KR20180057015A - Cone Beam Computerized Tomography System Having Filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인체의 일부를 촬영하는데 사용되는 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, X-레이 방사부의 전면에 필터를 구비하여 하이 에너지와 로우 에너지의 X-레이 빔 스펙트럼을 명확히 분리할 수 있도록 함으로써, 영상정보에 도움이 되지 않는 중간 에너지 상태의 X-레이 빔이 환자에 주사되는 것을 방지할 수 있는 회전 필터를 구비한 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cone-beam computed tomography apparatus used for photographing a part of a human body, and more particularly, to an X-ray imaging apparatus having a filter on the front surface of an X- Ray beam having an intermediate energy state that does not contribute to image information by preventing the X-ray beam from being scanned by the patient.
일반적으로 치과에서 임플란트 시술을 하거나 인공치아를 제조하기 위해서는, 컴퓨터 단층촬영장치로 구강 내부를 촬영하여 치아의 영상정보를 획득하고 있다.Generally, in order to perform an implant treatment or an artificial tooth in a dental clinic, the inside of the mouth is photographed with a computer tomography apparatus to acquire image information of the tooth.
도 1은 이러한 컴퓨터 단층촬영장치의 일례를 도시한 것이다. Fig. 1 shows an example of such a computer tomography apparatus.
상기한 종래의 컴퓨터 단층촬영장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 높이 조절이 가능한 수직 몸체부(10)와, 상기 수직 몸체부(10)의 상부에 수평으로 구비되는 수평부(20)와, 상기 수평부(20)의 단부에 구비되어 360도로 회전하는 회전부재(30)와, 상기 회전부재(30)의 일단에 구비되어 X-레이를 주사하는 X-레이 방사부(40)와, 상기 회전부재(30)의 타단에 구비되어 X-레이의 투과흡수치를 검출하는 디텍터(Detector)(50)와, 컴퓨터 단층촬영장치를 조작하기 위한 조작부(60)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the conventional computerized tomography apparatus includes a
상기 컴퓨터 단층촬영장치(이하 간단히 'CT'라 한다)는, 환자의 구강 부위가 상기 X-레이 방사부(40)와 디텍터(50) 사이에 위치되도록 한 후, 상기 회전부재(30)를 360도로 회전시켜 가면서, X-레이 방사구(42)에서 환자의 구강 부위에 X-레이 빔을 주사한다. The computer tomography apparatus (hereinafter, simply referred to as 'CT') allows the oral cavity of the patient to be positioned between the
그리고 상기 디텍터(50)에서 X-레이의 투과흡수치를 검출한 후, 이렇게 수집된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이 신호를 컴퓨터에서 연산처리하여 3차원 영상을 획득한다. After the X-ray transmission absorption value is detected by the
이렇게 얻어진 영상정보는, 임플란트 시술을 하거나 치아를 치료할 때, 또는 인공치아를 제조하는데 사용된다.The image information thus obtained is used for implant treatment, for treating teeth, or for producing artificial teeth.
상기한 CT는, 도 2(a)에 도시된 바와 같이 부채꼴 형태의 X-레이 빔을 주사하는 팬 빔 CT(Fan Beam CT)와, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 원뿔 형태의 X-레이 빔을 주사하는 콘 빔 CT(Cone Beam CT)로 구분할 수 있다. 2 (a), a fan beam CT (Fan Beam CT) for scanning a fan-shaped X-ray beam and a conical X- And Cone Beam CT (Ray Beam CT).
상기 콘 빔 CT에 의하면 보다 정확한 3차원 영상을 얻을 수가 있다.According to the cone beam CT, a more accurate three-dimensional image can be obtained.
통상적으로 X-레이는, X-레이 튜브 내부에 구비된 캐소드(Cathode)(필라멘트가 사용되기도 한다)와 애노드(Anode) 사이에 고전압을 인가하여, 상기 애노드에서 방출된 전자를 가속한 후, 이 전자를 타겟(Target)인 애노드에 충돌시킴으로써 생성된다.Generally, X-rays are generated by accelerating electrons emitted from the anode by applying a high voltage between a cathode (a filament is also used) and an anode provided in the X-ray tube, And is generated by impinging electrons on a target anode.
예컨대 X-레이 전압으로 80kV를 인가하면, 이렇게 발생된 X-레이는 0 ~ 80keV의 에너지 준위를 갖는 스펙트럼이 된다. For example, when an X-ray voltage of 80 kV is applied, the generated X-ray becomes a spectrum having an energy level of 0 to 80 keV.
또한 X-레이가 인체를 통과할 때, 낮은 에너지 영역대의 X-레이는 인체에 흡수된다.Also, when X-rays pass through the human body, X-rays of low energy range are absorbed by the human body.
이에 따라 인체를 투과한 이후의 X-레이는, 투과 전에 비해 높은 에너지 영역대의 스펙트럼을 갖게 되는데, 이 과정을 빔 하드닝(Beam Hardening)이라 한다.Accordingly, the X-ray after the human body has a spectrum of a higher energy region band than that before transmission, which is called beam hardening.
