KR20180070251A - X-ray Imaging Apparatus - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device for providing a computer tomography image and, more specifically, to an X-ray image photographing device capable of being suitable for miniaturization by separating rotation trajectories of an X-ray generator and an X-ray detector. The X-ray image photographing device comprises an X-ray generator unit and an X-ray detector unit. The X-ray generator unit rotates a position of an X-ray emission focus along a first trajectory on a first plane which is vertical to an ordinate shaft of a subject and emits an X-ray beam. The X-ray detector unit receives the X-ray beam at a light receiving position facing the X-ray emission focus where the ordinate shaft of the subject is interposed along a second trajectory on a second plane which is different from the first plane. The first plane and the second plane are parallel to each other. Each of the first trajectory and the second trajectory may be closed loop type trajectories based on the ordinate shaft of the subject.

Description

엑스선 영상 촬영 장치 {X-ray Imaging Apparatus}X-ray Imaging Apparatus

본 발명은 엑스선 영상 촬영 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 3차원 단층 엑스선 영상, 즉 컴퓨터 단층 촬영(CT, Computed Tomography) 영상을 제공할 수 있는, 소형화된 엑스선 영상 촬영 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an X-ray imaging apparatus, and more particularly, to a miniaturized X-ray imaging apparatus capable of providing a three-dimensional tomographic X-ray image, that is, a computed tomography (CT) image.

의료분야에서 엑스선 영상 촬영 장치는 일정량의 엑스선을 촬영하고자 하는 사람이나 동물의 신체부위에 투과시키고, 투과된 엑스선을 엑스선 디텍터로 감지하여, 감지된 전기적 신호를 바탕으로 엑스선 영상을 구성하는 장치를 말한다. 엑스선은 그 진행경로 상의 물질에 따라 다른 감쇄율로 감쇄되며 투과되고, 엑스선 디텍터에 도달하면 광전효과에 의해 전기적 신호로 변환된다. 엑스선 촬영 장치는 이와 같이 엑스선 진행경로에 따른 누적 감쇄량이 반영된 전기적 신호를 이용하여 촬영대상의 내부에 관한 정보를 엑스선 영상으로 제공한다. 엑스선 영상에는 2차원 엑스선 영상과 3차원 엑스선 영상이 있는데, 통상적으로 2차원 엑스선 영상은 2차원 엑스선 촬영 장치를 통해서, 3차원 영상은 컴퓨터 단층 촬영 장치를 통해서 제공된다. In the medical field, an X-ray imaging apparatus refers to a device that transmits a predetermined amount of X-rays to a body part of a person or an animal to be photographed, detects the transmitted X-rays with an X-ray detector, and forms an X-ray image based on the sensed electrical signals . The X-rays are attenuated and transmitted at different attenuation rates depending on the material on the path, and when they reach the X-ray detector, they are converted into electrical signals by photoelectric effect. The X-ray photographing apparatus provides information about the inside of the object to be photographed as an X-ray image by using an electrical signal reflecting the cumulative attenuation amount along the X-ray path. X-ray images include two-dimensional x-ray images and three-dimensional x-ray images. Typically, a two-dimensional x-ray image is provided through a two-dimensional x-ray imaging apparatus and a three-dimensional image is provided through a computerized tomography apparatus.

컴퓨터 단층 촬영(이하 CT라 한다)은 다수의 엑스선 영상을 컴퓨터가 수학적 연산을 통해 재구성하여 신체의 횡단면 영상을 제공하는 것으로, 신체 조직을 상세하고도 명료하게 나타낼 뿐만 아니라, 정상조직과 병변조직을 정확히 구분할 수 있도록 하는 엑스선 촬영 기법이다. 다수의 단층 영상을 순차적으로 적층하면 신체 내부 조직에 대한 정보를 담은 3차원 엑스선 영상을 제공할 수 있다. Computed tomography (CT) is the reconstruction of multiple x-ray images through computer mathematical calculations to provide a cross-sectional image of the body. It not only reveals the body tissue in detail, It is an X-ray imaging technique that allows accurate identification. When a plurality of tomographic images are sequentially stacked, a three-dimensional x-ray image containing information on the internal tissues of the body can be provided.

