KR20160069434A - 엑스선 장치 및 시스템 - Google Patents

Abstract

램프를 포함하며, 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터, 상기 램프가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영한 대상체 영상을 획득하는 영상 획득부 및 상기 대상체 영상에 기초하여 상기 엑스선 소스와 상기 대상체 사이의 거리인 대상체 거리를 획득하며, 상기 엑스선 소스와 엑스선 검출부 사이의 거리인 검출부 거리 및 상기 대상체 거리에 기초하여 상기 대상체의 두께를 획득하는 제어부를 포함하는 엑스선 장치가 개시된다.

Description

엑스선 장치 및 시스템{X RAY APPARATUS AND SYSTEM}

본 개시는 엑스선 장치 및 시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 대상체의 두께를 획득할 수 있는 엑스선 장치 및 시스템에 관한 것이다.

엑스선(X-ray)이란, 일반적으로 0.01 ~ 100 옴스트롬(Å)의 파장을 갖는 전자기파로서, 물체를 투과하는 성질을 가지고 있어서 생체 내부를 촬영하는 의료장비나 일반산업의 비파괴검사장비 등에 일반적으로 널리 사용될 수 있다.

엑스선을 이용하는 엑스선 장치는 엑스선 소스에서 방출된 엑스선을 대상체에 투과시키고, 투과된 엑스선의 강도 차이를 엑스선 디텍터에서 검출하여 대상체에 대한 엑스선 영상을 획득할 수 있다. 엑스선 영상으로 대상체의 내부 구조를 파악하고 대상체를 진단할 수 있다. 엑스선 장치는 대상체의 밀도, 대상체를 구성하는 원자의 원자번호에 따라 엑스선의 투과율이 달라지는 원리를 이용하여 대상체의 내부 구조를 손쉽게 파악할 수 있다는 장점이 있다. 엑스선의 파장이 짧으면 투과율이 커지고 화면이 선명(Brightness)해진다.

본 개시의 목적은, 대상체의 두께를 획득할 수 있는 엑스선 장치 및 시스템을 제공하는 것이다.

일부 실시예에 따른 엑스선 장치는, 램프를 포함하며, 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터, 상기 램프가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영한 대상체 영상을 획득하는 영상 획득부 및 상기 대상체 영상에 기초하여 상기 엑스선 소스와 상기 대상체 사이의 거리인 대상체 거리를 획득하며, 상기 엑스선 소스와 엑스선 검출부 사이의 거리인 검출부 거리 및 상기 대상체 거리에 기초하여 상기 대상체의 두께를 획득하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 대상체의 두께에 기초하여 상기 엑스선 소스의 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득하고, 상기 엑스선 장치는 상기 조사 조건을 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.

상기 엑스선 장치는 상기 엑스선 소스의 엑스선 조사량을 설정하는 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받는 입력부를 더 포함할 수 있다.

상기 엑스선 소스는 상기 엑스선 설정 정보에 의해 설정된 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사할 수 있다.

상기 제어부는 상기 대상체 영상에서 상기 램프로부터 조사되는 빛의 조사영역에 대응하는 콜리메이션 영역을 검출하고, 상기 콜리메이션 영역의 크기에 기초하여 상기 대상체 거리를 획득할 수 있다.

상기 엑스선 장치는 상기 대상체 거리 및 상기 콜리메이션 영역의 크기 사이의 관계를 포함하는 제1 관계 정보 및 상기 대상체의 두께 및 상기 엑스선 조사량 사이의 관계를 포함하는 제2 관계 정보 중 적어도 하나를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.

상기 콜리메이터는 상기 엑스선 소스로부터의 조사되는 엑스선이 통과하는 조사창을 더 포함하고, 상기 대상체가 사진 촬영되는 동안 상기 조사창의 크기를 제1 크기로 조절하고, 상기 엑스선 소스가 엑스선 소스를 조사하는 동안 상기 조사창의 크기를 제2 크기로 조절할 수 있다.

상기 제어부는 상기 대상체 영상에서 상기 램프로부터 조사되는 빛의 조사영역에 대응하는 콜리메이션 영역의 중심을 검출하고, 상기 중심의 위치에 기초하여 상기 대상체 거리를 획득할 수 있다.

상기 영상 획득부는 상기 엑스선 검출부를 사진 촬영한 검출부 영상을 획득하되, 상기 검출부 영상은 상기 램프가 턴온되며, 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 검출부 사이에 상기 대상체가 존재하지 않는 동안 사진 촬영된 영상이며, 상기 제어부는 상기 검출부 영상에 기초하여 상기 검출부 거리를 획득할 수 있다.

상기 엑스선 장치는 상기 검출부 거리를 설정하는 거리 설정 정보를 사용자로부터 입력받는 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 거리 설정 정보 및 상기 획득된 검출부 거리에 기초하여 상기 엑스선 소스의 위치를 변경할 수 있다.

상기 영상 획득부는 상기 램프가 턴오프되는 동안 상기 대상체를 사진 촬영한 턴오프 영상을 획득하고, 상기 제어부는 상기 대상체 영상과 상기 턴오프 영상의 차분 영상을 획득하고, 상기 차분 영상에서 상기 램프로부터 조사되는 빛의 조사영역에 대응하는 콜리메이션 영역을 검출하고, 상기 콜리메이션 영역의 크기에 기초하여 상기 대상체 거리를 획득할 수 있다.

일부 실시예에 따른 엑스선 장치를 제어하도록 구성된 워크스테이션은, 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터의 램프가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영하여 획득된 대상체 영상에 기초하여 상기 엑스선 소스와 상기 대상체 사이의 거리인 대상체 거리를 획득하며, 상기 엑스선 소스와 엑스선 검출부 사이의 거리인 검출부 거리 및 상기 대상체 거리에 기초하여 상기 대상체의 두께를 획득하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 상기 대상체의 두께에 기초하여 상기 엑스선 소스의 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득하고, 상기 워크스테이션은 상기 조사 조건을 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.

상기 워크스테이션은 상기 엑스선 소스의 엑스선 조사량을 설정하는 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받는 입력부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 엑스선 소스가 상기 엑스선 설정 정보에 의해 설정된 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사하도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는 상기 대상체 영상에서 상기 램프로부터 조사되는 빛의 조사영역에 대응하는 콜리메이션 영역을 검출하고, 상기 콜리메이션 영역의 크기에 기초하여 상기 대상체 거리를 획득할 수 있다.

상기 워크스테이션은 상기 대상체 거리 및 상기 콜리메이션 영역의 크기 사이의 관계를 포함하는 제1 관계 정보 및 상기 대상체의 두께 및 상기 엑스선 조사량 사이의 관계를 포함하는 제2 관계 정보 중 적어도 하나를 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.

상기 콜리메이터는 상기 엑스선 소스로부터의 조사되는 엑스선이 통과하는 조사창을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 대상체가 사진 촬영되는 동안 상기 조사창의 크기를 제1 크기로 조절하고, 상기 엑스선 소스가 엑스선을 조사하는 동안 상기 조사창의 크기를 제2 크기로 조절할 수 있다

일부 실시예에 따른 엑스선 시스템의 동작 방법은, 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터의 램프가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영하여 획득된 대상체 영상에 기초하여 상기 엑스선 소스와 상기 대상체 사이의 거리인 대상체 거리를 획득하는 단계 및 상기 엑스선 소스와 엑스선 검출부 사이의 거리인 검출부 거리 및 상기 대상체 거리에 기초하여 상기 대상체의 두께를 획득하는 단계를 포함한다.

상기 엑스선 시스템의 동작 방법은 상기 대상체의 두께에 기초하여 상기 엑스선 소스의 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득하는 단계 및 상기 조사 조건을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 1은 엑스선 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 고정식 엑스선 장치를 도시하는 사시도이다.
도 3은 모바일 엑스선 장치를 도시하는 도면이다.
도 4는 검출부의 세부 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 일부 실시예에 따른 엑스선 장치를 도시한다.
도 6은 도 5의 엑스선 장치에 포함되는 콜리메이터의 일부 실시예이다.
도 7은 도 5의 엑스선 장치의 일부 실시예를 도시한다.
도 8은 도 7의 엑스선 장치에서 획득된 대상체 영상의 일부 실시예이다.
도 9는 콜리메이션 영역의 크기 및 대상체 거리 사이의 관계를 나타내는 관계 정보에 대한 그래프의 일부 실시예이다.
도 10은 도 7의 엑스선 장치가 검출부 거리를 획득하는 일부 실시예를 도시한다.
도 11은 도 10의 엑스선 장치에서 획득된 검출부 영상의 일부 실시예이다.
도 12는 관계 정보를 나타내는 도 9의 그래프에서 대상체 거리, 검출부 거리 및 대상체의 두께 사이의 관계의 일부 실시예를 도시한다.
도 13은 일부 실시예에 따른 엑스선 장치를 도시한다.
도 14는 일부 실시예에 따른 엑스선 장치를 도시한다.
도 15는 도 14의 엑스선 장치가 검출부 거리를 획득하는 일부 실시예를 도시한다.
도 16 내지 도 18은 도 13의 조작부에 출력되는 조사 조건의 일부 실시예이다.
도 19는 도 13의 엑스선 장치의 메모리에 저장될 수 있는 제1 관계 정보의 일부 실시예이다.
도 20은 도 13의 엑스선 장치의 메모리에 저장될 수 있는 제2 관계 정보의 일부 실시예이다.
도 21은 도 6의 엑스선 장치가 대상체 영상에서 콜리메이션 영역을 검출하는 일부 실시예이다.
도 22는 일부 실시예에 따른 엑스선 시스템을 도시한다.
도 23 및 도 24는 도 22의 워크스테이션의 조작부의 일부 실시예들을 도시한다.
도 25 내지 도 29는 일부 실시예에 따른 엑스선 시스템의 동작 방법들의 흐름도를 나타낸다.
도 30은 일부 실시예에 따른 엑스선 장치를 도시한다.
도 31은 도 30의 영상 획득부에 획득된 검출부 영상들의 예시이다.
도 32는 검출부 영상 및 대상체 영상의 예시이다.

본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 개시에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 명세서에서 "이미지"는 이산적인 이미지 요소들(예를 들어, 2차원 이미지에 있어서의 픽셀들 및 3차원 이미지에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다. 이미지의 예로는 엑스선 장치, CT 장치, MRI 장치, 초음파 장치 및 다른 의료 영상 장치에 의해 획득된 대상체의 의료 이미지 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 "대상체(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 일부일 수 있다. 예를 들어, 대상체는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 및 혈관중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, "대상체"는 팬텀(phantom)일 수도 있다. 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사하고 또한 생물의 부피에 아주 근사한 물질을 의미하는 것으로, 신체와 유사한 성질을 갖는 구형(sphere)의 팬텀을 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

엑스선 장치는 엑스선을 인체에 투과시켜 인체의 내부 구조를 이미지로 획득하는 의료 영상 장치이다. 엑스선 장치는 MRI 장치, CT 장치 등을 포함하는 다른 의료 영상 장치에 비해 간편하고, 짧은 시간 내에 대상체의 의료 이미지를 획득할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 엑스선 장치는 단순 흉부 촬영, 단순 복부 촬영, 단순 골격 촬영, 단순 부비동 촬영, 단순 경부 연조직(neck soft tissue) 촬영 및 유방 촬영 등에 널리 이용되고 있다.

도 1은 엑스선 시스템(1000)의 구성을 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 엑스선 시스템(1000)은 엑스선 장치(100) 및 워크스테이션(110)을 포함한다. 도 1에 도시된 엑스선 장치(100)는 고정식 엑스선 장치 또는 이동식 엑스선 장치가 될 수 있다. 엑스선 장치(100)는 엑스선 조사부(120), 고전압 발생부(121), 검출부(130), 조작부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다. 제어부(150)는 엑스선 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

고전압 발생부(121)는 엑스선의 발생을 위한 고전압을 발생시켜 엑스선 소스(122)에 인가한다.

엑스선 조사부(120)는 고전압 발생부(121)에서 발생된 고전압을 인가받아 엑스선을 발생시키고 조사하는 엑스선 소스(122) 및 엑스선 소스(122)에서 조사되는 엑스선의 경로를 안내하여 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터(collimator)(123)를 포함할 수 있다.

엑스선 소스(122)는 엑스선관(X-ray tube)을 포함하며, 엑스선관은 양극과 음극으로 된 2극 진공관으로 구현될 수 있다. 엑스선관 내부를 약 10mmHg 정도의 고진공 상태로 만들고 음극의 필라멘트를 고온으로 가열하여 열전자를 발생시킨다. 필라멘트로는 텅스텐 필라멘트를 사용할 수 있고 필라멘트에 연결된 전기도선에 10V의 전압과 3-5A 정도의 전류를 가하여 필라멘트를 가열할 수 있다.

그리고 음극과 양극 사이에 10-300kVp 정도의 고전압을 걸어주면 열전자가 가속되어 양극의 타겟 물질에 충돌하면서 엑스선을 발생시킨다. 발생된 엑스선은 윈도우를 통해 외부로 조사되며, 윈도우의 재료로는 베륨 박막을 사용할 수 있다. 이 때, 타겟 물질에 충돌하는 전자의 에너지 중 대부분은 열로 소비되며 열로 소비되고 남은 나머지 에너지가 엑스선으로 변환된다.

