KR960006653B1 - 의료용 x선촬영장치 - Google Patents

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Description

의료용 X선촬영장치

제1도는 본 발명의 일실시예에 관한 X선촬영장치의 외관사시도,

제2도는 카세트의 슬라이드기구를 나타낸 사시도,

제3도는 X선촬영장치의 평면도,

제4도는 X선관(제2의 X선원)의 설치기구를 나타낸 정면도,

제5도는 X선찰영장치의 개략적인 시스템구성을 나타낸 블록도,

제6도는 단층촬영의 실시를 나타낸 측면도,

제7도는 일반X선 촬영의 한 형태를 나타낸 측면도,

제8도는 일반 X선촬영의 다른 형태를 나타낸 정면도,

제9도는 카세트의 그 밖의 설치예를 나다낸 측면도,

제10도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 X선촬영장치의 외관 사시도,

제11도는 다른 실시예에 관한 X선찰영장치의 개략적인 시스템 구성을 나타낸 블록도이다.

본 발명은 의료용 분야에서 사용되는 X선촬영장치에 관한 것이다.

의료용 X선촬영장치를 그 화상의 차이로 분류하면, 체내의 단층상을 촬영하는 X선CT장치와, 체내의 X선투시상(평면적인 상)을 X선필름에 기록하는 일반 X선촬영장치 이른바 뢴트겐장치로 크게 구분할 수 있다.

X선CT장치는 X선원(X線源)을 피검체의 주위에서 회전시켜 투과X선을 검출하고, 이것을 디지탈신호로 변환하여 화상을 재구성하고, 확대·축소등의 적당한 화상처리를 하여 모니터 디스플레이에 표시한다. 피검체는 수평이동가능한 침대에 얹혀 장치로 반송된다.

일반 X선촬영장치로는 침대상에 반듯이 누워있는 피검체를 사이에 두고 상하로 X선관과 X선필름을 배치하여 촬영을 한다. 그렇지 않으면 X선필름대신에 X선을 광상(光像)으로 변환하는 이미지 인텐시파이어(imageintensifier)와, 이미지 인텐시파이어의 출력광상(出力光像)을 촬상하여 전기신흐(비디오신호)로 변환하는 X선텔레비젼카메라를 설치하고, 비디오신호를 디지탈화하여 화상의 확대·축소등의 적당한 처리를 하여 모니터 디스플레이에 표시하는 X선투시장치도 있다. 또 양자의 기능을 갖춘 X선투시촬영장치도 있다. 이하에서는 이들 장치를 일반 X선촬영장치라고 총칭한다.

상기 X선CT장치나 일반 X선촬영장치에서 얻어지는 화상에 물리적인 차이는 있으나, X선폭사(X線曝射)에 의해 체내정보를 얻는다는 같은 원리를 사용하고 있기 때문에 공유할 수 있는 구성부품은 적지 않다. 예를들면 피검체가 눕는 침대, X선관에 X선발생용 고전압을 공급하는 고전압장치, 모니터 디스플레이에 표시된 화상의 확대·축소등을 하는 화상처리장치, 조작테이블등을 들 수 있다. 또한 사용목적도 거의 동일하여 한사람의 환자에 대하여 X선CT장치에 의한 진단과 일반 X선촬영장치에 의한 진단을 연속적으로 하는 일도 있다.

그러나 양 장치는 완전히 독립된 장치로서 개별적으로 제조판매되고 있으며, 양 장치를 갖춘 의료기관에서는 양 장치를 동시에 설치할 수 있을 만큼의 넓은 공간을 확보하거나 또는 그것이 블가능할 경우 각각의 장치를 설치할 개별적인 검사실을 확보할 필요가 있다. 그렇게 되면 양 장치의 진단을 받는 환자는 그 검사실 사이를 이동해야만 되기 때문에 특히 중증환자에게 주는 부담은 크다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 상기와 같은 두대의 장치(X선CT장치와 일반X선촬영장치)의 설치를 대략 한대분의 설치공간에서 가능하게 하는 X선촬영장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 다음과 같이 구성된다.

