KR102578148B1 - 분리가능 방사선 차폐부를 갖는 하이브리드 x-선 시스템 - Google Patents

분리가능 방사선 차폐부를 갖는 하이브리드 x-선 시스템 Download PDF

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Abstract

장착 및 휴대 사용을 위한 하이브리드 x-선 장치. 하이브리드 x-선 장치는 하우징, x-선 소스, 지지부 커넥터, 차폐부 커넥터, 및 인터로크를 포함한다. x-선 소스는, 하우징에 결합되고, x-선 방사선을 발생시키도록 구성된다. 지지부 커넥터는, 하우징에 결합되고, 지지 아암에 기계적으로 결합하도록 구성된다. 차폐부 커넥터는, 하우징에 결합되고, 제거가능한 방사선 차폐부에 기계적으로 결합하도록 구성된다. 인터로크는, x-선 소스에 결합되며, (a) 지지부 커넥터가 지지 아암으로부터 기계적으로 결합해제되고, (b) 차폐부 커넥터가 제거가능한 방사선 차폐부로부터 기계적으로 결합해제될 때, x-선 소스의 활성화를 불가능하게 하도록 구성된다.

Description

분리가능 방사선 차폐부를 갖는 하이브리드 x-선 시스템
본 발명의 실시예는 x-선 기계에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 실시예는, x-선 소스 또는 장치가 벽 장착부에 분리가능하게 연결되고 벽 장착 모드와 휴대형 손에잡는 모드인 2개 모드 중 적어도 하나에서 사용되도록 구성된 하이브리드 x-선 기계에 관한 것이다.
x-선 화상은, 많은 의료 및 치과 환경에서 환자 내부의 해부학적 구조를 나타내는 데 사용된다. 예를 들어, x-선 화상은 치과에서 치아 및 치아의 일부를 촬상하는 데 사용된다. 일반적으로, 그 프로세스는 x-선을 발생시키고 x-선을 환자의 입으로 향하게 하는 것을 포함하고 있다. x-선은 입의 상이한 부분들(예를 들어, 뼈 대 조직)에 의해 상이하게 감쇠되며, 이러한 감쇠 차이는, 전자 화상 센서, 형광체 촬상 판, 필름, 또는 다른 유형의 리셉터를 사용하여 화상을 생성하는 데 사용된다.
x-선은 다양한 질병 및 질환(예를 들어, 부러진 뼈 또는 구멍)의 진단에 유리하지만, x-선 방사선에 노출되면 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 그 결과, 다양한 프로세스, 메카니즘, 및 자료를 사용하여, 예를 들어, 치과에서 x-선 촬상 동안 환자의 중요 장기를 납 앞치마로 커버함으로써, 조작자(예를 들어, 치과 의사, 치과 기공사) 및 환자에 대한 x-선 노출을 감소시킬 수 있다. 조작자에 의해 촬상되는 많은 x-선 화상으로 인해, x-선이 x-선 장치로부터 방출될 때 방사선 차폐부(예를 들어, 납 라인 벽) 뒤에 서는 것처럼, 조작자가 x-선에 노출되는 것을 감소시키도록 각별히 주의한다.
일 실시예에서, 본 발명은, 하우징, x-선 소스, 지지부 커넥터, 차폐부 커넥터, 및 인터로크(interlock)를 포함하는 하이브리드 x-선 장치(hybrid x-ray device)를 제공한다. x-선 소스는, 하우징에 결합되고, x-선 방사선을 발생시키도록 구성된다. 지지부 커넥터는, 하우징에 결합되고, 지지 아암에 기계적으로 결합하도록 구성된다. 차폐부 커넥터는, 하우징에 결합되고, 제거가능한 방사선 차폐부에 기계적으로 결합하도록 구성된다. 인터로크는, x-선 소스에 결합되며, (a) 지지부 커넥터가 지지 아암으로부터 기계적으로 결합해제되고, (b) 차폐부 커넥터가 제거가능한 방사선 차폐부로부터 기계적으로 결합해제될 때, x-선 소스의 활성화를 불가능하게 하도록 구성된다.
다른 일 실시예에서, 본 발명은, 제거가능한 방사선 차폐부 및 분리가능한 x-선 장치를 포함하는 장착 및 휴대 사용을 위한 하이브리드 x-선 시스템을 제공한다. 분리가능한 x-선 장치는, x-선 소스, 지지부 커넥터, 차폐부 커넥터, 및 인터로크를 포함하고 있다. x-선 소스는 x-선 방사선을 발생시키도록 구성된다. 지지부 커넥터는, 분리가능한 x-선 장치를 손잡이 또는 베이스에 연결된 지지 아암에 기계적으로 결합하도록 구성된다. 또한, 지지부 커넥터는 분리가능한 x-선 장치에 전력을 공급하도록 구성된다. 차폐부 커넥터는, 분리가능한 방사선 차폐부에 분리가능한 x-선 장치를 기계적으로 결합하도록 구성된다. 인터로크는, x-선 소스에 결합되며, (a) 지지부 커넥터가 지지 아암으로부터 결합해제되고, (b) 차폐부 커넥터가 제거가능한 방사선 차폐부로부터 결합해제될 때 x-선 소스의 활성화를 불가능하게 하도록 구성된다.
다른 일 실시예에서, 본 발명은, 하이브리드 x-선 장치의 x-선 소스로부터의 x-선 방사선의 발생을 제어하도록 구성된 하이브리드 x-선 장치를 제공한다. 하이브리드 x-선 장치는, 하이브리드 x-선 장치의 하우징에 결합된 지지부 커넥터가 하이브리드 x-선 장치를 지지하는 지지 아암에 기계적으로 결합되는 때를 결정한다. 하이브리드 x-선 장치는, 또한, 하이브리드 x-선 장치의 하우징에 결합된 차폐부 커넥터가 제거가능한 방사선 차폐부에 기계적으로 결합되는 때를 결정한다. 이어서, 하이브리드 x-선 장치는, (a) 지지부 커넥터가 지지 아암으로부터 결합해제되고, (b) 차폐부 커넥터가 제거가능한 방사선 차폐부로부터 결합해제될 때 x-선 소스를 비활성화한다.
본 발명의 다른 측면들은 상세한 설명 및 첨부 도면을 고려함으로써 명백해질 것이다.
도 1은 지지 아암에 장착된 x-선 장치의 측면도이다.
도 2는 배터리 전력을 사용하여 동작하도록 구성되고 방사선 차폐부를 갖는 휴대형 x-선 시스템의 사시도이다.
도 3은 x-선 튜브 헤드가 결합 지점을 통해 지지 아암 또는 손잡이에 연결될 수도 있는 방법을 도시하는 하이브리드 x-선 시스템의 측면도이다.
도 4는 분리가능한 방사선 차폐부를 갖고 배터리 전력을 사용하여 동작하도록 구성된 하이브리드 x-선 시스템의 사시도이다.
도 5a는 분리가능한 방사선 차폐부와 함께 장착 및 휴대 사용하기 위한 하이브리드 x-선 장치의 측면도이다.
도 5b는 도 5a의 분리가능한 방사선 차폐부와 함께 장착 및 휴대 사용하기 위한 하이브리드 x-선 장치의 상부 단면도이다.
도 6은 휴대 사용을 위해 구성된 분리가능한 방사선 차폐부를 갖는 하이브리드 x-선 장치의 사시도이다.
도 7은 지지 아암에 결합된 분리가능한 방사선 차폐부가 없는 하이브리드 x-선 장치이다.
도 8a는 하이브리드 x-선 장치용 배터리 팩의 결합 지점과 지지 아암의 결합 지점의 측면도이다.
도 8b 내지 도 8g는, 커넥터의 전기 접점을 도시하는, 도 3 및 도 8a에 도시된 하이브리드 x-선 시스템의 x-선 튜브 헤드, 확장 아암, 및 손잡이를 위한 커넥터의 도들이다.
도 9는 분리가능한 방사선 차폐부를 갖는 장착 및 휴대 사용을 위한 하이브리드 x-선 장치의 개략도이다.
도 10은 하이브리드 x-선 장치를 제어하기 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 11은 하이브리드 x-선 장치의 x-선 소스로부터의 x-선 방사선의 발생을 비활성화하기 위한 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
본 발명의 임의의 실시예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 그 적용에 있어서 이하의 설명에서 설명되거나 이하의 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명은, 다른 실시예가 가능하고 다양한 방식으로 실시되거나 실행될 수 있다. 상이한 도에서의 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타낸다. 흐름도 및 프로세스에 제공된 번호는, 단계 및 동작을 예시하는 것을 명확하게 하기 위해 제공된 것이며, 반드시 특정한 순서 또는 시퀀스를 나타내는 것은 아니다.