양극은 주로 구리로 구성되고, 음극과 마주보는 쪽에 타겟 물질이 배치되며, 타겟 물질로는 Cr, Fe, Co, Ni, W, Mo 등의 고저항 재료들이 사용될 수 있다. 타겟 물질은 회전자계에 의해 회전할 수 있으며, 타겟 물질이 회전하게 되면 전자 충격 면적이 증대되고 고정된 경우에 비해 열 축적율이 단위 면적당 10배 이상 증대될 수 있다.

엑스선관의 음극과 양극 사이에 가해지는 전압을 관전압이라 하며, 이는 고전압 발생부(121)에서 인가되고, 그 크기는 파고치 kVp로 표시할 수 있다. 관전압이 증가하면 열전자의 속도가 증가되고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 에너지(광자의 에너지)가 증가된다. 엑스선관에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시할 수 있고, 관전류가 증가하면 필라멘트에서 방출되는 열전자의 수가 증가하고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 선량(엑스선 광자의 수)이 증가된다.

따라서, 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 세기 또는 선량이 제어될 수 있다.

검출부(130)는 엑스선 조사부(120)에서 조사되어 대상체를 투과한 엑스선을 검출한다. 검출부(130)는 디지털 검출부일 수 있다. 검출부(130)는 TFT를 사용하여 구현되거나, CCD를 사용하여 구현될 수 있다. 도 1에서는 검출부(130)가 엑스선 장치(100)에 포함되는 것으로 도시되어 있으나, 검출부(130)는 엑스선 장치(100)에 연결 및 분리 가능한 별개의 장치인 엑스선 디텍터일 수도 있다.

또한, 엑스선 장치(100)는 엑스선 장치(100)의 조작을 위한 인터페이스를 제공하는 조작부(140)를 더 포함할 수 있다. 조작부(140)는 출력부(141) 및 입력부(142)를 포함할 수 있다. 입력부(142)는 사용자로부터 엑스선 장치(300)의 조작을 위한 명령 및 엑스선 촬영에 관한 각종 정보를 입력받을 수 있다. 제어부(150)는 입력부(142)에 입력된 정보를 기반으로 엑스선 장치(100)를 제어하거나 조작할 수 있다. 출력부(141)는 제어부(150)의 제어 하에 엑스선의 조사 등 촬영 관련 정보를 나타내는 사운드를 출력할 수 있다.

워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100)는 서로 무선 또는 유선으로 연결될 수 있고, 무선으로 연결된 경우에는 서로 간의 클럭을 동기화하기 위한 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다. 워크스테이션(110)은 엑스선 장치(100)와 물리적으로 분리된 공간에 존재할 수도 있다.

워크스테이션(110)은 출력부(111), 입력부(112) 및 제어부(113)를 포함할 수 있다. 출력부(111) 및 입력부(112)는 사용자에게 워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100)의 조작을 위한 인터페이스를 제공한다. 제어부(113)는 워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100)를 제어할 수 있다.

엑스선 장치(100)는 워크스테이션(110)을 통해 제어될 수 있고, 엑스선 장치(100)에 포함되는 제어부(150)에 의해서도 제어될 수 있다. 따라서, 사용자는 워크스테이션(110)을 통해 엑스선 장치(100)를 제어하거나, 엑스선 장치(100)에 포함되는 조작부(140) 및 제어부(150)를 통해 엑스선 장치(100)를 제어할 수도 있다. 다시 말해, 사용자는 워크스테이션(110)을 통해 원격으로 엑스선 장치(100)를 제어할 수도 있고, 엑스선 장치(100)를 직접 제어할 수도 있다.

도 1에서는 워크스테이션(110)의 제어부(113)과 엑스선 장치(100)의 제어부(150)를 별개로 도시하였으나, 도 1은 예시일 뿐이다. 다른 예로, 제어부들(113, 150)은 하나의 통합된 제어부로 구현될 수도 있고, 통합된 제어부는 워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100) 중 하나에만 포함될 수도 있을 것이다. 이하, 제어부(113, 150)는 워크스테이션(110)의 제어부(113) 및 엑스선 장치(100)의 제어부(150) 중 적어도 하나를 의미한다.

워크스테이션(110)의 출력부(111) 및 입력부(112)와 엑스선 장치(100)의 출력부(141) 및 입력부(142)는 각각 사용자에게 엑스선 장치(100)의 조작을 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 도 1에서는 워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100) 각각이 출력부(111, 141) 및 입력부(112, 142)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 출력부 또는 입력부는 워크스테이션(110) 및 엑스선 장치(100) 중 하나에만 구현될 수도 있을 것이다.

이하, 입력부(112, 142)는 워크스테이션(110)의 입력부(112) 및 엑스선 장치(100)의 입력부(142) 중 적어도 하나를 의미하고, 출력부(111, 141)는 워크스테이션(110)의 출력부(111) 및 엑스선 장치(100)의 출력부(141) 중 적어도 하나를 의미한다.

입력부(112, 142)의 예로는 키보드, 마우스, 터치스크린, 음성 인식기, 지문 인식기, 홍채 인식기 등을 포함할 수 있으며, 기타 당업자에게 자명한 입력 장치를 포함할 수 있다. 사용자는 입력부(112, 142)를 통해 엑스선 조사를 위한 명령을 입력할 수 있는데, 입력부(112, 142)에는 이러한 명령 입력을 위한 스위치가 마련될 수 있다. 스위치는 두 번에 걸쳐 눌러야 엑스선 조사를 위한 조사명령이 입력되도록 마련될 수 있다.

즉, 사용자가 스위치를 누르면 스위치는 엑스선 조사를 위한 예열을 지시하는 준비명령이 입력되고, 그 상태에서 스위치를 더 깊게 누르면 실질적인 엑스선 조사를 위한 조사명령이 입력되는 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 사용자가 스위치를 조작하면, 제어부(113, 150)는 스위치 조작을 통해 입력되는 명령에 대응하는 신호 즉, 준비신호를 생성하여 엑스선 발생을 위한 고전압을 생성하는 고전압 발생부(121)로 전달한다.

고전압 발생부(121)는 제어부(113, 150)로부터 전달되는 준비신호를 수신하여 예열을 시작하고, 예열이 완료되면, 준비완료신호를 제어부(113, 150)로 전달한다. 그리고, 엑스선 검출을 위해 검출부(130) 또한 엑스선 검출준비가 필요한데, 제어부(113, 150)는 고전압 발생부(121)의 예열과 함께 검출부(130)가 대상체를 투과한 엑스선을 검출하기 위한 준비를 할 수 있도록 검출부(130)로 준비신호를 전달한다. 검출부(130)는 준비신호를 수신하면 엑스선을 검출하기 위한 준비를 하고, 검출준비가 완료되면 검출준비완료신호를 제어부(113, 150)로 전달한다.

고전압 발생부(121)의 예열이 완료되고, 검출부(130)의 엑스선 검출준비가 완료되며, 제어부(113, 150)는 고전압 발생부(121)로 조사신호를 전달하고, 고전압 발생부(121)는 고전압을 생성하여 엑스선 소스(122)로 인가하고, 엑스선 소스(122)는 엑스선을 조사하게 된다.

제어부(113, 150)는 조사신호를 전달할 때, 엑스선 조사를 대상체가 알 수 있도록, 출력부(111, 141)로 사운드 출력신호를 전달하여 출력부(111, 141)에서 소정 사운드가 출력되도록 할 수 있다. 또한, 출력부(111, 141)에서는 엑스선 조사 이외에 다른 촬영 관련 정보를 나타내는 사운드를 출력할 수 있다. 도 1은 출력부(141)가 조작부(140)에 포함되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 출력부(141) 또는 출력부(141)의 일부는 조작부(140)가 위치하는 지점과 다른 지점에 위치할 수 있다. 예를 들어, 대상체에 대한 엑스선 촬영이 수행되는 촬영실 벽에 위치할 수도 있다.

제어부(113, 150)는 사용자에 의해 설정된 촬영 조건에 따라 엑스선 조사부(120)와 검출부(130)의 위치, 촬영 타이밍 및 촬영 조건 등을 제어한다.

구체적으로, 제어부(113, 150)는 입력부(112, 142)를 통해 입력되는 명령에 따라 고전압 발생부(121) 및 검출부(130)를 제어하여 엑스선의 조사 타이밍, 엑스선의 세기 및 엑스선의 조사영역 등을 제어한다. 또한, 제어부(113, 150)는 소정의 촬영 조건에 따라 검출부(130)의 위치를 조절하고, 검출부(130)의 동작 타이밍을 제어한다.

또한, 제어부(113, 150)는 검출부(130)를 통해 수신되는 이미지 데이터를 이용하여 대상체에 대한 의료 이미지를 생성한다. 구체적으로, 제어부(113, 150)는 검출부(130)로부터 이미지 데이터를 수신하여, 이미지 데이터의 노이즈를 제거하고, 다이나믹 레인지(dynamic range) 및 인터리빙(interleaving)을 조절하여 대상체의 의료 이미지를 생성할 수 있다.

출력부(111, 141)는 제어부(113, 150)에 의해 생성된 의료 이미지를 출력할 수 있다. 출력부(111, 141)는 UI(user interface), 사용자 정보 또는 대상체 정보 등 사용자가 엑스선 장치(100)를 조작하기 위해 필요한 정보를 출력할 수 있다. 출력부(111, 141)의 예로서 스피커, 프린터, CRT 디스플레이, LCD 디스플레이, PDP 디스플레이, OLED 디스플레이, FED 디스플레이, LED 디스플레이, VFD 디스플레이, DLP 디스플레이, FPD 디스플레이, 3D 디스플레이, 투명 디스플레이 등을 포함할 수 있고, 기타 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 출력 장치들을 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 워크스테이션(110)은 네트워크(15)를 통해 서버(162), 의료 장치(164) 및 휴대용 단말(166) 등과 연결될 수 있는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

통신부는 유선 또는 무선으로 네트워크(15)와 연결되어 외부의 서버(162), 외부의 의료 장치(164), 또는 외부의 휴대용 단말(166)과 통신을 수행할 수 있다. 통신부는 네트워크(15)를 통해 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있으며, CT, MRI, 엑스선 장치 등 다른 의료 장치(164)에서 촬영한 의료 이미지 또한 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부는 서버(162)로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등을 수신하여 대상체의 진단에 활용할 수도 있다. 또한, 통신부는 병원 내의 서버(162)나 의료 장치(164)뿐만 아니라, 의사나 고객의 휴대폰, PDA, 노트북 등의 휴대용 단말(166)과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.

통신부는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.

근거리 통신 모듈은 소정 거리 이내의 위치하는 장치와 근거리 통신을 수행하기 위한 모듈을 의미한다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 근거리 통신 기술의 예로는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(ZigBee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Fie1214 Communication) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

유선 통신 모듈은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 위한 모듈을 의미하며, 유선 통신 기술의 예로는 페어 케이블(pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블 등을 이용한 유선 통신 기술이 포함될 수 있고, 당업자에게 자명한 유선 통신 기술이 포함될 수 있다.

무선 통신 모듈은, 이동 통신망 상에서의 기지국, 외부의 장치, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호의 예로는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 엑스선 장치(100)는, 다수의 디지털 신호 처리 장치(DSP), 초소형 연산 처리 장치 및 특수 용도용(예를 들면, 고속 A/D 변환, 고속 푸리에 변환, 어레이 처리용 등) 처리 회로 등을 포함할 수 있다.

한편, 워크스테이션(110)과 엑스선 장치(100) 사이의 통신은, LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 등의 고속 디지털 인터페이스, UART(universal asynchronous receiver transmitter) 등의 비동기 시리얼 통신, 과오 동기 시리얼 통신 또는 CAN(Controller Area Network) 등의 저지연형의 네트워크 프로토콜이 이용될 수 있으며, 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 통신 방법이 이용될 수 있다.

도 2는 고정식 엑스선 장치(200)를 도시하는 사시도이다. 도 2의 엑스선 장치(200)는 도 1의 엑스선 장치(100)의 실시예일 수 있다. 도 2의 엑스선 장치(200)에 포함되는 구성 요소들 중 도 1과 동일한 구성 요소는 도 1과 동일한 도면 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 엑스선 장치(200)는 엑스선 장치(200)의 조작을 위한 인터페이스를 제공하는 조작부(140), 대상체에 엑스선을 조사하는 엑스선 조사부(120), 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 검출부(130), 엑스선 조사부(120)를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 제1, 제2 및 제3 모터(211,212,213), 제1, 제2 및 제3 모터(211, 212, 213)의 구동력에 의해 엑스선 조사부(120)를 이동시키기 위하여 마련되는 가이드레일(220), 이동캐리지(230) 및 포스트 프레임(240)을 포함한다.

가이드레일(220)은 서로 소정의 각도를 이루도록 설치되는 제1가이드레일(221)과 제2가이드레일(222)을 포함한다. 제1가이드레일(221)과 제2가이드레일(222)은 서로 직교하는 방향으로 연장되는 것이 바람직하다.

제1가이드레일(221)은 엑스선 장치(200)가 배치되는 검사실의 천장에 설치된다.

제2가이드레일(222)은 제1가이드레일(221)의 하측에 위치되고, 제1가이드레일(221)에 슬라이딩 이동 가능하게 장착된다. 제1가이드레일(221)에는 제1가이드레일(221)을 따라 이동 가능한 롤러(미도시)가 설치될 수 있다. 제2가이드레일(222)은 이 롤러(미도시)에 연결되어 제1가이드레일(221)을 따라 이동할 수 있다.