CT의 기본 촬영 원리를 살펴보면, 엑스선 제너레이터와 엑스선 디텍터가 서로 대향하며 일정한 속도로 회전하는 갠트리(gantry)의 회전부에서, 엑스선 제너레이터는 일정한 간격의 소정 위치마다 팬 빔(fan beam) 또는 콘 빔(cone beam) 형태의 엑스선 빔을 환자에게 조사한다. 그러면 환자의 신체 부위에 따라 방사선의 감쇄율이 다르게 나타나게 되고, 이렇게 하여 엑스선 디텍터에 도달한 엑스선을 측정하면, 각 신체 부위에 대한 감쇄율의 분포를 영상으로 구성할 수 있게 된다. 종래의 컴퓨터 단층 촬영 장치에서는 엑스선 제너레이터와 엑스선 디텍터가 피검체를 사이에 두고 동일 평면상의 궤적을 따라 회전한다. 피검체의 종축으로부터 엑스선 디텍터가 멀어질수록 확대도가 커지므로, 엑스선 디텍터가 피검체에 가까운 궤적을 따라 회전하고 엑스선 제너레이터가 그 바깥쪽 궤적을 따라 회전하는 것이 일반적이다. In the basic imaging principle of CT, in a rotating part of a gantry in which an X-ray generator and an X-ray detector are opposed to each other at a constant speed, an X-ray generator generates a fan beam or a cone ray beam to the patient. Then, the attenuation rate of the radiation differs depending on the body part of the patient. By measuring the X-ray reaching the X-ray detector in this way, the distribution of the attenuation rate for each body part can be constituted by the image. In the conventional computer tomography apparatus, the X-ray generator and the X-ray detector rotate along the same plane trajectory with the inspected object therebetween. It is general that the x-ray detector rotates along a locus close to the subject and the x-ray generator rotates along the outward trajectory because the magnification increases as the x-ray detector moves away from the longitudinal axis of the subject.

그러나, 이러한 구성은 엑스선 영상 촬영 장치의 소형화에 한계가 있다. 엑스선 제너레이터와 엑스선 디텍터가 서로의 궤적에 의해 간섭을 받을 가능성이 있고, 이들을 회전 구동하는 수단이 엑스선 빔의 진행 경로에 장애가 될 수도 있기 때문이다.
However, this configuration has a limitation in miniaturization of the X-ray imaging apparatus. There is a possibility that the X-ray generator and the X-ray detector are interfered with each other by their loci, and the means for rotating them may obstruct the travel path of the X-ray beam.

본 발명은 전술한 문제점의 해결을 위해 제안된 것으로, 컴퓨터 단층 영상을 제공하는 장치로서 엑스선 제너레이터와 엑스선 디텍터의 회전 궤적이 서로 분리되어 소형화에 적합한 엑스선 영상 촬영 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide an apparatus for providing a computer tomography image and an X-ray imaging apparatus suitable for miniaturization by separating the rotation loci of the X-ray generator and the X-ray detector from each other .

또한, 본 발명은 엑스선 제너레이터와 엑스선 디텍터 중 어느 하나 또는 둘 모두가 회전 구조물이 아닌 고정 구조물의 형태로 설치되더라도 엑스선 빔의 진행에 장애가 되지 않도록 구성된 엑스선 영상 촬영 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus configured such that one or both of the X-ray generator and the X-ray detector are not obstructed by the progress of the X-ray beam even if the X- .

전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 다른 엑스선 영상 촬영 장치는, 엑스선 방출 포커스의 위치가 피검체의 종축에 대해 수직인 제 1 평면상의 제 1 궤적을 따라 회전하며 엑스선 빔을 방출하는, 엑스선 제너레이터부; 및, 상기 제 1 평면과 서로 다른 제 2 평면상의 제 2 궤적에서 상기 피검체의 종축을 사이에 두고 엑스선 방출 포커스와 대향하는 수광 위치에서 상기 엑스선 빔을 수광하는 엑스선 디텍터부; 를 포함한다. In order to solve the above-described problems, an X-ray imaging apparatus according to the present invention is an X-ray imaging apparatus that includes an X-ray imaging optical system for radiating an X-ray beam, which rotates along a first trajectory on a first plane perpendicular to a longitudinal axis of the subject, A generator section; And an X-ray detector for receiving the X-ray beam at a light receiving position opposite to the X-ray emitting focus with the longitudinal axis of the inspected object in a second locus on a second plane different from the first plane; .

상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면은 서로 평행하고, 상기 제 1 궤적 및 상기 제 2 궤적은 각각 상기 피검체의 종축을 중심으로 한 폐루프형(closed loop type) 궤적일 수 있다. The first plane and the second plane may be parallel to each other, and the first locus and the second locus may be a closed loop type locus centered on a vertical axis of the subject.

상기 엑스선 디텍터부의 수광면은 상기 엑스선 엑스선 빔의 중심선에 대해 수직일 수 있다. The light receiving surface of the X-ray detector portion may be perpendicular to the center line of the X-ray X-ray beam.

상기 엑스선 제너레이터부는, 상기 제 1 궤적 상에 고정 설치되고, 상기 엑스선 디텍터부에서 엑스선을 수광하는 위치와 연동하여 구동되는, 다수의 엑스선 소스 유닛을 포함할 수 있다. The x-ray generator portion may include a plurality of x-ray source units fixedly installed on the first locus, and driven in conjunction with a position where the x-ray detector receives the x-ray.

상기 엑스선 디텍터부는, 둘 이상의 디텍터 유닛을 구비하고, 상기 제 2 궤적을 따라 회전 구동되는, 회전 디텍터 어레이를 포함할 수 있다. The x-ray detector unit may include a rotary detector array having two or more detector units and being rotationally driven along the second locus.

