WO2016171462A1 - 모션 센서를 구비한 엑스선 조사 장치 및 이를 이용한 엑스선 촬영 방법 - Google Patents

모션 센서를 구비한 엑스선 조사 장치 및 이를 이용한 엑스선 촬영 방법 Download PDF

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ray
ray irradiation
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photographing
motion sensor
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임형근
전진표
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주식회사바텍
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Definitions

  • the present invention relates to an X-ray irradiation apparatus and an X-ray imaging method using the same, and more particularly, to an X-ray irradiation apparatus and an imaging method used for X-ray imaging in which a photographer manually captures the position and direction of the device. .
  • X-ray imaging is a radiographic method using transmission characteristics of X-rays, and acquires X-ray images of an internal structure of a photographing object based on the amount of attenuation accumulated in the process of passing through the photographing object.
  • the X-ray imaging apparatus for this purpose includes an X-ray irradiation apparatus for irradiating X-rays, an X-ray sensor for detecting X-rays passing through the object by being disposed opposite to the X-ray irradiation apparatus with the photographing object interposed therebetween, It includes an image processing device for implementing an image.
  • such a small X-ray irradiation apparatus is also used for intraoral X-ray imaging of a dentist.
  • a hand-held X-ray radiator or a small X-ray radiator connected to a device called a Standard Arm is used. do.
  • intraoral X-ray imaging a small X-ray sensor or film is inserted into the oral cavity of the subject, and the photographer photographs X-rays by irradiating the inserted X-ray sensor with the X-ray irradiation device in his hand.
  • the photographer undergoes a process of changing the setting of the X-ray irradiation apparatus through an input means including a button or a touch interface before photographing.
  • the photographer grips the device with one hand and sets the shooting mode with the other hand while the intraoral X-ray sensor is inserted into the mouth of the subject. This process is inconvenient for the patient waiting with the X-ray sensor inserted in the oral cavity or for the photographer who grips the heavy X-ray irradiation apparatus with one hand and operates the input means.
  • the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, X-ray configured to automatically set the shooting mode suitable for the shooting target in the process of preparing the X-ray photographing while holding the device without the user has to operate a separate input means
  • An object of the present invention is to provide an irradiation apparatus and an X-ray imaging method using the same.
  • the X-ray irradiation apparatus In order to solve the above problems, the X-ray irradiation apparatus according to the present invention, X-ray emission source; A gyro sensor for sensing a direction in which the X-ray emission source is directed; And a controller for selecting any one of a plurality of photographing modes according to a direction angle signal received from the gyro sensor.
  • the controller may control the amount of X-rays emitted from the X-ray emission source at different setting values according to the selected photographing mode.
  • the memory device may further include a memory connected to the control unit and storing a look-up table including a photographing mode corresponding to the direction angle signal and the X-ray dose setting value.
  • the controller may control the amount of X-rays by controlling the X-ray emission time of the X-ray emission source during imaging.
  • the X-ray irradiation apparatus the auxiliary beam emitting unit for displaying the direction of the X-ray emission source toward the visible light; And a reference plane setting button for setting a direction in which the X-ray emission source is directed at the input of a photographer as a reference for calculating the direction angle signal.
  • the controller may detect a pattern of motion using the gyro sensor as well as the photographing mode selection method described above, and select a photographing mode according to the detected motion pattern.
  • the X-ray imaging method by using the above-described X-ray imaging apparatus, setting a reference plane which is a reference of the direction angle toward which the X-ray emission source is directed; Detecting the direction angle with respect to the reference plane using a gyro sensor, and selecting a photographing mode corresponding to the direction angle; And photographing by controlling the X-ray emission source to a set value corresponding to the selected photographing mode.
  • the photographing mode corresponding to the direction angle is selected by referring to a look-up table previously input to the memory of the X-ray irradiation apparatus. And loading a setting value according to a photographing mode into a control unit of the X-ray irradiation apparatus.
  • the X-ray imaging method may further include detecting a pattern of a motion of the X-ray irradiation apparatus using a motion sensor and selecting a photographing mode according to the detected motion pattern.
  • a photographing mode suitable for a photographing target is automatically selected in a process of preparing an X-ray photographing while holding the device without the photographer having to operate a separate input means, thereby increasing convenience of the photographer. You can.
  • the time required for the selection input of the shooting mode can be eliminated, thereby reducing the waiting time of the examinee.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an X-ray irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows an application example of an X-ray irradiation apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 shows an example of automatic photographing mode selection using an X-ray irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows an example of an appropriate photographing angle according to a photographing object in the intraoral X-ray photographing.
  • FIG. 5 shows an example of an X-ray photographing apparatus and an automatic photographing mode selection lookup table used in the method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows an example of an X-ray imaging method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of an X-ray irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the X-ray emission source 10 for emitting an X-ray beam in a predetermined direction, the direction of the X-ray emission source 10 by detecting the attitude of the device body with respect to the direction of gravity That is, the motion sensor 30 for detecting the direction angle from which the X-ray beam is to be emitted, and the control unit 20 for selecting any one of a plurality of shooting modes according to the direction angle signal received from the motion sensor 30. It is configured to include).
  • the motion sensor 30 may include at least one of a gyro sensor, an acceleration sensor, and a geomagnetic sensor.
