WO2017086518A1 - 방사선 검출장치와 이를 포함하는 방사선 촬영장치 - Google Patents

방사선 검출장치와 이를 포함하는 방사선 촬영장치 Download PDF

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intermediate plate
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최진현
신철우
김중석
오영종
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Definitions

  • the present invention relates to a radiation detection device for detecting radiation and a radiographic apparatus including the same.
  • the radiographic imaging apparatus is a device capable of irradiating an object with radiation and obtaining an internal image of the object by using radiation transmitted through the object. Since the transmittance of radiation varies according to the properties of the material constituting the object, the internal structure of the object may be imaged by detecting the intensity of the radiation transmitted through the object.
  • DR digital radiography
  • CR computerized radiography
  • computer radiography mammo cassettes which are used in CR mammography equipment, are divided into 18 ⁇ 24 cm 2 (Small) and 24 ⁇ 30 cm 2 (Large) according to their size. do.
  • the digital radiation (DR) mammoth cassette should be mounted on the computer radiation (CR) mammography apparatus instead of the computer radiation (CR) mammoth cassette.
  • DR digital radiation
  • CR computer radiation
  • the elements mounted on the printed circuit board, particularly the read integrated circuit generate high heat.
  • the operating temperature of the radiation detection panel rises.
  • the dark current of the photoelectric conversion element and the leakage current of the TFT increase, and the amount of fixed noise fluctuates, which causes a problem of image imbalance.
  • Patent Document 1 JP2005006806A
  • the present invention provides a radiation detecting apparatus for providing an intermediate plate for blocking noise generated in the elements mounted on the printed circuit board of the radiation detecting apparatus and a radiographic apparatus including the same.
  • a radiation detection apparatus includes a housing, a radiation detection panel accommodated in an inner space of the housing and converting radiation incident from an outside of the housing into an electrical signal, and electrically connected to the radiation detection panel.
  • the intermediate plate may include an electrically conductive first metal layer electrically connected to the ground wire of the printed circuit board; And a base plate supporting the first metal layer.
  • the intermediate plate may have an absolute radiation transmittance of 30% or more with respect to radiation generated by a tube voltage of 20 to 35 kVp.
  • the base plate may include at least one selected from carbon fiber or plastic, and the first metal layer may be provided on a rear surface of the base plate.
  • the body portion may have a larger cross-sectional area than the cross-sectional area of the body portion, and may include a contact portion forming a contact surface with the first metal layer.
  • the thermal conductivity of the base plate may be lower than that of the first metal layer.
  • the intermediate plate may further include a second metal layer provided on the front surface of the base plate and electrically connected to the first metal layer.
  • the first metal layer and the second metal layer may be electrically connected in an edge region of the intermediate plate.
  • the housing includes a frame made of metal and a support extending from the frame to support the intermediate plate,
  • the support portion may be coupled while being in surface contact with the intermediate plate.
  • the support and the intermediate plate may be coupled at the edge of the intermediate plate.
  • a plurality of electronic components electrically connected to the radiation detection panel may be mounted on both sides of the printed circuit board.
  • the radiographic apparatus detects the radiation emitted from the radiation generating unit, the radiation generating unit, and the radiation detection apparatus as described above, the radiation detection apparatus from the radiation emitted from the radiation generating unit It may include an automatic exposure control sensor for detecting the transmitted radiation and a control unit for controlling the exposure amount of the radiation irradiated from the radiation generating unit according to the radiation amount detected by the automatic exposure control sensor.
  • the radiation detection apparatus minimizes ground loop noise by uniformly electrically connecting the ground wiring of the printed circuit board and the intermediate plate, and uses an intermediate plate that can transmit radiation. In this case, sufficient radiation can be irradiated to the Automatic Exposure Control Sensor. Therefore, a stable radiographic image can be obtained, and the radiation auto exposure control can protect the patient, which is the subject, from excessive radiation dose.
  • the radiation detection apparatus provides an intermediate plate formed with a metal layer on an opposite side (hereinafter referred to as a rear side) of the base plate to which radiation is incident to connect the ground wire of the printed circuit board.
  • a shield of ground potential By forming a shield of ground potential, it is possible to block external noise and obtain a stable radiographic image.
  • the metal layer on the back of the intermediate plate formed of the shield of the ground potential and the ground wiring of the printed circuit board it is possible to minimize the separation distance and minimize the ground loop noise. As ground loop noise is minimized, more stable radiographic images can be obtained.
  • the radiation detection apparatus according to an embodiment of the present invention is coupled to the frame of the housing is a metal layer on the back of the base plate included in the intermediate plate, it is possible to effectively discharge heat generated from the printed circuit board to the outside through conduction. Accordingly, the radiation detection apparatus according to the present invention can block the heat conducted to the radiation detection panel, thereby eliminating the noise of the image due to the heat. Therefore, the radiation detection apparatus according to the present invention can obtain a more stable and clear radiation image.
  • the radiation detection apparatus can be designed as a compact thin digital radiation (DR) mammoth cassette capable of maintaining high robustness and noise resistance.
  • DR digital radiation
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a radiation detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a radiation detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing Detective quantum efficiency (DQE) of a radiation detection apparatus according to spatial frequency for each material of an intermediate plate.
  • DQE Detective quantum efficiency
  • FIG 4 is a cross-sectional view illustrating an embodiment in which the conductive connection part electrically connects the ground wire of the printed circuit board and the first metal layer.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating an embodiment in which the conductive connection part electrically connects the ground wire of the printed circuit board and the first metal layer.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating another embodiment in which the conductive connection part electrically connects the ground wire of the printed circuit board and the first metal layer.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a radiation detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a radiation detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front view of the radiographic apparatus according to the present invention.
  • FIG. 10 is a side view of the radiographic apparatus according to the present invention.
  • a radiation detection apparatus 1 is a cross-sectional view of a radiation detection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a radiation detection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a housing 10, a radiation detection panel 20, an intermediate plate 200, a printed circuit board 40, and a plurality of conductive connections. 800a.
  • the housing 10 may include an upper cover, a frame and a lower cover.
  • the top cover is located on the side where radiation is incident, and can be made of a material having a very high radiation transmittance and / or a very low absorption rate as well as alleviating an impact from the outside.
  • the upper cover and the lower cover may be composed of a composite material including carbon, carbon fiber, carbon compound, glass fiber, glass fiber or polycarbonate, polycarbonate compound and the like.
  • the frame forms an outer shape of the radiation detection apparatus 1 to protect components contained therein, and may be made of copper, aluminum, stainless steel, and the like, which have mechanical strength and are thermally conductive metals.
  • the radiation detection panel 20 is accommodated in the interior space of the housing 10 and converts radiation incident from the outside of the housing 10 into an electrical signal capable of processing image signals, and includes a plurality of switching cell elements. And the photoelectric conversion elements may be arranged in a matrix form.
  • the radiation may be X-rays (radiation), alpha rays ( ⁇ -rays), gamma rays ( ⁇ -rays), electron beams, ultraviolet rays (UV-rays), and the like.
  • the radiation detection apparatus 1 is largely classified into a direct method and an indirect method according to the absorber layer material absorbing radiation. Materials used in the direct method include amorphous selenium, crystalline cadmium telluride, or crystalline cadmium telluride compounds. The materials used in the indirect method are called scintillators, and are typically cesium iodide (CsI) or gadolinium oxide (GdOxSy).
  • the radiation detection apparatus 1 uses an indirect method based on a scintillator.
  • the radiation detection panel 20 includes a pixel circuit board and a light emitting layer.
  • the pixel circuit board is disposed facing the top cover.
  • the pixel circuit board may include a pixel array having a two-dimensional shape constituting each pixel circuit including a thin film transistor (TFT).
  • TFT thin film transistor
  • the light emitting layer is formed on the pixel circuit board.
  • the light emitting layer may be coated in a film form to cover the entire pixel array.
  • the light emitting layer according to an embodiment is a scintillator.
  • the scintillator may be coated on the pixel circuit board or configured together with the pixel circuit board. The radiation transmitted through the subject is converted into visible light through the scintillator, and the visible light is detected as an electric signal by the pixel circuit board.
  • the radiation detecting apparatus 1 uses a direct method of directly detecting an electrical signal generated by radiation transmitted through a subject.
  • the radiation detection panel 20 includes a pixel circuit board and a photoconductor.
  • the photoconductor exhibits photoconductivity, and may be composed of, for example, amorphous selenium, crystalline cadmium telluride, crystalline cadmium telluride compound, or the like.
  • the printed circuit board 40 is provided inside the housing 10 to control or process an image signal for a subject by supplying power to the radiation detecting panel 20.
  • Electronic components mounted on the printed circuit board 40 may generate noise by electromagnetic waves (EMI), and wirings on the printed circuit board 40 may also cause conduction and radiation of noise. If the radiation detection panel 20 is affected by the noise, the radiation detection panel 20 may generate noise in the radiographic image.
  • EMI electromagnetic waves
  • countermeasures against such noise include reinforcing the ground to stabilize the ground, shielding the noise generating source, and filtering the noise.
  • the method of stabilizing the ground by reinforcing the ground is to secure the ground as wide as possible and to form a uniform. This is because when the ground point is multiple, the ground circuit forms a loop and the ground loop current flows, causing a change in the reference potential.
  • Grounding should be uniformly reference potential (for example, 0V). If there are several grounding points, and ground loops with different distances are formed, grounding points may actually differ from the reference potential due to the impedance of the wiring. do. At this time, since a current flows in the ground circuit, a voltage drop due to an impedance may occur, thereby changing the reference potential.
  • the intermediate plate 200 is disposed between the radiation detection panel 20 and the printed circuit board 40 to support the radiation detection panel 20, and may be made of a material having light weight and excellent physical strength.
  • the intermediate plate 200 may be formed in a plate shape having conductivity, and may be electrically connected to the ground wire of the printed circuit board 40.
  • Ground loop noise is noise caused by grounding the device on ground with different potentials. That is, ground loop noise is noise generated when the potential difference between grounds is different from each other when the ground loop distance is far apart. As described above, the ground should be uniformly at the reference potential (for example, 0 V). If there are several ground points and a ground loop having a different distance is formed, the ground point is actually the reference potential under the influence of the impedance of the wiring. Different cases occur. At this time, since a current flows to the ground circuit, a voltage drop due to impedance occurs, and the reference potential changes, thereby generating ground loop noise. Therefore, in order to minimize ground loop noise in terms of image quality, the ground potential of the intermediate plate 200 should be uniform to the ground potential and the reference potential of the printed circuit board 40.
  • the radiation detection apparatus 1 of the present invention when mounted on a standardized cassette of a computer radiation (CR) imaging apparatus, the electrons mounted on the printed circuit board 40
  • the components may be mounted on both sides of the printed circuit board 40 for mounting efficiency.
  • the printed circuit board 40 due to the electronic components mounted on the front surface of the printed circuit board 40, the printed circuit board 40 may be disposed to be in direct contact with the intermediate plate 200, thereby minimizing ground loop noise.
  • the separation distance between the printed circuit board 40 and the intermediate plate 200 is physically generated.
  • a ground loop may be formed between grounds, a distance between the ground wire of the printed circuit board 40 and the intermediate plate 200 should be minimized in order to minimize ground loop noise.
  • the intermediate plate 200 is used as the ground as the reference potential of the printed circuit board 40, and the intermediate plate 200 and the printed circuit are used.
  • the ground loop noise should be minimized by minimizing the separation distance between each other (ie loop distance between grounds).
  • the intermediate plate 200 may function as a ground on an opposite side (hereinafter, referred to as a rear side) of a plane on which a radiation, which is a surface facing the printed circuit board 40, is incident. It may comprise a metal layer.
  • the conductive connectors 800a electrically connect the ground wiring of the printed circuit board 40 and the intermediate plate 200. Detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 4 to 6.
  • the intermediate plate 200 may include an electrically conductive first metal layer 220 electrically connected to a ground wire of a printed circuit board; And it may include a base plate 210 for supporting the first metal layer.
  • the intermediate plate 200 is a carbon fiber layer or carbon fiber reinforced plastic (CFRP), polycarbonate (PC: Poly Carbonate), polyimide (Polyimide), polycarbonate ABS (PC-ABS), polypropylene (PP: Polypropylene), polyethylene (PE: Poly Ethylene), acrylic, such as at least one selected from a plastic having good radiation transmittance, the base plate 210 to provide mechanical strength and the electrically conductive first metal layer to provide a grounding function ( 220). Meanwhile, the first metal layer 220 may be provided on the rear surface of the base plate 210, but the formation position of the first metal layer 220 with respect to the base plate 210 is not particularly limited.
  • CFRP carbon fiber layer or carbon fiber reinforced plastic
  • PC Poly Carbonate
  • Polyimide Polyimide
  • PC-ABS polypropylene
  • PP Polypropylene
  • PE Poly Ethylene
  • acrylic such as at least one selected from a plastic having good radiation transmittance
  • the base plate 210 to provide mechanical strength and the electrically conductive first
  • the carbon fiber layer or carbon-reinforced fiber plastic may be used as the base plate 210 of the intermediate plate 200 as a material having excellent radiation transmittance and physical strength.
  • the first metal layer 220 may be attached to the base plate 210 in the form of a foil, or may be formed to have a predetermined thickness such as vacuum deposition or various platings.
  • the ground wires of the first metal layer 220 and the printed circuit board 40 formed on the back of the intermediate plate 200 may be electrically connected to each other through a plurality of conductive connection parts 800a. Detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 4 to 6.
  • the ground potential of the first metal layer 220 is set to the ground potential and the reference potential of the printed circuit board 40.
  • the ground potential of the radiation detection panel 20 may also be uniformized to the ground potential and the reference potential of the printed circuit board 40 for ground loop noise stability.
  • the first metal layer 220 may be provided on the rear surface of the intermediate plate 200 to minimize the separation distance from the printed circuit board 40. This minimizes the loop distance between grounds, making the potential difference between grounds as uniform as possible, thereby reducing ground loop noise.
  • the conductive connecting portions 800a may be uniformly connected to the ground wire of the printed circuit board 40 and the first metal layer 220.
  • the ground should be electrically connected to the frame of the housing 10, the first metal layer 220, the ground wiring of the printed circuit board 40, and the ground wiring of the radiation detection panel 20.
  • the potential of the intermediate plate 200 should be uniform to the ground potential of the printed circuit board 40 or the ground potential of the radiation detection panel 20 and the reference potential in order to reduce ground loop noise.
  • the intermediate plate 200 should be a radiation transmitting member capable of transmitting radiation to the automatic exposure control sensor. That is, the intermediate plate 200 is an automatic exposure control sensor when the radiation detection apparatus 1 is used as a cassette of a computerized radiation (CR) wear imaging apparatus as described below with reference to FIGS. 9 and 10. It must be a material with high radiation transmittance in order to sufficiently transmit the radiation to (AEC).
  • the automatic exposure control sensor 1300 may generate a control signal for controlling the irradiation amount of the radiation by sensing the radiation transmitted from the radiation generator 1100 and transmitted through the subject and the radiation detection apparatus 1.
  • the automatic exposure control sensor 1300 is located at the rear of the radiation detection apparatus 1, sensing of radiation by electronic components such as a read integrated circuit may be prevented, so that the electronic exposure control sensor 1300 may be blocked. It can be located in the space part.