도 1은 고정된 x-선 시스템(50)을 도시한다. 시스템(50)은, 치과 또는 유사한 시설에서의 검사실 또는 유사한 룸에 영구적으로 설치되도록 설계된다. 시스템(50)은 다수의 링크(52A, 52B, 및 52C)를 갖는 확장 아암(52)을 포함하고 있다. 링크(52C)의 일 단부에는 지지 아암(56)이 있다. 치과용 촬상에 사용되는 x-선 장치(58)는 지지 아암(56)에 고정된다. 확장 아암(52)은 베이스(60)를 통해 벽 또는 다른 지지면에 장착된다. 확장 아암의 링크(52A, 52B, 및 52C)는, 화상 캡처 동안 x-선 장치(58)를 원하는 위치에 위치시키기 위해 조작될 수 있다. x-선 장치(58)는 특정된 해부학적 관심 구역 또는 타겟 구역을 향하여 x-선을 방출하는 x-선 소스(도시하지 않음)를 포함하고 있다. x-선의 일부는 후방산란 x-선으로서 타겟 구역을 반사한다. 후방산란은, 타겟 구역 및 장치(58)로부터 방사선을 받을 수도 있는 다른 임의의 물체(예를 들어, 환자 및 주변 물체)로부터 반사되는 방사선을 포함하고 있다. 조작자가 일반적인 x-선 방사선 및 후방산란에 노출되는 것을 줄이기 위해, 조작자는 촬상 절차 중에 인접한 룸 내로 또는 방사선 차폐부 뒤로 이동할 수 있다. 일부 구성에서, x-선 장치(58)를 작동시키는 데 사용되는 제어 장치는, x-선 촬상 중에 조작자가 보호되도록 보장하기 위해 방사선 차폐부 또는 인접하는 룸 뒤에 위치하고 있다.
도 2는 치과용 촬상에도 사용될 수 있는 휴대형 x-선 장치(100)(예를 들어, 손에 쥐는 장치)를 도시한다. 장치(100)는, x-선 발생기 또는 소스(102), 콜리메이터 콘(104), 트리거(108), 및 손잡이(112)를 포함하고 있다. 조작자가 휴대형 x-선 장치(100)를 잡고 있고 후방산란에 노출될 수 있기 때문에, 장치(100)는, 조작자가 노출되는 후방산란의 양을 감소시키도록 설계된 특징부를 포함하고 있다. 장치(100)는, 사용자를 x-선 후방산란으로부터 적어도 부분적으로 차폐하도록 설계된 방사선 차폐부(132)를 포함하고 있다. 방사선 차폐부(132)는 그 자리에 영구적으로 고정되어 있거나 그렇지 않으면 쉽게 분리될 수 없도록 부착되어 있다.
휴대형 x-선 장치(100)(도 2)는 고정된 x-선 시스템(50)(도 1)에 비해 소정의 이점을 갖는다. 예를 들어, 방사선 차폐부(132)가 조작자를 후방산란되는 방사선으로부터 보호하기 때문에, 조작자는 촬상 과정 중에 환자와 함께 머무를 수 있다(즉, 조작자는 x-선 촬상 중에 룸을 떠날 필요가 있다). 그 결과, 환자의 평가 또는 치료 중에 언제든지 x-선 화상 또는 방사선 사진을 취할 수 있으며, 이는, 예를 들어, 환자를 물리적으로 위치시키거나 붙잡거나 환자를 안심시키기 위해 조작자가 물리적으로 존재해야 할 수도 있는, 진정제가 투여된 환자, 어린이, 노인 환자, 또는 특수 요구 환자에게 특히 유용할 수 있다. 또한, 휴대형 x-선 장치(100)가 특정 위치에 구속되지 않기 때문에, 휴대형 x-선 장치(100)는 치과 또는 시설 내의 다양한 처치실로 이동될 수 있다. 결과적으로, 시설의 다수의 룸에 x-선 시스템을 영구적으로 설치할 필요가 없을 수도 있으며 필요로 하는 x-선 장치의 총 수를 줄일 수도 있다. 이에 상응하여 장비 비용의 감소가 실현될 수도 있다.
휴대형 x-선 장치(100)는 소정의 이점들을 갖지만, 몇 가지 단점도 있다. 예를 들어, 휴대형 x-선 장치(100)는, 통상적으로 배터리, 배터리 팩, 또는 다른 전기 저장 장치에 의해 급전된다. 통상적으로, x-선 방사선을 발생시키려면 상대적으로 많은 양의 에너지가 필요하다. 그 결과, 휴대형 x-선 장치(100)에 사용되는 배터리는 종종 상대적으로 크며, 이는 휴대형 x-선 장치(100)를 비교적 무겁고 조작하기 어렵게 할 수 있다. 또한, 휴대형 x-선 장치(100)는, 비교적 제한된 전력을 배터리로부터 얻을 수 있기 때문에 x-선 노출에 대한 제한된 전압 및 전류 설정을 가질 수도 있다. 물론, 배터리도 주기적으로 충전해야 한다. 도시된 예에서, 장치(100)는 직류(DC) 전력을 제공하는 배터리(152)를 포함하고 있다. 장치(100)에서 사용하는 데 적합한 배터리는 리튬-이온 배터리를 포함한다.
반면, 종래의 벽(또는 천장) 장착형 x-선 장치 또는 유닛(예를 들어, 도 1의 시스템(50))은 통상적으로 치과 시설의 현장에서 발생한 전력 또는 그리드 전력을 사용한다. 이러한 전력은 전형적으로 교류(AC) 전력으로서 제공된다. 또한, 이러한 전력은, 통상적으로 x-선 방사선을 원하는 수준에서 발생시키기 위한 적절한 전압 및 전류를 제공하는 데 충분한 것 이상이다. 따라서, 고정된 x-선 장치는 전력 또는 충전과 관련하여 휴대형 x-선 장치(100)와 동일한 제약을 갖지 않는다. 또한, 고정된 시스템(50)은 x-선 소스를 물리적으로 지지하고 원격 트리거링을 제공하므로, 고정된 시스템은 중량 또는 후방산란 방사선 차폐부에 연관된 단점을 갖지 않는다.
x-선 소스 또는 장치는, 확장 아암과 연결하여 사용될 수 있지만 휴대 용도(예를 들어, 손에 잡는 동작)을 위해 확장 아암으로부터 분리될 수도 있으며, 이는 고정된 x-선 장치 및 휴대형 x-선 장치 모두의 장점을 결합한 것이다. 예를 들어 배터리 전력을 사용하여 휴대 용도를 위해 구성될 수 있고, 예를 들어 벽 전력을 사용하여 고정된 시스템의 지지 아암에 결합되도록 구성된 x-선 장치 및/또는 시스템을, 본원에서는 하이브리드 x-선 장치 및/또는 시스템이라 칭한다. 벽 전력에는, 그리드로부터의 AC 전력 또는 AC 대 DC(AC/DC) 변환기로부터의 DC 전력이 포함될 수 있다.
도 3은 제거가능하거나 분리가능한 x-선 장치 또는 x-선 튜브 헤드(160)(더 광범위하게는 하이브리드 x-선 장치)를 갖는 하이브리드 x-선 시스템(155)을 도시한다. x-선 튜브 헤드(160)는, 하우징(161)을 포함하고, 지지 아암(162)으로부터 분리될 수 있다. 지지 아암(162)은 관절형 확장 아암(163)에 부착된다. 확장 아암(163)은 링크(163A, 163B, 163C)를 포함하고 있다. 링크(163C)는 벽 장착 베이스(164)에 연결된다. 확장부는, 또한, 링크(163B, 163C) 사이의 축회전 지점에서 브레이크(163D)를 포함할 수도 있다.
링크된 확장 아암(163)은, 조작자가 x-선 튜브 헤드(160)의 위치를 원하는 위치에서 조정할 수 있게 한다. 확장 아암(163) 및 지지 아암(162)은, 전력, 제어, 및/또는 x-선 튜브 헤드(160)를 원격 제어 장치(RC)로서 개략적으로 도시된 원격 스위치, 제어부, 및/또는 전원에 연결하는, 데이터 케이블링을 포함할 수 있다. 이러한 제어 및 연결은 베이스(164)를 통해 이루어질 수도 있고 제공될 수도 있다. 지지 아암(162)은, 소켓(169)(즉, 전력 커넥터 및/또는 제어 커넥터) 또는 x-선 튜브 헤드(160)의 유사한 커넥터에 의해 수용되는 전기 핀 또는 접점(167)을 갖는 플러그 단부(165)를 포함하고 있다. 특정 구성의 핀 및 소켓이 도시되어 있지만, 다양한 구성의 암 및 수 커넥터가 사용될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 소켓(169)은, x-선 튜브 헤드(160)를 지지 아암(162)에 궁극적으로는 관절형 확장 아암(163)에 연결하는 것을 보조하도록 기능하므로 지지부 커넥터라 칭할 수도 있다.
x-선 튜브 헤드(160)는, 또한, 휴대형 구성으로, 트리거(173), 손잡이 해제부(177), 핀 또는 접점(168), 및 배터리(152)를 갖는 손잡이(171)에 연결될 수도 있다.