또한 서로 다른 에너지 준위를 갖는 X-레이를 방사하여 치아의 영상정보를 획득하는 방식이 있는데, 이를 듀얼 에너지(Dual Energy) 방식이라 한다.In addition, there is a method of acquiring image information of a tooth by radiating an X-ray having different energy levels, which is referred to as a dual energy method.
상기 듀얼 에너지 방식에서, 상대적으로 높은 에너지를 하이 에너지(High Energy), 상대적으로 낮은 에너지를 로우 에너지(Low Energy)라 부른다.In the dual energy system, a relatively high energy is called a high energy and a relatively low energy is called a low energy.
예컨대 하이 에너지를 얻기 위해 120kV의 전압을 인가하고, 로우 에너지를 얻기 위해 60kV의 전압을 인가할 수 있다.For example, a voltage of 120 kV may be applied to obtain high energy, and a voltage of 60 kV may be applied to obtain low energy.
상기한 듀얼 에너지 방식에 의하면, 인체의 경질조직(뼈)과 연질조직(살)을 분리하여 정확한 영상정보를 얻을 수 있고, 이를 바탕으로 골밀도를 정확히 측정할 수 있다는 장점이 있다.According to the dual energy system described above, accurate image information can be obtained by separating the hard tissues (bones) and the soft tissues (bones) of the human body, and the bone density can be accurately measured based on the information.
상기 듀얼 에너지 방식으로는, 고속 스위칭(Fast kV Switching) 방식, 듀얼 소스(Dual Source) 방식, 이중 디텍터(Sandwich Detector) 방식, 교번 회전(Alternating Rotation) 방식 등이 알려져 있다.As the dual energy method, a fast kV switching method, a dual source method, a double detector (Sandwich Detector) method, and an alternating rotation method are known.
상기한 고속 스위칭 방식은, 회전부재(30)('갠트리'라고도 부른다)를 회전시키면서 하이 에너지 X-레이 빔과 로우 에너지 X-레이 빔을 계속 스위칭한다. The high-speed switching method described above continuously switches the high energy X-ray beam and the low energy X-ray beam while rotating the rotary member 30 (also referred to as a 'gantry').
즉 고속 스위칭 방식은, 상기 회전부재(30)를 360도로 회전시키면서 하이 에너지 X-레이 빔, 로우 에너지 X-레이 빔을 고속으로 번갈아 가면서 방사한다.That is, the high-speed switching system alternately rotates the
예컨대 회전부재(30)가 360도 회전을 할 때 360장을 촬영한다고 가정하면(실제로는 약 600장 이상을 촬영한다), 회전부재의 회전각도가 1도일 경우에는 하이 에너지 빔을 주사하고, 2도일 경우에는 로우 에너지 빔을 주사하며, 360도가 될 때까지 상기 과정을 반복해 나간다.For example, if it is assumed that 360 frames are photographed when the
상기 듀얼 소스 방식은, X-레이를 방사하는 소스(Source)를 2개로 구비하여 서로 다른 각도에서 촬영을 하는 것으로, 고가의 X-레이 소스를 복수로 구비해야 한다는 단점이 있다.In the dual-source method, two sources for radiating X-rays are used, and images are taken at different angles, so that a plurality of expensive X-ray sources must be provided.
상기 이중 디텍터 방식은, 2개의 층으로 형성된 디텍터에서 하이 에너지 데이터와 로우 에너지 데이터를 획득하는 방식이다. 이중 디텍터 방식도 2대의 디텍터를 구비해야 하므로 가격이 고가라는 단점이 있다.The double detector method is a method of acquiring high energy data and low energy data in a detector formed of two layers. The dual detector system also requires two detectors, which is disadvantageous in that it is expensive.
또한 상기 교번 회전방식은, 회전부재의 회전 시마다 하이 에너지와 로우 에너지로 변경하는 방식이다. In addition, the alternating rotation method is a method of changing to high energy and low energy each time the rotating member rotates.
즉 한 회전시에 하이 에너지 데이터를 얻고, 그 다음 회전시 로우 에너지 데이터를 얻는 방식인데, 환자의 움직임으로 인해 영상 품질이 저하될 수 있다는 단점이 있다.In other words, high energy data is obtained at one rotation and low energy data is obtained at the next rotation. However, there is a disadvantage that image quality may be deteriorated due to motion of the patient.
본 발명은 상기한 듀얼 에너지 방식 중에서 고속 스위칭 방식을 채택한 콘 빔 CT에 관한 것이다.The present invention relates to a cone beam CT employing a high-speed switching scheme among the dual energy schemes described above.
그런데 종래의 고속 스위칭 방식의 콘 빔 CT에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 전압 천이구간(Voltage Transition)이 존재하게 되어 하이 에너지와 로우 에너지의 전환(Switching)시 목표 전압에 도달하기 위한 천이시간(Transition Time)이 필요하게 된다.However, according to the cone beam CT of the conventional high-speed switching system, as shown in FIG. 3, a voltage transition period exists and a transition for reaching the target voltage at the time of switching between high energy and low energy A transition time is required.
