KR20210103240A - 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치 - Google Patents

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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4035—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis the source being combined with a filter or grating

Abstract

본 발명은 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치에 관한 것으로 튜브에 방출되는 엑스선의 방사 영역을 조절하는 조리개 본체부 및 방사선 차폐용 필터부가 위치되며, 상기 방사선 차폐용 필터부는 방사선 차폐용 액상물질이 케이싱 내부에 채워진 액상 필터체, 상기 액상 필터체 상에 적층되며 엑스선이 입사되는 방향에 위치되며 다층 구조를 가지고, 방사선을 차폐하는 재질로 제조된 고체 필터체를 포함하여 방사선이 환자에 조사된 후 반사 및 산란되는 방사선 및 수술자에게로 산란 또는 반사하는 전체 방사선을 효율적으로 차단하여 수술자 및 환자에게 전달되는 피폭량을 현저하게 줄일 수 있다.

Description

조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치{RADIATION SHIELD FILTER X-RAY PHOTOGRAPHING APPARATUS HAVING APERTURE}
본 발명은 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치에 관한 것으로 더 상세하게는 방사선 차폐 필터가 구비되어 방사선을 효과적으로 차폐할 수 있도록 한 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치에 관한 발명이다.
일반적으로 병원 엑스레이 촬영실에서 사용하는 엑스레이 촬영장치는 고정형이고, 수술실에서 사용하는 것은 이동형인데, 이동형 엑스레이 촬영장치는 그 형상이 C자 모양이라 하여 C-arm이라 하고, C-arm은 수술실에서 골절 환자, 디스크 환자나 척추 관련 환자 등을 수술할 때 뼈를 맞추거나 나사 또는 핀을 박을 때, 또는 여러 각도로 뼈의 구조를 살펴 본다든지 골절의 도수정복(수술을 하지 않고 뼈를 맞추는 일)을 할 때 정복(整復)이 잘 되었는지 등을 볼 때 엑스레이를 촬영하여 컴퓨터로 영상을 처리해서 모니터에 실시간으로 동영상처럼 볼 수 있도록 해주는 장비로서, 특히 정형외과나 신경외과 수술에서 꼭 필요한 장비이다.
C-arm의 경우 고정식 엑스레이 촬영장치에 비해 피폭량은 적지만, 수술시 C-arm을 켜고 있는 동안(즉 스위치를 밟고 있는 동안, 엑스레이 촬영장치를 운영하는 사람에 따라 30초∼1분 정도임)에는 수술자(여기서 '수술자'라 함은 의사, 간호사, 수술보조자, 엑스레이 촬영장치 운영자 등을 모두 포함하며, 이하에서는 같다)가 지속적으로 방사선에 노출되어 있기 때문에 몇 시간이 걸리는 큰 수술을 하고 나면 수술자들이 방사선에 노출되어 있는 시간이 길기 때문에 방사선 피폭량이 많아지게 되고, 이로 인하여 수술 후에는 극도의 피로감은 물론 이와 같이 방사선에 장시간씩 노출되어 있는 일이 반복되다 보면 암이나 백혈병 등 방사선으로 인한 많은 피해가 발생하게 된다.
0001)한국특허등록 제1070100호 "촬상 장치용 구동 장치"(2011.09.27. 등록)
본 발명의 목적은 엑스레이선의 방사 영역을 조절하는 조리개의 출구에 방사선 차폐 필터가 구비되어 엑스레이 촬영시 방출되는 방사선에 의해 피폭되는 수술자 및 환자를 보호할 수 있는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치의 일 실시예는 엑스선 발생부가 내장되고 엑스선이 방출되는 엑스선 방출구가 위치된 튜브; 및 상기 튜브의 맞은 편에 위치되어 엑스선을 검출하는 디텍터부, 상기 튜브에 장착되어 엑스선 방출구를 통해 방출되는 엑스선의 방사 영역을 조절하는 조리개 본체부, 상기 조리개 본체부를 통과하는 엑스선의 방사선을 차폐하는 방사선 차폐용 필터부를 포함하며, 상기 방사선 차폐용 필터부는 방사선 차폐용 액상물질이 케이싱 내부에 채워진 액상 필터체, 상기 액상 필터체 상에 적층되며 엑스선이 입사되는 방향에 위치되며 다층 구조를 가지고, 방사선을 차폐하는 재질로 제조된 고체 필터체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 액상 필터체는 미립자의 분말로 된 은(銀)(Ag) 10∼30 중량부와, 고분자 분산제(polymeric dispersant) 25∼ 40 중량부와, 물 45∼50 중량부와, 구리(Cu)와 알루미늄(Al) 및 수은(Hg)에서 선택된 한가지 이상의 원소 1∼5중량부를 혼합하여 구성된 액상의 물질이 케이싱 내부에 채워질 수 있다.
본 발명에서 상기 고체 필터체는 상기 액상 필터체의 상, 하부에 각각 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 고체 필터체는 내부에 액체 삽입 필터체가 삽입되어 위치되는 케이싱 형태로 제조될 수 있다.
