KR100739187B1

KR100739187B1 - 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀 및 상기 팬텀사용준비장치

Info

Publication number: KR100739187B1
Application number: KR1020040112922A
Authority: KR
Inventors: 허순녕; 하성환; 정준기; 정희교; 이현구; 임천일
Original assignee: 허순녕; 대한민국 (식품의약품안전청장); 하성환; 정준기; 정희교; 이현구; 임천일
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2007-07-13
Also published as: KR20060073986A

Abstract

본 발명은 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀 및 상기 팬텀 사용준비장치에 관한 것이다. 상기 팬텀은, 원통형 하우징과; 상기 하우징의 상부에 씌워지며 관통구멍을 갖는 덮개와; 상기 관통구멍을 그 내부영역에 포함하는 보조챔버와; 상기 하우징의 내부에 설치되는 로터와; 상기 보조챔버를 밀폐하는 밀폐캡을 포함한다.

또한 상기 사용준비장치는, 상기 팬텀을 그 내부에 수용하며 팬텀으로부터 방출하는 방사선이 외부로 노출되지 않도록 차폐하는 쉴드와; 상기 샤프트에 동력 이음되어 로터를 회전시킴으로써 혼합액내의 공기방울이 상기 덮개의 관통구멍을 통해 외부로 배출되게 하는 구동부와; 상기 구동부를 제어하는 콘트롤러를 포함하는 구성을 갖는다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 팬텀내에 발생한 공기를 완벽히 빼낼 수 있으므로 팬텀내부의 밀도가 균질하여 깨끗한 영상을 얻을 수 있으며, 상기 팬텀내에 공급되어 있는 물과 방사선 동위원소를 혼합할 수 있는 교반수단을 가져 물과 방사선 동위원소의 혼합이 매우 신속하고, 특히 팬텀으로부터 노출되는 방사선을 차폐하는 쉴드가 팬텀을 수용하므로 안전하게 작업할 수 있다.

Description

의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀 및 상기 팬텀 사용준비장치{Phantom for managing performance of medical imaging system and apparatus for arranging the phantom}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀 및 상기 팬텀 사용준비장치를 도시한 일부 절제 사시도이다.

도 2는 상기 도 1에 도시한 팬텀의 내부 구성을 설명하기 위하여 도시한 분해 사시도이다.

도 3은 상기 도 1에 도시한 팬텀이 쉴드에 장착된 모습을 도시한 단면도이다.

도 4a 내지 도 4e는 상기 팬텀의 사용준비 과정을 순차적으로 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.

도 5는 상기 팬텀의 사용준비 완료 후 촬영장치에 장착될 때의 상태를 도시한 단면도이다.

도 6a 내지 도 6d는 상기 팬텀에 적용할 수 있는 여러 가지 종류의 디스크를 도시한 도면이다.

도 7은 상기 팬텀에 적용할 수 있는 디스크조립체를 도시한 절제 사시도이다.

도 8은 상기 팬텀에 적용할 수 있는 원추형 블록을 도시한 사시도이다.

도 9 및 도 10은 상기 팬텀에 적용하는 원추형블록 및 디스크조립체를 이용한 촬영장치의 정도관리 원리를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11:지지대 11a:관통장공 12:손잡이

13:바퀴 15:팬텀 16:밀폐캡

16a:암나사부 17:쉴드 17a:바닥판

17b:외벽 17c:내벽 17d:차폐물

17e:지지돌기 19:케이싱 19a:하우징

19b:바닥부 19c:홈 19d:베어링

19e:수나사부 21:덮개 21a:보조챔버

21b:수나사부 21c:수용공간 21d:베어링

21e:연통구 21f:경사면 21g:암나사부

23:샤프트 23a:풀리끼움부 25:구동풀리

27:종동풀리 29:벨트 31:모터

33:감속기 35:프레임 35a:홈

37:볼트 39:나비너트 41:콘트롤러

41a:속도조절스위치 41b:온오프스위치 43:촬영대상물

45:디스크조립체 45a:샤프트구멍 45b:상부디스크

45c:하부디스크 45d:경사판 47:간격유지블록

49:디스크 49a:교반날개 49b:관통구멍

49c:샤프트구멍 51:디스크 51a:교반날개

51b:관통슬릿 51c:샤프트구멍 53:틈

55:디스크조립체 55a:상부디스크 55b:하부디스크

55c:샤프트구멍 55d:수직로드 55e:교반날개

57:원추형블록 57a:샤프트구멍

본 발명은 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀 및 상기 팬텀 사용준비장치에 관한 것이다.

과학기술의 급속한 발전에 따라 의료장비도 첨단화하여 과거에는 불가능했던 각종 시술이나 진단 등이 하나씩 가능해지고 있다. 이러한 의료장비 중에는 인체내부의 상태를 보다 자세히 관찰할 수 있는 각종 촬영장치도 있다.

상기 촬영장치로는 예컨대 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)나 핵의학영상촬영장치(SPECT)나 양전자방출단층촬영장치(PET) 등이 있으며 각기 종양을 진단하고 치료하는데 중요한 역할을 담당한다.

특히 상기 핵의학영상촬영장치(SPECT)는 인체내에 감마선을 방출하는 방사성 핵종을 포함한 시약을 주입한 후 진단하고자 하는 관심 부위에 위치하는 방사성 핵종에서 방출된 감마선을 발현기전으로 하여 영상을 얻는 장치이다. 이는 진단 대상 부위의 대사적 기능 및 신경기능을 분석하는데 주로 사용한다.

