KR100618628B1 - Pet detector provided with optical fibers and combined mri-pet system using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양전자방출단층촬영장치(PET)의 섬광 검출부가 독립하여 자기공명영상촬영장치(MRI)의 원통형 갠트리 내부에 구비된 구조의 MRI-PET 융합 시스템에 대해 개시한다. 상기 섬광 검출부는, 양전자방출에 따른 방사선을 빛으로 변환하기 위한 복수의 섬광 결정 에레이가 환형으로 정렬된 구조의 섬광 검출기와; 상기 복수의 섬광 결정 어레이 각각에 연결되어 변환된 빛을 MRI 장치 외부에 설치된 PET 장치의 광소자로 전달하기 위한 복수의 광섬유군과; 상기 섬광 검출기를 MRI 장치의 갠트리 안팎으로 활주시키기 위한 이송 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 MRI-PET 융합 시스템에서, MRI 장치와 PET 장치 각각은 분할 구동이 가능함은 물론, 양자를 동시에 구동하여 환자의 움직임 없이 동일 위치에서 MRI 영상과 PET 영상을 동시에 획득함으로써 병변에 대한 정밀한 진단이 가능하다.The present invention discloses an MRI-PET fusion system having a structure provided inside a cylindrical gantry of a magnetic resonance imaging apparatus (MRI) independently of a scintillation detector of a positron emission tomography apparatus (PET). The scintillation detector comprises: a scintillation detector having a structure in which a plurality of scintillation crystal arrays for converting radiation according to positron emission into light are arranged in a ring shape; A plurality of optical fiber groups connected to each of the plurality of scintillation crystal arrays to transfer the converted light to optical devices of a PET device installed outside the MRI device; And a conveying means for sliding the scintillation detector into and out of the gantry of the MRI device. In the MRI-PET fusion system, each of the MRI device and the PET device can be divided drive, as well as to drive both at the same time to acquire the MRI image and PET image at the same position without the movement of the patient to enable precise diagnosis of the lesion Do.
PET-MRI 융합 시스템, 섬광 검출부, 양전자, 광섬유, 광소자PET-MRI fusion system, scintillation detector, positron, optical fiber, optical element
Description
도 1a와 도 1b는, 본 발명에 따른 MRI-PET 융합 시스템의 구성 개략도.1A and 1B are schematic views of the construction of an MRI-PET fusion system according to the present invention.
도 2는, 본 발명에 따른 양전자단층촬영장치용 섬광 검출부의 사시도.2 is a perspective view of a flash detection unit for a positron emission tomography apparatus according to the present invention;
도 3은, 섬광 검출부의 섬광 검출기의 정면도.3 is a front view of a flash detector of the flash detector.
도 4는, 섬광 결정 어레이의 사시도.4 is a perspective view of a flash crystal array;
도 5는, 섬광 결정 어레이와 광섬유군의 연결상태를 도시한 모식도.5 is a schematic diagram showing a connection state between a scintillation crystal array and an optical fiber group.
도 6은, 도 2의 A부분 확대도.FIG. 6 is an enlarged view of portion A of FIG. 2; FIG.
도 7은, 빛 전달을 위한 광섬유군 다발의 단면도.7 is a cross-sectional view of an optical fiber group bundle for light transmission.
도 8은, 도 2의 B-B부분 단면도.8 is a sectional view taken along the line B-B in FIG. 2;
도 9a와 도 9b는, 상기 광섬유군 다발을 권취하기 위한 릴의 사시도 및 정면도.9A and 9B are a perspective view and a front view of a reel for winding the bundle of optical fiber groups.
