영 모드로 진입할 때에 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140)을 통해 상기 복수의 픽셀의 전하량이 일정하게 되도록 한 후에 상기 촬영 모드를 수행할 수 있다. 즉, 상기 촬영 모드에 진입하였을 때부터 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정(S150)이 수행되며, 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정(S150) 이전(또는 직전)에 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140)이 수행될 수 있다.
상기 시작 임계값을 설정하는 과정(S40)은 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140) 이후에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140) 이후에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정할 수 있으며, 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋이 수행되어 상기 시작 검출픽셀이 상기 영상출력용 전하가 축적될 수 있는 상태가 된 이후에 상기 방사선의 조사 시작의 검출이 수행되는 주기만큼 전하를 축적시켜 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정할 수 있다.
이와 같이, 상기 시작 임계값과 상기 종료 임계값은 상이한 방법으로 설정되며, 리셋의 수행 여부에 따라 각각의 전하량값이 달라질 수 있고, 상기 방사선의 조사 종료의 정확한 검출을 위해 상기 시작 임계값과는 다른 상기 종료 임계값을 통해 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 상기 종료 검출픽셀과 상기 시작 검출픽셀은 동일한 위치의 픽셀(즉, 동일 픽셀)을 사용할 수 있다. 이때, 본 발명의 방사선 촬영방법은 상기 시작 검출픽셀에서 전하를 읽어들이는 과정(S41); 및 상기 시작 검출픽셀에서 전하를 읽어들이는 과정(S41) 이후에 상기 종료 검출픽셀에서 전하를 읽어들이는 과정(S51);을 더 포함할 수 있다.
상기 시작 검출픽셀에서 전하를 읽어들일 수 있다(S41). 상기 시작 검출픽셀에서 전하를 읽어들여 상기 시작 임계값을 설정할 수 있다.
그리고 상기 시작 검출픽셀에서 전하를 읽어들이는 과정(S41) 이후에 상기 종료 검출픽셀에서 전하를 읽어들일 수 있다(S51). 상기 시작 검출픽셀에서 전하를 읽어들이는 과정(S41)으로 비워진 상기 종료 검출픽셀에 소정 주기(또는 시간) 동안(즉, 상기 방사선의 조사 종료의 검출이 수행되는 주기만큼) 전하를 축적시킨 후에 상기 종료 검출픽셀에서 전하를 읽어들여 상기 종료 임계값을 설정할 수 있다.
이러한 경우, 상기 시작 검출픽셀로 상기 방사선의 조사 시작을 검출하면서 상기 시작 검출픽셀이 읽혀지게 되므로, 상기 종료 임계값을 설정하기 전이나 상기 방사선의 조사 종료를 검출하기 전에 상기 종료 검출픽셀이 자연적으로 비워질 수 있고, 별도로 상기 전하를 비우는 과정(S190)을 수행하지 않을 수 있다. 또한, 상기 종료 검출픽셀과 상기 시작 검출픽셀은 상기 방사선의 조사 종료 및 조사 시작의 검출을 위해 전하량이 손실되기 때문에 손실된 전하량 데이터를 보정해야 하므로, 상기 종료 검출픽셀과 상기 시작 검출픽셀이 동일한 위치의 픽셀인 경우에는 보정해야 하는 픽셀의 수를 줄일 수 있어 전하량 데이터를 보정하기 쉬워질 수 있고, 보다 많은 픽셀에서 상기 영상출력용 전하를 읽어들일 수 있어 방사선 영상의 품질이 향상될 수 있다.
상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 시작 임계값보다 작은 경우에는 상기 방사선의 조사 시작의 비검출로 판단할 수 있고, 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140)과 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정(S150)을 다시 수행할 수 있다. 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 시작 임계값보다 작은 경우에는 상기 방사선의 조사 시작의 비검출로 판단할 수 있으며, 상기 방사선의 조사 시작이 비검출된 경우에는 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140)을 수행할 수 있고, 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140)은 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정(S150)을 다시 수행하기 위해 수행될 수 있다. 상기 방사선의 비조사 시에 상기 시작 검출픽셀에는 암전류가 쌓일 수 있고, 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량은 암전류일 수 있다. 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 동안에 상기 복수의 픽셀의 모든 곳에 암전류가 쌓여 있을 수 있으므로, 암전류 등의 노이즈가 없는 고품질의 방사선 영상과 정확한 방사선 조사 시작의 검출을 위해 상기 영상출력용 전하를 축적시키기 전에 상기 복수의 픽셀을 리셋하여 상기 복수의 픽셀에 쌓인 암전류를 제거할 수 있고, 상기 복수의 픽셀의 전하량을 일정하게 할 수 있다.
