KR20160056573A - 갠트리 하우징을 갖는 치과용 엑스선 촬영 장치 - Google Patents

갠트리 하우징을 갖는 치과용 엑스선 촬영 장치 Download PDF

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Abstract

갠트리 하우징을 갖는 치과용 엑스선 촬영 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 치과용 엑스선 촬영 장치는, 회전축을 사이에 두고 엑스선 제너레이터와 엑스선 센서가 서로 대향 하도록 배치된 회전암; 상기 회전암의 상부에서 상기 회전암과 연결되어 상기 회전암을 회전 가능하게 지지하는 회전암 지지부; 상기 엑스선 제너레이터, 상기 엑스선 센서 및 상기 회전암의 회전 영역을 둘러싸는 갠트리 하우징; 및 일측은 상기 회전암에 연결되고 다른 일측은 상기 갠트리 하우징에 연결되어 상기 갠트리 하우징의 하중이 상기 회전암에 의해 지지되도록 하는 회전지지부를 포함한다. 상기 회전지지부는 상기 회전암과 상기 갠트리 하우징 사이에 배치된 베어링 부재를 포함할 수 있다.

Description

갠트리 하우징을 갖는 치과용 엑스선 촬영 장치{DENTAL X-RAY IMAGING APPARATUS HAVING GANTRY HOUSING}
본 발명은 엑스선 촬영 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 엑스선 제너레이터와 엑스선 센서가 피검자의 머리 주위를 회전하며 엑스선 영상을 촬영하는 치과용 엑스선 촬영 장치에 관한 것이다.
엑스선 촬영은 엑스선의 투과특성을 이용한 방사선사진법으로서, 촬영대상을 투과하는 과정 중에 누적된 감쇄량에 근거해서 촬영대상의 내부구조에 대한 엑스선 영상을 획득하는 것이다. 그리고 이를 위한 엑스선 영상 촬영장치는 엑스선을 조사하는 엑스선 제너레이터, 촬영대상을 사이에 두고 엑스선 제너레이터와 대향 배치되어 촬영대상을 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 센서, 엑스선 센서의 검출결과를 통해 엑스선 영상을 구현하는 영상처리장치를 포함한다. 한편, 최근 들어 엑스선 촬영은 반도체 및 정보처리기술의 발전에 힘입어 디지털 센서를 이용한 DR(Digital Radiography)로 빠르게 대체되는 가운데 촬영방법 또한 목적 등에 따라 다양하게 진보하고 있다.
도 1은 종래의 치과용 엑스선 촬영 장치를 보인다.
종래의 치과용 엑스선 촬영장치는 바닥에 의해 지지되는 베이스와 상기 베이스로부터 수직으로 세워진 칼럼(column), 그리고 피검자의 신장에 맞게 상기 칼럼을 따라 승강하는 승강부(10)를 갖는다. 상기 승강부(10)의 일측에는 회전암 지지부(20)가 연결된다. 상기 회전암 지지부(20)의 하부에는 회전암(30)이 회전할 수 있도록 연결된다. 상기 회전암(30)은 회전축을 사이에 두고 한쪽에 배치되는 제너레이터(31)와 상기 제너레이터(31)에 대향하여 상기 회전축의 반대편에 배치되는 엑스선 센서(32)를 갖는다. 엑스선 영상 촬영시에 피검자의 치열궁(50)을 포함하는 피검자의 두부가 상기 회전축(25C) 주변에 고정적으로 배치되며, 그 위치는 검진이 필요한 부위에 따라 조정될 수 있다.
상기 회전암(30)과 상기 회전암 지지부(20)의 사이에는 이들을 연결하며 동력을 이용하여 상기 회전암(30)을 상기 회전축(25C) 중심으로 회전시키는 회전 구동부(25)를 구비한다. 상기 회전 구동부(25)는 피검자의 치열궁(50)에 대한 파노라마 영상 또는 CT 영상을 얻기 위해 다수의 엑스선 투과 영상을 촬영할 때, 상기 회전암(30)을 원하는 각도만큼 회전시키는 역할을 한다.
이러한 치과용 엑스선 촬영 장치를 이용하여 제공되는 것으로, 엑스선 파노라마 영상은 치아 및 주변조직의 전체적인 배치관계를 쉽게 파악할 수 있어 치과 전문의에게 가장 익숙한 표준영상으로 활용되고 있다. 엑스선 CT 영상은 촬영대상에 대한 3차원 영상은 물론 사용자가 원하는 위치 및 방향에 따른 단층 영상을 정확하고 선명하게 표시할 수 있어 임플란트 시술 등 고도의 정밀성이 요구되는 분야에 활용되고 있다. 최근에는 치아교정 등의 분야에서도 엑스선 3차원 영상의 활용도가 높아지고 있는 실정이다.
그런데, 엑스선 단층 영상이나 엑스선 3차원 영상을 재구성하기 위해서 치과용 엑스선 촬영 장치는 피검자를 다양한 각도에서 촬영한, 많은 수의 엑스선 투과 영상을 필요로 한다. 따라서, 제너레이터(31)와 엑스선 센서(32)를 회전시키는 상기 회전암(30)의 회전량이 많아지고, 신속한 촬영을 위해 그 회전속도도 빨라지게 된다. 이는 피검자에게 불안감을 초래하여 이른바 모션아티팩트(motion artifact) 발생의 원인이 될 수 있으므로, 전술한 제너레이터(31)와 엑스선 센서(32) 및 회전암(30)을 포함하는 갠트리를 전체적으로 커버하는 하우징이 요구된다.