플러그 단부(165)는, 지지 아암(162)으로부터 x-선 튜브 헤드(160)를 분리하기 위한 지지 아암 해제부(174)를 포함할 수 있다. 유사하게, 손잡이(171)는, 손잡이(171)로부터 x-선 튜브 헤드(160)를 분리하기 위한 손잡이 해제부(177)를 포함할 수 있다. 대안으로, x-선 튜브 헤드(160)는, 지지 아암(162) 또는 손잡이(171)로부터 x-선 튜브 헤드(160)를 분리하기 위한 해제부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
콜리메이터 콘(179)은 x-선 튜브 헤드(160)에 부착될 수도 있다. 제거가능하거나 분리가능한 방사선 차폐부(181)도 x-선 튜브 헤드(160)에 부착될 수도 있다.
x-선 튜브 헤드(160)가 관절형 확장 아암(163)에 부착되는 경우, x-선 튜브 헤드 그리드 전력은, 고정된 x-선 시스템(50)(도 1)과 유사한 전압(예를 들어, kV) 및 전류(예를 들어, mA) 설정의 다양한 선택 범위를 사용자에게 제공할 수 있다. 물론, 하이브리드 x-선 시스템(155)은, 관절형 확장 아암(163)으로부터 분리된 경우, 휴대형 장치(100)(도 1)에 의해 제공되는 것과 유사한 휴대성을 제공한다.
하이브리드 x-선 시스템(155)을 사용하게 되면, x-선 노출과 관련하여 일부 잠재적인 조작자 안전성 문제를 야기할 수 있다. 도 1과 관련하여 전술한 바와 같이, 통상적인 벽 장착형 또는 고정형 x-선 시스템(50)의 조작자는, 보호되는 위치(예를 들어, 환자에 대한 x-선 노출 동안 촬상이 이루어지는 룸의 외부)로 이동한다. 휴대형 x-선 장치(100)를 사용하는 경우, 조작자는, 물리적으로 환자 근처에 존재하며, 환자의 치아 또는 충전재와 같은 다양한 물체로부터의 후방산란 방사선에 노출될 수 있다. 휴대형 구성 또는 모드에서 하이브리드 x-선 시스템(155)을 사용하는 경우, 유사한 후방산란 방사선이 발생할 수 있다. 따라서, 하이브리드 x-선 시스템(155)에는, 휴대형 작동 모드에서 사용될 때 방사선 차폐부(181)가 부착되는 것이 바람직하다. 그러나, 고정형 또는 벽 장착 모드에서 하이브리드 x-선 시스템(155)을 사용할 때에는 방사선 차폐부(181)가 필요하지 않다.
정부 안전 규정(예를 들어, 미국 FDA 규정)을 준수하기 위해, 휴대형 x-선 장치에서는, 조작자를 후방산란으로부터 보호하기 위해 휴대형 x-선 장치에 고정된 또는 영구적 방사선 차폐부가 부착된다. 방사선 차폐부가 영구적으로 장착되어 있기 때문에 보호하는 방사선 차폐부 없이 휴대형 x-선 장치를 사용할 수 없다.
그러나, 영구적 방사선 차폐부는 벽 장착 또는 고정형 x-선 시스템에서 유용하지 않은데, 그 이유는, 일부 상황에서 방사선 차폐부가 환자를 간섭하거나 그렇지 않으면 디지털 센서, 필름, 또는 다른 수용체에 대하여 x-선 소스를 위치시키는 것을 어렵게 만들기 때문이다. 예를 들어, 방사선 차폐부는 x-선 장치와 디지털 센서 또는 다른 수용체의 정렬을 방해할 수도 있다. 적절한 정렬은 생성되는 화상의 품질에 있어서 중요하다. 오정렬은 왜곡 및 기타 결함을 초래할 수 있다. 방사선 차폐부(181)는, 또한, 필름 또는 센서(도시되지 않음) 및/또는 x-선 장치 상의 조준 링(도시되지 않음)을 고정하는 데 사용되는 장치를 잠재적으로 간섭할 수 있다.
본원에 개시된 본 발명의 실시예들은, 휴대형 모드에서 하이브리드 x-선 시스템을 사용할 때 적절한 조작자 안전을 보장하도록 돕는다. 예를 들어, 하이브리드 x-선 시스템(155)의 x-선 소스 또는 x-선 튜브 헤드(160)는, (후술하는 바와 같이) 아래의 두 가지 상태 중 한 경우에만 x-선 튜브 헤드(160)가 x-선을 방출하게 할 수 있도록 구성될 수 있다: (1) 방사선 차폐부(181)가 x-선 튜브 헤드(160)에 부착되어 있는 경우, 또는 (2) x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암(162)에 도킹되고 하이브리드 x-선 장치가 (예를 들어, 벽 또는 천장 장착 유닛을 통한) 고정 장착 모드로 작동되는 경우. 고정형 장착 모드에서는, x-선 튜브 헤드(160)로부터 원격 위치하는 원격 제어기(예를 들어, 스위치 또는 액추에이터)를 통해 노출이 개시될 수 있다. 방사선 차폐부(181)는, 하이브리드 x-선 장치가 고정 또는 장착 동작 모드에 있을 때 하이브리드 x-선 장치의 x-선 튜브 헤드(160) 상에 부착될 수도 있고 또는 부착되지 않을 수도 있다.
도 4는 휴대형 구성의 하이브리드 x-선 시스템(155)의 일례를 도시하며, 여기서 x-선 튜브 헤드(160)는 지지 아암(162)으로부터 도킹 해제되어 휴대형 x-선 유닛으로서 사용된다. 휴대형 구성에서는, 하이브리드 x-선 시스템(155), 보다 상세하게는 x-선 튜브 헤드(160)는, 분리가능한 방사선 차폐부(181)가 x-선 튜브 헤드(160)에 부착된 경우에만 활성화되는 것이 바람직하다. 하이브리드 x-선 시스템(155)이 촬상 절차에서 갖춰지고 사용될 수 있기 전에 분리가능한 방사선 차폐부(181)가 x-선 튜브 헤드(160)에 부착되어 있는지 보장하도록 상이한 메카니즘들이 사용될 수 있다.
예를 들어, x-선 튜브 헤드(160)는, x-선 튜브 헤드(160) 상의 방사선 차폐부(181)의 존재 및/또는 x-선 튜브 헤드(160) 상의 방사선 차폐부의 잠긴 상태를 식별하거나 검출하는 메카니즘을 포함할 수 있다. 적절한 식별 또는 검출 메카니즘은 전기 기계 장치(예를 들어, 물리적 스위치, 센서, 및/또는 검출기)를 포함하고 있다. 적절한 식별 장치는, 또한, 전자 식별 장치(예를 들어, 무선 주파수 식별(RFID) 태그, 자동 식별 및 데이터 캡처(AIDC) 장치, 및 유사한 전자 장치)를 포함하고 있다. 도시된 실시예에서는, 차폐부 센서(184)가 사용된다. 도 4에서는 단일 센서가 도시되어 있지만, 다른 구성 또는 조합으로 다수의 센서 또는 검출기가 또한 사용될 수도 있다. 차폐부 센서(184)는, 전기 접점, 광학적 특징부(예를 들어, 적외선 또는 발광 다이오드(LED 및 검출기)), 자기 특징부(예를 들어, 홀 센서(Hall sensor))，및/또는 다른 감지 기술을 포함할 수 있다.
도 5a는 방사선 차폐부(181)의 결합 지점(도 5a의 커넥터(200))과 x-선 튜브 헤드(160)의 결합 지점(도 5a의 커넥터(204))의 형태로 된 하나 이상의 차폐부 커넥터를 도시한다. 방금 전술한 방사선 차폐 존재 식별 특징부에 부가하여, 하이브리드 x-선 시스템(155)은, 특정한 방사선 차폐부만이 x-선 튜브 헤드(160)에 정합되거나 부착되는 것을 보장하는 특징부를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 커넥터(200) 및 커넥터(204)는, 특정 방사선 차폐부(181)(예를 들어, 소정의 제조사 요구 사항을 충족시키는 차폐부)만이 x-선 튜브 헤드(160)에 부착될 수 있게 하는 정합 특징부와 함께 구성된다. 방사선 차폐부(181)가 커넥터(200, 204)를 통해 부착되고 정합된 후에, 차폐부 센서(184)로부터의 정보를 이용하여 방사선 차폐부(181)가 적절하게 제 위치에 있는지 확인할 수 있다. 차폐부 센서(184)로부터의 정보 또는 신호는, 또한, x-선 방사선의 방출이 가능하도록, 예를 들어 x-선 튜브 헤드 하우징(161)에 배치된 프로세서 또는 인터로크(210)에 의해 사용될 수 있다.
도 5a는 방사선 차폐부(181)를 갖는 x-선 튜브 헤드(160)를 측면에서 도시한다. 도 5b는 도 5a의 A-A 축을 따른 개략적인 상부 단면도이다. x-선은 일반적으로 보이지 않지만, 예시된 실시예의 이해를 용이하게 하도록 x-선 스트림(220)의 표현을 예시한다. 제공된 예에서, x-선 튜브 헤드(160)는 x-선을 방출하도록 설계된 x-선 튜브(226)를 포함하고 있다. x-선 튜브(226)는 개구(230)를 갖는 차폐부(228)에 의해 둘러싸여 있다. 튜브 차폐부(232)는 개구(230)에 인접하여 위치된다. 튜브 차폐부(232)는 일반적으로 x-선 스트림(220)을 특정된 형상으로 시준한다. 콜리메이터 콘(179)은 x-선 튜브 헤드(160)에 부착되어 x-선 스트림(220)을 추가로 시준할 수도 있다. 방사선 차폐부(181)는 x-선 튜브 헤드 하우징(161)과 콜리메이터 콘(179) 사이에 개재될 수 있다. 일례로, 콜리메이터 콘(179)은, 나사형 특징부, 스냅-온 특징부, 래치형 특징부, 또는 이러한 특징부들의 조합을 통해 x-선 튜브 헤드(160) 및/또는 방사선 차폐부(181)에 결합된다.
