KR20220087276A - 저선량 ct 구동 장치 - Google Patents

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KR20220087276A
KR20220087276A KR1020200177815A KR20200177815A KR20220087276A KR 20220087276 A KR20220087276 A KR 20220087276A KR 1020200177815 A KR1020200177815 A KR 1020200177815A KR 20200177815 A KR20200177815 A KR 20200177815A KR 20220087276 A KR20220087276 A KR 20220087276A
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주식회사 나노레이
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Abstract

본 발명은 저선량 CT 구동 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치는 본체와, X선을 조사하는 X선 조사유닛와, X선 조사유닛과 대향되게 설치되고, X선 조사유닛에서 조사되는 X선을 검출하는 센서부와, X선 조사유닛 및 센서부를 지지하는 지지부 및 지지부와 본체를 연결하고 지지부를 회전하여 피검자를 촬영하는 회전부를 포함하고, X선 조사유닛은 케이스와, X선을 생성하여 일방향으로 조사하는 조사부와, 중앙내부에 형성되는 체결홀 및 조사부에서 조사된 X선을 조사시키기 위해 일정한 간격마다 배열되는 하나 이상의 조사홀을 포함하는 콜리메이터 및 체결홀에 체결되어 콜리메이터를 일방향으로 회전시키는 샤프트를 포함하며, X선 조사유닛은 콜리메이터를 일방향으로 회전시키고, X선을 조사홀에 조사시켜 CT 촬영을 진행하며, CT 촬영이 진행될 때에는 X선을 조사홀에 조사시키되, CT 촬영이 진행되지 않을 경우 X 선이 콜리메이터의 표면에 조사시켜 X선이 외부로 조사되는 것을 방지할 수 있다.

Description

저선량 CT 구동 장치{Low-dose CT driving device}
본 발명은 저선량 CT 구동 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 촬영 물체를 회전하여 촬영할 때, X선이 촬영 물체에 조사되는 양을 최소화하기 위한 저선량 CT 구동 장치에 관한 것이다.
엑스선은 광전효과(photoelectric effect), 콤프턴산란(compton scattering) 등 엑스선의 진행경로 상에 놓인 물질의 엑스선 감쇄 계수에 따라 감쇄된다.
엑스선 촬영은 이 같은 엑스선의 투과특성을 이용한 방사선사진법으로서, 촬영대상을 투과하는 과정 중에 누적된 감쇄량에 근거해서 촬영대상의 내부구조에 대한 엑스선 영상을 획득한다. 그리고 이를 위한 엑스선 영상 촬영장치는 촬영대상을 향해 엑스선을 조사하는 엑스선 방출원, 촬영대상을 사이에 두고 엑스선 방출원과 대향 배치되어 촬영대상을 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 센서, 엑스선 센서의 검출결과를 통해 촬영대상영역(FOV, Field Of View)의 엑스선 영상을 구현하는 영상처리장치를 포함한다.
한편, 최근 들어 엑스선 촬영은 반도체 및 정보처리기술의 발전에 힘입어 디지털 센서를 이용한 DR(Digital Radiography)로 빠르게 대체되는 가운데 촬영방법 또한 목적 등에 따라 다양하게 진보하고 있다.
일례로, 치과 분야의 엑스선 파노라마 영상은 촬영대상, 즉 피검자의 악궁을 따라 엑스선 방출원과 엑스선 센서를 대향 이동시키면서 엑스선 촬영을 하고, 이들 촬영 결과를 적절히 이어 붙여 악궁 궤적 내 원하는 포커스 레이어(focus layer)에 대한 치아 및 주변조직의 배치관계를 투과영상으로 펼쳐 표시한다. 이를 위해 엑스선 방출원과 엑스선 센서는 그 사이의 회전축을 따라 소정의 각도범위에서 회전운동하는 동시에 피검자의 전후 방향으로 소정의 길이범위에서 직선운동을 한다.
엑스선 파노라마 영상은 치아 및 주변조직의 전체적인 배치관계를 쉽게 파악할 수 있어 치과 전문의에게 가장 익숙한 표준영상으로 활용되고 있다. 하지만, 엑스선 파노라마 영상을 얻기 위해서는 엑스선 방출원과 엑스선 센서의 회전운동과 직선운동의 연동을 위한 다축 구동계가 필요하다는 단점을 나타낸다.