본 발명은 제너레이터와 엑스선 센서 및 회전암을 포함하는 갠트리를 전체적으로 둘러싸는 하우징을 구비하여, 피검자에게 안정된 촬영 환경을 제공하는 치과용 엑스선 촬영 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. 나아가 본 발명은 이러한 갠트리 하우징의 하중이 분산 지지 되도록 함으로써, 하우징의 처짐이나 진동 발생을 방지할 수 있는 치과용 엑스선 촬영 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 치과용 엑스선 촬영 장치는, 회전축을 사이에 두고 엑스선 제너레이터와 엑스선 센서가 서로 대향 하도록 배치된 회전암; 상기 회전암의 상부에서 상기 회전암과 연결되어 상기 회전암을 회전 가능하게 지지하는 회전암 지지부; 상기 엑스선 제너레이터, 상기 엑스선 센서 및 상기 회전암의 회전 영역을 둘러싸는 갠트리 하우징; 및 일측은 상기 회전암에 연결되고 다른 일측은 상기 갠트리 하우징에 연결되어 상기 갠트리 하우징의 하중이 상기 회전암에 의해 지지되도록 하는 회전지지부를 포함한다.
상기 회전지지부는 상기 회전암과 상기 갠트리 하우징 사이에 배치된 베어링 부재를 포함할 수 있다.
상기 회전지지부는 상기 회전암의 회전축 하부에 설치되어 상기 회전암과 함께 회전하는 제 1 브라켓; 상기 갠트리 하우징의 내측에 상기 제1브라켓과 인접하게 설치된 제 2 브라켓; 및 상기 제 1 브라켓과 상기 제 2 브라켓 사이에 배치되어 회전하지 않는 상기 갠트리 하우징의 하중이 회전하는 상기 회전암에 의해 지지되도록 하는 베어링 부재를 포함할 수 있다.
베어링 부재를 포함하는 경우에 있어서, 상기 베어링 부재는 축 방향의 하중 및 축에 수직인 방향의 회전 하중을 함께 지지하는 베어링 부재일 수 있다.
상기 갠트리 하우징은, 상기 회전암의 회전축을 중심으로 상기 엑스선 센서의 회전반경보다 작은 내경을 가지고, 상기 엑스선 제너레이터의 회전반경보다 큰 외경을 가질 수 있다.
본 발명에 따르면 제너레이터와 엑스선 센서 및 회전암을 포함하는 갠트리를 전체적으로 둘러싸는 하우징을 구비하여, 피검자에게 안정된 촬영 환경을 제공하는 치과용 엑스선 촬영 장치를 제공할 수 있다. 나아가 본 발명에 따르면 이러한 갠트리 하우징의 하중이 비회전 구조물에서만이 아니라 회전 구조물인 회전암 하부에서도 분산 지지 되도록 함으로써, 하우징의 처짐이나 진동 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 치과용 엑스선 촬영 장치를 보인다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 치과용 엑스선 촬영 장치의 갠트리 하우징 내부의 모습을 개략적으로 보인다.
도 3은 상기 도 2의 실시예에서 회전암과 하우징 사이의 회전지지부의 한 예를 보인다.
도 4는 상기 도 2의 실시예에서 상기 회전지지부의 다른 예를 보인다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴본다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 기술적 사상을 명확히 전달하기 위하여 제공된다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 치과용 엑스선 촬영 장치의 갠트리 하우징 내부의 모습을 개략적으로 보인다.
본 실시예에 따른 치과용 엑스선 촬영 장치는 본 도면에 도시된 바와 같이 갠트리 하우징(40)을 갖는다. 여기서 갠트리(Gantry)는 일반적으로 CT 촬영 장치 등의 엑스선 영상 촬영 장치에서, 엑스선 제너레이터와 엑스선 센서 및 이들을 회전시키는 회전체를 포함하는 부분을 지칭하는 것이다. 상기 갠트리 하우징(40)은, 양 단에 엑스선 제너레이터(31)와 엑스선 센서(32)가 각각 배치되고, 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 회전암 지지부(20)에 의해 지지되는, 회전암(30)의 회전 영역을 둘러싸도록 구비된다. 상기 회전암(30)을 상기 회전암 지지부(20)에 대하여 회전시키는 회전 구동부(25)는 상기 회전암 지지부(20) 또는 회전암(30) 내에 설치될 수 있다.
상기 갠트리 하우징(40)은 회전암(30) 아래에 배치되고, 상대적으로 회전 반경이 작은 엑스선 센서(32)의 회전 반경보다 작은 내경(R1)을 갖는 갠트리 하우징 하부케이스(40L)를 포함한다. 상기 갠트리 하우징(40)은 전술한 갠트리 하우징 하부케이스(40L)와, 그 나머지 부분을 커버하는 것으로 상기 엑스선 제너레이터(31)의 회전 반경보다 큰 외경(R2)을 갖는 상부케이스 등 여러 부분으로 이루어질 수 있는데, 상부케이스와 하부케이스(40L)의 경계 위치에 대한 제약은 없다.
