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KR101398863B1 - 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템 - Google Patents

컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템 Download PDF

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Publication number
KR101398863B1
KR101398863B1 KR1020120147743A KR20120147743A KR101398863B1 KR 101398863 B1 KR101398863 B1 KR 101398863B1 KR 1020120147743 A KR1020120147743 A KR 1020120147743A KR 20120147743 A KR20120147743 A KR 20120147743A KR 101398863 B1 KR101398863 B1 KR 101398863B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
optical fiber
optical fibers
optical
stimulus
Prior art date
Application number
KR1020120147743A
Other languages
English (en)
Inventor
이성운
김정호
Original Assignee
쓰리디이미징앤시뮬레이션즈(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쓰리디이미징앤시뮬레이션즈(주) filed Critical 쓰리디이미징앤시뮬레이션즈(주)
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Priority to PCT/KR2012/011090 priority patent/WO2014098280A1/en
Priority to US13/804,399 priority patent/US9188682B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101398863B1 publication Critical patent/KR101398863B1/ko

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
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    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2012—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using stimulable phosphors, e.g. stimulable phosphor sheets

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템은 자극광원; 상기 자극광원으로부터의 자극광이 수직하게 통과되어 상기 자극광원의 주파수와는 다른 주파수를 갖는 광자극성 냉광(photostimulated luminescence light ; PLL)를 형성하도록 설치된 광자극성 영상판; 상기 광자극성 영상판으로부터 방출된 광자극성 냉광을 안내하는 복수개의 광 섬유 다발로 이루어지되, 상기 광 섬유 다발은 상기 광자극성 영상판 근처의 1차원 형상의 입력단부와, 상기 광자극성 영상판으로부터 먼 2차원 형상의 출력단부를 가지며, 상기 입력단부의 광섬유 위치와 상기 출력단부의 광섬유의 위치가 소정의 규칙, 예컨대 n번째 광섬유와 n+1번째 광섬유가 인접하게 배치되고, 상기 2차원 형상의 출력단부에서 n행과 n+1행의 서브그룹 광섬유다발내 상기 광섬유의 배열순서가 반대방향을 따르는 지그재그패턴을 갖는 수광기; 상기 수광기의 출력단부에 결합되어 상기 자극광을 차단하고 상기 광자극성 냉광을 통과시키는 광학필터; 상기 수광기 및 광학필터를 통해 상기 광자극성 냉광을 수신 및 증폭하는 광증배관; 및 상기 광자극성 영상판과 상기 자극광원 사이의 상대적 운동을 제공하는 기계적 메커니즘을 포함한다.

Description

컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템{COMPUTED RADIOGRAPHY SYSTEM}
본 발명은 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 판 스캐너의 입력측과 마찬가지로 출력측에서도 광 섬유 다발 중에 인접한 광섬유가 배치되도록 한 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템에 관한 것이다.
최근에, 컴퓨터화된 방사선 사진촬영(CR) 시스템은 많은 임상 환경에서 아날로그 스크린/필름(SF)을 성공적으로 대체해 오고 있다. 이러한 CR 시스템은 광자극성 x-레이 저장 형광판(예를 들어 BaFBr:Eu2+ )을 사용하는데, 상기 광자극성 x-레이 저장 형광판은 카세트 내에서 노광처리되고 이어서 자동화된 판 스캐너로 보내져 저장된 화상 정보가 판독된다.
CR 시스템은 실용적이고 매우 응용예가 많으며, 임상분야에 전자전송, 저장, 화상처리, 및 컴퓨터 보조진단과 같은 많은 장점을 가져오고 있다. 그러나, CR 시스템의 기술적 진보도 정체기에 도달했고, 이 CR 시스템의 화질성능을 평판패널에 기초한 디지털 방사선촬영(DR)시스템의 화질성능이 추월하게 되었다.
그러나, DR 시스템은 CR 시스템에 비하여 매우 고가이기 때문에 임상 분야에 적용하는 데에는 제한이 있다. 한대의 CR 리더기가 복수의 카세트를 지원할 수 있어서 SF 카세트를 CR 카세트로 대체함으로써 전체 방사선 사진촬영 분야를 개선할 수 있었다. 방의 각각의 개별 검출기는 분리된 DR 검출기를 요구한다. 게다가 고장났거나 또는 오래된 DR 검출기를 교체하는 것은 CR 카세트로 대체하는 것보다 백배 또는 천만배 이상 더 고 비용이 발생한다.