  • the radiation transmittance includes not only the case where all incident radiation passes as it is (transmittance is 100%), but also the case of partially transmitting the incident radiation.
  • the transmittance of the intermediate plate 200 is greater than or equal to a predetermined transmittance, radiation may be stably detected by a general automatic exposure control sensor (AEC sensor) provided at the rear of the radiation detection apparatus 1. Therefore, the intermediate plate 200 should be a radiation transmitting member, and when the first metal layer 210 is formed on the back of the intermediate plate 200, the first metal layer 210 should be made of a thickness and a material capable of transmitting radiation. do.
  • the radiation generating unit for generating radiation used in the medical radiography apparatus generates a radiation by applying a high acceleration voltage (tube voltage) to the radiation tube to accelerate electrons and collide with a target provided inside the radiation tube.
  • a tube voltage of 70 to 100 kVp is applied, but a mammography radiography apparatus irradiates soft tissues of the breast, which is much less dense than bones, so that there is a difference in density from surrounding tissues.
  • a tube voltage of 20 to 35 kVp with low transmission is used to detect very small fine cancer cells.
  • breast tissue is usually distributed according to age, but since the structure of each tissue is different and the distribution is also different, it is not easy to apply the photographing conditions depending only on the thickness of the press during mammography. It is possible to use previously recorded data, but because the patient's breast condition may vary due to hormone status or age, and the shooting conditions may be different, the automatic exposure control device (AEC sensor) for automatically controlling the radiation dose is worn. It is indispensable to the radiographic apparatus for photography. In addition, if the AEC sensor is provided above (or in front of) the radiation detection device, the radiation is disturbed by the AEC sensor before it reaches the radiation detection device, and the wearable radiography apparatus has a tube voltage of 20 to 35 kVp with low transmittance. Since the AEC sensor must be inserted under (or behind) the radiation detection device.
  • AEC sensor automatic exposure control device
  • Table 1 shows the absolute radiation transmittance and the effective radiation transmittance of the intermediate plate 200 measured while varying the thickness of the first metal layer 220 of the intermediate plate 200 according to the present invention.
  • a tube voltage of 28 kVp was applied and electrons were injected into the molybdenum target equipped with a molybdenum 0.03 mm filter inside the radiation tube.
  • the absolute radiation transmittance is a ratio of the radiation dose transmitted through the intermediate plate to the radiation dose incident on the intermediate plate 200 after the radiation generated in the radiation generating unit passes through free space (ie, air or vacuum).
  • free space ie, air or vacuum.
  • Aluminum (Al) can be used as a first metal layer because it is easy to process into a foil shape that is easily formed or attached to a thin film, and is easy to obtain, and has high permeability and electrical conductivity. It is not.
  • the effective radiation transmittance is based on the amount of radiation incident on the intermediate plate after passing through the standard phantom and the radiation detection panel, the average photon average energy of the intermediate plate incident radiation is measured when the effective radiation transmittance is measured. This is because it is higher than the intermediate plate incident radiation in the city (ie, passing through the standard phantom and the radiation detection panel, the low energy band of radiation photons is already absorbed and not involved in the radiation transmission of the intermediate plate).
  • the absolute transmittance is 29.1214% for the 750 ⁇ m thick aluminum first metal layer, but shows a high effective radiation transmittance of about 60% in the actual radiation detection environment. Therefore, in order to define the characteristics of the intermediate plate rather than the effective radiation transmittance which is greatly influenced by the environment before entering the intermediate plate, it is desirable to specify based on the absolute radiation transmittance.
  • the radiation detection apparatus In order to apply the radiation detection apparatus according to the present invention instead of a cassette type film to a mammography radiographic apparatus, radiation is stably detected by an automatic exposure control sensor (AEC sensor) provided at the rear of the radiation detection apparatus. It is necessary to determine the lower limit of the radiation transmittance of the intermediate plate capable of controlling the radiation dose. At this time, the radiation transmittance of the intermediate plate should be determined for the radiation emitted by the tube voltage of 20 to 35 kVp because the X-ray generator of the wear imaging radiograph uses a tube voltage of 20 to 35 kVp.
  • AEC sensor automatic exposure control sensor
  • the radiation transmittance is almost 100%, so that the radiation transmittance of the intermediate plate is determined by the first metal layer. Therefore, as shown in Table 2, the tube charge value (mAs) value, the irradiation dose value, and the average streamline dose value were measured while changing the thickness of the first metal layer 220 of the intermediate plate 200.
  • the tube voltage applied to the radiation generating unit was 28kVp, and PMMA (Polymethyl methacrylate) 40mm standard phantom and automatic exposure control sensor (AEC) were simulated on the upper and lower portions of the radiation detector.
  • the aluminum layer is selected as the first metal layer, the material is not particularly limited.
  • the tube charge amount (mAs) is the total amount of electrons that collide with the metal target to generate radiation, and the tube current amount (mA) generated when accelerating electrons to emit radiation is multiplied by the emission time (s). Therefore, the mAs value is linearly proportional to the irradiation dose.
  • a mammography radiography apparatus generates radiation while applying a constant tube voltage to irradiate the human body and the radiation detection device to be inspected, and the radiation transmitted through the human body and the radiation detection device to the automatic exposure control sensor (AEC). If the radiation dose set by the sensing is configured to stop the irradiation.
  • the radiation dose level read by the AEC sensor in order to control the radiation dose to a certain level is set to the minimum, so that the irradiation dose controlled by the AEC is set to the minimum.
  • the mAs value was measured for each thickness of the first metal layer from the start of the irradiation with the tube voltage (for example, 28 kVp) fixed until the irradiation was stopped by the automatic exposure control sensor (AEC sensor).
  • the irradiation dose represents the dose of radiation emitted by the radiation tube in response to the measured mAs value
  • the average wire dose is the dose of radiation absorbed into the breast among the irradiation doses.
  • an automatic exposure control sensor (AEC sensor) is provided behind the radiation detection device to detect radiation reaching the AEC sensor through the radiation detection device to adjust the radiation exposure amount according to a preset value. Therefore, as the thickness of the first metal layer increases, the radiation dose reaching the AEC sensor decreases, thereby controlling the radiation tube to irradiate more radiation dose (when the sensitivity and the set value of the AEC sensor are the same).
  • Increasing the radiation dose to be irradiated can generally be carried out by keeping the tube current (mA) applied to the radiation tube constant and increasing the irradiation time (s) (ie, increasing the mAs value). .
  • the dose measured in Table 1 is set so that the lowest radiation dose is irradiated by lowering the setting value of the dose which causes the AEC sensor to terminate irradiation.
  • the absolute radiation transmittance of the intermediate plate (or the first metal layer) is too low, the amount of radiation that reaches the AEC sensor becomes too small, so that the AEC sensor cannot sense the preset radiation dose to generate a command to stop irradiation. do.
  • the irradiation time (s) must be increased to reach the preset radiation dose in the radiation dose sensed by the AEC sensor.
  • the radiation dose control by the AEC sensor may become impossible due to Alternatively, if the amount of radiation reaching the AEC sensor becomes smaller, the AEC sensor may not even detect the radiation because it does not reach the minimum amount of radiation that the AEC sensor can sense.
  • the absolute radiation transmittance of the intermediate plate (or the first metal layer) is too low, the amount of radiation that passes through the radiation detection device and reaches the automatic exposure control sensor (AEC sensor) is reduced to an uncontrollable level through the calibration of the AEC sensor. In extreme cases, the AEC sensor is unable to detect radiation. Therefore, in order to fully control the radiation dose even when shooting a denser and thicker breast than the breast simulated by a 40mm thick PMMA standard phantom, it is necessary to obtain an absolute radiation transmittance above an appropriate level. Through the simulation experiment, the radiation dose passing through the panel except the middle plate, the PMMA standard phantom of 40mm thickness, and the intermediate plate for each transmittance was 2.7 ⁇ Gy (set radiation dose).
  • the tube voltage is used at 20 to 35 kVp (for example, 28 kVp).
  • the intermediate plate according to the invention may have an absolute radiation transmission of at least 30% (or an effective radiation transmission of at least 60%).
  • the absolute radiation transmittance (effective radiation transmittance) of such an intermediate plate is less than 100%.
  • the average wire dose which is the amount of radiation coated or absorbed on the breast
  • the recommended average wire dose is 3.0 mGy
  • the absolute absolute transmittance of the intermediate plate according to the present invention is 30% or more
  • the recommended average wire dose may be satisfied.
  • the recommended average line dose in Europe is 2.0 mGy
  • sufficient dose must reach the AEC sensor so that the AEC sensor can adjust the radiation generator to investigate the appropriate dose.
  • the AEC sensor cannot be calibrated if the absolute transmittance of the intermediate plate is below a certain level, so it must be above a certain transmittance (70% or more of the absolute transmittance in Europe).
  • the absolute radiation transmittance of the intermediate plate to radiation generated by a tube voltage of 20 to 35 kVp is sufficient if 30% or more, In the general radiography apparatus, since a tube voltage higher than 35 kVp is applied to easily transmit radiation having high energy, the absolute radiation transmittance of the intermediate plate may be lower than 30%.
  • an intermediate plate having an absolute radiation transmittance of 30% or more (or an effective radiation transmittance of 60% or more) with respect to radiation generated by a tube voltage of 20 to 35 kVp (for example, 28 kVp).
  • Silver may comprise an aluminum layer having a thickness of 750 ⁇ m or less.
  • the intermediate plate further includes a second metal layer provided on the front surface as described below, the total of the first metal layer (aluminum layer) and the second metal layer (aluminum layer) is 750 ⁇ m in order to satisfy the required absolute radiation transmittance. It may have the following thickness.
  • the aluminum layer is illustrated as the first metal layer while the intermediate plate according to the present invention has been described.
  • the present invention is not particularly limited to the material forming the first metal layer.
  • the intermediate plate has an absolute radiation transmittance of 30% or more (or an effective radiation transmittance of 60% or more) for radiation generated by a tube voltage of 20 to 35 kVp (for example, 28 kVp), any metal material and thickness may be used. .
  • Tables 3 to 4 are tables showing the results of simulating the absolute radiation transmittance according to each thickness (um) of the material of the first metal layer 210 at X-ray 20 KeV energy.
  • the tube voltage is 28 kVp
  • photons (or radiation) having an energy of 0 to 28 keV are emitted.
  • the standard phantom disposed in front of the intermediate plate and the low energy photons absorbed or reflected by the radiation detection panel To exclude the effect, one selected 20 keV, one of the high energies, to simulate.
  • metals having an atomic number greater than tungsten (W: atomic number 74), such as Pt (atomic number 78), which is higher in atomic number than platinum, may be expensive or harmful, and have a very low transmittance.
  • Thickness ( ⁇ m) 5 0.5 0.05 Mg (# 12) 99.76% 99.98% 100.00% Al (# 13) 99.54% 99.95% 100.00% Cr (# 24) 92.94% 99.27% 99.93% Cu (# 29) 86.01% 98.50% 99.85% Ni (# 28) 86.64% 98.58% 99.86% W (# 74) 79.08% 97.68% 99.77%
  • the absolute radiation transmittance (44.793%) measured in Table 1 and the absolute radiation transmittance (62.84%) simulated in Table 3 are different from each other.
  • the intermediate plate which has is enough.
  • the thickness of the first metal layer of the intermediate plate may be thinner or equal to the thickness when the absolute radiation transmittance of the intermediate plate to the radiation generated by the tube voltage of 20 to 35 kVp is 30% or more.
  • the thickness when the absolute radiation transmittance of such an intermediate plate is 30% or more may vary depending on the material of the first metal layer.
  • the first metal layer is patterned by removing a predetermined region of the first metal layer or forming an open portion to expose the surface of the base plate. 1 metal layer).
  • the radiation or light is reflected by the first metal layer to be incident back to the radiation detection panel, thereby generating an electrical signal generated by the radiation detection panel. Can be included.
  • the first metal layer of the present invention in the form of a blanket film (blanket film) that does not include the removal portion or the open portion, etc., the radiation or light is uniformly reflected over the entire surface of the intermediate plate to It is possible to solve the problem due to the reflection unevenness of each region.
  • a part of the first metal layer may be removed or patterned, or may be formed in the form of a blanket film.
  • the intermediate plate 200 of the present invention is not only radiation-transmissive, but also minimizes the ground loop noise of the printed circuit board, so that the ground potential of the intermediate plate is set to the ground potential and the reference potential (for example, 0 V) of the printed circuit board. It is necessary to keep it uniform, for which the intermediate plate must have sufficient conductivity.
  • the upper limit of the thickness of the first metal layer is determined by the absolute radiation transmittance (30% or more of radiation generated by the tube voltage of 20 to 35 kVp) required for the intermediate plate, while the lower limit of the first metal layer is sufficient for the intermediate plate. It can be determined by the thickness of the first metal layer that can provide conductivity.
  • the intermediate plate has an absolute radiation transmittance of 30% or more with respect to radiation generated by a tube voltage of 20 to 35 kVp (for example, 28 kVp), and has high electrical conductivity and stable grounding.
  • the first metal layer 220 may have a thickness of 0.03 to 1,000 ⁇ m.
  • FIG 3 is a graph showing the detection quantum efficiency (DQE) of the radiation detection apparatus 1 according to the spatial frequency for each material of the intermediate plate 200.
  • DQE detection quantum efficiency
  • DQE Detective quantum efficiency
  • SNR signal-to-noise ratio
  • the DQE value 1 represents an ideal detector.
  • a 50% DQE means that the detector of interest requires twice the absorbed dose to produce an image with SNR fidelity equivalent to that of the ideal detector.
  • DQE is typically given as a function of spatial frequency.
  • all signals of the spatial frequency can be developed by harmonic pulses (sin and cos).
  • An image can be interpreted as a combination of infinite number of periodic sin and cos waves. Short wavelengths (equivalent to high spatial frequencies) are associated with small details in the image, while long wavelengths (equivalent to low spatial frequencies) are associated with large objects.
  • the relationship between spatial frequency and detail size is inversely proportional. In order to avoid confusion with the term 'frequency of time (or frequency)', 'spatial frequency' is used. Typical units are line pairs per millimeter (lp / mm).
  • the Fe metal plate is formed of the intermediate plate 200 as the Fe metal plate itself, and due to the thick thickness of the Fe metal plate, the radiation transmittance is close to 0%, but the grounding property is excellent due to the high electrical conductivity. It is used as a reference for comparison with the detection quantum efficiency (DQE) of the radiation detection device 1 for the material of 200.
  • DQE detection quantum efficiency
  • the performance of the detection quantum efficiency (DQE) is significantly lower than that of the Fe metal plate.
  • the electrical conductivity of the carbon fibers constituting the carbon fiber plate is about 0.06 (S / m), and it can be confirmed that sufficient grounding performance cannot be secured in the case of an intermediate plate having such electric conductivity.
  • the thickness of the first metal layer of the intermediate plate is thinner than 30 nm, it is impossible to ensure sufficient electrical conductivity and thus grounding performance due to the interface characteristics.
  • the intermediate plate is formed of a base plate containing carbon fiber or plastic having high radiation transmittance, and a first metal layer on one surface of the base plate, so that the intermediate plate has sufficient electrical conductivity and stable grounding properties.