상기 방사선 차폐용 필터부는 상기 고체 필터체가 위치되고 내부에 상기 액상 필터체가 삽입되어 위치되는 필터 장착 케이싱을 더 포함하고, 상기 필터 장착 케이싱은 엑스선이 통과되는 제1중공부가 구비되고, 내부에 상기 액상 필터체가 삽입되는 필터 삽입부가 위치되는 장착 케이싱부재, 상기 장착 케이싱부재의 개방부에 결합되어 상기 필터 삽입부 내 상기 액상 필터체를 지지하며 엑스선이 통과되는 제2중공부가 구비된 커버 케이싱부재를 포함하며, 상기 고체 필터체는 상기 제1중공부와 상기 제2중공부에 각각 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 방사선 차폐용 필터부는 상기 조리개 본체에 장착되며, 상기 고체 필터체는 엑스선이 입사되는 측에 위치되며 텅스텐 재질로 제조된 제1필터부재 및 상기 제1필터부재에 적층되어 위치되고 B2O3 재질로 제조된 제2필터부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 고체 필터체는 상기 제2필터부재 상에 적층되며 Y2O3와 B2O3의 혼합 재질로 제조된 제3필터부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1필터부재는 텅스텐(W) 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이고, 상기 제2필터부재는 B2O3 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이며, 상기 제3필터부재는 Y2O3 분말과 B2O3 분말을 혼합한 혼합 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터일 수 있다.
본 발명에서 상기 방사선 차폐용 필터부는 상기 튜브의 튜브 하우징부 내에서 엑스선 발생부와 상기 조리개 본체부의 사이에 위치되며, 상기 고체 필터체는 엑스선이 입사되는 측에 위치되며 텅스텐 재질로 제조된 제1필터부재 및 상기 제1필터부재에 적층되어 위치되고 B4C(탄화붕소) 재질로 제조된 제2필터부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 고체 필터체는 상기 제2필터부재 상에 적층되며 Y2O3(이산화이트륨)와 B2O3(삼산화붕소)의 혼합 재질로 제조된 제3필터부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1필터부재는 텅스텐(W) 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이고, 상기 제2필터부재는 B4C 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이며, 상기 제3필터부재는 Y2O3 분말과 B2O3 분말을 혼합한 혼합 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터일 수 있다.
본 발명에서 상기 제1필터부재는 0.1mm 이하의 판형 필터이고, 상기 제2필터부재와 상기 제3필터부재는 상기 제1필터부재보다 2배 이상의 두께를 가지는 판형 필터일 수 있다.
본 발명은 다층 구조의 복합 방사선 차폐 필터로 방사선이 환자에 조사된 후 반사 및 산란되는 방사선 및 수술자에게로 산란 또는 반사하는 전체 방사선을 효율적으로 차단하여 수술자 및 환자에게 전달되는 피폭량을 현저하게 줄이는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 엑스선의 방사 영역을 조절하는 조리개에 방사선 차폐용 필터부가 구비되어 엑스레이 촬영시 방출되는 방사선에 의해 피폭되는 수술자 및 환자를 보호할 수 있어 엑스레이 촬영 시 안전성을 확보하며 엑스레이 촬영장치의 구조를 단순화하고, 제조 비용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치의 일 실시예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치의 일 실시 예를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치의 다른 실시 예를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치의 다른 실시 예를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치에서 조리개 본체부의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 6 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치에서 조리개 본체부의 일 실시예를 도시한 저면도.
도 7은 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치용 조리개 장치의 다른 실시예를 도시한 사시도.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 1을 참고하면 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치는 신경외과나 정형외과 등에서 골절이나 디스크 환자 등의 수술시에 필수적으로 사용하는 장비인 이동형 엑스레이 촬영장치인 C-arm(10)인 것을 일 예로 한다.
본 발명에 따른 이동형 엑스레이 촬영장치인 C-arm(10)은, C자 형태의 프레임(12)의 양단(兩端)에 엑스선 발생부(21)인 튜브(tube, 11)와 엑스레이로 촬영한 이미지를 수신하는 디텍터(dector, 13)가 각각 부착되고, 프레임(12)의 중간부분에 프레임 회전시 중심축이 되는 샤프트와, 하부에 이동을 위한 캐스터가 부착되어 있는 제어부 및 제어부로부터 데이터를 받아 실시간으로 동영상처럼 보여주는 모니터(15)를 구비하게 된다.
즉, 본 발명에 따른 이동형 엑스레이 촬영장치는 C자 형태의 프레임(12), C자 형태의 프레임(12)의 일단부에 위치되며 내부에 엑스선 발생부(21)가 위치되어 엑스선 방출구(22)를 통해 엑스선을 방출하는 튜브(tube, 11), C자 형태의 프레임(12)의 타단부에 위치되며 튜브(tube, 11)에서 방출되는 엑스선을 검출하는 디텍터(13)를 포함한다.