상기 엑스선 디텍터부는, 상기 제 2 궤적을 따라 고정 배치된 다수의 디텍터 유닛을 포함하는 고정 디텍터 어레이를 포함하여, 상기 엑스선 방출 포커스의 위치에 따라 상기 다수의 디텍터 유닛 중 대응되는 일부분을 선택적으로 구동하여 엑스선을 수광할 수 있다. The X-ray detector includes a fixed detector array including a plurality of detector units fixedly arranged along the second locus, and selectively drives a corresponding one of the plurality of detector units according to a position of the X-ray emission focus X-rays can be received.

본 발명에 따르면, 컴퓨터 단층 영상을 제공하는 엑스선 영상 촬영 장치에서 엑스선 제너레이터와 엑스선 디텍터의 회전 궤적이 서로 다른 평면상에 분리되어 장치의 소형화에 유리하다. According to the present invention, in the X-ray image photographing apparatus for providing a computer tomography image, the rotation loci of the X-ray generator and the X-ray detector are separated on different planes, which is advantageous for miniaturization of the apparatus.

또한, 본 발명에 따르면 엑스선 제너레이터와 엑스선 디텍터 중 어느 하나 또는 둘 모두가 회전 구조물이 아닌 고정 구조물의 형태로 설치되더라도 엑스선 빔의 진행에 장애가 되지 않도록 할 수 있어, 컴퓨터 단층 영상을 제공하는 엑스선 영상 촬영 장치에서 기계적 진동의 발생 요인을 획기적으로 줄일 수 있다. According to the present invention, even if one or both of the X-ray generator and the X-ray detector is installed in the form of a fixed structure rather than a rotating structure, it is possible to prevent the progress of the X-ray beam, It is possible to drastically reduce the occurrence of mechanical vibration in the apparatus.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 구성을 개략적으로 보인다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 횡단면 및 종단면을 개략적으로 보인다.
도 3은 상기 도 2의 실시예에서 엑스선 영상 촬영 시 엑스선 소스의 궤적과 엑스선 디텍터의 궤적을 보인다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 횡단면을 개략적으로 보인다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 횡단면을 개략적으로 보인다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 종단면을 개략적으로 보인다.
FIG. 1 schematically shows a configuration of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 schematically shows a cross section and a longitudinal section of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows the trajectory of the X-ray source and the trajectory of the X-ray detector when photographing the X-ray in the embodiment of FIG.
4 schematically shows a cross-sectional view of an x-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 schematically shows a cross-sectional view of an x-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 schematically shows a longitudinal section of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴본다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 본 발명의 실시예는 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 기술적 사상을 명확히 전달하기 위하여 제공된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below can be modified into various forms, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. In other words, embodiments of the present invention are provided to clearly convey the technical idea of the invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 구성을 개략적으로 보인다. FIG. 1 schematically shows a configuration of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치는 외형적으로는 통상적인 메디컬 CT 촬영 장치(컴퓨터 단층 영상 촬영 장치)와 같은 형상을 가질 수 있다. 촬영부가 수용된 도넛 형태의 갠트리 하우징(Gantry Housing)(10)과 갠트리 하우징(10)의 가운데 구멍 부분에 배치되어 피검체를 지지하는 피검체 베드(Bed)(20)가 구비된다. 상기 갠트리 하우징(10) 내부에는 피검체를 향해 엑스선 빔(X)을 조사하는 엑스선 제너레이터부(11)와 그 엑스선 방출 포커스의 반대편에 배치되어 피검체를 투과한 상기 엑스선 빔(X)을 수광하고 그에 따른 전기적 신호를 제공하는 엑스선 디텍터부(12)가 배치된다. The X-ray imaging apparatus according to the present embodiment may have the same shape as a conventional medical CT imaging apparatus (a computer tomography apparatus). There is provided a donut-shaped gantry housing 10 accommodating a photographing section and a body 20 bed disposed at a central hole portion of the gantry housing 10 to support the inspected object. The gantry housing 10 is provided therein with an x-ray generator portion 11 for irradiating an x-ray beam X toward a subject and an x-ray beam X disposed on the opposite side of the x- And an X-ray detector portion 12 for providing an electrical signal corresponding thereto is disposed.