제1가이드레일(221)이 연장되는 방향으로 제1방향(D1)이 정의되고, 제2가이드레일(222)이 연장되는 방향으로 제2방향(D2)이 정의된다. 따라서, 제1방향(D1)과 제2방향(D2)은 서로 직교하고 검사실의 천장과 평행할 수 있다.

이동캐리지(230)는 제2가이드레일(222)을 따라 이동 가능하도록 제2가이드레일(222)의 하측에 배치된다. 이동캐리지(230)에는 제2가이드레일(222)을 따라 이동하도록 마련되는 롤러(미도시)가 설치될 수 있다.

따라서, 이동캐리지(230)는 제2가이드레일(222)과 함께 제1방향(D1)으로 이동 가능하고, 제2가이드레일(222)을 따라 제2방향(D2)으로 이동 가능하다.

포스트프레임(240)은 이동캐리지(230)에 고정되어 이동캐리지(230)의 하측에 위치한다. 포스트프레임(240)은 복수 개의 포스트(241, 242, 243, 244, 245)를 구비할 수 있다.

복수 개의 포스트(241, 242, 243, 244, 245)는 서로 절첩 가능하게 연결되어 포스트프레임(240)은 이동캐리지(230)에 고정된 채로 검사실의 상하 방향으로 길이가 증가 또는 감소할 수 있다.

포스트프레임(240)의 길이가 증가 또는 감소하는 방향으로 제3방향(D3)이 정의된다. 따라서, 제3방향(D3)은 제1방향(D1) 및 제2방향(D2)과 서로 직교할 수 있다.　

검출부(130)는 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는데, 테이블 타입 리셉터(290)나 스탠드 타입 리셉터(280)에 결합될 수 있다.

엑스선 조사부(120)와 포스트프레임(240) 사이에는 회전조인트(250)가 배치된다. 회전조인트(250)는 엑스선 조사부(120)를 포스트프레임(240)에 결합시키고 엑스선 조사부(120)에 작용되는 하중을 지지한다.

회전조인트(250)에 연결된 엑스선 조사부(120)는 제3방향(D3)과 수직을 이루는 평면상에서 회전할 수 있다. 이때, 엑스선 조사부(120)의 회전방향을 제4방향(D4)으로 정의할 수 있다.

또한, 엑스선 조사부(120)는 검사실의 천장과 수직을 이루는 평면상에서 회전 가능하도록 마련된다. 따라서, 엑스선 조사부(120)는 회전조인트(250)에 대해 제1방향(D1) 또는 제2방향(D2)과 평행한 축을 중심으로 한 회전방향인 제5방향(D5)으로 회전할 수 있다.

제1, 제2 및 제3 모터(211, 212, 213)는 엑스선 조사부(120)를 제1방향(D1) 내지 제3방향(D3)으로 이동시키기 위하여 마련될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 모터(211, 212, 213)는 전기적으로 구동되는 모터일 수 있고, 모터에는 엔코더가 포함될 수 있다.

제1, 제2 및 제3 모터(211,212,213)는 설계의 편의성을 고려하여 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2가이드레일(222)을 제1방향(D1)으로 이동시키는 제1모터(211)는 제1가이드레일(221) 주위에 배치되고, 이동캐리지(230)를 제2방향(D2)으로 이동시키는 제2모터(212)는 제2가이드레일(222) 주위에 배치되고, 포스트프레임(240)의 길이를 제3방향(D3)으로 증가 또는 감소시키는 제3모터(213)는 이동캐리지(230) 내부에 배치될 수 있다. 다른 예로, 제1, 제2 및 제3 모터(211,212,213)는 엑스선 조사부(120)를 제1방향(D1) 내지 제3방향(D3)으로 직선 이동시키도록 동력전달수단(미도시)과 연결될 수 있다. 동력전달수단(미도시)은 일반적으로 사용되는 벨트와 풀리, 체인과 스프라킷, 샤프트 등 일 수 있다.

다른 예로서, 엑스선 조사부(120)를 제4방향(D4) 및 제5방향(D5)으로 회전시키기 위해 회전조인트(250)와 포스트 프레임(240) 사이 및 회전조인트(250)와 엑스선 조사부(120) 사이에 모터가 마련될 수 있다.

엑스선 조사부(120)의 일 측면에는 조작부(140)가 마련될 수 있다.

도 2는 검사실의 천장에 연결된 고정식 엑스선 장치(200)에 대해 도시하고 있지만, 도 2에 도시된 엑스선 장치(200)는 단지 이해의 편의를 위함일 뿐이며, 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스선 장치는 도 2에 도시된 고정식 엑스선 장치(200)뿐만 아니라 C-암(arm) 타입 엑스선 장치, 혈관 조영(angiography) 엑스선 장치 등 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양한 구조의 엑스선 장치를 포함할 수 있다.

도 3에는 촬영장소에 구애받지 않고 엑스선 촬영을 수행할 수 있는 모바일 엑스선 장치(300)가 도시되어 있다. 도 3의 엑스선 장치(300)는 도 1의 엑스선 장치(100)의 실시예일 수 있다. 도 3의 엑스선 장치(300)에 포함되는 구성 요소들 중 도 1과 동일한 구성 요소는 도 1과 동일한 도면 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 3에 도시된 엑스선 장치(300)는 엑스선 장치(300)의 이동을 위한 휠이 마련되는 이동부(370)와, 엑스선 장치(300)의 조작을 위한 인터페이스를 제공하는 조작부(140), 엑스선 소스(122)에 인가되는 고전압을 발생시키는 고전압 발생부(121), 엑스선 장치(300)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(150)를 포함하는 메인부(305)와, 엑스선을 발생시키는 엑스선 소스(122), 엑스선 소스(122)에서 발생되어 조사되는 엑스선의 경로를 안내하여 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터(123)를 포함하는 엑스선 조사부(120)와, 엑스선 조사부(120)에서 조사되어 대상체(10)를 투과한 엑스선을 검출하는 검출부(130)를 포함한다.

도 3에서의 검출부(130)는 어떤 리셉터에도 결합되지 않고, 임의의 위치에 존재할 수 있는 포터블(portable) 검출부일 수 있다.

도 3에서는 조작부(140)가 메인부(305)에 포함되어 있는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 2에서와 같이, 엑스선 장치(300)의 조작부(140)는 엑스선 조사부(120)의 일 측면에 마련될 수도 있다.

도 4는 검출부(400)의 세부 구성을 도시하는 도면이다. 도 4의 검출부(400)는 도 1 내지 도 3의 검출부(130)의 실시예일 수 있다. 도 4의 검출부(400)는 간접 방식 검출부일 수 있다.

도 4를 참조하면, 검출부(400)는 신틸레이터(미도시), 광검출 기판(410), 바이어스 구동부(430), 게이트 구동부(450) 및 신호 처리부(470)를 포함할 수 있다.

신틸레이터는 엑스선 소스(122)로부터 조사된 엑스선을 수신하여 엑스선을 광으로 변환한다.

광검출 기판(410)은 신틸레이터로부터 광을 수신하여 전기 신호로 변환한다. 광검출 기판(410)은 게이트 배선(GL)들, 데이터 배선(DL)들, 박막 트랜지스터(412)들, 광검출 다이오드(414)들 및 바이어스 배선(BL)들을 포함할 수 있다.

게이트 배선(GL)들은 제 1 방향(DR1)으로 형성될 수 있고, 데이터 배선(DL)들은 제 1 방향(DR1)과 교차하는 제 2 방향(DR2)으로 형성될 수 있다. 제 1 방향(DR1) 및 제 2 방향(DR2)은 서로 수직하게 직교할 수 있다. 도 4는 일 실시예로서, 4개의 게이트 배선(GL)들 및 4개의 데이터 배선(DL)들을 도시하고 있다.

박막 트랜지스터(412)들은 제 1 방향(DR1) 및 제 2 방향(DR2)을 따라 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터(412)들 각각은 게이트 배선(GL)들 중 하나 및 데이터 배선(DL)들 중 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 박막 트랜지스터(412)의 게이트 전극은 게이트 배선(GL)과 전기적으로 연결되고, 박막 트랜지스터(412)의 소스 전극은 데이터 배선(DL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 4는 일 실시예로서, 4행 4열로 배치된 16개의 박막 트랜지스터(412)들을 도시하고 있다.

광검출 다이오드(414)들은 박막 트랜지스터(412)들과 일대일로 대응되도록 제 1 방향(DR1) 및 제 2 방향(DR2)을 따라 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 광검출 다이오드(414)들 각각은 박막 트랜지스터(412)들 중 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 광검출 다이오드(414)의 N측 전극은 박막 트랜지스터(412)의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 4는, 일 실시예로서 4행 4열로 배치된 16개의 광검출 다이오드(414)들을 도시하고 있다.

바이어스 배선(BL)들은 광검출 다이오드(414)들과 전기적으로 연결된다. 바이어스 배선(BL)들 각각은 일 방향을 따라 배치된 광검출 다이오드(414)들의 P측 전극들과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 바이어스 배선(BL)들은 제 2 방향(DR2)과 실질적으로 평행하게 형성되어, 광검출 다이오드(414)들과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 다르게, 바이어스 배선(BL)들은 제 1 방향(DR1)과 실질적으로 평행하게 형성되어, 광검출 다이오드(414)들과 전기적으로 연결될 수도 있다. 도 4는, 일 실시예로서, 제 2 방향(DR2)을 따라 형성된 4개의 바이어스 배선(BL)들을 도시하고 있다.

바이어스 구동부(430)는 바이어스 배선(BL)들과 전기적으로 연결되어, 바이어스 배선(BL)들로 구동 전압을 인가한다. 바이어스 구동부(430)는 광검출 다이오드(414)에 리버스 바이어스(reverse bias) 전압 또는 포워드 바이어스(forward bias) 전압을 선택적으로 인가할 수 있다. 광검출 다이오드(414)의 N측 전극에는 기준 전압이 인가될 수 있다. 기준 전압은 신호 처리부(470)을 통해 인가될 수 있다. 바이어스 구동부(430)는 광검출 다이오드(414)에 리버스 바이어스 전압을 인가하기 위해, 광검출 다이오드(414)의 P측 전극에 상기 기준 전압보다 낮은 전압을 인가할 수 있다. 또한, 바이어스 구동부(430)는 광검출 다이오드(414)에 포워드 바이어스 전압을 인가하기 위해, 광검출 다이오드(414)의 P측 전극에 기준 전압보다 높은 전압을 인가할 수도 있다.

게이트 구동부(450)는 게이트 배선(GL)들과 전기적으로 연결되어 있어, 상기 게이트 배선(GL)들로 게이트 신호들을 인가할 수 있다. 예를 들어, 게이트 신호들이 게이트 배선(GL)들로 인가되면, 게이트 신호들에 의해 상기 박막 트랜지스터(412)들이 턴온(turn-on)될 수 있다. 반면, 게이트 신호들이 게이트 배선(GL)들로 인가되지 않으면, 박막 트랜지스터(412)들이 턴오프(turnoff)될 수 있다.

신호 처리부(470)는 데이터 배선(DL)들과 전기적으로 연결되어 있다. 광검출 기판(410)에서 수신된 광이 전기 신호로 변환되면, 변환된 전기 신호는 데이터 배선(DL)을 통해 신호 처리부(470)로 리드 아웃(read out)될 수 있다.

이하, 검출부(400)의 동작을 설명한다. 설명되는 검출부(400)의 동작 동안 바이어스 구동부(430)는 광 검출 다이오드(414)에 리버스 바이어스 전압을 인가할 수 있다.

박막 트랜지스터(412)들이 턴오프되는 동안, 광검출 다이오드(414)들 각각은 신틸레이터로부터의 광을 수신하여, 전자-정공 쌍(electron-hole pair)을 발생시켜 전하를 축적할 수 있다. 광검출 다이오드(414)들 각각에 축적되는 전하량은 엑스선의 광량에 대응될 수 있다.

다음, 게이트 구동부(450)는 게이트 배선(GL)들로 제 2 방향(DR2)을 따라 게이트 신호들을 순차적으로 인가할 수 있다. 게이트 신호가 게이트 배선(GL)에 인가되어 박막 트랜지스터(412)가 턴온되면, 광검출 다이오드(414)에 축적되었던 전하에 의해 광전류가 데이터 배선(DL)을 통해 신호 처리부(470)로 흐를 수 있다.

신호 처리부(470)는 수신된 광전류들을 이미지 데이터로 변환할 수 있다. 신호 처리부(470)는 외부로 출력할 수 있다. 이미지 데이터는 광전류에 대응되는 아날로그 신호 또는 디지털 신호일 수 있다.

도 4에는 도시되지 않았지만, 도 4에 도시된 검출부(400)가 무선 검출부인 경우, 검출부(400)는 배터리부 및 무선 통신 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.

도 5는 일부 실시예에 따른 엑스선 장치(500)를 도시한다. 도 5의 엑스선 장치(500)는 전술한 각 엑스선 장치(100~300)의 일부 실시예일 수 있다. 따라서 이하에서 따로 언급하지 않더라도 도 5의 엑스선 장치(500)에는 전술한 내용이 적용될 수 있다. 또한, 엑스선 장치(500)는 워크스테이션(도 1의 110)에 의해 제어될 수 있다.