CR 화질 성능은 크게 2가지 요인, (1) CR 시스템이 최적으로 설계되지 않을 경우에, 스크린 변환 이득, 수광효율, 및 검출 효율의 한계 때문에, 흡수된 x-레이에 대해 검출된 전자수("이득")가 너무 적을 때 발생되는 2차적 양자수 감소(secondary quantum sink)와, (2)CR 시스템은 고화질의 SF 또는 DR 시스템에 비해, 이득 변동 잡음(gain fluctuation nose), 즉 엑스선의 양자를 하나씩 계수하는 것이 아니라 누적된 에너지를 이용하여 검출하기 때문에 발생되는 잡음 즉, 누적된 에너지 흡수분포의 스펙트럼 분산 형태인 스왕크 잡음(Swank or statistical factor)에 의해서 좌우된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 저렴한 비용으로 CR 시스템의 양자 검출 효율을 증가시킬 수 있고, 스왕크 잡음을 줄일 수 있어서, 특히 고 분해능이 필요한 맘모그래피 분야에서 DR 시스템 이상의 화질을 갖는 CR 검출기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영(CR) 시스템은, 자극광원; 상기 자극광원으로부터의 자극광이 수직하게 통과되어 상기 자극광원의 주파수와는 다른 주파수를 갖는 광자극성 냉광(photostimulated luminescence light ; PLL)를 형성하도록 설치된 광자극성 영상판; 상기 광자극성 영상판으로부터 방출된 광자극성 냉광을 수광하는 복수개의 광 섬유 다발로 이루어지되, 상기 광 섬유 다발은 상기 광자극성 영상판 근처의 1차원 형상의 입력단부와, 상기 광자극성 영상판으로부터 먼 2차원 형상의 출력단부를 가지며, 상기 입력단부의 광섬유 위치와 상기 출력단부의 광섬유의 위치가 일정한 규칙에 따르는 수광기; 상기 수광기의 출력단부에 결합되어 상기 자극광을 차단하고 상기 광자극성 냉광을 통과시키는 광학필터; 상기 수광기 및 광학필터를 통해 상기 광자극성 냉광을 수신하는 광 검출기; 상기 광자극성 영상판과 상기 자극광원 사이의 상대적 운동을 제공하는 기계적 메커니즘; 및 상기 수광 및 검출된 상기 광자극성 냉광을 진단 판독값으로 변환하기 위한 A/D 변환기를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영(CR) 시스템에 의하면, 광섬유 다발로 이루어진 수광기의 입력단부와 출력단부의 광섬유의 위치관계가 일정한 규칙, n번째 광섬유와 n+1번째 광섬유가 인접하여 배치되기 때문에, 광섬유 다발로 이루어진 수광기의 입력단부와 출력단부의 광섬유의 위치관계에 따른 영향을 줄 일 수 있기 때문에 흡수된 x-레이에 대해 검출된 전자수("이득")를 증가시킬 수 있으며, 2차적 양자수 감소(secondary quantum sink)를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영(CR) 시스템에 의하면, 이득 변동 잡음(gain fluctuation nose), 즉 엑스선의 양자를 하나씩 계수하는 것이 아니라 누적된 에너지를 이용하여 검출하기 때문에 발생되는 잡음 즉, 누적된 에너지 흡수분포의 스펙트럼 분산 형태인 스왕크 잡음(Swank or statistical factor)을 줄 일 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영(CR) 시스템에 의하면, 컴퓨터 방사선 사진촬영 이미지의 화소별 화소값이 거의 유사하며, 광 분포도도 균일성을 가지며, 화소값이 저주파수 패턴을 가져 특히 양자검출효율이 문제가 되는 종래 CR 시스템의 고주파수 패턴의 문제점을 해소할 수 있다.