또한 상기 양전자방출단층촬영장치(PET)는 인체내에 악성 종양이 발생할 경우 그 부분이 다른 부분에 비하여 더 많은 포도당을 소모한다는 점을 이용해 이를 화면상에서 확인할 수 있는 장치이다. 상기 PET는 액상의 방사선 동위원소를 혈관 주사하여 상기 방사선 동위원소로부터 방출된 방사선을 이용해 영상을 얻는 것으로서, 몸의 변화를 일으키는 당이나 산소 및 단백질의 대사활동 정도를 보여주므로 이상징후를 조기에 잡아낼 수 있게 한다.

한편 상기한 의료영상 촬영장치는 환자의 생명과 직결되는 각종 종양을 촬영하는 것이므로 의사로 하여금 올바른 판단을 내릴 수 있도록 정밀하고 정확한 촬영성능이 담보되어야 한다.

이에 따라 상기한 촬영장치가 시설되어 있는 병원에서는 정기적으로 장치의 정도관리(performance management)를 하여야 한다. 정도관리라함은 장치가 올바르게 작동하는지 최상의 상태를 유지하고 있는지 여부를 체크하는 것이다. 즉 인체를 대신하여 소정 형상을 갖는 팬텀을 촬영장치에 장착하고 상기 팬텀을 촬영하여 얻은 영상을 통해, 영상의 왜곡정도나 해상도 등 전반적인 점검사항을 체크하고 필요시 촬영장치에 알맞은 조치를 취하여 장치가 항상 최상의 상태를 유지하도록 하는 것이다.

상기 팬텀은 물을 담을 수 있는 밀폐용기와 상기 용기의 내부에 설치되는 여러 가지 기하학적 특성을 갖는 촬영대상물을 포함한다. 상기 팬텀은 인체의 조직밀도과 거의 등가인 아크릴로 제작하며 물을 수용하므로 인체를 충분히 모사할 수 있 다.

그런데 상기한 바와같이 SPECT나 PET의 경우 인체내에 방사선 동위원소를 주사한 상태로 촬영하는 것이므로, SPECT 나 PET의 정도관리시 팬텀의 내부에도 동일한 방사선 동위원소를 주입하여야 한다. 즉 물이 담겨져 있는 팬텀을 개방한 상태로 액상의 방사선 동위원소를 주입하고 뚜껑을 덮어 밀폐 한 후 흔들어 물과 방사선 동위원소가 고르게 혼합되도록 해주어야 한다.

그러나 종래의 팬텀은 팬텀내에 혼재되어 있는 물과 방사선동위원소를 고르게 혼합하기 위한 별도의 장치가 있는 것이 아니라, 사람이 팬텀을 직접 쉐이킹(shaking)해주어야 하므로 준비 시간이 길고, 특히 팬텀을 흔들어주는 동안 방사선 동위원소로부터 방출하는 방사선에 노출된다는 문제가 있었다. 쉐이킹 시간이 짧은 경우 방사선의 피폭이 거의 문제되지 않지만 종래의 팬텀은 보통 30분 이상 쉐이킹하여야 하므로 피폭량이 무시할 정도를 넘기 때문에 사람들이 꺼리고 그에 따라 정도관리를 게을리하기도 한다.