도 10은, 본 발명에 따른 MRI-PET 장치에서 영상의 획득 및 처리 과정을 도시한 블록도.10 is a block diagram illustrating an image acquisition and processing procedure in an MRI-PET apparatus according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
100 : 양전자방출단층촬영장치(PET 장치) 110 : 섬광 검출부100: positron emission tomography apparatus (PET apparatus) 110: scintillation detector
120 : 섬광 검출기 121 : 섬광 결정 어레이120: scintillation detector 121: scintillation crystal array
121a : 섬광 결정 단위셀 122 : 격벽121a: scintillation crystal unit cell 122: partition wall
130 : 이송수단 131 : 튜브 부재130: transfer means 131: tube member
132 : 가이드 부재 132a : 가이드 홈132:
133 : 구동 모터 133a : 모터 기어133:
134 : 연결 부재 135 : 지지 롤134: connecting member 135: support roll
136 : 릴 136a : 분리 격판136:
136b, 136b' : 홀 140 : 광섬유군 다발136b, 136b ': hole 140: bundle of optical fiber group
141 : 광섬유군 141a : 광섬유141:
142, 142' : 보호층 150 : 광소자142, 142 ': protective layer 150: optical element
160 : 증폭기 170 : 아날로그 디지털 변환기160: amplifier 170: analog to digital converter
180 : 차폐막 200 : 자기공명영상촬영장치(MRI 장치) 180: shielding film 200: magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus)
210 : 갠트리 220 : 순차메모리 회로 210: gantry 220: sequential memory circuit
230 : 환자 테이블 240 : 게이트 변조 회로 230: patient table 240: gate modulation circuit
250 : RF 전력 증폭기 260 : RF 송신기 250: RF power amplifier 260: RF transmitter
270 : RF 수신기 280 : 전치 증폭기 270: RF receiver 280: preamplifier
290 : 위상 증폭기 295 : 아날로그 디지털 변환기 290: phase amplifier 295: analog to digital converter
300 : 디스플레이300: display
본 발명은 자기공명영상촬영장치(Magnetic Resonance Imaging: "MRI")와 양전자방출단층촬영장치(Positron Emission Tomagraphy: "PET")의 구조와 기능을 융합함으로써 환자의 위치를 변경하지 않으면서 동일 장소에서 환자 조직의 해부학적 영상 및 기능적 영상을 동시에 얻을 수 있는 MRI-PET 융합 시스템 및 이에 사용되는 양전자방출단층촬영장치의 섬광 검출부에 관한 것이다.The present invention fuses the structure and function of magnetic resonance imaging (MRI) and positron emission tomography (PET) in the same place without changing the position of the patient. The present invention relates to an MRI-PET fusion system capable of simultaneously obtaining anatomical and functional images of a patient's tissue and a scintillation detector of a positron emission tomography apparatus used therein.
암 종양이나 기타 정밀한 병변 촬영을 필요로 하는 진단에서 있어서는, 자력에 의하여 발생하는 자기장을 이용하여 생체 내 임의의 해부학적 단층상을 얻을 수 있는 MRI 장치와, 포도당과 같은 대사물질에 양전자를 방출하는 방사성 동위원소를 결합시켜 인체에 투여한 후 인체 내에서 일어나는 생화학적 변화를 관찰하여 단층촬영 영상을 얻을 수 있는 PET 장치를 함께 이용할 필요가 있다.In diagnostics requiring cancer tumors or other precise lesion imaging, MRI devices can be used to obtain any anatomical tomography in vivo using magnetic fields generated by magnetic forces, and to release positrons to metabolites such as glucose. After the radioisotope is combined and administered to the human body, it is necessary to use a PET device that can acquire tomographic images by observing biochemical changes occurring in the human body.
한편, MRI 장치와 같이 강력한 외부 자장에 의해 자화되어 일정한 주파수로 회전하는 수소 원자핵(Proton)에 동일한 회전수의 고주파 신호를 인가한 후 양전자로부터 얻어지는 미약한 신호 즉 자기공명 현상에 의한 신호를 받아서 영상화하는 장치에서는, PET 장치의 영상 검출부를 MRI 장치 내부에 삽입할 경우 MRI 장치의 강한 자장의 영향으로 전기장 및 주파수에 대한 높은 노이즈로 인하여 소망하는 영상을 획득하기가 불가능하다.On the other hand, after applying a high frequency signal of the same rotational speed to a hydrogen proton that is magnetized by a powerful external magnetic field and rotates at a constant frequency, such as an MRI device, it receives a weak signal obtained from a positron, that is, a signal by a magnetic resonance phenomenon. In the device, when the image detection unit of the PET device is inserted into the MRI device, it is impossible to obtain a desired image due to the high noise of the electric field and the frequency due to the strong magnetic field of the MRI device.