도 1의 (a)는 튜브(11)가 C자 형태의 프레임(12)의 하단부 측에 위치되고, 디텍터(13)가 C자 형태의 프레임(12)의 상단부 측에 위치되어 엑스선이 상향 방사되는 예를 나타내고 있다.
도 1의 (b)는 튜브(11)가 C자 형태의 프레임(12)의 상단부 측에 위치되고, 디텍터(13)가 C자 형태의 프레임(12)의 하단부 측에 위치되어 엑스선이 하향 방사되는 예를 나타내고 있다.
하기에서 본 발명의 튜브(11)는 도 1의 (a)에서 도시된 바와 같이 C자 형태의 프레임(12)의 하단부 측에 위치되어 엑스선을 상향 방사하는 것으로 설명함을 밝혀두며, 도 1의 (b)에서와 같이 튜브(11)가 C자 형태의 프레임(12)의 상단부 측에 위치되어 엑스선을 상향 방사하는 것으로 동일한 원리로 구성될 수 있음을 밝혀둔다.
도 2는 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치에서 튜브(11)의 일 실시예를 도시한 개략도이고, 도 2를 참고하면 튜브(11)는 엑스선 방출구(22)가 위치된 튜브 하우징부(20), 튜브 하우징부(20) 내에 위치되어 튜브 하우징부(20)의 엑스선 방출구(22)로 엑스선을 방출하는 엑스선 발생부(21)를 포함한다.
튜브 하우징부(20)의 엑스선 방출구(22)에는 엑스선의 방사 영역을 조절하는 조리개 본체부(100)가 위치될 수 있다.
조리개 본체부(100)는 튜브 하우징부(20)의 외측면 즉, 튜브 하우징부(20)의 상부면에 장착되는 것을 일 예로 한다.
튜브(11)는 엑스선 방출구(22)가 위치된 튜브 하우징부(20), 튜브 하우징부(20) 내에 위치되어 튜브 하우징부(20)의 엑스선 방출구(22)로 엑스선을 방출하는 엑스선 발생부(21)를 포함한다.
또한, 튜브 하우징부(20)는 엑스선 발생부(21)가 내부에 위치되며 제1엑스선 방출구(22)가 위치되는 베이스 하우징부재(20a), 베이스 하우징부재(20a)의 외측면에 장착되며 내부에 조리개 본체부(100)가 위치되고 제2엑스선 방출구(11b)가 위치되는 조리개 커버 하우징부재(20b)를 포함한다.
조리개 본체부(100)는 엑스선이 통과되는 엑스선 통과부가 위치되고, 엑스선 통과부의 크기를 조절할 수 있는 조리개 구조를 가지는 것을 일 예로 한다.
조리개 구조는 공지의 조리개 구조를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있고 구제척인 실시예는 하기에서 더 상세하게 설명함을 밝혀둔다.
조리개 본체부(100)는 엑스선 통과부의 출구 측에 엑스선의 방사선을 차폐시키는 방사선 차폐용 필터부(200)가 위치된다.
방사선 차폐용 필터부(200)는 미립자의 분말로 된 은(銀)(Ag) 10∼30 중량부와, 고분자 분산제(polymeric dispersant) 25∼ 40 중량부와, 물 45∼50 중량부와, 구리(Cu)와 알루미늄(Al) 및 수은(Hg)에서 선택된 한가지 이상의 원소 1∼5중량부를 혼합하여 구성된 액상의 물질이 케이스 내부에 충전되어 구성된 액상 필터체(210), 액상 필터체(210) 상에 적층되며 엑스선이 입사되는 방향에 위치되며 다층 구조를 가지고 방사선을 차폐하는 재질로 제조된 고체 필터체(220)를 포함하며, 고체 필터체(220)는 액상 필터체(210)의 상, 하부 측 중 적어도 어느 한 측에 위치될 수 있고, 액상 필터체(210)의 상, 하부에 각각 위치될 수 있다.
액상 필터체(210)는 한쌍의 고체 필터체(220) 사이에 위치되는 것을 일 예로 하며, 고체 필터체(220)는 엑스선이 입사되는 측에 위치되며 텅스텐 재질로 제조된 제1필터부재(221), 제1필터부재(221)에 적층되어 위치되고 B2O3 재질로 제조된 제2필터부재(222)를 포함한다.
또한, 고체 필터체(220)는 B2O3 재질로 제조된 제2필터부재(222) 상에 적층되며 Y2O3와 B2O3의 혼합 재질로 제조된 제3필터부재(223)를 더 포함한다.
액상 필터체(210)의 케이싱은 합성수지 재질로 제조되며 엑스선이 통과될 수 있는 공지의 다른 재질로 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
필터 장착 케이싱(230)은 엑스선이 통과되는 제1중공부가 구비되고, 내부에 액상 필터체(210)가 삽입되는 필터 삽입부가 위치되며 엑스선 방출부(21a)에 장착되는 장착 케이싱부재(231), 장착 케이싱부재(231)의 개방부에 결합되어 필터 삽입부 내 액상 필터체(210)를 지지하며 엑스선이 통과되는 제2중공부가 구비된 커버 케이싱부재(232)를 포함한다.
