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1. WO2020111818 - SMALL X-RAY DEVICE COMPRISING FLATTENING FILTER

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명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

6   7   8   9  

과제 해결 수단

10   11   12   13   14   15   16  

발명의 효과

17   18   19   20  

도면의 간단한 설명

21   22   23   24   25  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

26   27   28   29   30   31   32  

발명의 실시를 위한 형태

33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75  

산업상 이용가능성

76  

청구범위

1   2   3   4   5   6  

도면

1   2   3   4   5  

명세서

발명의 명칭 : 평탄화 필터를 포함하는 소형 엑스레이 장치

기술분야

[1]
본 발명은 소형 엑스레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형 엑스레이 튜브에서 방출되는 엑스레이가 검사 대상 오브젝트에 균일하게 방출될 수 있도록 하는 평탄화 필터를 포함하는 엑스레이 장치에 관한 것이다.

배경기술

[2]
환자의 질병을 진단하기 위한 기술 중에서, 환자의 인체 내부를 촬영할 수 있는 엑스레이 기술은 그 활용 범위가 점점 넓어져가고 있다. 특히, 종래에는 엑스레이 촬영 장치의 크기로 인하여, 흉부, 팔, 다리 등 큰 부위에 대해서만 촬영이 가능하였는데, 치과치료 등에서 인체의 작은 부위에 대한 엑스레이 촬영이 필요하게 되어, 엑스레이 튜브의 소형화가 필요해지고 있다.
[3]
선행기술인 한국 등록특허 제10-1915523호 "엑스선 튜브"는 이와 같이 소형화된 엑스레이 튜브의 기본적인 형태를 기술하고 있는데, 에미터에서 전자를 방출하면 아노드 전극에 전자가 충돌하여 엑스레이를 방출하는 구조를 나타내고 있다.
[4]
그러나, 이와 같은 종래 기술들에 따른 엑스레이 튜브에서 엑스레이가 방출될 때에, 아무리 균일한 엑스레이를 방출하려고 하더라도, 엑스레이의 모든 방출 방향으로 동일한 수준의 엑스레이를 방출하기는 어려우며, 이에 따라, 획득한 엑스레이 영상에 왜곡이 발생되는 문제가 있다.
[5]
또한, 엑스레이 튜브에서 의도한 방향 이외로도 엑스레이가 발생되어 검사자 또는 환자 등이 불필요하게 엑스레이에 피폭되는 문제가 발생될 수 있어, 엑스레이를 보다 균일하게 방사할 수 있도록 하여 균일한 엑스레이 영상을 얻을 수 있도록 하면서 엑스레이에 대한 불필요한 피폭을 최소화하는 엑스레이 장치가 요구된다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[6]
본 발명은 소형의 엑스레이 장치를 제공하여, 작은 부위에 대한 엑스레이 촬영이 용이하도록 하는 것을 목적으로 한다.
[7]
또한, 본 발명은 엑스레이 장치에서 방출되는 엑스레이가 균일하게 방출될 수 있도록 하여, 균일한 엑스레이 영상을 얻을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
[8]
또한, 본 발명은 엑스레이 장치를 고분자 슬리브 및 납 슬리브로 감싸도록 하고, 엑스레이가 방출되는 부분에만 윈도우를 위치하도록 하여, 불필요한 엑스레이 피폭을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
[9]
또한, 본 발명은 엑스레이가 방출되는 윈도우에 정해진 각도 이상으로 엑스레이가 방출되지 않도록 하는 가이드를 설치하여, 불필요한 엑스레이 피폭을 최소화하는 것을 목적으로 한다.