이러한 MRI 장치의 자장의 영향으로 PET 장치의 검출부에서 신호 교란이 발생하는 문제점으로 인해, 종래에는 PET 장치가 자장이 차폐된 독립된 공간에 설치 되어 운전되는 것이 일반적이었다. 따라서 생체의 해부학적 영상 획득 위한 MRI 촬영과 병변의 활성 부위에서의 기능적 위치 영상 획득을 위한 PET 촬영을 위해서는, 서로 다른 장소로 환자를 이동시켜야만 하였다. Due to the problem that the signal disturbance occurs in the detection unit of the PET device under the influence of the magnetic field of the MRI device, conventionally, the PET device is installed and operated in an independent space shielded by the magnetic field. Therefore, in order to obtain an MRI image for obtaining an anatomical image of a living body and a PET image for obtaining a functional position image at an active site of a lesion, a patient must be moved to a different place.
이 경우 측정 장소의 변경 및 진단을 위한 장시간의 이동시간으로 인해 환자의 상태가 변화되기 쉬워 양 장치에서 별개로 수행된 영상 판독으로는 병변의 위치에 대한 정밀한 진단이 어려운 문제가 있었다. 또한 측정 장소가 서로 분리되어야만 하기 때문에 진단 시간이 장시간 소요되고, 양 장치에 대한 설치비용이 증가되는 문제가 있었다.In this case, the patient's condition is easy to change due to a long moving time for changing and measuring the measurement location, and thus, it is difficult to precisely diagnose the location of the lesion by reading images separately from both devices. In addition, since the measurement sites must be separated from each other, the diagnostic time is long, and the installation cost for both devices increases.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자기공명영상촬영장치 내에 양전자방출단층촬영장치의 섬광 검출부를 구비시킴으로써, 환자의 위치를 변경하지 않으면서 동일 장소에서 환자 조직의 해부학적 영상 및 기능적 영상을 동시에 얻을 수 있게 하여 병변 진단의 정밀성을 높이고 진단에 소요되는 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있는 MRI-PET 융합 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, by providing a flash detection unit of the positron emission tomography apparatus in the magnetic resonance imaging apparatus, anatomical images of the patient tissue in the same place without changing the position of the patient and By providing functional images at the same time, it provides an MRI-PET fusion system that can increase the precision of lesion diagnosis and significantly reduce the time required for diagnosis.
본 발명의 다른 목적은, 상기 자기공명영상촬영장치에 구비되는 양전자방출단층촬영장치의 섬광 검출부를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a flash detection unit of the positron emission tomography apparatus provided in the magnetic resonance imaging apparatus.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 요지는 다음과 같다.The gist of the present invention for achieving the above object is as follows.
(1) 양전자방출단층촬영장치(PET)의 섬광 검출부가 독립하여 자기공명영상촬영장치(MRI)의 원통형 갠트리 내부에 구비된 구조의 MRI-PET 융합 시스템으로서, (1) A MRI-PET fusion system having a structure in which a scintillation detector of a positron emission tomography device (PET) is independently provided inside a cylindrical gantry of a magnetic resonance imaging device (MRI),
상기 섬광 검출부는, 양전자방출에 따른 방사선을 빛으로 변환하기 위한 복수의 섬광 결정 에레이가 환형으로 정렬된 구조의 섬광 검출기와; 상기 복수의 섬광 결정 어레이 각각에 연결되어 변환된 빛을 MRI 장치 외부에 설치된 PET 장치의 광소자로 전달하기 위한 복수의 광섬유군과; 상기 섬광 검출기를 MRI 장치의 갠트리 안팎으로 활주시키기 위한 이송 수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 MRI-PET 융합 시스템.The scintillation detector comprises: a scintillation detector having a structure in which a plurality of scintillation crystal arrays for converting radiation according to positron emission into light are arranged in a ring shape; A plurality of optical fiber groups connected to each of the plurality of scintillation crystal arrays to transfer the converted light to optical devices of a PET device installed outside the MRI device; MRI-PET fusion system, characterized in that it comprises a transport means for sliding the scintillation detector into and out of the gantry of the MRI device.