도 5를 참고하면, 엑스선 장치(500)는 영상 획득부(510), 엑스선 조사부(520), 검출부(530) 및 제어부(550)를 포함할 수 있다. 엑스선 조사부(520)는 엑스선 소스(522) 및 콜리메이터(523)를 포함한다.

엑스선 소스(522)는 엑스선을 조사할 수 있다. 콜리메이터(523)는 엑스선 소스(522)에서 조사되는 엑스선의 조사영역을 조절할 수 있다. 검출부(530)는 엑스선을 검출한다. 이하, 본 명세서에서 검출부는 "엑스선 검출부"로도 언급될 수 있다. 또한, 검출부(530)에서 검출된 엑스선에 기초하여 엑스선 영상이 획득되므로, 검출부(530)는 이미지 리셉터라고도 할 수 있다.

콜리메이터(523)는 램프(524)를 포함한다. 램프(524)는 턴온 또는 턴오프될 수 있다. 램프(524)는 다양한 발광체로 구현될 수 있다. 램프(524)가 턴온되면, 램프(524)로부터 빛이 조사된다.

영상 획득부(510)는 램프(524)가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영한 대상체 영상을 획득할 수 있다. 이하, 본 명세서에서 대상체를 사진 촬영하여 획득된 영상을 "대상체 영상"이라 한다. 대상체 영상은 사진 촬영으로 획득되는 영상으로 대상체를 엑스선 촬영하여 획득되는 엑스선 영상과는 구별된다. 영상 획득부(510)는 카메라, 캠코더 등과 같이 다양한 촬영 장치로 구현될 수 있다.

제어부(550)는 영상 획득부(510)에서 획득된 대상체 영상에 기초하여 엑스선 소스(522)와 대상체 사이의 거리를 획득할 수 있다. 이하, 본 명세서에서 엑스선 소스와 대상체 사이의 거리를 "대상체 거리"라 한다. 대상체 영상에 기초하여 대상체 거리를 획득하는 방법은 다음 도면들을 참고하여 상술할 것이다. 제어부(550)는 CPU(central processing unit), 마이크로 프로세서, GPU(graphic processing unit) 등을 포함할 수 있다.

제어부(550)는 엑스선 소스(522)와 검출부(530) 사이의 거리인 검출부 거리 및 대상체 거리에 기초하여 대상체의 두께를 획득할 수 있다. 이하, 본 명세서에서 엑스선 소스와 검출부 사이의 거리를 "검출부 거리"라 한다.

도 6은 도 5의 엑스선 장치(500)에 포함되는 콜리메이터(523)의 일부 실시예이다.

도 5 및 도 6을 참고하면, 콜리메이터(523)는 조사창(525) 및 셔터부(526)를 더 포함할 수 있다. 도 6에 도시하지 않았으나, 콜리메이터(523)는 내부에 도 5의 램프(524)를 포함할 것이다.

콜리메이터(523)의 조사창(525)을 통해 엑스선 소스(522)로부터 엑스선이 조사될 수 있다. 또한, 콜리메이터(523)의 램프(524)가 턴온되면, 콜리메이터(523)의 조사창(525)을 통해 빛이 조사된다. 즉, 조사창(525)을 통해 램프(524)로부터의 빛 또는 엑스선 소스(522)로부터의 엑스선이 통과할 수 있다. 도 6에서는 조사창(525)이 사각형 형상이고, 조사창(525)에 십자선이 있다. 다만, 도 6은 조사창(525)의 예시일 뿐, 조사창(525)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.

셔터부(526)는 조사창(525)의 크기를 조절할 수 있다. 콜리메이터(523)는 셔터부(526)를 통해 조사창(525)의 크기를 조절함으로써, 엑스선의 조사영역을 조절할 수 있다.

램프(524)로부터의 빛과 엑스선 소스(522)로부터의 엑스선은 조사창(525)을 통해 조사되므로, 램프(524)로부터 조사되는 빛의 조사영역은 엑스선의 조사영역에 대응될 것이다. 따라서, 엑스선 소스(522)가 엑스선을 조사하기 전, 사용자는 램프(524)에 의한 빛의 조사영역으로 엑스선의 조사영역을 확인하거나 조절할 수 있다.

도 6과 같이, 영상 획득부(510)는 콜리메이터(523)에 부착될 수 있다. 다만, 도 6은 예시일 뿐, 엑스선 장치(500)에서 영상 획득부(510)의 위치를 제한하는 것은 아니다.

도 7은 도 5의 엑스선 장치(500)의 일부 실시예를 도시한다. 도 7의 엑스선 장치(500)에 포함되는 여러 구성들은 이하에서 따로 언급하지 않더라도 전술한 내용이 적용될 수 있다. 또한, 도 7에 도시되지 않은 도 5 및 도 6의 구성 요소들은 도 7의 엑스선 장치(500)에 포함될 수 있다. 따라서 도 7의 엑스선 장치(500)는 도 5의 제어부(550)를 포함할 수 있고, 그리고, 도 7의 엑스선 조사부(520)는 도 5의 램프(524)를 포함하는 콜리메이터(523) 및 엑스선 소스(522)를 포함할 수 있다.

도 5 및 도 7을 참고하면, 램프(524)가 턴온되면, 콜리메이터(523)의 조사창(525)을 통해 램프(524)에 의한 빛이 조사된다. 램프(524)에 의한 빛의 조사영역(590)으로 인해, 대상체(10) 위에는 조사창(525)의 상(IM100)이 맺힐 것이다. 대상체(10) 위에 맺힌 조사창(525)의 상을 대상체(10)상의 "조사창 이미지"(IM100)라고도 언급할 수 있다.

영상 획득부(510)는 대상체(10)를 사진 촬영하여 대상체 영상을 획득할 수 있다. 대상체(10) 위에는 조사창 이미지(IM100)가 맺혀 있으므로, 영상 획득부(510)에서 획득된 대상체 영상은 조사창 이미지(IM100)에 대한 영상 영역을 포함할 수 있다.

도 8은 도 7의 엑스선 장치(500)에서 획득된 대상체 영상(30)의 일부 실시예이다.

도 7 및 도 8을 참고하면, 대상체 영상(30)은 대상체(10) 위에 맺힌 조사창 이미지(IM100)에 대한 영상 영역(31)을 포함한다. 이하, 본 명세서에서 대상체 영상(30)에 포함되는 조사창 이미지(IM1000)에 대한 영상 영역(31)을 대상체 영상(30)의 "콜리메이션 영역"이라 한다. 즉, 콜리메이션 영역(31)은 대상체 영상(30)에 포함되는 영역으로, 콜리메이터(도 5의 523)의 램프(도 5의 524)로부터 조사되는 빛의 조사영역(590)에 대응한다.

대상체 영상(30)은 각각 이산적인 이미지 요소들인 픽셀들 각각에 대한 픽셀값들로 구성된 2차원 데이터를 의미할 수 있다. 픽셀값은 휘도 및 색상 중 적어도 하나의 정보일 있다. 대상체 영상(30)에서 콜리메이션 영역(31)은 픽셀들의 집합일 수 있다.

다시 도 5 내지 도 8을 참고하면, 제어부(550)는 대상체 영상(30)에서 콜리메이션 영역(31)을 검출할 수 있다. 제어부(550)는 검출된 콜리메이션 영역(31)의 크기에 기초하여 대상체 거리(SOD; source to object distance)를 획득할 수 있다.

제어부(550)는 대상체 영상(30)의 휘도 정보에 기초하여 콜리메이션 영역(31)을 검출할 수 있다. 대상체 영상(30)에서 콜리메이션 영역(31)은 다른 영역에 비해 밝을 것이다. 즉, 콜리메이션 영역(31)에 포함되는 픽셀들의 픽셀값은 다른 영역에 비해 높은 휘도를 가질 것이다.

또한, 제어부(550)는 콜리메이터(523)의 조사창(525)의 형상에 기초하여 콜리메이션 영역(31)을 검출할 수 있다. 콜리메이션 영역(31)의 형상은 조사창(525)의 형상에 따라 달라질 것이다. 예를 들어, 도 6과 같이 조사창(525)의 형상이 사각형이면 콜리메이션 영역(31)도 사각형일 것이다. 또한, 도 6과 같이 조사창(525)에 십자선이 있다면, 도 8과 같이 콜리메이션 영역(31) 역시 십자선(L1, L2)이 있을 것이다. 따라서, 제어부(550)는 조사창(525)의 형상에 기초한 패턴 인식 알고리즘을 콜리메이션 영역(31) 검출에 이용할 수 있다. 예를 들어, 조사창(525)의 형상이 사각형이면, 제어부(550)는 사각 패턴 인식 알고리즘을 이용할 수 있다.

이때, 제어부(550)는 콜리메이터(523)의 조사창(525)의 형상에 기초한 콜리메이션 영역(31)의 형상에 소정의 오차 범위를 설정할 수 있다. 대상체(10)의 굴곡으로 인해 대상체(10) 위에 맺힌 조사창(525)의 상인 조사창 이미지(IM100)는 실제 조사창(525)의 형상으로부터 다소 왜곡될 수 있다. 이로 인해, 대상체 영상(30)에서 콜리메이션 영역(31)의 형상 역시 왜곡될 수 있다. 따라서, 제어부(550)는 이 왜곡을 고려하여 콜리메이션 영역(31)의 형상에 소정의 오차 범위를 설정할 수 있다. 예를 들어, 조사창(525)의 형상이 직사각형이면, 콜리메이션 영역(31)의 형상은 사다리꼴 정도의 사각형 형상이면 충분할 것이다.

또는, 제어부(550)는 콜리메이션 영역(31)의 형상의 왜곡을 감소시키기 위해, 셔터부(526)를 통해 조사창(525)의 크기를 줄일 수도 있다. 이 경우, 대상체 영상(30)에서 콜리메이션 영역(31) 역시 감소되어 콜리메이션 영역(31) 형상의 왜곡이 감소될 수 있다. 다만, 콜리메이션 영역(31)이 작아질수록 제어부(550)에서 획득되는 대상체 거리(SOD)의 정확도는 감소할 수 있다. 따라서, 제어부(550)는 대상체 거리(SOD)의 정확도와의 트레이드 오프(trade off)에 기초하여 조사창(도 6의 525)의 크기를 조절할 수 있다.

이와 같이, 제어부(550)는 대상체 영상(30)에서 휘도 정보, 조사창(525)의 형상 등에 기초하여 콜리메이션 영역(31)을 검출할 수 있다. 제어부(550)는 검출된 콜리메이션 영역(31)의 크기에 기초하여 대상체 거리(SOD)를 획득할 수 있다. 콜리메이션 영역(31)의 크기는 콜리메이션 영역(31)에 포함되는 픽셀들의 개수일 수 있다.

또는, 콜리메이션 영역(31)의 크기는 콜리메이션 영역(31)의 면적일 수도 있다. 제어부(550)는 조사창(525)의 십자선에 대응하는 대상체 영상(30)의 십자선(L1, L2)을 검출하고, 검출된 십자선(L1, L2)에 기초하여 콜리메이션 영역(31)의 크기를 획득할 수 있다. 제어부(550)는 대상체 영상(30)에서 휘도 정보, 조사창(525)의 형상 등에 기초하여 십자선(L1, L2)을 검출할 수 있다. 제어부(550)는 두 개의 십자선들(L1, L2) 각각의 길이를 검출할 수 있다. 예를 들어, 각 십자선들(L1, L2)의 길이는 각 십자선들(L1, L2)을 이루는 픽셀들의 개수일 수 있다. 제어부(550)는 십자선들(L1, L2)의 길이들을 서로 곱하여 콜리메이션 영역(31)의 크기를 획득할 수 있다.

또는, 콜리메이션 영역(31)의 크기는 십자선들(L1, L2) 중 하나의 길이로부터 추정할 수도 있다. 제어부(550)는 조사창(525)의 검출된 십자선(L1, L2) 중 하나의 길이에 기초하여 콜리메이션 영역(31)의 크기를 획득할 수 있다.

제어부(550)는 콜리메이션 영역(31)의 크기에 기초하여 대상체 거리(SOD)를 획득할 수 있다. 다만, 전술한 내용은 콜리메이션 영역(31)의 크기를 획득하는 방법의 예시들일 뿐이고, 이에 제한되는 것은 아니다.

대상체 영상(30)에서 콜리메이션 영역(31)의 크기는 대상체 거리(SOD)에 따라 달라진다. 따라서, 제어부(550)가 콜리메이션 영역(31)의 크기 및 대상체 거리(SOD) 사이의 관계를 나타내는 관계 정보를 획득하면, 관계 정보에 기초하여 대상체 거리(SOD)를 획득할 수 있을 것이다.

도 9는 콜리메이션 영역의 크기 및 대상체 거리 사이의 관계를 나타내는 관계 정보에 대한 그래프의 일부 실시예이다.

도 9를 참고하면, X축은 대상체 거리이고, Y축은 대상체 영상에서 콜리메이션 영역의 크기이다. 대상체 거리가 증가할수록 콜리메이션 영역의 크기는 감소함을 알 수 있다. 원근법으로 인해 대상체 거리가 멀수록 사진 촬영된 대상체 영상에서 콜리메이션 영역의 크기가 감소될 것이다. 따라서, 대상체 영상에서 콜리메이션 영역의 크기(OA)가 획득되면, 도 9와 같은 관계 정보에 기초하여 대상체 거리(SOD)가 획득될 수 있다.