또 다른 일례로, 치과 분야의 엑스선 CT 영상은 촬영대상, 즉 피검자의 두부를 사이에 두고 엑스선 방출원과 엑스선 센서를 대향 회전시키면서 엑스선 촬영을 하고, 이들 촬영 결과를 재구성하여 두부를 포함하는 촬영대상영역에 대한 3차원 엑스선 영상을 표시한다. 이를 위해 엑스선 방출원과 엑스선 센서는 촬영대상을 지나는 회전축을 따라 소정의 각도범위에서 대향 회전한다.
엑스선 CT 영상은 촬영대상에 대한 3차원 엑스선 영상은 물론 사용자가 원하는 위치 및 방향에 따른 단층 영상을 정확하고 선명하게 표시할 수 있어 임플란트 시술 등 고도의 정밀성이 요구되는 분야에 활용되고 있다. 하지만, 일반적인 엑스선 CT 영상은 피검자에게 조사되는 방사선량이 상대적으로 많고 고가의 대면적 엑스선 센서가 필요하다는 단점을 나타낸다.
또한, 엑스선 CT 영상은 촬영 대상을 연속으로 촬영할 때, 엑스선이 촬영 대상에 그대로 노출되는 현상이 있으며, 이를 해결하고자 하는 기술연구가 대두되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0088679호
본 발명의 목적은 촬영 물체를 회전하여 촬영할 때, X선이 촬영 물체에 조사되는 양을 최소화하기 위한 저선량 CT 구동 장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여,
본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치는 본체;
X선을 조사하는 X선 조사유닛;
상기 X선 조사유닛과 대향되게 설치되고, 상기 X선 조사유닛에서 조사되는 X선을 검출하는 센서부;
상기 X선 조사유닛 및 센서부를 지지하는 지지부;및
상기 지지부와 본체를 연결하고 상기 지지부를 회전하여 피검자를 촬영하는 회전부;를 포함하고,
상기 X선 조사유닛은 케이스;
X선을 생성하여 일방향으로 조사하는 조사부;
중앙내부에 형성되는 체결홀 및 상기 조사부에서 조사된 X선을 조사시키기 위해 일정한 간격마다 배열되는 하나 이상의 조사홀을 포함하는 콜리메이터; 및
상기 체결홀에 체결되어 상기 콜리메이터를 일방향으로 회전시키는 샤프트; 를 포함하며,
상기 X선 조사유닛은 상기 콜리메이터를 일방향으로 회전시키고, X선을 상기 조사홀에 조사시켜 CT 촬영을 진행하며, CT 촬영이 진행될 때에는 X선을 상기 조사홀에 조사시키되, CT 촬영이 진행되지 않을 경우 X 선이 콜리메이터의 표면에 조사시켜 X선이 외부로 조사되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치에 있어서, 상기 본체의 내부에 상기 CT 촬영의 프레임 및 상기 콜리메이터의 초당회전수(RPS)를 설정 및 제어하는 제어부; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치에 있어서, 상기 본체의 일측에 설치되고 피검자의 턱이 지지되는 턱받침부; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치에 있어서, 상기 조사홀은 1 내지 60 중 어느 하나를 선택하여 상기 콜리메이터에 형성되며, 상기 조사홀이 형성된 수에 따라 콜리메이터의 초당회전수를 상기 제어부에서 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치에 있어서, 상기 센서부에서 검출된 X선으로 영상을 재구성하는 영상처리부를 더 포함할 수 있다.
이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일실시 예에 따르면, 촬영 물체를 CT 촬영 할 때만 X선을 노출시키고, 촬영하지 않을 때에는 X선을 방출하지 않는 구조로 이루어지며, 촬영 물체가 X선의 노출을 최소화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치의 구성을 나타내 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치의 X선 조사유닛을 나타내 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치의 콜리메이터를 나타내 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치의 CT 촬영의 프레임 별로 X선을 촬영 물체에 노출시키는 것을 나타내 보인 그래프이다.
본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 저선량 CT 구동 장치는 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 저선량 CT 장치(100)는, 본체(110), 턱받침부(120), X선 조사유닛(140), 센서부(130), 지지부(150) 및 회전부(160)를 포함하여 구성된다.
상기 턱받침부(120)는 상기 본체(110))의 일측에 설치되고 피검자의 턱이 지지된다. 상기 턱받침부(120)에 의해 피검자의 턱이 안정적으로 지지되고 피검자의 구강이 유동되는 것을 방지하여 안정적으로 CT촬영을 할 수 있다.