즉, 로우 에너지에서 일정 수준의 하이 에너지로 올라가는 데 일정 시간이 필요하고, 또한 하이 에너지에서 로우 에너지로 떨어지는데 일정 시간이 소요된다.That is, it takes a certain amount of time to rise from a low energy to a certain level of high energy, and it also takes a certain time to fall from a high energy to a low energy.
이에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 전압 스펙트럼이 직선형태의 "A(점선)"가 되지 않고, 실제 전압 스펙트럼은 곡선형태의 "B(실선)"가 된다.Thus, as shown in Fig. 3, the voltage spectrum does not become a straight line "A (dotted line)", and the actual voltage spectrum becomes a curve "B (solid line)".
즉 하이 에너지와 로우 에너지를 명확히 분리하기가 어려워, 정확한 영상정보를 획득하기가 어렵다는 문제점이 있다.That is, it is difficult to clearly separate high energy and low energy, and it is difficult to obtain accurate image information.
또한 영상정보에 도움이 되지 않는 X-레이 빔이 환자에게 계속 주사됨으로써, X-레이 피폭량이 증가하게 된다는 문제점이 있다. In addition, the X-ray beam which is not helpful for the image information is continuously injected to the patient, thereby increasing the X-ray dose.
한편 본 발명과 관련된 선행기술을 검색한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.As a result of retrieving the prior art related to the present invention, a large number of patent documents have been searched, and some of them will be described as follows.
특허문헌 1은, 엑스레이 씨티 촬영장치에서 입력된 복수 개의 2차원 프로젝션 데이터를 수학적 계산을 통해 3차원 영상으로 재구성할 시, 상기 2차원 프로젝션 데이터의 기울어짐을 보정하는 보정방법으로서, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치에서 피지컬 팬텀을 스캔한 2차원 프로젝션 이미지들을 입력받아, 상기 2차원 프로젝션 이미지 내의 상기 피지컬 팬텀의 경계선들을 검출하는 제 1단계; 상기 경계선들 중 적어도 하나의 직선 성분을 산출하고, 상기 직선 성분의 기울기를 상기 각 2차원 프로젝션 데이터의 기울기로 계산하는 제 2단계; 상기 각 2차원 프로젝션 데이터를 상기 기울기만큼 반대 방향으로 회전변환시켜서 상기 기울어짐을 보정하는 제 3단계; 및 상기 기울어짐을 보정한 각 2차원 프로젝션 데이터를 3차원 영상으로 재구성하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스레이 씨티 촬영장치의 기울어짐 보정방법에 대하여 기재하고 있다.Patent Document 1 discloses a correction method for correcting an inclination of the two-dimensional projection data when reconstructing a plurality of two-dimensional projection data input from an X-ray city photographing apparatus into a three-dimensional image through mathematical calculation, A first step of receiving 2D projection images obtained by scanning a physical phantom in the 2D projection image and detecting boundary lines of the physical phantom in the 2D projection image; A second step of calculating at least one straight line component of the boundary lines and calculating a slope of the straight line component as a slope of each of the two-dimensional projection data; A third step of rotationally transforming each of the two-dimensional projection data by an inclination to correct the inclination; And a fourth step of reconstructing each of the two-dimensional projection data obtained by correcting the tilting into a three-dimensional image. The tilting correction method of the X-ray city photographing apparatus is described.
또한 특허문헌 2는, 가상 모형을 준비하고, 상기 가상 모형의 중심점을 엑스 레이 씨티 촬영장치의 중심축의 중심점에 일치시켜 상기 엑스레이 씨티 촬영장치 상에 위치시키고, 상기 엑스레이 씨티 촬영장치로 상기 가상 모형을 스캐닝하여 복수 개의 디텍터 플랜 데이터를 얻고, 상기 디텍터 플랜 데이터들에서 상기 가상 모형의 미들플랜 데이터들을 추출하고, 상기 가상 모형의 미들플랜 데이터들 각각의 중심점과 각각의 디텍터 플랜 데이터들의 중심점을 비교하여, 상기 가상 모형의 미들플랜 데이터들 각각의 이동 값을 획득한 후, 상기 이동 값들을 이용하여 상기 엑스레이 씨티 촬영장치의 중심축의 중심점 이동을 보정하는 방법을 제시하는 엑스레리 씨티 촬영장치의 중심축 이동을 보정하는 방법에 대해 기재하고 있다.In addition,
또한 특허문헌 3은, 다수의 모드들에서의 피검체의 x-레이 이미징을 위한 조합형 이미징 장치에 있어서, 상기 이미징 장치는 연장된 회전 아암을 갖는 지지 구조체를 포함하고, 상기 회전 아암은, 양자 모두 가동성 플래튼에 대해 인접하게 장착되어 있는 컴퓨터 단층촬영 검출기 및 파노라마 이미징 검출기와, x-레이 소스에 대하여 적어도 제1 및 제2 위치들 중 어느 하나로 상기 가동성 플래튼의 위치를 이동시키도록 작동할 수 있는 검출기 위치설정 장치를 포함하며, 상기 제1 위치는 x-레이 소스의 직접 경로 내에 상기 컴퓨터 단층 촬영 검출기를 배치하고, 상기 제2 위치는 상기 x-레이 소스의 직접 경로 내에 상기 파노라마 이미징 검출기를 배치하는 조합형 이미징 장치에 대해 기재하고 있다.Patent Document 3 also discloses a combined imaging apparatus for x-ray imaging of a subject in a plurality of modes, the imaging apparatus comprising a support structure having an elongated rotating arm, A computer tomography detector and a panoramic imaging detector that are mounted adjacent to the movable platen; and a controller operable to move the position of the movable platen to at least one of the first and second positions relative to the x- Ray source, wherein the first location places the computerized tomographic detector in a direct path of the x-ray source, and the second location places the panoramic imaging detector within the direct path of the x-ray source The present invention is directed to a combined imaging apparatus in which a plurality of imaging units are arranged.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 듀얼 에너지 방식을 채택한 콘 빔 CT에서, 원하는 에너지 준위를 갖는 하이 에너지와 로우 에너지 스펙트럼을 용이하게 분리할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and it is an object of the present invention to easily separate a high energy and a low energy spectrum having a desired energy level in a cone beam CT employing a dual energy method.
