KR20220109600A - 이동형 유방촬영을 위한 갠트리, 유방 단층촬영장치 및 그 유방 단층촬영방법 - Google Patents

Abstract

피폭선량이 적은 갠트리 및 그것을 사용하는 유방 단층촬영장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 것으로서, 상자모양의 형상을 하고, 내부에, 고전압이 인가되면 X선을 발생시키는 X선관과, 상기 X선관으로부터 발생되어 피검사체(被檢査體)를 투과한 X선을 수신하고 이를 전기적 신호로 변환하여 데이터 수집부로 전송하는 X선 디텍터와, 원판모양의 판재로 이루어지고 회전 가능하도록 갠트리의 일면(一面)에 부착되고, 상기 X선과과 X선 디텍터가 축심에 대하여 점대칭(点對稱)으로 고정되어 상대적 위치를 유지하면서 일체로 회전하는 회전기어와, 상기 X선 디텍터로부터의 신호를 취합하여 외부로 전송하는 데이터 수집부를 구비하는 갠트리를 제공하는데, 상기 일면과 대향(對向)하는 타면(他面)에는 피검사체가 삽입되는 개구부(開口部)가 형성되어 있고, 내면(內面)에는 X선 차폐층이 형성되어 있다.

Description

이동형 유방촬영을 위한 갠트리, 유방 단층촬영장치 및 그 유방 단층촬영방법{Mobile Gantry for the Breast Tomography, Breast Computed Tomography System and a Way to Acquire Images}

본 발명은 유방촬영을 위한 갠트리, 유방 단층촬영장치(Breast Computed Tomography System, 이하 BCT라고도 한다) 및 그 영상취득방법에 관한 것으로서, 특히 유방에 대한 압박이 없고 완벽한 3차원 영상(Isotropic Image)으로 물리적, 임상적 제한이 없는 검사가 가능하며 MRI나 초음파 등 보완검사가 필요 없어 최소의 대면(對面)과 접촉으로 안락하며 정확하고 다양한 임상 경우를 검사할 수 있는 BCT를 자체 X선 차폐를 통하여 그 설치와 이동을 자유롭게 하여 그 활용도를 극대화시키기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 맘모그라피(Mammography) 장치는 유방암을 조기에 진단하기 위해 사용되는 X선 촬영장치로서, 일정량의 X선을 피검사자(被檢査者)의 유방에 투과시키고 투과된 X선을 감광필름 또는 최근에는 전기적 이미지 센서를 이용하여 디지털 방식으로 2차원적 영상을 획득하는 맘모그라피 장치는 X선 발생부와 X선 디텍터 사이에 영상의 질을 좋게 하면서 요구선량(要求線量)을 줄이기 위하여, 유방 등을 압박하는 가압부재를 위치시킨 구조로 되어 있다.

그러나 맘모그라피는, 영상의 질을 올리면서 피폭선량을 줄이기 위해 가압부재를 이용하여 유방에 압박(Compression)을 가함으로써 환자에게 통증을 발생시키고, 또한 영상의 일그러짐 발생하는 경우가 많다.

또한, 성형을 한 유방의 촬영시에 촬영제약이나 선량증가(線量增加) 및 보형물의 파열(Rapture) 등의 부작용이 있다.

또한 유방에 대한 수술을 한 후에는 유방을 압박할 수 없어, 수술 후의 병변의 모니터링(Post Operation Monitoring)이 어려운 문제점이 있다.

특히 병변의 정확한 체적 측정이 어려워 정확한 체적 변화를 측정해야 하는 사전항암치료(Neoadjuvant Chemo-therapy)의 모니터링이 어려우며 또한 병의 진행정도(Extent of Disease, 단위 BIRADS)의 결정의 어려움 등 3차원의 대상물을 2차원으로 보며 진단해야 하는 등 근본적으로 부족한 성능과 기능을 갖고 있는 것이 현실이다.

아울러 위의 구조물에 가려 아래 구조물이 보이지 않는 치밀유방(Dense Breast)은 위음성(False Negative) 및 위양성(False Positive) 확률이 높아지는 불편이 있다.