상기 센서부(130)는 피검자를 사이에 두고 X선 조사유닛(140)과 대향되게 설치되고, X선 조사유닛(140)으로부터 조사되는 X선을 검출하는 검출센서(미도시)를 포함하여 구성되며, X선 조사유닛(140)으로부터 조사되어 피검자를 투과한 X선을 검출한다.
상기 검출센서는 디지털 X선 센서일 수 있으며, 방사선을 가시광선으로 변환하여 이를 다시 전기 신호로 변환하는 간접 변환(indirect conversion)방식과 방사선을 직접 전기 신호로 변환하는 직접 변환(direct conversion)방식이 사용될 수 있고, 간접 변환 방식은 방사선을 가시광선으로 변환하는 신틸레이터(scintillator) 및 가시광선을 감지하는 디지털 영상 센서를 포함할 수 있고, 직접 변한 방식은 반도체 물질을 이용하여 방사선을 전기 신호로 변환하는 광전변환부와 이를 영상 신호로 바꾸는 신호처리부가 결합된 형태이며, 방시선이 곧바로 전기 신호로 변환되기 때문에 효율이 높고 높은 해상도의 구형이 가능할 수 있다.
상기 센서부(130)에서 검출된 X선 영상은 영상처리부(미도시)에서 재구성될 수 있다. 상기 영상처리부는 FDK filltered back-projection 기법으로 재구성을 수행할 수 있다.
상기 X선 조사유닛(140)은 일측에 X선 조사구가 형성되고 X선 조사구를 통해 X선을 조사하여 X선이 피검자를 투과하도록 한다.
상기 지지부(150)는 상기 X선 조사유닛(140) 및 센서부(130)를 지지한다. 보다 구체적으로, 상기 X선 조사유닛(140) 및 센서부(130)는 피검자를 사이에 두고 대향되게 상기 지지부(150)에 결합되어 배치된다.
상기 회전부(160)는 상기 지지부(150)와 본체(110)를 연결하고, 상기 지지부(150)를 회전한다. 상기 지지부(150)가 회전하며 피검자를 사이에 두고 대향되게 설치된 X선 조사유닛(140) 및 센서부(130)가 작동하며 상기 피검자를 촬영한다. 즉, 상기 X선 조사유닛(140)과 센서부(130)는 함께 회전하거나 위 아래로 구동된다.
상기 회전부(160)는 연속하여 회전할 수 있다.
상기 회전부(160)는 상기 지지부(150)를 위 아래로 구동하는 구동부재(161)를 더 포함한다. 상기 회전부(160)가 회전하면서 구동부재(161)가 아래로 구동되고 전체적으로 피검자를 촬영할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, X선 조사유닛(140)은 케이스(141)와, X선을 생성하여 일방향으로 조사하는 조사부(142)와, X선을 콜리메이션하는 콜리메이터(144) 및 콜리메이터(144)의 내부중앙에 체결되어 콜리메이터(144)를 일방향으로 회전시키는 샤프트(143)을 포함하여 구성될 수 있다.
케이스(141)는 내부에 조사부(142) 및 콜리메이터(144)를 수용할 수 있는 공간이 마련되고, 일면에 조사부(142)에서 조사되는 X선을 외부로 노출시킬 수 있도록 관통홀(141a)이 마련될 수 있다.
조사부(142)는 외부로부터 공급받은 전력을 이용하여 X선을 생성하고, 이를 일방향 더욱 구체적으로는 관통홀(141a)을 향해 조사하도록 구성될 수 있다.
조사부(142) 및 관통홀(141a)의 사이에 콜리메이터(144)를 설치하여 조사부(142)에서 조사되는 X선의 일부를 차단할 수 있도록 구성될 수 있다.
콜리메이터(144)의 내부중앙에 체결홀(145)이 형성되고, 체결홀(145)에 샤프트(143)가 설치될 수 있다.
샤프트(143)는 외부로부터 제공받은 동력(모터 등)을 콜리메이터(144)로 전달할 수 있으며, 콜리메이터(144)가 일방향으로 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 콜리메이터(144)는 상기한 바와 같이, 내부중앙에 체결홀(145)이 형성되고, 체결홀(145)을 기준으로 외측을 향하여 조사홀(146)이 일정한 간격마다 배열될 수 있다.
조사홀(146)은 X선을 통과시킬 수 있는 홀이 마련되며, 이러한 조사홀(146)은 콜리메이터(144)에 1 내지 60개의 범위 내에서 형성될 수 있다.