본 발명의 다른 목적은, 듀얼 에너지 방식의 콘 빔 CT에서, 영상정보에 도움이 되지 않는 X-레이 빔이 환자에 주사되는 것을 방지하여, 환자의 X-레이 피폭량을 감소시키는 데 있다. Another object of the present invention is to prevent X-ray beam which is not helpful for image information from being injected into a patient in a dual energy type cone beam CT, thereby reducing the X-ray dose of the patient.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 높이 조절이 가능한 수직 몸체부와, 상기 수직 몸체부의 상부에 수평으로 구비되는 수평부와, 상기 수평부의 단부에 구비되어 360도로 회전하는 회전부재와, 상기 회전부재의 일단에 구비되어 X-레이를 주사하는 X-레이 방사부와, 상기 회전부재의 타단에 구비되어 X-레이의 투과흡수치를 검출하는 디텍터를 포함하여 이루어져, X-레이를 하이 에너지와 로우 에너지로 번갈아 스위칭하면서 촬영하는 듀얼 에너지 방식의 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치에 있어서, 상기 X-레이 방사부의 전면에, 하이 에너지와 로우 에너지의 스위칭 주기와 동기화되어 회전 또는 스위칭하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vertical body including a vertical body portion having a height adjustable, a horizontal portion horizontally provided on the vertical body portion, a rotary member provided at an end portion of the horizontal portion, An X-ray radiating part provided at one end of the rotary member for scanning the X-ray, and a detector provided at the other end of the rotating member for detecting the transmission absorption value of the X-ray, Energy beam and a low-energy electron beam, the apparatus further comprising a filter on the front surface of the X-ray emitting unit for rotating or switching in synchronization with a switching cycle of high energy and low energy, .
또한 상기 회전 필터는, 원형의 차폐부와, 상기 차폐부의 일부에 부채꼴 형상으로 구비되는 제1필터부와, 상기 제1필터부와 대칭되는 형상으로 구비되는 제2필터부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The rotary filter may include a circular shield, a first filter unit having a fan shape in a part of the shield, and a second filter unit having a shape symmetrical to the first filter unit. do.
또한 상기 제1필터부 및 제2필터부 중 어느 하나는 하이 에너지 빔 통과용 필터이고, 다른 하나는 로우 에너지 빔 통과용 필터인 것을 특징으로 한다.Further, any one of the first filter unit and the second filter unit may be a high energy beam passing filter and the other may be a low energy beam passing filter.
또한 상기 차폐부는 납으로 이루어지고, 상기 제1필터부와 제2필터부는 서로 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, the shielding portion is made of lead, and the first filter portion and the second filter portion are made of different materials.
또한 상기 회전 필터는, 원형의 차폐부와, 상기 차폐부의 일부에 부채꼴 형상으로 구비되는 제1필터부와, 상기 제1필터부와 대칭되는 형상의 빈 공간부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, the rotary filter includes a circular shield, a first filter portion provided in a part of the shield portion in a fan shape, and a hollow space portion symmetrical with the first filter portion.
또한 상기 제1필터부 중앙의 수평방향 직선거리 및 제2필터부 중앙의 수평방향 직선거리는, X-레이 방사구의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, the horizontal straight line distance at the center of the first filter part and the horizontal straight line distance at the center of the second filter part are formed to be larger than the diameter of the X-ray emitting opening.
또한 상기 제1필터부 중앙의 수평방향 직선거리 및 공간부 중앙의 수평방향 직선거리는, X-레이 방사구의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, the horizontal straight line distance at the center of the first filter part and the horizontal straight line distance at the center of the space are formed to be larger than the diameter of the X-ray emitting opening.
또한 상기 공간부는 로우 에너지 빔이 통과되도록 하는 것을 특징으로 한다.And the space portion allows a low energy beam to pass therethrough.