(2) 상기 섬광 결정 어레이는 섬광 결정 단위셀간의 크로스 토크를 방지하기 위한 격벽이 구비된 것을 특징으로 하는 상기 (1) 기재의 MRI-PET 융합 시스템.(2) The MRI-PET fusion system according to (1), wherein the scintillation crystal array is provided with a partition wall for preventing cross talk between scintillation crystal unit cells.
(3) 상기 이송 수단은, 구동 모터와; 일부가 상기 갠트리의 개구부 밖으로 돌출하여 고정 지지되는 가이드 부재와; 일단부에 상기 섬광 검출기를 장착한 상태로 상기 구동 모터에 의해 가이드 부재의 외측으로 안내되어 활주하는 튜브 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 기재의 MRI-PET 융합 시스템.(3) The transfer means includes a drive motor; A guide member, a part of which protrudes out of the opening of the gantry and is fixedly supported; An MRI-PET fusion system according to (1), characterized in that it comprises a tube member which is guided and slid out of the guide member by the drive motor with the flash detector mounted at one end thereof.
(4) 상기 가이드 부재의 외측에는 상기 복수의 광섬유군을 안내하기 위하여 길이 방향으로 복수의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 상기 (3) 기재의 MRI-PET 융합 시스템.(4) The MRI-PET fusion system according to the above (3), wherein a plurality of grooves are formed in the longitudinal direction outside the guide member to guide the plurality of optical fiber groups.
(5) 상기 MRI 장치 외부에 설치되어 상기 복수의 광섬유군을 권취하기 위한 적어도 하나의 릴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 기재의 MRI-PET 융합 시스템.(5) The MRI-PET fusion system according to the above (1), further comprising at least one reel installed outside the MRI apparatus to wind the plurality of optical fiber groups.
(6) 양전자방출단층촬영장치를 자기공명영상촬영장치에 융합시키기 위한 양전자방출단층촬영장치의 섬광 검출부로서,(6) A flash detection unit of a positron emission tomography apparatus for fusing a positron emission tomography apparatus with a magnetic resonance imaging apparatus,
양전자방출에 따른 방사선을 빛으로 변환하기 위한 복수의 섬광 결정 어레이가 환형으로 정렬된 구조의 섬광 검출기와; 상기 복수의 섬광 결정 에레이 각각에 연결되어 변환된 빛을 MRI 장치 외부에 설치된 PET 장치의 광소자로 전달하기 위한 복수의 광섬유군과; 상기 섬광 검출기를 MRI 장치의 갠트리 안팎으로 활주시키기 위한 이송 수단을 포함하여 구성되며,A scintillation detector having a structure in which a plurality of scintillation crystal arrays for converting radiation according to positron emission into light are arranged in a ring shape; A plurality of optical fiber groups connected to each of the plurality of scintillation crystal arrays to transfer the converted light to an optical device of a PET device installed outside the MRI device; A transport means for sliding the scintillation detector into and out of the gantry of the MRI apparatus,
상기 양전자방출단층촬영장치(PET)의 섬광 검출부가 독립하여 자기공명영상촬영장치(MRI)의 원통형 갠트리 내부에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 양전자방출단층촬영장치의 섬광 검출부.The scintillation detector of the positron emission tomography apparatus (PET) is independently formed integrally inside the cylindrical gantry of the magnetic resonance imaging apparatus (MRI).
(7) 상기 섬광 결정 어레이는 섬광 결정 단위셀간의 크로스 토크를 방지하기 위한 격벽이 구비된 것을 특징으로 하는 상기 (6) 기재의 양전자방출단층촬영장치의 섬광 검출부.(7) The scintillation detector of the positron emission tomography apparatus according to (6), wherein the scintillation crystal array is provided with a partition wall for preventing cross talk between scintillation crystal unit cells.