여기서, 상기 엑스선 제너레이터부(11)는 하나의 엑스선 소스 유닛, 예컨대 열전자 방출 방식 또는 전계 방출 방식의 엑스선 튜브와, CT 촬영 시에 이를 원형의 궤적을 따라(화살표 a11 참조) 이동시키는 기계적 구동계를 포함할 수 있다. 한편, 상기 엑스선 제너레이터부(11)는 원형 궤적 상의 다수의 위치에 각각 고정 배치된 다수의 엑스선 소스 유닛을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 다수의 엑스선 소스 유닛은 소형화된 전계 방출 방식의 엑스선 튜브일 수 있고, 상기 엑스선 디텍터부(12)의 위치와 연동하여 이들을 제어하는 전기적 구동계를 포함할 수 있다. 상기 엑스선 디텍터부(12)는 기계적 구동계에 의해 원형의 궤적을 따라(화살표 a12 참조) 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 한편, 상기 엑스선 디텍터부(12) 역시 원형의 궤적을 따라 배열된 다수의 디텍터 유닛을 갖는 고정 디텍터 어레이를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 엑스선 디텍터부(12)는 고정 디텍터 어레이를 구성하는 다수의 디텍터 유닛 중 엑스선 방출 포커스와 대향하는 일부의 디텍터 유닛들만 엑스선을 수광하도록 부분적으로 구동될 수도 있다. Here, the x-ray generator unit 11 includes an x-ray source unit, for example, a thermoelectron emission type or field emission type x-ray tube, and a mechanical driving system for moving the x-ray tube along a circular trajectory can do. Meanwhile, the x-ray generator unit 11 may include a plurality of x-ray source units fixedly arranged at a plurality of positions on a circular locus. In this case, the plurality of X-ray source units may be an X-ray tube of a miniaturized field emission system, and may include an electric driving system for controlling them in conjunction with the position of the X-ray detector unit 12. The X-ray detector 12 can be configured to move along a circular trajectory (see arrow a12) by a mechanical driving system. The X-ray detector 12 may also include a fixed detector array having a plurality of detector units arranged along a circular trajectory. In this case, the X-ray detector unit 12 may be partially driven so that only a part of the detector units facing the X-ray emission focus among the plurality of detector units constituting the fixed detector array receive the X-ray.

상기 피검체 베드(20)는 엑스선 영상 촬영 중에 그 길이 방향, 즉 피검체의 종축 방향이자 상기 갠트리 하우징의 축 방향을 따라(화살표 a20 참조) 이동할 수 있다. 본 발명에 따른 엑스선 영상 촬영 장치는 컴퓨터 단층 영상, 즉 CT 촬영 시에 피검체에 대한 엑스선 빔(X)의 회전(이하에서, 엑스선 방출 포커스의 순차적 이동에 따른 가상의 회전을 포함한다)과 병행하여 상기 피검체 베드(20)가 이동하게 된다. The subject bed 20 can move along the longitudinal direction of the subject, that is, the longitudinal direction of the subject, along the axial direction of the gantry housing (see arrow a20) during x-ray imaging. The X-ray image photographing apparatus according to the present invention can be used in combination with a computer tomographic image, that is, rotation of an X-ray beam X with respect to a subject during CT imaging (hereinafter referred to as virtual rotation due to sequential movement of X- So that the object bed 20 is moved.

한편, 상기 피검체의 종축에 수직인 면을 횡단면이라고 할 때, 상기 엑스선 제너레이터부(11)와 상기 엑스선 디텍터부(12)는 서로 다른 횡단면 상의 서로 대향하는 위치에서 각각 엑스선 빔(X)을 조사하고 이를 수광한다. 다시 말해서, 상기 엑스선 제너레이터부(11)와 상기 엑스선 디텍터부(12)는 피검체의 종축에 대해 수직인 서로 다른 각각의 평면상에 존재하고, 엑스선 빔(X)의 중심선은 이 두 평면 사이에서 상기 피검체의 종축과 수직을 이루지 않고 경사지게 진행한다. On the other hand, when the surface perpendicular to the longitudinal axis of the subject is referred to as a cross section, the X-ray generator section 11 and the X-ray detector section 12 irradiate the X-ray beam X at mutually opposing positions on different cross- And receives it. In other words, the x-ray generator portion 11 and the x-ray detector portion 12 are present on different planes perpendicular to the longitudinal axis of the subject, and the center line of the x-ray beam X is located between the two planes And does not perpendicular to the longitudinal axis of the subject but proceeds in an inclined manner.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 횡단면 및 종단면을 개략적으로 보인다. 도 3은 상기 도 2의 실시예에서 엑스선 영상 촬영 시 엑스선 소스의 궤적과 엑스선 디텍터의 궤적을 보인다. FIG. 2 schematically shows a cross section and a longitudinal section of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the trajectory of the X-ray source and the trajectory of the X-ray detector when photographing the X-ray in the embodiment of FIG.

본 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 촬영부(201)는 전술한 도 1의 실시예와 같이 피검체의 종축 방향으로 이동할 수 있도록 구성된 피검체 베드(20)를 가운데에 두고 이를 둘러싸는 갠트리 하우징을 가지며, 갠트리 하우징 내에 엑스선 제너레이터부(111)와 엑스선 디텍터부(120)를 갖는다. 상기 갠트리 하우징은 가운데가 비어 있는 원통형이고, 상기 엑스선 제너레이터부(111)는 상기 엑스선 디텍터부(120)는 그 엑스선 방출 포커스의 궤적과 그 엑스선 수광부의 궤적이 갠트리 하우징의 측면에서 봤을 때 서로 중첩되지 않도록 서로 다른 평면상에 배치된다. The photographing unit 201 of the X-ray image photographing apparatus according to the present embodiment includes a sample body 20 configured to be movable in the longitudinal direction of the subject, as in the embodiment of FIG. 1 described above, Ray generator portion 111 and an X-ray detector portion 120 in the gantry housing. The gantry housing has a cylindrical shape with an empty center, and the x-ray detector portion 120 is configured such that the locus of the x-ray emitting focus and the locus of the x-ray receiving portion overlap with each other when viewed from the side of the gantry housing Are placed on different planes.