본 발명에 의하면, 듀얼 에너지 방식을 채택한 콘 빔 CT에서, 회전형 필터에 의해 원하는 에너지 준위를 갖는 하이 에너지와 로우 에너지 스펙트럼을 용이하게 분리할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, in a cone beam CT adopting a dual energy system, there is an effect that a high energy having a desired energy level can be easily separated from a low energy spectrum by a rotation type filter.
또한 듀얼 에너지 방식의 콘 빔 CT에서, 영상정보에 도움이 되지 않는 중간 에너지 상태의 X-레이 빔이 환자에 주사되는 것을 방지함으로써, 환자의 X-레이 피폭량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. Also, in a dual-energy cone beam CT, it is possible to reduce the X-ray dose of the patient by preventing the patient from being injected with an intermediate energy X-ray beam that does not contribute to image information.
도 1은 종래의 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치의 사시도.
도 2a는 종래기술에 따른 팬 빔을 이용한 단층촬영, 도 2b는 콘 빔을 이용한 단층촬영을 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래기술에 따른 듀얼 에너지 방식에서 X-레이 빔의 에너지 준위를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전 필터를 X-레이 방사구에 설치한 상태를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전 필터를 설치하였을 때 X-레이 빔의 에너지 준위를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전 필터를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전 필터를 나타낸 도면.1 is a perspective view of a conventional cone-beam computed tomography apparatus.
FIG. 2A is a sectional view of a conventional fan beam, and FIG. 2B is a sectional view of a cone beam.
3 shows energy levels of an X-ray beam in a dual energy system according to the prior art.
4 is a view showing a state in which a rotary filter according to a first embodiment of the present invention is installed in an X-ray discharge hole.
5 is a view for explaining an energy level of an X-ray beam when the rotation filter according to the first embodiment of the present invention is installed.
6 shows a rotating filter according to a first embodiment of the present invention.
7 shows a rotating filter according to a second embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<제1 실시예>≪ Embodiment 1 >
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예를 도시한 것이다.4 to 6 show a first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시예에 따른 콘 빔 CT는, 높이 조절이 가능한 수직 몸체부(10)와, 상기 수직 몸체부(10)의 상부에 수평으로 구비되는 수평부(20)와, 상기 수평부(20)의 단부에 구비되어 360도로 회전하는 회전부재(30)와, 상기 회전부재(30)의 일단에 구비되어 X-레이를 주사하는 X-레이 방사부(40)와, 상기 회전부재(30)의 타단에 구비되어 X-레이의 투과흡수치를 검출하는 디텍터(Detector)(50)를 포함하여 이루어져, X-레이를 하이(High) 에너지와 로우(Low) 에너지로 번갈아 스위칭하면서 촬영하는 듀얼 에너지 방식의 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영장치에 있어서, 상기 X-레이 방사부(40)의 전면에, 하이 에너지와 로우 에너지의 스위칭(Switching) 주기와 동기화되어 회전 또는 스위칭하는 회전 필터(70)를 더 포함한다. The cone beam CT according to the first embodiment of the present invention includes a
즉 본 발명은, X-레이 방사부(40)의 전면에 회전 필터(70)를 더 설치하였다는데 그 특징이 있다.That is, the present invention is characterized in that a
상기 회전 필터(70)는, 도 4에 도시된 바와 같이, X-레이 방사구(42)의 일측에 구비되어 회전하면서, X-레이 방사구(42)로부터 방사되는 하이 에너지 빔과 로우 에너지 빔을 선택적으로 통과시킨다.4, the
상기 회전 필터(70)는 X-레이 방사부(40) 내부에 구비된 구동장치(도시 생략)에 의해 회전되며, 특히 하이 에너지와 로우 에너지의 스위칭 주기와 동기화되어 회전한다.The
이에 따라 하이 에너지 빔과 로우 에너지 빔 스펙트럼을 명확히 분리할 수 있고, 영상정보에 기여하지 않는 중간 에너지 상태의 빔을 차단함으로써, 환자의 X-레이 피폭량을 줄일 수가 있다.Thus, the high energy beam and the low energy beam spectrum can be clearly separated, and the X-ray dose of the patient can be reduced by blocking the intermediate energy beam which does not contribute to the image information.
상기한 필터 회전장치 및 동기화 기술은 공지의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the above-described filter rotating device and synchronization technique are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted.
또한 상기 회전 필터(70)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 원형의 차폐부(C)와, 상기 차폐부(C)의 일부에 부채꼴 형상으로 구비되는 제1필터부(A)와, 상기 제1필터부(A)와 대칭되는 형상으로 구비되는 제2필터부(B)로 구성된다.6, the
상기 제1필터부(A) 및 제2필터부(B) 중 어느 하나는 하이 에너지 빔 통과용 필터이고, 다른 하나는 로우 에너지 빔 통과용 필터로 구성된다.Either one of the first filter unit A and the second filter unit B is a high energy beam passing filter and the other is a low energy beam passing filter.
즉 하나의 필터는 하이 에너지 빔만 통과하고 로우 에너지 빔은 통과하지 못하도록 하는 필터이고, 다른 하나는 로우 에너지 빔도 통과하도록 하는 필터이다.That is, one filter passes only the high energy beam and the low energy beam does not pass, and the other is a filter that allows the low energy beam to pass.