또한 종래의 팬텀은 그 내부에서 발생한 기포를 제거할 수 가 없다는 문제가 있었다. 예컨대 팬텀내에 물과 방사선 동위원소를 넣고 혼합하는 과정에서 숨어있던 기포가 올라와 수면위에 공기층이 생긴 경우 상기 공기층을 제거하기 위한 별도의 수단이 없으므로 결국 팬텀내에 공기층을 포함한 상태로 촬영에 임하여야 한다. 촬영대상에 공기층이 있을 경우 정확하고 깨끗한 영상을 획득할 수 없고 특히 중요 부위를 공기층이 가리고 있을 경우 정도관리 자체가 부정확해짐은 물론이다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 팬텀내에 발생한 공기를 완벽히 빼낼 수 있으므로 팬텀내부의 밀도가 균질하여 깨끗한 영상을 얻을 수 있으며, 상기 팬텀내에 공급되어 있는 물과 방사선 동위원소를 혼합할 수 있는 교반수단을 가져 물과 방사선 동위원소의 혼합이 매우 신속하고, 특히 팬텀으로부터 노출되는 방사선을 차폐하는 쉴드가 팬텀을 수용하므로 안전하게 작업할 수 있는 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀 및 상기 팬텀 사용준비장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 의료용 영상 촬영장치에 의해 그 모습이 촬영되며 촬영을 통해 얻은 영상을 기초로 해당 촬영장치의 정도관리를 할 수 있게 하는 기준을 제공하는 것으로서, 상부로 개방되며 내부에 물을 수용할 수 있는 원통형 하우징과; 상기 하우징의 상부에 씌워져 하우징을 밀폐하되 하우징의 내부공간을 외부로 연통시키는 관통구멍을 갖는 덮개와; 상기 덮개의 상면에 위치하며 상기 관통구멍을 그 내부영역에 포함하고 상부로 개방된 보조챔버와; 상기 하우징의 내부에 수직으로 위치하며 그 상단부가 상기 관통구멍을 통해 보조챔버 상부로 연장되어 외부로부터 축회전력을 제공받는 샤프트와, 상기 샤프트에 고정되며 샤프트의 회전시 회전하여 하우징 내에 공급되어 있는 물을 교반하고 정지된 상태에서 그 형상이 상기 촬영장치에 촬영되는 것으로서 촬영을 통해 얻은 영상을 기초로 촬영장치의 정확성 여부를 체크할 수 있게 하는 촬영대상물을 포함하는 로터와; 상기 보조챔버를 밀폐하는 것으로서 상기 샤프트에 외부 동력을 인가할 때에는 보조챔버로부터 분리되는 밀폐캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샤프트는 하우징의 중심축부에 수직으로 위치하며 그 하단부가 하우징 바닥면에 베어링 지지되고 상측부는 상기 관통구멍의 내주면에 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 덮개의 저면에는 저면의 테두리로부터 상기 관통구멍을 향하여 상향 경사져 하우징내에서 발생한 기포를 관통구멍측으로 유도하는 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 덮개에는 상기 보조챔버의 내부공간과 하우징의 내부공간을 연통시키며 덮개를 닫은 상태로 하우징 내에 액상의 방사선 동위원소를 주입할 수 있게 하는 연통구가 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 촬영대상물은; 상기 샤프트가 그 회전중심에 고정되며 상기 샤프트의 주변에 해당하는 부위에는 그 형상이 촬영영상에 나타나는 관통구멍이 형성된 한 종류 이상의 디스크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 촬영대상물은; 상기 샤프트가 그 회전중심에 고정되며 상호 평행하게 이격되는 상하부디스크와, 상기 상부디스크와 하부디스크를 연결하되 그 하단부가 상단부보다 넓게 벌어진 두 개 이상의 경사판으로 구성된 디스크 조립체인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 촬영대상물은; 상기 샤프트가 그 회전중심에 고정되며 상호 평행하게 이격된 상하부디스크와, 상기 상부디스크와 하부디스크를 연결하는 것으로 한 종류 이상의 단면형상을 갖는 다수의 수직로드를 포함하는 디스크조립체인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 촬영대상물은 상기 샤프트가 그 회전중심에 고정되는 원추형 블록체인 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 팬텀 사용준비장치는, 의료용 영상 촬영장치에 의해 그 모습이 촬영되며 촬영을 통해 얻은 영상을 기초로 해당 촬영장치의 정도관리를 할 수 있게 하는 기준을 제공하는 것으로서, 상부로 개방되며 그 내부에 물과 방사선동위원소 혼합액을 수용할 수 있는 원통형 하우징과; 상기 하우징의 상부에 씌워져 하우징을 밀폐하되 하우징의 내부공간을 외부로 연통시키는 관통구멍을 갖는 덮개와; 상기 덮개의 상면에 위치하며 상기 관통구멍을 그 내부영역에 포함하고 상부로 개방된 보조챔버와; 상기 하우징의 내부에 수직으로 위치하며 그 상단부가 상기 관통구멍을 통해 보조챔버 상부로 연장되어 외부로부터 축회전력을 제공받는 샤프트와, 상기 샤프트에 고정되며 샤프트의 회전시 회전하여 하우징내에 공급되어 있는 혼합액을 교반하고, 정지된 상태에서 그 형상이 상기 촬영장치에 의해 촬영되는 촬영대상물을 포함하는 로터와; 상기 보조챔버를 밀폐하는 것으로서 상기 샤프트에 외부 동력을 인가할 때에는 보조챔버로부터 분리되는 밀폐캡을 포함하는 정도관리용 팬텀을 촬영장치에 장착하여 사용할 수 있게 준비시키는 것으로서,

상기 팬텀을 그 내부에 수용하며 팬텀으로부터 방출하는 방사선이 외부로 노출되지 않도록 차폐하는 쉴드와; 상기 샤프트에 동력 이음되어 로터를 회전시킴으 로써 혼합액내의 공기방울이 상기 덮개의 관통구멍을 통해 외부로 배출되게 하는 구동부와; 상기 구동부를 제어하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 쉴드는; 상기 팬텀을 둘러싸는 일정두께의 원통형 차폐벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는; 구동풀리를 갖는 모터와, 상기 보조챔버의 상부로 돌출된 샤프트에 끼워지는 종동풀리와, 상기 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 쉴드와 구동부와 콘트롤러는 이동 가능한 지지대에 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도시한 바와같이, 팬텀(15)이 사용준비장치에 안착되어 있다. 사용준비장치는, 상기 팬텀의 내부에 구비되어 있는 로터를 회전시킴으로서 로터로 하여금 물과 방사선 동위원소를 혼합시키는 기본 역할을 하는 것이다.

상기 팬텀(15)은 그 내부에 물과 방사선 동위원소를 수용하는 케이싱(19)과, 상기 케이싱(19)을 덮는 덮개(21)와, 상기 케이싱(19)의 내부에 설치되고 덮개(21)를 상향 통과하는 회전 샤프트(도 2의 23)와 촬영대상물(도 2의 43)을 포함하는 로터와, 상기 덮개(21)의 상면 중앙에 위치하고 상부로 개방된 공간을 갖는 보조챔버 (21a)와, 상기 보조챔버(21a)를 밀폐하되 벨트(29)를 걸기 위해서 보조챔버(21a)로부터 분리되는 밀폐캡(16)을 포함하여 구성된다. 상기 팬텀(15)의 구성에 관한 설명은 후술하기로 한다.

상기 사용준비장치는, 상기 팬텀(15)을 그 내부에 수용하며 팬텀(15)으로부터 누출되는 방사선을 차폐하는 원통형 쉴드(17)와, 상기 쉴드(17)의 측부에 위치하며 토오크를 발생하는 모터(31)와, 상기 모터(31)의 구동축으로부터 회전력을 전달받으며 그 상부에 위치한 구동풀리(25)를 회전시키는 감속기(33)와, 상기 팬텀(15)의 샤프트(23) 상단에 끼워지는 종동풀리(27)와, 상기 구동풀리(25)와 종동풀리(27)를 연결하는 벨트(29)를 포함한다.