따라서, 저렴한 비용으로 CR 시스템의 양자 검출 효율을 증가시킬 수 있고, 스왕크 잡음을 줄일 수 있어서, 특히 고 분해능이 필요한 맘모그래피 분야에서 DR 시스템 이상의 화질을 갖는 CR 검출기 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 디지털 엑스레이 영상 획득장치를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 디지털 엑스레이 영상 획득장치의 요부를 발췌하여 나타낸 도면,
도 3a 내지 도 3c는 각각 원형, 정육각형, 정사각형의 2차원 형상의 환체 내광섬유의 지그재그 패턴을 나타내는 도면,
도 4a는 종래 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 광섬유 다발의 출구 측 배열이 불규칙한 경우의 광증배관에서 검출된 냉광의 프로파일,
도 4b는 도 4a의 냉광의 프로파일을 X축방향과 Y축방향에서 상대적인 출력 전류로 표시한 그래프,
도 4c는 종래 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 촬영 영상을 타나내는 사진 및 x축을 따라 측정한 평균 화소값을 나타내는 그래프,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 촬영 영상을 나타내는 사진,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 광섬유 배열방법을 설명하는 플로우챠트,
도 7은 본 발명의 변형 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 광섬유 배열방법을 설명하는 플로우챠트.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 의한 디지털 엑스레이 영상 획득장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 디지털 엑스레이 영상 획득장치의 요부를 발췌하여 나타낸 도면이고, 도 3a 내지 도 3c는 각각 원형, 정육각형, 정사각형의 2차원 형상의 환체 내광섬유의 지그재그 패턴을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템은 케이스 본체(1)의 입구에 영상 판(2)을 삽입하고 레이저빔을 주사하여 상기 영상 판(2)에 방사선의 주사에 의해 축적된 잠상으로부터 영상신호를 획득하기 위해서, 레이저빔 주사부(4)와, 반사 미러(11)와, 다이크로익 필터(12)와, 광섬유 다발형 수광기(13)와, 대역통과 필터(14)와, 광증배관(15)과, 위치 감지센서(16)와, 이송부재(5)와, 동력전달수단(6)과, 제어부(7)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템은 카세트 방식으로 이루어지고 휴대가 편하며 어느 장소에서나 설치하기가 매우 편리하다.
상기 영상 판(2)의 특성을 살펴보면, 상기 영상 판(2)을 x-ray로 촬영을 하면 x-ray 주사량에 비례하는 에너지를 가진 잠상(latent image)이 영상 판(2)에 존재하게 된다. 영상 판(2)을 붉은색 파장대의 레이저로 주사하면 x-ray의 촬영에 의한 잠상이 푸른색 파장대로 발현된다. 붉은색 레이저로 스캔을 하여 영상을 획득한 후, 영상 판(2)의 재사용을 위하여 스캔 후 남아있는 잠상을 제거하게 된다. 따라서 강력한 광에 영상 판(2)을 노출시키면 잔여 잠상이 제거된다.
상기 반사 미러(11)는 레이저빔이 영상 판(2)에 주사되도록 레이저빔을 투과하고 레이저빔의 주사에 의해서 영상 판(2)에서 광 자극 발광되는 푸른 파장대의 빛을 반사하는 것이다.
상기 다이크로익 필터(12)는 광 섬유 다발(13a)과 이를 고정하는 고정판(131)로 이루어진 수광기(13)의 외면에 고정되어, 상기 광섬유 다발(13a)에 입력되는 빛에 대하여 45도의 경사각을 이루도록 설치된다.
상기 다이크로익 필터(12)는 상기 영상 판(2)에 주사하기 위한 붉은 파장대의 빛은 투과시켜 영상 판(2)에 도달하게 하고, 상기 영상 판(2)에서 발현되는 푸른 파장대의 빛은 반사시켜 광증배관(15)으로 전달한다.
상기 다이크로익 필터(12) 자체만으로 대역통과 필터(14)를 대체할 수 있지만, 상기 대역통과 필터(14)를 같이 사용할 경우 붉은 파장대의 빛이 광증배관(15)으로 전달되는 것을 차단하는 효과를 증대시킬 수 있다.
상기 수광기(13)는 상기 영상 판(2)에서 광 자극 발광되는 푸른색 파장대의 빛을 대역통과 필터(14)에 전달하는 역할을 한다.
상기 수광기(13)를 이루는 광 섬유 다발(13a)은 빛이 들어가는 입구영역에서는 상기 영상 판(2)의 폭을 가로 질러 상기 레이저 광원으로부터 주사되는 레이저 빔에 따라 상기 영상 판(2)에서 나오는 빛을 순차적으로 수광하기 위해서 고르게 펼쳐진 상태로 상기 고정판(131)에 의해 고정하고, 상기 빛이 나오는 출구영역은 묶음으로 고정하여 광증배관(15)에 삽입한다.