  • the X-ray irradiation apparatus 100 is connected to the controller 20 and includes a photographing mode corresponding to the direction angle signal and the X-ray dose setting value accordingly.
  • the memory 21 may further include a memory 21 storing the lookup table.
  • the controller 20 uses the direction angle information received from the motion sensor 30 to find a photographing mode corresponding to a criterion previously inputted into the lookup table, and at the time of photographing according to the selected photographing mode.
  • the X-ray amount emitted from the X-ray emission source 10 may be controlled to different setting values.
  • the controller 20 may be an example of a method of controlling the amount of X-rays emitted by the X-ray emission source 10 during imaging, and may control the amount of X-rays by controlling an X-ray emission time.
  • the X-ray dose control method includes a method of controlling the tube voltage of the X-ray emission source 10, a method of controlling the tube current, and a method of controlling the emission time on the assumption that the tube voltage and the tube current are constant as in the present embodiment. This can be used. Such a method is more suitable for the control of the X-ray emission source of the field emission method using the carbon nanostructure. Control of the release time may be made in pulse units of a predetermined period.
  • the X-ray irradiation apparatus 100 may further include an auxiliary beam emitter 50 which displays a direction in which the X-ray emission source 10 faces in the visible light.
  • the auxiliary beam emitter 50 may be implemented as, for example, a laser beam emitting device for emitting a straight visible laser beam in a point or line form.
  • the present invention is not limited thereto and may be implemented by using a light source such as a narrow LED.
  • the X-ray irradiation apparatus 100 further includes a reference plane setting button 35 for setting the direction toward which the X-ray emission source 10 is directed as a reference for calculating the direction angle signal at the input of the photographer. Can be.
  • the reference plane setting button 35 is connected to the control unit 20, and is exposed to the outside of the X-ray irradiation apparatus 100 so that the photographer can easily operate the reference plane setting button 35.
  • the X-ray irradiation apparatus 100 according to the present exemplary embodiment may further include a display unit 41 which displays a screen capable of displaying the current state of the device or the result of selecting the shooting mode, and the like. It may also include a speaker 42 for transmitting this to the photographer as a sound when it occurs.
  • the photographer may estimate the X-ray beam irradiation direction with respect to the subject by using the visible light beam emitted from the auxiliary beam emitter 50 to position the X-ray irradiation apparatus 100.
  • the controller 20 checks the direction angle signal from the motion sensor 30 in real time or by input of the photographer.
  • the controller 20 recognizes the plane to which the X-ray irradiation direction of the X-ray irradiation apparatus 100 belongs as a reference plane, and thereafter, the tilt angle with respect to the reference plane.
  • the photographing mode may be automatically selected by recognizing a value corresponding to the aforementioned direction angle.
  • the controller 20 may detect the pattern of motion using the motion sensor 30 as well as the photographing mode selection described above, and select the photographing mode according to the detected motion pattern.
  • Such a function may be implemented by previously storing the motion sensor 30 signal patterns corresponding to some characteristic motion patterns in the above-described memory 21, and confirming them by the controller 20.
  • FIG. 2 shows an application example of an X-ray irradiation apparatus according to the present invention.
  • the X-ray irradiation apparatus 100 may be connected to the standard arm 200 and used as shown in FIG. 2A.
  • the standard arm 200 connects the structure 300 fixed to the wall or the ground and the X-ray irradiation apparatus 100 through a plurality of axes, and supports the load of the X-ray irradiation apparatus 100 while supporting the load. Allow control.
  • the X-ray irradiation apparatus 100 may be utilized in a movable form provided with a handle 60 that the photographer can grip by hand.
  • the shape of the handle 60 shown here is just one example, and may be modified in various forms to allow the photographer to easily manipulate the posture of the X-ray irradiation apparatus 100, that is, the direction in which the X-ray beam is irradiated. have. As another example, it may have a shape similar to that of a camera grip part.
  • FIGS. 3 to 6 An X-ray imaging method using an X-ray irradiation apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 6.
  • the following description will help not only to understand the configuration of the X-ray imaging method according to an aspect of the present invention but also to more clearly understand the configuration of the X-ray imaging apparatus according to an aspect of the present invention.
  • FIG. 3 shows an example of automatic photographing mode selection using an X-ray irradiation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 3A schematically shows a process of photographing the molar of the maxilla as an example.
  • the photographer adjusts the X-ray irradiation direction of the X-ray irradiation apparatus 100 to the Frankfurt line using the visible light beam of the auxiliary beam emitter 50, and sets the reference plane by pressing the reference plane setting button 35.
  • the control unit 20 recognizes the motion sensor 30 signal value in this posture as an initial value representing a reference plane.
  • the controller 20 If the photographer again controls the posture of the X-ray irradiation apparatus 100 to maintain the maxillary molar photographing angle, for example, an angle of about +30 degrees with respect to the FRANKFURT line shown in the drawing for a predetermined time, the controller 20 at this time Recognize that the direction angle is +30 degrees by using the difference of the initial value of the motion sensor 30 signal value.
  • the controller 20 finds a photographing mode corresponding to the lookup table that is preset and stored in the memory by using the recognized direction angle, and automatically sets the photographing mode. In this case, as shown in the enlarged screen 41z, the display unit 41 may display the photographing mode selection result and the set value accordingly.