  • the lower limit thickness of the first metal layer 220 may be 0.03 ⁇ m to ensure stable grounding. That is, the thickness of the first metal layer of the intermediate plate is 30 nm or more, and may be thinner than or equal to the thickness when the absolute radiation transmittance of the intermediate plate to radiation generated by the tube voltage of 20 to 35 kVp is 30% or more.
  • the X-ray has a high absolute radiation transmittance of 89.77% and excellent grounding properties, which can be used as the first metal layer of the intermediate plate. have.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an embodiment in which the conductive connection portion 800a electrically connects the ground wire of the printed circuit board 40 and the first metal layer 220.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating an embodiment in which the ground wire of the printed circuit board 40 and the first metal layer 220 are electrically connected to the plurality of conductive connection parts 800a uniformly.
  • the plurality of conductive connectors 800a electrically connect the ground wire of the printed circuit board 40 and the first metal layer 220, and are spaced apart from each other to be uniformly positioned on the printed circuit board 40. It may be provided to.
  • the conductive connection portion 800a includes a body portion 810a connected to the printed circuit board 40 and extending toward the intermediate plate 200, and has a cross-sectional area larger than that of the body portion 810a, and the printed circuit. It may further include a contact portion 820a forming a contact surface with the substrate 40 and the first metal layer 220. In this case, the contact portion 820a may form a contact surface that is at least partially parallel to the first metal layer 220.
  • the body portion 810a may be made of an elastic member such as a spring or a clip. Since the body 810a may be formed of an elastic member, when the radiation detecting apparatus 1 is assembled, the body 810a is compressed between the intermediate plate 200 and the printed circuit board 40. The body 810a may provide an elastic force to the contact portion 820a so that) may be in close contact with the intermediate plate 200 so that an electrically stable contact may be made.
  • the body portion 810a may be fixedly connected to the ground wiring of the printed circuit board 40 by soldering or the like, and may be applied only by contacting without additional processing, so that the printed circuit board 40 and the intermediate plate ( 200) can be easily assembled or machined.
  • the body portion 810a since the body portion 810a is connected to the intermediate plate 200 through the contact portion 820a, the body portion 810a is protruded from the intermediate plate 200 so that there is no fear of damaging the radiation detection panel 20.
  • the contact portion 820a may have a larger cross-sectional area than that of the body portion 810a and may form a contact surface with the printed circuit board 40 and the first metal layer 220 to increase the contact area to reduce the contact resistance. Since the resistance is inversely proportional to the contact area, the contact 820a may reduce the contact resistance by forming a contact surface that is at least partially parallel to the printed circuit board 40 and the first metal layer 220 to the maximum.
  • the plurality of conductive connectors 800a are provided in a plurality of uniformly spaced apart from each other to minimize ground loop noise, and thus are formed on the ground wiring of the printed circuit board 40 and the rear surface of the intermediate plate 200.
  • the metal layer 220 may be electrically connected.
  • the ground loop noise due to the potential difference caused by the change in the loop distance between the grounds can be minimized, so that the electrical signal of the radiation detection panel 20 can have stability against the ground loop noise.
  • a distance from the printed circuit board 40 can be minimized by using the first metal layer 220 formed on the rear surface of the base plate 210 as a ground as the reference potential of the printed circuit board 40.
  • the ground should be connected to the frame of the housing 10, the first metal layer 220, the ground wiring of the printed circuit board 40, and the ground wiring of the radiation detection panel 20.
  • the conductive connectors 800a may uniformly connect the printed circuit board 40 and the first metal layer 220.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment in which the conductive connection portion 800b electrically connects the ground wire of the printed circuit board 40 and the first metal layer 220.
  • the body 810b may penetrate the printed circuit board 40 and extend toward the intermediate plate 200 to couple the printed circuit board 40 and the intermediate plate 200.
  • the body portion 810b may be formed of a metal that is a thermally and electrically conductive material.
  • the body 810b may be a bolt having a portion penetrating the printed circuit board 40 and a locking portion larger than a through hole in the head.
  • the contact portion 820b may have a larger contact area at the contact portion between the printed circuit board 40 and the intermediate plate 200 as the center penetrates through the body portion 810b and is coupled to the body portion 810b. Therefore, the contact resistance can be reduced in inverse proportion to the enlarged contact area.
  • the contact portion 820b may be a metal ring and may have a shape of a disc.
  • the contact portion 820b is formed of a metal ring between the printed circuit board 40 and the intermediate plate 200 to maintain a constant distance between the printed circuit board 40 and the intermediate plate 200. You can keep it.
  • the plurality of conductive connectors 800b may electrically connect the ground wire of the printed circuit board 40 and the first metal layer 220 to minimize ground loop noise.
  • the intermediate plate 200 may include at least one selected from a plastic layer having good radiation transmittance, such as a carbon fiber layer, carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and polycarbonate (PC).
  • a plastic layer having good radiation transmittance such as a carbon fiber layer, carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and polycarbonate (PC).
  • a base plate 210 formed of one, a first metal layer 220 provided on a back surface of the base plate 210; And a second metal layer 230 provided on a front surface and electrically connected to the first metal layer 220.
  • the intermediate plate 200 further includes a second metal layer 230 electrically connected to the first metal layer 220 provided on the rear surface and provided on the front surface to further reinforce the grounding function through the first metal layer 220. can do.
  • the ground wiring of the radiation detection panel 20 and the second metal layer 230 are formed. Electrical connections can be made to minimize ground loop noise by minimizing loop distance between grounds.
  • the ground is the frame of the housing 10, the first metal layer 220, the second metal layer 230 of the intermediate plate 200, the ground wiring of the printed circuit board 40, the ground wiring of the radiation detection panel 20 All may be connected so that the ground potential is the same.
  • first metal layer 220 and the second metal layer 230 may be thermally and electrically connected at the edge region of the intermediate plate 200.
  • heat conducted to the first metal layer 220 may be conducted to the second metal layer 230 to generate thermal noise in the edge region of the radiation detection panel 20.
  • the thermal noise generated in the edge region does not have a great influence on the entire radiographic image and can be ignored.
  • the housing 10 may include a frame made of metal, and may further include a support part 11 extending from the frame to support the intermediate plate 200.
  • the support part 11 may be coupled while making surface contact with the intermediate plate 200. Accordingly, the support 11 may reduce the contact resistance in inverse proportion to the contact area while making surface contact with the back surface or front surface of the intermediate plate 200.
  • first metal layer 220 having high thermal conductivity and the support part 11 provided at the rear surface of the intermediate plate 200 are in surface contact, heat generated in the elements of the printed circuit board 40 is transferred through the conductive connection part 800a.
  • the first metal layer 220 may be transferred to the support part 11.
  • the printed circuit board 40 may process low noise data from the radiation detection panel 20, shorten a signal processing path between electronic components for high-speed data transmission, and read out at an edge of one side of the printed circuit board 40. It may have a different shape from the general rectangular printed circuit board to improve the mounting efficiency with the integrated circuits.
  • the printed circuit board 40 has a region in which readout ICs and gate ICs are located, POE (Power Over Ethernet), FPGA ( field programmable gate array), EMBEDDED CPU, MEMORY, ETHERNET Physical interface & TRANCEIVER, the area in which power devices and related components are located, read integrated circuits and gate integrated circuits, and filter elements, connectors and Printed circuit boards outside the area where the relevant components are located can be removed.
  • the printed circuit board 40 may be L-shaped or reverse L-shaped. As such, by eliminating unnecessary portions of the printed circuit board, it is possible to effectively cope with the weight reduction of the printed circuit board and the radiation detection apparatus.
  • a plurality of electronic components electrically connected to the radiation detection panel 20 may be mounted on both surfaces of the printed circuit board 40.
  • the plurality of electronic components may be passive components and active components, which constitute a data processing circuit, a power supply driving circuit, a control circuit, and the like.
  • active element components FPGA, CPU, etc.
  • passive element components having a high height may be disposed on the rear surface of the printed circuit board 40 in order to minimize noise caused by heat in the radiation detection panel 20. have.
  • the passive elements having a low height generate less heat than the active components, they may be disposed on the front surface of the printed circuit board 40.
  • Power device components may be preferentially disposed on the printed circuit board 40 on the back side to minimize noise. Therefore, the electromagnetic wave noise affecting the radiation detection panel 20 of the radiation detection apparatus 1 can be minimized.
  • field programmable gate arrays FPGAs
  • EMBEDDED CPUs EMBEDDED CPUs
  • power devices and related components generate a lot of electromagnetic noise (EMI) noise and power supply noise, so they are read-integrated to minimize the effects of electromagnetic noise (EMI) noise on read integrated circuits. It may be placed in the area as far as possible from the circuits.
  • EMI electromagnetic noise
  • the ETHERNET Physical interface & TRANCEIVER, POE, etc. because the connecting connector must protrude to the outside of the radiation detection device 1 in order to connect with an external cable (cable), the cassette-type radiation detection device 1 to the radiographic apparatus It may be arranged in the region opposite the insertion surface to be inserted.
  • Gate Integrated Circuit is located in close proximity to POE (Power Over Ethernet), FPGA (field programmable gate array), EMBEDDED CPU, MEMORY, ETHERNET Physical interface & TRANCEIVER, power devices and related components. Therefore, speed reduction and input power noise can be minimized during high-speed data transmission.
  • POE Power Over Ethernet
  • FPGA field programmable gate array
  • EMBEDDED CPU EMBEDDED CPU
  • MEMORY ETHERNET Physical interface & TRANCEIVER
  • the radiation detection apparatus 1 is provided with filter elements, connectors and related parts on both sides of the area of the printed circuit board 40 proximate the read integrated circuit and the gate integrated circuit for low noise data processing of the read integrated circuit and the gate integrated circuit. It may further include.
  • a read out integrated circuit is a semiconductor that selects and drives an electric signal converted by the radiation detection panel 20, and then reads and amplifies the signal.
  • an amplifier may be included to amplify the weak analog signal from the radiation detection panel 20.
  • analogue-to-digital converters ADCs can be used to convert analog values to digital values. Therefore, the read integrated circuit consumes a lot of current and power and generates high heat. When such heat is transferred to the radiation detection panel 20, the operating temperature of the radiation detection panel 20 increases.
  • the dark current of the photoelectric conversion element and the leak current of the TFT increase, and the amount of fixed noise fluctuates, which causes a problem of image imbalance. Therefore, it is necessary to discharge the heat generated from the electronic components including the read integrated circuit 30 to the outside so as not to be transferred to the radiation detection panel 20.
  • the thermal conductivity of the base plate 210 of the intermediate plate 200 may be lower than that of the first metal layer 220 provided on the rear surface of the intermediate plate 200.
  • the thermal conductivity of polycarbonate (PC) which can be used as the base plate 210 at 300 K, is 0.19-0.22 W / (m ⁇ K), and the thermal conductivity of aluminum (Al) is 237 W / (m K). Therefore, heat generated in the printed circuit board 40 is transmitted only to the first metal layer 220 and is hard to be transferred to the base plate 210.
  • the housing 10 may include a frame made of metal, and may further include a support part 11 extending from the frame to support the intermediate plate 200.
  • the support part 11 may be coupled while making a surface contact with the rear surface of the intermediate plate 200.
  • the heat transferred to the first metal layer 220 may be transferred to the support 11 extending from the frame of the housing 10 and released to the outside through the frame of the housing 10. As a result, noise due to heat transmitted to the radiation detection panel 20 can be reduced.
  • the ground loop noise may be minimized by reducing the separation distance between the printed circuit board 40 and the intermediate plate 200. Heat generated from the electronic components mounted on the printed circuit board 40 may be radiated to the outside through the first metal layer without being transferred to the radiation detection panel 20.
  • the contact portion 810b of the conductive connection portion 800b has a shape capable of obtaining a maximum heat dissipation effect (for example, a plurality of protrusion shapes for heat dissipation). Can be.
  • the area of the radiation detection panel 20 may be smaller than the area of the intermediate plate 200. Therefore, even if heat of the first metal layer 220 is conducted to the second metal layer 230 connected to the edge region of the first metal layer 220 to be limited to the edge region of the radiation detection panel 20 to generate thermal noise, It does not significantly affect the entire radiographic image and can be ignored.
  • FIG. 9 is a front view of the radiographic apparatus 1000 according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a side view of the radiographic apparatus 1000 according to another embodiment of the present invention.
  • the radiographic apparatus 1000 may include a radiation generating unit 1100, a breast fixing unit 1200, a radiation detecting apparatus 1 according to the present invention, an automatic exposure control sensor 1300, and a control unit 1400.
  • the radiation generator 1100 irradiates radiation toward a subject located on the radiation detection apparatus 1, and may be realized using a known technique.
  • the radiation generating unit 1100 may be connected to the automatic exposure control sensor 1300 of the radiation detecting apparatus 1 so that the irradiation amount of radiation may be controlled by the control unit 1400.
  • the radiographic apparatus 1000 may be a mammography apparatus that fixes a human chest (or breast).
  • the breast fixing unit 1200 is a device for fixing the breast so as not to move when radiography, and compresses and fixed the breast of the examiner on both sides to be perpendicular to the direction in which radiation is irradiated.
  • the base plate is installed at the bottom, the pressure plate may be installed to the upper lifting.
  • the automatic exposure control sensor 1300 may detect the radiation transmitted through the radiation detection apparatus 1 from the radiation emitted from the radiation generator 1100. As described above, the automatic exposure control sensor 1300 is empty of the printed circuit board 40 so that the radiation is not disturbed by electronic components such as the read integrated circuit 30 in the radiation detection apparatus 1. It can be located in the space part.
  • the controller 1400 may control the exposure amount of the radiation emitted from the radiation generator 1100 according to the radiation amount detected by the automatic exposure control sensor 1300.
  • the radiographic apparatus 1000 may be a computer radiography mammography apparatus.
  • the radiation detection device 1 according to the present invention may be inserted in place of the computer radiation (CR) mammoth cassette.
  • the radioactivity detection capability of the automatic control sensor 1300 constituting the computer radiation (CR) imaging apparatus is lowered. It is possible to transmit a sufficient radiation dose to the automatic control sensor 1300 so that there is no. Therefore, the radiation detection apparatus 1 can be used compatible with the computer radiation (CR) imaging apparatus.
  • the radiation detection device 1 forms a metal layer 220 on the back to block the noise caused by the electromagnetic noise and heat generated in the electronic elements mounted on the printed circuit board 40,
  • a stable image can be obtained by providing an intermediate plate 200 in which a shield having a ground potential is formed by connecting to a ground wire of the printed circuit board 40.
  • the ground loop noise may be minimized by minimizing the separation distance between the ground plate of the intermediate plate 200 formed of the ground and the printed circuit board 40.
  • a more stable radiographic image can be obtained.
  • the first metal layer 220 provided on the rear surface of the base plate 210 included in the intermediate plate 200 is connected to the frame of the housing 10.
  • the heat generated from the printed circuit board 40 may be effectively released to the outside through conduction.
  • the radiation detection apparatus 1 according to the present invention can effectively release the heat generated during the operation to block the heat conducted to the radiation detection panel 20 can remove the noise of the image due to the heat. Therefore, the radiation detection apparatus 1 according to the present invention can obtain a stable and clear radiographic image.