그러나, BCT는 구조적으로 유방압박을 하지 않아도 되어 통증과 압박으로 인한 부작용이 없어서, 수술이나 성형에 관계 없이 안락한 검사가 가능하며 완전한 3차원으로 볼 수 있어 유방의 치밀도와 관계 없이 정확한 검사를 할 수 있으며 수술 후 모니터링(Postperaion Monitoring), 사전항암치료(Neoadjuvant Chemo-therapy)의 모니터링이 용이하며, 병의 진행정도(Extent of Disease,BIRADS)의 결정이 용이하다.

또한 진단장비(Modality) 자체의 물리적인 특징에 따른 임상적 제한(초음파나 MRI는 초기 유방암의 지표 중 하나인 미세석회(Microcalcification)의 관찰이 어려움)이 없어 치밀유방의 보완검사가 필요 없어 대면 및 접촉이 최소화된다고 하는 장점이 있다.

또한 중력으로 인해 유두부터 가슴벽(Nipple to Chest wall)까지 진단부위의 제한이 없이 림프노드까지 관찰이 용이하여 전이 여부를 용이하게 알 수 있다.

또한, 특히 미래에 모든 진단에 적용될것으로 예상되는 AI(인공지능) 진단에 임상적, 물리적 제한이 없는 항구적이고 완벽한 인공지능 플랫폼(AI Platform)이 될 수 있는 가능성이 있다.

그러나 이러한 장점을 갖는 BCT도 현재까지는 요구되는 X선량이 맘모그라피 이상이고, 누설된 X선량이 커 설치방 전체(6면)를 차폐해야 하므로, 그 설치도 용이하지 않아 설치도 제한적이며 아울러 이동(이동설치)도 어려움이 있으나, 그 장점 등으로 인하여 사용요구가 많은 BCT는 영상의학과, 검진센터, 유방외과, 암센터, 수술실에서 매우 요긴하게 사용되는데, 특히 이동검진 등에는 이동이 많이 요구되어 불편이 수반된다.

따라서 본 발명은, 상기와 같이 유방진단에 있어 이점이 많은 BCT를 모든 X선 진단장치 중에서 구조적으로 유일하게 자체 X선 차폐를 할 수 있어서 설치나 이동을 자유롭게 하여 그 활용도를 최대화하는 장치 등을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 상자모양의 형상을 하고, 내부에, 고전압이 인가되면 X선을 발생시키는 X선관과, 상기 X선관으로부터 발생되어 피검사체(被檢査體)를 투과한 X선을 수신하고 이를 전기적 신호로 변환하여 데이터 수집부로 전송하는 X선 디텍터와, 원판모양의 판재로 이루어지고 회전 가능하도록 갠트리의 일면(一面)에 부착되고, 상기 X선과과 X선 디텍터가 축심에 대하여 점대칭(点對稱)으로 고정되어 상대적 위치를 유지하면서 일체로 회전하는 회전기어와, 상기 X선 디텍터로부터의 신호를 취합하여 외부로 전송하는 데이터 수집부를 구비하는 갠트리를 제공하는데, 상기 일면과 대향(對向)하는 타면(他面)에는 피검사체가 삽입되는 개구부(開口部)가 형성되어 있고, 내면(內面)에는 X선 차폐층이 형성되어 있다.