상기 쉴드(17)는 전체적으로 상부로 개방된 원통의 형태를 취하고 그 내부에 상기 팬텀(15)을 직립 위치시킨다. 상기 쉴드(17)는 소정두께를 갖는 바닥판(17a)과, 상기 바닥판(17a)의 상부에 결합하는 원통형 외벽(17b)과 상기 외벽(17b)으로부터 내측으로 일정간격 이격 설치되는 원통형 내벽(17c)과, 상기 외벽(17b)과 내벽(17c)의 사이에 충진되는 차폐물(17d)을 포함하여 구성된다.

상기 차폐물(17d)은 예컨대 공지의 물질인 세로본드(cerrobond)로 제작할 수 있으며 경우에 따라 보통 납으로 제작할 수 도 있다.

상기 모터(31)의 하부에는 프레임(35)이 위치한다. 상기 프레임(35)은 그 위에 모터(31)를 고정한 상태로 팬텀(15)에 대해 위치 위치이동이 가능하다. 이를 위해 상기 프레임(35)의 하부에는 수평으로 개방된 U자형 홈(35a)이 마련되어 있고, 상기 홈(35a)의 하부에는 관통장공(11a)이 형성되어 있으며, 상기 관통장공(11a)을 상향 통과한 상태로 나비너트(39)에 결합하는 볼트(37)가 구비된다.

상기 나비너트(39)는 홈(35a)의 상부에 위치한 상태로 볼트(37)에 결합함으로써 지지대(11)에 대한 프레임(35)의 위치를 유지한다.

상기 지지대(11)는 소정 면적을 갖는 평판으로서 그 위에 상기 쉴드(17)와 프레임(35) 등을 고정한다. 상기 지지대(11)의 측부에는 손잡이(12)가 구비되어 있고 저면에는 다수의 바퀴(13)가 설치된다. 따라서 상기 손잡이(12)를 당겨 지지대(11)를 원하는 장소로 이동시킬 수 있는 것이다.

상기 프레임(35)의 측부에는 콘트롤러(41)가 위치한다. 상기 콘트롤러(41)는 모터(31)의 동작을 제어하는 것으로서, 모터의 속도를 조절하는 속도조절스위치(41a)와 온오프스위치(41b)를 포함한다. 상기 콘트롤러(41)의 세부 구성은 경우에 따라서 얼마든지 달라질 수 있음은 물론이다.

도시한 바와같이, 지지대(11)의 소정위치에 고정되어 있는 쉴드(17)의 바닥판(17a) 상에 다수의 지지돌기(17e)가 마련되어 있다. 상기 지지돌기(17e)는 쉴드(17) 내에 안착되는 팬텀(15)이 로터의 회전력에 반작용 방향으로 영향받지 않도록 지지하는 것이다.

상기 팬텀(15)은 아크릴로 제작된다. 이는 케이싱(19)과, 상기 케이싱(19)의 내부에 수직으로 세워지는 샤프트(23)와, 상기 샤프트(23)가 그 중심에 고정되며 그 형상이 집중적으로 촬영되는 여러 타입의 촬영대상물(43)과, 상기 케이싱(19)의 상부에 씌워져 결합하는 덮개(21)와, 상기 덮개(21)의 중앙부에 마련된 보조챔버(21a)를 밀폐하는 밀폐캡(16)를 포함하여 구성된다.

상기 케이싱(19)은 쉴드(17) 바닥에 안착되는 바닥부(19b)와, 상기 바닥부(19b)상에 위치하는 원통형 하우징(19a)으로 구성된다. 상기 바닥부(19b)의 저면에는 상기 지지돌기(17e)가 끼워지는 홈(19c)이 마련되어 있다. 또한 바닥부(19b)의 상면 중앙에는 링형 베어링(19d)이 위치한다. 상기 베어링(19d)은 링의 형태를 취하며 바닥부(19b)의 상면에 매립 설치된다.

아울러 상기 하우징(19a)의 상단부 외주면에는 수나사부(19e)가 형성되어 있다. 상기 수나사부(19e)는 덮개(21)에 마련되어 있는 암나사부(도 3의 21g)에 나사결합하여 밀폐를 이룬다.

상기 샤프트(23)는 일정직경을 갖는 막대로서 그 하단부가 상기 베어링(19d)에 끼워지며 상단부는 덮개(21)에 마련되어 있는 베어링(21d)을 상향 통과하고 베어링(21d)의 내주면에 지지된다. 상기 샤프트(23)의 상단부는 후술할 보조챔버(21a)의 상부로 연장된다.

또한 상기 샤프트(23)의 상단부에는 반원형 단면을 갖는 풀리끼움부(23a)가 마련되어 있다. 상기 풀리끼움부(23a)는 종동풀리(도 1의 27)가 끼워진다.

상기 샤프트(23)에 고정되는 촬영대상물(43)도 모두 아크릴로 제작된다. 상기 촬영대상물(43)은 정도관리를 위해 촬영하는 주 촬영대상이다. 상기 촬영대상물(43)을 촬영한 영상을 통해 해당 촬영장치의 정확성 여부를 체크할 수 있는 것이다. 상기 촬영대상물(43)의 형식은 경우에 따라서 얼마든지 달라질 수 있다.

도 2에는 촬영대상물(43)로서 두 개의 디스크(49,51)와 하나의 디스크조립체(45)를 적용한 경우를 도시하였다.

상기 디스크조립체(45)는 일정두께를 가지며 중앙에 샤프트(23)가 통과하며 고정되는 샤프트구멍(45a)이 형성되어 있는 하부디스크(45c)와, 상기 하부디스크(45c)의 상부에 평행하게 설치되며 중앙에 샤프트구멍(45a)이 마련되어 있는 상부디스크(45b)와, 상기 상부디스크(45b)와 하부디스크(45c)를 연결하는 두 개의 경사판(45d)으로 구성된다. 상기 경사판(45d)은 일정두께의 판상부재로서 그 하단부가 상단부보다 넓게 벌려져 있다. 상기 경사판(45d)의 역할은 도 10을 통해 후술된다.