고체 필터체(220)는 제1중공부와 제2중공부에 각각 위치되는 것을 일 예로 하고, 고체 필터체(220)를 내부에 액상 필터체(210)를 삽입할 수 있는 케이싱 형상으로 형성하여 내부에 액상 필터체(210)가 내장된 구조를 가질 수도 있음을 밝혀둔다.
제1필터부재(221)는 텅스텐(W) 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이고, 제2필터부재(222)는 B2O3 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이며, 제3필터부재(223)는 Y2O3 분말과 B2O3 분말을 혼합한 혼합 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터인 것을 일 예로 한다.
제1필터부재(221)는 0.1mm 이하의 판형 필터이고, 제2필터부재(222)와 제3필터부재(223)는 제1필터부재(221)보다 2배 이상의 두께를 가지는 판형 필터인 것을 일 예로 한다.
고체 필터체(220)는 W과 boron 화합물이 서로 다른 에너지를 가지는 방사선을 차폐하기 때문에 산란 엑스선 저감에 큰 효과가 있다.
또한, 고체 필터체(220)는 엑스선이 입사되는 쪽에 텅스텐 재질로 0.1mm 이하의 판형 필터인 제1필터부재(221)를 배치하여 단파장의 고에너지 X-선을 차폐하고 다음 층에 boron 화합물 및 복합체를 배치하는 구성으로 방사선 차폐 효율을 극대화한다.
조리개 본체부(100)에 위치되는 방사선 차폐용 필터부(200)는 튜브 하우징부(20) 즉, 베이스 하우징부재(20a)의 일측에 돌출되게 위치되는 조리개 본체부(100)에서 엑스선의 출구 측에 위치되므로 튜브 하우징부(20) 내 엑스선 발생부(21)와의 거리가 발생되므로 제2필터부재(222)로 B4C 재질보다 B2O3 재질이 더 산란성을 최소화할 수 있음을 호가인하였다.
즉, 최종적으로 조리개 본체부(100)에서 방사선 차폐용 필터부(200)를 장착시켜 적용시킴에 있어 엑스선이 입사되는 측에 위치되는 텅스텐 재질의 제1필터부재(221), B2O3(삼산화붕소) 재질의 제2필터부재(222), Y2O3(이산화이트륨)와 B2O3(삼산화붕소)의 혼합 재질로 제조된 제3필터부재(223)를 포함하는 고체 필터체(220)를 액상 필터체(210)의 상부와 하부 측에 각각 배치한 방사선 차폐용 필터부(200)를 조리개 본체부(100)에서 엑스선의 출구 측에 설치하고 튜브(11)의 엑스선 방출부(21a)에서 방출되는 엑스선을 통과시킨 결과 80%의 산란 엑스선이 저감됨을 확인할 수 있었다.
또한, 제3필터부재(223)는 Y2O3 분말과 B2O3 분말을 혼합한 혼합 분말을 소결하여 엑스선 촬영 시 이미지 개선에도 효과가 있음을 확인하였다.
방사선 차폐용 필터부(200)는 엑스선 발생부(21)의 엑스선 방출부(21a)에 직접 장착되어 엑스선 방출부(21a)를 통해 방출되는 엑스선 내 방사선을 차폐하여 엑스레이 촬영시 방출되는 방사선에 의해 피폭되는 수술자 및 환자를 보호할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치의 다른 실시 예를 도시한 개략도이고, 도 3을 참고하면 방사선 차폐용 필터부(200)는 엑스선 발생부(21)에 직접 장착되어 조리개 본체부(100)와 엑스선 발생부(21) 사이에 위치될 수 있다.
방사선 차폐용 필터부(200)는 엑스선 발생부(21)에서 엑스선이 방출되는 엑스선 방출부(21a) 상에 직접 장착되어 엑스선 방출부(21a)에서 직접 방출되는 엑스선 내 방사선을 차폐하게 된다.
엑스선 발생부(21)는 C-암으로 구성된 공지의 엑스레이 촬영장치에서 공지된 구성으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략한다.
방사선 차폐용 필터부(200)는 엑스선 발생부(21)에서 엑스선 방출부(21a)에 직접 장착되어 엑스선 방출부(21a)에서 방출되는 엑스선에 대한 방사선을 차폐하는 효율을 극대화시킬 수 있다.