상기 광증배관(15)은 푸른색 파장대의 빛을 전기신호로 바꾸는 장치로, 상기 대역통과 필터(14)를 통과한 푸른색 파장대의 빛을 획득 및 수집하여 영상을 증폭시키는 역할을 한다. 따라서, 빛이 나오는 출구영역을 묶음으로 고정하는 것이 광증배관(15)의 슬릿과 상기 광섬유 다발(13a)의 출구를 대응시켜 빛의 획득 및 수집 효율을 높일 수 있다.
상기 대역통과 필터(14)는 상기 수광기(13)와 상기 광증배관(15) 사이에 설치되어, 상기 수광기(13)를 통해 전달되는 푸른색 파장대의 빛만을 획득하기 위해 푸른색 파장대의 빛은 투과시키고 붉은색 파장대의 빛의 투과를 차단하는 역할을 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템(100)은, 상기 광섬유 다발(13a)의 출구영역에서 상기 광섬유 다발(13a)내 광섬유가 상기 광섬유 다발(13a)의 입구영역에서와 마찬가지로 규칙적으로 배치하였다.
특히, 상기 광섬유 다발(13a)의 입구영역에서와 마찬가지로 n번째 광섬유와 n+1번째 광섬유를 이웃하여 배치하기 위해서, 상기 광증배관(15)의 형상에 대응하는 소정의 2차원 영역 내에서 x축을 따라 n행에 상기 광섬유 다발(13a)의 n번째 광섬유와 n+1번째 광섬유를 순방향으로 순차적으로 배치한 후, n번재 광섬유에 이웃한 n+1번째 광섬유를 n+1행에서는 역방향으로 순차적으로 배치한다.
즉, 상기 광증배관(15)의 형상에 대응하는 소정의 2차원 영역 내에서, 광섬유가 순차적으로 배열된 광섬유 소 그룹의 다발이 y축을 따라 지그재그 패턴으로 배열될 수 있다.
상기 광섬유 다발(13a)의 출구영역은 상기 광증배관(15)의 형상에 대응하여, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 원형, 정사각형, 정육각형 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 이와 같이 원형, 정사각형, 정육각형 중 하나일 때, n행의 n번째와 n+1행의 n번째 사이의 간격을 최소화할 수 있어서 바람직하다.
특히 도 3a에 도시된 바와 같이 2차원 형상이 원형일 때에는 곡률로 인하여 상기 광섬유 다발(13a)의 광섬유가 상기 광증배관(15)내에 y축 방향을 따라 지그재그 패턴으로 배열하기 위해서는 n행의 n+1번째와 n+1행의 n+1번째 사이의 간격이 크게 형성되지만, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 정육각형일 때, 더 바람직하게는 정사각형일 때 n행의 n+1번째와 n+1행의 n+1번째 사이의 간격을 최소화할 수 있다.
한편, 상기 위치 감지센서(16)는 상기 케이스 본체(1)의 입구 양 끝단에 각각 설치되어 레이저빔의 주사 위치를 탐지한다.
<실험예>
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 영상성능과 종래 광섬유 다발의 출구 측 배열이 불규칙한 컴퓨터 방사선 사진활영 시스템의 영상성능을 비교하기 위하여 양자 검출 효율(Detective Quantum Efficiency; DQE)을 고려할 수 있다.
양자 검출 효율(DQE)는 X선 양자가 흡수되어 검출되느냐 혹은 검출되지 못하느냐를 나타내는 것으로, 신호와 잡음을 모두 다루는 지표로, 대조도와 공간해상도가 함께 결합한 지표인 MTF(modulation-tranfer function)와, 잡음과 공간해상도를 함께 결합한 지표인 NPS에 좌우된다.
상기 양자 검출 효율은 X선 양자를 하나씩 계수하는 것이 아니라 누적된 에너지를 이용하여 누적된 에너지 흡수분포 스펙트럼의 분산을 이용하여 판단하다.