상기 시작 검출픽셀에서 새로 읽어들이는 전하량과 상기 시작 임계값의 비교에 따라 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출할 수 있으며, 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140) 이후에 상기 시작 검출픽셀에서 새로 읽어들이는 전하량을 상기 시작 임계값과 비교하여 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출할 수 있다.
본 발명에서는 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140)을 수행하고 상기 방사선의 조사 시작을 검출한 후에 리셋 없이 바로 상기 방사선의 조사 종료를 검출할 때까지 상기 방사선의 조사에 의해 생성되는 상기 영상출력용 전하를 축적시킬 수 있으며, 이에 따라 리셋 등으로 인한 방사선의 소실 없이 방사선을 효과적으로 이용할 수 있고, 검진자에게 불필요한 방사선 피폭이 없어 검진자의 피폭선량을 최소화할 수 있다.
이와 같이, 상기 방사선의 조사 시작을 검출한 직후부터 상기 영상출력용 전하를 축적시킬 수 있도록 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋을 수행한 후에 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출할 수 있고, 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋을 수행한 후에 소정 시간 동안 전하가 축적된 상기 시작 검출픽셀에서 새로 읽어들이는 전하량과 상기 시작 임계값을 비교하여 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출할 수 있다.
상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정(S150)은 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140)이 수행되고 제1 시간 동안 전하가 축적되어 수행될 수 있으며, 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)은 상기 전하를 비우는 과정(S190)이 수행되고 상기 제1 시간보다 짧은 제2 시간 동안 전하가 축적되어 수행될 수 있다. 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정(S150)이 반복되는 경우에는 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정(S140)도 반복되어야 하며, 상기 제1 시간이 짧게 되면, 짧은 시간 내에 상기 픽셀의 온/오프(On/Off)와 리셋이 반복되게 되어 잦은 상기 픽셀의 구동(또는 작동)으로 인해 상기 픽셀의 박막 트랜지스터(TFT) 등에 무리가 가게 되고, 상기 픽셀이 열화 또는 손상될 수 있다. 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)에서는 정확한 상기 방사선 조사의 종료 시점을 검출하기 위해 짧은 주기로 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)을 반복할 수 있으며, 리셋 없이 상기 픽셀에 전하를 축적시키고 읽어들이는 것만 수행하면 되므로, 상기 제2 시간을 짧게 할 수 있다. 이에 따라 상기 제1 시간은 상기 제2 시간보다 길 수 있고, 상기 제2 시간은 상기 제1 시간보다 짧을 수 있다.
그리고 본 발명의 방사선 촬영방법은 상기 종료 검출픽셀 (및/또는 상기 시작 검출픽셀)의 전하량 데이터를 보정하는 과정(S400);을 더 포함할 수 있고, 상기 전하량 데이터를 보정하는 과정(S400)은 상기 종료 검출픽셀 (및/또는 상기 시작 검출픽셀)에 (각각) 인접한 픽셀들의 전하량 데이터를 상기 종료 검출픽셀 (및/또는 상기 시작 검출픽셀)에 (각각) 내삽하여 수행할 수 있다.
상기 종료 검출픽셀 (및/또는 상기 시작 검출픽셀)의 전하량 데이터를 보정할 수 있다(S400). 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀에서 일정한 간격으로 전하를 읽어들여 상기 방사선의 조사 종료 및/또는 조사 시작의 검출을 하므로, 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀은 전하량이 손실되게 되며, 이러한 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀의 전하량 손실로 방사선 영상의 품질이 저하될 수 있다. 이에 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀의 전하량 데이터를 보정하여 방사선 영상의 품질 저하를 방지(또는 보상)할 수 있다.