또한, 상기 X선 차폐층은 납판으로 구성되어 있고, 상기 X선 차폐층은 바륨을 코팅하여 구성되는 것이 바람직하며, 상기 피검사체는 유방이다. 또한 외부에 바퀴가 부착되어 이동이 용이한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 갠트리와, 장치 전체의 제어를 하는 컴퓨터와, 조작자의 명령을 입력하는 조작콘솔과, 영상을 표시하는 영상표시장치와, 컴퓨터의 지시에 의하여 고전압을 발생시켜 상기 X선관에 공급하는 X선 고전압 장치와, 상기 데이터 수집부로부터의 데이터에 의하거하여 이미지의 화소값을 계산하여 상기 영상표시장치로 전송하는 영상 재구성 장치를 구비하고, 상기 삽입구에 유방이 위치하고, 조작콘솔로부터 영상촬영의 지시가 있으면, 상기 컴퓨터가 상기 X선 고전압 장치를 구동시켜 고전압을 상기 X선관에 공급함과 아울러 상기 갠트리의 회전기어를 회전시키고, 피검사체를 투과한 X선이 상기 X선 디텍터에 수신되고 상기 데이터 수집부에 의하여 수집되어 영상 재구성 장치에 전송되고, 전송된 데이터로부터 이미지에 대한 화소값이 계산되고 영상표시장치로 전송되어 영상으로 표시되는 유방 단층촬영장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 자체 X선 차폐되어 BCT의 설치와 이동을 자유스럽게 하면서 환자 피폭 X선량을 현저하게 저감시키며 에너지 소비 요구도 최소화하여 유방진단에 있어 크고 많은 이점이 있는 BCT의 활용을 극대화 할 수 있다.

도1은, 본 발명의 장치에 있어서 하나의 실시예의 전체적인 구성도이다.
도2는, 본 발명의 장치에 있어서 하나의 실시예의 주된 목적물인 갠트리의 모식도이다.
도3은, 본 발명의 영상 재구성 장치에 의하여 화소값을 알아내는 원리를 설명하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명을 하나의 실시예에 의거하여 구체적으로 설명한다.

도1은, 본 발명의 장치에 있어서 하나의 실시예의 전체적인 구성도이다.

우선 갠트리(gantry)에 대하여 설명한다. 갠트리라 함은 의료용 영상을 취득하기 위한 X선관과 센서(디텍터) 등이 들어 있는 상자체 등을 의미한다. 도1에서 A로 표시된 부분이 갠트리이다. 그러나 이에 한정되는 것이 아니라, X선 고전압 장치나 제어부인 컴퓨터를 포함할 수도 있어, 갠트리에 무엇을 넣을 것이냐 하는 것은 단지 설계사항에 불과할 뿐이다.

이러한 갠트리는 외부의 지지대로 높이 조절 및 지면과 평행에서 직립까지 각도 조절이 가능케 하며, 이동형은 이동이 용이하도록 바퀴 등으로 하중을 지지하며 이동 후의 설치시는 진동 등을 방지하기 위하여 다리나 받침판으로 고정시킬 수 있다.

본 발명의 근본 원리는, 호주 수학자 라돈이 예측하기를 여러 방향에서 투영(투과) 데이터를 얻게 되면 선명한 단층영상을　 재구성 할 수 있다고 하는 것으로부터 출발하였다. 투영(투과) 데이터란, 인체를 투과하는 X선을 이용하여 여러 각도(360도)에서 조사하여 인체를 투과한 X선을 감지하는 X선 디텍터(CT센서)에서 인체를 투과한 X선량값을 측정하여 이를 전기적 세기로 바꾼 데이터를 말한다.

이 값을 각 화소값(단층영상)으로 변환하기 위해 연산 방정식을 풀어야 하는데, 라돈이 위에 예견한 50년 뒤에 빠른 시간 내에 연산이 가능해진 컴퓨터의 발달로 비로소 가능해져 "전산화 단층 촬영장치(Computed Tomography System)라고 한다.

도1에서, X선관은 X선을 발생시켜 조사하는 관이다. 10만 볼트 가량의 직류를 음극과 양극 사이에 인가하여 음극에서 발생된 전자가 양극으로 끌려가 양극에 충돌하면서 전자가 가졌던 운동 에너지를 다른 형태 즉 X선 형태로 발생시키는 장치로서, 가속된 전자가 멈추면서 그 운동 에너지가 X선 형태로 바뀐 제동 방사선이 주(主)이며 전자의 천이(遷移)에 의해 발생된 약간의 특성 X선 방사선이 포함된다.