방사선 차폐부(181)는, x-선 튜브 헤드(160)와 콜리메이터 콘(179) 사이에 위치하는 것 대신에, 콜리메이터 콘(179)의 자유 단부에 결합될 수 있다. 이 구성에서, 콜리메이터 콘(179)은 방사선 차폐부(181)의 감지를 허용하는 회로 또는 다른 특징부를 포함할 수 있다.
이전에 논의한 바와 같이, x-선 튜브 헤드(160)로부터 방출된 x-선 스트림(220)은, 도 5a 및 도 5b에서 물체(250)로서 개략적으로 도시된 (예를 들어, 제한 없이 환자의 치아, 뺨, 잇몸, 및/또는 턱과 같은) 해부학적 관심 구역 또는 타겟 구역으로 향하게 된다. x-선 스트림(220)의 일부는 물체(250)를 통과하고, x-선의 일부는 물체(250)로부터 반사된다. 도 5a 및 도 5b에서, 반사된 x-선은 산란 x-선(252, 254)로서 예시되어 있다. 산란 방사선 중 일부는 방사선 차폐부(181)에 의해 흡수 및/또는 반사되어, 조작자에 대한 노출을 감소시킨다.
도 6은, 휴대형 x-선 장치로서 구성되고 x-선 센서(272)에 의한 환자(270)의 x-선 촬상에 사용되는 x-선 튜브 헤드(160)를 도시한다. 차폐부(181)는 x-선 튜브 헤드(160)에 부착되어 있다.
도 3 및 도 7을 참조하여 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 하이브리드 x-선 시스템(155)의 또 다른 동작 모드에서, x-선 튜브 헤드(160)는, 지지 아암(162)에 연결되고, 벽 장착 동작 모드 또는 고정 동작 모드에서 사용된다. 이 모드에서는, 방사선 차폐부(181) 없이 x-선 튜브 헤드(160)가 사용될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, x-선 튜브 헤드(160)는 관절형 확장 아암(163)에 도킹 (또는 결합)되어 있다. 고정된 장착 구성은, 하이브리드 x-선 시스템(155)이 시스템(50)(도 1)과 같은 고정 장착형 x-선 시스템의 시장에서 이용가능한 표준 필름/판/디지털 센서 홀딩, 정렬, 및 배치 장치와 함께 사용될 수 있게 한다. 이전에 논의한 바와 같이, 방사선 차폐부(181)가 x-선 튜브 헤드(160)에 결합되지 않은 경우, x-선 튜브 헤드(160)는 바람직하게 x-선 촬상 중에 조작자를 x-선 노출로부터 보호하는 데 일조하도록 지지 아암(162)에 결합되어야 한다. x-선 튜브 헤드(160)와 지지 아암(162)의 결합을 보장하기 위해, 센서, 스위치, 또는 유사한 장치가 x-선 튜브 헤드(160) 및/또는 지지 아암(162)에 포함되어 x-선 튜브 헤드(160)의 도킹 상태를 검출할 수 있다.
통상적으로, x-선 제어기는 베이스(164)(도 3)에 위치하지만, x-선 제어기는 하이브리드 x-선 시스템(155)의 상이한 부분에 위치할 수도 있다. 한 구성에서, x-선 제어기는 x-선 튜브 헤드(160)에 위치한다. x-선 제어기 보드는, x-선 제어기가 시스템의 다른 구성요소들과 통신할 수 있는 한 베이스(164), x-선 튜브 헤드(160), 손잡이(171), 또는 시스템의 다른 부분에 위치할 수 있으며, 이는 예를 들어 구성요소들 간의 무선 통신을 이용하여 달성될 수 있다.
x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암(162)에 도킹되어 있는 경우, 제어 회로는, 방사선 차폐부(181)의 존재 또는 부재에 관계없이 x-선 튜브 헤드(160)를 노출에 대해 준비시킬 수 있다.
플러그 단부(165)(도 3)는, 벽 전원에 대한 전력 커플링 및/또는 원격 스위치, 제어부, 및/또는 GUI에 대한 제어 커플링을 포함할 수 있다. x-선 튜브 헤드(160)의 동일한 소켓(169)(도 3)이 x-선 튜브 헤드(160)를 지지 아암(162)의 플러그 단부(165) 또는 손잡이(171)에 결합하는 데 사용되는 구성에서, 플러그 단부(165)는, 손잡이(171) 대신에 플러그 단부(165)에 x-선 튜브 헤드(160)가 결합되는 것을 스위치 또는 센서에 기계적으로 나타낼 수 있는 x-선 튜브 헤드(160)와의 정합 특징부를 포함할 수도 있다. x-선 튜브 헤드(160)는, x-선 튜브 헤드(160)가 x-선 노출을 준비 및 트리거할 수 있게 하는 플러그 단부(165)를 검출하기 위한 지지 아암 센서 또는 지지부 센서(280)(도 7)를 포함할 수 있다.
x-선 튜브 헤드(160)는 벽 전력 또는 배터리로부터의 DC 전력으로 동작할 수 있다. 대안으로, 일 구성에 있어서, x-선 튜브 헤드(160)는 배터리로부터의 DC 전력 또는 벽 전력으로부터의 AC 전력으로 동작할 수 있다. 이러한 구성에서, x-선 튜브 헤드(160) 내의 제어 구성요소들(예컨대, 인터로크(210) 또는 전력 회로(360))은, 장치에 의해 사용되는 전력의 유형을 검출할 수도 있고, 고정형 x-선 튜브 헤드(160)가 AC 전력으로 동작하지 않을 때 x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암(162)의 고정 커넥터(예를 들어, 플러그 단부(165))에 결합되어 있다고 결정할 수도 있다. 또한, 제어 구성요소들은, x-선 튜브 헤드(160)가 DC 전력으로 동작하고 있을 때(또는 급전되지 않을 때) x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암(162)의 고정 커넥터에 결합되어 있지 않다고 (즉, 손잡이)(171)에 결합되어 있다고) 결정할 수도 있다. 다른 프로세스 및 메카니즘은, x-선 튜브 헤드(160)가 벽 전력으로 동작하지 않거나 또는 지지 아암(162)에 결합될 때 및 x-선 튜브 헤드(160)가 배터리 전력으로 동작하거나 손잡이(171)에 결합될 때를 결정하는 데 사용될 수 있다. x-선 튜브 헤드(160)를 활성화 및/또는 비활성화하도록 전력 유형 결정 또는 커넥터 유형 결정을 사용하는 프로세스를 도 10과 관련하여 아래에서 보다 상세히 설명한다.
통상적으로, 확장 아암(163)(도 3)의 특징부(예를 들어, 스프링 및 풀리)는, x-선 튜브 헤드(160)의 중량에 대해 보정되어, 확장 아암(163)이 조작자에 의한 상당한 노력 없이 자유롭게 이동할 수 있다. x-선 튜브 헤드가 확장 아암으로부터 분리되는 경우, 발생하는 하중 또는 중량의 손실은 링크(163B, 163C)가 튀어 오르거나 서로 부딪치는 것을 야기할 수도 있다. 한 구성에서, 브레이크(163D)는, x-선 튜브 헤드의 중량이 확장 아암(163)으로부터 제거되는 경우 링크의 튀어오름 또는 부딪힘을 방지하는 데 사용된다.
브레이크가 사용되지 않는 실시예에서, 확장 아암(163)은, 확장 아암(163)이 특정 위치로 폴딩 및/또는 고정되지 않는 한 x-선 튜브 헤드(160)의 분리를 방지하기 위한 잠금 메카니즘(도시하지 않음)을 포함할 수도 있다. 이러한 특징부도 링크(163B, 163C)의 튀어오름 또는 부딪힘을 방지할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, x-선 튜브 헤드(160)는 고정 장착 구성으로 지지 아암(162)에 결합된다. 도 7의 여성 환자(270)는, 자신의 입에 x-선 센서(272)가 있는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 종류의 x-선 수용체, 예를 들면, 필름 또는 인광판이 또한 사용될 수 있다. 도시된 예에서, x-선 센서(272)는, 프로세서, 메모리, 입/출력 인터페이스, 및 모니터(310)를 포함하는 컴퓨터(300)에 결합된다. 컴퓨터는, 소프트웨어를 포함할 수도 있고, 그렇지 않으면 센서(272)로부터의 정보를 처리하고, 전자 x-선 화상을 생성하고, 모니터(310) 상에 x-선 화상을 표시하도록 구성될 수도 있다.