이러한 조사홀(146)이 하나 이상 형성된 콜리메이터(144)는 일방향으로 회전하게 되면 조사홀(146)을 통해 X선이 통과되거나, 콜리메이터(144)의 표면에 막혀 X선이 케이스(141)의 외부로 조사되는 것을 방지할 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 콜리메이터(144)가 일방향으로 회전하게 되면, X선이 조사홀(146)에 통과되어 촬영 대상에 대한 1프레임을 촬영(E)할 수 있고, X선이 콜리메이터(144)의 표면에 방출하면, X선이 X선 조사유닛(140)의 외부로 방출되는 것을 방지함으로써, 촬영 물체에 피폭을 방지하는(O)을 기능을 반복적으로 수행할 수 있다.
즉, 콜리메이터(144)가 일방향으로 회전시켜 X선을 조사하는 양 만큼 촬영 대상에 대한 CT 촬영을 진행할 수 있으며, CT 촬영이 되지 않는 시간에는 X선을 조사하지 않음으로써, 촬영 대상에 X선 노출을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본체(110)의 내부에 Ct 촬영의 프레임 및 콜리메이터(144)의 초당회전수(RPS:revolution per Second)를 설정 및 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제어부는 콜리메이터(144)의 회전수 및 CT 촬영의 프레임을 설정하여, Ct 촬영의 프레임에 알맞게 콜리메이터(144)의 회전수를 제어할 수 있다. 이 때, 콜리메이터(144)에 형성된 조사홀(146)의 갯수만큼 콜리메이터(144)의 회전수를 상이하게 제어해야 사전에 설정한 CT 촬영의 프레임만큼 촬영할 수 있다.
즉, 콜리메이터(144)에 형성된 조사홀(146)의 갯수와, 콜리메이터(144)의 초당회전수에 따라 CT 촬영의 프레임이 결정될 수 있으며, 반대로, CT 촬영의 프레임이 결정되면(사전에 설정되면), 조사홀(146)의 갯수를 파악한 이후, 초당회전수를 산출할 수 있다.
이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 저선량 CT 구동 장치는 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 저선량 CT 장치 110 본체
120 턱받침부 130 센서부
140 X선 조사유닛 141 케이스
141a 관통홀 142 조사부
143 샤프트 144 콜리메이터
145 체결홀 146 조사홀
150 지지부 160 회전부
161 구동부재

Claims (5)

  1. 본체;
    X선을 조사하는 X선 조사유닛;
    상기 X선 조사유닛과 대향되게 설치되고, 상기 X선 조사유닛에서 조사되는 X선을 검출하는 센서부;
    상기 X선 조사유닛 및 센서부를 지지하는 지지부;및
    상기 지지부와 본체를 연결하고 상기 지지부를 회전하여 피검자를 촬영하는 회전부;를 포함하고,
    상기 X선 조사유닛은 케이스;
    X선을 생성하여 일방향으로 조사하는 조사부;
    중앙내부에 형성되는 체결홀 및 상기 조사부에서 조사된 X선을 조사시키기 위해 일정한 간격마다 배열되는 하나 이상의 조사홀을 포함하는 콜리메이터; 및
    상기 체결홀에 체결되어 상기 콜리메이터를 일방향으로 회전시키는 샤프트; 를 포함하며,
    상기 X선 조사유닛은 상기 콜리메이터를 일방향으로 회전시키고, X선을 상기 조사홀에 조사시켜 CT 촬영을 진행하며, CT 촬영이 진행될 때에는 X선을 상기 조사홀에 조사시키되, CT 촬영이 진행되지 않을 경우 X 선이 콜리메이터의 표면에 조사시켜 X선이 외부로 조사되는 것을 방지하는, 저선량 CT 구동 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체의 내부에 상기 CT 촬영의 프레임 및 상기 콜리메이터의 초당회전수(RPS)를 설정 및 제어하는 제어부; 를 포함하는, 저선량 CT 구동 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 조사홀은 1 내지 60 중 어느 하나를 선택하여 상기 콜리메이터에 형성되며, 상기 조사홀이 형성된 수에 따라 콜리메이터의 초당회전수를 상기 제어부에서 제어하는, 저선량 CT 구동 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체의 일측에 설치되고 피검자의 턱이 지지되는 턱받침부; 를 포함하는, 저선량 CT 구동 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부에서 검출된 X선으로 영상을 재구성하는 영상처리부를 더 포함하는 저선량 CT 구동 장치.
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