X선관에서 시험적 X선을 측정하여 이를 고전압 발생 장치로 피드백시켜 조사량의 정확한 조정,자동 조사량 제어와 프로토콜 방식의 조사가 가능하며 모두 컴퓨터를 통해 제어된다.

이러한 X선관은, 선량이 가장 효율적이며 소형이며 짧고 강한 X선 펄스를 쉽게 생성시키고 에너지와 선량을 정교하게 제어할 수 있는 신개념의 디지털 X선관을 사용하는 것이 바람직하다.

따라서 X선관은, 필요 X선량을 최소화 하면서 영상의 질이 우수하도록 짧고 강한 X선을 쉽게 생성시키고 에너지와 선량을 정교하게 제어할 수 있으며, 음극을 가열할 필요가 없어서 가열회로가 필요 없게 되어 초소형화가 가능한 나노 냉음극 전계 방출형 디지털 엑스선관을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 X선관으로부터 조사된 X선은 유방 개구부에 삽입된 피검사자의 유방을 투과하여 X선관과 대향된 위치에 있는 X선 디텍터(CT센서라고도 한다)에 도달한다. X선 디텍터는 도달된 X선을 감지하여 그 정보를 외부(여기에서는 데이터 수집부)로 전송한다.

즉, X선관에서 발생된 X선을 유방을 목적물로 하여 360도 회전시켜 조사하면서 각 방향에서 투과한 X선의 투과량을 전기적 세기로 변환하는 것이다. 이 X선 디텍터는 각 열(列)당 수백개의 반도체로 이루어진다.

투과력을 가진 X선을 발생시키기 위하여 10만 볼트 정도로 전자를 가속하여 양극에 충돌시켜 전자가 제동(制動)되어 그 운동 에너지가 다른 형태의 에너지 즉 X선으로 변환되며 이를 제동복사(制動輻射)(발생 총X선량의 90% 이상)라 하며　 전자끼리 충돌하여 에너지 준위가 다른 각으로 여기(勵起)(천이(遷移))되었다가 다시 원래대로 돌아오면서　에너지 차이에 따른 특성 방사선(일부 특정한 주파수대에 발생)이 약간 발생되며 이를 합쳐 발생 X선이라 한다. 이 X선을, 주파수대를 x축으로 하고 선량을 y축으로 하여 표시한 스펙트럼에서 가능한한 폭이 좁고 강한(평균 에너지가 증가된 형태) 형태로 가공한다(필터링).

가능하면 환자에 대한　피폭은 적으면서 영상의 질에만 도움이 되는 X선을 발생시키는 X선관과 발생 X선의 가공이 필요하며, 앞서 설명한 바와 같이 투과된 이 X선량 값을 측정하여 그 값을 데이터 수집부에 넘겨주는 역할을 하는 것이 X선 디텍터(CT센서)이다.

한편, 데이터 수집부는 각 방향, 각　X선 디텍터로부터 받은 값을 모아 정리하여 영상재구성장치로 넘겨주는 역할을 한다.

점선으로 표시된 블록 A의 구성은 통상은 갠트리 내에 위치하는 것들이다.

한편, 블록B에 나타내는 구성은, 통상은 갠트리 바깥에 있는 것이나, 이동형인 경우는 갠트리내에 배치될 수도 있는 것이다.

앞서 설명한 바와 같이 X선관은 강한 직류 고전압 공급이 필요하며, 따라서 X선 고전압 장치는 시중의 일반 전원을 고전압으로 승압하고, 직류로 정류하는 장치이다.

한편, 컴퓨터는 장치 전체의 제어를 하는 것이다.

X선 고전압 장치는, X선량의 피드백을 바탕으로 정확한 선량조절, 자동노출조정,프로토콜에 따른 자동조정 등이 컴퓨터로 조정된다.

데이터 수신부에서 넘겨받은 투영 데이터(투과 X선량값)는 재구성영상장치에서 각 화소값이 계산되어진다.