다시 도 7을 참고하면, 엑스선 장치(500)의 제어부(도 5의 550)는 콜리메이션 영역의 크기 및 대상체 거리 사이의 관계를 나타내는 관계 정보(예를 들어, 도 9)에 기초하여 대상체 거리(SOD)를 획득할 수 있다. 또한, 제어부(도 5의 550)는 검출부 거리(SID; source to image-receptor distance) 및 대상체 거리(SOD)에 기초하여 대상체(10)의 두께(thickness)인 대상체 두께(OT)를 획득할 수 있다. 대상체 두께(OT)는 검출부 거리(SID)와 대상체 거리(SOD)의 차이일 것이다.

이와 같이, 일부 실시예에 따르면 엑스선 장치(500)는 대상체(10)가 사진 촬영된 대상체 영상에 기초하여 엑스선 소스와 대상체(10) 사이의 거리인 대상체 거리(SOD)를 자동으로 획득할 수 있다. 또한, 엑스선 장치(500)는 엑스선 소스와 검출부(530) 사이의 거리인 검출부 거리(SID) 및 대상체 거리(SOD)에 기초하여 대상체 두께(OT)를 획득할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 엑스선 장치(500)는 대상체 거리(SOD)나 대상체 두께(OT)를 별도의 센서 또는 줄자와 같은 측정 도구 없이 자동으로 획득할 수 있다.

또한, 제어부(도 5의 550)는 대상체 거리(SOD)의 획득과 유사하게 검출부 거리(SID)를 획득할 수도 있다. 이에 대해 도 10을 참고하여 설명한다.

도 10은 도 7의 엑스선 장치(500)가 검출부 거리(SID)를 획득하는 일부 실시예를 도시한다. 도 10의 엑스선 장치(500)는 도 5의 엑스선 장치(500)의 일부 실시예이다. 따라서 도 10의 엑스선 장치(500)에는 전술한 내용이 적용될 수 있다.

도 5 및 도 10을 참고하면, 엑스선 조사부(520)와 검출부(530) 사이에 대상체가 존재하지 않는다. 램프(524)가 턴온되면, 콜리메이터(523)의 조사창(525)을 통해 램프(524)에 의한 빛이 조사된다. 램프(524)에 의한 빛의 조사영역(590)으로 인해, 검출부(530) 위에는 조사창(525)의 상(IM200)이 맺힐 것이다. 검출부(530) 위에 맺힌 조사창(525)의 상을 검출부(530)상의 "조사창 이미지"(IM200)라고도 언급할 수 있다.

영상 획득부(510)는 검출부(530)를 사진 촬영하여 검출부 영상을 획득할 수 있다. 이 경우, 검출부(530) 위에 조사창 이미지(IM200)가 맺힐 것이다. 따라서, 영상 획득부(510)에서 획득된 검출부 영상은 조사창 이미지(IM200)에 대한 영상 영역을 포함할 수 있다.

도 11은 도 10의 엑스선 장치(500)에서 획득된 검출부 영상(20)의 일부 실시예이다.

도 10 및 도 11을 참고하면, 검출부 영상(20)은 검출부(530) 위에 맺힌 조사창 이미지(IM200)에 대한 영상 영역(21)을 포함한다. 이하, 본 명세서에서 검출부 영상(20)에 포함되는 조사창 이미지(IM200)에 대한 영상 영역(21)을 검출부 영상(20)의 "콜리메이션 영역"이라 한다. 즉, 콜리메이션 영역(21)은 검출부 영상(20)에 포함되는 영역으로, 콜리메이터(도 5의 523)의 램프(도 5의 524)로부터 조사되는 빛의 조사영역(590)에 대응한다.

엑스선 장치(500)의 제어부(도 5의 550)는 검출부 영상(20)에서 콜리메이션 영역(21)을 검출할 수 있다. 제어부(도 5의 550)는 검출부 영상(20)에서 휘도 정보, 조사창(525)의 형상 등에 기초하여 콜리메이션 영역(21)을 검출할 수 있다. 제어부(도 5의 550)는 검출된 콜리메이션 영역(21)의 크기에 기초하여 검출부 거리(SID)를 획득할 수 있다. 콜리메이션 영역(21)의 크기는 콜리메이션 영역(21)에 포함되는 픽셀들의 개수일 수 있다.

또는, 콜리메이션 영역(21)의 크기는 콜리메이션 영역(21)의 면적일 수도 있다. 제어부(도 5의 550)는 조사창(525)의 십자선에 대응하는 대상체 영상(20)의 십자선(L3, L4)을 검출하고, 검출된 십자선(L3, L4)에 기초하여 콜리메이션 영역(21)의 크기를 획득할 수 있다. 제어부(도 5의 550)는 두 개의 십자선들(L3, L4) 각각의 길이를 검출할 수 있다. 예를 들어, 각 십자선들(L3, L4)의 길이는 각 십자선들(L3, L4)을 이루는 픽셀들의 개수일 수 있다. 제어부(도 5의 550)는 십자선들(L3, L4)의 길이들을 서로 곱하여 콜리메이션 영역(21)의 크기를 획득할 수 있다. 그 길이들을 서로 곱하여 콜리메이션 영역(21)의 크기를 획득할 수 있다.

또는, 콜리메이션 영역(21)의 크기는 십자선들(L3, L4) 중 하나의 길이로부터 추정할 수도 있다. 제어부(도 5의 550)는 검출된 십자선(L3, L4) 중 하나의 길이에 기초하여 콜리메이션 영역(21)의 크기를 획득할 수 있다.

제어부(도 5의 550)는 콜리메이션 영역(21)의 크기에 기초하여 검출부 거리(SID)를 획득할 수 있다. 다만, 전술한 내용은 콜리메이션 영역(21)의 크기를 획득하는 방법의 예시들일 뿐이고, 이에 제한되는 것은 아니다.

제어부(도 5의 550)는 대상체 거리(SOD)의 획득과 마찬가지로, 콜리메이션 영역의 크기 및 검출부 거리 사이의 관계를 나타내는 관계 정보에 기초하여 검출부 거리(SID)를 획득할 수 있다.

제어부(도 5의 550)는 대상체 거리(SOD) 획득 시에 이용하는 콜리메이션 영역의 크기 및 대상체 거리 사이의 관계를 나타내는 관계 정보(예를 들어, 도 9)를 검출부 거리(SID) 획득 시에도 이용할 수 있다. 관계 정보는 미리 실험적으로 측정된 값들에 기초하여 획득되는 정보일 수 있다.

도 5에서 엑스선 장치(500)의 영상 획득부(510)는 엑스선 소스(522)와 피사체의 거리를 다양하게 변경시키면서 피사체를 사진 촬영함으로써 각 거리마다 피사체 영상을 획득할 수 있다. 피사체는 대상체 또는 검출부(530)일 수 있다. 엑스선 장치(500)는 각 거리에 따른 피사체 영상마다 콜리메이션 영역의 크기를 검출할 수 있다. 이를 통해, 엑스선 장치(500)는 콜리메이션 영역의 크기와 피사체의 거리 사이의 관계 정보(예를 들어, 도 9)를 미리 획득할 수 있다. 또는, 엑스선 장치(500)는 다른 외부 장치에서 실험적으로 획득된 관계 정보를 전달받을 수도 있다.

도 12는 관계 정보를 나타내는 도 9의 그래프에서 대상체 거리(SOD), 검출부 거리(SID) 및 대상체의 두께(OT) 사이의 관계의 일부 실시예를 도시한다.

도 12를 참고하면, 대상체 영상에서 콜리메이션 영역의 크기(OA)가 획득되면, 관계 정보에 기초하여 대상체 거리(SOD)가 획득될 수 있다. 마찬가지로, 검출부 영상에서 콜리메이션 영역의 크기(DA)가 획득되면, 검출부 거리(SID)가 획득될 수 있다. 검출부 거리(SID) 및 대상체 거리(SOD)의 차이에 의해 대상체 두께(OT)가 획득될 수 있다.

이와 같이, 제어부(도 5의 550)는 대상체 거리(SOD)의 획득과 유사하게 검출부 거리(SID)를 획득할 수도 있다. 다만, 이는 검출부 거리(SID)를 획득하는 방식의 일부 실시예이고, 제어부(도 5의 550)는 다양한 방식으로 검출부 거리(SID)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 검출부는 테이블 타입 리셉터나 스탠드 타입 리셉터 등 리셉터와 결합될 수 있다. 엑스선 장치가 엑스선 소스로부터 리셉터까지의 거리를 자동으로 획득할 수 있거나, 조절 가능하다면, 엑스선 장치는 대상체 거리(SOD) 획득과는 다르게 검출부 거리(SID)를 획득할 수 있다.

도 13은 일부 실시예에 따른 엑스선 장치(600)를 도시한다. 도 13의 엑스선 장치(600)는 도 5의 엑스선 장치(500)의 일부 실시예일 수 있다. 따라서 도 13의 엑스선 장치(600)에 포함되는 여러 구성들은 이하에서 따로 언급하지 않더라도 전술한 내용이 적용될 수 있다.

도 13을 참고하면, 엑스선 장치(600)는 영상 획득부(610), 엑스선 조사부(620) 및 제어부(650)를 포함한다. 엑스선 조사부(620)는 엑스선 소스(622) 및 콜리메이터(623)를 포함하고, 콜리메이터(623)는 램프(624)를 포함한다. 엑스선 장치(600)는 검출부(630), 조작부(640) 및 메모리(660)를 더 포함할 수 있다. 조작부(640)는 출력부(641) 및 입력부(642)를 포함할 수 있다.

영상 획득부(610)는 램프(624)가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영한 대상체 영상을 획득할 수 있다.

제어부(650)는 영상 획득부(610)에서 획득된 대상체 영상에 기초하여 엑스선 소스(622)와 대상체 사이의 거리인 대상체 거리를 획득할 수 있다. 제어부(650)는 대상체 영상에서 콜리메이션 영역을 검출하고, 콜리메이션 영역의 크기에 기초하여 대상체 거리를 획득할 수 있다. 제어부(650)는 메모리(660)에 저장된 콜리메이션 영역의 크기와 피사체 거리 사이의 관계 정보에 기초하여 대상체 거리를 획득할 수 있다. 제어부(650)는 엑스선 소스(622)와 검출부(630) 사이의 거리인 검출부 거리 및 대상체 거리에 기초하여 대상체 두께를 획득할 수 있다.

또한, 제어부(650)는 대상체 두께에 기초하여 엑스선 소스(622)의 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득할 수 있다. 조사 조건은 엑스선 조사량에 영향을 미칠 수 있는 정보를 의미한다. 예를 들어, 조사 조건은 대상체의 두께에 기초한 두께 정보일 수 있다. 두께 정보는 대상체의 두께이거나, 대상체의 두께에 기초한 대상체의 두께 정도 등을 포함할 수 있다. 두께 정도의 예로는 비만도가 있을 수 있다. 대상체의 두께가 두꺼울수록 적합한 엑스선 조사량은 증가할 것이다. 따라서, 조사 조건은 두께 정보를 포함할 수 있다.

또한, 조사 조건은 엑스선 조사량에 대한 조사량 정보일 수 있다. 조사량 정보는 엑스선 조사량, 그 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사하기 위해 필요한 전력 또는 전압 등을 포함할 수 있다.

이와 같이, 조사 조건은 두께 정보 및 조사량 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

메모리(660)는 엑스선 장치(600)의 동작 및 제어에 필요한 각종 정보를 저장할 수 있다. 메모리(660)는 콜리메이션 영역의 크기와 피사체 거리 사이의 관계를 나타내는 제1 관계 정보(예를 들어, 도 9)를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(660)는 대상체의 두께 및 엑스선 조사량 사이의 관계를 나타내는 제2 관계 정보를 더 저장할 수 있다.

출력부(641)는 엑스선 조사량과 연관된 조사 조건을 출력할 수 있다.

입력부(642)는 엑스선 조사량을 설정하는 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다. 사용자는 출력부(641)에 출력된 조사 조건을 본 후, 엑스선 설정 정보를 입력할 수 있다. 엑스선 설정 정보는 엑스선 조사량, 그 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사하기 위해 필요한 전력 또는 전압 등을 포함할 수 있다. 즉, 엑스선 설정 정보는 조사 조건과 같은 정보일 수 있다. 다만, 조사 조건은 출력부(641)에 출력되는 정보이고, 엑스선 설정 정보는 입력부(642)를 통해 사용자로부터 입력받는 정보이다.

사용자에 의해 엑스선 조사량이 설정되면, 엑스선 소스(622)가 설정된 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사할 것이다.

도 14는 일부 실시예에 따른 엑스선 장치(700)를 도시한다. 도 14의 엑스선 장치(700)는 도 13의 엑스선 장치(600)의 일부 실시예일 수 있다. 따라서 도 14의 엑스선 장치(700)에 포함되는 여러 구성들은 이하에서 따로 언급하지 않더라도 전술한 내용이 적용될 수 있다. 또한, 도 14의 엑스선 장치(700)에 포함되는 구성 요소들 중 도 13과 동일한 구성 요소는 도 13과 동일한 도면 부호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 도 14에 도시되지 않은 도 13의 구성 요소들은 도 14의 엑스선 장치(700)에 포함될 수 있다.

도 13 및 도 14를 참고하면, 엑스선 장치(700)는 엑스선 조사부(620)를 이동시키기 위하여 마련되는 가이드레일(720), 이동캐리지(730) 및 포스트 프레임(740)을 포함한다. 도 14에서는 도시하지 않았으나, 엑스선 조사부(620)는 도 13과 같이 램프(624)를 포함하는 콜리메이터(623) 및 엑스선 소스(622)를 포함한다.