X선에 의해 생성된 전기적 신호를 결정하기 위해서 자극 레이저 광의 광학적 광 분포도가 측정된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 영상성능과 종래 광섬유 다발의 출구 측 배열이 불규칙한 컴퓨터 방사선 사진활영 시스템의 영상성능을 비교하기 위하여 Advanced Photon Source (Argonne National Laboratory, Argonne, Ill., USA)의 2-BM 빔 라인을 이용하여 수행되었다. 도 1은 실험적인 장비를 도시한다. 4 mm (수평)X2 mm (수직) 단색의 x-레이 빔이 영상광원으로 사용되었다. 영상판은 BaFBr:Eu2 + 광자극성 x-레이 저장 형광판을 사용하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 광증배관의 2차원 원형 형상에 대응하여 광섬유 다발의 출구 측에서 광섬유가 도 2에 도시된 바와 같이 규칙적으로 배열되도록 하였다.
비교예로서, 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 광증배관의 2차원 원형 형상에 대응하여 광섬유 다발의 출구 측에서 광섬유를 불규칙하게 배열되도록 하였다.
비교예와 실험예에 대해 이하, 본 발명에 따른 디지털 엑스레이 영상 획득장치의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어부(7)의 제어에 의해 레이저(3)가 작동하면서 레이저(3)에서 발생된 레이저빔이 스윙 미러(41)에 발사된다. 레이저빔을 전달받은 스윙 미러(41)가 좌,우로 빠르게 스윙하면서 주사된 레이저빔이 에프쎄타 렌즈(42)를 통해 초점이 맞춰지고 에프쎄타 렌즈(42)를 통과하여 보조 미러(43)의 반사에 의해 스캔영역인 영상 판(2) 입구측으로 주사된다.
그리고 동력전달수단(6)의 동력을 전달받은 이송부재(5)가 작동하면서 영상 판(2)이 스캔영역으로 이송된다.
영상 판(2)의 입구 측에 주사되는 레이저빔은 45도로 경사진 다이크로익 필터(12)에 의해 투과하고 영상 판(2)의 푸른색 파장대의 빛을 반사해서 광섬유(13)로 보낸다.
광섬유(13)에 의해 전달되는 빛은 푸른색 파장대의 빛 외에도 원하지 않는 붉은색 파장대의 빛이 광섬유(13)를 통해 함께 전달되며, 상기 붉은색 파장대의 빛은 대역통과 필터(14)에 의해 투과가 차단된다.
이로써, 영상 판(2)의 이미지 스캔이 완료되는 것이다. 한편, 스캔 시작 시에 스윙 미러(41)에 의해서 스윙된 레이저빔이 왼쪽에 위치한 센서에 감지될 때 스캔 시작으로 인식되고, 다시 오른쪽에 위치한 센서에 감지될 때 스캔 끝으로 인식되며, 상기 두 센서에 의해 영상 판(2)의 양방향 스캔이 계속 이어지면서 전체 영상 판(2)을 스캔하였다.
상기 광증배관(15)에서 증폭 출력된 영상 신호를 제어부를 통해서 데이터처리하고, 이를 제어부(7)의 출력포트에 접속하여 영상 데이터를 컴퓨터 및 모니터를 통해 디스플레이한다.
도 4a는 종래 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 광섬유 다발의 출구 측 배열이 불규칙한 경우의 광증배관에서 검출된 냉광의 프로파일을 나타내며, 도 4b 및 도 4c는 도 4a의 냉광의 프로파일을 X축방향과 Y축방향에서 상대적인 출력 전류로 표시한 그래프이고, 도 4d는 종래 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 촬영 영상을 타나내는 사진 및 x축을 따라 측정한 평균 화소값을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 촬영 영상을 나타내는 사진이다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 비교예에 따라 광섬유가 불규칙하게 배치된 경우 광증배관에서 측정된 자극 레이저 광의 광학적 광 분포도는 각 위치마다 큰 편차를 가지는 등 에너지의 균일도가 떨어짐을 알 수 있다.
또한, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 도 4a의 광학적 광 분포도를 광증배관의 X축과 Y축을 따른 위치의 전기적 신호를 상대적인 전류량으로 표시할 때, 측정되는 전류량이 클 때와 작을 때의 차이가 약 20 내지 30%임을 알 수 있다.