  • the controller 20 may load a setting value for the X-ray dose or X-ray irradiation time corresponding to the selected photographing mode from the memory and control the X-ray emission source accordingly.
  • the X-ray emission source may be controlled to irradiate the X-ray beam for a preset time period of 0.08 sec with respect to the photographing mode of the maxillary molar.
  • the X-ray irradiation apparatus 100 may notify the photographer that the automatic shooting mode is selected by sound through a speaker.
  • FIG. 3 (b) schematically shows a process of photographing the incisors of the mandible as another example.
  • the photographer adjusts the posture of the X-ray irradiation apparatus 100 to the occlusal plane by using the auxiliary beam emitter 50, and sets the reference plane by pressing the reference plane setting button 35.
  • the control unit 20 recognizes the motion sensor 30 signal value in this posture as an initial value representing a reference plane.
  • the controller 20 controls the figure.
  • the mandible incisor photographing mode is automatically selected through a similar process as described above, and the X-ray emission source is controlled using the set value accordingly.
  • the setting value of the X-ray beam emission time corresponding to the photographing mode illustrated in FIG. 3B may be different from that of FIG. 3A.
  • FIG. 4 shows an example of an appropriate photographing angle according to a photographing object in the intraoral X-ray photographing.
  • This figure shows an example of various photographing modes and angles of photographing for various photographing objects when X-ray imaging is performed using an intraoral X-ray sensor and an X-ray irradiation apparatus.
  • the photographing angles described exemplify representative values or ranges of the angles recommended for X-ray photographing for each photographing object, and may be different from each other.
  • the proper photographing angles are different for each of the photographing target teeth, and this may be used as a criterion for selecting the photographing mode.
  • FIG. 5 shows an example of an X-ray photographing apparatus and an automatic photographing mode selection lookup table used in the method according to an embodiment of the present invention.
  • the illustrated lookup table may include information about a photographing mode to be selected according to an angle sensing value indicating a direction angle with respect to a reference plane, and a setting value corresponding to the photographing mode, for example, X-ray irradiation time.
  • the lookup table may be processed into a predetermined data format that can be read by the controller and stored in a memory.
  • the lookup table illustrated herein is only one example and may be modified in various forms.
  • the angle sensing value may be given in a predetermined range rather than the representative value.
  • the value may be given in units of signal values provided from the motion sensor instead of the value converted to the actual angle.
  • the lookup table may include tube current and tube voltage information for each imaging mode separately or in parallel with the X-ray irradiation time as a setting value corresponding to the imaging mode. Many other variations are possible.
  • FIG. 6 shows an example of an X-ray imaging method according to an embodiment of the present invention.
  • X-ray imaging method by using the above-described X-ray imaging apparatus, setting a reference plane which is a reference of the direction angle to the X-ray emission source, and detecting the direction angle with respect to the reference plane using a motion sensor And selecting a photographing mode corresponding to the direction angle, and controlling photographing by controlling an X-ray emission source at a set value corresponding to the selected photographing mode.
  • X-ray imaging method another automatic shooting mode for detecting a pattern of motion, such as shaking or tilting the X-ray irradiation apparatus using a motion sensor, and selecting the shooting mode according to the detected motion pattern It may further comprise a selection step.
  • the photographing mode corresponding to the direction angle is selected by referring to a look-up table input to the memory of the X-ray irradiation apparatus in advance. And loading a setting value according to a photographing mode into a control unit of the X-ray irradiation apparatus.
  • the group of the shooting mode that depends on the size and position of the subject to be photographed is defined as shooting mode 1
  • the group of the shooting mode that varies according to the age or body size of the subject is defined as shooting mode 2
  • the step (s1) of setting the reference plane has been described above with reference to FIG. 3.
  • Step of automatically setting the shooting mode 1 (s2) by sensing the angle using a motion sensor (s21), identifying the target tooth to be photographed according to the sensed angle and automatically selecting the shooting mode 1 ( s22) is also as described above.
  • the step (s3) of automatically setting the shooting mode 2 may be performed before or after the step (s1) of setting the reference plane or after the automatic shooting mode 1 setting step (s2).
  • the setting of the shooting mode 2 automatically (s3) includes a motion sensing step (s31) of sensing a motion pattern such as shaking or tilting the X-ray photographing apparatus using a motion sensor and an automatic shooting mode according to the sensed motion pattern.
  • the photographing mode 2 selection step (s32) of selecting 2 may be included.
  • the appropriate X-ray dose may be different depending on whether the subject is an adult or a child, the size and weight of the subject. Mode, obese shooting mode, and the like.
  • the setting values according to the division of the shooting mode 1 described above may be collectively adjusted by a predetermined ratio or an offset value.
  • Various motion patterns can be digitized or functionalized as a characteristic pattern of the motion sensor signal values, and the patterns of the digitized or functionalized signal values are stored in the memory in the form of a look-up table for the shooting mode 2, It can be used in the same way as the selection.
  • the algorithm for identifying the motion pattern from the pattern of the motion sensor signal value may be implemented in various ways.