과제 해결 수단

[10]
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 엑스레이 장치는 필라멘트에 인가된 전압에 따라 방출되는 전자가 타깃을 향해 방출되어, 상기 타깃에서 상기 전자가 방출된 방향과 수직 방향으로 엑스레이를 방출하는 엑스레이 튜브, 상기 엑스레이 튜브의 상기 타깃에 연결되어 열을 방출시키는 열 방출 캡, 상기 엑스레이 튜브 및 상기 열 방출 캡을 둘러싸는 고분자 슬리브, 상기 고분자 슬리브를 둘러싸고 엑스레이 방출을 차단하는 납 슬리브를 포함하고, 상기 고분자 슬리브 및 상기 납 슬리브에는 상기 엑스레이 튜브에서 방출되는 상기 엑스레이가 투과할 수 있는 윈도우가 형성되도록 구성될 수 있다.
[11]
또한, 상기 고분자 슬리브 및 상기 납 슬리브에 형성된 윈도우의 외측으로 형성되어, 소정의 각도 이상으로 엑스레이가 방출되지 않도록 가이드하는 엑스레이 가이드부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
[12]
또한, 상기 고분자 슬리브 및 상기 납 슬리브에 형성된 윈도우의 외측으로 형성되어 상기 방출되는 엑스레이를 균일하게 하는 평탄화 필터를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
[13]
이 때, 상기 평탄화 필터는 복수개의 영역으로 나뉘어지고 각각의 영역별로 서로 다른 두께를 가지도록 구성될 수 있다.
[14]
이 때, 상기 복수개의 영역 각각은 해당 영역으로 방출되는 상기 엑스레이의 방출량 통계를 기초로, 해당 영역의 엑스레이의 방출량의 높을수록 더욱 두꺼운 두께를 가지도록 구성될 수 있다.
[15]
또한, 상기 복수개의 영역 각각은 해당 영역으로 방출되는 상기 엑스레이의 방출 각도와 동일한 방향을 기준으로 그 두께를 결정하는 것
[16]
을 특징으로 하는 소형 엑스레이 장치.

발명의 효과

[17]
본 발명에 따르면, 소형의 엑스레이 장치를 제공하여, 작은 부위에 대한 엑스레이 촬영이 용이하도록 할 수 있다.
[18]
또한, 본 발명에 따르면, 엑스레이 장치에서 방출되는 엑스레이가 균일하게 방출될 수 있도록 하여, 균일한 엑스레이 영상을 얻을 수 있도록 한다.
[19]
또한, 본 발명에 따르면, 엑스레이 장치를 고분자 슬리브 및 납 슬리브로 감싸도록 하고, 엑스레이가 방출되는 부분에만 윈도우를 위치하도록 하여, 불필요한 엑스레이 피폭을 최소화할 수 있다.
[20]
또한, 본 발명에 따르면, 엑스레이가 방출되는 윈도우에 정해진 각도 이상으로 엑스레이가 방출되지 않도록 하는 가이드를 설치하여, 불필요한 엑스레이 피폭을 최소화할 수 있다.

도면의 간단한 설명

[21]
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 엑스레이 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
[22]
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 엑스레이 장치에서 엑스레이가 방출되는 윈도우 부분을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
[23]
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 엑스레이 장치에 평탄화 필터가 없는 경우의 엑스레이의 방출 예를 도시한 도면이다.
[24]
도 4는 본 발명의 일실시예에 다른 소형 엑스레이 장치의 평탄화 필터의 예를 도시한 도면이다.
[25]
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 엑스레이 장치의 평탄화 필터를 적용하기 위한 엑스레이 방출량 통계 정보의 예를 도시한 도면이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[26]
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 엑스레이 장치는 필라멘트에 인가된 전압에 따라 방출되는 전자가 타깃을 향해 방출되어, 상기 타깃에서 상기 전자가 방출된 방향과 수직 방향으로 엑스레이를 방출하는 엑스레이 튜브, 상기 엑스레이 튜브의 상기 타깃에 연결되어 열을 방출시키는 열 방출 캡, 상기 엑스레이 튜브 및 상기 열 방출 캡을 둘러싸는 고분자 슬리브, 상기 고분자 슬리브를 둘러싸고 엑스레이 방출을 차단하는 납 슬리브를 포함하고, 상기 고분자 슬리브 및 상기 납 슬리브에는 상기 엑스레이 튜브에서 방출되는 상기 엑스레이가 투과할 수 있는 윈도우가 형성되도록 구성될 수 있다.
[27]
또한, 상기 고분자 슬리브 및 상기 납 슬리브에 형성된 윈도우의 외측으로 형성되어, 소정의 각도 이상으로 엑스레이가 방출되지 않도록 가이드하는 엑스레이 가이드부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
[28]
또한, 상기 고분자 슬리브 및 상기 납 슬리브에 형성된 윈도우의 외측으로 형성되어 상기 방출되는 엑스레이를 균일하게 하는 평탄화 필터를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
[29]
이 때, 상기 평탄화 필터는 복수개의 영역으로 나뉘어지고 각각의 영역별로 서로 다른 두께를 가지도록 구성될 수 있다.
[30]
이 때, 상기 복수개의 영역 각각은 해당 영역으로 방출되는 상기 엑스레이의 방출량 통계를 기초로, 해당 영역의 엑스레이의 방출량의 높을수록 더욱 두꺼운 두께를 가지도록 구성될 수 있다.
[31]
또한, 상기 복수개의 영역 각각은 해당 영역으로 방출되는 상기 엑스레이의 방출 각도와 동일한 방향을 기준으로 그 두께를 결정하는 것
[32]
을 특징으로 하는 소형 엑스레이 장치.