즉 본 발명은 피검체의 단층상 및 X선투시상을 촬영하는 의료용 X선촬영장치로서, 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다.

피검체를 얹는 천판(天板)을 수평이동가능하게 지지하는 침대: 피검체의 주위를 회전하는 제1의 X선원(X線源) 및 투과X선을 검출하는 제1의 X선검출수단을 장비하는 X선단층촬영용 갠트리(gantry): 상기침대 및 상기 갠트리를 수용하는 검사실의 3차원좌표상을 이동하는 이동기구에 설치된 제2의 X선원: 상기 제1의 X선원과 제 2 의 X선원에 X선반생용 고전압을 공급하는 고전압장치; 상기 고전압장치의 출력처를 절환하는 절환수단: 상기 제2의 X선원에 의한 투과X선을 검출하는 제2의 X선검출수단.

본 발명에 관한 의료용 X선촬영장치는 상기 두개의 X선원에 X선발생용 고전압을 공급하는 고전압장치가 공유이고, 피검체를 얹는 침대도 공유이다. 제2의 X선원은 검사실의 3차원 좌표상을 이동할 수 있으므로 제2의 X선검출수단의 설치장소는 임의로 정할 수 있다. 따라서 제2의 X선검출수단을 적당한 장소에 설치함으로써 대략 X선CT장치 한대분의 설치공간에서 제1의 X선원과 제1의 X선검출수단에 의한 단층촬영, 제2의 X선원과 제2의 X선검출수단에 의한 X선촬영을 할 수 있다.

따라서 양 촬영을 하는 장치를 각각 검사실에 설치할 필요는 없고, 양 촬영에 의해 진단을 받는 환자도 두개의 검사실사이를 이동하지 않아도 되므로 부담이 가벼워진다. 또한 양 촬영을 하는 장치를 독립해서 설치할 수 있을 만큼의 공간이 없는 의료기관에 있어서도, 본 발명의 장치라면 설치할 수 있는 가능성이 높고 (한대분의 공간이 있으면 됨), 진단설비가 충실하다.

더구나 상기 제2의 X선검출수단으로는 X선필름을 내장한 카세트(cassette)나, 투과X선을 광상으로 변환하는 이미지 인텐시파이어나, 투과X선을 검출하는 반도체소자를 다차원으로 배치한 디지탈 센서등이 사용된다.

상기 카세트나 디지탈 센서는 상기 갠트리의 벽면에 상하동가능하게 장전되거나, 침대에 장전되거나, 또는 검사실내의 적당한 장소에 설치된 부키의 스탠드(Bucky's stand)등에 장전된다.

제2의 X선검출수단으로서 카세트나 디지탈 센서를 사용하는 경우에는 상기 제2의 X선원의 이동기구는 바람직하게는 아래와 같이 구성한다.

즉 검사실의 천정변에 천정틀을 설치하고, 이 천정틀의 틀내에 이동가능한 가동틀을 설치하며, 이 가동틀의 틀대에 상기 가동틀의 이동방향과는 직교하는 방향으로 이동하는 지지대를 설치하고, 상하방향으로 신축가능한 천정현수기를 상기 지지대에 설치하며, 그 하단에 제2의 X선원을 회동가능하게 설치한다.

한편 제2의 X선검출수단으로서 비교적 무거운 이미지 인텐시파이어를 사용한 경우에는 제2의 X선원의 이동기구는 바람직하게는 아래와 같이 구성한다.

즉 상술한 바와 같이 천정틀, 가동틀 및 지지대를 설치하고, 이 지지대에 C형 암(arm)을 회동가능하게 설치하고, 제2의 X선원을 C형 암의 일단에, 이미지 인텐시파이어를 C형 암의 타단에 각각 설치한다.

이하에 본 발명의 매우 적합한 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 제1도는 본 실시예에 관한 X선촬영장치의 전체외관을 나타낸 사시도이다.