Abstract

자동 촬영모드 선택 기능을 갖는 엑스선 조사 장치 및 이를 이용한 엑스선 촬영 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 엑스선 조사 장치는, 엑스선 방출원; 상기 엑스선 방출원이 향하는 방향을 감지하는 모션 센서; 및 상기 모션 센서로부터 인가받은 방향각도 신호에 따라 다수의 촬영모드 중 어느 하나의 촬영모드를 선택하는 제어부를 포함한다. 본 발명에 따른 엑스선 촬영 방법은, 전술한 엑스선 촬영 장치를 이용하는 것으로, 엑스선 방출원이 향하는 방향각도의 기준이 되는 기준면을 설정하는 단계; 모션 센서를 이용하여 상기 기준면에 대한 상기 방향각도를 감지하고, 상기 방향각도에 대응되는 촬영모드를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 촬영모드에 해당하는 설정값으로 엑스선 방출원을 제어하여 촬영하는 단계를 포함한다.

Description

모션 센서를 구비한 엑스선 조사 장치 및 이를 이용한 엑스선 촬영 방법
본 발명은 엑스선 조사 장치 및 이를 이용한 엑스선 촬영 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 촬영자가 수동으로 장치의 위치 및 방향을 잡아 촬영하는 방식의 엑스선 촬영에 사용되는 엑스선 조사 장치 및 그 촬영방법에 관한 것이다.
엑스선 촬영은 엑스선의 투과특성을 이용한 방사선사진법으로서, 촬영대상을 투과하는 과정 중에 누적된 감쇄량에 근거해서 촬영대상의 내부구조에 대한 엑스선 영상을 획득하는 것이다. 그리고 이를 위한 엑스선 영상 촬영장치는 엑스선을 조사하는 엑스선 조사 장치와, 촬영대상을 사이에 두고 엑스선 조사 장치와 대향 배치되어 촬영대상을 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 센서, 엑스선 센서의 검출결과를 통해 엑스선 영상을 구현하는 영상처리장치를 포함한다. 엑스선 조사 장치는 지속적으로 소형화되고 편의성이 향상되어, 최근에는 병원에서의 진단이나 산업 현장에서의 비파괴 검사 등을 위해 촬영자가 손쉽게 사용할 수 있는 소형의 엑스선 조사 장치가 빈번히 활용되고 있다.
일 예로, 치과의 구강내(Intraoral) 엑스선 촬영에도 이러한 소형의 엑스선 조사 장치가 활용된다. 주로 피검자의 이동이 불편한 경우나, 임플란트 시술 시 등과 같이 신속한 엑스선 촬영이 필요할 때는 핸디형(Hand-held Type)의 엑스선 조사 장치 또는 스탠다드 암(Standard Arm)이라 불리는 기구물에 연결된 소형의 엑스선 조사 장치가 사용된다. 구강내 엑스선 촬영시에는 소형의 엑스선 센서 또는 필름을 피검자의 구강 내에 삽입하고, 촬영자가 엑스선 조사 장치를 손에 든 상태로 상기 삽입된 엑스선 센서 등을 향해 엑스선을 조사하여 촬영한다.
그런데, 이러한 구강내 엑스선 촬영에 있어서, 촬영대상이 되는 치아 등의 위치와 크기, 피검자의 신체 크기 등에 따라 조사되는 엑스선량을 조절할 필요가 있다. 이를 위해 촬영자는 촬영 전에 버튼 또는 터치 인터페이스 등을 포함하는 입력수단을 통해 엑스선 조사 장치의 설정을 변경하는 과정을 거치게 된다. 이 경우, 촬영자는 구강내 엑스선 센서를 피검자의 구강 내에 삽입한 상태에서 한 손으로 장치를 파지하고 다른 한 손으로 촬영 모드를 설정하게 된다. 이 과정은 구강 내에 엑스선 센서가 삽입된 상태로 대기하는 피검자에게나 한 손으로 무거운 엑스선 조사 장치를 파지하고 입력 수단을 조작하는 촬영자에게나 불편을 초래한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 촬영자가 별도의 입력수단을 조작할 필요 없이 장치를 파지한 채 엑스선 촬영을 준비하는 과정에서 촬영대상에 적합한 촬영 모드가 자동으로 설정되도록 구성된 엑스선 조사 장치 및 이를 이용한 엑스선 촬영 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
전술한 과제의 해결을 위한 것으로, 본 발명에 따른 엑스선 조사 장치는, 엑스선 방출원; 상기 엑스선 방출원이 향하는 방향을 감지하는 자이로센서; 및 상기 자이로센서로부터 인가받은 방향각도 신호에 따라 다수의 촬영모드 중 어느 하나의 촬영모드를 선택하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 선택된 촬영모드에 따라 촬영시에 상기 엑스선 방출원으로부터 방출되는 엑스선량을 서로 다른 설정값으로 제어할 수 있다.
이 때, 상기 제어부와 연결된 것으로, 상기 방향각도 신호에 따라 대응되는 촬영모드 및 그에 따른 상기 엑스선량 설정값을 포함하는 룩업테이블이 저장된 메모리를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 촬영시 상기 엑스선 방출원의 엑스선 방출 시간을 제어하여 상기 엑스선량을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 엑스선 조사 장치는, 상기 엑스선 방출원이 향하는 방향을 가시광선으로 표시하는 보조빔 방출부; 및 촬영자의 입력시에 상기 엑스선 방출원이 향하는 방향을 상기 방향각도 신호 산출의 기준으로 설정하는 기준면 설정 버튼을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 제어부는 전술한 촬영모드 선택 방식뿐만 아니라, 상기 자이로센서를 이용하여 모션의 패턴을 감지하고, 감지된 모션의 패턴에 따라 촬영모드를 선택할 수도 있다.