  • the radiation detection apparatus 1 can be designed as a compact thin digital radiation (DR) mammoth cassette capable of maintaining high robustness and noise resistance.
  • DR digital radiation

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Abstract

본 발명은 하우징, 상기 하우징의 내부 공간에 수용되고, 상기 하우징의 외부로부터 입사되는 방사선을 전기신호로 변환시키는 방사선 검출 패널, 상기 방사선 검출 패널에 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판, 상기 방사선 검출 패널과 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되어, 상기방사선 검출 패널을 지지하고, 상기 인쇄회로기판의 접지 배선과 전기적으로 연결되는 중간판을 포함하고, 상기 중간판은 상기 입사하는 방사선에 대해 방사선 투과성인 방사선 검출장치가 제시된다.

Description

방사선 검출장치와 이를 포함하는 방사선 촬영장치
본 발명은 방사선을 검출하는 방사선 검출장치와 이를 포함하는 방사선 촬영장치에 관한 것이다.
방사선 영상 장치는 대상체에 방사선을 조사하고 대상체를 투과한 방사선을 이용하여 대상체의 내부 영상을 획득할 수 있는 장치이다. 대상체를 구성하는 물질의 특성에 따라 방사선의 투과성이 다르므로, 대상체를 투과한 방사선의 강도를 검출하여 대상체의 내부 구조를 영상화할 수 있다.
이 때, 방사선 촬영장치의 방사선 검출장치에 동일한 강도의 방사선이 입사되더라도 방사선 촬영장치를 구성하는 수광 소자나 독출직접회로(read-out IC) 등으로부터 발생하는 전자기파 등의 노이즈에 영향을 받아 방사선 검출 패널의 각 센서 셀(cell)별로 다른 강도의 방사선을 출력할 수 있고, 이는 영상의 노이즈를 발생시키는 원인이 된다.
또한, 의료 분야의 방사선 촬영장치에서 컴퓨터 방사선(Computed Radiography: CR) 촬영장치 대신에, 디지털 방사선(Digital Radiography: DR) 촬영장치를 통해 피사체의 영상을 획득하려는 기술이 널리 시도되고 있다. 일반적으로 컴퓨터 방사선(CR) 맘모 촬영장치에 사용되는 컴퓨터 방사선(CR) 맘모 카세트(Computer Radiography mammo cassette)는 그 크기에 따라 18×24 cm2 (Small)과 24×30 cm2 (Large)로 구분된다. 이때, 디지털 방사선(DR) 맘모 카세트가 컴퓨터 방사선(CR) 맘모 촬영장치에 컴퓨터 방사선(CR) 맘모 카세트 대신에 장착되어야 한다.
컴퓨터 방사선(CR) 맘모 촬영장치의 컴퓨터 방사선(CR) 맘모 케이스(case)에 디지털 방사선(DR) 맘모 카세트를 삽입하기 위해서, 규격화된 컴퓨터 방사선(CR) 맘모 카세트 크기 내에서 구성부품들이 집적화되어야 한다. 이와 같이, 집적화된 구성부품들의 고밀도 실장에 의해 발생하는 전기적인 노이즈에 대한 화상의 영향을 고려하여 디지털 방사선(DR) 맘모 카세트를 설계하는 것이 필요하다.
한편, 방사선 촬영장치가 작동하면 인쇄회로기판에 실장된 소자들, 특히, 독출집적회로는 높은 열이 발생한다. 방사선 검출 패널에 이러한 열이 전달되면, 방사선 검출 패널의 동작 온도가 상승한다. 이에 따라, 광전 변환 소자의 암전류 및 TFT의 리크(leak) 전류가 증가하고, 고정 노이즈(noise)의 양이 변동하므로 화상 불균형의 원인이 되는 문제가 있다.
(특허문헌 1) JP2005006806A
본 발명은 방사선 검출장치의 인쇄회로기판에 실장된 소자들에서 발생하는 노이즈를 차단하기 위한 중간판을 제공하는 방사선 검출장치 및 이를 포함하는 방사선 촬영장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출장치는 하우징, 상기 하우징의 내부 공간에 수용되고, 상기 하우징의 외부로부터 입사되는 방사선을 전기신호로 변환시키는 방사선 검출 패널, 상기 방사선 검출 패널에 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판, 상기 방사선 검출 패널과 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되어, 상기방사선 검출 패널을 지지하고, 상기 인쇄회로기판의 접지 배선과 전기적으로 연결되는 중간판을 포함하고, 상기 중간판은 상기 방사선에 대해 방사선 투과성일 수 있다.
상기 중간판은 상기 인쇄회로기판의 접지 배선과 전기적으로 연결되는 전기전도성 제1 금속층; 및 상기 제1 금속층을 지지하는 베이스 판;을 포함할 수 있다.
상기 중간판은 20 내지 35 kVp의 관전압에 의해서 발생된 방사선에 대한 절대 방사선 투과율이 30% 이상일 수 있다.
상기 베이스 판은 탄소섬유 또는 플라스틱 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 제1 금속층은 상기 베이스 판의 후면에 제공될 수 있다.
상기 인쇄회로기판의 접지 배선과 상기 제1 금속층을 전기적으로 연결하고, 서로 이격되어 제공되는 복수의 전도성 연결부를 더 포함하고, 상기 전도성 연결부는, 상기 인쇄회로기판에 연결되고 상기 중간판을 향하여 연장되는 몸체부 및 상기 몸체부의 단면적보다 넓은 단면적을 갖고, 상기 제1 금속층과 접촉면을 형성하는 접촉부를 포함할 수 있다.
상기 베이스 판의 열전도도는 상기 제1 금속층의 열전도도보다 낮을 수 있다.
상기 중간판은, 상기 베이스 판의 전면에 제공되고, 상기 제1 금속층과 전기적으로 연결되는 제2 금속층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층은 상기 중간판의 가장자리 영역에서 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 하우징은, 금속으로 이루어진 프레임 및 상기 프레임으로부터 연장되어 상기 중간판을 지지하는 지지부를 포함하고,
상기 지지부는 상기 중간판과 면접촉하면서 결합될 수 있다.
상기 지지부와 상기 중간판은 상기 중간판의 가장자리에서 결합될 수 있다.
상기 인쇄회로기판의 양면에는 상기 방사선 검출 패널에 전기적으로 연결되는 복수의 전자부품이 실장될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치는 방사선 발생부, 상기 방사선 발생부로부터 조사되는 방사선을 검출하고, 전술한 바와 같은 방사선 검출장치, 상기 방사선 발생부로부터 조사되는 방사선 중에서 상기 방사선 검출장치를 투과한 방사선을 감지하는 자동노출제어 센서 및 상기 자동노출제어 센서에서 감지되는 방사선량에 따라서 상기 방사선 발생부로부터 조사되는 방사선의 노출량을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출장치는 인쇄회로기판의 접지 배선과 중간판을 균일하게 전기적으로 연결하여 접지 루프 잡음(Ground Loop Noise)을 최소화하고, 방사선을 투과할 수 있는 중간판을 이용하여 자동노출제어 센서(Automatic Exposure Control Sensor)에 충분한 방사선을 조사시킬 수 있다. 그러므로, 안정된 방사선 이미지를 얻을 수 있으며, 방사선 자동노출제어를 통해 피조사체인 환자를 과도한 방사선량으로부터 보호할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출장치는 베이스판의 방사선이 입사하는 면의 반대면(이하, 후면이라 한다.)에 금속층을 형성한 중간판을 제공하여 인쇄회로기판의 접지 배선과 연결한 접지(ground) 전위의 실드(shield)를 형성함으로써, 외부의 노이즈(noise)를 차단하여 안정한 방사선 이미지를 얻을 수 있다. 그리고, 접지 전위의 실드로 형성된 중간판 후면의 금속층과 인쇄회로기판의 접지 배선을 균일하게 전기적으로 연결하여, 이격거리를 최소화하고 접지 루프 잡음(Ground Loop Noise)을 최소화할 수 있다. 접지 루프 잡음이 최소화됨에 따라 더욱 안정한 방사선 이미지를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출장치는 중간판에 포함된 베이스판 후면의 금속층이 하우징의 프레임에 결합되어, 인쇄회로기판에서 발생한 열을 전도를 통해 외부로 효과적으로 방출할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 방사선 검출장치는 방사선 검출 패널로 전도되는 열을 차단할 수 있으므로 열에 의한 화상의 잡음을 제거할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 방사선 검출장치는 더욱 안정적이고 선명한 방사선 이미지를 얻을 수 있다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출장치는 높은 견실성(robustness)과 노이즈 내성을 유지할 수 있는 소형 박형의 디지털 방사선(DR) 맘모 카세트로 설계할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출장치의 단면도이다.
도 3은 중간판의 각 재질에 대해 공간빈도수(Spatial frequency)에 따른 방사선 검출장치의 검출양자효율(DQE; Detective quantum efficiency)을 나타낸 그래프이다.
도 4는 전도성 연결부가 인쇄회로기판의 접지 배선과 제1 금속층을 전기적으로 연결하는 일 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 전도성 연결부가 인쇄회로기판의 접지 배선과 제1 금속층을 전기적으로 연결하는 일 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 6은 전도성 연결부가 인쇄회로기판의 접지 배선과 제1 금속층을 전기적으로 연결하는 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 방사선 촬영장치의 정면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 방사선 촬영장치의 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출장치(1)의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출장치(1)는 하우징(10), 방사선 검출 패널(20), 중간판(200), 인쇄회로기판(40), 다수의 전도성 연결부(800a)를 포함할 수 있다.
하우징(10)은 상부덮개, 프레임(frame) 및 하부덮개를 포함할 수 있다. 상부덮개는 방사선이 입사하는 면에 위치하고, 외부로부터의 충격을 완화할 수 있을 뿐만 아니라, 방사선 투과율이 매우 높은 물질 및/또는 흡수율이 매우 낮은 물질로 구성된다. 예를 들어, 상부덮개와 하부덮개는 카본, 카본섬유, 카본 화합물, 유리섬유, 유리섬유를 포함한 복합재질 또는 폴리카보네이트, 폴리카보네이트 화합물 등으로 구성될 수 있다. 프레임은 방사선 검출장치(1)의 외형을 형성하여 내부에 수용되는 구성들을 보호하는 것으로서 기계적 강도를 가지면서 열 전도성 금속인 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸(Stainless steel) 등으로 이루어질 수 있다.
방사선 검출 패널(20)은 하우징(10)의 내부 공간에 수용되고, 하우징(10)의 외부로부터 입사되는 방사선을 영상신호 처리가 가능한 전기 신호로 변환시키는 것으로, 다수의 스위칭 셀(switching cell) 소자들과 광전변환소자들이 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 여기서, 방사선은, 엑스선(방사선), 알파선(α-ray), 감마선(γ-ray), 전자선, 자외선(UV-ray) 등 일 수 있다. 방사선 검출장치(1)는 방사선을 흡수하는 흡수층 물질에 따라 크게 직접(Direct) 방식과 간접방식으로 구분된다. 직접방식에 사용되는 물질은 비정질 셀레늄(Amorphous selenium), 결정질 카드뮴 텔룰라이드(crystalloid CdTe) 또는 결정질 카드뮴 텔룰라이드 화합물 등이 있다. 간접방식에 사용되는 물질은 신틸레이터라 불리는데, 대표적으로 아이오딘화세슘(CsI) 또는 가돌리늄 옥시설파이드(GdOxSy) 등이 있다.
일 실시 예에 따른 방사선 검출 장치(1)는 신틸레이터를 기반으로 하는 간접(Indirect) 방식을 사용한다. 이때, 방사선 검출 패널(20)은 픽셀 회로기판과 발광층을 포함한다. 픽셀 회로기판은 상부덮개와 마주하게 배치된다. 픽셀 회로기판은 박막 트랜지스터(thin film transistor: TFT)를 포함하여 각 픽셀 회로를 구성하는 2차원 형태의 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 방사선 검출 패널(20)의 전기신호 검출 기작에 대해 설명하자면, 방사선이 발광층에 도달하면, 발광층이 방사선에 의해 광 신호를 발산하게 되고, 이때 발산되는 광 신호가 픽셀 회로기판 내에 배치된 포토 다이오드와 같은 수광소자에 전달되며, 수광소자가 광 신호를 감지하여 이를 전기신호로 변환하게 된다.
발광층은 픽셀 회로기판의 상부에 형성된다. 발광층은 픽셀 어레이 전체를 덮도록 막 형태로 코팅될 수 있다. 일 실시 예에 따른 발광층은 신틸레이터(Scintillator)이다. 이 경우, 신틸레이터가 픽셀 회로기판에 코팅되거나 픽셀 회로기판과 함께 구성될 수 있다. 피사체를 투과한 방사선이 신틸레이터를 통해 가시광으로 변환되고, 이 가시광이 픽셀 회로기판에 의해 전기신호로서 검출된다.
다른 실시 예에 따른 방사선 검출장치(1)는 피사체를 투과한 방사선에 의해 발생한 전기적 신호를 직접 검출하는 직접(direct) 방식을 사용한다. 이때, 방사선 검출 패널(20)은 픽셀 회로기판과 광도전체를 포함한다. 광도전체는 광 도전성을 나타내는데, 예를 들어 비정질 셀레늄(Amorphous selenium), 결정질 카드뮴 텔룰라이드(crystalloid CdTe) 또는 결정질 카드뮴 텔룰라이드 화합물 등으로 구성될 수 있다.
인쇄회로기판(40)은 방사선 검출 패널(20)에 전원을 공급해서 피사체에 대한 영상신호가 출력될 수 있도록 제어 또는 처리하기 위해 하우징(10) 내부에 제공된다. 인쇄회로기판(40)에서 실장되는 전자부품들은 전자기파(EMI)에 의한 잡음을 발생시키고, 인쇄회로기판(40) 상의 배선들도 노이즈(noise)의 전도 및 방사를 유발할 수 있다. 방사선 검출 패널(20)은 이러한 노이즈의 영향을 받으면 방사선 이미지에도 노이즈를 발생시킬 수 있다.
한편, 이러한 노이즈에 대한 대책은 접지(ground)를 보강하여 접지를 안정화시키는 것이나, 노이즈 발생원을 차단(shield)시키는 것이나, 노이즈를 필터링(filtering)하는 것이 있다.
이 중, 접지를 보강하여 접지를 안정화시키는 방법은 접지를 최대한 넓게 확보하고 균일하게 형성하는 것이다. 접지점이 여러 개이면, 접지회로가 루프(loop)를 형성하게 되어 접지 루프 전류(ground loop)가 흐르므로 기준전위의 변화를 초래하기 때문이다. 접지는 균일하게 기준전위(예를 들면, 0V)이어야 하는데, 만약, 접지점이 여러 개가 있어, 거리가 다른 접지 루프가 형성되면, 배선의 임피던스 등의 영향으로 접지점이 실제로 기준전위와 다른 경우가 발생한다. 이때, 접지 회로에 전류가 흐르게 되므로 임피던스에 의한 전압강하가 일어나 기준전위가 변화할 수 있다.