즉, 영상 재구성 장치는, 블록A의 데이터 수집부에서 넘어온 데이터를 연산하여 각 화소값을 알아내는 장치이다. 이미지 재구성을 위하여 원시 데이터, 즉 X선 디텍터가 인식하고 데이터 수집부에 의하여 수집되어 전송되어 온 데이터에 의거하여 이미지를 생성하는 수학적 과정이다.

각 X선 디텍터별로 각 방향에서의 투과값을 얻어(데이터 수집), 이를 바탕으로　 매트릭스(Matrix) 형태의 각 화소값을 계산(이를 영상 재구성이라함)하면, 단면 그 자체 또는 여러 단면을 모아 3차원 입체로 볼 수 있다.

도3에 나타내는 원리처럼, a+b=3, a+c=4, c+d=7, b+d=6를 풀면, a=1,b=2,c=3,d=4의 값을 얻을 수 있다. 이와 같이, 데이터로부터 연산을 하여 각 화소값을 알아낼 수 있다.

영상재구성장치는 컴퓨터내의 한 기능으로 구현될 수 있는데, 분석기법으로서 종래의 FBP(Filtered Back Projection) 등보다 더 나은 기술(예를 들어, 반복방식 재구성 알고리즘(Iterative Reconstruction Algorithm))을 적용함으로써 성능향상이 가능해진다. 이러한 알고리즘은, 영상전기신호를 3차원의 좌표의 각 화소값으로 변환시키는데 있어 가장 뛰어난 것으로서, 우수한 영상의 질을 얻으면서 요구선량 저감이 추가적으로 이루어지게 한다.

영상표시장치는, 전체 장치의 결과물로서 최종적으로 얻어진 단층영상 또는 단층영상이 합쳐진 3차원 입체영상을 나타낸다. 또한 동시에 촬영 전체를 모니터링 할 수 있는 것이다. 이렇게 함으로써, 유기적으로 연결된 여러 제어요소들을 표시함으로써 장치 전체의 제어를 용이하게 한다.

조작 콘솔은, 키보드,마우스,트랙볼 등으로 구성되어, 스캔 모드에 있어서는 영상과 갠트리를 모두 제어하도록 명령을 입력한다.

데이터의 편차를 이용하기 위한(신호대 잡음비의 향상) 나선형 회전의 효율적인 제어를 위해 데이터 수집부와 조작 콘솔간의 통신도 컴퓨터에 의하여 직접 제어된다.

상기와 같은 본 발명의 장치의 실제 작동은 모든 구성품이 유기적 관계로 동작된다.

상기 장치를 사용하여 영상을 얻는 과정을 설명한다.

우선, X선 고전압 장치에 의하여, 일반 전원을 승압시키고 정류를 하여 X선 발생 조건에 맞춰 펄스 방식으로 가공된 고전압을 X선관에 인가하여 X선을 발생시키게 한다.

발생된 X선은 유방을 대상으로 하여 360도 회전하면서 조사한다.

유방을 투과한 X은 X선 디텍터에 입력되어 그 선량에 따른 전기적 세기로 변환된다. 데이터 수집부는 각 방향, 각 X선 디텍터에서 전기적 세기로 변환된 데이터를 정리하여 영상 재구성 장치로 보내며, 영상 재구성 장치는 이 데이터들을 연산하여 각 화소 값을 계산하여 단층 영상을 생산한다.

얻어진 단층 영상은 영상 표시 장치에서 표시되고, 바로 판독되거나 병원 전체의 전산 시스템으로 전송되어 저장되어, 의사나 필요 부서에서 필요할 때에 꺼내볼 수 있게 된다.

이러한 모든 과정은 컴퓨터를 통해 이루어지며, 의사 등의 작업자가 조작 콘솔에 명령을 입력함으로써 제어된다.

도2를 참조하면서, 영상취득을 위한 갠트리의 구체적인 구성 및 영상취득의 과정에 대하여 설명한다.

갠트리는 대략 상자모양으로 형성된다. 갠트리를 구성하는 한 면에는 회전기어가 설치되고, 그 반대의 면에서 피검사체가 되는 유방이 들어가는 유방 개구부가 형성된다.