상기 엑스선 제너레이터부(111)는 상기 피검체의 종축에 수직인 제 1 평면(Ps)상에 있는 원형의 제 1 궤적(111L)을 따라 고정 배열된 다수의 엑스선 소스 유닛(111a, 111b, 111c)을 포함한다. 상기 다수의 엑스선 소스 유닛(111a, 111b, 111c)은 상기 피검체 베드(20) 상의 피검체를 향해 엑스선 빔(XT1)을 조사하도록 배치된다. 한편, 상기 엑스선 디텍터부(120)는 피검체를 사이에 두고 상기 엑스선 빔(XT1)을 수광할 수 있는 위치에, 그 수광면이 엑스선 방출 포커스와 대면하도록 배치된다. 여기에 도시되지는 않았으나, 상기 엑스선 디텍터부(120)는 피검체 종축에 수직이고, 상기 제 1 평면과 다른 제 2 평면(Pd)상에 있는, 원형의 제 2 궤적(120L)을 따라서 기계적으로 회전 구동되도록 구성될 수 있다. The x-ray generator unit 111 includes a plurality of x-ray source units 111a, 111b and 111c fixedly arranged along a circular first trajectory 111L on a first plane Ps perpendicular to the longitudinal axis of the inspected object, . The plurality of X-ray source units 111a, 111b and 111c are arranged to irradiate the X-ray beam XT1 toward the inspected object on the test bed 20. [ On the other hand, the X-ray detector unit 120 is disposed at a position where the X-ray beam XT1 can be received with the inspected object therebetween so that its light-receiving surface faces the X-ray emission focus. Although not shown here, the x-ray detector portion 120 is mechanically aligned along a second circular path 120L, which is perpendicular to the longitudinal axis of the subject and on a second plane Pd that is different from the first plane And may be configured to be rotationally driven.

상기 엑스선 제너레이터부(111)는 피검체에 대하여 상기 엑스선 빔(XT1)이 다양한 방향에서 조사되도록 하기 위하여, 예컨대 상기 엑스선 디텍터부(120)의 기계적 회전(화살표 a120 참조)과 연동하여 다수의 엑스선 소스 유닛(111a,111b, 111c)이 전기적으로 순차 구동될 수 있다. 그에 따라 엑스선 빔(XT1)이 피검체에 대해 회전(화살표 aXT1 참조)하며 조사된다. The X-ray generator unit 111 is connected to a plurality of X-ray source units (not shown) in cooperation with the mechanical rotation (see arrow a120) of the X-ray detector unit 120 to irradiate the X- The units 111a, 111b, and 111c can be electrically sequentially driven. The X-ray beam XT1 is irradiated with rotation (refer to arrow aXT1) with respect to the inspected object.

여기서, 상기 엑스선 빔(XT1)은 도 2의 오른쪽 종단면도 부분에 표시된 것처럼 그 중심선이 상기 제 1 및 제 2 평면(Ps,Pd)에 대해서 소정의 각도만큼 비스듬하게 진행한다. 이를 위해 상기 엑스선 제너레이터부(111)는 그 엑스선 방출 방향이 그 회전 궤적이 속한 제 1 평면에 대해 각도 As만큼 기울어지게 배치되고, 그에 대향하는 상기 엑스선 디텍터부(120) 역시 그 회전 궤적이 속한 원통 형태의 면에 대해 각도 Ad만큼 기울어지게 배치된다. 즉, 상기 엑스선 디텍터부(120)의 수광면은 엑스선 빔(XT4)의 중심선에 수직으로 배치된다. 여기서, 상기 각도 As와 상기 각도 Ad는 서로 같은 값을 가질 수 있다. Here, the X-ray beam XT1 advances obliquely at a predetermined angle with respect to the first and second planes Ps and Pd, as shown in the right vertical section of FIG. To this end, the X-ray generator portion 111 is arranged such that its X-ray emission direction is inclined by an angle As with respect to the first plane to which the rotation locus belongs, and the X-ray detector portion 120, And is inclined by an angle Ad with respect to the face of the shape. That is, the light receiving surface of the X-ray detector unit 120 is disposed perpendicular to the center line of the X-ray beam XT4. Here, the angle As and the angle Ad may have the same value.