(8) 상기 이송 수단은, 구동 모터와; 일부가 상기 갠트리의 개구부 밖으로 돌출하여 고정 지지되는 가이드 부재와; 일단부에 상기 섬광 검출기를 장착한 상태로 상기 구동 모터에 의해 가이드 부재의 외측으로 안내되어 활주하는 튜브 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (6) 기재의 양전자방출단층촬영장치의 섬광 검출부.(8) The transfer means includes a drive motor; A guide member, a part of which protrudes out of the opening of the gantry and is fixedly supported; And a tube member which is guided and slid out of the guide member by the drive motor in a state where the scintillation detector is mounted at one end thereof. The flash detector of the positron emission tomography apparatus according to (6) above.
(9) 상기 제 1 튜브 부재 외주면에는 길이방향으로 복수의 광섬유군을 안내하기 위한 복수의 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 상기 (8) 기재의 양전자방출단층촬영장치의 섬광 검출부.(9) The flash detection unit of the positron emission tomography apparatus according to (8), wherein a plurality of guide grooves for guiding the plurality of optical fiber groups in the longitudinal direction are formed on the outer circumferential surface of the first tube member.
본 발명은 MRI 장치에서 발생되는 자장의 영향으로 PET 장치에 구비된 일련 의 신호 검출 시스템이 교란되는 것으로 인해 양 장치가 장소적으로 시간적으로 분리하여 설치되고 구동되어야만 했던 종래의 문제점을 해결한 것에 특징이 있다. The present invention solves the conventional problem that the two devices must be installed and driven in a separate position in time due to the disturbance of the signal detection system provided in the PET device due to the influence of the magnetic field generated in the MRI device. There is this.
이러한 MRI 장치와 PET 장치를 융합하는 방안의 핵심은, PET 장치의 특정 부분, 즉 섬광 검출부를 PET 장치와 분리하여 MRI 장치에 일체로 형성하고 섬광 검출기를 구성하는 복수의 섬광 결정 어레이의 단위셀 각각에 광섬유를 연결함으로써, PET 영상 획득에 이용되는 상기 단위셀로부터 나오는 빛을 광섬유를 이용하여 포집하여 자장의 영향이 없는 외부의 PET 장치로 송출하여 신호처리를 한다는 구성이다.The core of the method of fusing the MRI device and the PET device is that each unit cell of a plurality of flash crystal arrays that form a part of the PET device, that is, the glare detector is separated from the PET device and integrally formed in the MRI device and constitutes the flash detector By connecting the optical fiber to the optical fiber, the light emitted from the unit cell used to acquire the PET image is collected by using the optical fiber and sent to an external PET device which is not affected by the magnetic field to perform signal processing.