한편, 갠트리의 내면 전체에는 X선 차폐층이 형성된다. 이 X선 차폐층은 X선관에 의하여 발생되어 갠트리내로 방사되는 X선을 차폐하여 갠트리의 외부로 누설되는 것을 방지한다. 이러한 X선 차폐층에 의하여 피검사자나 장비를 조작하는 조작자 및 주변 가까이 있는 사람들을 X선으로부터 보호한다.

이러한 X선 차폐층은 납판을 갠트리의 내면에 부착하여 형성되거나, 혹은 바륨 등을 갠트리의 내면에 코팅하여 형성될 수 있다.

한편 X선 차폐층은 갠트리의 내면 전체가 아니라, X선이 많이 조사되는 면에만 형성할 수 있고, 또한 X선 조사량에 대응하여 그 두께를 달리 할 수 있다.

갠트리 내에는 X선을 발생시키는 X선관과 인체를 투과하여 온 X선을 받아 이을 전기적 신호로 변환하는 X선 디텍터가 설치되고, 이들 X선관과 X선 디텍터는 회전기어에 부착된다.

회전기어는 원판모양의 판재(板材)로 구성되고, 도시되지 않은 모터 등에 의하여 회전한다. 회전기어가 회전함으로써, 회전기어의 회전 중심점에 대하여 점대칭으로 회전기어에 설치된 X선관과 X선 디텍터가 상대적인 위치를 유지하면서 회전기어의 중심축을 기준으로 하여 회전한다. 이 때 움직임 인공 잡음(Motion Artefact)은 회전 X선 발생이 짧을수록 적다. 즉 회전 조사(Scan)가 빠를수록 움직임에 의한 인공잡음이 감소한다.

또한, 주사중에 회전기어를 상하로 이동하게 하여 편차를 가진 영상 데이터를 얻어 이를 중첩게 할 수 있다. 즉, 주사모드(Scan Mode)에서는 조절 가능한 주사간격(Scan Pitch)을 두고 가능한 한 빠르게 복수회 주사하여 편차된 신호를 중첩할 수 있으므로 더 우수한 신호대 잡음비(S/N비) 를 갖는 우수한 영상의 질을 얻을 수 있어 요구선량의 추가적인 저감이 이루어지는 효과가 있다.

상기와 같은 본 발명의 한 실시예에 의한 장치를 사용하여 영상취득의 과정을 설명한다.

우선 피검사자가 상의를 탈의하고 유방 개구부에 자신의 유방을 넣는다.

한편, 기계 조작자는 유방 개구부에 피검체인 유방이 정확히 삽입되어 있는가를 확인하고, 조작 콘솔을 사용하여 촬영 시작을 지시한다. 이 지시를 받은 컴퓨터는 X선 고접압 장치를 구동시켜 X선관에 고전압을 인가한다. 이와 동시에 회전기어의 모터를 구동시켜 회전기어를 회전시킨다. 이에 따라 X선과 X선 디텍터가 점대칭의 상대적인 위치를 유지하면서 회전한다.

고전압이 인가된 X선관은 회전하면서 X선을 방출하게 된다. 이 X선은 도2에 굵은 화살표에 나타나 있는 바와 같이 방사방향으로 출력된다. 출력된 X선은 피검체인 유방을 거쳐 X선 디텍터에 도달하다. 도달된 X선은 X선 디텍터에 의하여 전기적 신호로 변환되고 데이터 수집부에 취합되어 외부로 전송된다.

회전기어가 360도 회전하면서 X선이 일주를 하면서 유방을 조사하게 되어, 유방의 전 각도의 병변부위를 투과하게 되어 그 영상을 얻을 수 있다.

따라서 기본적으로는 회전기어를 1회전 시키면 유방의 전 각도의 병변부위에 대한 영상을 얻을 수 있으나, 이러한 작업을 수회 반복,중첩하여 가장 선명한 영상을 얻을 수도 있다.