엑스선 발생부(21)와 엑스선 발생부(21)에 위치되어 엑스선을 방출하는 엑스선 방출부(21a)의 구성은 상기에서 언급한 바와 같이 공지의 구성으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
방사선 차폐용 필터부(200)는 볼트 체결로 엑스선 방출부(21a)에 장착되는 것을 일 예로 하고, 이외에도 공지의 장착 구조로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
방사선 차폐용 필터부(200)는 미립자의 분말로 된 은(銀)(Ag) 10∼30 중량부와, 고분자 분산제(polymeric dispersant) 25∼ 40 중량부와, 물 45∼50 중량부와, 구리(Cu)와 알루미늄(Al) 및 수은(Hg)에서 선택된 한가지 이상의 원소 1∼5중량부를 혼합하여 구성된 액상의 물질이 케이스 내부에 충전되어 구성된 액상 필터체(210), 액상 필터체(210) 상에 적층되며 엑스선이 입사되는 방향에 위치되며 다층 구조를 가지는 고체 필터체(220)를 포함한다.
고체 필터체(220)는 액상 필터체(210)의 상, 하부 측 중 적어도 어느 한 측에 위치될 수 있고, 액상 필터체(210)의 상, 하부에 각각 위치될 수 있다.
액상 필터체(210)는 한쌍의 고체 필터체(220) 사이에 위치되는 것을 일 예로 하며, 고체 필터체(220)는 엑스선이 입사되는 측에 위치되며 텅스텐 재질로 제조된 제1필터부재(221), 제1필터부재(221)에 적층되어 위치되고 B4C(탄화붕소) 재질로 제조된 제2필터부재(222)를 포함한다.
또한, 고체 필터체(220)는 B4C 재질로 제조된 제2필터부재(222) 상에 적층되며 Y2O3(이산화이트륨)와 B2O3(삼산화붕소)의 혼합 재질로 제조된 제3필터부재(223)를 더 포함한다.
액상 필터체(210)의 케이싱은 합성수지 재질로 제조되며 엑스선이 통과될 수 있는 공지의 다른 재질로 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 방사선 차폐용 필터체는 고체 필터체(220)가 위치되고 내부에 액상 필터체(210)가 삽입되어 위치되는 필터 장착 케이싱(230)을 더 포함한다.
필터 장착 케이싱(230)은 엑스선이 통과되는 제1중공부가 구비되고, 내부에 액상 필터체(210)가 삽입되는 필터 삽입부가 위치되며 엑스선 방출부(21a)에 장착되는 장착 케이싱부재(231), 장착 케이싱부재(231)의 개방부에 나사 결합으로 결합되어 필터 삽입부 내 액상 필터체(210)를 지지하며 엑스선이 통과되는 제2중공부가 구비된 커버 케이싱부재(232)를 포함한다.
고체 필터체(220)는 제1중공부와 제2중공부에 각각 위치되는 것을 일 예로 하고, 고체 필터체(220)를 내부에 액상 필터체(210)를 삽입할 수 있는 케이싱 형상으로 형성하여 내부에 액상 필터체(210)가 내장된 구조를 가질 수도 있음을 밝혀둔다.
제1필터부재(221)는 텅스텐(W) 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이고, 제2필터부재(222)는 B4C 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이며, 제3필터부재(223)는 Y2O3 분말과 B2O3 분말을 혼합한 혼합 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터인 것을 일 예로 한다.
제1필터부재(221)는 0.1mm 이하의 판형 필터이고, 제2필터부재(222)와 제3필터부재(223)는 제1필터부재(221)보다 2배 이상의 두께를 가지는 판형 필터인 것을 일 예로 한다.
고체 필터체(220)는 W과 boron 화합물이 서로 다른 에너지를 가지는 방사선을 차폐하기 때문에 산란 엑스선 저감에 큰 효과가 있다.
또한, 고체 필터체(220)는 엑스선이 입사되는 쪽에 텅스텐 재질로 0.1mm 이하의 판형 필터인 제1필터부재(221)를 배치하여 단파장의 고에너지 X-선을 차폐하고 다음 층에 boron 화합물 및 복합체를 배치하는 구성으로 방사선 차폐 효율을 극대화한다.
최종적으로 엑스선이 입사되는 측에 위치되는 텅스텐 재질의 제1필터부재(221), B4C 재질의 제2필터부재(222), Y2O3와 B2O3의 혼합 재질로 제조된 제3필터부재(223)를 포함하는 고체 필터체(220)를 액상 필터체(210)의 상부와 하부 측에 각각 배치하여 튜브(11)의 엑스선 방출부(21a)에서 방출되는 엑스선을 통과시킨 결과 80%의 산란 엑스선이 저감됨을 확인할 수 있었다.
또한, 제3필터부재(223)는 Y2O3 분말과 B2O3 분말을 혼합한 혼합 분말을 소결하여 엑스선 촬영 시 이미지 개선에도 효과가 있음을 확인하였다.
방사선 차폐용 필터부(200)는 엑스선 발생부(21)의 엑스선 방출부(21a)에 직접 장착되어 액스선 방출구를 통해 방출되는 엑스선 내 방사선을 차폐하여 엑스레이 촬영시 방출되는 방사선에 의해 피폭되는 수술자 및 환자를 보호할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치의 다른 실시 예를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치에서 조리개 본체부(100)의 일 실시예를 도시한 사시도이며, 도 6 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치에서 조리개 본체부(100)의 일 실시예를 도시한 저면도이다.