발명의 실시를 위한 형태

[33]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 구체적인 수치는 실시예에 불과하며 이에 의하여 발명의 범위가 제한되지 아니한다.
[34]
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 엑스레이 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
[35]
본 발명의 일실시예에 따른 소형 엑스레이 장치는 엑스레이 튜브(101), 열 방출 캡(102), 고분자 슬리브(103), 납 슬리브(104), 윈도우(105), 엑스레이 가이드부(106) 및 평탄화 필터(107)를 포함하여 구성될 수 있다.
[36]
엑스레이 튜브(101)는 필라멘트에서 인가된 전압에 따라 방출되는 전자가 타깃을 향해 방출되어, 상기 타깃에서 상기 전자가 방출된 방향과 수직 방향으로 엑스레이를 방출한다. 이 때 전자가 방출되는 필라멘트 측을 에미터(emitter) 또는 캐소드(cathode)라고 부르며, 타깃 측을 애노드(anode)라고 부르기도 한다. 이와 같은 용어에 의하여 제한되는 것은 아니며, 각각 전자를 방출하는 기능과 방출된 전자와 충돌되어 엑스레이를 방출하는 기능을 수행하기만 하면 본 발명의 범위에 포함된다.
[37]
엑스레이 튜브(101)는 필라멘트에 전압을 인가하여 전자를 방출시키도록 하면서, 필라멘트와 타깃 사이에 고전압을 인가함으로써, 전자가 빠르게 필라멘트에서 타깃 쪽으로 이동하도록 하고, 그 충돌에 의하여 엑스레이가 발생되도록 한다. 예를 들어, 전자가 방출되는 필라멘트 쪽은 -70kV가 되고, 타깃 쪽은 0kV가 되도록 구성하게 되면, 전자가 낮은 전위에서 높은 전위로 빠르게 이동하기 때문에, 필라멘트 쪽에서 방출되어 타깃 쪽으로 빠르게 이동하게 된다. 이 때 타깃을 도면에서와 같이 경사진 형태로 구성하게 되면, 경사진 방향으로 충돌에 따른 엑스레이 방출이 이루어지게 되고, 이를 통해 필요한 엑스레이를 얻을 수 있게 된다.
[38]
엑스레이 튜브(101)에서는 필라멘트에서 타깃까지의 길이, 구조, 전압 등에 따라서 방출된 전자가 타깃에 도달하는 위치 및 면적이 달라지게 되는데, 가급적 좁은 초점 영역 내부로 전자가 모이도록 하여, 집중적으로 강한 엑스레이 선량을 얻을 수 있도록 해야 보다 선명한 엑스레이 영상을 획득할 수 있다.
[39]
열 방출 캡(102)은 상기 엑스레이 튜브(101)의 상기 타깃에 연결되어 열을 방출시킨다. 앞서 엑스레이 튜브(101)에서 설명한 바와 같이, 필라멘트에서 발생된 전자가 타깃에 도달하여 충돌함으로써, 엑스레이가 발생되게 되는데, 이 과정에서 충돌에 의한 효과로 열이 발생되게 된다. 특히 대형 엑스레이 장치가 아닌 소형 엑스레이 장치에서 높은 에너지의 엑스레이를 방출하도록 하면, 좁은 타깃 영역에서 많은 열이 발생하게 되어, 기기의 변형을 초래하거나 성능에 영향을 줄 우려가 있다.
[40]
따라서, 열 방출 캡(102)은 많은 열이 발생되는 타깃과 연결되어 타깃의 열을 빠르게 방출시키는 역할을 한다. 이를 위하여 열 방출 캡(102)은 전기전도도가 높은 금속 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 열 방출 캡의 외부 표면은 주름이 형성되도록 하여 열을 방출하는 면적을 극대화하여 열 방출 효율을 높이도록 할 수 있다.