또한 상기 차폐부(C)는 납으로 이루어져 X-레이가 투과하는 것을 방지한다.The shielding portion C is made of lead to prevent X-rays from being transmitted.
그리고 상기 제1필터부(A)와 제2필터부(B)는, 하이 에너지 빔과 로우 에너지빔을 선별적으로 통과시키기 위해 서로 다른 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The first filter unit A and the second filter unit B may be made of different materials in order to selectively pass the high energy beam and the low energy beam.
예컨대 상기 제1필터부(A) 및 제2필터부(B) 중 어느 하나는 구리로 이루어지고, 다른 하나는 알루미늄으로 이루어질 수 있다.For example, one of the first filter portion A and the second filter portion B may be made of copper, and the other may be made of aluminum.
그러나 이에 한정하는 것은 아니며 상기 필터의 재질은 다양하게 형성될 수 있고, 그 두께도 서로 다르게 형성될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the material of the filter may be variously formed, and the thickness of the filter may be different.
또한 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1필터부(A) 중앙의 수평방향 직선거리(d1) 및 제2필터부(B) 중앙의 수평방향 직선거리(d2)는, X-레이 방사구(42)의 직경(D)(도 4 참조)과 동일하게 형성된다.6, the horizontal straight line distance d1 at the center of the first filter portion A and the horizontal straight line distance d2 at the center of the second filter portion B are set so that the X- (Refer to FIG.
상기한 구성에 의해, 상기 제1필터부(A) 및 제2 필터부(B) 이외는 차폐부(C)에 의해 X-레이가 투과되지 않도록 할 수 있다. With the above-described configuration, it is possible to prevent the X-ray from being transmitted by the shielding portion C other than the first filter portion A and the second filter portion B.
이하 본 발명에 따른 콘 빔 CT의 작용 효과를 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the cone beam CT according to the present invention will be described.
콘 빔 CT에 의해 구강 내의 치아 상태를 촬영하기 위해서는, 환자의 구강 부위를 X-레이 방사구(42)와 디텍터(50)의 사이에 위치시킨 후(도 1 참조), 조작부(60)에서 1 회전당 촬영할 매수를 결정한다.In order to photograph the tooth state in the oral cavity by the cone beam CT, the oral cavity portion of the patient is positioned between the
이어서 회전부재(30)를 360도 회전시키면서, X-레이 방사구(40)로부터 X-레이 빔이 방사되도록 한다. Then, while the
그러면 디텍터(50)에서는 X-레이의 투과흡수치를 검출하고, 이렇게 수집된 아날로그 신호는 디지털 신호로 변환된다.Then, the
이어서 상기 디지털 신호를 연산처리하여 3차원 영상을 획득하게 되며, 이렇게 얻어진 영상정보는 임플란트 시술을 하거나 치아를 치료할 때, 또는 인공치아를 제조하는데 사용된다.Then, the digital signal is processed to acquire a three-dimensional image. The obtained image information is used for implant treatment, tooth treatment, or artificial tooth preparation.
또한 골밀도 진단이나 보다 더 정확한 영상 획득을 위해 듀얼 에너지 방식을 사용할 수 있다.Dual energy can also be used for bone density diagnosis or more accurate image acquisition.
상기한 듀얼 에너지 방식 중에서 고속 스위칭 방식은, 하이 에너지 빔과 로우 에너지 빔을 번갈아 가면서 고속으로 스위칭하여 방사한다.Among the above-mentioned dual energy systems, the high-speed switching system alternately switches between a high energy beam and a low energy beam and emits them by switching at a high speed.
그런데 상기한 고속 스위칭 방식에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 하이 에너지와 로우 에너지로 각각 스위칭되는 과정에서 천이구간이 존재하게 된다.However, according to the above-described high-speed switching method, as shown in FIG. 5, there is a transition period in the process of switching between high energy and low energy.
즉 로우 에너지에서 일정 수준의 하이 에너지로 올라가는데 일정 시간이 소요되고, 하이 에너지에서 로우 에너지로 떨어지는 데에도 일정시간이 소요된다.It takes a certain amount of time to rise from a low energy to a certain level of high energy, and it takes a certain time to fall from a high energy to a low energy.
이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 에너지 스펙트럼이 직선 "a(점선)")와 같이 형성되지 않고, 곡선 "b(실선)"의 형태가 된다.Thus, as shown in Fig. 5, the energy spectrum is not formed as a straight line "a (dotted line) ", but is in the form of a curve" b (solid line) ".
그런데 도 5에서 "b1" 구간과" "b2" 구간은, 하이 에너지와 로우 에너지의 중간 에너지 상태이므로, 영상정보를 획득하는 데 도움이 되지 않는다.However, in FIG. 5, the section "b1" and the section "b2" are intermediate energy states of high energy and low energy, and thus do not help acquire image information.
본 발명은 영상정보의 획득에 도움이 되지 않는 상기 "b1" 구간 및 "b2" 구간에서는 X-레이 빔이 인체에 주사되지 않도록 한 것으로서, 이를 위해 X-레이 방사구(42)에 회전 필터(70)를 설치하고 있다.In the present invention, the X-ray beam is not scanned in the human body in the section "b1" and the section "b2" which do not help acquisition of the image information. To this end, 70 are installed.