상기 갠트리 하우징(40)은 ABS수지 등 플라스틱 구조물로 이루어지는데, 그 크기가 크고, 내부에 회전 운동하는 부분을 수용하기 때문에, 처짐과 같은 변형이나 진동이 발생하기 쉽다. 상기 회전암(30)의 상부 측에 걸쳐 있는 부분은 고정 구조물인 상기 회전암 지지부(20)에 의해 지지되어 그 하중을 지탱하거나, 도시되지 않은 컬럼 등의 다른 고정 구조물에 연결되어 지지 될 수 있다. 그러나, 상기 회전암(30)의 하부에 위치한 상기 갠트리 하우징 하부케이스(40L)는 회전암 지지부(20) 등의 고정 구조물과의 거리가 멀어서 탄성적인 처짐이나 영구적인 처짐 즉 크립(creep) 현상의 원인이 되기 쉽다. 구조적으로 강성을 보강하여 이를 방지하기 위해서는 상기 갠트리 하우징(40)의 크기와 자체 하중이 더 커질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 회전암(30)의 회전축 하부와 상기 갠트리 하우징(40) 중 하부케이스(40L) 사이에 설치되는 회전지지부(35)를 통해서, 비회전 구조물인 갠트리 하우징(40)의 하중 중에서 적어도 일부를 회전 구조물인 상기 회전암(30)이 지지할 수 있도록 한다. 회전암(30)에 전달된 상기 갠트리 하우징(40)의 하중은 결국 회전암 지지부(20)에 전달되어, 상기 회전암 지지부(20)에 의해 회전암(30) 자체의 하중과 함께 지지된다. 다시 말해 상기 회전지지부(35)는 일측이 회전 구조물인 회전암(30)의 회전축 하부에 연결되고, 다른 일측이 상기 갠트리 하우징(40)의 하부케이스(40L)에 연결되어, 상기 회전암(30)이 자유롭게 회전하면서도 상기 갠트리 하우징(40)에 의한 축방향의 하중을 지지할 수 있도록 한다. 이를 위해 상기 회전지지부(35)는 상기 회전암과 상기 갠트리 하우징 사이에 배치된 베어링 부재를 포함할 수 있다.
도 3은 상기 도 2의 실시예에서 회전암과 하우징 사이의 회전지지부의 한 예를 보인다.
도시된 바와 같이, 상기 회전지지부(35)는 일 예로, 상기 회전암(30)의 회전축 하부에 설치되어 상기 회전암(30)과 함께 회전하는 제 1 브라켓(353)과, 상기 갠트리 하우징(40)의 내측에 상기 제 1 브라켓(353)과 인접하게 설치된 제 2 브라켓(354), 그리고 상기 제 1 브라켓(353)과 상기 제 2 브라켓(354) 사이에 배치되어 회전하지 않는 상기 갠트리 하우징(40)의 하중이 회전하는 상기 회전암(30)에 의해 지지되도록 하는 베어링 부재(355)를 포함할 수 있다. 본 도면을 참조하면, 갠트리 하우징(40)의 하중 일부, 특히 하부케이스(40L)를 포함하는 부분의 하중이 상기 제2 브라켓(354)을 통해 상기 베어링 부재(355)의 내륜에 전달되고, 이는 볼 등의 베어링 내부를 통해 그 외륜에 전달되며, 다시 제 1 브라켓(353)을 통해 상기 회전암 케이스(30C)에 전달된다. 여기서는 회전암 케이스(30C)에 전달되는 것으로 설명하였으나 회전암의 뼈대를 이루는 구조물에 전달될 수 있음은 물론이다.
여기서 상기 베어링 부재(355)는 볼 베어링, 롤러 베어링, 래이디얼 베어링, 스러스트 베어링 등 다양한 종류의 베어링 중에서 선택될 수 있다. 일 예로, 중력에 의한 상기 갠트리 하우징(40)의 하중을 상기 회전암(30)이 지지하도록 하되, 축에 수직인 방향의 하중도 지지 될 수 있도록, 상기 베어링 부재(355)로 앵귤러 볼 베어링을 채택할 수도 있다.
도 4는 상기 도 2의 실시예에서 상기 회전지지부의 다른 예를 보인다.
본 도면에 도시된 회전지지부(35a, 35b)에서 베어링 부재(355a, 355b)를 제외한 나머지 부분은 상기 도 3에 도시된 회전지지부(35)와 동일하다. 도 4의 (a)는 회전지지부(35a)의 베어링 부재(355a)로서 스러스트 볼 베어링을 채용한 예로서, 축 방향의 강한 하중을 지지하는 데에 초점을 둔 것이다. 도 4의 (b)는 회전지지부(35b)의 베어링 부재(355b)로서 테이퍼 롤러 베어링을 채용한 예로서, 상기 도 3의 예와 마찬가지로 축 방향의 하중과 축에 수직인 방향의 하중 모두를 지지할 수 있도록 한 예이다. 이와 같이, 축 방향 외의 하중도 지지할 수 있는 베어링 부재를 채용할 경우, 피검자의 신체가 갠트리 하우징에 부딪치는 경우와 같이 중력과 다른 방향의 비정상적인 충격에 대해서도 갠트리 하우징의 변형과 진동을 방지하는 데에 유리하다.
한편, 위에서 회전암 지지부(20)와 갠트리 하우징(40)을 고정 구조물로 표현한 바 있으나, 그것이 지면에 대하여 절대적으로 고정된 구조물임을 뜻하는 것은 아니며, 회전암(30)의 회전 운동에 대하여 상대적으로 고정된 구조물임을 뜻한다. 따라서, 예컨대 상기 회전암 지지부(20)가 지면에 고정된 컬럼에 대하여 승강하는 경우 상기 갠트리 하우징(40)도 함께 승강하게 된다. 아울러, 엑스선 파노라마 영상의 촬영 시와 같이, 상기 회전암(30)의 회전축이 상기 회전암 지지부(20)에 대하여 직선 궤적을 따라 이동하는 경우, 상기 갠트리 하우징(40) 역시 그 회전축과 같이 이동하며 지지 되도록 구성될 수 있다. 이 점은 회전축이 2차원적으로 이동하는 경우에도 마찬가지이다.
10: 승강부
20: 회전암 지지부 25: 회전 구동부
30: 회전암 31: 엑스선 제너레이터
32: 엑스선 센서 35: 회전지지부
353: 제 1 브라켓 354: 제 2 브라켓
355, 355a, 355b: 베어링 부재
40: 갠트리 하우징 40L: 갠트리 하우징 하부케이스