또한 상기 디스크(49)는 일정두께를 갖는 원판으로서 중앙에 샤프트(23)가 고정되는 샤프트구멍(49c)이 마련되어 있고, 상기 샤프트구멍(49c) 주변에 다수의 수직한 다수의 관통구멍(49b)을 갖는다. 상기 관통구멍(49b)은 소정내경을 갖는 수직 구멍으로서 촬영된 영상물을 통해 촬영장치의 해상도를 판별할 수 있는 기준을 제공한다. 상기 관통구멍(49b)의 내경은 도 6a와 같이 한가지로 형성 할 수 도 있고 도 6b와 같이 두 가지 이상으로 가공 할 수 도 있다.

아울러 상기 디스크(49)의 외주면에는 다수의 교반날개(49a)가 고정되어 있다. 상기 교반날개(49a)는 디스크(49)의 회전시 디스크(49) 주위의 물과 방사선 동위원소 혼합물을 뒤섞는 역할을 한다.

상기 디스크(49)의 하부에 위치하는 다른 형태의 디스크(51)는 일정두께를 갖는 원판의 형태를 취하며 그 중심에는 샤프트(23)가 고정되는 샤프트구멍(51c)이 위치한다. 또한 상기 샤프트구멍(51c)의 주위에는 다수의 관통슬릿(51b)이 형성된 다. 상기 관통슬릿(51b)은 디스크(51)를 두께방향으로 관통하는 슬릿으로서 그 폭은 다양하게 변형할 수 있다.

상기 관통슬릿(51b)은 획득한 영상물을 통해 영상물의 해상도는 물론 영상왜곡 여부를 판별할 수 있게 한다. 즉 촬영을 통해 얻은 영상물에 상기 관통슬릿(51b)이 삐뚤게 나타나거나 또는 일정한 폭이 일정하지 않게 촬영된 경우 해당 촬영장치에 왜곡현상이 있음을 판별할 수 있게 하는 것이다.

상기 디스크(51)의 외주면에도 다수의 교반날개(51a)가 마련되어 있다. 상기 교반날개(51a)는 디스크(51) 주위의 물을 뒤섞는 역할을 한다.

도면부호 47은 간격유지블록이다. 상기 간격유지블록(47)은 디스크(49,51)와 디스크조립체(45)를 상호 이격시키기 위한 아크릴 블록이다.

특히 본 실시예에서는 상기 촬영대상물(43)로서 두 개의 디스크(49,51)와 한 개의 디스크조립체(45)를 조합 적용하였지만 경우에 따라서 촬영대상물(43)의 조합 예는 얼마든지 달라질 수 있으며 디스크 자체의 형식이나 디스크조립체의 형상도 여러 가지로 변형할 수 있음을 밝혀둔다.

상기 케이싱(19)의 상부에 씌워지는 덮개(21)도 아크릴로 제작된다. 상기 덮개(21)의 중앙부에는 관통구멍이 형성되고 상기 관통구멍의 내부에는 베어링(21d)이 장착된다. 상기 베어링(21d)은 링형부재로서 그 내주면으로 상기 사프트(23)의 외주면을 지지한다.

또한 상기 베어링(21d)의 측부에는 연통구(21e)가 형성된다. 상기 연통구(21e)는 도 4c에 도시한 바와같이 주사기로부터 공급되는 방사선 동위원소를 하향 통과시키는 구멍이다. 상기 연통구(21e)의 내경은 주사바늘을 통과시킬 수 있을 정도가 되어야 한다.

아울러 상기 덮개(21)의 저면에는 경사면(도 3의 21f)이 형성되어 있다. 상기 경사면(21f)은 덮개(21) 저면의 테두리로부터 베어링(21d)을 향하여 상향 경사진 면으로서 후술하는 바와같이 챔버(19) 내부에서 발생한 기포를 베어링(21d)측으로 유도한다.

한편 상기 덮개(21)의 상면 중앙에는 보조챔버(21a)가 위치한다. 상기 보조챔버(21a)는 상기 덮개(21)의 상면을 그 바닥면으로 삼는 공간으로서 내부 영역에 상기 베어링(21d) 및 연통구(21e)를 포함한다. 상기 보조챔버(21a)는 소정 용적의 수용공간(21c)을 가지며 도 4d에 도시한 바와 같이 물을 수용한다.

아울러 상기 보조챔버(21a)의 상단부 외주면에는 수나사부(21b)가 마련된다. 상기 수나사부(21b)는 밀폐캡(16)의 암나사부(16a)와 나사 결합하는 부위이다.

상기 밀폐캡(16)은 보조챔버(21a)에 결합함으로서 챔버(19) 및 보조챔버(21a)를 완전히 밀폐한다. 상기 밀폐캡(16)이 보조챔버(21a)에 결합하는 경우는 팬텀(15)을 사용하지 않을 때와 촬영을 위해 팬텀(15)을 촬영장치에 설치하는 때이다.

도면을 참조하면, 팬텀(15)이 쉴드(17)의 내부 영역에 안착되어 있음을 알 수 있다. 상기와 같이 케이싱(19)의 저면에 형성되어 있는 홈(19c) 내부에 지지돌 기(17e)가 삽입되어 있으므로 팬텀(15)을 일부러 들어올리지 않는 한 팬텀(15)은 안정적으로 위치한다.