이러한 편차는 상기 광증배관의 2차원 형상에 대응하는 광 섬유 다발(13a)내 광섬유의 입구측 위치와 출구측 위치 사이의 관계에 의하는 것으로 판단된다.
상기 광증배관(15)은 광 센서 어레이로 이루어지며, 상기 광 섬유 다발(13a)의 광섬유로부터 상기 광증배관(15)으로 수집되는 냉광은 다른 광증배관, 즉 다른 광 센서를 노출시키거나 리플레시함없이 단일의 선택된 센서만을 노출시키고, 리플레시되고, 판독될 수 있도록 작동될 수 없다.
또한, 상기 광섬유의 직경이 광증배관(15)의 직경보다 작아서 하나의 광증배관(15) 당 서너 개의 광섬유 소그룹 다발이 대응할 때, 더 크게 문제가 되며, 상기 광증배관(15) 측에서 상기 광섬유가 불규칙적으로 배열되어 있기 때문에 1차원으로 배열되었던 광섬유의 2차원 형상상에서의 위치를 알기 위해서 더 많은 위치 센서를 더 가져야 하며, 상기 제어부(6)에서는 광섬유에서 나온 광이 간섭되었는 지를 계산 및 에러를 보정할 경우에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있음을 알 수 있다.
특히, 도 4d에 도시된 바와 같이, 종래 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 촬영 영상 및 X축을 따른 화소위치에 따른 화소 값의 변화를 나타내는 그래프를 살펴보면, 화질도 좋지 않으며, X축을 따른 화소 위치에 따른 화소 값이 화소 위치마다 달라서 화소간 균일도가 떨어지며 고주파수의 응답 패턴을 나타냄을 알 수 있다.
또한, 고주파 응답 패턴의 기울기가 매우 커서 양자 검출 효율 계산시 에러도 클 것임을 알 수 있다.
특히, 일반적인 연구에 의하면, 고주파의 응답 패턴, 즉, 고주파의 공간주파수에서 시판의 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템은 DR 시스템에 비하여 특히 나쁜 DQE를 나타내서 문제가 되었다.
반면에, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 촬영 영상 및 X축을 따른 화소 위치에 따른 화소 값의 변화를 나타내는 그래프를 살펴보면, 화질도 좋고(영상의 깊은 골짜기는 광증배관 측 환상체의 가장자리에 배치된 광섬유에 의함), X축을 따른 화소 위치에 따른 화소 값이 화소 위치마다 유사하여 화소간 균일도가 제공되며 저주파수의 응답 패턴을 나타냄을 알 수 있다.
따라서, 종래 시판의 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템이 DR 시스템에 비하여 고주파의 공간주파수에서 특히 나쁜 DQE를 나타내던 문제점을 해소할 수 있었다.
이제, 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 광증배관 측 광섬유 다발의 배열방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 광증배관 측 광섬유 다발의 배열방법은 아래의 단계로 구성된다.
먼저, 영상판의 주사 폭에 대응하는 길이를 갖는 긴 홈을 형성하는 상하 한 쌍의 바디 사이에 광섬유를 순차적으로 삽입하여 배열한다(S10).
상기 상하 한 쌍의 바디 사이에 복수개의 광섬유를 순차적으로 선형으로 고정하기 위해서 에폭시 수지를 상기 홈과 상기 광섬유들 주변에 인가한다(S20).
상기 광섬유 다발(13a)이 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템(100)의 소정의 공간, 즉 케이스 본체(1)내에 조립될 수 있도록 적합한 형상으로 성형 지그에 의해서 고정된 채 열 처리 챔버 내에 배치된 후 성형 지그의 고정력을 해제하여 열처리하여 소정의 형상으로 열 성형한다(S30).
상기 광증배관(15)의 2차원 형상에 대응하는 소정 형상의 환체에 상기 광섬유 다발(13a)의 출구측을 n행에서 순방향으로 순차적으로 배열하고, n행의 마지막에서 방향을 바꾸어 n+1행에서는 역방향으로 순차적으로 배열하여 y축방향을 따라 지그재그로 진행한다(S40).
상기 소정 형상의 환체에 복수개의 광섬유를 순차적으로 선형으로 고정하기 위해서 에폭시 수지를 상기 홈과 상기 광섬유들 주변에 인가한다(S50).