도 8a는, 휴대 용도를 위해 손잡이(171)에 연결되고 지지 아암(162)의 플러그 단부(165)에 연결되도록 구성된 커넥터(예를 들어, 리셉터클 또는 소켓(169))를 갖는 하이브리드 x-선 시스템(155)의 x-선 튜브 헤드(160)를 도시한다. 손잡이(171)는 전기 접점(168)을 포함하고 있어서, 배터리(152)로부터 전력을 제공하고, 트리거(173)(또는 다른 제어 장치)로부터의 x-선 튜브 헤드(160)로의 신호를 제어하고, 및/또는 손잡이(171)가 연결되어 있음을 검출한다. 지지 아암(162)의 플러그 단부(165)는 전기 접점(167)을 포함하고 있어서, 벽 전력을 제공하고, RC(또는 다른 제어 장치)로부터 x-선 튜브 헤드(160)로의 제어 신호를 제어하고, 및/또는 지지 아암(162)이 연결되어 있음을 검출한다. 대안으로 또는 부가하여, 소켓(169)은 손잡이(171) 위 또는 지지 아암(162)의 단부(165) 위에 있을 수 있으며, 플러그는 x-선 튜브 헤드(160) 상에 있을 수 있다.
도 8b는 x-선 튜브 헤드(160)를 위한 소켓(169)(즉, 지지부 커넥터 또는 리셉터클)의 저면도를 도시한다. 커넥터는, 전력 접점, 제어 접점, 및 검출 접점으로 더 분류되는 6개의 접점(170)(예를 들어, 전기 소켓, 리셉터클, 또는 단자)을 포함하고 있다. 전력 접점은 입력 전력을 수신하기 위한 양의 DC(DC+) 접점(170A) 및 음의 DC(DC-) 접점(170B)을 포함하고 있다. 제어 접점은, 사용자가 트리거 버튼(예를 들어, 손에 잡는 구성에서의 손잡이(171) 상의 트리거(173) 또는 벽 또는 천장 장착 구성에서의 다른 룸 내의 원격 제어 장치)을 눌렀음을 나타내는 신호를 수신하는 데 사용되는 트리거 소스 접점(170C)을 포함하고, 이에 따라 x-선 튜브 헤드(160)로부터의 x-선 펄스를 개시한다. 검출 접점은, 단락 패턴을 통해 x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암(162) 또는 손잡이(171)에 결합될 때를 결정하는 데 사용되는 3개의 접점(170D 내지 170F)을 포함하고 있다. 검출 접점은, 대안으로 또는 부가하여, x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암(162) 또는 손잡이(171)에 결합될 때를 검출하기 위한 다른 메카니즘(예를 들어, 센서 또는 전력 유형 결정)에 사용될 수 있다.
도 8c는 x-선 튜브 헤드(160)의 소켓(169)에 대응하는 지지 아암(162)을 위한 플러그 단부(165)(즉, 고정 커넥터)의 평면도를 도시한다. 지지 아암(162)의 플러그 단부(165)는 x-선 튜브 헤드(160)의 소켓(169)에 정합될 수 있다. x-선 튜브 헤드(160)의 소켓(169)의 6개의 접점(170A 내지 170F)(예를 들어, 전기 소켓 또는 전기 리셉터클)는 지지 아암(162)의 플러그 단부(165) 상에 6개의 대응하는 접점(167A 내지 167F)을 갖는다. 전력 접점(167A, 167B)는 x-선 튜브 헤드(160)에 벽 전력을 제공한다. 트리거 소스 접점(167C)은, 사용자가 트리거 버튼을 눌렀음을 나타내는, 벽 또는 천장 장착 구성의 다른 룸의 원격 제어 장치로부터 트리거 신호를 제공한다. 플러그 단부(165)는, 벽 전력 검출 접점(167F), 공통 검출 접점(167E), 및 선택적인 배터리 전력 검출 접점(167D)을 포함하고 있다. 벽 전력 검출 접점(167F) 및 공통 검출 접점(167E)은 함께 결합되거나 단락되며, 이는 도 8c에 개략적으로 도시되어 있다. 더욱 상세히 후술하는 바와 같이, x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암(162)에 결합될 때, x-선 튜브 헤드(160)의 프로세서 (354) 및/또는 인터로크(210)는, x-선 장치가 벽 장착 구성에서 동작하고 있음을 검출할 수 있다.
도 8d는 손잡이(171)의 평면도를 도시한다. 전술한 바와 같이, 손잡이(171)는 x-선 튜브 헤드(160)의 소켓(169)에 정합될 수 있다. 도 8d는 손잡이(171)의 6개의 접점(168A 내지 168F)(예를 들어, 전기 핀)을 도시한다. 접점(168A 내지 168F)은 소켓(169)의 접점(170A 내지 170F)에 대응한다. 전력 접점(168A와 168B)은 배터리 전력을 x-선 튜브 헤드(160)에 제공한다. 트리거 소스 접점(168C)은, 사용자가 트리거 버튼을 눌렀음을 나타내는, 핸드헬드 구성의 손잡이(171) 상의 트리거(173)로부터의 트리거 신호를 제공한다. 손잡이(171)는, 배터리 전력 검출 접점(168D), 공통 검출 접점(168E), 및 선택적 벽 전력 검출 접점(168F)을 포함하고 있다. 도 8d에 개략적으로 도시된 바와 같이, 배터리 전력 검출 접점(167D)과 공통 검출 접점(167E)은 함께 결합되거나 단락되어 있다. x-선 튜브 헤드(160)가 손잡이(171)에 결합될 때, x-선 튜브 헤드(160)의 프로세서(354) 및/또는 인터로크(210)는, x-선 장치가 손에 잡는 구성에서 동작하고 있음을 검출할 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는, 지지 아암(162)의 대응하는 플러그 단부(165)의 핀(즉, 접점(167)) 또는 손잡이(171)의 대응하는 연결 단부의 핀(즉, 접점(168))을 수용하도록 전기 소켓(즉, 접점(170))을 포함하는 소켓(169)(즉, 리셉터클 또는 암 커넥터)을 갖는 x-선 튜브 헤드(160)를 도시한다. 다른 구성에서, x-선 튜브 헤드는, 손잡이(171)의 연결 단부 또는 지지 아암(162)의 고정 커넥터의 전기 소켓(즉, 암 구성요소)을 포함하는 소켓, 리셉터클, 또는 암 커넥터에 결합되는 전기 핀(즉, 수 구성요소)이 있는 플러그를 포함할 수 있다. x-선 튜브 헤드(160), 지지 아암(162), 및 손잡이(171)는, 커넥터 및 접점에 대한 대응하는 암수 구성요소들의 다른 배열을 가질 수 있다. 도 8b 내지 도 8d에서, 접점(167, 168, 170)은 둥근 형상으로 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 접점은 상이한 형상(예를 들어, 직사각형)일 수 있다. 도 8b 내지 도 8d는, 접점들(167, 168, 170)을 특정 패턴(즉, 두 개의 열 또는 3개의 행)으로 된 개별적인 핀들로서 도시한다. 다른 구성에서, 접점들은 다른 패턴으로 배열될 수 있다. 또한, 접점들은 도시된 형태와는 다른 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 접점들은 핀 및 소켓 쌍 보다는 평평한 접점들의 형태일 수 있다. 접점들은, 또한, 유니버설 시리얼 버스(USB) 커넥터에 사용되는 형태와 유사한 형태를 가질 수 있다.
도 8e 내지 도 8g는 도 8b 내지 도 8d에 도시된 소켓(169), 플러그 단부(165), 및 손잡이(171)의 연결 단부의 선택적 구성을 도시한다. 도 8e 내지 도 8g의 인터페이스는 추가 직렬 라인(170G, 167G, 168G)을 각각 포함하고 있다. x-선 튜브 헤드(160)의 소켓(169B)은, 지지 아암(162)의 대응하는 플러그 단부(165B)의 핀(즉, 접점(167)) 또는 손잡이(171B)의 대응하는 연결 단부의 핀(즉, 접점(168))을 수용하기 위한 전기 소켓(즉, 접점(170))을 포함하고 있다. 소켓(169B)은, 선택적 직렬 라인(170G) 접점과 함께 소켓(169)(도 8b)의 접점(170)을 포함하고 있다. 지지 아암(162)의 플러그 단부(165B)는 선택적 직렬 라인(167G) 핀과 함께 소켓(167)(도 8c)의 핀을 포함하고 있다. 손잡이(171B)의 연결 단부는, 선택적 직렬 라인(168G) 접점과 함께 손잡이(171)(도 8d)의 연결 단부의 핀을 포함하고 있다.