본 발명에 따른 엑스선 촬영 방법은, 전술한 엑스선 촬영 장치를 이용하는 것으로, 엑스선 방출원이 향하는 방향각도의 기준이 되는 기준면을 설정하는 단계; 자이로센서를 이용하여 상기 기준면에 대한 상기 방향각도를 감지하고, 상기 방향각도에 대응되는 촬영모드를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 촬영모드에 해당하는 설정값으로 엑스선 방출원을 제어하여 촬영하는 단계를 포함한다.
상기 촬영모드를 선택하는 단계는, 자이로센서에 의해 상기 기준면에 대한 방향각도가 감지되면, 엑스선 조사 장치의 메모리에 미리 입력된 룩업테이블을 참조하여 상기 방향각도에 대응되는 촬영모드를 선택하고, 해당 촬영모드에 따른 설정값을 상기 엑스선 조사 장치의 제어부에 로드하는 과정을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 엑스선 촬영 방법은, 모션 센서를 이용하여 엑스선 조사 장치의 모션의 패턴을 감지하고, 감지된 모션의 패턴에 따라 촬영모드를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 구성에 따르면, 촬영자가 별도의 입력수단을 조작할 필요 없이 장치를 파지한 채 엑스선 촬영을 준비하는 과정에서 촬영대상에 적합한 촬영 모드가 자동으로 선택되도록 함으로써, 촬영자의 편의성을 증대시킬 수 있다. 또한, 촬영 모드의 선택 입력에 소요되는 시간을 없앨 수 있어 피검자의 대기 시간을 감축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 조사 장치의 구성을 개략적으로 보인다.
도 2는 본 발명에 따른 엑스선 조사 장치의 활용 예를 보인다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 조사 장치를 이용한 자동 촬영모드 선택의 예를 보인다.
도 4는 구강내 엑스선 촬영에서 촬영대상에 따른 적정 촬영각도의 예를 보인다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치 및 그 방법에 활용되는 자동 촬영모드 선택용 룩업테이블의 예를 보인다.
도 6은 본 발명의 한 실시에에 따른 엑스선 촬영 방법의 예를 보인다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 설명한다. 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상이 좀 더 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명이 이하에 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니다. 동일한 도면 부호는 동일한 성격의 구성요소임을 나타내는 것으로서, 어느 한 도면에서 설명된 구성요소와 동일한 도면 부호를 갖는 구성요소에 대한 설명은 다른 도면에 대한 설명에서는 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 조사 장치의 구성을 개략적으로 보인다.
본 실시예에 따른 엑스선 조사 장치(100)는, 일정한 방향으로 엑스선 빔을 방출하는 엑스선 방출원(10)과, 중력 방향에 대한 장치 몸체의 자세를 감지하여 상기 엑스선 방출원(10)이 향하는 방향, 즉 엑스선 빔이 방출될 방향각도를 감지하는 모션 센서(30), 그리고 상기 모션 센서(30)로부터 인가받은 상기 방향각도 신호에 따라 다수의 촬영모드 중 어느 하나의 촬영모드를 선택하는 제어부(20)를 포함하여 구성된다. 여기서 바람직하게는 모션 센서(30)는 자이로 센서, 가속도 센서, 지자기 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다,
전술한 촬영모드의 선택을 위해, 본 실시예에 따른 엑스선 조사 장치(100)는 상기 제어부(20)와 연결된 것으로, 상기 방향각도 신호에 따라 대응되는 촬영모드 및 그에 따른 상기 엑스선량 설정값을 포함하는 룩업테이블이 저장된 메모리(21)를 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 상기 제어부(20)는 상기 모션 센서(30)로부터 받은 방향각도 정보를 이용하여 상기 룩업테이블에 미리 입력된 기준에 따라 대응되는 촬영모드를 찾고, 상기 선택된 촬영모드에 따라 촬영시에 상기 엑스선 방출원(10)으로부터 방출되는 엑스선량을 서로 다른 설정값으로 제어할 수 있다.
상기 제어부(20)는 촬영시 상기 엑스선 방출원(10)의 방출 엑스선량을 제어하는 방식의 한 예로서, 엑스선 방출 시간을 제어하여 상기 엑스선량을 제어할 수 있다. 엑스선량을 제어하는 방식에는 엑스선 방출원(10)의 관전압을 제어하는 방식과, 관전류를 제어하는 방식, 그리고 본 실시예의 경우와 같이 관전압과 관전류가 일정함을 전제로 방출 시간을 제어하는 방식 등이 사용될 수 있다. 이와 같은 방식은 탄소 나노 구조물을 이용한 전계 방출 방식의 엑스선 방출원의 제어에 좀 더 적합하다. 방출 시간에 대한 제어는 소정 주기의 펄스 단위로 이루어질 수도 있다.
