KR101301257B1 - Multi-mode radiation imaging system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사선을 이용하여 비파괴적으로 피사체를 영상화하는 종래의 CT, PET, SPECT와 같은 방사선 영상장치를 하나의 기기로 구현함으로써 단일 장비로 PET, SPECT, CT 기능을 모두 구현할 수 있는 다중 모드 방사선 영상장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, CT, PET, SPECT의 기능을 모두 구비하기 위하여는 각각의 기능을 가진 장비를 모두 구비해야만 했던 종래의 방사선 영상장치들의 단점을 해결하기 위해, CT, PET, SPECT의 3가지 영상기기의 기능을 모두 가지는 단일 기기로 구성된 다중 모드 방사선 영상장치가 제공됨으로써, 장비 구입 및 설치에 대한 비용과 공간을 절약할 수 있고, 특히, 의료용으로 활용할 경우, 환자가 각각의 장치마다 이동할 필요가 없도록 하여 환자 친화적인 다중 모드 방사선 영상장치가 제공된다. The present invention implements a conventional radiographic imaging apparatus such as CT, PET, and SPECT, which non-destructively image a subject using radiation, as a single device. According to the present invention, in order to solve the shortcomings of the conventional radiographic imaging apparatus, which had to have all the equipment having the respective functions in order to have all of the functions of CT, PET, and SPECT, CT, PET In addition, the multi-mode radiographic imaging device composed of a single device having all three functions of the SPECT device can be provided, thereby saving the cost and space for the purchase and installation of the device. A patient-friendly multi-mode radiographic imager is provided by eliminating the need to move from device to device.
Description
본 발명은 방사선을 이용하여 비파괴적으로 피사체를 영상화하는 방사선 영상장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, 방사선을 이용하여 비파괴적으로 피사체를 영상화하는 종래의 CT, PET, SPECT와 같은 방사선 영상장치를 하나의 기기로 구현함으로써, 단일 장비로 PET, SPECT, CT를 모두 구현할 수 있는 다중 모드 방사선 영상장치와 그 구현방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a radiographic imaging apparatus for imaging a subject nondestructively using radiation, and more particularly, to a conventional radiographic imaging apparatus such as CT, PET, and SPECT for imaging a subject nondestructively using radiation. The present invention relates to a multi-mode radiographic imaging apparatus capable of implementing PET, SPECT, and CT with a single device, and a method of implementing the same with a single device.
종래, 산업 및 의료영상 장치의 분야에 있어서, 방사선을 이용하여 비파괴적으로 피사체를 영상화하는 방사선 영상장치가 널리 이용되고 있다.
Background Art Conventionally, in the fields of industrial and medical imaging devices, radiation imaging apparatuses that image a subject non-destructively using radiation have been widely used.
이러한 종래의 방사선 영상장치는, 그 용도에 따라, 예를 들면, CT, PET, SPECT와 같은 각각의 장치로 영상화를 하고 있으며, 아울러, 이러한 개별 방사성 영상장치는 모두 매우 고가이므로, 필요한 장비를 모두 구비하려면 그만큼 부담이 크게 되는 문제가 있었다.
Such conventional radiographic imaging apparatuses are imaged with respective devices, such as CT, PET, and SPECT, depending on the purpose of use. In addition, since these individual radiographic imaging apparatuses are all very expensive, all the necessary equipment is provided. There was a problem that such a burden was large to equip.
또한, 상기한 바와 같은 문제를 해소하기 위해 복합 기능을 가지는 방사선 영상장치가 개발되어 있으나, 이러한 종래의 방사선 영상장치는, 종합적인 영상을 얻기 위해, 예를 들면, PET/CT 또는 SPETC/CT 등과 같이, 두 가지 장비가 복합된 구성으로 되어 있어, CT, PET, SPECT의 모든 장비를 구비하기 위하여는 결과적으로 두 가지 장비를 모두 구비하여야 하므로, 가격적으로 부담스러울 수밖에 없었다.