직렬 라인(170G)은 x-선 소스(예를 들어, 도 9의 350)와 소켓(169B) 간의 연결을 제공한다. 그 연결은, x-선 튜브 헤드(160)가 손잡이(171B) 또는 벽 또는 천장 장착형의 플러그 단부(165B)에 연결되어 있는지 여부를 나타내는 데 사용될 수 있다. 또한 또는 대안으로, 직렬 라인(170G)은, x-선 튜브 헤드(160)의 x-선 소스(350)(도 9), 인터로크(210), 및/또는 프로세서(354)(도 9)에 x-선 설정(예를 들어, kV, 밀리암페어, 펄스 시간 등)을 전송하는 데 사용될 수 있다. 확장 아암들(52)을 위한 베이스(60)(예를 들어, 벽 또는 천장 장착 유닛), 손잡이(171), 및/또는 x-선 튜브 헤드(160)는 선택적으로 x-선 튜브 헤드(160)와 베이스(60) 또는 손잡이(171) 간에 데이터를 송수신하기 위한 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신 회로는, 직렬 라인을 통한 직렬 프로토콜(예를 들어, RS-232, CAN, 또는 이더넷) 또는 추가 핀과 라인을 사용하는 병렬 프로토콜을 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 통신 회로는 계측 제어기 통신망(CAN) 프로토콜을 사용할 수 있다. CAN (또는 CAN 버스)은, 호스트 컴퓨터가 없는 응용 분야에서 마이크로컨트롤러와 장치가 서로 통신할 수 있도록 설계된 차량 버스 표준이다. 예를 들어, CAN은, （도 8e 내지 도 8g에 도시된) 직렬 라인(170G, 167G, 168G)과 같은 단일 와이어 또는 이중 와이어 상에 통신을 제공할 수 있다. 통신 링크의 전송 속도는, 예를 들어, 약 10킬로비트/초(kbps) 내지 2메가비트/초(Mbps)의 범위일 수 있지만, 반드시 그 범위로 한정되지는 않는다. 통신 회로는, 또한, 다른 물리 계층 프로토콜 또는 구성을 사용하여 동작할 수도 있다.
통신 링크(예를 들어, 직렬 라인)를 통해 통신 회로에 의해 전송되는 데이터는, 예를 들어, 어떠한 장착부(예를 들어, 손잡이(171) 또는 플러그 단부(165))가 연결되어 있는지의 표시 및/또는 설정 정보를 포함할 수 있다. 설정 정보 또는 파라미터는, 기술 인자 및 작업 흐름 개선 설정으로서 더 분류될 수 있다. 예를 들어, 기술 인자는, 튜브 전압(예를 들어, 킬로볼트(kV) 단위), 튜브 전류(mA 단위), 및 노출 시간(예를 들어, 초 또는 s 단위)을 포함할 수 있다. 기술 인자 외에도, 작업 흐름 개선 설정도, 하이브리드 x-선 장치를 사용할 때 개선된 작업 흐름을 위해 통신 링크를 통해 전송될 수 있고 및/또는 튜브 헤드 상에 표시될 수 있다. 작업 흐름 개선 설정은, 해부학적 구조(예를 들어, 치아의 화상으로서 표시될 수 있는 치아), 콜리메이터 선택(예를 들어, C1, C2, C3, C4, C5, C6), 선택된 촬상 매체 (예를 들어, 필름, 인광판, 또는 디지털 센서), 및 선량(예를 들어, 선량 면적곱 mGy
Figure 112018018961716-pct00001
cm2로 표시됨)을 포함할 수 있다.
설정 정보는, 통신 링크에 의해 원격 제어 장치로부터 x-선 튜브 헤드(160) 내부의 제어 회로(예를 들어, x-선 소스, 액추에이터, 인터로크, 프로세서, 및/또는 전력 회로)로 신호로서 전송될 수 있다. 선택적 실시예(도시하지 않음)에서, x-선 튜브 헤드는, 디스플레이 및/또는 제어 키(예컨대, 터치스크린, 키패드, 선택 키, 포인터 장치, 및 입력 장치)를 포함할 수 있다. 튜브 헤드의 디스플레이 및 키를 사용하여, 원격 제어 장치에 의해 설정될 수 있는 것과 동일한 파라미터를 x-선 튜브 헤드에 설정할 수 있다. 결과적으로, 원격 제어 장치와의 통신 링크는, x-선 튜브 헤드가 기능(예를 들어, 휴대형 모드)하는 데 필요하지 않을 수도 있다. 그러나, 원격 제어 장치와의 통신 링크는, 원격 제어 장치와 함께 사용하기 위해 하이브리드 x-선을 구성하는 선택적 방식을 제공할 수 있다.
도 8b 내지 도 8d는 6개의 접점(167, 168, 170)을 도시한다. 도 8e 내지 도 8g는 7개의 접점(167, 168, 170)을 도시한다. 다른 구성에서, 이전에 논의한 바와 같이, 추가 접점들 또는 더 적은 접점들이 전력 접점, 제어 접점, 및/또는 검출 접점을 위해 사용될 수도 있다. 다른 실시예에서, 접점들은, 이중 목적을 제공할 수도 있다(예를 들어, 공통 검출 접점은 또한 제어 접점 또는 전력 접점으로서 사용될 수도 있다).
도 9는 x-선 튜브 헤드(160)의 구성요소들을 개략적으로 도시한다. x-선 튜브 헤드(160)는, (x-선 튜브(226)와 같은) x-선 소스(350), 액추에이터(352), 및 인터로크(210)를 포함할 수도 있다. 도시된 실시예에서, 인터로크(210)는 프로세서(354)를 포함하고 있다. x-선 튜브 헤드(160)는, 또한, 전력 회로(360), 지지부 센서(280), 및/또는 차폐부 센서(184)를 포함하고 있다. x-선 소스는, 트리거 소스 접점(170C)으로부터 신호를 수신하는 액추에이터(352)로부터의 신호에 의해 턴온되거나 활성화된다. 전력 회로(360)는 전력 입력(390) 및 입력 제어부(394)를 포함하고 있다. 전력 입력(390)은 전력 접점(170A와 170B)으로부터 배터리 전력 또는 벽 전력을 받아들일 수 있다. 입력 제어부(394)는, 전력 회로(360), 인터로크(210) 및/또는 프로세서(354), 액추에이터(352), x-선 소스(350), 제어 접점(170C), 및/또는 검출 접점(170D 내지 170F)에 연결될 수 있다. x-선 튜브 헤드(160)의 구성요소들은 유선 연결, 광학 연결, 또는 무선 통신을 통해 서로 통신한다. 도 9는 x-선 튜브 헤드(160) 내의 다양한 구성요소를 도시하고 있지만, 이들 구성요소 중 일부는 x-선 튜브 헤드(160)의 외부에(예를 들어, 손잡이(171)에, 또는 지지 아암(162)에, 및/또는 베이스(164)와 같은 고정된 구성요소에) 위치할 수도 있다. 예를 들어, 액추에이터(352)는, x-선 튜브 헤드(160) 내에 위치할 수도 있고 또는 트리거(173)나 RC(도 3) 내부와 같이 x-선 튜브 헤드(160)의 외부에 위치할 수도 있다.
한 구성에서, 인터로크(210)는, x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암으로부터 분리되고 방사선 차폐부(181)가 분리되는 것과 같이, 특정된 상태 하에서 액추에이터(352) 또는 원격 액추에이터(예를 들어, RC)가 x-선 소스(350)를 급전 또는 활성화하는 것을 불가능하게 하는 데 사용된다.
다른 구성에서, 인터로크(210)는, x-선 소스(350)와 직접 인터페이싱하며, x-선 튜브 헤드가 지지 아암(162)에 부착되고 또는 방사선 차폐부(181)가 x-선 튜브 헤드(160)에 부착되어 있음을 차폐부 센서(184)가 감지하는 것과 같이, 특정된 상태가 충족되는 경우 x-선 소스의 동작 및/또는 급전을 가능하게 한다.
선택적으로, 프로세서(354)는 인터로크(210)의 기능만을 수행하도록 구성될 수 있다. 그러나, 프로세서(354)는, 또한, 하이브리드 x-선 시스템(155)에 관련된 다른 기능들과 함께 인터로크 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 인터로크(210)는, x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암에 결합되었는지 (또는 벽 전력을 사용하여 작동하는지)를 결정하는 감지 요소(예를 들어, 지지부 센서(280) 및/또는 전력 회로(360))와 인터페이싱한다. 지지부 센서(280)는, 소켓(169) 또는 다른 지지부 커넥터를 통해 x-선 튜브 헤드(160)가 (손잡이(171) 대신) 지지 아암(162)에 결합될 때를 나타낸다.
x-선 튜브 헤드(160)의 지지부 커넥터가 지지 아암 조립체와 손잡이 모두에 연결되도록 구성된 구성에 있어서, 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 지지부 센서(280)는, 차폐부(181)가 존재하지 않으면 인터로크(210)가 x-선 소스(350)를 활성화할 수 있게 하는 구성으로서 지지 아암(162)의 결합만을 검출함으로써 지지 아암(162)과 손잡이(171) 간의 결합을 구별하도록 사용될 수 있다.
대안으로 또는 추가적으로, 프로세서(354)는, x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암(162)에 결합됨을 나타내는, 벽 전력 검출 접점(167F)과 공통 검출 접점(167E) 간의 단락을 검출하는 데 사용될 수 있다. 프로세서(354)는, 또한, x-선 튜브 헤드(160)가 손잡이(171)에 결합됨을 나타내는, 배터리 전력 검출 접점(167D)과 공통 검출 접점(167E) 간의 단락을 검출한다.