또한 상기 케이싱(19)의 상부에 덮개(21)가 나사 결합하고 있다. 상기한 바와같이 하우징(19a)의 상단부 외주면에 수나사부(19e)가 마련되어 있고 덮개(21)의 테두리부 하부에 암나사부(21g)가 형성되어 있으므로 케이싱(19)의 상부에 덮개(21)를 나사 결합하여 완전히 밀폐 할 수 있다.

아울러 상기 케이싱(19)의 내부에 수직의 샤프트(23) 및 촬영대상물(43)이 구비되어 있음을 알 수 있다. 상기 샤프트(23)와 촬영대상물(43)은 상호 결합하여 전체가 하나의 로터(rotor)를 이룬다.

상기 샤프트(23)는 그 하단이 베어링(19d)에 지지된 상태로 덮개(21)를 상향 통과한 후 보조챔버(21a)의 상부까지 연장된다. 상기 샤프트(23)의 상측부가 통과하는 덮개(21)에는 베어링(21d)이 구비되어 샤프트(23)를 지지한다. 상기 샤프트(23)의 상단부에는 풀리끼움부(23a)가 형성되어 있다.

또한 상기 보조챔버(21a)는 밀폐캡(16)에 의해 밀폐되어 있음을 알 수 있다. 상기 밀폐캡(16)을 풀어 제거하면 상기 샤프트(23)의 풀리끼움부(23a)가 보조챔버(21a) 상부로 노출되어 종동풀리(도 1의 27)을 끼울 수 있게 됨은 상기한 바와같다.

도 4a는 팬텀(15)을 사용하기 전의 모습이다. 도면을 참조하면, 덮개(21)가 케이싱(19)의 상부에 밀폐 결합하고 있으며, 상기 보조챔버(21a)도 밀폐캡(16)에 의해 밀폐되어 있음을 알 수 있다. 또한 상기 케이싱(19)의 내부에는 아직 물이 공급되지 않은 상태이다.

이 상태에서 팬텀(15)을 사용하기 위해 케이싱(19)으로부터 덮개(21)를 분리하고 케이싱(19) 내에 물을 채운다.(도 4b참조).

케이싱(19)의 내부에 물을 채웠다면 덮개(21)를 씌워 케이싱(19)을 밀폐시키고 도 4c에 도시한 바와같이 팬텀(15)을 쉴드(17)의 내부에 안착시킨다. 이 때 상기 보조챔버(21a)는 개방시켜 상기 샤프트(23)의 상단부가 보조챔버(21a)의 상부로 돌출되도록 한다.

상기와 같이 쉴드(17)내에 팬텀(15)이 안착되었다면 주사기(Z)를 이용하여 케이싱(19)의 내부에 방사선 동위원소를 주입한다. 상기 방사선 동위원소는 덮개(21)에 마련되어 있는 연통구(21e)를 통해 케이싱(19) 내부로 공급되는 것이다. 아울러 상기 방사선 동위원소로부터 발생하는 방사선(R)은 쉴드(17)의 차폐물(17d)에 막혀 외부로 누출되지 않는다.

상기 과정을 통해 방사선 동위원소의 주입이 완료된 후 보조챔버(21a)의 내부에 물을 추가적으로 공급한다. 추가되는 물은 샤프트(23)와 베어링(21d) 사이의 틈(도 4e의 53)을 통해 케이싱(19)의 내부로 주입되어 마침내 케이싱(19)을 채운다. 추가되는 물이 케이싱(19)을 다 채웠다 하더라도 물공급을 계속하여 물이 보조챔버(21a)의 수용공간(21c)도 채우도록 한다.(도 4d 참조)

이어서 도 4e에 도시한 바와같이 샤프트(23)의 상단부에 종동풀리(27)를 걸 고 종동풀리(27)와 구동풀리(25)를 벨트(29)로 연결한 후 모터(31)를 구동하여 로터를 회전시킨다. 모터(31)에 의해 샤프트(23)가 축회전 하면 샤프트(23)에 고정되어 있는 촬영대상물(43)이 회전하며 물과 방사선 동위원소를 뒤섞어 방사선 동위원소의 밀도가 균일해지도록 한다.

특히 물과 방사선 동위원소가 뒤섞이면서 발생하는 기포는 덮개(21)측으로 떠오른 후 경사면(21f)을 따라 가이드되며 상향 이동하고 상기 틈(53)을 통해 화살표 a방향으로 빠져나간다. 기포가 빠져나간 만큼의 공간은 보조챔버(21a)에 대기하고 있는 물이 대체한다. 즉 기포가 틈(53)을 통해 상부로 빠져나가는 동안 보조챔버(21a)에 대기하고 있던 물이 연통구(21e)를 화살표 b방향으로 하향 통과해 케이싱(19) 내부로 흘러드는 것이다. 이 과정이 일정 시간 계속됨에 따라 케이싱(19) 내부의 기포는 모두 제거되게 된다.

상기와 같이 케이싱(19) 내부의 기포가 모두 제거됨과 동시에 방사선 동위원소의 밀도가 균일화 되었다면 상기 종동풀리(27)를 빼내고 보조챔버(21a)에 밀폐캡(16)을 결합시킴으로써 준비과정을 마친다.

상기한 준비과정을 마친 팬텀(15)을 쉴드(17)로부터 들어올려 정도관리할 촬영장치에 장착한다.

도 5는 상기 팬텀의 사용준비 완료 후 촬영장치에 장착될 때의 팬텀의 상태를 도시한 단면도이다. 팬텀은 촬영장치에 눕혀진 상태로 장착된다.