상기 회전 필터(70)는, 납으로 형성된 차폐부(C)와, 서로 다른 재질로 형성된 제1필터부(A) 및 제2필터부(B)로 형성된다.The
예컨대 상기 제1필터부(A)는 하이 에너지 빔만 통과하고 로우 에너지 빔을 차단할 수 있는 재질로 형성되고, 상기 제2필터부(B)는 로우 에너지 빔도 통과할 수 있는 재질로 형성된다.For example, the first filter unit A may be formed of a material capable of passing only a high energy beam and blocking a low energy beam, and the second filter unit B may be formed of a material capable of passing a low energy beam.
여기서 상기 회전 필터(70)의 회전속도를, 하이 에너지와 로우 에너지의 스위칭 속도와 동기화시키는 것이 중요하다.Here, it is important to synchronize the rotation speed of the
즉 하이 에너지 빔을 주사할 때는 상기 제1필터부(A)가 X-레이 방사구(42)를 통과하도록 하고, 로우 에너지 빔을 주사할 때에는 상기 제2필터부(B)가 X-레이 방사구(42)를 통과하도록 한다.That is, when the high energy beam is scanned, the first filter unit A is allowed to pass through the
그러면 상기 회전 필터(70)의 제1필터부(A)가 X-레이 방사구(42)를 통과할 때는 하이 에너지 빔만 주사되고, 제2필터부(B)가 X-레이 방사구(42)를 통과할 때 는 로우 에너지 빔만 주사되도록 할 수 있다.When the first filter section A of the
또한 하이 에너지와 로우 에너지의 천이구간에서는, 회전 필터(70)의 차폐부(C)가 X-레이 방사구(42)를 통과하도록 한다.Further, in the high-energy transition period and the low-energy transition period, the shielding portion C of the
즉 도 5에서 가로축의 "A" 구간 및 "B"구간에서만 X-레이 빔이 주사되도록 하고, 그 이외의 천이구간에서는 X-레이 빔이 회전 필터(70)의 차폐부(C)에 의해 차단되도록 한다.That is, in FIG. 5, the X-ray beam is scanned only in the "A" section and the "B" section of the horizontal axis, and in the other transition sections, the X- .
이를 위해 상기 제1필터부(A) 및 제2필터부(B)의 면적은, 하이 에너지와 로우 에너지의 스위칭 시간 및 X-레이 방사구(42)의 직경을 고려하여 결정한다.For this, the areas of the first filter portion A and the second filter portion B are determined in consideration of the switching time of the high energy and the low energy and the diameter of the
즉 도 5의 가로축 "A" 구간 및 "B" 구간에서만 제1필터부(A) 및 제2필터부(B)가 X-레이 방사구(42)에 위치하도록 한다.That is, the first filter portion A and the second filter portion B are positioned in the
또한 제1필터부(A) 중앙의 수평방향 직선거리(d1) 및 제2필터부(B) 중앙의 수평방향 직선거리(d2)는, X-레이 방사구(42)의 직경(D)보다 크게 형성된다. The horizontal straight line distance d1 at the center of the first filter portion A and the horizontal straight line distance d2 at the center of the second filter portion B are smaller than the diameter D of the X- .
본 발명에 의하면, 하이 에너지와 로우 에너지 X-레이 빔을 명확하게 분리하여 이를 선택적으로 인체에 통과시킬 수가 있다. According to the present invention, high energy and low energy X-ray beams can be clearly separated and selectively passed through the human body.
또한 일정한 에너지 준위를 갖는 하이 에너지 빔 및 로우 에너지 빔만 인체를 통과하도록 할 수 있으므로, 보다 정확한 영상정보를 획득할 수가 있다.In addition, since only the high energy beam and the low energy beam having a constant energy level can pass through the human body, more accurate image information can be obtained.
또한 영상정보의 취득에 도움이 되지 않는 중간 에너지 상태의 X-레이 빔은 차폐부에 의해 차단되도록 함으로써, 환자의 X-레이 피폭량을 줄일 수가 있다. In addition, since the X-ray beam in the intermediate energy state which does not help acquisition of the image information is blocked by the shielding portion, the amount of X-ray exposure of the patient can be reduced.
<제 2 실시예>≪
도 7은 본 발명의 제2 실시예를 도시한 것이다.Fig. 7 shows a second embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 제2 실시예는, 상기한 제1 실시예에서 제2필터부(B) 대신에 빈 공간부(D)를 형성한 것이다.In the second embodiment according to the present invention, an empty space D is formed in place of the second filter unit B in the first embodiment described above.
즉 도 7에 도시된 바와 같이, 회전 필터(70)는, 원형의 차폐부(C)와, 상기 차폐부(C)의 일부에 부채꼴 형상으로 구비되는 제1필터부(A)와, 상기 제1필터부(A)와 대칭되는 형상의 빈 공간부(D)를 포함하여 이루어진다.7, the
여기서 상기 공간부(D)는 로우 에너지 빔이 통과하도록 하기 위한 것이다. Here, the space D is for allowing a low energy beam to pass through.