상기 광섬유 다발(13a)이 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템(100)의 소정의 공간, 즉 광증배관(15)의 형상에 대응하여 상기 광증배관(15)과 연결 환상채 내에 조립될 수 있도록 적합한 형상으로 성형 지그에 의해서 고정된 채 열 처리 챔버 내에 배치된 후 성형 지그의 고정력을 해제하여 열처리하여 소정의 형상으로 열 성형한다(S60).
상기 광섬유 다발(13a)의 입출구 측의 거친 광섬유의 끝단을 절삭하고 대략 0.5mm 범위 내는 연마하여 상기 광증배관(15)과 결합한다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 영상판의 주사 폭에 대응하는 길이를 갖는 긴 홈을 형성하는 상하 한 쌍의 바디 사이에 광섬유를 순차적으로 삽입하여 배열한다(S110).
상기 상하 한 쌍의 바디 사이에 복수개의 광섬유를 순차적으로 선형으로 고정하기 위해서 에폭시 수지를 상기 홈과 상기 광섬유들 주변에 인가한다(S120).
상기 광섬유 다발(13a)이 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템(100)의 소정의 공간, 즉 케이스 본체(1)내에 조립될 수 있도록 적합한 형상으로 성형 지그에 의해서 고정된 채 열 처리 챔버 내에 배치된 후 성형 지그의 고정력을 해제하여 열처리하여 소정의 형상으로 열 성형한다(S130).
한편, 상기 광증배관(15)과 연결되는 상기 광섬유 다발(13a)의 출구측에 대해서도 영상판의 주사 폭에 대응하는 길이를 갖는 긴 홈을 형성하는 상하 한 쌍의 바디 사이에 광섬유를 순차적으로 삽입하여 배열한다(S140).
상기 상하 한 쌍의 바디 사이에 복수개의 광섬유를 순차적으로 선형으로 고정하기 위해서 에폭시 수지를 상기 홈과 상기 광섬유들 주변에 인가한다(S150).
성형 지그로 잡고 열처리 챔버에서 고정력을 해제하여 열처리하여 소정의 형상으로 가요성을 갖는 정도로 열 성형한다(S140).
이어서, n행에서 순방향으로 순차적으로 배열하고, n행의 마지막에서 방향을 바꾸어 n+1행에서는 역방향으로 순차적으로 배열하여 y축방향을 따라 지그재그로 진행한다(S150).
상기 소정 형상의 환체에 복수개의 광섬유중 n번째 광섬유와 n+1번째 광섬유가 인접하여 배치되도록 성형 지그에 의해서 고정한 채 열 처리 챔버 내에 배치한 후 성형 지그의 고정력을 해제하고 열처리 하여 완전히 열 성형한다(S160).
도 7에 따르면, 상기 광증배관(15)의 2차원 형상에 대응하는 소정 형상을 만들기 위해서, 예를 들어 복수개의 광섬유 다발이 1열로 배열될 수 있는 다수의 홈이 1열로 형성된 열경화성 가요성 주머니를 이용하여, 상기 열경화성 가요성 주머니에 광섬유 다발을 1열로 순차적으로 배치하고, 상기 광증배관(15)의 2차원 형상에 대응하는 소정 형상의 가요성 환체의 양 가장자리에서 방향을 바꾸며 지그재그로 절곡한 후, 최종적으로 열처리함으로써 보다 편리하게 지그재그 패턴으로 형성할 수 있다.
따라서, 2차원 형상 내에 y축방향을 따라 서브 그룹의 광섬유 다발이 적층되며, 상기 n행의 서브 그룹의 광섬유 다발과 상기 n+1행의 서브 그룹의 광섬유 다발내 광섬유 배열 순서가 서로 상반되게 이루어질 수 있다.