중간판(200)은 방사선 검출 패널(20)과 인쇄회로기판(40) 사이에 배치되어, 방사선 검출 패널(20)을 지지하는 것으로, 가벼우면서도 물리적 강도가 뛰어난 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 중간판(200)은 전도성을 가지는 판상으로 형성되고, 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과 전기적으로 연결될 수 있다. 중간판(200)에 의해서 접지(ground) 전위의 실드(shield)를 형성함으로써, 인쇄회로기판(40)에 실장되는 전자부품들에 의한 전자기파 노이즈(noise)를 차단하고 접지를 보강하여 접지를 안정화 시킬 수 있다. 그러므로, 방사선 검출장치(1)는 인쇄회로기판(40)에 실장되는 전자부품들에 의한 전자기파 노이즈(noise) 영향에도 안정한 화상을 얻을 수 있다. 즉, 방사선 검출장치(1)는 전도성 중간판(200)을 통한 방사선 검출 패널(20)과 인쇄회로기판(40)의 접지 강화를 통해 전자기파 차폐, 노이즈 차폐에 관련된 우수한 특성을 나타낼 수 있다.
접지 루프 잡음(Ground Loop Noise)은 전위가 다른 지면에 장치를 접지시킴으로써 발생하는 잡음이다. 즉, 접지 루프 잡음은 접지 루프 거리가 멀리 떨어져 있는 경우, 접지 간의 전위차가 서로 달라져 발생하는 잡음이다. 전술한 바와 같이, 접지는 균일하게 기준전위(예를 들면, 0V)이어야 하는데, 만약, 접지점이 여러 개가 있어, 거리가 다른 접지 루프가 형성되면, 배선의 임피던스 등의 영향으로 접지점이 실제로 기준전위와 다른 경우가 발생한다. 이때, 접지 회로에 전류가 흐르게 되므로 임피던스에 의한 전압강하가 일어나 기준전위가 변화하므로 접지 루프 잡음이 발생한다. 그러므로, 화질의 관점에서 접지 루프 잡음을 최소화하기 위해서 중간판(200)의 접지 전위는 인쇄회로기판(40)의 접지 전위와 기준전위로 균일해야 한다.
도 9 및 도 10을 참조하여, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 방사선 검출장치(1)가 컴퓨터 방사선(CR) 촬영장치의 규격화된 카세트에 실장되는 경우, 인쇄회로기판(40)에 실장되는 전자부품들은 실장 효율성을 위해 인쇄회로기판(40)의 양면에 실장될 수 있다. 이러한 경우에 인쇄회로기판(40)의 전면(front surface)에 실장되는 전자부품으로 인해서 인쇄회로기판(40)을 중간판(200)과 직접 접촉하도록 배치하여 접지 루프 잡음을 최소할 수 없다. 다시말해, 중간판(200)과 인쇄회로기판(40)의 접지 배선을 전기적으로 연결하더라도 물리적으로 인쇄회로기판(40)과 중간판(200)간의 이격거리가 발생한다. 이때, 접지간의 접지 루프가 형성될 수 있으므로, 접지 루프 잡음을 최소화시키기 위해서는 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과 중간판(200)간의 이격거리를 최소화해야 한다.
이에, 방사선 검출 패널(20)의 전기적인 신호가 접지 루프 잡음 안정성을 가지게 하기 위해 인쇄회로기판(40)의 기준전위로서 중간판(200)을 접지로 사용하고, 중간판(200)과 인쇄회로 사이의 이격거리(즉, 접지 간의 루프 거리)를 최소화하여 접지 루프 잡음을 최소화하여야 한다. 이를 위하여, 도 2를 참조하여 후술하는 바와 같이, 중간판(200)은 인쇄회로기판(40)과 마주보는 면인 방사선이 입사하는 면의 반대면(이하, 후면이라 한다.)에 접지기능을 할 수 있는 금속층을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 금속층은 중간판에 포함되어 전기전도성을 부여하면 족하고, 금속층의 제공 위치가 특별히 한정될 필요는 없다. 한편, 전도성 연결부(800a)들은 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과 중간판(200)을 전기적으로 연결한다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4 내지 도 6을 참조하여 후술할 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출장치(1)의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 중간판(200)은 인쇄회로기판의 접지 배선과 전기적으로 연결되는 전기전도성 제1 금속층(220); 및 상기 제1 금속층을 지지하는 베이스 판(210)을 포함할 수 있다. 즉, 중간판(200)은 탄소섬유층 또는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic), 폴리 카보네이트(PC: Poly Carbonate), 폴리이미드(Polyimide), 폴리 카보네이트 ABS(PC-ABS), 폴리 프로필렌(PP: Polypropylene), 폴리 에틸렌(PE: Poly Ethylene), 아크릴 등 방사선 투과율이 좋은 플라스틱 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어지고 기계적 강도를 제공하는 베이스판(210) 및 접지 기능을 제공하는 전기전도성 제1 금속층(220)을 포함할 수 있다. 한편, 제1 금속층(220)은 베이스판(210)의 후면에 제공될 수 있으나, 베이스판(210)에 대한 제1 금속층(220)의 형성 위치가 특별히 한정될 필요는 없다.
특히, 탄소섬유층 또는 탄소강화섬유플라스틱은 방사선 투과율과 물리적 강도가 뛰어난 물질로서 중간판(200)의 베이스판(210)으로 사용할 수 있다. 제1 금속층(220)은 베이스판(210)에 호일(Foil) 형태로 접착하거나, 진공증착, 각종 도금 등 일정한 두께로 형성될 수 있다. 중간판(200) 후면에 형성된 제1 금속층(220)과 인쇄회로기판(40)의 접지 배선은 다수의 전도성 연결부(800a)들을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 4 내지 도 6을 참조하여 후술할 것이다.
도 1에서 설명한 바와 같이, 접지 간의 거리에 의해 발생하는 전위차에 의한 잡음인 접지 루프 잡음을 최소화하기 위해, 제1 금속층(220)의 접지 전위는 인쇄회로기판(40)의 접지 전위와 기준전위(예를 들어, 0 V)로 균일해야 한다. 이때, 방사선 검출 패널(20)의 접지 전위도 접지 루프 잡음 안정성을 위해 인쇄회로기판(40)의 접지 전위와 기준전위로 균일하게 할 수 있다. 또한, 제1 금속층(220)을 중간판(200)의 후면에 제공하여 인쇄회로기판(40)과의 이격거리를 최소화할 수 있다. 이로써, 접지 간의 루프 거리를 최소화하여 접지 간의 전위차를 최대한 균일하게 할 수 있으므로 접지 루프 잡음을 줄일 수 있다. 이를 위해, 전도성 연결부(800a)들을 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과 제1 금속층(220)에 균일하게 많이 연결할 수 있다. 또한, 접지는 하우징(10)의 프레임, 제1 금속층(220), 인쇄회로기판(40)의 접지 배선, 방사선 검출 패널(20)의 접지 배선을 모두 전기적으로 연결되어야 한다. 이때, 중간판(200)의 전위는 접지 루프 잡음을 줄이기 위해 인쇄회로기판(40)의 접지 전위 또는 방사선 검출 패널(20)의 접지 전위와 기준전위로 균일해야 한다.
더욱이, 중간판(200)의 후방에 자동노출제어 센서(AEC: Automatic Exposure Control Sensor)가 있는 경우, 중간판(200)은 자동노출제어 센서에 방사선을 투과시킬 수 있는 방사선 투과성 부재이어야 한다. 즉, 중간판(200)은 도 9 및 도 10을 참조하여 후술하는 바와 같이, 방사선 검출장치(1)를 컴퓨터 방사선(CR) 마모(Mammography) 촬영장치의 카세트로 사용하는 경우, 자동노출제어 센서(AEC)에 방사선을 충분히 투과시키기 위해 방사선 투과율이 높은 물질이어야 한다. 자동노출제어 센서(1300)는 방사선 발생부(1100)로부터 조사되어 피사체와 방사선 검출장치(1)를 투과한 방사선을 감지하여 방사선의 조사량을 제어하는 제어신호를 발생할 수 있다. 여기서, 자동노출제어 센서(1300)가 방사선 검출장치(1)의 후면에 위치하는 경우, 독출집적회로 등의 전자부품들에 의하여 방사선을 감지하는 것이 방해받을 수 있으므로 전자부품들이 제공되는 영역 이외의 공간 부분에 위치할 수 있다.
여기서, 방사선 투과성이라 함은 입사한 방사선이 그대로 전부 통과하는 경우(투과율이 100%) 뿐만 아니라, 입사한 방사선을 부분적으로 투과하는 경우를 포함한다. 중간판(200)의 투과율이 소정의 투과율 이상이 되면 방사선 검출장치(1)의 후방에 제공되는 일반적인 자동노출제어 센서(AEC 센서)에 의해 방사선이 안정적으로 검출될 수 있다. 그러므로, 중간판(200)은 방사선 투과성 부재이어야 하고, 중간판(200) 후면에 제1 금속층(210)이 형성되는 경우, 제1 금속층(210)은 방사선을 투과시킬 수 있는 두께 및 재질로 이루어져야 한다.
의료용 방사선 촬영장치에 사용되는 방사선을 발생시키는 방사선 발생부는 방사선 관에 높은 가속전압(관전압)을 인가하여 전자를 가속시켜 방사선 관 내부에 제공되는 타겟에 충돌시켜서 방사선을 발생시킨다. 일반적인 의료용 방사선 촬영장치의 경우는 70 내지 100 kVp의 관전압을 인가하지만, 마모그래피(mammography)용 방사선 촬영장치의 경우 뼈 보다 밀도가 훨씬 낮은 유방의 연부조직에 방사선을 조사하므로 주변 조직과 밀도차이가 매우 적은 미세한 암세포를 검출하기 위해 투과율이 낮은 20 내지 35 kVp의 관전압을 사용한다.
또한, 유방 조직은 보통은 나이에 따라서 그 분포가 다르지만 개인마다 조직의 구조가 다르고 분포 또한 다르기 때문에 유방 촬영시 압박 두께에만 의존해서 촬영 조건을 적용하기는 쉽지 않다. 기존에 촬영한 데이터를 이용할 수도 있으나 환자의 유방 상태가 호르몬의 상태나 나이 등으로 인해 달라질 수도 있으며 촬영 여건 또한 다를 수 있기 때문에 방사선량을 자동으로 제어하기 위한 자동노출제어 장치(AEC 센서)는 마모그래피용 방사선 촬영장치에 필수적으로 삽입되어 있다. 또한, AEC 센서가 방사선 검출장치 상부(혹은 전방)에 제공되면 AEC 센서에 의해서 방사선이 방사선 검출장치에 도달하기 전에 방해를 받게 되고, 마모그래피용 방사선 촬영장치는 투과율이 낮은 20 내지 35 kVp의 관전압을 사용하기 때문에, AEC 센서는 반드시 방사선 검출장치 하부(혹은 후방)에 삽입된다.
표 1은 본 발명에 따른 중간판(200)의 제1 금속층(220)의 두께를 변화시키면서 측정한 중간판(200)의 절대 방사선 투과율과 유효 방사선 투과율을 나타낸다. 이 때 방사선 발생부에서 방사선을 발생시키기 위해서 28 kVp의 관전압을 인가하여 방사선관 내부에 몰리브덴 0.03mm 필터가 장착된 몰리브덴 타겟에 전자를 주사하였다.
절대 방사선 투과율은 방사선 발생부에서 발생된 방사선이 자유공간(즉, 공기 또는 진공)을 거친 후에 중간판(200)에 입사하는 방사선량에 대한 중간판을 투과한 방사선량의 비율이다. 한편, 실제 방사선 촬영장치에서는 중간판 상부에 인체 및 방사선 검출장치 내부의 방사선 검출 패널이 위치하므로, 방사선 발생부에서 발생된 방사선이 중간판에 입사하기 전에 인체와 방사선 검출 패널을 통과하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 실제 상황을 더욱 적절히 모사하기 위하여 인체의 유방에 근사한 PMMA(Polymethyl methacrylate) 40mm 표준 팬텀(phantom)과 방사선 검출 패널을 통과한 후 중간판에 입사하는 방사선량에 대한 중간판을 투과한 방사선량의 비율인 유효 방사선 투과율을 측정하였다.
Al 두께 (㎛) 절대 방사선 투과율(%) 유효 방사선 투과율(%)
0 100 100
50 91.7555 94.1743
100 83.7205 91.26144
150 76.8908 89.31756
200 70.5677 85.19201
250 65.0480 83.48591
300 60.1747 80.34716
350 55.7904 77.19058
400 51.7729 74.75924
450 48.1729 72.56569
500 44.793 69.65878
550 41.1249 66.25253
600 37.6734 65.2895
650 34.6114 63.10783
700 31.724 60.92022
750 29.1214 59.23196
800 26.7249 57.28213
850 24.1604 55.88043
900 22.2509 54.43871
950 20.4989 53.08519
1000 18.8913 51.68578
제1 금속층인 알루미늄 층의 두께가 증가함에 따라서 제1 금속층에 의해서 방사선이 흡수되거나 반사되어 제1 금속층을 투과하지 못하여 절대 방사선 투과율과 유효 방사선 투과율이 모두 낮아지고, 아울러 동일한 두께의 제1 금속층에 대해서 절대 방사선 투과율과 유효 방사선 투과율이 차이가 나는 것을 확인할 수 있다. 알루미늄(Al)은 직접 박막으로 형성하거나 부착하기 쉬운 호일(Foil) 형태로 가공하는 공정이 용이하고, 구하기가 쉬우며 투과력과 전기전도도가 높기 때문에 제1 금속층으로 이용될 수 있으나, 특별히 재료에 한정되지는 아니한다.
유효 방사선 투과율의 경우는 표준 팬텀과 방사선 검출 패널을 통과한 후에 중간판에 입사하는 방사선량을 기준으로 하므로, 유효 방사선 투과율 측정 시에 중간판 입사 방사선의 광자(photon) 평균 에너지가 절대 방사선 투과율 측정 시의 중간판 입사 방사선 방사선보다 더 높기 때문이다(즉, 표준 팬텀과 방사선 검출 패널을 통과하면서 낮은 에너지 대역의 방사선 광자는 이미 흡수되어 중간판의 방사선 투과율에 관여하지 않게 된다). 예를 들어, 750μm 두께의 알루미늄 제1 금속층의 경우 절대 투과율은 29.1214%이지만, 실제 방사선 검출 환경에서는 약 60%의 높은 유효 방사선 투과율을 나타내는 것을 알 수 있다. 따라서 중간판에 입사되기 전 환경에 의해 큰 영향을 받는 유효 방사선 투과율이 아니라 중간판의 특징을 규정하기 위해서는 절대 방사선 투과율을 기준으로 특정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방사선 검출 장치를 마모그래피(mammography)용 방사선 촬영장치에 카세트 타입의 필름 대신 적용하기 위해서는 방사선 검출 장치의 후단에 제공되는 자동노출제어 센서(AEC 센서)에 의해 방사선이 안정적으로 검출되고 방사선량을 제어할 수 있는 중간판의 방사선 투과율의 하한을 결정할 필요가 있다. 이 때, 중간판의 방사선 투과율은 마모그래피용 방사선 촬영장치의 X선 발생기가 20 내지 35 kVp의 관전압을 이용하기 때문에 20 내지 35 kVp의 관전압에 의해서 방출된 방사선에 대해서 결정되어야 한다.