이때에 발생된 X선은 방사방향으로 전파되어 가는데, X선 디텍터에 도달하는 X선 이외에는 전부 불필요하고 인체에 해로운 것이다.

이러한 X선은 인체에 해로운 방사선의 일종이다. 따라서 인체에 대한 안전성만을 고려하면 사용및 누설 X선의 양은 적을수록 좋다. 피검사자를 논외로 하더라도, 장치의 조작자 등에게는 이러한 X선의 피폭량을 줄이는 것이 바람직하다. 따라서 이를 외부로 전파되지 않도록 차폐하는 것이 중요한다. 이러한 차폐는 구체적으로, 누설 X선량이 기준치(주당 2.58C/kg 혹은 100mR) 이하가 되도록 하는 것이 필요하다.

이를 위하여, 본 발명의 실시예 등에서는 갠트리의 내면에 형성된 X선 차폐층이 X선을 완벽하게 차폐하는 등의 구조를 가지고 있어 인체에 해(害)를 주는 것을 방지할 수 있다.

한편, X선관에서 발생되어 방출되는 양이 적으면 적을수록 X선 디텍터에 도달하는 X선의 양이 적어 선명한 영상을 얻을 가능성이 낮다. 따라서 선명한 영상을 얻기 위해서는, X선 고전압 장치로 하여금 아주 고전압을 발생시켜 이를 X선관에 많이 인가하여 많은 양의 X선을 발생시키는 것이 필요하다. X선을 가공(필터링)하여 영상의 질을 올리면서 피폭선량을 줄일 수 있지만, 여전히 외부로 누설되는 X선의 양이 많게 되어 인체에 해를 가하게 된다. 본 발명에서는 이를 위하여 여러 요 구 X선량 저감을 위한 신기술의 적용(능동적 차폐)과 갠트리의 내면에 X선 차폐층을 형성(수동적 차폐)하여 인체의 안전성을 도모하고 있다.

이렇게 자체의 X선이 내부에서 차폐됨으로써, BCT가 설치된 방의 외벽 전체에 대하여 X선 차폐를 설치하지 않아도 되며, 경량 칸막이만 있으면 어느 곳에도 설치가 가능하다.

또한 본 발명에서는 고감도(高感度)의 X선 디텍터를 사용함으로써 적은 양의 X선을 사용하여 고해상도의 영상을 얻을 수 있다(능동적 차폐). 종래의 일반적인 X선 디텍터(CT센서)보다 감도가 월등히 우수하여 필요 요구 선량(線量)이 현저히 저감되는 페로브스카이트 방식의 X선 디텍터(CT센서) 또는 동등한 성능을 가진 X선 디텍터(CT센서)를 사용함으로써 달성될 수 있다.

이러한 페로브스카이트 방식의 X선 디텍터는, 종래의 일반적인 디텍터보다 20배의 감도를 갖거나, 또는 요구 X선량이 1/10 이하이므로, 인체보호를 위해서는 매우 바람직하다.

한편 본 발명의 갠트리는 고감도의 X선 디텍터를 사용하여 냉음극 방식으로 소형화된 X선관을 다시 소용량의 것으로 할 수 있으므로 에너지 소비 요구도 적게하면서 장치 전체를 가볍고 작게 할 수 있다. 또한 X선 차폐층을 갠트리의 내면에 형성함으로써 인체에 해를 가할 경우가 적어진다. 따라서, 갠트리에 바퀴를 부착하여 그 이동을 용이하게 하며 어느 곳에도 용이하게 설치할 수 있다.

이렇게 갠트리를 이동용으로 함으로써, 도서 지역 등 병원에 오기 힘든 환자를 직접 찾아가서 촬영할 수도 있는 효과가 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은, 모든 선량 저감 요소들이 합하여 현저한 선량의 저감과 갠트리내 수동적 차폐 등으로 환자 및 주변에 가까이 있는 사람들에 대한 피폭 선량도 현저히 저감되며 에너지 소비 요구도 최소화 하여 큰 이점들을 갖고 있고, 또한 이동이 용이하여 BCT의 활용도를 극대화 시키는 기술적 장점이 있다.