1 : 케이스 본체 2 : 영상판
4 : 레이저빔 주사부 11 : 반사미러
12 : 다이크로익 필터 13 : 광섬유 다발형 수광기
14 : 대역통과 필터 15 : 광증배관
13a : 광섬유다발 13aa : 광섬유다발 입력단부
13ab : 광섬유다발 출력단부

Claims (13)

  1. 자극광원; 상기 자극광원으로부터의 자극광이 수직하게 통과되어 상기 자극광원의 주파수와는 다른 주파수를 갖는 광자극성 냉광(photostimulated luminescence light ; PLL)을 형성하도록 설치된 광자극성 영상판;
    상기 광자극성 영상판으로부터 방출된 광자극성 냉광을 안내하는 복수개의 광 섬유 다발로 이루어지되, 상기 광 섬유 다발은 상기 광자극성 영상판 근처의 1차원 형상의 입력단부와, 상기 광자극성 영상판으로부터 먼 2차원 형상의 출력단부를 이루며, 상기 입력단부의 광섬유 위치와 상기 출력단부의 광섬유의 위치가 소정의 규칙에 따르는 수광기;
    상기 수광기의 출력단부에 결합되어 상기 자극광을 차단하고 상기 광자극성 냉광을 통과시키는 광학필터;
    상기 수광기 및 광학필터를 통해 상기 광자극성 냉광을 수신 및 증폭하는 광증배관; 및
    상기 광자극성 영상판과 상기 자극광원 사이의 상대적 운동을 제공하는 기계적 메커니즘을 포함하는 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력단부의 광섬유 위치와 상기 출력단부의 광섬유의 위치가 따르는 규칙은 n번째 광섬유와 n+1번째 광섬유가 인접하게 배치되는 것인 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 2차원 형상의 출력단부에서, n행의 서브그룹 광섬유 다발에서 광섬유가 순방향으로 순차적으로 배치되면, n+1행의 서브그룹 광섬유 다발의 광섬유들은 역방향으로 순차적으로 배치되는 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 2차원 형상은 원형, 정사각형, 정육각형 중 하나인 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 n행의 서브그룹 광섬유 다발과 상기 n+1행의 서브그룹 광섬유 다발의 광섬유가 y축 방향을 따라 지그재그 패턴으로 배열되는 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템.
  8. 컴퓨터 방사선 사진 촬영 시스템의 광 섬유 다발의 배열방법에 있어서,
    복수개의 광섬유의 일단부가 일렬이 되게 배열하는 단계와,
    상기 일렬로 배열된 복수개의 광섬유의 일단부에 열경화성 수지를 인가하는 단계와,
    상기 열경화성 수지가 인가된 상기 복수개의 광섬유의 일단부를 열처리하여 열성형하는 단계와,
    상기 복수개의 광섬유의 타단부가 2차원 형상의 환체 내에서 n행의 서브 그룹의 광섬유 다발과 n+1행의 서브그룹의 광섬유 다발이 y축 방향을 따라 지그재그 패턴으로 배열되는 단계와,
    상기 열경화성 수지를 인가하여 상기 복수개의 광섬유의 타단부를 열처리하여 열성형하는 단계와,
    상기 복수개의 광섬유의 양단부를 절삭 및 연마하는 단계를 포함하는 컴퓨터 방사선 사진 촬영 시스템의 광 섬유 다발의 배열방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수개의 광섬유의 일단부가 일렬이 되게 배열하는 단계는 긴 홈이 형성된 상하 한쌍의 바디에 상기 복수개의 광섬유를 순차적으로 삽입시키는 단계를 포함하는 컴퓨터 방사선 사진 촬영 시스템의 광 섬유 다발의 배열방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지가 인가된 상기 복수개의 광섬유의 일단부를 열처리하여 열성형하는 단계는 성형 지그를 이용하여 복수개의 광섬유의 일단부를 소정의 형상으로 유지하는 단계를 포함하는 컴퓨터 방사선 사진 촬영 시스템의 광 섬유 다발의 배열방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 지그재그 패턴으로 배열하는 단계는 n행에서 광섬유가 순방향으로 순차적으로 배열되고, n행의 마지막에서 방향을 바꾸어 n+1행에서는 역방향으로 순차적으로 배열되는 컴퓨터 방사선 사진 촬영 시스템의 광 섬유 다발의 배열방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 지그재그 패턴으로 배열하는 단계는 상기 복수개의 광섬유를 일렬로 배열하고, 열경화성 수지를 인가한 후 가요성을 갖게 예비 열처리하고, 지그재그 패턴으로 절곡한 후 최종 열성형하는 단계를 포함하는 컴퓨터 방사선 사진 촬영 시스템의 광 섬유 다발의 배열방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 2차원 형상은 원형, 정사각형, 정육각형 중 하나인 컴퓨터 방사선 사진촬영 시스템의 광 섬유 다발의 배열방법.
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