도 14에서의 검출부(630)는 테이블 타입 리셉터(690)에 결합된 것으로 도시되어 있으나, 스탠드 타입 리셉터에도 결합될 수 있다. 또한, 검출부(630)는 어떤 리셉터에도 결합되지 않고, 임의의 위치에 존재할 수 있는 포터블(portable) 검출부일 수도 있다.

엑스선 조사부(620)에 포함되는 콜리메이터(623)의 램프(624)가 턴온되면, 램프(524)로부터의 빛이 빛의 조사영역(750)에 따라 조사될 것이다. 영상 획득부(610)는 대상체(10)를 사진 촬영한 대상체 영상을 획득할 수 있다. 제어부(650)는 대상체 영상에 기초하여 대상체 거리(SOD)를 획득할 수 있다. 제어부(650)는 검출부 거리(SID) 및 대상체 거리(SOD)에 기초하여 대상체 두께(OT)를 획득할 수 있다.

제어부(650)는 다양한 방식으로 검출부 거리(SID)를 획득할 수 있다.

일 예로, 제어부(650)는 포스트 프레임(740)의 이동 거리에 기초하여 검출부 거리(SID)를 획득할 수 있다. 가이드레일(720)은 검사실의 천장에 설치될 것이다. 가이드레일(720)의 높이 및 테이블 타입 리셉터(690)의 높이는 고정된 값일 것이다. 포스트 프레임(740)은 제3 방향(D3)으로 길이가 증가 또는 감소할 수 있다. 따라서 제어부(650)는 포스트 프레임(740)의 이동 거리를 획득하면 검출부 거리(SID)를 획득할 수 있다. 이 예는 도 14와 같은 테이블 타입 리셉터(690)와 결합된 검출부(630)뿐 아니라 스탠드 타입 리셉터에 결합된 검출부에도 적용될 수 있다.

다른 예로, 제어부(650)는 검출부 거리(SID)를 사용자의 선택에 의해 획득할 수도 있다. 사용자는 입력부(641)에 검출부 거리(SID)를 설정하는 정보인 거리 설정 정보를 입력할 수 있다. 제어부(650)는 사용자의 입력에 기초하여 포스트 프레임(740)을 이동시켜, 엑스선 조사부(620)를 설정된 검출부 거리(SID)에 해당하는 위치로 이동시킬 수 있다. 입력부(641)에 입력되는 거리 설정 정보는 사용자가 원하는 검출부 거리(SID) 자체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 입력부(641)에 입력되는 거리 설정 정보는 초기화 명령이거나, 촬영 준비 명령일 수 있다. 초기화 명령이나 촬영 준비 명령에 대응하는 검출부 거리(SID)는 미리 설정될 값일 수 있다. 초기화 명령이나 촬영 준비 명령에 따라 엑스선 조사부(620)는 미리 설정된 검출부 거리(SID)에 해당하는 위치로 이동시킬 수 있다. 이 예 역시 테이블 타입 리셉터(690)와 결합된 검출부(630)뿐 아니라 스탠드 타입 리셉터에 결합된 검출부에도 적용될 수 있다.

또는, 전술하였듯이 제어부(650)는 대상체 거리(SOD)의 획득과 유사하게 검출부 거리(SID)를 획득할 수도 있다. 이에 대해 도 15를 참고하여 설명한다.

도 15는 도 14의 엑스선 장치(700)가 검출부 거리(SID)를 획득하는 일부 실시예를 도시한다.

도 13 및 도 15를 참고하면, 엑스선 조사부(620)와 검출부(630) 사이에 대상체가 존재하지 않는다. 영상 획득부(610)는 램프(624)가 턴온되는 동안 검출부(630)를 사진 촬영한 검출부 영상을 획득할 수 있다. 도 15의 영상 획득부(610)는 검출부(630)가 결합된 리셉터(690)를 사진 촬영함으로써 검출부 영상을 획득할 수 있다.

제어부(650)는 영상 획득부(610)에서 획득된 검출부 영상에 기초하여 엑스선 소스(622)와 검출부(630) 사이의 거리인 검출부 거리(SID)를 획득할 수 있다. 검출부 영상에 기초하여 검출부 거리(SID)를 획득하는 방식은 도 15와 같은 테이블 타입 리셉터(690)와 결합된 검출부(630)뿐 아니라 스탠드 타입 리셉터에 결합된 검출부에도 적용될 수 있다. 또한, 임의의 위치에 존재할 수 있는 포터블 검출부에도 적용될 수 있다.

제어부(650)가 검출부 영상에 기초하여 검출부 거리(SID)를 획득한 후, 획득된 검출부 거리(SID)를 다시 조절할 수도 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 선택된 엑스선 소스(622)와 검출부(530) 사이의 거리는 100cm일 수 있고, 제어부(650)에서 획득된 검출부 거리(SID)는 80cm일 수 있다. 이 경우, 제어부(650)는 포스트 프레임(740)을 20cm만큼 D3 방향에서 위쪽으로 이동시킬 수 있다.

전술하였듯이, 제어부(650)는 대상체 거리(SOD) 및 검출부 거리(SID)로부터 획득된 대상체 두께(OT)에 기초하여 엑스선 소스(622)의 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득할 수 있다. 출력부(641)는 조사 조건을 출력할 수 있다.

도 16 내지 도 18은 도 13의 조작부(640)에 출력되는 조사 조건의 일부 실시예이다. 조작부(640)는 출력부(641) 및 입력부(642)를 포함한다. 도 16 내지 도 18에서 조작부(640)에 포함되는 출력부(641) 및 입력부(642)는 서로 분리된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 입력부(642) 또는 입력부(642)의 일부는 출력부(641)에 구현될 수 있다. 예를 들어, 입력부(642)가 터치스크린을 포함하는 경우, 터치스크린은 출력부(641)에 구현될 수 있다.

도 16을 참고하면, 출력부(641)에 출력되는 조사 조건(50)은 대상체의 두께일 수 있다. 도 16과 같은 예시로서, 조사 조건(50)는 "대상체의 두께: 19.6cm"와 같이 문자와 숫자의 형태로 출력될 수 있다.

도 17을 참고하면, 출력부(641)에 출력되는 조사 조건(50a)은 대상체의 비만도일 수 있다. 예를 들어, 제어부(도 13의 650)는 대상체 두께에 기초하여 대상체의 비만도를 획득할 수 있다. 비만도는 "상, 중, 하"와 같이 복수의 레벨들로 분류될 수 있다. 도 17과 같은 예시로서, 조사 조건(50a)은 "대상체의 비만도: 상"과 같이 문자의 형태로 출력될 수 있다.

도 16 및 도 17은 출력부(641)에 출력되는 조사 조건(50, 50a)이 두께 정보인 경우의 예시일 뿐이다. 출력부(641)에는 대상체의 두께, 대상체의 두께 정도 등 사용자가 대상체의 두께나 두께 정도를 인식할 수 있는 다양한 방식으로 조사 조건이 출력될 수 있다.

도 16 및 도 17의 입력부(642)는 엑스선 조사량을 설정하는 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다. 사용자는 출력부(641)에 출력된 조사 조건(50, 50a)을 본 후, 엑스선 설정 정보를 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 조사 조건(50, 50a)에 출력된 두께 정보를 통해 대상체의 두께가 두껍다고 판단되면, 엑스선 조사량이 높아지도록 엑스선 설정 정보를 입력할 수 있다.

도 18을 참고하면, 출력부(641)에 출력되는 조사 조건(70)은 두께 정보(71) 및 조사량 정보(72) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 조사량 정보(72)는 엑스선 조사량에 대한 정보일 수 있다. 조사량 정보(72)는 엑스선 조사량, 그 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사하기 위해 필요한 전력 또는 전압의 크기 등을 포함할 수 있다.

입력부(642)는 엑스선 조사량을 설정하는 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다. 사용자는 출력부(641)에 출력된 조사 조건(70)을 본 후, 엑스선 설정 정보를 입력할 수 있다.

도 18과 같이, 입력부(642)는 터치스크린을 포함하고, 사용자(90)는 출력부(641)에 디스플레이된 조사 조건(70)에서 조사량 정보(72)를 터치하는 방식으로 엑스선 설정 정보를 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자(90)는 출력된 조사량 정보(72)를 승인하거나, 조사량 정보(72)를 재조정하는 방식으로 엑스선 설정 정보를 입력할 수 있다. 다만 도 18은 엑스선 설정 정보를 입력하는 방식의 예시이고, 엑스선 설정 정보가 입력되는 방식은 다양하게 구현될 수 있다.

다시 도 13을 참고하면, 엑스선 장치(600)의 메모리(660)는 콜리메이션 영역의 크기와 피사체 거리 사이의 관계를 나타내는 제1 관계 정보(예를 들어, 도 9)를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(660)는 대상체의 두께 및 엑스선 조사량 사이의 관계를 나타내는 제2 관계 정보를 저장할 수 있다.

도 19는 도 13의 엑스선 장치(600)의 메모리(660)에 저장될 수 있는 제1 관계 정보(40)의 일부 실시예이다.

도 19를 참고하면, 제1 관계 정보(40)는 피사체까지의 거리 정보인 SID(41) 및 콜리메이션 영역의 크기 정보인 영역 크기(42)가 매칭된 테이블 형태의 정보이다. 도 19에서 피사체는 검출부일 수 있다. 제1 관계 정보(40)는 검출부 거리(SID)마다 검출부 영상에서 콜리메이션 영역의 크기를 획득하여 그 관계들을 저장한 것일 수 있다. 즉, 검출부 거리(SID)가 '제1 거리'인 경우 검출부 영상을 획득하고, 검출부 영상에서 콜리메이션 영역의 크기인 '제1 크기'를 획득하는 방식으로, 제1 관계 정보(40)는 실험적으로 획득될 수 있다.

도 13의 엑스선 장치(600)의 제어부(650)는 대상체 영상 또는 검출부 영상에서 콜리메이션 영역의 크기를 '제2 크기'로 검출하는 경우를 가정한다. 제어부(650)는 메모리(660)에 저장된 제1 관계 정보(40)에 기초하여 대상체 거리 또는 검출부 거리가 '제2 거리'임을 획득할 수 있다.

도 19는 제1 관계 정보(40)의 예시일 뿐이다. 다른 예로, 메모리(도 5의 660)에 저장되는 제1 관계 정보(40)는 도 9와 같은 그래프에서 x축과 y축의 관계식일 수도 있다.

도 20은 도 13의 엑스선 장치(600)의 메모리(660)에 저장될 수 있는 제2 관계 정보(60)의 일부 실시예이다.

도 20을 참고하면, 제2 관계 정보(60)는 대상체의 두께에 기초하여 획득된 두께 정보(61) 및 엑스선 조사량에 대한 조사량 정보(62)의 관계일 수 있다. 도 20의 두께 정보(61) 및 조사량 정보(62)는 예시일 뿐이다. 두께 정보(61)는 대상체의 두께, 대상체의 두께 범위, 대상체의 두께 정도 등을 포함할 수 있다. 조사량 정보(62)는 엑스선 조사량, 그 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사하기 위해 필요한 전력 또는 전압의 크기 등을 포함할 수 있다.

도 13의 엑스선 장치(600)의 제어부(650)가 대상체의 두께를 '제3 두께'로 획득하는 경우를 가정한다. 제어부(650)는 메모리(660)에 저장된 제2 관계 정보(60)에 기초하여 조사량 정보(62)가 '제3 조사량'임을 획득할 수 있다.

출력부(641)는 두께 정보(61) 및 조사량 정보(62) 중 적어도 하나를 포함하는 조사 조건을 출력할 수 있다. 입력부(642)는 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다.

엑스선 소스(622)는 사용자에 의해 설정된 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사할 수 있다.

그런데, 메모리(660)에 저장된 제1 관계 정보(도 19의 40)는 콜리메이터(623)의 조사창(도 6의 525)의 크기가 특정한 크기로 한정되는 경우에만 적용되는 것일 수 있다. 조사창(도 6의 525)의 크기는 셔터부(526)에 의해 조절될 수 있다. 그런데, 메모리(660) 용량의 한계로 인해, 제1 관계 정보는 조사창(도 6의 525)의 크기가 특정된 경우에만 피사체 거리에 따른 콜리메이션 영역의 크기를 실험적으로 획득한 정보일 수 있다.

따라서 콜리메이터(623)는 대상체가 사진 촬영되는 동안에는 조사창(도 6의 525)의 크기를 제1 크기로 조절할 수 있다. 제1 크기는 제1 관계 정보가 적용되는 특정한 크기일 것이다. 다음, 콜리메이터(623)는 엑스선 소스(622)가 엑스선 소스를 조사하는 동안 조사창(도 6의 525)의 크기를 제2 크기로 조절할 수 있다. 제2 크기는 사용자에 의해 선택될 수 있다. 따라서, 콜리메이터(623)의 조사창(도 6의 525)의 크기는 대상체가 사진 촬영되는 구간과 엑스선 촬영되는 구간에서 서로 다를 수 있다.