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 상기와 같은 본 발명의 기술적 요지를 구성하지 않는 MRI 장치나 PET 장치와 관련된 일반적 사항은 본 발명의 구성을 불명확하게 하지 않는 범위 내에서 적절히 생략되어 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the preferred embodiment of the present invention described below with reference to the accompanying drawings, the general matters related to MRI device or PET device that does not constitute the technical gist of the present invention as described above is not unclear the configuration of the present invention It is omitted suitably in the inside.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 MRI-PET 융합 시스템의 구성 개략도로서, 도 1a는 PET 장치의 섬광 검출부가 MRI 장치 내측으로 삽입된 상태를, 도 1b는 MRI 장치 밖으로 빼내어진 상태를 각각 나타낸다. 본 발명에 따른 MRI-PET 융합 시스템은, PET 장치(100)의 섬광 검출부(110)가 독립하여 MRI 장치(200)의 원통형 갠트리(210) 내부에 일체로 설치되는 구조를 특징으로 하며, MRI 장치(200)와 PET 장치(100) 각각을 단독으로 또는 동시에 구동하여 획득되는 영상들은 단독으로 또는 서로 합성되어 디스플레이(300)를 통해 표시된다. Figures 1a and 1b is a schematic configuration diagram of the MRI-PET fusion system according to the present invention, Figure 1a is a state where the flash detection portion of the PET device is inserted into the MRI device, Figure 1b shows the state pulled out of the MRI device, respectively . MRI-PET fusion system according to the present invention, the
상기 갠트리(210) 입구에는 환자(400)를 적재한 상태에서 갠트리(210) 안팎으로 이송되는 환자 테이블(230)이 설치된다. 섬광 검출부(110)는 갠트리(210)를 기준으로 환자 테이블(230)의 반대편에서 삽입되고, 섬광 검출기(120)를 전단에 부착한 튜브 부재(131)가 PET 영상의 획득을 위하여 갠트리(210) 안팎으로 이송된다. 이 경우, 튜브 부재(131)는 상기 환자 테이블(230)을 내부에 포함하는 형태로 갠트리(210) 내부로 삽입된다.At the inlet of the
도 2는 본 발명에 따른 섬광 검출부(110)의 사시도이다. 본 발명에 따른 섬광 검출부(110)는, 양전자방출에 따라 환자(도 1의 400)로부터 발생되는 방사선을 빛으로 변환하기 위한 환형의 섬광 검출기(120)와, 섬광 검출기(120)에 의해 변환된 빛을 외부로 송출하기 위한 복수의 광섬유군(141)을 포함한다. 상기 섬광 검출기(120)는 이송 수단(도 8의 130)에 의해 MRI 장치(200)의 갠트리(210) 안팎으로 활주된다. 참고적으로, 도 2에서는 도 1에 도시된 PET 장치의 하우징은 섬광 검출부(110)의 전체적인 구성을 명확히 하기 위해 생략되어 있다.2 is a perspective view of the
도 3의 상기 섬광 검출기(120)의 정면도이다. 상기 섬광 검출기(120)는 복수의 섬광 결정 어레이(121)가 환형으로 배열된 형태로 이송 수단(130)의 튜브 부재(131) 전단에 에폭시(도면 미도시) 등을 이용하여 부착되어 있다.3 is a front view of the
도 4는 섬광 결정 어레이(121)의 사시도이다. 하나의 섬광 결정 어레이(121)는 복수의 섬광 결정 단위셀(121a)이 적층된 구조로 이루어지며, 각각의 섬광 결정 단위셀(121a) 간에는, 방사선에 의해 섬광 결정 셀에서 발생한 빛이 이웃하는 섬광 결정 셀에게 미치는 영향(크로스 토크)을 방지하기 위하여 격벽(122)이 형성되어 있다.4 is a perspective view of the
도 5는 섬광 결정 어레이(121)와 광섬유군(141)의 연결 상태를 도시한 모식도이다. 상기 도 4의 섬광 결정 어레이(121)를 구성하는 단위셀(121a) 각각에는 하나의 광섬유(141a)가 연결되고, 이러한 광섬유(141a)가 여러 개 모아져 하나의 광섬유군(141)을 형성함으로써 상기 섬광 결정 어레이(121)에 대응하게 된다. 광섬유군(141)은 보호층(142)으로 피복되어 있으며, 보호층(142)의 내부에는 하나의 섬광 결정 어레이(121)를 구성하는 단위셀(121a) 수에 대응하는 복수의 광섬유(141a)가 존재한다. 예컨대, 8 x 8 어레이(121)의 경우 연결되는 광섬유의 총 수는 64 개가 된다.5 is a schematic diagram illustrating a connection state between the