[41]
열 방출 캡(102)은 타깃의 열을 빠르게 방출하도록 타깃과 동일한 소재로 이루어지는 것이 바람직할 수 있는데, 엑스레이 방출을 용이하게 하는 구리와 같은 금속이 그 소재로 사용될 수 있다.
[42]
또한, 상기 엑스레이 튜브(101)의 내부를 진공으로 하는 것이 바람직하기 때문에, 엑스레이 튜브(101) 내부의 공기를 빼내기 위하여 상기 타깃 방향으로 공기를 빼내는 관을 연결했다가 공기를 빼낸 이후 절단한 핀치오프 영역이 존재할 수 있는데, 이와 같이 뾰족한 영역이 엑스레이 튜브에서 드러나 있으면 전압의 아칭(arching) 현상이 발생되어 엑스레이의 방출이 불균일하게 되는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 열 방출 캡(102)은 이와 같이 타깃 방향으로 형성된 핀치오프 영역을 감싸는 형태로 구성됨으로써, 이와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
[43]
고분자 슬리브(103)는 상기 엑스레이 튜브(101) 및 상기 열 방출 캡(102)을 둘러싼다. 엑스레이 튜브(101)는 열의 원활한 방출 등을 이유로 오일이 담겨있는 통 안에 배치되도록 구성될 수 있는데, 튜브에서 매우 높은 전압이 사용되기 때문에, 외부로 유출되지 않도록 비전도성의 고분자 물질로 슬리브를 구성하여 엑스레이 튜브(101)를 둘러싸도록 할 수 있다.
[44]
고분자 슬리브(103)는 전기를 전도하지 않는 고분자 물질이라면 어떤 것도 사용이 가능하며, 열 방출 캡(102)에서 방출되는 열을 견디기 위하여 높은 내열성을 가지는 소재로 구성되는 것이 바람직하다.
[45]
납 슬리브(104)는 상기 고분자 슬리브(103)를 둘러싸고 엑스레이 방출을 차단한다. 엑스레이 튜브(101)에서는 타깃의 형태를 조정하여, 엑스레이가 방출되어야 할 필요가 있는 방향으로 엑스레이가 방출되도록 구성하지만, 타깃에서 전자가 충돌하여 발생되는 엑스레이 중 일부는 목표한 방향과 다른 방향으로 방출되는 경우가 많다. 이와 같이 엑스레이 촬영을 하고자 하는 방향 이외의 방향으로 방출되는 엑스레이가 많아지면 장치를 사용하는 검사자나 환자 모두 불필요하게 방사선에 노출되게 되는 문제점이 있다.
[46]
따라서, 납 슬리브(104)는 방사선을 차폐하는 성능이 우수한 납으로 이루어져 있으며, 필요한 목표 방향을 제외하고 나머지 모든 방향으로 엑스레이가 방출되는 것을 사전에 차단함으로써, 방사선에 대한 피폭을 최소화하도록 할 수 있다.
[47]
예를 들어서, 입 안에 소형 엑스레이 장치를 넣고 치아를 촬영하는 경우, 입 안에서 바깥쪽으로 엑스레이가 방출되도록 하여 입 바깥쪽에서 그 영상을 획득하도록 하는 것이 방사선의 피폭을 최소화할 수 있도록 하는 방법인데, 이 때, 엑스레이 장치에서 안쪽 방향으로도 일부의 엑스레이가 방출된다고 하면 입 내부, 심지어 뇌에도 엑스레이가 도달하여 피해를 입을 수 있다. 그러므로, 납 슬리브(104)를 통하여 방사선 피폭을 최소화하도록 구성하는 것이 필요하다.
[48]