이와 같이, 일부 실시예에 따르면, 엑스선 장치(600)는 대상체 영상에 기초하여 대상체의 두께를 획득할 수 있다. 또한, 엑스선 장치(600)는 대상체의 두께에 기초하여 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득하고, 조사 조건을 출력할 수 있다. 따라서 사용자는 출력된 조사 조건을 이용하여 대상체 두께에 적합한 엑스선 소스(622)의 엑스선 조사량을 설정할 수 있다. 즉, 일부 실시예에 따르면, 엑스선 장치(600)는 대상체의 두께를 자동으로 검출함으로써, 사용자에게 대상체의 두께에 적합한 엑스선 조사량을 설정할 수 있도록 가이드를 제공할 수 있다. 따라서 엑스선 장치를 사용하는 사용자 편의성이 증가할 것이다.

엑스선 장치(600)는 대상체의 두께를 획득하기 위해, 대상체 영상에서 콜리메이션 영역을 검출할 수 있다.

도 21은 도 13의 엑스선 장치(600)가 대상체 영상에서 콜리메이션 영역을 검출하는 일부 실시예이다.

도 13 및 도 21을 참고하면, 영상 획득부(610)는 램프(624)가 턴오프되는 동안 대상체를 사진 촬영한 제1 대상체 영상(81)을 획득할 수 있다. 또한, 영상 획득부(610)는 램프(624)가 턴온되는 동안 동일한 대상체를 사진 촬영한 제2 대상체 영상(82)을 획득할 수 있다. 도 21은 대상체가 팬텀인 경우의 예이나, 이에 제한되는 것은 아니다.

제어부(650)는 제1 대상체 영상(81) 및 제2 대상체 영상(82)이 차(substraction) 연산된 차분 영상(83)을 획득할 수 있다. 제어부(650)는 차분 영상(83)에서 콜리메이션 영역(84)을 검출할 수 있다. 차분 영상(83)에서 콜리메이션 영역(84) 외의 부분인 주변 영역은 휘도가 매우 낮을 것이다. 주변 영역은 제1 대상체 영상(81) 및 제2 대상체 영상(82)의 휘도 차이가 거의 없기 때문에 차 연산을 통해 거의 제거될 수 있기 때문이다. 차분 영상(83)에서 콜리메이션 영역(84)은 제1 대상체 영상(81) 및 제2 대상체 영상(82) 사이의 휘도 차이가 있기 때문에, 차 연산을 통해 콜리메이션 영역(84)의 휘도를 더욱 증가시킬 수 있다.

엑스선 장치(600)의 주변 환경이 밝은 경우, 제2 대상체 영상(82)에서 콜리메이션 영역의 휘도는 주변 영역과 큰 차이가 없을 수 있다. 이런 경우, 제어부(650)는 제2 대상체 영상(82)뿐 아니라 제1 대상체 영상(81)에 기초하여 차분 영상(83)에서 콜리메이션 영역(84)을 검출할 수 있다.

제어부(650)는 제1 대상체 영상(81) 및 제2 대상체 영상(82)을 각각 단색화할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(650)는 영상 처리를 통해 제1 대상체 영상(81) 및 제2 대상체 영상(82) 각각에서 색상 정보를 제거하여 휘도 정보만을 남길 수 있다. 다음, 제어부(650)는 단색화된 제1 대상체 영상 및 단색화된 제2 대상체로부터 차분 영상(83)을 획득할 수 있다. 또한, 콜리메이션 영역(84)의 검출을 위해, 제어부(650)는 차분 영상(83)에 문턱치화(thresholding), 필터링(filtering) 등의 추가적인 영상 처리를 수행할 수도 있다. 또한, 조사창(도 6의 525)의 형상이 사각형이면, 제어부(650)는 사각 패턴 인식 알고리즘을 이용하여 콜리메이션 영역(84)을 검출할 수 있다.

도 21은 대상체 영상으로부터 콜리메이션 영역을 검출하는 일부 실시예일뿐, 콜리메이션 영역을 검출하는 방법을 제한하는 것은 아니다.

지금까지, 일부 실시예에 따른 엑스선 장치에서 대상체 영상으로부터 대상체 두께를 획득하고, 조사 조건을 출력하는 것으로 설명되었다. 그런데, 일부 실시예는 워크스테이션에서도 수행될 수 있다. 즉, 지금까지 전술한 내용은 워크스테이션에서도 적용될 수 있다.

도 22는 일부 실시예에 따른 엑스선 시스템(8000)을 도시한다.

도 22를 참고하면, 엑스선 시스템(8000)은 엑스선 장치(800) 및 워크스테이션(860)을 포함한다.

엑스선 장치(800)는 영상 획득부(810) 및 엑스선 조사부(820)를 포함한다. 또한, 엑스선 장치(800)는 검출부(830)를 더 포함할 수 있다. 엑스선 조사부(820)는 엑스선 소스(822) 및 콜리메이터(823)을 포함한다. 콜리메이터(823)는 램프(824)를 포함한다. 엑스선 장치(800)는 이전에 설명된 엑스선 장치에 대한 내용이 적용될 수 있다. 도 22에는 도시되지 않았으나, 이전에 설명된 것과 같이 엑스선 장치(800) 역시 조작부나 제어부 등을 더 포함할 수도 있다.

워크스테이션(860)은 제어부(813) 및 사용자 인터페이스를 제공하는 조작부(840)를 포함할 수 있다. 조작부(841)는 출력부(841) 및 입력부(842)를 포함할 수 있다.

워크스테이션(860)의 제어부(813) 및 조작부(840)에는 이전에 설명된 엑스선 장치의 제어부에 대한 내용이 적용될 수 있다. 워크스테이션(860)의 조작부(840)에 적용되는 UI는 엑스선 장치의 조작부에 적용되는 UI와 일치할 수 있다. 이를 통해, 간결하고 직관적인 사용자 인터페이스를 제공할 수 있어, 사용자가 엑스선 장치(800)를 직관적이고 편리하게 조작하거나 제어 가능하게 할 수 있다.

엑스선 장치(800)의 영상 획득부(610)는 램프(824)가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영한 대상체 영상을 획득할 수 있다.

워크스테이션(860)의 제어부(813)는 엑스선 장치(800)로부터 대상체 영상을 전달받을 수 있다. 워크스테이션(860)의 제어부(813)는 콜리메이터(823)의 램프(824)의 턴온 여부를 제어할 수 있다. 또는, 워크스테이션의 제어부(813)는 콜리메이터(823)의 조사창의 크기를 제어할 수도 있다.

제어부(813)는 대상체 영상에 기초하여 엑스선 소스(822)와 대상체 사이의 거리인 대상체 거리를 획득할 수 있다. 제어부(813)는 엑스선 소스(822)와 검출부(830) 사이의 거리인 검출부 거리 및 대상체 거리에 기초하여 대상체의 두께를 획득할 수 있다. 제어부(813)는 대상체 두께에 기초하여 엑스선 소스(822)의 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득할 수 있다.

워크스테이션(860)의 출력부(641)는 조사 조건을 출력할 수 있다. 입력부(842)는 엑스선 조사량을 설정하는 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다.

워크스테이션(860)의 제어부(813)는 엑스선 장치(800)의 엑스선 소스(822)를 제어하여 엑스선 소스(822)가 설정된 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사하도록 할 수 있다. 제어부(813)는 대상체가 사진 촬영되는 동안 콜리메이터(823)의 조사창의 크기를 제1 크기로 조절하고, 엑스선 소스(822)가 엑스선을 조사하는 동안 조사창의 크기를 제2 크기로 조절할 수 있다.

도 22에 도시하지 않았으나, 워크스테이션(860)은 메모리를 더 포함할 수 있다. 워크스테이션(860)의 메모리는 콜리메이션 영역의 크기와 피사체 거리 사이의 관계를 나타내는 제1 관계 정보(예를 들어, 도 19)를 저장할 수 있다. 또한, 메모리는 대상체의 두께 및 엑스선 조사량 사이의 관계를 나타내는 제2 관계 정보(예를 들어, 도 20)를 더 저장할 수 있다.

도 23 및 도 24는 도 22의 워크스테이션(860)의 조작부(840)의 일부 실시예들을 도시한다.

도 23을 참고하면, 조작부(840)는 두께 정보를 조사 조건(51)으로 출력할 수 있다. 도 24를 참고하면, 조작부(840)는 두께 정보(76) 및 조사량 정보(77) 중 적어도 하나를 조사 조건(75)으로 출력할 수 있다. 사용자(90)는 조작부(840)에 엑스선 설정 정보를 입력할 수 있다.

도 23 및 도 24는 워크스테이션(860)이 출력하는 조사 조건의 예시들일 뿐, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 25는 일부 실시예에 따른 엑스선 시스템의 동작 방법(S100)의 흐름도를 나타낸다.

도 25를 참고하면, 엑스선 시스템은 콜리메이터의 램프가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영하여 획득된 대상체 영상에 기초하여 엑스선 소스와 대상체 사이의 거리인 대상체 거리를 획득할 수 있다(S110).

엑스선 시스템은 대상체 거리 및 엑스선 소스와 검출부 사이의 거리인 검출부 거리에 기초하여 대상체 두께를 획득할 수 있다(S120).

도 26은 일부 실시예에 따른 엑스선 시스템의 동작 방법(S200)의 흐름도를 나타낸다.

도 26을 참고하면, 엑스선 시스템은 대상체 영상에 기초하여 대상체 거리를 획득할 수 있다(S210). 엑스선 시스템은 대상체 거리 및 검출부 거리에 기초하여 대상체 두께를 획득할 수 있다(S220).

엑스선 시스템은 대상체 두께에 기초하여 엑스선 소스의 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득할 수 있다(S230). 엑스선 시스템은 조사 조건을 출력할 수 있다(S240).

도 27은 일부 실시예에 따른 엑스선 시스템의 동작 방법(S300)의 흐름도를 나타낸다.

도 27을 참고하면, 엑스선 시스템은 대상체 영상에 기초하여 대상체 거리를 획득할 수 있다(S310). 엑스선 시스템은 대상체 거리 및 검출부 거리에 기초하여 대상체 두께를 획득할 수 있다(S320). 엑스선 시스템은 대상체 두께에 기초하여 조사 조건을 획득할 수 있다(S330). 엑스선 시스템은 조사 조건을 출력할 수 있다(S340).

엑스선 시스템은 엑스선 조사량을 설정하는 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다(S350). 엑스선 시스템은 엑스선 소스가 설정된 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사하도록 할 수 있다(S360).

도 28은 일부 실시예에 따른 엑스선 시스템의 동작 방법(S400)의 흐름도를 나타낸다.

도 28을 참고하면, 엑스선 시스템은 램프가 턴온되는 동안 검출부를 사진 촬영하여 획득된 검출부 영상에 기초하여 엑스선 소스와 검출부 사이의 거리인 검출부 거리를 획득할 수 있다(S410). 검출부를 사진 촬영하는 동안, 검출부와 엑스선 조사부 사이에는 대상체가 존재하지 않을 것이다. 또한, 엑스선 시스템은 획득된 검출부 거리에 기초하여 엑스선 소스와 검출부 사이의 거리를 재조절할 수 있다.

엑스선 시스템은 대상체 영상에 기초하여 대상체 거리를 획득할 수 있다(S420). 대상체 영상은 램프가 턴온되는 동안 검출부와 엑스선 조사부 사이에 위치한 대상체를 사진 촬영하여 획득될 수 있다. 엑스선 시스템은 대상체 거리 및 검출부 거리에 기초하여 대상체 두께를 획득할 수 있다(S430).

도 29는 일부 실시예에 따른 엑스선 시스템의 동작 방법(S500)의 흐름도를 나타낸다.

도 29를 참고하면, 엑스선 시스템은 콜리메이터의 조사창의 크기를 제1 크기로 조절할 수 있다(S510). 엑스선 시스템은 콜리메이터의 램프가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영한 대상체 영상을 획득할 수 있다(S520). 엑스선 시스템은 대상체 영상에 기초하여 대상체 거리를 획득할 수 있다(S530). 엑스선 시스템은 대상체 거리 및 검출부 거리에 기초하여 대상체 두께를 획득할 수 있다(S540). 엑스선 시스템은 대상체 두께에 기초하여 조사 조건을 획득할 수 있다(S550). 엑스선 시스템은 조사 조건을 출력할 수 있다(S560). 엑스선 시스템은 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받을 수 있다(S570). 엑스선 시스템은 콜리메이터의 조사창의 크기를 제2 크기로 조절할 수 있다(S580). 엑스선 시스템은 엑스선 소스가 설정된 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사하도록 할 수 있다(S590).

도 25 내지 도29에 설명한 엑스선 시스템의 동작 방법들의 각 단계는 엑스선 장치 또는 엑스선 장치를 제어하도록 구성된 워크스테이션에서 수행될 수 있을 것이다. 또한, 동작 방법들의 각 단계들에는 전술한 내용이 적용될 수 있다.

다음 도 30 내지 도 32를 참고하여, 일부 실시예에 따라 대상체를 사진 촬영한 대상체 영상이나 검출부를 사진 촬영한 검출부 영상에 기초하여 대상체 거리나 검출부 거리를 획득하는 방법을 설명한다. 이하에서 설명할 일부 실시예는 전술한 내용 중에서 대상체 영상이나 검출부 영상에 기초하여 대상체 거리나 검출부 거리를 획득하는 경우에 적용될 수 있을 것이다.

도 30은 일부 실시예에 따른 엑스선 장치(900)를 도시한다.