상기한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하하고, 상기한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에의해 쉽게 실현될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (7)

1. 상자모양의 형상을 하고, 내부에,
   고전압이 인가되면 X선을 발생시키는 X선관과,
   상기 X선관으로부터 발생되어 피검사체(被檢査體)를 투과한 X선을 수신하고 이를 전기적 신호로 변환하여 데이터 수집부로 전송하는 X선 디텍터와,
   원판모양의 판재로 이루어지고 회전 가능하도록 갠트리의 일면(一面)에 부착되고, 상기 X선과과 X선 디텍터가 축심에 대하여 점대칭(点對稱)으로 고정되어 상대적 위치를 유지하면서 일체로 회전하는 회전기어와,
   상기 X선 디텍터로부터의 신호를 취합하여 외부로 전송하는 데이터 수집부를
   구비하는 갠트리로서,
   상기 일면과 대향(對向)하는 타면(他面)에는 피검사체가 삽입되는 개구부(開口部)가 형성되어 있고,
   내면(內面)에는 X선 차폐층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 갠트리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 X선 차폐층은 납판으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 갠트리.
3. 제1항에 있어서,
   상기 X선 차폐층은 바륨을 코팅하여 구성되는 것을 특징으로 하는 갠트리.
4. 제1항에 있어서,
   상기 피검사체는 유방인 것을 특징으로 하는 갠트리.
5. 제1항에 있어서,
   외부에 바퀴가 부착되어 이동이 용이한 것을 특징으로 하는 갠트리.
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 하나의 항의 갠트리와,
   장치 전체의 제어를 하는 컴퓨터와,
   조작자의 명령을 입력하는 조작콘솔과,
   영상을 표시하는 영상표시장치와,
   컴퓨터의 지시에 의하여 고전압을 발생시켜 상기 X선관에 공급하는 X선 고전압 장치와,
   상기 데이터 수집부로부터의 데이터에 의하거하여 이미지의 화소값을 계산하여 상기 영상표시장치로 전송하는 영상 재구성 장치를
   구비하고,
   상기 삽입구에 유방이 위치하고, 조작콘솔로부터 영상촬영의 지시가 있으면,
   상기 컴퓨터가 상기 X선 고전압 장치를 구동시켜 고전압을 상기 X선관에 공급함과 아울러 상기 갠트리의 회전기어를 회전시키고,
   피검사체를 투과한 X선이 상기 X선 디텍터에 수신되고 상기 데이터 수집부에 의하여 수집되어 영상 재구성 장치에 전송되고,
   전송된 데이터로부터 이미지에 대한 화소값이 계산되고 영상표시장치로 전송되어 영상으로 표시되는 유방 단층촬영장치.
7. 제1항 내지 제5항 중의 어느 하나의 항의 갠트리와,
   장치 전체의 제어를 하는 컴퓨터와,
   조작자의 명령을 입력하는 조작콘솔과,
   영상을 표시하는 영상표시장치와,
   컴퓨터의 지시에 의하여 고전압을 발생시켜 상기 X선관에 공급하는 X선 고전압 장치와,
   상기 데이터 수집부로부터의 데이터에 의하거하여 이미지의 화소값을 계산하여 상기 영상표시장치로 전송하는 영상 재구성 장치를
   구비하여 유방의 단층을 촬영하는 유방 단층촬영장치로서,
   상기 삽입구에 유방이 위치하고, 조작콘솔로부터 영상촬영의 지시가 있으면,
   상기 컴퓨터가 상기 X선 고전압 장치를 구동시켜 고전압을 상기 X선관에 공급함과 아울러 상기 갠트리의 회전기어를 회전시키고,
   피검사체를 투과한 X선이 상기 X선 디텍터에 수신되고 상기 데이터 수집부에 의하여 수집되어 영상 재구성 장치에 전송되고,
   전송된 데이터로부터 이미지에 대한 화소값이 계산되고 영상표시장치로 전송되어 영상으로 표시되는 유방 단층촬영방법.

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