또한 상기 제1필터부(A) 중앙의 수평방향 직선거리(d1) 및 공간부(D) 중앙의 수평방향 직선거리(d3)는, X-레이 방사구(42)의 직경(D)보다 크게 형성된다. The horizontal straight line distance d1 at the center of the first filter portion A and the horizontal straight line distance d3 at the center of the space D are larger than the diameter D of the X- .
그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다. The other points are the same as those in the first embodiment, and therefore duplicate descriptions will be omitted.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능 하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The foregoing description of preferred embodiments of the present invention has been provided for purposes of illustration and description. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
10: 수직 몸체부
20: 수평부
30: 회전부재
40: X-레이 방사부
42: X-레이 방사구
50: 디텍터(Detector)
60: 조작부
70: 회전 필터(Filter)10: vertical body part
20:
30: Rotating member
40: X-
42: X-ray discharger
50: Detector
60:
70: Rotary filter
Claims (9)
상기 X-레이 방사부(40)의 전면에, 하이 에너지와 로우 에너지의 스위칭(Switching) 주기와 동기화되어 회전 또는 스위칭하는 회전 필터(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치.A horizontal part 20 provided horizontally on the upper part of the vertical body part 10 and a rotary part 20 provided on the end part of the horizontal part 20 and rotated 360 degrees, An X-ray radiating part 40 provided at one end of the rotary member 30 for scanning the X-ray, and an X- A dual energy type Cone Beam computer which includes a detector 50 for detecting X-rays while alternately switching between X-rays with high energy and low energy, In the tomographic imaging apparatus,
Further comprising a rotating filter (70) rotating or switching in synchronism with a switching cycle of high energy and low energy on the entire surface of the X-ray radiating part (40) .
상기 회전 필터(70)는,
원형의 차폐부(C)와, 상기 차폐부(C)의 일부에 부채꼴 형상으로 구비되는 제1필터부(A)와, 상기 제1필터부(A)와 대칭되는 형상으로 구비되는 제2필터부(B)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치.The method according to claim 1,
The rotary filter (70)
A first filter portion A provided in a circular shape on a part of the shielding portion C and a second filter portion A provided in a shape symmetrical to the first filter portion A, (B). ≪ RTI ID = 0.0 > [0002] < / RTI >
상기 제1필터부(A) 및 제2필터부(B) 중 어느 하나는 하이 에너지 빔 통과용 필터이고, 다른 하나는 로우 에너지 빔 통과용 필터인 것을 특징으로 하는 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치.3. The method of claim 2,
Wherein one of the first filter unit (A) and the second filter unit (B) is a filter for passing a high energy beam, and the other is a filter for passing a low energy beam.
상기 차폐부(C)는 납으로 이루어지고, 상기 제1필터부(A)와 제2필터부(B)는 서로 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치.3. The method of claim 2,
Wherein the shielding portion (C) is made of lead, and the first filter portion (A) and the second filter portion (B) are made of different materials.
상기 제1필터부(A) 및 제2필터부(B) 중 어느 하나는 구리로 이루어지고, 다른 하나는 알루미늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치.5. The method of claim 4,
Wherein one of the first filter portion (A) and the second filter portion (B) is made of copper and the other is made of aluminum.
상기 회전 필터(70)는,
원형의 차폐부(C)와, 상기 차폐부(C)의 일부에 부채꼴 형상으로 구비되는 제1필터부(A)와, 상기 제1필터부(A)와 대칭되는 형상의 빈 공간부(D)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치.The method according to claim 1,
The rotary filter (70)
A first filter portion A provided in a circular shape on a part of the shielding portion C and a hollow portion D having a shape symmetrical to the first filter portion A And a controller for controlling the operation of the cone-beam computed tomography apparatus.
상기 제1필터부(A) 중앙의 수평방향 직선거리(d1) 및 제2필터부(B) 중앙의 수평방향 직선거리(d2)는, X-레이 방사구(42)의 직경(D)과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치.3. The method of claim 2,
The horizontal straight line distance d1 at the center of the first filter portion A and the horizontal straight line distance d2 at the center of the second filter portion B are set so as to satisfy the relationship of the diameter D of the X- And wherein the cone-beam computed tomography apparatus is constructed in the same manner.
상기 제1필터부(A) 중앙의 수평방향 직선거리(d1) 및 공간부(D) 중앙의 수평방향 직선거리(d3)는, X-레이 방사구(42)의 직경(D)과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치.The method according to claim 6,
The horizontal straight line distance d1 at the center of the first filter unit A and the horizontal straight line distance d3 at the center of the space D are equal to the diameter D of the X- Wherein the first and the second convex-concave-convex-concave-convex-concave-convex-concave-
상기 공간부(D)는 로우 에너지 빔이 통과되도록 하는 것을 특징으로 하는 콘 빔 컴퓨터 단층촬영장치.
The method according to claim 6,
Wherein the space (D) allows a low energy beam to pass therethrough.
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