도면을 참조하면, 연통구(21e)가 샤프트(23)의 하부에 위치하고 있음을 알 수 있다. 이와같이 연통구(21e)가 최대한 아래쪽에 위치하도록 한 것은 연통구 (21e)가 보조챔버(21a)의 내부공간에 남아 있는 물속에 잠겨있도록 하기 위한 것이다. 만일 상기 연통구(21e)가 보조챔버(21a)내의 수면 상부로 올라가면 보조챔버(21a)내의 공기가 챔버(19)의 내부로 다시 유입할 것이다.

여하튼 팬텀(15)이 상기와 같이 눕혀진 상태로 촬영장치에 장착된 후 정도관리를 위한 촬영을 시작한다.

도 6a 및 도 6b에 도시한 디스크(49)에는 다수의 관통구멍(49b)이 형성되어 있다. 특히 도 6b의 경우 관통구멍(49b)의 크기가 네 가지 이다. 따라서 촬영장치의 해상도를 보다 다양한 경우에서 시험할 수 있다. 예컨대 촬영영상에 나타난 구멍의 상태 및 크기와 실제 구멍의 크기를 비교함으로서 촬영장치의 정상 여부를 파악할 수 있는 것이다.

도 6c 및 도 6d에 도시한 디스크(51)에는 다수의 관통슬릿(51b)이 마련되어있다. 상기 관통슬릿(51b)은 촬영장치의 왜곡의 정도를 체크할 수 있게 한다. 이를테면 획득한 영상에서의 슬릿의 직진성이나 평행성 또는 슬릿의 폭을 실제 디스크(51)에서의 슬릿의 특성과 비교하여 촬영장치의 성능을 알 수 있다.

도 7에 도시한 디스크조립체(55)도 상기 샤프트(23)에 끼워서 사용하는 촬영대상물의 하나이다. 상기 디스크조립체(55)는 상부디스크(55a)와 상기 상부디스크 (55a)의 하부에 평행하게 위치하는 하부디스크(55b)와, 상기 상부디스크(55a)와 하부디스크(55b)를 연결하는 다수의 수직로드(55d)로 구성된다.

상기 상부디스크(55a) 및 하부디스크(55b)의 중심부에는 샤프트(23)가 고정되는 샤프트구멍(55c)이 마련되어 있다. 또한 그 외주면에는 다수의 교반날개(55e)가 구비되어 있다. 상기 교반날개의 기능은 다른 디스크의 교반날개와 동일하다.

상기 수직로드(55d)는 일정직경을 갖는 아크릴봉으로서 그 단면 형상이 촬영된다. 상기 수직로드(55d)의 단면형상은 영상물에 점으로 표현되며 점의 정밀성을 통해 촬영장치의 퍼포먼스를 파악할 수 있다.

상기 원추형블록(57)은 원추(圓錐)의 형태를 취하는 아크릴제 부재로서 상기 샤프트(23)에 끼워 촬영되는 촬영대상물의 하나이다. 상기 원추형블록(57)의 중심축부에는 샤프트(23)가 끼워지는 샤프트구멍(57a)이 형성된다.

상기 원추형블록(57)은 Z축방향의 단층촬영 퍼포먼스 체크에 요긴하다. 예컨대 원추형블록(57)의 하측부를 단층촬영한 원의 크기와 상대적으로 위쪽의 부위를 단층촬영한 원의 크기를 비교하여 촬영한 원이 정원(正員)인지 체크할 수 있음은 물론, 두 개의 원의 직경이 Z방향 거리에 비례한 합당한 크기를 갖는지의 여부도 체크할 수 있는 것이다.

도 9 및 도 10은 상기 원추형블록 및 디스크조립체를 이용한 촬영장치의 정도관리 원리를 설명하기 위한 도면이다.

해당 촬영장치를 통해 원추형블록(57)의 저면에서 Z축 방향으로 Z1지점을 단 층촬영하여 얻은 직경 D3와, Z2 지점을 단층촬영하여 얻은 직경 D2와, Z3 지점을 단층촬영하여 얻은 직경 D1를 각각 파악한 후, 이를 실제 원추형 블록의 동일한 위치에서의 직경을 비교함으로써 촬영장치의 정도관리를 할 수 있는 것이다.

가령 촬영장치가 Z1지점의 단층사진을 찍는 다고 찍은 단층사진에서의 원의 직경이 실제 직경보다 크거나 작을 경우 촬영장치가 Z1지점을 잘못 파악했거나 또는 다른 부정확한 팩터가 작용한 것이므로 촬영장치의 적절한 보정이 필요한 것이다.

도 10에 도시한 디스크조립체(45)도 상기한 도 9와 같은 원리로 촬영장치의 정도관리를 위한 정보를 제공한다. 즉, Z축방향으로 Z1지점에서의 경사판(45d) 사이의 폭(w3)과, Z2지점에서의 경사판(45d) 사이의 폭(w2)과, Z3지점에서의 경사판(45d) 사이의 폭(w3)을 알고, 각각의 폭을 촬영장치로 촬영한 동일한 지점(Z1,Z2,Z3)에서의 폭과 비교함으로써, 촬영장치의 정확성을 검증할 수 있는 것이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims

의료용 영상 촬영장치에 의해 그 모습이 촬영되며 촬영을 통해 얻은 영상을 기초로 해당 촬영장치의 정도관리를 할 수 있게 하는 기준을 제공하는 것으로서,

상부로 개방되며 내부에 물을 수용할 수 있는 원통형 하우징(19a)과;

상기 하우징(19a)의 상부에 씌워져 하우징(19a)을 밀폐하되 하우징(19a)의 내부공간을 외부로 연통시키는 관통구멍을 갖는 덮개(21)와;

상기 덮개(21)의 상면에 위치하며 상기 관통구멍을 그 내부영역에 포함하고 상부로 개방된 보조챔버(21a)와;