계속해서 도 2를 참조하여, 본 발명의 구성에 따른 장점을 살펴본다. 도 2의 왼쪽 횡단면을 보면 엑스선 제너레이터부(111)가 엑스선 디텍터부(120)보다 반지름이 작은 궤적을 따라 배치된 것처럼 보이지만, 이는 각각의 구성 요소가 도면상에 잘 보이도록 표현하기 위한 것일 뿐이다. 실제로 이들은 도 2의 오른쪽 종단면에 보이는 바와 같이 반지름이 거의 비슷한 궤적을 따라 배치될 수 있다. 단적으로 전술한 제 1 궤적(111L)의 반지름 Rs와 전술한 제 2 궤적(120L)의 반지름 Rd가 서로 같다고 하더라도, 상기 두 궤적은 서로 다른 각각의 평면(Ps,Pd)상에 존재하므로, 엑스선 제너레이터부(111)와 엑스선 디텍터부(120)는 서로 간에 회전 구동의 장애가 되지 않는다. 또한, 엑스선 제너레이터부(111)나 엑스선 디텍터부(120)가 각자의 궤적(111L,120L)을 따라 고정 배치된 다수의 유닛들로 구성된다고 하더라도 그 구조물이 엑스선 빔(XT1)의 진행에 전혀 장애가 되지 않는다. Next, with reference to FIG. 2, advantages according to the configuration of the present invention will be described. 2, the x-ray generator portion 111 appears to be arranged along a locus having a smaller radius than the x-ray detector portion 120, but this is only for the purpose of expressing the respective components so as to be seen clearly in the drawing. Actually they can be placed along a trajectory with similar radii as shown in the right longitudinal section of FIG. Even if the radius Rs of the first locus 111L and the radius Rd of the second locus 120L are the same, the two loci exist on the different planes Ps and Pd, The unit 111 and the X-ray detector unit 120 do not interfere with each other. Even if the X-ray generator portion 111 or the X-ray detector portion 120 is constituted by a plurality of units fixedly arranged along the loci 111L and 120L, the structure is not obstructed at all in the progress of the X-ray beam XT1 It does not.

그 결과 본 발명에 따른 엑스선 영상 촬영 장치는 그 갠트리 하우징의 외곽 반지름(Rg)의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 갠트리 하우징 외경과 내경 사이의 간격(G)을 줄여 피검체 베드(20)와 피검체가 놓일 공간을 충분히 확보할 수 있다. 엑스선 제너레이터와 엑스선 디텍터의 궤적이 동일 평면상에 존재할 필요가 없기 때문이다. As a result, the X-ray imaging apparatus according to the present invention can reduce the size of the outer radius Rg of the gantry housing. In addition, it is possible to reduce the gap G between the outer diameter and the inner diameter of the gantry housing, thereby securing a sufficient space for the subject body 20 and the subject to be placed. This is because the locus of the X-ray generator and the X-ray detector need not exist on the same plane.

한편, 도 3에 표현된 바와 같이, 제 1 평면(Ps)과 제 2 평면(Pd)은 서로 평행하고, 제 1 궤적(111L)과 제 2 궤적(120L)은 각각 원형일 수 있다. 이 경우, 엑스선 빔의 방향을 회전시키며 다양한 방향에서 다수 프레임의 엑스선 촬영 데이터를 얻었을 때 피검체에 대한 확대도가 일정하게 유지되는 장점이 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제 1 평면(Ps)와 상기 제 2 평면(Pd)은 서로 다른 평면이나 서로 평행하지 않을 수도 있다. 또한, 상기 제 1 궤적(111L)과 상기 제 2 궤적(120L)은 폐루프형(closed loop type) 이기는 하되 원형이 아닐 수도 있다. 예를 들어 타원형 또는 다각형일 수도 있다. 다만, 이와 같이 상기 제 1 및 제 2 궤적이 서로 평행한 원형이 아닌 경우, 엑스선 촬영시 각각의 프레임마다 엑스선 빔의 방위각 및 확대도 정보를 함께 저장하여 엑스선 영상 재구성 시에 그 확대도 차이를 보상하는 것이 바람직하다. 3, the first plane Ps and the second plane Pd are parallel to each other, and the first locus 111L and the second locus 120L may be circular, respectively. In this case, when the X-ray beam direction is rotated and X-ray imaging data of a plurality of frames are obtained in various directions, there is an advantage that the magnification for the subject is kept constant. However, the present invention is not limited thereto. The first plane (Ps) and the second plane (Pd) may be different planes or may not be parallel to each other. In addition, the first locus 111L and the second locus 120L may be closed loop types, but may not be circular. For example, an elliptical shape or a polygonal shape. However, when the first and second trajectories are not circular shapes that are parallel to each other, the azimuth angle and magnification degree information of the x-ray beam are stored together for each frame at the time of x-ray photographing, .

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 횡단면을 개략적으로 보인다.4 schematically shows a cross-sectional view of an x-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치에서 촬영부(202)는, 상기 도 2의 실시예에 따른 촬영부(201)와 대부분 동일하나, 그 엑스선 디텍터부가 원호형으로 배열된 다수의 디텍터 유닛으로 이루어진 회전 디텍터 어레이(13)를 구비한다는 점에 특징이 있다. 상기 다수의 디텍터 유닛은 원호 형태로 한 줄로 배열(Single Slice Type)될 수도 있고, 여러 줄로 배열(Multi Slice Type)될 수도 있다. In the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment, the photographing unit 202 is substantially the same as the photographing unit 201 according to the embodiment of FIG. 2, but is composed of a plurality of detector units whose X- And a rotary detector array 13 is provided. The plurality of detector units may be arranged in a single line in an arcuate shape, or may be arranged in multiple lines.