벽 전력이 AC 전력인 구성에서, 전력 회로(360)는, 입력 전력 결정에 기초하여 x-선 튜브 헤드(160)가 지지 아암(162)에 결합될 때를 결정하거나 검출하는 데 사용될 수도 있다. 지지 아암(162)이 x-선 튜브 헤드(160)에 벽 전력을 제공하기 때문에, 전력 회로(360)의 전력 입력(390)을 통해 제공되는 AC 전력은, x-선 튜브 헤드(160)가 소켓(169)을 통해 지지 아암(162)에 결합됨을 간접적으로 나타낸다. AC 입력 전력인 검출된 입력 전력에 기초하여, 전력 회로(360)는, AC 전력이 검출됨(또는 DC 전력이 검출되지 않음)을 나타내는 신호를 인터로크(210)에 전송한다. 유사하게, 손잡이(171)가 배터리 전력을 x-선 튜브 헤드(160)에 제공하기 때문에, 전력 회로(360)의 DC 전력 입력(392)을 통해 제공되는 DC 전력은, x-선 튜브 헤드(160)가 손잡이(171)에 결합되고 지지 아암(162)에는 결합되지 않음을 간접적으로 나타낸다. DC 입력 전력인 검출된 입력 전력에 기초하여, 전력 회로(360)는, DC 전력이 검출됨(또는 AC 전력이 검출되지 않음)을 나타내는 신호를 인터로크(210)에 전송한다. 이와 같이, 하이브리드 x-선 장치는, 배터리 및 벽 전원으로부터 전력을 선택적으로 수신하도록 구성될 수 있다.
전력 회로는, 또한, AC 및/또는 DC 전력 간에 변환을 행하는 특징부(예를 들어, 인버터 및 변압기)를 포함할 수 있고, x-선 튜브 헤드(160)의 구성요소들에 대해 변환된 전압 및/또는 전력 레벨을 제공한다. 인터로크(210)는, 또한, 방사선 차폐부(181)가 x-선 튜브 헤드(160)에 결합되었는지를 결정하는 다른 감지 요소(예를 들어, 차폐부 센서(184))와 인터페이싱한다.
도 10은, 특정된 상태가 충족될 때까지, 예를 들어, 벽 전력 플래그가 설정될 때까지(즉, 지지부 커넥터 결합 상태) 및/또는 방사선 차폐부(181)가 연결될 때까지(예를 들어, 차폐부 커넥터 결합 상태) x-선 소스(350)의 동작을 불가능하게 하는 예시적인 프로세스(400)의 흐름도를 도시한다. 일례로, 도 10의 프로세스(400)는 도 9의 구성요소를 사용하여 구현된다. 프로세스(400)는 x-선 튜브 헤드(160)의 전원이 켜지는 것으로 시작한다(블록 410). 전력이 제공된 후, 프로세서(354)는 자신을 초기화하기 위해 부트 업 프로세스를 시작한다(블록 412). 전력 회로(360)를 사용하여, 프로세서(354)는, x-선 튜브 헤드(160)가 배터리 전력으로 동작하는지를 결정한다(결정 블록 420). x-선 튜브 헤드(160)가 배터리 전력으로 동작하지 않으면, 벽 전력 플래그가 설정되고(블록 422), x-선 튜브 헤드(160)는 시스템 유휴 상태로 진입한다(블록 424). 시스템 유휴 상태에서, 프로세서(354)는 x-선 노출을 위해 x-선 소스가 트리거되는 것을 기다린다(블록 426). x-선 튜브 헤드(160)가 배터리 전력으로 동작하고 있으면, 벽 전력 플래그가 클리어된다(블록 428).
이어서, 프로세서(354)는, 방사선 차폐부(181)가 x-선 튜브 헤드(160)에 연결되었는지를 결정한다(결정 블록 (430)). 방사선 차폐부(181)가 연결되어 있으면, x-선 튜브 헤드(160)는 시스템 유휴 상태에 진입한다(블록 424). 방사선 차폐부(181)가 연결되어 있지 않으면, 프로세서(354)는 시스템 에러 상태에 진입한다(블록 432). x-선 튜브 헤드(160)는 방사선 차폐부(181)가 연결될 때까지 시스템 에러 상태를 유지한다. 일단 방사선 차폐부(181)가 연결되어 있으면, x-선 튜브 헤드(160)는 시스템 유휴 상태에 진입한다(블록 424).
화상 프로세스 또는 x-선 노출(블록 426) 후에, 프로세서(354)는 벽 전력 플래그가 여전히 설정되어 있는지를 결정한다(블록 450). 벽 전력 플래그가 여전히 설정되어 있으면, x-선 튜브 헤드(160)는 노출 상태에 진입한다(블록 452). 노출 상태는, 프로세서(354)가 x-선 노출을 위해 x-선 소스(350)가 트리거되는 것을 기다리는 시스템 유휴 상태와 유사하다. 벽 전력 플래그가 설정되지 않으면, 프로세서(354)는, 방사선 차폐부(181)가 x-선 튜브 헤드(160)에 연결되어 있는지를 결정한다 (블록 454). 방사선 차폐부(181)가 연결되어 있으면, 프로세서(354)는 노출 상태에 진입한다(블록 452). 방사선 차폐부(181)가 연결되어 있지 않으면, 프로세서(354)는 시스템 에러 상태에 진입한다(블록 432). 이러한 방식으로, 프로세서는, 방사선 차폐부(181)가 연결되거나 벽 전력이 인가되지 않으면 우발적인 x-선 방출에 대한 인터로크를 제공한다. 벽 전력 플래그 대신 배터리 전력 플래그를 사용하는 것 등의 유사한 기능을 제공하는 다른 방법을 또한 사용할 수도 있다.
다른 예시적인 방법인, 방법(500)이 도 11에 도시되어 있다. 방법(500)은, 하이브리드 x-선 장치의 x-선 소스로부터의 x-선 방사선의 발생을 비활성화하기 위한 프로세스를 포함하고 있다. 본 방법은, 블록(510)에서와 같이, 하이브리드 x-선 장치의 x-선 소스로부터의 x-선 방사선의 발생을 (예를 들어, 사용자에 의해 제공되는 입력 또는 설정을 판독함으로써) 제어하기 시작한다. 제2 단계는, 블록(520)에서와 같이, 하이브리드 x-선 장치의 하우징에 결합된 지지부 커넥터가 하이브리드 x-선 장치를 지지하는 지지 아암에 기계적으로 결합될 때를 결정하는 것을 포함하고 있다. 다음 단계는, 블록(530)에서와 같이, 하이브리드 x-선 장치의 하우징에 결합된 차폐부 커넥터가 분리가능한 방사선 차폐부에 기계적으로 결합될 때를 결정하는 것을 포함하고 있다. x-선 소스는, 블록(540)에서와 같이, (a) 지지부 커넥터가 지지 아암으로부터 결합해제되고 (b) 차폐부 커넥터가 분리가능한 방사선 차폐부로부터 결합해제될 때 비활성화된다.
x-선 소스는, (a) 지지부 커넥터가 지지 아암에 결합되고 및/또는 (b) 차폐부 커넥터가 분리가능한 방사선 차폐부에 결합될 때 x-선을 방출하도록 활성화된다. x-선 소스는 x-선을 방출한다.
지지부 센서는, 하이브리드 x-선 장치의 지지부 커넥터가 지지 아암에 기계적으로 결합될 때를 감지한다. 대안으로, 벽 전력이 인가될 때 하이브리드 x-선 시스템의 지지부 커넥터가 지지 아암에 기계적으로 결합된다고 가정한다. 차폐부 센서는, x-선 튜브 헤드의 차폐부 커넥터가 분리가능한 방사선 차폐부에 기계적으로 결합될 때를 감지한다.
전술한 예들은 본 발명의 원리를 하나 이상의 특정 응용 분야에서 예시하는 것이지만, 통상의 기술자에게는, 본 발명의 원리 및 개념을 벗어나지 않고 형태, 사용, 및 구현의 세부 사항에서 많은 수정이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 이에 따라, 이하에서 기술된 청구범위를 제외하고는 본 발명을 한정하려는 것이 아니다.