In addition, although a radiographic imaging apparatus having a complex function has been developed to solve the above problems, such a conventional radiographic imaging apparatus is, for example, PET / CT or SPETC / CT to obtain a comprehensive image. Similarly, since the two devices are a complex configuration, in order to have all the equipment of CT, PET, and SPECT, both devices must be provided as a result, which can be burdensome in price.
따라서 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여는, CT, PET, SPECT의 3가지 영상기기의 기능을 모두 가지는 단일 기기로 구성된 방사선 영상장치를 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다.
Therefore, in order to solve the problems of the prior art as described above, it is desirable to provide a radiographic imaging device composed of a single device having all the functions of three imaging devices, such as CT, PET, and SPECT, but still all such needs No device or method to satisfy is being provided.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 종래의 방사선 영상장치는 PET/CT, SPETC/CT와 같이 두 가지 장비가 복합된 구성으로만 되어 있어 CT, PET, SPECT의 모든 기능을 구비하기 위하여는 결과적으로 두 가지 장비를 모두 구비하여야 하므로 효율 및 비용적인 면에서 문제가 되었던 종래의 방사선 영상장치들의 단점을 해결하여, CT, PET, SPECT의 3가지 영상기기의 기능을 모두 가지는 단일 기기로 구성된 다중 모드 방사선 영상장치를 제공하고자 하는 것이다.
The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above, and therefore, the object of the present invention, the conventional radiographic imaging device is only composed of a combination of two equipment, such as PET / CT, SPETC / CT In order to have all the functions of CT, PET, and SPECT, both equipments should be provided as a result, thereby solving the disadvantages of the conventional radiographic apparatuses, which were problematic in terms of efficiency and cost. It is an object of the present invention to provide a multi-mode radiation imaging apparatus composed of a single apparatus having all three imaging apparatus functions.
또한, 본 발명의 다른 목적은, CT, PET, SPECT의 3가지 영상기기의 기능을 모두 가지는 단일 기기로 구성된 다중 모드 방사선 영상장치를 제공함으로써, 특히, 의료용으로 활용할 경우, 종래의 방사선 영상장치를 이용할 때와 같이 환자가 각각의 장치를 이용하기 위해 불편한 몸으로 각각의 장치마다 이동할 필요가 없도록 하여 보다 경제적이면서도 편리하고 환자 친화적인 다중 모드 방사선 영상장치를 제공하고자 하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is to provide a multi-mode radiographic imaging apparatus composed of a single device having all three functions of CT, PET, and SPECT, in particular, in the case of medical use, the conventional radiographic imaging apparatus It is to provide a more economical, convenient and patient-friendly multi-mode radiographic apparatus by eliminating the need for a patient to move to an uncomfortable body to use each device as in use.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, CT, PET, SPECT의 3가지 기능을 모두 가지는 단일 기기로 구성된 다중 모드 방사선 영상장치에 있어서, 방사선 센서를 포함하여 측정 대상의 영상을 취득하는 방사선 센서부와, 상기 방사선 센서부로부터 에너지와 위치정보를 얻기 위해 신호를 증폭 및 처리하는 신호처리부와, 상기 신호처리부로부터 얻은 정보를 저장하는 저장부와, 상기 신호처리부로부터 얻은 정보에 근거하여 동작방식을 결정하는 제어부와, 상기 신호처리부와 상기 제어부로부터 얻은 정보를 이용하여 상기 동작방식에 따른 이미지 재구성 방법을 적용하여 방사선 영상을 구축하는 영상구축부와, 상기 영상구축부로부터 얻어진 재구성한 영상을 디스플레이하는 표시부를 포함하여 구성됨으로써, 동일 장비로 PET 모드, SPECT 모드 및 CT 모드의 동작을 행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치가 제공된다.