중간판을 이루는 베이스판(예를 들어, 탄소섬유로 이루어진 베이스판)의 경우는 방사선 투과율이 거의 100%에 근접하므로, 제1 금속층에 의해서 중간판의 방사선 투과율이 결정된다. 따라서, 표 2에서 나타낸 바와 같이 중간판(200)의 제1 금속층(220)의 두께를 변화시키면서 관전하량(mAs)값, 조사선량값, 평균 유선선량값을 측정하였다. 방사선 발생부에 인가한 관전압은 28kVp이고, 방사선 검출장치 상부와 하부에는 인체의 유방을 모사한 PMMA(Polymethyl methacrylate) 40mm 표준 팬텀과 자동노출제어 센서(AEC)을 각각 배치하였다. 제1 금속층으로 알루미늄 층을 선택하였으나, 재료에 특별히 제한되지는 않는다.
Al 두께(㎛) 절대 방사선 투과율 (%) 관전하량(mAs) 조사선량(mGy) 평균유선선량(mGy)
0 100 76 7.55 1.634786
50 91.7555 80 7.95 1.721398
100 83.7205 83 8.25 1.786356
150 76.8908 89 8.84 1.914108
200 70.5677 92 9.14 1.979066
250 65.0480 96 9.54 2.065677
300 60.1747 100 9.94 2.152288
350 55.7904 104 10.34 2.2389
400 51.7729 109 10.83 2.344998
450 48.1729 114 11.33 2.453262
500 44.7930 119 11.83 2.561526
550 41.1249 123 12.22 2.645972
600 37.6734 127 12.62 2.732583
650 34.6114 131 13.02 2.819195
700 31.7240 135 13.42 2.905806
750 29.1214 139 13.81 2.990252
800 26.7249 141 14.01 3.033557
850 24.1604 144 14.31 3.098516
900 22.2509 147 14.61 3.163474
950 20.4989 149 14.80 3.204614
1000 18.8913 152 15.10 3.269573
여기서, 관전하량(mAs)은 방사선을 발생시키기 위해 금속 타겟에 충돌시키는 전자의 총량으로서, 전자를 가속시켜 방사선을 방출할 때 발생하는 관전류량(mA)에 방출시간(s)을 곱한 것이다. 따라서, mAs값은 조사선량과 선형적으로 비례관계에 있다. 일반적으로 마모그래피(mammography)용 방사선 촬영장치에서는 일정한 관전압을 인가하면서 방사선을 생성하여 피검대상인 인체와 방사선 검출 장치에 조사하고, 인체와 방사선 검출 장치를 투과한 방사선이 자동노출제어 센서(AEC)에 의해서 설정된 방사선량이 센싱되면 방사선 조사를 중단하도록 구성된다. 본 발명에서는, AEC 센서에서 방사선량을 일정 수준으로 제어하기 위해 읽어 들이는 방사선량 레벨을 최소로 설정하여 AEC에 의해 조절되는 조사선량이 최소가 되도록 설정하였다. 또한, 관전압(예를 들어 28 kVp)을 고정시킨 상태에서 방사선이 조사를 시작한 후부터 자동노출제어 센서(AEC 센서)에 의해서 방사선 조사가 중단될 때까지의 mAs값을 제1 금속층의 두께별로 측정하였다. 조사선량은 측정된 mAs 값에 대응하여 방사선관이 방출하는 방사선의 선량을 나타내고, 평균유선선량은 조사선량 중에서 유방에 흡수되는 방사선의 선량이다.
표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 제 1 금속층의 두께가 증가함에 따라서 제1 금속층을 투과하는 방사선량이 줄어들게 된다. 반면에 자동노출제어 센서(AEC 센서)는 방사선 검출 장치 후방에 제공되어 방사선 검출 장치를 투과하여 AEC 센서에 도달하는 방사선을 감지하여 미리 설정된 값에 따라 적절하게 방사선 노출량을 조절한다. 따라서, 제1 금속층의 두께가 증가함에 따라 AEC 센서에 도달하는 방사선량이 감소하기 때문에 더 많은 방사선량을 조사하도록 방사선 관을 제어하게 된다(AEC 센서의 감도와 설정값이 동일한 경우). 조사하는 방사선량을 증가시키는 것은 일반적으로 방사선 관(tube)에 인가되는 관전류(mA)를 일정하게 하고, 조사 시간(s)를 증가시켜서(즉, mAs 값을 증가시키는) 것에 의해서 수행될 수 있다. 표 1에서 측정된 선량은 AEC 센서가 조사를 종료하도록 하는 선량의 설정값을 최저로 낮추어 가장 낮은 방사선량이 조사되도록 설정되어 있다.
따라서 중간판(또는 제1 금속층)의 절대 방사선 투과율이 너무 낮은 경우에는 AEC 센서에 도달하는 방사선량이 너무 작게 되어, 방사선 조사를 중단하는 명령이 생성되도록 미리 설정된 방사선량을 AEC 센서가 센싱할 수 없게 된다. 즉, AEC 센서에 도달하는 방사선량이 너무 작게 되면, AEC 센서에 센싱되는 방사선량이 미리 설정된 방사선량에 도달하기 위해서는 조사 시간(s)을 늘려야 하는데, 안정상의 문제로 방사선 촬영 장치에 의해서 정해진 조사 시간 제한에 걸려서 AEC 센서에 의한 방사선량 제어가 불가능하게 될 수 있다. 또는 AEC 센서에 도달하는 방사선량이 더욱 작게 되는 경우에는 AEC 센서가 센싱할 수 있는 최소 방사선량에도 미치지 못하여 AEC 센서가 방사선을 감지조차 못하게 될 수도 있다.
다시 말해, 중간판(혹은 제1 금속층)의 절대 방사선 투과율이 너무 낮으면 방사선 검출 장치를 투과하여 자동노출제어 센서(AEC 센서)에 도달하는 방사선량이 AEC 센서의 보정을 통하여 조절할 수 없는 수준으로 줄어들게 되고, 심한 경우 AEC 센서가 방사선을 감지를 할 수 없을 정도가 된다. 따라서 40mm 두께의 PMMA 표준 팬텀으로 모사되는 유방보다 더 밀도가 높고 두께가 두꺼운 유방을 촬영할 때에도 방사선량을 충분히 제어하기 위해서는 적정 수준 이상의 절대 방사선 투과율을 확보해야 한다. 모사 실험을 통하여 중간판을 제외한 패널과, 40mm 두께의 PMMA 표준 팬텀과, 각 투과율 별 중간판을 통과한 방사선량을 확인한 결과, AEC 센서에 도달하는 방사선량이 2.7μGy(설정 방사선량)에 도달하였을 때 방사선 조사가 종료되었다. 앞에서 언급했듯이 AEC 센서가 조사를 종료하도록 하는 선량의 설정값을 최저로 낮추어 가장 낮은 방사선량이 조사되도록 설정되어 있으므로 이 값은 AEC 센서가 방사선 조사 종료를 제어할 수 있는 가장 낮은 설정값이다. 만약, 40mm 두께의 PMMA 표준 팬텀보다 더 밀도가 낮고 얇은 유방을 촬영할 경우 AEC 센서에 도달하는 방사선량은 더 많기 때문에 실제 조사선량이 낮아서 문제가 되지 않으나, 더 밀도가 높고 두꺼운 유방을 촬영할 경우에는 인체에 과도한 선량이 조사될 우려가 있다.
이에, 본 발명에서는 AEC 센서에 도달하는 방사선량이 충분하여 AEC 센서에 의해서 조사 방사선량의 제어가 안정적으로 수행될 수 있도록, 관전압을 20 내지 35 kVp(예를 들어 28 kVp)로 사용하는 경우에는 본 발명에 따른 중간판은 30% 이상의 절대 방사선 투과율(혹은 60% 이상의 유효 방사선 투과율)을 가질 수 있다. 이러한 중간판의 절대 방사선 투과율(유효 방사선 투과율)은 100% 미만임은 물론이다.
한편, 유방을 촬영하는 마모그래피(mammography)용 방사선 촬영장치의 경우에는 유방에 피복 혹은 흡수되는 방사선량인 평균유선선량이 너무 커지면 유방암 발생 등의 안정성과 관련된 부작용이 있으므로, 권고 평균유선선량을 각국에서는 엄격하게 관리하고 있다. 국내에서 권고 평균유선선량은 3.0mGy로서 본 발명에 따른 중간판의 방사선 절대 투과율이 30% 이상인 경우에는 권고 평균유선선량을 충족할 수 있다. 한편 보다 낮은 평균유선선량을 권고하는 국가(예를 들어 유럽의 권고 평균유선선량은 2.0mGy)에서는, AEC 센서가 방사선 발생기로 하여금 적절한 선량을 조사하게 조절할 수 있도록 충분한 선량이 AEC 센서에 도달해야 하며, 이를 위해서는 중간판의 방사선 절대 투과율이 일정 이하일 경우 AEC센서를 보정할 수 없으므로 일정 투과율 이상(유럽의 경우 70% 이상의 방사선 절대 투과율)이 되어야만 한다.
상기 실시예에서 방사선 관(tube)에서 관전압을 28 kVp로 인가하면 0 내지 28 keV의 에너지를 갖는 방사선이 방출하게 된다. 인가되는 관전압에 따라서 방사선(광자)의 에너지는 달라지므로, 관전압에 변화하게 되면 중간판의 방사선 절대 투과율 및 방사선 유효 투과율도 달라진다. 따라서, 본 발명에서 따른 중간판이 충족해야하는 절대 방사선 투과율의 하한치는 인가되는 관전압(예를 들어 20 내지 35 kVp)과 함께 제시되어야 한다. 다시 말해, 마모그래피(mammography)용 방사선 촬영장치에서 사용되는 방사선 검출 장치에 사용되는 경우에는 20 내지 35 kVp의 관전압에 의해서 발생된 방사선에 대한 중간판의 절대 방사선 투과율은 30% 이상이면 족하나, 일반적인 방사선 촬영 장치의 경우에는 35 kVp보다 높은 관전압이 인가되어 높은 에너지를 갖는 방사선이 용이하게 투과하므로 중간판의 절대 방사선 투과율이 30%보다 낮아도 무방하다.
제1 금속층로서 알루미늄층을 이용하는 경우에는, 20 내지 35 kVp(예를 들어 28 kVp)의 관전압에 의해서 발생된 방사선에 대해 30% 이상의 절대 방사선 투과율(혹은 60% 이상의 유효 방사선 투과율)을 갖는 중간판은 750μm 이하의 두께를 갖는 알루미늄층을 포함할 수 있다. 이때, 후술하는 바와 같이 중간판이 전면에 제공되는 제2 금속층을 더 포함하는 경우에는, 요구되는 절대 방사선 투과율을 충족하기 위해서 제1 금속층(알루미늄층)과 제2 금속층(알루미늄층)의 합계가 750μm 이하의 두께를 가질 수 있다. 알루미늄(Al)은 제1 금속층(220)으로 가공시, 호일(Foil) 형태로 가공하는 공정이 용이하고, 구하기가 쉬우며 방사선 투과율과 전기전도도가 높기 때문이다.
한편, 앞서 본 발명에 따른 중간판을 설명하면서 제1 금속층으로 알루미늄층을 예시하였으나, 본 발명에서는 제1 금속층을 이루는 재료에 특별히 한정될 필요는 없다. 중간판이 20 내지 35 kVp(예를 들어 28 kVp)의 관전압에 의해서 발생된 방사선에 대해 30% 이상의 절대 방사선 투과율(혹은 60% 이상의 유효 방사선 투과율)을 가지면, 어떠한 금속 재료와 두께를 이용하더라도 무방하다.
표 3 내지 표 4는 X-선 20 KeV 에너지에서 제1 금속층(210) 재질의 각 두께(um)에 따른 절대 방사선 투과율을 모사한 결과를 나타낸 표이다. 관전압을 28 kVp로 하는 경우에는 0 내지 28 keV의 에너지를 갖는 광자(혹은 방사선)가 방출되는데, 중간판보다 전면에 배치되는 표준 팬텀과 방사선 검출 패널에 의해서 흡수 또는 반사되는 낮은 에너지를 갖는 광자의 효과를 제외하고자 높은 에너지 중의 하나인 20 keV를 선택하여 모사하였다. 이때, 텅스텐(W: 원자번호 74)보다 원자번호가 높은 원자번호 75 이상의 금속들은 백금인 Pt(원자번호 78)처럼 가격이 고가이거나, 유해물질일 수 있고, 투과율도 매우 낮아 제외하였다.
Thickness (㎛) 1000 500 100
Mg (#12) 61.87% 78.65% 95.31%
Al (#13) 39.49% 62.84% 91.13%
Cr (#24) 0.00% 0.07% 23.10%
Cu (#29) 0.00% 0.00% 4.91%
Ni (#28) 0.00% 0.00% 5.68%
W (#74) 0.00% 0.00% 0.92%
Thickness (㎛) 5 0.5 0.05
Mg (#12) 99.76% 99.98% 100.00%
Al (#13) 99.54% 99.95% 100.00%
Cr (#24) 92.94% 99.27% 99.93%
Cu (#29) 86.01% 98.50% 99.85%
Ni (#28) 86.64% 98.58% 99.86%
W (#74) 79.08% 97.68% 99.77%
한편, 동일한 두께(500μm)의 알루미늄층에 대해서 표 1에서 측정된 절대 방사선 투과율(44.793%)과 표 3에서 모사된 절대 방사선 투과율(62.84%)이 서로 상이한데, 이는 측정시에는 28 kVp의 관전압을 사용한 반면에 모사시에는 20 keV의 에너지를 사용한 것에 기안한다. 즉, 28 kVp의 관전압에 의해서 방출되는 방사선은 20 keV보다 낮은 에너지를 갖는 광자(photon)을 다수 포함하므로, 20 keV의 에너지를 광자로 모사한 경우의 절대 방사선 투과율보다 실제 측정한 절대 방사선 투과율이 더 낮게 나오게 된다.
표 3에서 확인할 수 있는 것처럼, 알루미늄 뿐만 아니라 다양한 금속의 경우에도 두께에 따라서 다양한 절대 방사선 투과율을 갖도록 조절할 수 있다. 알루미늄보다 높은 원자번호를 갖는 큰 금속들은 두께가 500μm에서 방사선을 거의 투과시키지 못하지만, 두께를 낮추는 경우에는 매우 높은 절대 방사선 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있다.
앞서 설명한 것처럼, 특별한 금속이나 두께에 한정될 필요없이, 20 내지 35 kVp(예를 들어 28 kVp)의 관전압에 의해서 발생된 방사선에 대해 30% 이상의 절대 방사선 투과율(혹은 60% 이상의 유효 방사선 투과율)을 갖는 중간판이면 충분하다. 또한, 중간판의 제1 금속층의 두께는 20 내지 35 kVp의 관전압에 의해서 발생된 방사선에 대한 상기 중간판의 절대 방사선 투과율이 30% 이상일 때의 두께보다 얇거나 같을 수 있다. 이러한 중간판의 절대 방사선 투과율이 30% 이상일 때의 두께는 제1 금속층을 이루는 재료에 따라서 변경될 수 있다.