도 6은 도 2의 A 부분의 확대도이고, 도 7은 빛 전달을 위한 광섬유군 다발의 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 각각의 섬광 결정 어레이(121)에는 광섬유(141a) 집합체인 하나의 광섬유군(141)이 연결되고, 이러한 광섬유군(141) 여러 개가 보호층(142')에 의해 피복되어 복수의 광섬유군 다발(140)을 형성하고, 이러한 광섬유군 다발(140)은 튜브 부재(131) 내벽에서 길이 방향으로 규칙적으로 배열 부착되어 외부로 연장되어 있다.6 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the optical fiber group bundle for light transmission. 6 and 7, a single
한편, 상기 튜브 부재(131)는 PET 장치의 하우징(도면 미도시)에 고정된 가이드 부재(132)에 의해 안내되어 이송된다. 가이드 부재(132)는 브래킷 기타의 수단에 의해 PET 하우징에 고정될 수 있다. 가이드 부재(132)의 외주연에는 튜브 부재(131)의 내벽을 따라 연장되는 복수의 광섬유군 다발(140)을 안내하기 위하여, 광섬유군 다발(140)의 수에 대응되는 가이드 홈(132a)이 규칙적인 간격으로 형성되 어 있다. On the other hand, the
도 8은 도 2의 B-B 부분의 단면도이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 광섬유군 다발(140)은 가이드 부재(132)의 오목 홈(132a)과 튜브 부재(131)의 내벽 사이에 형성된 공간에 위치하여 안내된다.8 is a cross-sectional view of the portion B-B of FIG. 2. As can be seen in the figure, the optical
도 2를 참조할 때, 튜브 부재(131)의 외측에는 연결 부재(134)가 볼트에 의해 고정 설치되며, 이러한 연결 부재(134)는 PET 장치(100)의 하우징 내에 설치된 구동 모터(133)의 단부에 설치된 기어(133a)와 맞물려 갠트리(210)의 축 방향으로 직선 운동을 함으로써 상기 튜브 부재(131)를 이송하게 된다. 본 실시예에서, 상기 연결 부재(134)는 이송 동작 과정에서 힘의 전달을 균일하게 하여 튜브 부재(131)의 유동을 방지할 목적으로 튜브 부재(131)의 외측에서 대칭적으로 한 쌍으로 구비된 것을 예시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 2, the connecting
또한 상기 기어(133a)와 연결 부재(134)에 형성된 기어 홈(134a)의 맞물림을 향상시키기 위해 연결 부재(134)를 기준으로 하여 상기 구동 모터(133)와 대칭적으로 지지 롤(135)이 설치되는 것이 바람직하다.In addition, in order to improve the engagement of the
계속하여, PET 장치(100)의 하우징 내에는, 상기 가이드 부재(132)의 홈(132a)을 따라 안내되는 복수의 광섬유군 다발(140)을 권취하기 위한 하나 이상의 릴(136)이 제공된다. 이에 따라, 구동 모터(133)의 동작에 의하여 이송 튜브(131)가 MRI 장치 갠트리(210) 외부로 이송될 때, 광섬유군 다발(140)이 구김 등으로 손상되는 것을 방지할 수 있다. Subsequently, in the housing of the
도 9a와 도 9b는 상기 릴(136)의 사시도와 정면도이다. 릴(136)의 길이 방향 으로 복수의 광섬유군 다발(140)을 분리하여 권취하기 위한 분리 격판(136a)이 형성되어 있으며, 각각의 분리 격판(136a)에 의해 구획되는 릴(136)의 중심 축 외주면으로 광섬유군 다발(140)의 소통 통로가 되는 홀(136b)이 형성되고 이 홀은 릴(136)의 상부면에 형성된 또 다른 홀(136b')과 연통되어 있다. 상기 홀(136b)을 통과한 광섬유군 다발(140)은 또 다른 홀(136b')로 나와 PET 장치의 광소자(도 10의 150 참조)로 빛을 전달하게 된다.9A and 9B are perspective and front views of the
다음으로, 본 발명에 따른 MRI-PET 융합 시스템에서의 영상 획득 및 처리 과정에 대하여 간략히 설명한다.Next, the image acquisition and processing in the MRI-PET fusion system according to the present invention will be briefly described.
도 10은 본 발명에 따른 MRI-PET 장치에서 영상의 획득 및 처리 과정을 도시한 블록도이다.10 is a block diagram illustrating an image acquisition and processing process in an MRI-PET apparatus according to the present invention.