윈도우(105)는 상기 고분자 슬리브(103) 및 상기 납 슬리브(104)에 형성되는 것으로 상기 엑스레이 튜브(101)에서 방출되는 엑스레이가 투과할 수 있도록 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 불필요한 방사선의 피폭을 최소화하기 위하여 엑스레이를 차폐할 수 있는 납 슬리브(104)를 이용하여 엑스레이 튜브(101)를 둘러싸도록 구성하고 있어, 필요한 영역으로 엑스레이가 방출될 수 있도록 하는 방법이 필요하다.
[49]
따라서, 윈도우(105)는 도면에서와 같이 엑스레이가 방출되어야 하는 목표 지점에 고분자 슬리브(103) 및 납 슬리브(104)를 관통하도록 형성되며, 엑스레이 튜브(101)에서 방출된 엑스레이가 외부의 검사 대상물까지 진행할 수 있도록 한다.
[50]
엑스레이 가이드부(106)는 상기 고분자 슬리브(103) 및 상기 납 슬리브(104)에 형성된 윈도우(105)의 외측으로 형성되어, 소정의 각도 이상으로 엑스레이가 방출되지 않도록 가이드한다. 도면에 도시한 바와 같이, 엑스레이 튜브(101)의 타깃에서 방출되는 엑스레이가 윈도우를 통해서 방출될 때, 윈도우 바깥쪽으로 180도 방향으로 퍼져 나갈 수 있다. 이렇게 되면 목표하는 엑스레이 촬영 지점을 포함하여 더 넓은 범위로 엑스레이가 퍼져나가게 되어 불필요한 방사선 피폭을 피할 수 없게 된다.
[51]
따라서, 엑스레이 가이드부(106)는 엑스레이 촬영을 위해 필요한 각도의 범위 안으로만 엑스레이가 방출되도록 방향을 가이드하는 역할을 한다. 이를 위하여, 불필요한 방향으로의 엑스레이 방출을 차단하기 위하여 엑스레이 가이드부(106)는 방사선 차폐가 가능한 납으로 이루어지는 것이 바람직하다.
[52]
경우에 따라서, 엑스레이 가이드부(106)는 도면에서와 같은 고정된 형태일 수도 있으며, 엑스레이 촬영 범위가 변동될 수 있는 경우라면 각도가 변할 수 있도록 가변형으로 구성되는 것도 가능하다.
[53]
평탄화 필터(107)는 상기 고분자 슬리브(103) 및 상기 납 슬리브(104)에 형성된 윈도우(105)의 외측으로 형성되어 상기 방출되는 엑스레이를 균일하게 한다. 아래 도 2내지 도5에서 보다 상세히 설명하겠지만, 엑스레이 튜브(101)에서 방출되는 엑스레이는 아무리 엑스레이 튜브의 전체 구조나 타깃의 형태 등을 정교하게 만든다고 하더라도, 모든 방향으로 동일한 선량의 엑스레이를 방출하는 것이 불가능하다.
[54]
특히, 엑스레이 튜브(101)의 필라멘트에서 방출되는 전자 자체가 타깃의 중앙부를 중심으로 퍼져 있는 초점 영역에 도달하여 엑스레이를 방출하게 되는데, 중앙부에 가장 많은 전자가 도달할 수밖에 없고, 이로 인해 방출되는 엑스레이도 윈도우(105)의 중앙 부분으로 방출되는 엑스레이가 가장 많은 선량을 가지게 된다. 따라서, 이와 같이 방출되는 엑스레이를 이용하여 엑스레이 영상을 촬영하게 되면, 종앙부와 가장자리의 영상이 왜곡되는 문제가 발생될 수 있다.
[55]
따라서, 평탄화 필터(107)는 윈도우(105)의 외부를 커버하는 형태로 구성이 되며, 전반적으로 중앙 부분이 두껍고 가장자리 부분으로 갈수록 얇게 구성되어, 중앙 부분에서는 방출되는 엑스레이를 줄이고, 가장자리로 갈수록 방출되는 엑스레이를 차단하지 않도록 하여 전반적으로 고르게 엑스레이가 방출되도록 한다.
[56]
평탄화 필터(107)는 이를 위하여 복수개의 영역으로 나뉘어지고 각각의 영역별로 서로 다른 두께를 가지도록 구성될 수 있다. 즉 각각의 영역별로 엑스레이 선량이 많은 영역과 그렇지 않은 영역을 구분하여 엑스레이 선량이 많은 영역은 엑스레이의 일부를 차폐함으로써, 전반적으로 고르게 엑스레이가 방출되도록 한다.