도 4 내지 도 6을 참고하여 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치에서 조리개 본체부(100)의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.
튜브(11)의 베이스 하우징부재(20a)에는 내부의 엑스선 발생부(21)에서 발생된 엑스선이 통과되는 제1엑스선 방출구(11a)가 위치되고, 제1엑스선 방출구(11a)는 조리개 장착부(11b)에 위치된다.
그리고, 조리개 본체부(100)는 조리개 장착부(11b)에 장착되어 제1엑스선 방출구(11a)를 통과한 엑스선이 통과되는 엑스선 통과부가 위치되고 엑스선 통과부의 개폐 크기를 조절하는 조리개부(130)를 포함한다.
방사선 차폐용 필터부(200)는 엑스선 통과부를 가리도록 위치되고, 엑스선 통과부를 통과하는 엑스선에서 방사선을 차폐한다.
방사선 차폐용 필터부(200)는 엑스선 통과부의 출구 측 즉, 하기의 조리개 프레이트부재에서 제2조리개 플레이트부재(120)의 제2엑스선 배출구(121)를 가리도록 위치되는 것을 일 예로 한다.
방사선 차폐용 필터부(200)는 액상 필터체(210)와 고체 필터체(220)를 포함하는 것으로 상기에서 언급한 실시예와 동일하게 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
필터 장착 케이싱(230)은 조리개부(130)에 볼트 체결로 장착될 수 있도록 볼트구멍이 위치된 복수의 볼트 장착부가 위치되는 것을 일 예로 한다.
더 상세하게 조리개 본체부(100)는 튜브(11)에 장착되며 엑스선이 통과되는 제1엑스선 배출구(110a)가 위치된 베이스 플레이트부재(110), 베이스 플레이트부재(110) 상에 이격되게 위치되고 엑스선이 통과되는 제2엑스선 배출구(121)가 위치된 조리개 플레이트부재(120), 조리개 플레이트부재(120)에 장착되어 제2엑스선 배출구(121)의 개폐하여 제2엑스선 배출구(121)의 개폐 크기를 조절하는 조리개부(130), 조리개부(130)를 작동시켜 제2엑스선 배출구(121)의 개폐 크기를 조절시키는 조리개 작동부(140)를 포함할 수 있다.
또한, 조리개 본체부(100)는 베이스 플레이트부재(110)에 장착되어 제1엑스선 배출구(110a)를 개폐하는 개폐 도어부(150), 개폐 도어부(150)를 작동시켜 제1엑스선 배출구(110a)를 개폐시키는 도어 작동부(160)를 포함할 수 있다.
개폐 도어부(150)는 제1엑스선 배출구(110a)의 중심에서 만나 제1엑스선 배출구(110a)를 막고 직선 왕복이동되어 제1엑스선 배출구(110a)를 개폐하는 제1도어패널부재(151)와 제2도어패널부재(152)를 포함한다.
도어 작동부(160)는 제1도어패널부재(151)와 제2도어패널부재(152)를 각각 작동시키기 위한 제1도어 작동용 회전모터(161)와 제2도어 작동용 회전모터(162), 제1도어 작동용 회전모터(161)와 제2도어 작동용 회전모터(162)의 회전력을 각각 제1도어패널부재(151)와 제2도어패널부재(152)로 전달하는 복수의 기어를 포함한 제1도어 작동 기어부(163)와 제2도어 작동 기어부(164)를 포함할 수 있다.
제1도어패널부재(151)는 제1도어 작동용 회전모터(161)의 회전력에 의해 직선 왕복 이동되고, 제2도어 패널부재는 제2도어 작동용 회전모터(162)의 회전력에 의해 제1도어 패널부재와 서로 반대 방향으로 직선 이동된다.
즉, 제1도어패널부재(151)와 제2도어패널부재(152)는 서로 마주보는 방향으로 이동되어 제1엑스선 배출구(110a)를 닫거나 서로 대향되는 방향으로 이동되어 제1엑스선 배출구(110a)를 열게 된다.
도어 작동부(160)는 하나의 도어 작동용 회전모터를 구비하고, 도어 작동용 회전모터의 회전력을 전달받아 회전되며 제1도어패널부재(151)와 제2도어패널부재(152)에 각각 서로 반대 방향으로 나사결합되는 작동 스크류를 포함할 수도 있고, 이외에도 제1도어패널부재(151)와 제2도어패널부재(152)를 서로 다른 방향으로 이동시킬 수 있도록 하는 공지의 다양한 직선 이동 변환 구조를 이용하여 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
조리개부(130)는 조리개 플레이트부재(120)와 이격되게 위치되고 엑스선이 통과되는 제3엑스선 배출구(131a)가 위치되며 회전 가능하게 위치되는 회전 플레이트부재(131), 회전 플레이트부재(131)와 조리개 플레이트부재(120)의 사이에 위치되고 일단부 측이 회전 플레이트부재(131)에 회전 가능하게 연결되고 타단부 측이 조리개 플레이트부재(120)에 회전 가능하게 연결되고 제2엑스선 배출구(121)의 개폐 크기를 조절하는 복수의 조리개용 원호형 띠부재(132)를 포함한다.