검사실의 바닥면에 X선CT장치의 갠트리(1)와 침대(2)가 설치되어 있다. 갠트리(1)의 내부에는 X선관(3)(제1의 X선원)과 X선검출기(4)(제1의 X선검출수단)가 대향한 상태로 회전가능하게 설치되고, 또 X선필름을 내장한 카세트(5)(제2의 X선검출수단)가 갠트리(1)의 정면벽에 상하동가능하게 장전된다.

침대(2)는 바닥변에 대하여 상하동가능하게 구성되어 있으며, 상부에는 갠트리(1)의 피검체 삽입구멍(7)을 향해 수평이동하는 천판(8)이 설치되어 있다. 침대(2)의 후부에는 상기 카세트(5)를 삽입하기 위한 공동(空洞)이 형성되고, 도시한 바와 같이 카세트(5)가 장전된다.

카세트(5)를 갠트리(1)에 상하동가능하게 장전하려면, 예컨대 제2도에 나타낸 바와 같은 기구를 갠트리(1) 내부의 측단부에 설치한다.

이 기구는 단면형상이 ( )자형인 한쌍의 가이드 레일(9)과, 가이드 레일(9)의 홈부분을 전동하는 롤러(10)를 축지지하여 카세xm(5)를 수납하는 케이스(11)와, 케이스(11)에 일체적으로 부설되는 위치결정용 핸들나사(12)(handle screw)로 구성된다.

가이드 레일(9)의 홈부분이 갠트리(1)의 바깥Whr을 향하게 하여 가이드 레일(9)는 세워 설치되고, 따라서 카세트(5)로의 X선폭사는 갠트리(1)의 바깥에서 안쪽으로 행해진다. 케이스(11)의 가이드 레일(9)측의 측면[갠트리(l)의 내측에 해당하는 측면]에는 갠트리(1)내를 회전하는 X선관(3)의 X선폭사를 불필요하게 받지 않도록 X선을 차폐하는 납제(鉛製)의 시트등이 부착되어 있다.

제1도로 되돌아가서, 검사실의 천정면에는 천정틀(13)이 설치되어 있다. 천정틀(l3)에는 이 틀내의 이동이 가능한 가동틀(14)이 설치되고, 가동틀(14)에는 이 틀내의 이동이 가능한 지지대(15)가 설치되어 있다. 지지대(15)에는 X선관(16)(제2의 X선원)이 현수지지되어 있다.

제3도에 나타낸 바와 같이 천정틀(13)은 좌우방향(제3도의 X방향)으로 병렬배치한 두개의 가이드 레일(17)을 스테이(18)(Stay)로 연결하여 구성된 것으로, 두개의 가이드 레일(17)은 모두 단변형상이 ( )자형으로 형성되어 있다.

가동틀(14)은 전후방향(제3도의 Y방향)으로 뻗은 한쌍의 가이드 레일(19)을 스테이(20)로 연결하여 구성되어 있다. 각 스테이(20)는 상기 천정틀(13)을 구성하는 가이드 레일(17)의 홈부분에 대향하도록 설치되어 있고, 그 대향면에는 상기 홈부분안을 전동하는 복수개의 롤러(21)가 회동가능하게 축지지되어 있다.

천정틀(l3)의 전후에 갖추어져 있는 좌우 두쌍의 풀리(22)(23)에 감아걸은 와이어(24)가 가동틀(14)의 좌우 스테이(20)에 연결되어 있고, 와이어(24)를 모터(25)에 의해 전후로 주행시킴으로써 가동틀(14)이 천정틀(13)내를 전후방향으로 이동하도록 되어 있다.

지지대(15)는 가동틀(14)의 한쌍의 가이드 레일(19)의 홈내를 전동하는 복수개의 롤러(26)를 구비하여 가동틀(14)내로 이동가능하게 지지되어 있다. 가동틀(14)의 좌우단에 갖추어져 있는 풀리(27)(28)에 감아걸은 와이어(29)가 지지대(15)에 연결되어 있고, 와이어(29)를 모터(30)에 의해 좌우로 주행시킴으로써 지지대(15)는 가동틀(14)대를 좌우방향으로 이동하도록 되어 있다.