한편 본 발명에 따른 중간판의 절대 방사선 투과율을 높이기 위해서 제1 금속층의 소정 영역을 제거하거나, 베이스판의 표면이 노출되도록 하는 오픈부를 형성하여 제1 금속층을 패턴화(예를 들어 메쉬 형태의 제1 금속층)할 수 있다. 일반적으로 조사되는 방사선 또는 광변환층에 의해서 방사선이 변화된 광이 제1 금속층에 도달하면, 제1 금속층에 의해서 방사선 또는 광이 반사되어 방사선 검출 패널로 다시 입사되어, 방사선 검출 패널에서 생성되는 전기 신호에 포함될 수 있다. 중간판의 절대 방사선 투과율을 높이기 위하여 제1 금속층의 일부를 제거하거나 패턴화하는 경우에는, 중간판의 영역별로 방사선 또는 광의 반사가 상이하게 일어나게 되어 방사선 검출 패널에서 생성되는 전기 신호를 왜곡하는 문제점이 발생될 수 있다. 반면에, 본 발명의 제1 금속층을 제거부 또는 오픈부 등을 포함하지 않는 블랭킷 필름(blanket film) 형태로 형성하는 경우에는 중간판 전체면에 걸쳐서 방사선 또는 광이 균일하게 반사되어 제1 금속층의 영역별 반사 불균일에 따른 문제점을 해결할 수 있다. 중간판(제1 금속층)에 따른 방사선 또는 광의 반사가 발생되지 않거나 영향이 미미한 경우에는, 제1 금속층의 일부를 제거하거나 패턴화할 수도 있고, 블랭킷 필름 형태로 형성할 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 중간판(200)은 방사선 투과성을 가질 뿐만 아니라 인쇄회로기판의 접지 루프 잡음을 최소화하기 위해서 중간판의 접지 전위를 인쇄회로기판의 접지 전위와 기준전위(예를 들어, 0 V)로 균일하게 유지할 필요가 있는데, 이를 위하여 중간판은 충분한 전도성을 가져야 한다. 중간판에 요구되는 절대 방사선 투과율(20 내지 35 kVp의 관전압에 의해서 발생된 방사선에 대한 30% 이상)에 의해서 제1 금속층 두께의 상한이 결정되는 반면에, 제1 금속층의 하한은 중간판에 충분한 전도성을 제공할 수 있는 제1 금속층의 두께에 의해서 결정될 수 있다.
제1 금속층의 두께가 너무 얇은 경우에는 중간판의 절대 방사선 투과율은 높지만, 박막 공정으로 박막을 형성하더라도 얇은 두께로 인하여 계면 특성이 박막 재료 자체의 재료 특성보다 우세(dominant)해져서 안정적인 접지를 위해서 필요한 전기 전도도를 얻을 수 없게 된다. 따라서, 중간판의 제1 금속층은 방사선 투과율 측면에서는 제1 금속층의 두께는 얇을수록 좋으나, 안정적인 접지를 위해서 어느 정도 이상의 두께로 형성되어야 한다. 이에, 본 발명에서 중간판은 20 내지 35 kVp(예를 들어 28 kVp)의 관전압에 의해서 발생된 방사선에 대해 30% 이상의 절대 방사선 투과율을 가지는 것과 함께 높은 전기 전도도와 안정적인 접지가 가능하도록 중간판의 제1 금속층(220)은 0.03 내지 1,000μm 내지의 두께를 가질 수 있다.
도 3는 중간판(200)의 각 재질에 대해 공간빈도수(Spatial frequency)에 따른 방사선 검출장치(1)의 검출양자효율(DQE; Detective quantum efficiency)을 나타낸 그래프이다. 이로써, 중간판(200)의 재질 및 두께에 따른 접지성능을 확인할 수 있다.
검출양자효율(DQE; Detective quantum efficiency)은 영상의 신호대잡음비(SNR)와 방사선장의 SNR을 비교하는 영상화 성능의 일반적 설명을 위한 물리학적 접근으로 DQE 값 1은 이상적인 검출기를 나타낸다. DQE값이 50%라 함은 관심 검출기가 이상적인 검출기와 동등한 SNR 충실도로 영상을 만들어내는 데에 두 배의 흡수선량이 필요함을 의미한다. DQE는 통상적으로 공간빈도수(Spatial frequency)의 함수로 주어진다.
또한, 공간빈도수(Spatial frequency)의 모든 신호는 조화 펄스(sin과 cos)로 전개할 수 있다. 영상은 무한 수의 주기적인 sin파와 cos파의 조합으로 해석될 수 있다. 짧은 파장(높은 공간 빈도수와 대등)은 영상에서 작은 세부와 연계되는데 반해, 긴 파장(낮은 공간빈도수와 대등)은 큰 대상과 연계된다. 공간빈도수와 세부 크기 사이의 관계는 역비례관계이다. ‘시간 주파수(또는 시간 진동수)’ 용어와 혼란을 피하기 위해서 ‘공간빈도수’가 사용된다. 일반적인 단위는 밀리미터 당 선쌍(lp/mm)이다.
도 3에서 Fe 금속판은 Fe금속판 자체로서 중간판(200)을 형성한 것으로서, Fe 금속판의 두꺼운 두께로 인해 방사선 투과율이 0%에 가까우나 높은 전기전도도로 인하여 접지 특성이 우수하여, 다른 중간판(200)의 재질에 대한 방사선 검출장치(1)의 검출양자효율(DQE)과 비교를 하기 위한 기준으로 사용된 것이다.
Fe 금속판인 경우를 기준으로 볼 때, 폴리 카보네이트(PC; Poly Carbonate)의 베이스판(210) 후면에 텅스텐(W)을 0.05μm(50nm)두께로 형성한 경우, 폴리 카보네이트(PC; Poly Carbonate)의 베이스판(210) 후면에 크롬(Cr)을 50μm 두께로 형성한 경우, 두께가 200μm인 폴리 카보네이트(PC; Poly Carbonate)의 베이스판(210) 양면에 니켈(Ni)을 30μm 두께로 형성한 경우의 공간빈도수(Spatial frequency)에 따른 검출양자효율(DQE)의 성능이 Fe 금속판의 경우와 유사한 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 이로부터, 중간판을 30nm 내지 1,000μm의 금속층을 베이스판의 표면에 형성한 경우에도, 두꺼운 두께의 Fe 금속판으로만 형성된 중간판과 마찬가지로 우수한 접지 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
반면에, 제1 금속층을 포함하지 않고 탄소섬유만으로 중간판(200)을 형성한 탄소섬유판인 경우에는 검출양자효율(DQE)의 성능이 Fe 금속판에 비해서 현저히 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 탄소섬유판을 구성하는 탄소섬유의 전기전도도는 약 0.06 (S/m)으로서, 이러한 정도의 전기전도 특성을 갖는 중간판의 경우는 충분한 접지 성능을 확보할 수 없다는 것을 확인할 수 있다. 마찬가지로, 중간판의 제1 금속층의 두께가 30nm보다 얇은 경우에는 계면 특성에 의해서 충분한 전기전도도와 이에 따른 접지 성능을 확보할 수 없게 된다.
따라서, 본 발명에서는 중간판을 방사선 투과도가 높은 탄소섬유 또는 플라스틱을 포함하는 베이스판, 및 베이스판의 일면에 제1 금속층을 형성하여, 중간판이 충분한 전기전도 특성과 안정적인 접지 특성을 가질 수 있도록 하였다. 이때, 안정적인 접지를 위하여 제1 금속층(220)의 하한 두께는 0.03μm 두께로 할 수 있다. 즉, 중간판의 제1 금속층의 두께는 30nm 이상이고, 20 내지 35 kVp의 관전압에 의해서 발생된 방사선에 대한 상기 중간판의 절대 방사선 투과율이 30% 이상일 때의 두께보다 얇거나 같을 수 있다. 예를 들어, 텅스텐을 0.03μm 두께로 도금하여 제1 금속층을 형성한 경우, X-선의 절대 방사선 투과율도 89.77%로 높고, 접지특성도 우수하여 중간판의 제1 금속층으로 활용할 수 있음을 알 수 있다.
도 4는 전도성 연결부(800a)가 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과 제1 금속층(220)을 전기적으로 연결하는 일 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 5는 인쇄회로기판(40)의 접지 배선 및 제1 금속층(220)을 복수의 전도성 연결부(800a)들로 균일하게 전기적으로 연결하는 일 실시예를 도시한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 복수개의 전도성 연결부(800a)들은 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과 제1 금속층(220)을 전기적으로 연결하고, 서로 이격되어 인쇄회로기판(40) 상에 균일하게 위치하도록 제공될 수 있다. 또한, 전도성 연결부(800a)는 인쇄회로기판(40)에 연결되고 중간판(200)을 향하여 연장되는 몸체부(810a)를 포함하고, 몸체부(810a)의 단면적보다 넓은 단면적을 갖고, 인쇄회로기판(40) 및 제1 금속층(220)과 접촉면을 형성하는 접촉부(820a)를 더 포함할 수 있다. 이때, 접촉부(820a)는 제1 금속층(220)과 적어도 부분적으로 평행한 접촉면을 형성할 수 있다.
몸체부(810a)는 스프링, 클립 등과 같은 탄성부재로 이루어 질 수 있다. 몸체부(810a)가 탄성부재로 이루어 질 수 있으므로, 방사선 검출장치(1)를 조립하는 경우, 몸체부(810a)가 중간판(200)과 인쇄회로기판(40) 사이에서 압축되면 접촉부(820a)가 중간판(200)에 밀착하여 전기적으로 안정적인 접촉이 이루어질 수 있도록 몸체부(810a)는 접촉부(820a)에 탄성력을 제공할 수 있다.
또한, 몸체부(810a)는 인쇄회로기판(40)의 접지 배선에 납땜 등의 방법으로 고정 연결될 수 있고, 별도의 가공없이 접촉시키는 것만으로 적용할 수 있으므로 인쇄회로기판(40)과 중간판(200)을 쉽게 조립 또는 가공할 수 있다. 한편, 몸체부(810a)가 접촉부(820a)를 통해 중간판(200)에 연결되므로, 몸체부(810a)가 중간판(200)으로부터 돌출되어 방사선 검출 패널(20)을 손상시킬 염려도 없다.
접촉부(820a)는 몸체부(810a)의 단면적보다 넓은 단면적을 갖고, 인쇄회로기판(40) 및 제1 금속층(220)과 접촉면을 형성하여 접촉면적을 증가시켜 접촉 저항을 감소시킬 수 있다. 저항은 접촉면적에 반비례하므로, 접촉부(820a)는 인쇄회로기판(40) 및 제1 금속층(220)과 적어도 부분적으로 평행한 접촉면을 최대한으로 형성하여 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 다수의 전도성 연결부(800a)들은 접지 루프 잡음을 최소화하기 위해 서로 이격되어 균일하게 복수개로 제공되어 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과 중간판(200) 후면에 형성된 제1 금속층(220)을 전기적으로 연결할 수 있다. 전술한 바와 같이, 접지 간의 루프 거리가 달라짐으로써 발생하는 전위차에 의한 접지 루프 잡음을 최소화하여, 방사선 검출 패널(20)의 전기적인 신호가 접지 루프 잡음에 대한 안정성을 가지게 할 수 있다. 이를 위해, 인쇄회로기판(40)의 기준전위로서 베이스판(210)의 후면에 형성된 제1 금속층(220)을 접지로 사용하여 인쇄회로기판(40)과의 이격거리를 최소화할 수 있다. 또한, 접지(ground)는 하우징(10)의 프레임, 제1 금속층(220), 인쇄회로기판(40)의 접지 배선, 방사선 검출 패널(20)의 접지 배선 모두 연결되어야 한다. 또한, 접지 루프 잡음을 최소화하기 위해, 전도성 연결부(800a)들은 인쇄회로기판(40)과 제1 금속층(220)을 균일하게 많이 연결할 수 있다.
도 6은 전도성 연결부(800b)가 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과 제1 금속층(220)을 전기적으로 연결하는 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. 몸체부(810b)는 인쇄회로기판(40)을 관통하고, 중간판(200)을 향하여 연장되어 인쇄회로기판(40)과 중간판(200)을 결합할 수 있다. 몸체부(810b)는 열, 전기 전도성 물질인 금속으로 형성될 수 있다. 몸체부(810b)는 인쇄회로기판(40)을 관통하는 부분과 머리에 관통홀(hole)보다 큰 걸림부분을 구비한 볼트일 수 있다.
한편, 접촉부(820b)는 몸체부(810b)에 중심이 관통되어 몸체부(810b)와 결합되면서 인쇄회로기판(40)과 중간판(200)의 접촉부분에서 더 넓은 접촉면적을 가질 수 있다. 그러므로, 넓어진 접촉면적에 반비례하여 접촉 저항을 줄일 수 있다. 여기서, 접촉부(820b)는 금속 링일 수 있으며, 원판의 형상을 가질 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 접촉부(820b)는 인쇄회로기판(40)과 중간판(200) 사이에서 금속 링으로 형성되어 인쇄회로기판(40)과 중간판(200)의 일정한 거리를 유지하게 할 수 있다.
여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 전도성 연결부(800b)들은 접지 루프 잡음을 최소화하기 위해 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과 제1 금속층(220)을 균일하게 전기적으로 연결할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출장치(1)의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 중간판(200)은 전술한 바와 같이, 탄소섬유층 또는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic), 폴리 카보네이트(PC: Poly Carbonate) 등 방사선 투과율이 좋은 플라스틱 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어진 베이스판(210), 베이스판(210)의 후면(back surface)에 제공되는 제1 금속층(220); 및 전면(front surface)에 제공되고, 제1 금속층(220)과 전기적으로 연결되는 제2 금속층(230)을 더 포함할 수 있다. 이로써, 중간판(200)은 후면에 제공되는 제1 금속층(220)에 전기적으로 연결되고 전면에 제공되는 제2 금속층(230)을 더 포함하여 제1 금속층(220)을 통한 접지기능을 더욱 보강할 수 있다.
게다가, 전술한 바와 같이, 방사선 검출 패널(20)에 가까운 베이스판(210)의 전면에 제2 금속층(230)을 형성함으로써, 방사선 검출 패널(20)의 접지 배선과 제2 금속층(230)을 전기적으로 연결하여 접지 간의 루프 거리를 최소화하여 접지 루프 잡음을 최소화할 수 있다. 한편, 접지는 하우징(10)의 프레임, 중간판(200)의 제1 금속층(220), 제2 금속층(230), 인쇄회로기판(40)의 접지 배선, 방사선 검출 패널(20)의 접지 배선 모두 연결되어 접지 전위가 동일할 수 있다.
그리고, 제1 금속층(220)과 제2 금속층(230)은 중간판(200)의 가장자리 영역에서 열적, 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 금속층(220)에 전도된 열이 제2 금속층(230)으로 전도되어 방사선 검출 패널(20)의 가장자리 영역에 열적인 잡음을 생성할 수 있다. 하지만, 가장자리영역에서 발생한 열적인 잡음은 전체 방사선 화상 이미지에 큰 영향을 미치는 것이 아니므로 무시할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 검출장치(1)의 단면도이다. 하우징(10)은 금속으로 이루어진 프레임을 포함할 수 있으며, 프레임으로부터 연장되어 중간판(200)을 지지하는 지지부(11)를 더 포함할 수 있다. 또한, 지지부(11)는 중간판(200) 과 면접촉을 하면서 결합할 수 있다. 따라서, 지지부(11)는 중간판(200)의 후면(back surface) 또는 전면(front surface)과 면접촉을 하면서 접촉면적에 반비례하게 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
중간판(200)의 후면에 제공되는 열전도도가 높은 제1 금속층(220)과 지지부(11)가 면접촉하므로, 인쇄회로기판(40)의 소자들에서 발생한 열이 전도성 연결부(800a)를 통해 제1 금속층(220)을 거쳐 지지부(11)로 전달될 수 있다.