상기 하우징(19a)의 내부에 수직으로 위치하며 그 상단부가 상기 관통구멍을 통해 보조챔버(21a) 상부로 연장되어 외부로부터 축회전력을 제공받는 샤프트(23)와, 상기 샤프트(23)에 고정되며 샤프트(23)의 회전시 회전하여 하우징(19a) 내에 공급되어 있는 물을 교반하고 정지된 상태에서 그 형상이 상기 촬영장치에 촬영되는 것으로서 촬영을 통해 얻은 영상을 기초로 촬영장치의 정확성 여부를 체크할 수 있게 하는 촬영대상물(43)을 포함하는 로터와;

상기 보조챔버(21a)를 밀폐하는 것으로서 상기 샤프트(23)에 외부 동력을 인가할 때에는 보조챔버(21a)로부터 분리되는 밀폐캡(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀.
제 1항에 있어서,

상기 샤프트(23)는 하우징(19a)의 중심축부에 수직으로 위치하며 그 하단부가 하우징(19a) 바닥면에 베어링(19d) 지지되고 상측부는 상기 관통구멍의 내주면에 지지되는 것을 특징으로 하는 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀.
제 1항에 있어서,

상기 덮개(21)의 저면에는 저면의 테두리로부터 상기 관통구멍을 향하여 상향 경사져 하우징(19a)내에서 발생한 기포를 관통구멍측으로 유도하는 경사면(21f)이 형성된 것을 특징으로 하는 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 덮개(21)에는 상기 보조챔버(21a)의 내부공간과 하우징(19a)의 내부공간을 연통시키며 덮개(21)를 닫은 상태로 하우징(19a) 내에 액상의 방사선 동위원소를 주입할 수 있게 하는 연통구(21e)가 마련된 것을 특징으로 하는 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀.
제 4항에 있어서,

상기 촬영대상물(43)은;

상기 샤프트(23)가 그 회전중심에 고정되며 상기 샤프트(23)의 주변에 해당하는 부위에는 그 형상이 촬영영상에 나타나는 관통구멍(49b)이 형성된 한 종류 이상의 디스크(49)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀.
제 4항에 있어서,

상기 촬영대상물(43)은;

상기 샤프트(23)가 그 회전중심에 고정되며 상호 평행하게 이격되는 상하부디스크(45b,45c)와, 상기 상부디스크(45b)와 하부디스크(45c)를 연결하되 그 하단부가 상단부보다 넓게 벌어진 두 개 이상의 경사판(45d)으로 구성된 디스크 조립체(45)인 것을 특징으로 하는 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀.
제 4항에 있어서,

상기 촬영대상물(43)은;

상기 샤프트(23)가 그 회전중심에 고정되며 상호 평행하게 이격된 상하부디스크(55a,55b)와, 상기 상부디스크(55a)와 하부디스크(55b)를 연결하는 것으로 한 종류 이상의 단면형상을 갖는 다수의 수직로드(55d)를 포함하는 디스크조립체(55)인 것을 특징으로 하는 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀.
제 4항에 있어서,

상기 촬영대상물(43)은;

상기 샤프트(23)가 그 회전중심에 고정되는 원추형 블록체(57)인 것을 특징으로 하는 의료영상 촬영장치 정도관리용 팬텀.
삭제
의료용 영상 촬영장치에 의해 그 모습이 촬영되며 촬영을 통해 얻은 영상을 기초로 해당 촬영장치의 정도관리를 할 수 있게 하는 기준을 제공하는 것으로서, 상부로 개방되며 그 내부에 물과 방사선동위원소 혼합액을 수용할 수 있는 원통형 하우징과; 상기 하우징의 상부에 씌워져 하우징을 밀폐하되 하우징의 내부공간을 외부로 연통시키는 관통구멍을 갖는 덮개와; 상기 덮개의 상면에 위치하며 상기 관통구멍을 그 내부영역에 포함하고 상부로 개방된 보조챔버와; 상기 하우징의 내부에 수직으로 위치하며 그 상단부가 상기 관통구멍을 통해 보조챔버 상부로 연장되어 외부로부터 축회전력을 제공받는 샤프트와, 상기 샤프트에 고정되며 샤프트의 회전시 회전하여 하우징내에 공급되어 있는 혼합액을 교반하고, 정지된 상태에서 그 형상이 상기 촬영장치에 의해 촬영되는 촬영대상물을 포함하는 로터와; 상기 보조챔버를 밀폐하는 것으로서 상기 샤프트에 외부 동력을 인가할 때에는 보조챔버로부터 분리되는 밀폐캡을 포함하는 정도관리용 팬텀을 촬영장치에 장착하여 사용할 수 있게 준비시키는 것으로서,

상기 팬텀을 그 내부에 수용하며 팬텀으로부터 방출하는 방사선이 외부로 노출되지 않도록 차폐하는 쉴드와;

상기 샤프트에 동력 이음되어 로터를 회전시킴으로써 혼합액내의 공기방울이 상기 덮개의 관통구멍을 통해 외부로 배출되게 하는 구동부와;

상기 구동부를 제어하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬텀 사용준비장치.
제 10항에 있어서,

상기 쉴드는;

상기 팬텀을 둘러싸는 일정두께의 원통형 차폐벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 팬텀 사용준비장치.
제 10항에 있어서,

상기 구동부는;

구동풀리를 갖는 모터와,

상기 보조챔버의 상부로 돌출된 샤프트에 끼워지는 종동풀리와,

상기 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 팬텀 사용준비장치.
제 10항 내지 제 12항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 쉴드와 구동부와 콘트롤러는 이동 가능한 지지대에 설치된 것을 특징으로 하는 팬텀 사용준비장치.