X선관(16)은 제4도에 나타낸 바와 같이 상하방향(도면의 Z방향)으로 신축가능한 천정현수기(31)의 하부에서 축심(P)주위로 90°회동가능하게 지지되어 있다. X선관(16)의 X선조사방향측에는 X선빔(B)의 조사면을 조경하는 X선클리메이터(32)(collimator)가 설치되어 있다. 이와 같이 X선관(16)은 검사실을 기준으로 한 3차원좌표 X-Y-Z의 각 방향으로 이동가능하고, 갠트리(1) 또는 침대(2)에 장전된 카세트(5)를 향하여 X선을 폭사한다.

제5도에 상기 X선촬영장치의 시스템 구성을 간단하게 나타낸다.

X선CT장치의 갠트리(1)에 구비된 X선관(3)과, 검사실의 3차원좌표상을 이동가능한 X선관(16)이 스위칭회로(33)를 통하여 고전압장치(34)에 접속되어 있다. 스위칭회로(33)는 조작반(35)으로부터의 조작신호에 의거하여 고전압장치(34)의 출력처를 절환한다.

갠트리(1)대의 X선관(3)과 대향위치에 있어 투과X선을 검출하는 X선검출기(4)는 그 검출신호를 수집하여 디지탈신호로 변환하는 데이터수집부(36)에 접속되어 있다. 데이터수집부(36)는 화상처리장치(37)에 접속되어 있다.

화상처리장치(37)는 데이터수집부(36)에서 송출되는 디지탈신호로부더 단층상을 재구성하거나 조작반(35)으로부터의 지정에 의거하여 화상의 확대나 축소등을 하여 모니터 디스플레이(38)에 출력표시한다.

다음에 상술한 X선촬영장치에 의한 촬영형태에 대하여 설명한다.

1) 단층촬영을 할 경우에는 제6도에 나타낸 바와 같이 X선관(16)을 천정면으로 퇴피시켜 두거나 또는검사실 구석으로 퇴피시켜 둔다. 피검체(M)가 놓인 천판(8)을 수평이동시켜 갠트리(1)내로 보내고, 조작반(35)에서 스위칭회로(33)로 조작신호를 보내고전압장치(34)의 출력처를 갠트리(1)내의 X선관(3)으로 절환한다.

그후에는 종래부터의 X선CT장치의 조작과 마찬가지로 X선관(3)과 X선검출기(4)를 회전시키면서 X선폭사를 하여 단층상을 구성하기 위한 투영데이터를 수집한다.

2-1) 침대(2)의 후부에 카세트(5)를 장전하여 일반 X선촬영을 할 경우에는 제7도에 나타낸 바와 같이 피검체(M)가 놓인 천판(8)을 수평이동시켜 투영대상부위를 카세트(5)의 장전위치에 설정하고, X선관(16)을 3차원적으로 이동시켜 투영대상부위의 위쪽에 세트한다. 조작반(35)에서 스위칭회로(33)로 조작신호를 보내 고전압장치(34)의 출력처를 X선관(16)으로 절환한다. X선관(16)에서 X선폭사를 하여 카세트(5)에 내장되어 있는 X선필름에 투과상을 기록한다.

2-2) 갠트리(1)의 정면벽에 카세트(5)를 장전하여 일반 X선촬영을 할 경우에는 제8도에 나타낸 바와같이 갠트리(1)의 측면벽으로 피검체(M)를 서게 하여 카세트(5)를 상하방향으로 슬라이드시켜 촬영대상부 위에 세트한다. 이때 핸들나사(12)로 카세트(5)의 위치를 고정해둔다. X선관(16)을 이동시켜 카세트(5)의 대향위치에 세팅하고, 또 X선관(16)을 하향자세에서 90° 회전시켜 X선의 폭사방향을 카세트(5)측에 맞춘다. 폭사시켜 촬영을 한다.