먼저, MRI 시스템의 신호 처리 과정을 설명한다. 영상획득 장치의 구동에 있어 전체적인 신호를 제어를 위한 회로부로 순차메모리회로(220)가 제공된다. 게이트 변조회로(240)는 기존신호발생기로부터 오는 정현파를 정자장에 의해 결정되는 자기공명주파수로 변환한다. 그 후 선택여기파형으로 진폭변조하여 90˚puls나 180˚puls를 생성한다. 이 변조된 신호는 고주파 전력증폭기(250)에 공급된다. 전력증폭기(250)로부터 공급된 공명주파수의 고주파 신호는 감쇄기를 원하는 여기 각도 (flip angle)로 진폭 조정되어 조사 코일(260)에 전송되고 생체 내 일정 영역의 프로톤(proton)을 여기한다. First, the signal processing of the MRI system will be described. In operation of the image acquisition device, a
이렇게 발생한 신호는 노이즈의 헤드 앰프(head amp) 또는 전치증폭기(280)로 증폭되고 다시 주증폭기(290)로 증폭된다. 주증폭기(290)에서 슈퍼헤테로다인 방식등에 의해 중간주파수로 변조되어 최종적으로는 가청주파수대역으로 변환된다. 중간주파에서 저주파로는 DBM(double balanced mixer)에 의해 변환된다. 이 출력은 저역통과형 필터에 의해 대역을 제한한 후 아날로그 디지털 변환기(295)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 이렇게 변환된 MRI 디지털 신호와 PET에서 발생환 디지털 신호를 컴퓨터 영상재구성 프로그램에 의해 영상으로 구현되어 디스플레이(300)에 표시된다.The signal generated in this way is amplified by a head amplifier or
다음으로, PET 시스템에서의 신호 처리 과정을 설명한다. 양전자방출단층촬영장치의 섬광 결정 에레이(121)는 생체 내에서 방출되는 감마선에 의해 빛을 방출한다. 방출된 빛은 MRI의 자장과 주파수에 의한 노이즈 회피를 위해 빛의 손실이 없는 광섬유(140)를 이용하여 MRI 자장 외부에 설치되어 있는 PET(100) 장치로 신호 처리를 위해 전송된다. 전송된 빛은 광소자(150)에 의해 전기적인 신호로 변환되고, 변환된 미세한 전기적 신호는 증폭기(160)에 의해 증폭된다. 증폭된 아날로그 신호는 빠른 영상처리를 위해 아날로그 디지털 변환회로(170)를 거쳐 디지털 신호로 변환되어진다. 디지털 신호는 MRI 영상신호와 함께 재구성 프로그램(300)을 통해 합성된 MRI-PET 영상로 구현된다.Next, a signal processing procedure in the PET system will be described. The
이상의 설명은 본 발명의 구체적 실시예에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상기 실시예는 설명을 목적으로 할 뿐이고, 당업자라면 본 발명의 본질을 벗어나지 아니하고 다양한 변경과 수정을 가할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서 이러한 모든 수정과 변경은 특허청구범위에 개시된 발명의 범위 또는 이들의 균등물에 해당하는 것으로 이해되어야 한다.The above description relates to specific embodiments of the present invention. It is to be understood that the above embodiments according to the present invention are for the purpose of explanation only and that various changes and modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, all such modifications and changes are to be understood as falling within the scope of the invention as set forth in the claims or their equivalents.
이상과 같이 본 발명에 따른 MRI-PET 융합 시스템에 의하면, MRI 영상과 PET 영상을 각각은 물론 양자를 동시에 획득할 수 있으며, MRI 장치 내부에 PET 장치의 섬광 검출부를 장착함으로써 환자의 이동 없이 PET 영상과 MRI 영상을 동일 장소에서 동시에 획득 할 수 있어 장시간의 검사 시간으로 인한 환자의 병변 오차를 감소시켜 정밀한 진단을 기할 수 있다.As described above, according to the MRI-PET fusion system according to the present invention, both MRI image and PET image can be obtained simultaneously as well as both, PET image without moving the patient by mounting the flash detection unit of the PET device inside the MRI device And MRI images can be acquired at the same time at the same time, so that the patient's lesion error due to the long examination time can be reduced and precise diagnosis can be made.
또한 광섬유를 사용하여 MRI 자장의 영향을 받지 않는 외부에서 PET 영상 획득에 필요한 광학 신호를 전기적 신호로 변환함으로써 노이즈로 인한 신호 왜곡을 방지하여 병변과 관련된 정확한 영상을 얻을 수 있다.In addition, by using optical fiber to convert the optical signal required to acquire PET images from the outside of the MRI magnetic field to an electrical signal, it is possible to prevent signal distortion due to noise to obtain accurate images related to the lesion.
또한 MRI 장치와 PET 장치를 동일 장소에 설치함으로써 설치 비용을 현저히 줄일 수 있다.
In addition, the installation cost can be significantly reduced by installing the MRI device and the PET device in the same place.
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