[57]
보다 정확한 평탄화를 위하여 평탄화 필터(107)는 상기 복수개의 영역 각각에서 방출되는 엑스레이의 방출량 통계를 기초로 해당 영역의 엑스레이 방출량이 높을수록 더욱 두꺼운 두께를 가지도록 할 수 있는데, 적용하는 엑스레이 튜브(101)의 종류에 따라 다른 형태의 맞춤형 필터를 적용함으로써, 보다 정확한 평탄화가 가능해진다.
[58]
또한 평탄화 필터(107)에서 복수개의 영역 각각은 해당 영역으로 방출되는 엑스레이의 방출 각도와 동일한 방향을 기준으로 그 두께를 결정한다. 엑스레이 튜브(101)에서 엑스레이는 타깃의 중앙점을 중심으로 상기 윈도우(105)를 통과하는 여러 방향으로 방출되게 된다. 따라서, 각각의 영역에서 엑스레이가 방출되는 방향이 서로 다르게 된다. 즉 윈도우(105)의 중앙부분에서는 수직 방향으로 엑스레이가 방출되는데, 좌측에서는 좌측으로 기울어진 방향으로, 우측에서는 우측으로 기울어진 방향으로 엑스레이가 방출된다.
[59]
따라서, 이를 정확하게 평탄화하기 위해서는 평탄화 필터(107)에서 각각의 영역을 지나가는 엑스레이의 방출 방향을 기준으로 두께가 형성되도록 하여, 실제 필요한 만큼의 선량을 감소시키도록 하는 것이 필요하다. 단순히 수직 방향으로 두께가 형성된다고 하면 실제 지나는 방사선은 그 두께로 인하여 하나의 영역이 아닌 여러 영역의 평탄화 필터(107) 부분을 지나게 되어, 선량의 감소가 의도한 바와 같이 이루어지기가 어렵다.
[60]
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 엑스레이 장치에서 엑스레이가 방출되는 윈도우 부분을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
[61]
도면에서 e로 표시된 영역이 윈도우(105), f로 표시된 영역이 평탄화 필터(107)에 해당하는 부분으로, 도면에 표시된 바와 같이, 엑스레이가 방출되는 각도에 따라, 평탄화 필터는 중앙 부분에서는 수직에 가까운 기울기를 가지며, 좌측과 우측 끝으로 가면서는 각각 해당 방향으로 기울어진 기울기를 가지도록 구성될 수 있다.
[62]
이와 같이 평탄화 필터(107)의 각 영역에서 엑스레이가 지나가는 방향에 따라 두께가 형성되도록 함으로써, 하나의 영역을 지나는 엑스레이는 해당 영역의 필터를 온전히 통과하도록 하여, 원하는 위치에 원하는 만큼의 엑스레이 감쇄가 이루어지도록 하여, 보다 정확한 평탄화가 이루어지도록 할 수 있다.
[63]
도 2에서는 도 1과 다소 다른 형태의 엑스레이 튜브(101)를 적용한 실시예를 도시하고 있는데, 이와 같이 엑스레이 튜브(101)의 구체적인 형태에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.
[64]
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소형 엑스레이 장치에 평탄화 필터가 없는 경우의 엑스레이의 방출 예를 도시한 도면이다.
[65]
평탄화 필터(107)가 없는 경우에는 앞서 설명한 바와 같이 엑스레이 튜브(107)에서 방출되는 엑스레이가 중앙 부분에서는 매우 강하게, 가장자리 쪽으로 갈수록 다소 약하게 형성되게 된다. 이와 같은 방사선 선량은 엑스레이 튜브의 구조, 특히 타깃의 구조 등에 의하여 달라지게 된다.