상기 전하량 데이터를 보정하는 과정(S400)은 상기 종료 검출픽셀 (및/또는 상기 시작 검출픽셀)에 (각각) 인접한 픽셀들의 전하량 데이터를 상기 종료 검출픽셀 (및/또는 상기 시작 검출픽셀)에 (각각) 내삽하여 수행할 수 있다. 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀은 전체 상기 복수의 픽셀 중에서 아주 작은 부분을 차지하므로, 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀에 해당하는 전하량 데이터가 손실되어도 큰 문제가 없울 수 있다. 하지만, 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀이 상기 방사선 검출부의 중앙부에 위치하여 중요한 위치일 경우에는 전하량 데이터의 손실이 방사선 영상에 큰 문제가 되므로, 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀에 각각 인접한 픽셀들의 전하량 데이터를 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀에 각각 내삽하여 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀의 전하량 데이터를 보정할 수 있다. 이러한 경우, 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀의 전하량 데이터에 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀에 각각 인접한 픽셀들의 중앙값(median)이 들어가므로, 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀의 전하량 데이터를 손실된 상기 종료 검출픽셀 및/또는 상기 시작 검출픽셀에 해당하는 전하량 데이터의 원 데이터에 근사하게 만들 수 있고, 이에 방사선 영상의 품질을 향상시킬 수 있다. 이로 인해 방사선 영상에 의한 정확한 검진을 가능하게 할 수도 있다.
또한, 본 발명의 방사선 촬영방법은 상기 방사선의 비조사 시에 참조 영상을 획득하는 과정(S90); 및 상기 복수의 픽셀의 전하량 데이터에서 상기 참조 영상의 전하량 데이터를 차감하는 과정;(S450)을 더 포함할 수 있다.
상기 방사선의 비조사 시에 참조 영상을 획득할 수 있고(S90), 상기 복수의 픽셀의 전하량 데이터에서 상기 참조 영상의 전하량 데이터를 차감할 수 있다(S450). 이를 통해 상기 복수의 픽셀의 리셋 시에 상기 복수의 픽셀이 기준 전압(Vref)으로 높아지거나 낮아지는 것을 보상해 줄 수 있다.
한편, 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)은 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값과 미리 설정된 종료 임계값을 비교하거나, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값과 이전에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값을 비교하는 과정(S220)을 포함할 수 있고, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값이 상기 종료 임계값 이하인 경우 또는 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값이 이전에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값 대비 소정 비율 이하인 경우에는 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)에서는 상기 종료 임계값과 비교하는 경우에 비교 대상을 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값으로 하여 상기 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값이 상기 종료 임계값 이하일 때에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다.
그리고 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정(S200)에서는 비교 대상을 다르게 하여 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값과 이전에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값을 비교할 수 있고, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값이 이전에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값 대비 소정 비율 이하인 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단할 수 있다. 이에 따라 상기 방사선의 조사 세기가 작아 상기 방사선의 조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량과 상기 종료 임계값의 차이가 크지 않은 경우에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값과 상기 종료 임계값의 비교에 의해 검출되지 않는 상기 방사선의 조사 종료도 효과적으로 검출할 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 방사선 검출부의 복수의 픽셀 중에서 결정된 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 기초하여 방사선의 조사 종료를 검출함으로써, 별도의 복잡한 장치 없이 제어부를 이용한 게이트 모듈과 리드아웃 모듈의 제어를 통해 간단하게 방사선의 조사 종료를 검출할 수 있다. 또한, 방사선의 조사 종료를 검출하여 영상출력용 전하를 읽어들임으로써, 조사되는 방사선을 소실하지 않으면서 방사선 영상에 효과적으로 이용할 수 있고, 방사선 영상의 품질이 저하되거나 이미지 결함이 발생하는 종래의 문제를 해결할 수 있다. 그리고 방사선의 조사 종료에 맞추어 영상출력용 전하를 읽어들이는 과정을 시작할 수 있어 방사선 촬영의 소요시간이 방사선의 조사 조건에 따라 최적화될 수 있고, 방사선 촬영을 위한 배터리 소모량 등에 있어서도 최적화를 이룰 수 있다. 이에 따라 장비 운영의 효율 저하를 줄일 수 있으며, 방사선 조사와 관련된 설정값을 잘못 설정하는 등과 같은 사용자의 운영 미숙 등으로 인한 방사선 영상의 품질 저하를 일으킬 수 있는 요소들을 억제 또는 방지할 수 있고, 불필요한 소요시간으로 인한 환자의 고통을 경감시킬 수도 있다. 한편, 별도의 장치가 아니라 방사선 검출부의 픽셀로 방사선의 조사 종료를 검출하므로, 진동에 의한 감지 오류 등을 감소시킬 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 방사선 디텍터 110 : 방사선 검출부
111 : 복수의 픽셀 111a: 종료 검출픽셀
111b: 시작 검출픽셀 120 : 게이트 모듈
121 : 게이트 라인 121a: 선택된 게이트 라인
130 : 리드아웃 모듈 131 : 데이터 라인
131a: 선택된 데이터 라인 132 : 연산 증폭기
133 : 가변 커패시터 134 : 리셋 스위치
140 : 제어부 150 : 조사종료 검출부
151 : 전하량값 입력부 152 : 기준값저장부
153 : 종료판단부 154 : 종료 임계값설정부
160 : 조사시작 검출부 161 : 시작 임계값설정부