Claims (25)

  1. 장착 및 휴대 사용을 위한 하이브리드 x-선 장치로, 상기 장치는
    하우징;
    상기 하우징에 결합되고, x-선 방사선을 발생시키도록 구성된, x-선 소스;
    상기 하우징에 결합되고, 제거가능한 방사선 차폐부에 기계적으로 결합하도록 구성된, 차폐부 커넥터;
    상기 x-선 소스에 결합되고, 상기 차폐부 커넥터가 상기 제거가능한 방사선 차폐부로부터 기계적으로 결합해제될 때 상기 x-선 소스의 활성화를 불가능하게 하도록 구성된, 인터로크;
    상기 하우징에 결합되고, 지지 아암에 기계적으로 결합하도록 구성된, 지지부 커넥터로서, 상기 인터로크는, (a) 상기 지지부 커넥터가 상기 지지 아암에 결합되는 상태, 및 (b) 상기 차폐부 커넥터가 상기 제거가능한 방사선 차폐부에 결합되는 상태로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나가 발생할 때, 상기 x-선 소스의 활성화를 가능하게 하도록 추가로 구성되는, 지지부 커넥터; 및
    상기 x-선 소스와 통신하고 있으며 상기 x-선 소스의 활성화가 상기 인터로크에 의해 가능해지면 상기 x-선 소스를 활성화하도록 구성된 액추에이터를 포함하는, 하이브리드 x-선 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터로크는, (a) 상기 지지부 커넥터가 상기 지지 아암으로부터 기계적으로 결합해제되는 상태, 및 (b) 상기 차폐부 커넥터가 상기 제거가능한 방사선 차폐부로부터 기계적으로 결합해제되는 상태 둘 다 발생할 때, 상기 x-선 소스의 활성화를 불가능하게 하도록 구성된, 하이브리드 x-선 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 하우징 및 상기 x-선 소스에 결합된 트리거를 포함하고, 상기 액추에이터는 상기 인터로크가 상기 x-선 소스를 활성화시키고 상기 트리거가 활성화될 때 상기 x-선 소스를 활성화하도록 구성된, 하이브리드 x-선 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 트리거는, 상기 인터로크가 상기 x-선 소스를 불활성화시킬 때 상기 x-선 소스를 활성화하지 못하게 되는, 하이브리드 x-선 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 x-선 소스로부터 원격 위치하고, 상기 액추에이터는 유선 연결, 광학 연결, 및 무선 통신으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 통해 상기 x-선 소스와 통신하도록 구성된, 하이브리드 x-선 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 인터로크는,
    상기 지지부 커넥터가 상기 지지 아암에 결합될 때 지지부 커넥터 결합된 상태를 결정하고;
    상기 차폐부 커넥터가 상기 제거가능한 방사선 차폐부에 결합될 때 차폐부 커넥터 결합된 상태를 결정하고; 그리고
    상기 지지부 커넥터 결합된 상태 및 차폐부 커넥터 결합된 상태로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나가 발생할 때 상기 x-선 소스가 액추에이터에 의해 활성화될 수 있게 하도록 구성된, 하이브리드 x-선 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 인터로크는 프로세서를 포함하는, 하이브리드 x-선 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 차폐부 커넥터에 결합되어 상기 제거가능한 방사선 차폐부가 상기 차폐부 커넥터에 결합될 때를 검출하도록 구성된 차폐부 센서를 더 포함하는, 하이브리드 x-선 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 지지부 커넥터 또는 상기 지지 아암에 결합되어 상기 지지 아암이 상기 지지부 커넥터에 결합될 때를 검출하도록 구성된 지지부 센서를 더 포함하는, 하이브리드 x-선 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제거가능한 방사선 차폐부는 사용자를 후방산란으로부터 차폐하도록 구성된, 하이브리드 x-선 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 x-선 장치에 전력을 제공하기 위한 배터리; 및
    벽 전원으로부터 전력을 수신하도록 구성된 전력 커넥터를 더 포함하고;
    여기서 상기 하이브리드 x-선 장치는 상기 배터리 및 상기 벽 전원으로부터 전력을 선택적으로 수신하도록 구성된, 하이브리드 x-선 장치.
  14. 장착 및 휴대 사용을 위한 하이브리드 x-선 시스템으로, 상기 시스템은
    제거가능한 방사선 차폐부;
    분리가능한 x-선 장치로서,
    x-선 방사선을 발생시키도록 구성된 x-선 소스,
    상기 분리가능한 x-선 장치를 상기 제거가능한 방사선 차폐부에 기계적으로 결합하도록 구성된 차폐부 커넥터,
    상기 x-선 소스에 결합되고, 상기 차폐부 커넥터가 상기 제거가능한 방사선 차폐부로부터 결합해제될 때 상기 x-선 소스의 활성화를 불가능하게 하도록 구성된, 인터로크를 포함하는, 분리가능한 x-선 장치;
    상기 x-선 장치에 전력을 제공하기 위한 배터리; 및
    벽 전원으로부터 전력을 수신하도록 구성된 전력 커넥터를 포함하고;
    상기 x-선 장치는 상기 배터리 및 상기 벽 전원으로부터 전력을 선택적으로 수신하도록 구성된, 하이브리드 x-선 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 분리가능한 x-선 장치를 지지 아암에 기계적으로 결합하도록 구성된, 지지부 커넥터를 더 포함하되, 또한 상기 지지부 커넥터는 전력을 상기 분리가능한 x-선 장치에 제공하도록 구성되고,
    여기서 상기 인터로크는, (a) 상기 지지부 커넥터가 상기 지지 아암으로부터 결합해제되는 상태, 및 (b) 상기 차폐부 커넥터가 상기 제거가능한 방사선 차폐부로부터 결합해제되는 상태 둘 다 발생할 때, 상기 x-선 소스의 활성화를 불가능하게 하도록 구성된, 하이브리드 x-선 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 상기 분리가능한 x-선 장치는 상기 분리가능한 x-선 장치를 지지 아암에 기계적으로 결합하도록 구성된, 지지부 커넥터를 포함하되, 상기 시스템은
    상기 분리가능한 x-선 장치에 연결가능한 손잡이를 더 포함하고, 상기 손잡이는
    공통 검출 접점, 및
    상기 공통 검출 접점에 단락된 배터리 전력 검출 접점을 포함하고; 그리고
    여기서 상기 분리가능한 x-선 장치는 상기 인터로크와 통신하고 있으며,
    상기 배터리 전력 검출 접점이 상기 공통 검출 접점에 단락될 때 상기 분리가능한 x-선 장치의 상기 지지부 커넥터가 상기 손잡이에 결합되는 것을 결정하고,
    상기 분리가능한 x-선 장치가 손에잡는 구성으로 작동하고 있음을 나타내는 신호를 상기 인터로크에 전송하도록 구성된, 프로세서를 포함하고, 그리고
    여기서 상기 인터로크는 상기 분리가능한 x-선 장치가 손에잡는 구성으로 작동하고 있을 때 상기 지지부 커넥터가 상기 지지 아암으로부터 결합해제되는 것을 결정하는, 하이브리드 x-선 시스템.
  17. 제14항에 있어서, 상기 분리가능한 x-선 장치는 상기 분리가능한 x-선 장치를 지지 아암에 기계적으로 결합하도록 구성된, 지지부 커넥터를 포함하되, 상기 시스템은
    상기 분리가능한 x-선 장치를 벽 또는 천장 장착 구성으로 작동시키기 위한 지지 아암을 더 포함하되, 상기 지지 아암은
    상기 분리가능한 x-선 장치의 상기 지지부 커넥터에 결합하도록 구성된 고정 커넥터를 포함하고, 상기 지지 아암은,
    공통 검출 접점, 및
    상기 공통 검출 접점에 단락된 벽 전력 검출 접점을 포함하고; 그리고
    여기서 상기 분리가능한 x-선 장치는 상기 인터로크와 통신하고 있으며,
    상기 벽 전력 검출 접점이 상기 공통 검출 접점에 단락되는 것을 프로세서가 검출할 때 상기 분리가능한 x-선 장치의 상기 지지부 커넥터가 상기 지지 아암의 고정 커넥터에 결합되는 것을 결정하고,
    상기 분리가능한 x-선 장치가 상기 벽 또는 천장 장착 구성으로 작동하고 있음을 나타내는 신호를 상기 인터로크에 전송하도록 구성된, 프로세서를 포함하고,
    여기서 상기 인터로크는 상기 분리가능한 x-선 장치가 상기 벽 또는 천장 장착 구성으로 작동하고 있을 때 상기 지지부 커넥터가 상기 지지 아암에 결합되는 것을 결정하는, 하이브리드 x-선 시스템.
  18. 제14항에 있어서, 상기 분리가능한 x-선 장치는 상기 분리가능한 x-선 장치를 지지 아암에 기계적으로 결합하도록 구성된, 지지부 커넥터를 포함하되, 상기 시스템은
    표면에 연결되도록 구성된 베이스, 및
    상기 베이스에 연결된 다수의 링크를 갖는 확장 아암을 더 포함하고,
    여기서 상기 지지 아암은 상기 확장 아암에 연결되고, 이때 상기 지지 아암은 상기 분리가능한 x-선 장치의 상기 지지부 커넥터에 결합하도록 구성된 고정 커넥터를 포함하는, 하이브리드 x-선 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 확장 아암에 결합되고 상기 분리가능한 x-선 장치가 상기 지지 아암으로부터 제거될 때 상기 확장 아암의 링크들의 이동을 제한하도록 구성된, 브레이크를 더 포함하는, 하이브리드 x-선 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 상기 확장 아암에 결합되어, 상기 확장 아암의 링크들이 특정 위치에 있지 않는 한 상기 지지 아암으로부터 상기 분리가능한 x-선 장치의 분리를 방지하는 잠금 메카니즘을 더 포함하는, 하이브리드 x-선 시스템.
  21. 제14항에 있어서, 상기 분리가능한 x-선 장치는 상기 분리가능한 x-선 장치를 지지 아암에 기계적으로 결합하도록 구성된, 지지부 커넥터를 포함하고, 여기서 상기 인터로크는, (a) 상기 지지부 커넥터가 상기 지지 아암에 결합되는 상태, 및 (b) 상기 차폐부 커넥터가 상기 제거가능한 방사선 차폐부에 결합되는 상태로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나가 발생할 때, 액추에이터가 상기 x-선 소스를 활성화할 수 있게 하도록 구성된, 하이브리드 x-선 시스템.
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