상기 회전 디텍터 어레이(13)는 전술한 엑스선 제너레이터부(111)의 구동에 따른 엑스선 방출 포커스의 이동에 따라서 상기 엑스선 방출 포커스로부터 피검체 종축을 지나 진행한 엑스선 빔(XT2)이 자신의 회전 궤적과 만나는 위치로 이동(화살표 a13 참조)하며 피검체를 투과한 엑스선을 수광한다. 이 경우, 상기 회전 디텍터 어레이(13)는 상기 엑스선 제너레이터(111)의 전기적 구동에 따른 엑스선 빔(XT2)의 회전(화살표 aXT2 참조)에 연동하여 기계적으로 회전 구동될 수 있다. The rotation detector array 13 detects the X-ray beam XT2 traveling from the X-ray emission focus through the longitudinal axis of the subject according to the movement of the X-ray emission focus according to the driving of the X- (See arrow a13) and receives the X-rays transmitted through the object. In this case, the rotary detector array 13 can be mechanically rotated and driven in conjunction with the rotation of the X-ray beam XT2 (refer to arrow aXT2) according to the electric driving of the X-ray generator 111. [

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 횡단면을 개략적으로 보인다.5 schematically shows a cross-sectional view of an x-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치에서 촬영부(203)는 원형의 제 2 궤적을 따라 원형으로 고정 배치된 다수의 디텍터 유닛(141)으로 이루어진 고정 디텍터 어레이(14)를 포함한다는 점에 전술한 도 2 및 도 4의 실시예와 구별되는 특징이 있다. 상기 고정 디텍터 어레이(14)는 상기 엑스선 제너레이터부(111)에서 선택적으로 구동되는 엑스선 소스 유닛(111a)의 위치에 따라, 즉 피검체를 향해 조사되고 있는 엑스선 빔(XT3)의 방출 포커스의 위치에 따라 그에 대향하는 영역이 활성화되어 영역별로 엑스선 수광 데이터를 생성할 수 있다. In the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment, the photographing unit 203 includes a fixed detector array 14 composed of a plurality of detector units 141, which are circularly fixedly arranged along a circular second locus. 2 and Fig. 4, respectively. The fixed detector array 14 is disposed at the position of the emission focus of the X-ray beam XT3 irradiated toward the inspected object according to the position of the X-ray source unit 111a selectively driven by the X-ray generator unit 111 The region opposed thereto is activated to generate X-ray receiving data for each region.

엑스선 빔(XT3)이 회전(화살표 aXT3 참조)하는 경우 그에 연동하여 상기 고정 디텍터 어레이(14) 중에서 그에 대향하는 위치의 영역이 순차적으로 활성화되면서 엑스선 수광 데이터를 생성할 수 있다. 다만, 상기 엑스선 빔과 상기 활성화 영역이 반드시 순차적으로 회전하도록 구동될 필요는 없다. 엑스선 수광 데이터의 단위인 프레임마다 조사된 엑스선 빔의 방위각에 관한 정보, 즉 어느 엑스선 소스 유닛에서 방출된 엑스선 빔에 의한 데이터인지에 대한 정보가 있으면 충분하다. 여러 개의 엑스선 소스 유닛과 그에 대응되는 여러 영역이 동시에 활성화되어 수광 데이터를 획득하는 것도 가능하다.When the X-ray beam XT3 is rotated (see an arrow aXT3), the region of the fixed detector array 14 opposed to the X-ray beam XT3 is sequentially activated to generate X-ray receiving data. However, the X-ray beam and the activation region do not necessarily have to be driven to rotate sequentially. It is sufficient that information on the azimuth angle of the irradiated x-ray beam per unit of the x-ray receiving data, that is, information on which x-ray beam emitted from an x-ray source unit is data, is sufficient. It is also possible to acquire light reception data by activating several X-ray source units and corresponding areas simultaneously.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 종단면을 개략적으로 보인다.FIG. 6 schematically shows a longitudinal section of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 엑스선 영상 촬영 장치의 촬영부(204)는 서로 분리된 두 개의 하우징(204S, 204D)을 포함할 수 있다. 예컨대 하나의 하우징(204S)에는 제 1 평면(Ps)상의 원형 궤적을 따라 배열된 다수의 엑스선 소스 유닛으로 이루어진 엑스선 제너레이터부(111)가 수용되고, 나머지 하나의 하우징(204D)에는 제 2 평면(Pd)상의 원형 궤적을 따라 배치 또는 이동하는 전술한 고정 디텍터 어레이(도 5 참조) 또는 회전 디텍터 어레이(도 4 참조)를 갖는 엑스선 디텍터부(120)가 수용될 수 있다. As shown in the drawing, the photographing unit 204 of the X-ray imaging apparatus according to an embodiment of the present invention may include two housings 204S and 204D separated from each other. For example, in one housing 204S, an x-ray generator portion 111 composed of a plurality of x-ray source units arranged along a circular trajectory on a first plane Ps is accommodated, and the other one of the housings 204D is accommodated in a second plane Ray detector unit 120 having the above-described fixed detector array (see FIG. 5) or the rotary detector array (see FIG. 4) arranged or moved along a circular locus on the substrate Pd.