[66]
도면에서는 실제 엑스레이를 방출하여 각각의 영역에서의 선량을 측정한 것인데, 좌측의 영상은 전체로 방출되는 것을 나타내고, 우측의 영상은 그 중에서 흰 색 박스 내부로 실제 엑스레이 영상을 촬영하는데 사용하는 부분을 나타낸다. 도면에서 밝게 표시되는 부분은 엑스레이 선량이 높은 부분이고 어둡게 표시되는 부분은 엑스레이 선량이 낮은 부분이다.
[67]
앞서 설명한 바와 같이, 도면에서는 중앙 부분이 밝게 나타나고, 가장자리로 갈수록 어둡게 나타나는 것을 알 수 있는데, 엑스레이 튜브(101)의 형태에 따라서, 도면에서와 같이 중앙에서 좌측 부분의 선량이 높게, 우측부분의 선량이 다소 낮게 나타나는 경우도 있고, 반대로 나타나는 경우도 있다.
[68]
따라서, 평탄화 필터(107)는 이러한 엑스레이 튜브(101) 별로 방출되는 엑스레이의 통계치를 기반으로 하여 맞춤형으로 제작됨으로써, 보다 정교한 평탄화가 가능하도록 할 수 있다.
[69]
도 4는 본 발명의 일실시예에 다른 소형 엑스레이 장치의 평탄화 필터의 예를 도시한 도면이다.
[70]
도면에 도시한 바와 같이, 평탄화 필터(107)는 복수 개의 영역으로 이루어지고, 각각의 영역별로 두께가 다르게 구성될 수 있다. 본 도면의 평탄화 필터(107)는 도 3의 예시를 기반으로 생성된 것인데, 도 3의 그림에서 밝게 표시된 중앙부분이 가장 두껍게 구성되어 많은 엑스레이 감쇄가 이루어지도록 하고 있으며, 좌측과 우측 중에서는 도 3에서 보다 밝게 표시되었던 좌측 부분이 상대적으로 더 두꺼운 형태로 이루어진 것을 확인할 수 있다.
[71]
또한, 각각의 영역의 두께는 수직 방향으로 형성되는 것이 아니라, 각각의 영역을 지나는 엑스레이의 방출 방향에 따라 기울어진 각도를 가지는 것을 확인할 수 있으며, 도 2에서와 같이 좌우 방향으로만 기울어지는 것이 아니라, 중앙점을 기준으로 모든 방향으로 가장자리로 갈수록 기울기가 커지는 형태로 구성되는 것이 실제 엑스레이의 방출 방향에 맞출 수 있는 방법이 된다.
[72]
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 엑스레이 장치의 평탄화 필터를 적용하기 위한 엑스레이 방출량 통계 정보의 예를 도시한 도면이다.
[73]
앞서 설명한 바와 같이, 평탄화 필터(107)를 구성하기 위해서는 평탄화 필터(107)를 구성하는 복수개의 영역 각각을 통과하는 엑스레이의 선량을 확인해야 하는데, 1회 또는 수차례의 엑스레이 방사를 진행하고, 촬영 목적지에 해당하는 곳에서 영역별 선량을 측정하여, 정규화하고, 이를 표로 나타내면 도 5에 나와 있는 형태로 표현이 될 수 있다.
[74]
도면에서 흰 색 배경으로 표시된 영역들은 방사선 선량이 0.90 이상으로 높은 부분이고, 어두운 색으로 표시된 부분은 방사선 선량이 0.9 미만으로 낮은 부분인데, 가장자리로 갈수록 더욱 낮게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 형태로 엑스레이 선량의 통계정보를 획득하게 되면, 각각의 엑스레이 튜브(101)의 특성에 맞는 평탄화 필터(107)를 맞춤형으로 구성하는 것이 가능하게 된다.
[75]
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다.