또한 카세트(5)의 설치위치는 상술한 위치에 한정되지 않고, 예를들면 제9도에 나타낸 바와 같이 검사실내의 적당한 위치에 부키의 스탠드(40)를 설치하고, 이 스탠드(40)의 길이방향으로 슬라이드가능하게 설치되도록 해도 된다. 슬라이드기구는 제2도에 나타낸 것을 적용할 수 있다. 또한 천판(8)에 반듯이 누워있는 피검체(M)의 투영대상부위와 천판(8)사이에 카세트(5)를 세팅하도록 해도 된다.

또한 X선필름을 내장한 카세트(5) 대신에, 예를들면 X선상을 광상으로 변환하는 이미지 인텐시파이어를 설치하여도 된다. 일반적으로 이미지 인텐시파이어는 사이즈가 크고 중량도 무겁기 때문에 실시예와 같이 갠트리(l) 또는 침대(2)에 설치하는 것이 어려울 경우에는, 제10도에 나타낸 바와 같이 지지대(15)에 회동가능하게 설치된 C형 암(51)의 일단부에 X선관(16)을 설치하고, 그 타단부에 이미지 인텐시파이어(52)를 설치하게 된다.

이 경우, 제11도에 나타낸 바와 같이 이미지 인텐시파이어(52)의 출력광상을 촬상하여 비디오신호로 변환하는 X선텔레비젼카메라(53)와, 그 찰상신호를 디지탈신호로 변환하는 A/D변환기(54)를 장비하면, 화상처리장치(37)의 화상확대·축소등의 처리기능도 X선CT장치와 일반 X선촬영장치[이 경우 X선투시장치(50)]에서 공유할 수 있다. 조작반(34)에 대해서도 마찬가지이다. 더구나 상술한 C형 암(51)은 반드시 천정에 현수지지할 필요는 없고 바닥면에 설치된 이동기구에 의해 자유롭게 이동할 수 있도록 해도 되며, 또 C형암을 설치한 기대(基臺)에 캐스터(caster)를 부설하여 손으로 자유롭게 이동시킬 수 있도록 구성해도 된다. 또한 제2의 X선검출수단으로서 상기 이미지 인텐시파이어(52) 이외에도 X선을 검출하는 반도체 검출소자를 다차원적으로 배치한 디지탈 센서를 설치하여도 된다. 디지탈 센서는 이미지 인텐시파이어와 같이 크지 않고, 또 무겁지도 않으므로 카세트(5)와 같이 설치할 수 있다.

게다가 X선관(16)의 3차원이동은 도시한 바와 같은 모터구동에 한정되지 않고, 시술자가 수동으로 이동할 수 있도록 구성해도 된다.

본 발명은 그 사상 또는 본질에서 일탈하지 않는 범위내에서 다른 구체적인 형으로 실시할 수 있으며, 따라서 발명의 범위를 나타낸 것으로서 이상의 설명뿐만 아니라 부가된 클레임을 참조해야 한다.

Claims (1)

1. 피검체의 단층상 및 X선투시상을 촬영하는 의료용 X선촬영장치로서, 피검체를 얹는 천판을 수평이동가능하게 지지하는 침대 , 피검체의 주위를 회전하는 제1의 X선원(X線源) 밋 투과X선을 검출하는 제1의 X선검출수단을 장비하는 X선단층촬영용 갠트리(gantry); 상기 침대 및 상기 갠트리를 수용하는 검사실의 3차원좌표상을 이동하는 이동기구에 설치된 제2의 X선원: 상기 제1의 X선원과 제2의 X선원에 X선 발생용 고전압을 공급하는 고전압장치: 상기 고전압장치의 출력처를 절환하는 절환수단: 상기 제2의 X선원에 의한 투과X선을 검출하는 제2의 X선검출수단을 구성요소로 포함하는 의료용 X선촬영장치.