Claims (5)

  1. 회전축을 사이에 두고 엑스선 제너레이터와 엑스선 센서가 서로 대향 하도록 배치된 회전암;
    상기 회전암의 상부에서 상기 회전암과 연결되어 상기 회전암을 회전 가능하게 지지하는 회전암 지지부;
    상기 엑스선 제너레이터, 상기 엑스선 센서 및 상기 회전암의 회전 영역을 둘러싸는 갠트리 하우징; 및
    일측은 상기 회전암에 연결되고 다른 일측은 상기 갠트리 하우징에 연결되어 상기 갠트리 하우징의 하중이 상기 회전암에 의해 지지되도록 하는 회전지지부를 포함하는,
    치과용 엑스선 촬영 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전지지부는 상기 회전암과 상기 갠트리 하우징 사이에 배치된 베어링 부재를 포함하는, 치과용 엑스선 촬영 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전지지부는 상기 회전암의 회전축 하부에 설치되어 상기 회전암과 함께 회전하는 제 1 브라켓;
    상기 갠트리 하우징의 내측에 상기 제1브라켓과 인접하게 설치된 제 2 브라켓; 및
    상기 제 1 브라켓과 상기 제 2 브라켓 사이에 배치되는 베어링 부재를 포함하는, 치과용 엑스선 촬영 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 베어링 부재는 축 방향의 하중 및 축에 수직인 방향의 회전 하중을 함께 지지하는 베어링 부재인, 치과용 엑스선 촬영 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 갠트리 하우징은,
    상기 회전암의 회전축을 중심으로 상기 엑스선 센서의 회전반경보다 작은 내경을 가지고, 상기 엑스선 제너레이터의 회전반경보다 큰 외경을 가지는, 치과용 엑스선 촬영 장치.
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