또한, 본 실시예에 따른 엑스선 조사 장치(100)는, 상기 엑스선 방출원(10)이 향하는 방향을 가시광선으로 표시하는 보조빔 방출부(50)를 더 포함할 수 있다. 상기 보조빔 방출부(50)는 예컨대 직진성의 가시광선 레이저 빔을 점 또는 선 형태로 방출하는 레이저 빔 방출 장치로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 지향각이 좁은 LED 등의 광원을 활용하여 구현될 수도 있다.
한편, 본 실시예에 따른 엑스선 조사 장치(100)는 촬영자의 입력시에 상기 엑스선 방출원(10)이 향하는 방향을 상기 방향각도 신호 산출의 기준으로 설정하는 기준면 설정 버튼(35)을 더 포함할 수 있다. 상기 기준면 설정 버튼(35)은 상기 제어부(20)와 연결되고, 촬영자가 쉽게 조작할 수 있도록 엑스선 조사 장치(100)의 외부에 노출 설치된다. 이 외에도 본 실시예에 따른 엑스선 조사 장치(100)는 장치의 현재 상태나 촬영모드 선택 결과 등을 표시할 수 있는 화면으로 표시하는 표시부(41)를 더 포함할 수 있고, 촬영모드 선택 등의 상황 발생시 이를 소리로 촬영자에게 전달하는 스피커(42)도 포함할 수 있다.
촬영자는 보조빔 방출부(50)에서 방출된 가시광선 빔을 이용하여 피검자에 대한 엑스선 빔 조사 방향을 예측하며 엑스선 조사 장치(100)의 자세를 잡을 수 있다. 촬영자가 엑스선 조사 장치(100)의 자세를 잡으면, 제어부(20)는 실시간으로 또는 촬영자의 입력에 의해 상기 모션 센서(30)로부터 방향각도 신호를 확인한다. 촬영자가 상기 기준면 설정 버튼(35)을 누르면, 상기 제어부(20)는 그 시점에 상기 엑스선 조사 장치(100)의 엑스선 조사 방향이 속한 평면을 기준면으로 인식하고, 그 후로는 상기 기준면에 대한 경사각도에 해당하는 값을 전술한 방향각도로 인식하여 촬영모드를 자동 선택할 수 있다.
한편, 상기 제어부(20)는 전술한 촬영모드 선택뿐만 아니라, 상기 모션 센서(30)를 이용하여 모션의 패턴을 감지하고, 감지된 모션의 패턴에 따라 촬영모드를 선택할 수도 있다. 이러한 기능은 전술한 메모리(21)에 몇 가지 특징적인 모션 패턴에 대응되는 모션 센서(30) 신호 패턴을 미리 저장하여 두고, 상기 제어부(20)가 이를 확인하는 방식으로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 엑스선 조사 장치의 활용 예를 보인다.
본 발명의 실시예에 따른 엑스선 조사 장치(100)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 스탠다드 암(200)에 연결되어 활용될 수 있다. 스탠다드 암(200)은 벽이나 지면에 고정된 구조물(300)과 엑스선 조사 장치(100)를 다수의 축을 통해 연결하여, 그 하중을 지지하면서 촬영자가 상기 엑스선 조사 장치(100)의 자세를 용이하게 조종할 수 있도록 한다.
한편, 본 실시예에 따른 엑스선 조사 장치(100)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 촬영자가 손으로 파지할 수 있는 손잡이(60)가 구비된, 이동 가능한 형태로 활용될 수 있다. 여기에 도시된 손잡이(60)의 형태는 하나의 예에 불과하고, 촬영자가 엑스선 조사 장치(100)의 자세, 즉 엑스선 빔이 조사되는 방향을 용이하게 조종할 수 있도록 하는 다양한 형태로 변형될 수 있다. 다른 일 예로 카메라 그립(grip)부와 유사한 형태를 가질 수도 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 엑스선 조사 장치를 이용한 엑스선 촬영 방법을 설명한다. 이하의 설명은 본 발명의 한 측면에 따른 엑스선 촬영 방법의 구성에 대한 이해를 도울 뿐만 아니라 본 발명의 한 측면에 따른 엑스선 촬영 장치의 구성을 좀 더 명확히 이해하는 데에도 도움이 될 것이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 조사 장치를 이용한 자동 촬영모드 선택의 예를 보인다.
도 3의 (a)는 일 예로 상악의 어금니를 촬영하는 과정을 개략적으로 보인다. 촬영자가 보조빔 방출부(50)의 가시광선 빔을 이용하여 엑스선 조사 장치(100)의 엑스선 조사 방향을 프랑크푸르트 라인(Frankfurt line)에 맞추고, 기준면 설정 버튼(35)을 눌러 기준면을 세팅한다. 제어부(20)는 이 자세에서의 모션 센서(30) 신호 값을 기준면을 나타내는 초기값으로 인식한다.