이들 두 개의 하우징(204S, 204D)은 피검체 종축 방향으로 서로 상대적으로 이동(화살표 a204참조)하여 서로 간의 거리가 변할 수 있다. 이 경우, 엑스선 제너레이터부(111)에서 방출되는 엑스선 빔(XT4)의 중심선이 상기 제 1 평면(Ps)과 이루는 각도 As와, 엑스선 디텍터부(120)에서 그 수광면이 그 궤적의 원통면과 이루는 각도 Ad를 조절(화살표 a111, a120 참조)할 수 있다. 상기 엑스선 디텍터부(120)의 수광면은 엑스선 빔(XT4)의 중심선과 수직을 이루는 것이 바람직하나, 그에 한정되는 것은 아니다. These two housings 204S and 204D move relative to each other in the longitudinal direction of the subject (see an arrow a204), and the distance between them can be changed. In this case, the angle As between the center line of the X-ray beam XT4 emitted from the X-ray generator portion 111 and the first plane Ps and the angle of the light receiving surface of the X-ray detector portion 120 with respect to the cylindrical plane of the locus (Refer to arrows a111 and a120). The light receiving surface of the X-ray detector unit 120 is preferably perpendicular to the center line of the X-ray beam XT4, but is not limited thereto.

10: 갠트리 하우징
11, 111: 엑스선 제너레이터부 12, 120: 엑스선 디텍터부
13: 회전 디텍터 어레이 14: 고정 디텍터 어레이
20: 피검체 베드 111a~111d: 엑스선 소스 유닛
141: 디텍터 유닛 201~204: 촬영부
10: Gantry housing
11, 111: X-ray generator section 12, 120: X-ray detector section
13: Rotation detector array 14: Fixed detector array
20: object bed 111a to 111d: X-ray source unit
141: Detector unit 201 to 204:

Claims (6)

엑스선 방출 포커스의 위치가 피검체의 종축에 대해 수직인 제 1 평면상의 제 1 궤적을 따라 회전하며 엑스선 빔을 방출하는, 엑스선 제너레이터부; 및,
상기 제 1 평면과 서로 다른 제 2 평면상의 제 2 궤적에서 상기 피검체의 종축을 사이에 두고 엑스선 방출 포커스와 대향하는 수광 위치에서 상기 엑스선 빔을 수광하는 엑스선 디텍터부; 를 포함하는,
엑스선 영상 촬영 장치.
Ray generator portion where the position of the x-ray emission focus rotates along a first locus on a first plane perpendicular to the longitudinal axis of the subject and emits an x-ray beam; And
An X-ray detector for receiving the X-ray beam at a light receiving position opposite to the X-ray emitting focus with the longitudinal axis of the inspected object in a second locus on a second plane different from the first plane; / RTI >
X-ray imaging device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 평면과 상기 제 2 평면은 서로 평행하고,
상기 제 1 궤적 및 상기 제 2 궤적은 각각 상기 피검체의 종축을 중심으로 한 폐루프형(closed loop type) 궤적인,
엑스선 영상 촬영 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first plane and the second plane are parallel to each other,
Wherein each of the first trajectory and the second trajectory is a closed loop type trajectory centering on a longitudinal axis of the subject,
X-ray imaging device.
제 1 항에 있어서,
상기 엑스선 디텍터부의 수광면은 상기 엑스선 엑스선 빔의 중심선에 대해 수직인,
엑스선 영상 촬영 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the light receiving surface of the x-ray detector portion is perpendicular to the center line of the x-
X-ray imaging device.
제 1 항에 있어서,
상기 엑스선 제너레이터부는,
상기 제 1 궤적 상에 고정 설치되고, 상기 엑스선 디텍터부에서 엑스선을 수광하는 위치와 연동하여 구동되는, 다수의 엑스선 소스 유닛을 포함하는,
엑스선 영상 촬영 장치.
The method according to claim 1,
The X-
And a plurality of X-ray source units fixedly mounted on the first locus and driven in conjunction with a position for receiving X-rays at the X-ray detector unit,
X-ray imaging device.
제 1 항에 있어서,
상기 엑스선 디텍터부는,
둘 이상의 디텍터 유닛을 구비하고, 상기 제 2 궤적을 따라 회전 구동되는, 회전 디텍터 어레이를 포함하는,
엑스선 영상 촬영 장치.
The method according to claim 1,
The X-
A rotary detector array having at least two detector units and being rotationally driven along the second locus,
X-ray imaging device.
제 1 항에 있어서,
상기 엑스선 디텍터부는,
상기 제 2 궤적을 따라 고정 배치된 다수의 디텍터 유닛을 포함하는 고정 디텍터 어레이를 포함하여, 상기 엑스선 방출 포커스의 위치에 따라 상기 다수의 디텍터 유닛 중 대응되는 일부분을 선택적으로 구동하여 엑스선을 수광하는,
엑스선 영상 촬영 장치.
The method according to claim 1,
The X-
And a fixed detector array including a plurality of detector units fixedly disposed along the second locus, wherein the detector unit selectively drives a corresponding one of the plurality of detector units according to a position of the X-
X-ray imaging device.
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