171 : 기준 전원 172 : 아날로그-디지털 변환기
173 : 데이터 인터페이스 Vref : 기준 전압

Claims (21)

  1. 방사선의 조사에 의해 생성되는 전하가 축적되는 복수의 픽셀을 구비하며, 상기 복수의 픽셀이 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 연결되어 매트릭스 형태로 배열되는 방사선 검출부;
    상기 복수의 게이트 라인 중 적어도 하나의 게이트 라인을 선택하기 위한 게이트 모듈;
    상기 복수의 데이터 라인 중 적어도 하나의 데이터 라인을 선택하여, 선택된 데이터 라인과 상기 게이트 모듈을 통해 선택된 게이트 라인에 의해 결정되는 픽셀에 축적된 전하를 읽어들이기 위한 리드아웃 모듈;
    상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어하기 위한 제어부; 및
    상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 적어도 하나의 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출하기 위한 조사종료 검출부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 방사선의 조사 종료가 검출된 경우에 상기 복수의 픽셀을 스캔하여 영상출력용 전하를 읽어들이도록 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어하는 방사선 디텍터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조사종료 검출부는 상기 방사선의 조사 종료가 비검출된 경우에 상기 종료 검출픽셀에서 새로 읽어들이는 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 다시 검출하는 방사선 디텍터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조사종료 검출부는,
    상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값을 입력받기 위한 전하량값 입력부;
    상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위한 종료 기준값이 저장되는 기준값저장부; 및
    상기 입력받은 전하량값을 상기 종료 기준값과 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위한 종료판단부를 포함하고,
    상기 종료판단부는 상기 입력받은 전하량값이 상기 종료 기준값 이하인 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단하는 방사선 디텍터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 조사종료 검출부는,
    상기 전하량값 입력부에서 상기 방사선의 비조사 시에 입력받은 전하량값을 이용하여 종료 임계값을 설정하기 위한 종료 임계값설정부를 더 포함하고,
    상기 기준값저장부는 상기 종료 임계값을 상기 종료 기준값으로 저장하는 방사선 디텍터.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 기준값저장부는 상기 전하량값 입력부에서 상기 방사선의 조사 시에 입력받은 전하량값보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 저장하는 방사선 디텍터.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는 상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비우도록 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어하고,
    상기 종료 임계값설정부는 상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비운 이후에 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값을 이용하여 상기 종료 임계값을 설정하는 방사선 디텍터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 적어도 하나의 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량과 미리 설정된 시작 임계값의 비교에 따라 상기 방사선의 조사 시작을 검출하기 위한 조사시작 검출부;를 더 포함하고,
    상기 조사시작 검출부는,
    상기 방사선의 비조사 시에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정하기 위한 시작 임계값설정부를 포함하며,
    상기 시작 임계값은 상기 종료 임계값과 상이한 전하량값인 방사선 디텍터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는 전압 인가를 통해 상기 복수의 픽셀의 전하량을 일정하게 하는 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋을 수행하도록 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어하고,
    상기 시작 임계값설정부는 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋이 수행된 이후에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 상기 시작 임계값을 설정하는 방사선 디텍터.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 방사선의 조사 시작이 비검출된 경우에,
    상기 제어부는 상기 복수의 픽셀에 대한 리셋을 수행하도록 상기 게이트 모듈과 상기 리드아웃 모듈을 제어하고,
    상기 조사시작 검출부는 상기 시작 검출픽셀에서 새로 읽어들이는 전하량과 상기 시작 임계값의 비교에 따라 상기 방사선의 조사 시작을 다시 검출하는 방사선 디텍터.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 조사종료 검출부는,
    상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값을 입력받기 위한 전하량값 입력부;
    상기 전하량값 입력부에서 상기 방사선의 비조사 시에 입력받은 전하량값을 이용하여 종료 임계값을 설정하기 위한 종료 임계값설정부; 및
    상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값과 상기 종료 임계값을 비교하거나, 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값과 이전에 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값을 비교하여 상기 방사선의 조사 종료를 판단하기 위한 종료판단부를 포함하고,
    상기 종료판단부는 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값이 상기 종료 임계값 이하인 경우 또는 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값이 이전에 상기 전하량값 입력부에서 입력받은 전하량값에 상기 종료 임계값을 감산한 값 대비 소정 비율 이하인 경우에 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단하는 방사선 디텍터.