그리고, 조리개 작동부(140)는 조리개 플레이트부재(120)를 회전시켜 복수의 조리개용 원호형 띠부재(132)가 조리개 플레이트부재(120)에 연결된 타단부 측을 중심으로 회전되면서 제2엑스선 배출구(121)의 개폐 크기를 조절할 수 있도록 한다.
조리개 작동부(140)는 조리개 플레이트부재(120)에서 이격되게 세워지는 플레이트 지지부재(142), 플레이트 지지부재(142)의 단부 측에 단부 측에 회전 가능하게 위치되고 외주면에 회전 플레이트부재(131)가 삽입되는 플레이트 지지홈(142a)이 위치된 플레이트 회전 안내용 롤부재(142), 회전 플레이트부재(131)를 회전시키기 위한 회전력을 발생시키는 조리개 작동용 회전모터(143), 조리개 회전 모터의 회전력을 회전 플레이트부재(131)로 전달하는 회전력 전달부(144)를 포함한다.
회전력 전달부(144)는 회전 플레이트부재(131) 상에 장착되어 고정되고 엑스선이 통과되는 제4엑스선 배출구(144b)가 위치되는 플레이트 작동 기어(144a), 조리개 작동용 회전모터(143)의 샤프트에 위치되는 메인 피니언 기어(144c), 메인 피니언 기어(144c)와 플레이트 작동 기어(144a) 사이에 위치되는 감속 기어(144d)를 포함할 수 있다.
플레이트 작동 기어(144a) 상에는 방사선 차폐용 필터부(200) 즉, 액상 필터체(210)가 제4엑스선 배출구(144b)를 커버하도록 위치된다.
즉, 엑스선 발생부(21)에서 발생된 엑스선은 제1엑스선 방출구(11a), 제1엑스선 배출구(110a), 제2엑스선 배출구(121), 제3엑스선 배출구(131a), 제4엑스선 배출구(144b)를 순차적으로 통과하고 최종적으로 방사선 차폐용 필터부(200)인 액상 필터체(210)를 통과하면서 배출되어 방사선이 제거되게 된다.
또한, 도 7은 본 발명에 따른 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이고, 도 5를 참고하면 방사선 차폐용 필터부(200)와 겹쳐지게 위치되어 엑스선이 통과되고 방사선을 차폐할 수 있는 금속 재질의 방사선 차폐 패널부재(220)를 더 포함할 수 있다.
방사선 차폐 패널부재(220)는 알루미늄 재질 또는 알루미늄을 포함한 합금으로 제조되는 것을 일 예로 하고, 이외에도 방사선을 차폐할 수 있는 다양한 재질의 금속으로 제조될 수 있음을 밝혀둔다.
방사선 차폐 패널부재(220)는 플레이트 작동 기어(144a) 상에 볼트 체결로 장착되어 제4엑스선 배출구(144b)를 커버하도록 위치되고, 액상 필터체(210)는 방사선 차폐 패널부재(220) 상에 적층되게 위치되어 제4엑스레이 배출구를 커버하도록 위치되는 것을 일 예로 한다.
엑스선 발생부(21)에서 발생된 엑스선은 두개의 차폐 필터 즉, 금속 재질의 방사선 차폐 패널부재(220), 케이싱 내부에 액상의 차폐물질이 채워진 액상 필터체(210)를 통과하여 방사선이 더 효율적으로 제거될 수 있다.