한편, 인쇄회로기판(40)은 방사선 검출 패널(20)로부터 저잡음(low noise) 데이터 처리, 고속 데이터 전송을 위한 전자부품들간의 신호처리경로 단축, 인쇄회로기판(40) 일측의 가장자리에 위치한 독출집적회로들과의 실장효율성을 향상시키기 위해 일반적인 장방형의 인쇄회로기판과는 다른 모양을 가질 수 있다. 즉, 인쇄회로기판(40)은 일반적인 장방형의 인쇄회로기판의 형상과는 달리 독출집적회로(Readout IC)들과 게이트집적회로(Gate IC)들이 위치하는 영역, POE(Power Over Ethernet), FPGA(field programmable gate array), EMBEDDED CPU, MEMORY, ETHERNET Physical interface & TRANCEIVER, 전원 소자 및 관련 부품들이 위치한 영역, 독출집적회로 및 게이트집적회로와 근접하고 인쇄회로기판(40)의 양면에 필터소자, 커넥터 및 관련 부품들이 위치한 영역 외 부분의 인쇄회로기판을 제거할 수 있다. 이 때, 인쇄회로기판(40)은 L형상 또는 역L형상(reverse L)일 수 있다. 이와 같이 인쇄회로기판에서 불필요한 부분의 제거를 통하여 인쇄회로기판 및 방사선 검출장치의 경량화에도 효과적으로 대응할 수 있다.
또한, 인쇄회로기판(40)의 양면에는 방사선 검출 패널(20)에 전기적으로 연결되는 복수의 전자부품이 실장될 수 있다. 예를 들면, 복수의 전자부품들은 데이터 처리 회로, 전원 구동 회로, 제어 회로 등을 구성하는 수동소자, 능동소자 부품들일 수 있다. 여기서, 방사선 검출 패널(20)에 열에 의한 잡음을 최소화하기 위해 발열이 많은 능동소자 부품들(FPGA, CPU등), 높이가 높은 수동소자 부품들은 인쇄회로기판(40)의 후면상에 배치될 수 있다. 반면에, 높이가 낮은 수동소자 부품들은 능동소자 부품들에 비해 발열이 적으므로 인쇄회로기판(40)의 전면상에 배치될 수 있다. 파워(power) 소자 부품들은 노이즈 최소화를 위해 우선적으로 후면의 인쇄회로기판(40) 상에 배치될 수 있다. 그러므로, 방사선 검출장치(1)의 방사선 검출 패널(20)에 영향을 미치는 전자기파 잡음을 최소화할 수 있다.
마찬가지로, FPGA(field programmable gate array), EMBEDDED CPU, 전원 소자 및 관련 부품들은 전자기파(EMI) 잡음, 전원 잡음이 많이 발생하므로 독출집적회로들에 전자기파(EMI) 잡음 등의 영향을 최소화하기 위해 독출집적회로들과 최대한 이격된 영역에 배치될 수 있다. 그리고, ETHERNET Physical interface & TRANCEIVER, POE등은 외부 케이블(cable)과 연결을 위해 연결 커넥터가 방사선 검출장치(1)의 외부로 돌출되어야 하므로, 카세트 형태의 방사선 검출장치(1)가 방사선 촬영장치에 삽입되는 삽입면의 반대면 영역에 배치될 수 있다.
또한, 게이트집적회로(GateIC : Gate Integrated Circuit)는 POE(Power Over Ethernet), FPGA(field programmable gate array), EMBEDDED CPU, MEMORY, ETHERNET Physical interface & TRANCEIVER, 전원 소자 및 관련 부품들과 근접한 거리에 위치하므로, 고속 데이터 전송시 속도 저하와 입력 전원 잡음(Input Power Noise)을 최소화할 수 있다.
또한, 방사선 검출장치(1)는 독출집적회로와 게이트집적회로의 저잡음 데이터 처리를 위해 독출집적회로와 게이트집적회로와 근접한 인쇄회로기판(40)의 영역의 양면에 필터소자, 커넥터 및 관련 부품들을 더 포함할 수 있다.
특히, 인쇄회로기판(40)에 실장되는 전자부품들 중 독출집적회로(ROIC: Read Out IC)는 방사선 검출 패널(20)이 변환한 전기신호를 선택/구동한 후 독출하고 증폭을 시켜주는 반도체로서, 방사선 검출 패널(20)로부터의 미약한 아날로그(Analog) 신호를 증폭하기 위해 앰프(amp)를 포함할 수 있다. 더욱이, 집적기술향상에 따라 앰프 외에도 ADC(Analog Digtal Converter)까지 포함하여 아날로그 값을 디지털 값으로 변환할 수도 있다. 따라서, 독출집적회로는 많은 전류와 전력을 소모하게 되므로 높은 열을 발생시킨다. 방사선 검출 패널(20)에 이러한 열이 전달되면, 방사선 검출 패널(20)의 동작온도가 상승한다. 이에 따라, 광전 변환 소자의 암전류 및 TFT의 리크(leak) 전류가 증가하고, 고정 노이즈의 양이 변동하므로 화상 불균형의 원인이 되는 문제가 있다. 따라서, 독출집적회로(30)를 비롯한 전자부품들에서 발생하는 열이 방사선 검출 패널(20)로 전달되지 않도록 외부로 방출할 필요가 있다.
한편, 중간판(200)의 베이스판(210)의 열전도도는 중간판(200)의 후면에 제공된 제1 금속층(220)의 열전도도보다 낮을 수 있다. 예를 들면, 300 K에서 베이스판(210)으로 사용될 수 있는 폴리 카보네이트(PC)의 열전도도는 0.19-0.22 W/(m·K)이고, 알루미늄(Al)의 열전도도는 237 W/(m·K)이다. 따라서, 인쇄회로기판(40)에서 발생한 열은 제1 금속층(220)으로만 전달되고, 베이스판(210)으로 전달되기 어렵다.
그리고, 하우징(10)은 금속으로 이루어진 프레임을 포함할 수 있으며, 프레임으로부터 연장되어 중간판(200)을 지지하는 지지부(11)를 더 포함할 수 있다. 또한, 지지부(11)는 중간판(200)의 후면과 면접촉을 하면서 결합할 수 있다.
그러므로, 제1 금속층(220)으로 전달된 열은 하우징(10)의 프레임으로부터 연장된 지지부(11)로 전달되어 하우징(10)의 프레임을 통해 외부로 방출될 수 있다. 이로써, 방사선 검출 패널(20)로 전달되는 열에 의한 잡음을 줄일 수 있다.
본 발명에서와 같이 중간판(200)의 후면에 제1 금속층을 형성하는 것에 의해서 인쇄회로기판(40)과 중간판(200) 사이의 이격거리를 줄여서 접지 루프 잡음을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 인쇄회로기판(40)에 실장된 전자부품들로부터 발생되는 열이 방사선 검출 패널(20)으로 전달되지 아니하고 제1 금속층을 통하여 외부로 방열될 수 있다.
또한, 열방출 효과를 극대화하기 위해 도 6에서 설명한 바와 같이, 전도성 연결부(800b)의 접촉부(810b)는 최대한의 방열 효과를 얻을 수 있는 형상(예를 들면, 열방출을 위한 다수의 돌기 형상)일 수 있다.
지지부(11)와 중간판(200)의 후면은 중간판(200)의 가장자리에서 결합되고, 방사선 검출 패널(20)의 면적은 중간판(200)의 면적보다 작을 수 있다. 그러므로, 제1 금속층(220)의 가장자리 영역에 연결된 제2 금속층(230)에 제1 금속층(220)의 열이 전도되어 방사선 검출 패널(20)의 가장자리 영역에 한정되어 열적인 잡음을 생성하더라도, 전체 방사선 화상 이미지에 큰 영향을 미치는 것이 아니므로 무시할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치(1000)의 정면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치(1000)의 측면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 촬영장치(1000)를 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 검출장치(1)와 관련하여 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다. 방사선 촬영장치(1000)는 방사선 발생부(1100), 유방 고정부(1200), 본 발명에 따른 방사선 검출장치(1), 자동노출제어 센서(1300), 제어부(1400)를 포함할 수 있다.
방사선 발생부(1100)는 방사선 검출장치(1) 상에 위치한 피사체를 향해서 방사선을 조사하는데, 공지된 기술을 사용하여 실현할 수도 있다. 방사선 발생부(1100)는 방사선 검출장치(1)의 자동노출제어 센서(1300)에 연결되어 제어부(1400)에 의해 방사선의 조사량이 제어될 수 있다. 한편, 방사선 촬영장치(1000)는 사람의 가슴(또는 유방)을 고정하는 맘모그래피(mammography) 장치일 수 있다.
유방고정부(1200)는 방사선 촬영시 유방이 움직이지 않도록 고정하는 장치로서, 방사선이 조사되는 방향과 수직이 되도록 검진자의 유방을 양쪽에서 압축하여 고정한다. 일반적으로 아래쪽에 받침판이 설치되고, 위쪽에 압박판이 승강가능하게 설치될 수 있다.
자동노출제어 센서(1300)은 방사선 발생부(1100)로부터 조사되는 방사선 중에서 방사선 검출 장치(1)를 투과한 방사선을 감지할 수 있다. 전술한 바와 같이, 자동노출제어 센서(1300)는 방사선 검출장치(1)에서 독출집적회로(30) 등의 전자부품들에 의하여 방사선이 투과되는 것이 방해받지 않도록 인쇄회로기판(40)의 비어있는 공간 부분에 위치할 수 있다.
다음, 제어부(1400)는 자동노출제어 센서(1300)에서 감지되는 방사선량에 따라서 방사선 발생부(1100)로부터 조사되는 방사선의 노출량을 제어할 수 있다.
한편, 방사선 촬영장치(1000)는 컴퓨터 방사선(CR) 맘모(Computer Radiography mammography) 촬영장치일 수도 있다. 이 때, 컴퓨터 방사선(CR) 맘모 카세트 대신에 본 발명에 따른 방사선 검출장치(1)가 삽입될 수 있다. 이 때, 본 발명에 따른 방사선 검출장치(1)를 컴퓨터 방사선(CR) 맘모 촬영장치에 장착하는 경우에, 컴퓨터 방사선(CR) 촬영장치를 구성하는 자동제어 센서(1300)의 방사능 감지능의 저하가 없도록 자동제어 센서(1300)에 충분한 방사선량을 투과할 수 있다. 그러므로, 방사선 검출장치(1)를 컴퓨터 방사선(CR) 촬영장치에 호환하여 사용할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 방사선 검출장치(1)는 인쇄회로기판(40)에 실장된 전자소자들에서 발생하는 전자파 노이즈와 열에 의한 노이즈를 차단하기 위해 후면에 금속층(220)을 형성하고, 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과 연결하여 접지(ground) 전위의 실드(shield)를 형성한 중간판(200)을 제공하여 안정된 화상을 얻을 수 있다.
그리고, 접지로 형성된 중간판(200)과 인쇄회로기판(40)의 접지 배선과의 이격거리를 최소화하여 접지 루프 잡음(Ground Loop Noise)을 최소화할 수 있다. 따라서, 더욱 안정된 방사선 화상을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 검출장치(1)는 중간판(200)에 포함된 베이스판(210)의 후면에 제공된 제1 금속층(220)이 하우징(10)의 프레임에 연결되어, 인쇄회로기판(40)에서 발생한 열을 전도를 통해 외부로 효과적으로 방출할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 방사선 검출장치(1)는 동작 중 발생하는 열을 효과적으로 방출하여 방사선 검출 패널(20)로 전도되는 열을 차단할 수 있으므로 열에 의한 화상의 잡음을 제거할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 방사선 검출장치(1)는 안정적이고 선명한 방사선 화상 이미지를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 방사선 검출장치(1)는 높은 견실성(robustness)와 노이즈 내성을 유지할 수 있는 소형 박형의 디지털 방사선(DR) 맘모 카세트로 설계할 수 있다.

Claims (12)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내부 공간에 수용되고, 상기 하우징의 외부로부터 입사되는 방사선을 전기신호로 변환시키는 방사선 검출 패널;
    상기 방사선 검출 패널에 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판;
    상기 방사선 검출 패널과 상기 인쇄회로기판 사이에 배치되어, 상기 방사선 검출 패널을 지지하고, 상기 인쇄회로기판의 접지 배선과 전기적으로 연결되는 중간판;을 포함하고,
    상기 중간판은 상기 방사선에 대해 방사선 투과성인 방사선 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간판은,
    상기 인쇄회로기판의 접지 배선과 전기적으로 연결되는 전기전도성 제1 금속층; 및
    상기 제1 금속층을 지지하는 베이스 판;을 포함하는 방사선 검출 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간판은,
    20 내지 35 kVp의 관전압에 의해서 발생된 방사선에 대한 절대 방사선 투과율이 30% 이상인 방사선 검출장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 베이스 판은 탄소섬유 또는 플라스틱 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1 금속층은 상기 베이스 판의 후면에 제공되는 방사선 검출 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 접지 배선과 상기 제1 금속층을 전기적으로 연결하고, 서로 이격되어 제공되는 복수의 전도성 연결부를 더 포함하고,
    상기 전도성 연결부는,
    상기 인쇄회로기판에 연결되고 상기 중간판을 향하여 연장되는 몸체부; 및
    상기 몸체부의 단면적보다 넓은 단면적을 갖고, 상기 제1 금속층과 접촉면을 형성하는 접촉부;를 포함하는 방사선 검출 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 베이스 판의 열전도도는 상기 제1 금속층의 열전도도보다 낮은 방사선 검출장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 중간판은,
    상기 베이스 판의 전면에 제공되고, 상기 제1 금속층과 전기적으로 연결되는 제2 금속층을 더 포함하는 방사선 검출 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층은 상기 중간판의 가장자리 영역에서 전기적으로 연결되는 방사선 검출 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은,
    금속으로 이루어진 프레임; 및
    상기 프레임으로부터 연장되어 상기 중간판을 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 지지부는 상기 중간판과 면접촉하면서 결합되는 방사선 검출 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 지지부와 상기 중간판은 상기 중간판의 가장자리에서 결합되는 방사선 검출 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 양면에는 상기 방사선 검출 패널에 전기적으로 연결되는 복수의 전자부품이 실장되는 방사선 검출장치.
  12. 방사선 발생부;
    상기 방사선 발생부로부터 조사되는 방사선을 검출하는 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항의 방사선 검출장치;
    상기 방사선 발생부로부터 조사되는 방사선 중에서 상기 방사선 검출장치를 투과한 방사선을 감지하는 자동노출제어 센서; 및
    상기 자동노출제어 센서에서 감지되는 방사선량에 따라서 상기 방사선 발생부로부터 조사되는 방사선의 노출량을 제어하는 제어부;를 포함하는 방사선 촬영장치.
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