  11. 방사선의 조사에 의해 생성되는 전하가 축적되는 복수의 픽셀을 구비하며, 상기 복수의 픽셀이 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 연결되어 매트릭스 형태로 배열되는 방사선 검출부를 포함하는 방사선 디텍터를 이용한 방사선 촬영방법에 있어서,
    방사선 발생장치를 이용하여 상기 방사선 디텍터에 상기 방사선을 조사하는 과정;
    상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 적어도 하나의 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 기초하여 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정; 및
    상기 방사선의 조사 종료가 검출된 경우에 상기 복수의 픽셀을 스캔하여 영상출력용 전하를 읽어들이는 과정;을 포함하는 방사선 촬영방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 방사선의 조사 종료가 비검출된 경우에는 상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정을 다시 수행하는 방사선 촬영방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정은,
    상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 미리 저장된 종료 기준값과 비교하는 과정을 포함하고,
    상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 종료 기준값 이하인 경우에는 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단하는 방사선 촬영방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 방사선의 비조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 전하를 읽어들여 종료 임계값을 설정하는 과정; 및
    설정된 상기 종료 임계값을 상기 종료 기준값으로 저장하는 과정;을 더 포함하는 방사선 촬영방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 방사선의 조사 시에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량보다 소정 비율 작은 값을 상기 종료 기준값으로 저장하는 과정;을 더 포함하는 방사선 촬영방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 종료 검출픽셀에 축적된 전하를 비우는 과정;을 더 포함하고,
    상기 종료 임계값을 설정하는 과정은 상기 전하를 비우는 과정 이후에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 수행되는 방사선 촬영방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 방사선의 비조사 시에 상기 복수의 픽셀 중에서 결정된 상기 시작 검출픽셀에서 전하를 읽어들여 시작 임계값을 설정하는 과정; 및
    상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량을 상기 시작 임계값과 비교하여 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정;을 더 포함하며,
    상기 시작 임계값은 상기 종료 임계값과 상이한 전하량값인 방사선 촬영방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 복수의 픽셀에 전압을 인가하여 상기 복수의 픽셀의 전하량이 일정하게 되도록 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정;을 더 포함하고,
    상기 시작 임계값을 설정하는 과정은 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정 이후에 상기 시작 검출픽셀에서 읽어들인 전하량을 이용하여 수행되는 방사선 촬영방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 시작 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량이 상기 시작 임계값보다 작은 경우에는 상기 방사선의 조사 시작의 비검출로 판단하고, 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정과 상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정을 다시 수행하는 방사선 촬영방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 방사선의 조사 시작을 검출하는 과정은 상기 복수의 픽셀을 리셋하는 과정이 수행되고 제1 시간 동안 전하가 축적되어 수행되며,
    상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정은 상기 전하를 비우는 과정이 수행되고 상기 제1 시간보다 짧은 제2 시간 동안 전하가 축적되어 수행되는 방사선 촬영방법.
  21. 청구항 11에 있어서,
    상기 방사선의 조사 종료를 검출하는 과정은,
    상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값과 미리 설정된 종료 임계값을 비교하거나, 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값과 이전에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값을 비교하는 과정을 포함하고,
    상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량값이 상기 종료 임계값 이하인 경우 또는 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들이는 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값이 이전에 상기 종료 검출픽셀에서 읽어들인 전하량에 상기 종료 임계값을 감산한 값 대비 소정 비율 이하인 경우에는 상기 방사선의 조사 종료의 검출로 판단하는 방사선 촬영방법.
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