촬영자가 다시 엑스선 조사 장치(100)의 자세를 조종하여 상악 어금니 촬영 각도, 예컨대 도면에 표시된 푸랑크푸르트 라인을 기준으로 약 +30도의 각도를 소정의 시간 동안 유지하면, 상기 제어부(20)는 이때의 모션 센서(30) 신호값의 전술한 초기값에 대한 차이를 이용하여 방향각도가 +30도임을 인식한다. 상기 제어부(20)는 인식된 방향각도를 이용하여 미리 설정되어 메모리에 저장된 룩업테이블(lookup table)에서 그에 대응되는 촬영모드를 찾고, 자동적으로 촬영모드를 세팅한다. 이때, 표시부(41)에는 확대된 화면(41z)에 보이는 바와 같이 촬영모드 선택 결과와 그에 따른 설정값이 표시될 수 있다. 상기 제어부(20)는 이와 같이 선택된 촬영모드에 해당하는 엑스선량 또는 엑스선 조사 시간에 대한 설정값을 메모리로부터 로드하고, 그에 따라 엑스선 방출원을 제어할 수 있다. 일 예로 상악 어금니의 촬영 모드에 대하여 미리 설정된 0.08초의 시간동안 엑스선 방출원이 엑스선 빔을 조사하도록 제어할 수 있다. 한편, 상기 엑스선 조사 장치(100)는 스피커를 통해 소리로 자동 촬영모드가 선택되었음을 촬영자에게 알릴 수도 있다.
도 3의 (b)는 다른 한 예로, 하악의 앞니를 촬영하는 과정을 개략적으로 보인다. 촬영자가 보조빔 방출부(50)를 이용하여 엑스선 조사 장치(100)의 자세를 치열교합면(Occlusal plane)에 맞추고, 기준면 설정 버튼(35)을 눌러 기준면을 세팅한다. 제어부(20)는 이 자세에서의 모션 센서(30) 신호 값을 기준면을 나타내는 초기값으로 인식한다.
촬영자가 다시 엑스선 조사 장치(100)의 자세를 조종하여 하악 앞니 촬영 각도, 예컨대 도면에 표시된 치열교합면을 기준으로 약 -25도의 각도를 소정의 시간 동안 유지하면, 상기 제어부(20)는 상기 도 3의 (a)를 참조하여 전술한 것과 유사한 과정들을 거쳐 자동적으로 하악 앞니 촬영모드를 선택하고, 그에 따른 설정값을 이용하여 엑스선 방출원을 제어하게 된다. 상기 도 3의 (b)에 도시된 촬영모드에 해당하는 엑스선 빔 방출 시간의 설정값은 상기 도 3의 (a)의 경우와 다를 수 있다.
도 4는 구강내 엑스선 촬영에서 촬영대상에 따른 적정 촬영각도의 예를 보인다.
본 도면은 구강내 엑스선 센서와 엑스선 조사 장치를 이용하여 엑스선 촬영을 수행하는 경우, 여러 가지 촬영대상에 대한 다양한 촬영모습과 그 촬영각도의 예시를 보인다. 기재된 촬영각도는 각 촬영대상에 대한 엑스선 촬영시에 권장되는 각도의 대표값 또는 범위를 예시한 것으로, 그 기준이 되는 면이 서로 다를 수도 있다. 본 도면을 통해 촬영대상 치아마다 절절한 촬영각도가 서로 다르고, 이를 촬영모드 선택의 기준으로 할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치 및 그 방법에 활용되는 자동 촬영모드 선택용 룩업테이블의 예를 보인다.
도시된 룩업테이블은 기준면에 대한 방향각도를 나타내는 각도센싱값에 따라 선택될 촬영모드와, 또한 해당 촬영모드에 대응되는 설정값, 예컨대 엑스선 조사시간 등의 정보를 포함할 수 있다. 이러한 룩업테이블은 상기 제어부가 읽을 수 있는 소정의 데이터 포맷으로 가공되어 메모리에 저장될 수 있다. 한편, 여기에 예시된 룩업테이블은 하나의 예에 불과하며 다양한 형태로 변형될 수 있다. 변형의 예로, 각도센싱값은 대표값이 아닌 소정의 범위로 주어질 수 있다. 또한, 실제의 각도로 환산된 값이 아니라 모션 센서에서 제공되는 신호 값의 단위로 주어질 수도 있다. 또한, 룩업테이블은 촬영모드에 대응되는 설정값으로서 엑스선 조사시간과 별개 또는 병행하여 촬영모드 별 관전류, 관전압 정보를 포함할 수 있다. 이 외에도 다양한 변형이 가능하다.
도 6은 본 발명의 한 실시에에 따른 엑스선 촬영 방법의 예를 보인다.
본 발명에 따른 엑스선 촬영 방법은, 전술한 엑스선 촬영 장치를 이용하는 것으로, 엑스선 방출원이 향하는 방향각도의 기준이 되는 기준면을 설정하는 단계와, 모션 센서를 이용하여 상기 기준면에 대한 상기 방향각도를 감지하고, 상기 방향각도에 대응되는 촬영모드를 선택하는 단계 및 상기 선택된 촬영모드에 해당하는 설정값으로 엑스선 방출원을 제어하여 촬영하는 단계를 포함한다. 한편, 본 발명에 따른 엑스선 촬영 방법은, 모션 센서를 이용하여 엑스선 조사 장치를 흔들거나 기울이는 등의 모션의 패턴을 감지하고, 감지된 모션의 패턴에 따라 촬영모드를 선택하는 또 하나의 자동 촬영모드 선택 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 촬영모드를 선택하는 단계는, 모션 센서에 의해 상기 기준면에 대한 방향각도가 감지되면, 엑스선 조사 장치의 메모리에 미리 입력된 룩업테이블을 참조하여 상기 방향각도에 대응되는 촬영모드를 선택하고, 해당 촬영모드에 따른 설정값을 상기 엑스선 조사 장치의 제어부에 로드하는 과정을 포함할 수 있다.