본 발명은 엑스선의 방사 영역을 조절하는 조리개 본체부(100)에 방사선 차폐용 필터부(200)가 구비되어 엑스레이 촬영시 방출되는 방사선에 의해 피폭되는 수술자 및 환자를 보호할 수 있어 엑스레이 촬영 시 안전성을 확보하며 엑스레이 촬영장치의 구조를 단순화하고, 제조 비용을 절감하는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
10 : C-arm 11 : 튜브(tube)
11a : 제 1 엑스선 방출구 11b : 제2엑스선 방출구
11c : 조리개 장착부
13 : 디텍터(dector) 15 : 모니터
20 : 튜브 하우징부 20a : 베이스 하우징부재
20b : 조리개 커버 하우징부재 21 : 엑스선 발생부
21a : 엑스선 방출부 22 : 엑스선 방출구
100 : 조리개 본체부 110 : 베이스 플레이트부재
110a : 제1엑스선 배출구 120 : 조리개 플레이트부재
121 : 제2엑스선 배출구 130 : 조리개부
131 : 회전 플레이트부재 131a : 제3엑스선 배출구
132 : 조리개용 원호형 띠부재 140 : 조리개 작동부
141 : 플레이트 지지부재
142 : 플레이트 회전 안내용 롤부재 142a : 플레이트 지지홈
143 : 조리개 작동용 회전모터 144 : 회전력 전달부
144a : 플레이트 작동 기어 144b : 제4엑스선 배출구
144c : 메인 피니언 기어 144d : 감속 기어
150 : 개폐 도어부 151 : 제1도어패널부재
152 : 제2도어패널부재 160 : 도어 작동부
161 : 제1도어 작동용 회전모터 162 : 제2도어 작동용 회전모터
163 : 제1도어 작동 기어부 164 : 제2도어 작동 기어부
200 : 방사선 차폐용 필터부 210 : 액상 필터체
220 : 고체 필터체 221 : 제1필터부재
222 : 제2필터부재 223 : 제3필터부재
230 : 필터 장착 케이싱 231 : 장착 케이싱부재
232 : 커버 케이싱부재
300 : 방사선 차폐 패널부재

Claims (12)

  1. 엑스선 발생부가 내장되고 엑스선이 방출되는 엑스선 방출구가 위치된 튜브; 및
    상기 튜브의 맞은 편에 위치되어 엑스선을 검출하는 디텍터부,;
    상기 튜브에 장착되어 엑스선 방출구를 통해 방출되는 엑스선의 방사 영역을 조절하는 조리개 본체부; 및
    상기 조리개 본체부를 통과하는 엑스선의 방사선을 차폐하는 방사선 차폐용 필터부를 포함하며,
    상기 방사선 차폐용 필터부는,
    방사선 차폐용 액상물질이 케이싱 내부에 채워진 액상 필터체; 및
    상기 액상 필터체 상에 적층되며 엑스선이 입사되는 방향에 위치되며 다층 구조를 가지고, 방사선을 차폐하는 재질로 제조된 고체 필터체를 포함하는 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 액상 필터체는 미립자의 분말로 된 은(銀)(Ag) 10∼30 중량부와, 고분자 분산제(polymeric dispersant) 25∼ 40 중량부와, 물 45∼50 중량부와, 구리(Cu)와 알루미늄(Al) 및 수은(Hg)에서 선택된 한가지 이상의 원소 1∼5중량부를 혼합하여 구성된 액상의 물질이 케이싱 내부에 채워지는 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 고체 필터체는 상기 액상 필터체의 상, 하부에 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 고체 필터체는 내부에 액체 삽입 필터체가 삽입되어 위치되는 케이싱 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 고체 필터체가 위치되고 내부에 상기 액상 필터체가 삽입되어 위치되는 필터 장착 케이싱을 더 포함하고,
    상기 필터 장착 케이싱은,
    엑스선이 통과되는 제1중공부가 구비되고, 내부에 상기 액상 필터체가 삽입되는 필터 삽입부가 위치되는 장착 케이싱부재;
    상기 장착 케이싱부재의 개방부에 결합되어 상기 필터 삽입부 내 상기 액상 필터체를 지지하며 엑스선이 통과되는 제2중공부가 구비된 커버 케이싱부재를 포함하며,
    상기 고체 필터체는,
    상기 제1중공부와 상기 제2중공부에 각각 위치되는 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사선 차폐용 필터부는 상기 조리개 본체에 장착되며,
    상기 고체 필터체는,
    엑스선이 입사되는 측에 위치되며 텅스텐 재질로 제조된 제1필터부재; 및
    상기 제1필터부재에 적층되어 위치되고 B2O3 재질로 제조된 제2필터부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 고체 필터체는,
    상기 제2필터부재 상에 적층되며 Y2O3와 B2O3의 혼합 재질로 제조된 제3필터부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1필터부재는 텅스텐(W) 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이고, 상기 제2필터부재는 B2O3 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이며, 상기 제3필터부재는 Y2O3 분말과 B2O3 분말을 혼합한 혼합 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터인 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 방사선 차폐용 필터부는 상기 튜브의 튜브 하우징부 내에서 엑스선 발생부와 상기 조리개 본체부의 사이에 위치되며,
    상기 고체 필터체는,
    엑스선이 입사되는 측에 위치되며 텅스텐 재질로 제조된 제1필터부재; 및
    상기 제1필터부재에 적층되어 위치되고 B4C(탄화붕소) 재질로 제조된 제2필터부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 고체 필터체는,
    상기 제2필터부재 상에 적층되며 Y2O3(이산화이트륨)와 B2O3(삼산화붕소)의 혼합 재질로 제조된 제3필터부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1필터부재는 텅스텐(W) 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이고, 상기 제2필터부재는 B4C 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터이며, 상기 제3필터부재는 Y2O3 분말과 B2O3 분말을 혼합한 혼합 분말을 소결하여 플레이트 형태로 제조된 판형 필터인 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
  12. 청구항 7 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 제1필터부재는 0.1mm 이하의 판형 필터이고, 상기 제2필터부재와 상기 제3필터부재는 상기 제1필터부재보다 2배 이상의 두께를 가지는 판형 필터인 것을 특징으로 하는 조리개를 구비한 엑스레이 촬영장치.
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