도 30을 참고하면, 엑스선 장치(900)는 영상 획득부(910), 엑스선 조사부(920) 및 검출부(930)를 포함할 수 있다. 도 30에서 도시하지 않았으나, 엑스선 장치(900)는 전술한 엑스선 장치에 포함될 수 있는 다른 구성 요소들을 포함할 수도 있다.

930-1, 930-2, 930-3은 검출부(930)의 위치에 따라 검출부(930)를 식별하기 위한 것이다. 또한, SID-1, SID-2, SID-3은 검출부(930)에 따른 검출부(930)와 엑스선 조사부(920) 사이의 거리인 검출부 거리를 식별하기 위한 것이다. 설명의 편의를 위해, 제1 검출부(930-1), 제2 검출부(930-2), 제3 검출부(930-3), 제1 검출부 거리(SID-1), 제2 검출부 거리(SID-2) 및 제3 검출부 거리(SID-3)로 지칭한다.

영상 획득부(910)는 엑스선 조사부(920)의 일면의 가장자리에 위치할 수 있다. 이 경우, 도 30과 같이 영상 획득부(910)의 LOS(Line-of-Sight)가 기울어지게 되어 영상 획득부(910)의 가상 카메라 영역(990) 역시 기울어지게 된다.

도 31은 도 30의 영상 획득부(910)에 획득된 검출부 영상들의 예시이다.

도 31(a)는 도 30에서 제1 검출부 거리(SID-1)에 있는 제1 검출부(930-1)를 촬영한 제1 검출부 영상(85-1)이고, 도 31(b)는 제2 검출부 거리(SID-2)에 있는 제2 검출부(930-2)를 촬영한 제2 검출부 영상(85-2)이고, 도 31(c)는 제3 검출부 거리(SID-3)에 있는 제3 검출부(930-3)를 촬영한 제3 검출부 영상(85-3)이다.

도 30을 참고하면, 제1 검출부 거리(SID-1)가 가장 짧고, 제3 검출부 거리(SID-3)이 가장 길다. 도 31을 참고하면, 제1 검출부 영상(85-1)의 콜리메이션 영역(80-1)이 가장 크고, 제3 검출부 영상(85-3)의 콜리메이션 영역(80-3)이 가장 작다. 즉, 검출부 거리(SID-1, SID-2, SID-3)가 길어질수록 콜리메이션 영역(80-1, 80-2, 80-3)의 크기가 작아짐을 확인할 수 있다. 따라서 콜리메이션 영역(80-1, 80-2, 80-3)의 크기에 기초하여 검출부 거리(SID-1, SID-2, SID-3)를 획득할 수 있고, 이에 대한 내용은 앞서 상술하였다.

그런데, 도 30과 같이 영상 획득부(910)의 LOS가 기울어진 경우, 각 검출부 영상(85-1, 85-2, 85-3)에서 콜리메이션 영역(80-1, 80-2, 80-3)의 중심(P1, P2, P3)의 위치 역시 달라질 것이다. 즉, 검출부 거리(SID-1, SID-2, SID-3)가 길어질수록, 각 검출부 영상(85-1, 85-2, 85-3)에서 콜리메이션 영역(80-1, 80-2, 80-3)의 중심(P1, P2, P3)의 위치는 점점 왼쪽으로 치우침을 확인할 수 있다.

따라서 엑스선 장치(900)는 검출부 영상(85-1, 85-2, 85-3)에서 콜리메이션 영역(80-1, 80-2, 80-3)의 중심(P1, P2, P3)의 위치를 검출하고, 검출된 중심(P1, P2, P3)의 위치에 기초하여 검출부 거리(SID-1, SID-2, SID-3)를 획득할 수 있을 것이다. 또한, 엑스선 장치(900)는 검출부 영상에서 콜리메이션 영역(80-1, 80-2, 80-3)의 중심의 위치 및 검출부 거리 사이의 관계를 나타내는 위치-거리 정보를 데이터베이스화하여 메모리(도 13의 660 참고)에 저장해 놓을 수 있다. 엑스선 장치(900)는 사전에 실험적으로 데이터베이스화를 수행할 수 있다. 구체적으로, 엑스선 장치(900)는 검출부 거리를 변경하면서 검출부 영상을 획득하고, 각 검출부 영상에서 콜리메이션 영역의 중심의 위치를 획득하여 검출부 거리와 중심의 위치의 관계를 위치-거리 정보로 저장할 수 있을 것이다.

도 30의 엑스선 조사부(920)에 포함되는 콜리메이터(미도시)가 도 6과 같이 십자선이 있는 조사창(도 6의 525)을 포함하는 경우, 각 검출부 영상(85-1, 85-2, 85-3)의 콜리메이션 영역(80-1, 80-2, 80-3) 역시 십자선이 있을 것이다. 콜리메이션 영역(80-1, 80-2, 80-3)의 중심(P1, P2, P3)은 십자선의 중심과 동일할 수 있다. 이 경우, 엑스선 장치(900)는 검출부 영상(85-1, 85-2, 85-3)에서 십자선의 중심을 검출함으로써 콜리메이션 영역(80-1, 80-2, 80-3)의 중심(P1, P2, P3)을 검출할 수 있을 것이다. 다만, 이는 예시이며 일부 실시예를 제한하는 것은 아니다.

도 32는 검출부 영상 및 대상체 영상의 예시이다.

도 32(a)와 도 32(b)는 검출부 거리가 동일한 경우의 검출부 영상(97) 및 대상체 영상(98)이다. 엑스선 장치는 검출부 영상(97)의 콜리메이션 영역(91)의 중심(P4)의 위치 및 대상체 영상(98)의 콜리메이션 영역(92)의 중심(P5)의 위치의 차이(DT)에 기초하여 대상체의 두께를 획득할 수 있을 것이다.

또는 엑스선 장치는 검출부 영상(97)의 콜리메이션 영역(91)의 중심(P4)의 위치에 기초하여 검출부 거리를 획득하고, 대상체 영상(98)의 콜리메이션 영역(92)의 중심(P5)의 위치에 기초하여 대상체 거리를 획득할 수 있다. 엑스선 장치는 검출부 거리 및 대상체 거리 사이의 차이를 대상체의 두께로 획득할 수 있다.

도 32(c)는 도 32(b)의 대상체 거리와 동일한 길이의 검출부 거리에 있는 검출부를 사진 촬영하여 획득된 검출부 영상(99)이다. 예를 들어, 도 32(a)와 도 32(b)는 모두 검출부 거리가 100cm이고, 도 32(b)의 대상체 거리는 80cm이고, 도 32(c)의 검출부 거리는 80cm일 수 있다.

검출부 영상(99)의 콜리메이션 영역(93)의 중심(P6)의 위치는 대상체 영상(98)의 콜리메이션 영역(92)의 중심(P5)의 위치와 거의 동일함을 확인할 수 있다. 즉, 피사체가 대상체이든 검출부이든, 피사체 영상에서 콜리메이션 영역의 중심의 위치에 기초하여 엑스선 소스로부터 피사체까지의 거리가 획득될 수 있을 것이다.

전술한 엑스선 장치 또는 엑스선 장치를 제어하는 워크스테이션은 피사체 영상에서 콜리메이션 영역의 중심을 검출하여 피사체 거리를 획득할 수 있을 것이다.

한편, 상술한 본 개시의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시예를 설명하였지만, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (21)

1. 램프를 포함하며, 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터;
   상기 램프가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영한 대상체 영상을 획득하는 영상 획득부; 및
   상기 대상체 영상에 기초하여 상기 엑스선 소스와 상기 대상체 사이의 거리인 대상체 거리를 획득하며,
   상기 엑스선 소스와 엑스선 검출부 사이의 거리인 검출부 거리 및 상기 대상체 거리에 기초하여 상기 대상체의 두께를 획득하는 제어부를 포함하는 엑스선 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 대상체의 두께에 기초하여 상기 엑스선 소스의 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득하고,
   상기 조사 조건을 출력하는 출력부를 더 포함하는 엑스선 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 엑스선 소스의 엑스선 조사량을 설정하는 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받는 입력부를 더 포함하는 엑스선 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 엑스선 소스는 상기 엑스선 설정 정보에 의해 설정된 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사하는, 엑스선 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 대상체 영상에서 상기 램프로부터 조사되는 빛의 조사영역에 대응하는 콜리메이션 영역을 검출하고, 상기 콜리메이션 영역의 크기에 기초하여 상기 대상체 거리를 획득하는, 엑스선 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 대상체 거리 및 상기 콜리메이션 영역의 크기 사이의 관계를 포함하는 제1 관계 정보 및 상기 대상체의 두께 및 상기 엑스선 조사량 사이의 관계를 포함하는 제2 관계 정보 중 적어도 하나를 저장하는 메모리를 더 포함하는 엑스선 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 콜리메이터는 상기 엑스선 소스로부터의 조사되는 엑스선이 통과하는 조사창을 더 포함하고,
   상기 대상체가 사진 촬영되는 동안 상기 조사창의 크기를 제1 크기로 조절하고, 상기 엑스선 소스가 엑스선 소스를 조사하는 동안 상기 조사창의 크기를 제2 크기로 조절하는, 엑스선 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 대상체 영상에서 상기 램프로부터 조사되는 빛의 조사영역에 대응하는 콜리메이션 영역의 중심을 검출하고, 상기 중심의 위치에 기초하여 상기 대상체 거리를 획득하는, 엑스선 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 영상 획득부는 상기 엑스선 검출부를 사진 촬영한 검출부 영상을 획득하되, 상기 검출부 영상은 상기 램프가 턴온되며, 상기 엑스선 소스와 상기 엑스선 검출부 사이에 상기 대상체가 존재하지 않는 동안 사진 촬영된 영상이며,
   상기 제어부는 상기 검출부 영상에 기초하여 상기 검출부 거리를 획득하는, 엑스선 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 검출부 거리를 설정하는 거리 설정 정보를 사용자로부터 입력받는 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 거리 설정 정보 및 상기 획득된 검출부 거리에 기초하여 상기 엑스선 소스의 위치를 변경하는, 엑스선 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 영상 획득부는 상기 램프가 턴오프되는 동안 상기 대상체를 사진 촬영한 턴오프 영상을 획득하고,
    상기 제어부는 상기 대상체 영상과 상기 턴오프 영상의 차분 영상을 획득하고, 상기 차분 영상에서 상기 램프로부터 조사되는 빛의 조사영역에 대응하는 콜리메이션 영역을 검출하고, 상기 콜리메이션 영역의 크기에 기초하여 상기 대상체 거리를 획득하는, 엑스선 장치.
12. 엑스선 장치를 제어하도록 구성된 워크스테이션에 있어서,
    엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터의 램프가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영하여 획득된 대상체 영상에 기초하여 상기 엑스선 소스와 상기 대상체 사이의 거리인 대상체 거리를 획득하며,
    상기 엑스선 소스와 엑스선 검출부 사이의 거리인 검출부 거리 및 상기 대상체 거리에 기초하여 상기 대상체의 두께를 획득하는 제어부를 포함하는 워크스테이션.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 대상체의 두께에 기초하여 상기 엑스선 소스의 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득하고,
    상기 조사 조건을 출력하는 출력부를 더 포함하는 워크스테이션.
14. 제13항에 있어서,
    상기 엑스선 소스의 엑스선 조사량을 설정하는 엑스선 설정 정보를 사용자로부터 입력받는 입력부를 더 포함하는 워크스테이션.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 엑스선 소스가 상기 엑스선 설정 정보에 의해 설정된 엑스선 조사량으로 엑스선을 조사하도록 제어하는, 워크스테이션.
16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 대상체 영상에서 상기 램프로부터 조사되는 빛의 조사영역에 대응하는 콜리메이션 영역을 검출하고, 상기 콜리메이션 영역의 크기에 기초하여 상기 대상체 거리를 획득하는, 워크스테이션.
17. 제16항에 있어서,
    상기 대상체 거리 및 상기 콜리메이션 영역의 크기 사이의 관계를 포함하는 제1 관계 정보 및 상기 대상체의 두께 및 상기 엑스선 조사량 사이의 관계를 포함하는 제2 관계 정보 중 적어도 하나를 저장하는 메모리를 더 포함하는 워크스테이션.
18. 제17항에 있어서,
    상기 콜리메이터는 상기 엑스선 소스로부터의 조사되는 엑스선이 통과하는 조사창을 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 대상체가 사진 촬영되는 동안 상기 조사창의 크기를 제1 크기로 조절하고, 상기 엑스선 소스가 엑스선을 조사하는 동안 상기 조사창의 크기를 제2 크기로 조절하는, 워크스테이션.
19. 엑스선 소스에서 조사되는 엑스선의 조사영역을 조절하는 콜리메이터의 램프가 턴온되는 동안 대상체를 사진 촬영하여 획득된 대상체 영상에 기초하여 상기 엑스선 소스와 상기 대상체 사이의 거리인 대상체 거리를 획득하는 단계; 및
    상기 엑스선 소스와 엑스선 검출부 사이의 거리인 검출부 거리 및 상기 대상체 거리에 기초하여 상기 대상체의 두께를 획득하는 단계를 포함하는 엑스선 시스템의 동작 방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 대상체의 두께에 기초하여 상기 엑스선 소스의 엑스선 조사량과 연관된 정보인 조사 조건을 획득하는 단계; 및
    상기 조사 조건을 출력하는 단계를 더 포함하는 엑스선 시스템의 동작 방법.
21. 제19항 또는 제20항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.

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