여기서, 촬영대상 치아의 크기와 위치에 따라 달라지는 촬영모드의 그룹을 촬영모드1이라 정의하고, 피검자의 연령이나 신체크기 등에 따라 달라지는 촬영모드의 그룹을 촬영모드2라고 정의하여 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 기준면을 설정하는 단계(s1)에 대해서는 상기 도 3을 참조하여 전술한 바 있다. 자동으로 촬영모드1을 설정하는 단계(s2)로서 모션 센서를 이용하여 각도를 센싱하고(s21), 센싱된 각도에 따라 촬영하고자 하는 촬영대상 치아를 식별하여 자동으로 촬영모드1을 선택하는 단계(s22)도 전술한 바와 같다.
한편, 자동으로 촬영모드2를 설정하는 단계(s3)는 상기 기준면을 세팅하는 단계(s1)의 전후에 또는 상기 자동 촬영모드1 설정 단계(s2)의 후에 수행될 수 있다. 상기 자동으로 촬영모드2를 설정하는 단계(s3)는 모션 센서를 이용하여 엑스선 촬영 장치를 흔들거나 기울이는 등의 모션 패턴을 센싱하는 모션 센싱 단계(s31)와 센싱된 모션 패턴에 따라 자동으로 촬영모드2를 선택하는 촬영모드2 선택 단계(s32)를 포함할 수 있다.
동일한 위치의 치아를 촬영대상으로 하더라도 피검자가 성인인지 어린이인지, 피검자의 머리 크기와 체중 등에 따라 촬영에 적절한 엑스선량이 달라질 수 있는데, 촬영모드2는 이러한 특성을 고려하여 예컨대 성인 촬영모드와 어린이 촬영모드, 비만인 촬영모드 등으로 구분될 수 있다. 이러한 촬영모드2의 구분에 따라 전술한 촬영모드1의 구분에 따른 설정값을 미리 정해진 비율 또는 오프셋 값만큼 일괄적으로 조정하도록 할 수 있다.
다양한 모션 패턴은 그에 따른 모션 센서 신호값의 특징적인 패턴으로 수치화 또는 함수화 될 수 있고, 이와 같이 수치화 또는 함수화 된 신호값의 패턴들을 촬영모드2에 대한 룩업테이블 형태로 메모리에 저장하여 촬영모드1의 선택시와 같은 방식으로 활용할 수 있다. 이 외에도 모션 센서 신호값의 패턴으로부터 모션 패턴을 식별하는 알고리즘은 다양하게 구현될 수 있을 것이다.
치과용 엑스선 촬영 분야에 직접적으로 활용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 엑스선 방출원;
    상기 엑스선 방출원이 향하는 방향을 감지하는 모션 센서; 및,
    상기 모션 센서로부터 인가받은 방향각도 신호에 따라 다수의 촬영모드 중 어느 하나의 촬영모드를 선택하는 제어부를 포함하는,
    엑스선 조사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 선택된 촬영모드에 따라 촬영시에 상기 엑스선 방출원으로부터 방출되는 엑스선량을 서로 다른 설정값으로 제어하는,
    엑스선 조사 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부와 연결된 것으로, 상기 방향각도 신호에 따라 대응되는 촬영모드 및 그에 따른 상기 엑스선량 설정값을 포함하는 룩업테이블이 저장된 메모리를 더 포함하는,
    엑스선 조사 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 촬영시 상기 엑스선 방출원의 엑스선 방출 시간, 관전압, 관전류 중 적어도 하나를 제어하여 상기 엑스선량을 제어하는,
    엑스선 조사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 엑스선 방출원이 향하는 방향을 가시광선으로 표시하는 보조빔 방출부; 및,
    촬영자의 입력시에 상기 엑스선 방출원이 향하는 방향을 상기 방향각도 신호 산출의 기준으로 설정하는 기준면 설정 버튼을 더 포함하는,
    엑스선 조사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모션 센서를 이용하여 모션의 패턴을 감지하고, 감지된 모션의 패턴에 따라 촬영모드를 선택하는,
    엑스선 조사 장치.
  7. 엑스선 방출원이 향하는 방향각도의 기준이 되는 기준면을 설정하는 단계;
    모션 센서를 이용하여 상기 기준면에 대한 상기 방향각도를 감지하고, 상기 방향각도에 대응되는 촬영모드를 선택하는 단계; 및,
    상기 선택된 촬영모드에 해당하는 설정값으로 엑스선 방출원을 제어하여 촬영하는 단계를 포함하는,
    엑스선 촬영 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 촬영모드를 선택하는 단계는, 모션 센서에 의해 상기 기준면에 대한 방향각도가 감지되면, 엑스선 조사 장치의 메모리에 미리 입력된 룩업테이블을 참조하여 상기 방향각도에 대응되는 촬영모드를 선택하고, 해당 촬영모드에 따른 설정값을 상기 엑스선 조사 장치의 제어부에 로드하는 과정을 포함하는,
    엑스선 촬영 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    모션 센서를 이용하여 엑스선 조사 장치의 모션의 패턴을 감지하고, 감지된 모션의 패턴에 따라 촬영모드를 선택하는 단계를 더 포함하는,
    엑스선 촬영 방법.
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