산업상 이용가능성

[76]
본 발명은 평탄화 필터를 가지는 소형 엑스레이 장치에 관한 것으로, 필라멘트에 인가된 전압에 따라 방출되는 전자가 타깃을 향해 방출되어, 상기 타깃에서 상기 전자가 방출된 방향과 수직 방향으로 엑스레이를 방출하는 엑스레이 튜브, 상기 엑스레이 튜브의 상기 타깃에 연결되어 열을 방출시키는 열 방출 캡, 상기 엑스레이 튜브 및 상기 열 방출 캡을 둘러싸는 고분자 슬리브, 상기 고분자 슬리브를 둘러싸고 엑스레이 방출을 차단하는 납 슬리브를 포함하고, 상기 고분자 슬리브 및 상기 납 슬리브에는 상기 엑스레이 튜브에서 방출되는 상기 엑스레이가 투과할 수 있는 윈도우가 형성되는 소형 엑스레이 장치가 제공된다.

청구범위

[청구항 1]
필라멘트에 인가된 전압에 따라 방출되는 전자가 타깃을 향해 방출되어, 상기 타깃에서 상기 전자가 방출된 방향과 수직 방향으로 엑스레이를 방출하는 엑스레이 튜브; 상기 엑스레이 튜브의 상기 타깃에 연결되어 열을 방출시키는 열 방출 캡; 상기 엑스레이 튜브 및 상기 열 방출 캡을 둘러싸는 고분자 슬리브; 상기 고분자 슬리브를 둘러싸고 엑스레이 방출을 차단하는 납 슬리브 를 포함하고, 상기 고분자 슬리브 및 상기 납 슬리브에는 상기 엑스레이 튜브에서 방출되는 상기 엑스레이가 투과할 수 있는 윈도우가 형성된 것 을 특징으로 하는 소형 엑스레이 장치.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 고분자 슬리브 및 상기 납 슬리브에 형성된 윈도우의 외측으로 형성되어, 소정의 각도 이상으로 엑스레이가 방출되지 않도록 가이드하는 엑스레이 가이드부 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 엑스레이 장치.
[청구항 3]
제1항에 있어서, 상기 고분자 슬리브 및 상기 납 슬리브에 형성된 윈도우의 외측으로 형성되어 상기 방출되는 엑스레이를 균일하게 하는 평탄화 필터 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 엑스레이 장치.
[청구항 4]
제3항에 있어서, 상기 평탄화 필터는 복수개의 영역으로 나뉘어지고 각각의 영역별로 서로 다른 두께를 가지는 것 을 특징으로 하는 소형 엑스레이 장치.
[청구항 5]
제4항에 있어서, 상기 복수개의 영역 각각은 해당 영역으로 방출되는 상기 엑스레이의 방출량 통계를 기초로, 해당 영역의 엑스레이의 방출량의 높을수록 더욱 두꺼운 두께를 가지는 것 을 특징으로 하는 소형 엑스레이 장치.
[청구항 6]
제4항에 있어서, 상기 복수개의 영역 각각은 해당 영역으로 방출되는 상기 엑스레이의 방출 각도와 동일한 방향을 기준으로 그 두께를 결정하는 것 을 특징으로 하는 소형 엑스레이 장치.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]