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a multi-mode radiographic imaging apparatus composed of a single device having all three functions of CT, PET, and SPECT, an image of a measurement target including a radiation sensor is acquired. Based on a radiation sensor unit, a signal processing unit for amplifying and processing a signal to obtain energy and position information from the radiation sensor unit, a storage unit storing information obtained from the signal processing unit, and information obtained from the signal processing unit. A control unit for determining an operation method, an image construction unit for constructing a radiographic image by applying an image reconstruction method according to the operation method using information obtained from the signal processing unit and the control unit, and a reconstructed image obtained from the image construction unit It is configured to include a display unit to display the same mode, PET mode, SPECT The multi-mode radiation imaging apparatus according to claim is provided that is configured to be capable of performing the operations of load and CT mode.
여기서, 상기 방사선 센서부는, 적어도 하나 이상의 센서가 원형으로 배치된 방사선 센서와, 상기 방사선 센서를 지지하기 위한 지지 구조체와, 방사선을 발생하는 방사선 발생기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
The radiation sensor unit may include a radiation sensor having at least one sensor disposed in a circular shape, a support structure for supporting the radiation sensor, and a radiation generator for generating radiation.
또한, 상기 장치는, PET 모드시, 측정대상에 해당하는 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물에서 발생하는 방사선을 이용하여 측정을 행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the device is characterized in that in the PET mode, it is configured to perform the measurement using the radiation generated from the object containing the positron emitting isotope corresponding to the measurement object.
여기서, 상기 PET 모드시 상기 방사선을 이용한 측정은, 상기 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물에서 발생하는 511keV의 쌍소멸 감마선을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
Here, the measurement using the radiation in the PET mode, characterized in that it is carried out using a 511keV bi-decay gamma ray generated in the object containing the positron emitting isotope.
또한, 상기 장치는, PET 모드의 측정과 동시에 SPECT 모드로 상기 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물의 동위원소의 분포를 동시에 측정하며, SPECT 모드시, 상기 동위원소의 강도가 거리의 제곱에 반비례하여 감소하는 특성을 이용하여 상기 동위원소의 분포를 영상화하는 것을 특징으로 한다.
Further, the device simultaneously measures the distribution of the isotope of the object containing the positron emitting isotope in the SPECT mode simultaneously with the measurement of the PET mode, the intensity of the isotope is inversely proportional to the square of the distance in the SPECT mode The distribution of the isotope is characterized by using a decreasing characteristic.
아울러, 상기 장치는, CT 모드시, 상기 방사선 발생기에서 발생한 감마선이나 엑스선이 내부의 피사체를 투과하면서 감쇄하는 특성을 이용하여 영상화하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the apparatus is characterized in that the imaging using the characteristic that the gamma rays or X-rays generated by the radiation generator attenuates while passing through the subject in the CT mode.
여기서, 상기 장치는, 상기 CT 모드시, 상기 방사선 발생기만 360도 회전함으로써 모든 상기 방사선 센서가 상기 방사선 발생기의 회전 위치에 따라 반응하도록 구성되며, 피사체가 없는 상황에서 상기 방사선 발생기를 회전시켜 그 위치에 따른 상기 방사선 센서들의 반응도를 측정하여 두고, 실제 피사체가 있는 상황에서 반응도를 측정하여 그 차이를 이용하여 실제 영상을 구현하는 것을 특징으로 한다.
Here, in the CT mode, the device is configured such that all the radiation sensors respond to the rotational position of the radiation generator by rotating only the radiation generator 360 degrees, and rotate the radiation generator in the absence of a subject to rotate the position. After measuring the responsiveness of the radiation sensor according to the, characterized in that to measure the responsiveness in the situation where there is a real subject to implement the real image using the difference.
아울러, 상기 제어부는, 사용하는 동위원소와 방사선 발생장치의 사용 여부에 따라 동작 모드를 결정하며, 511keV를 발생하는 양전자 방출 핵종을 사용하는 경우는 상기 PET 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하고, 상기 동위원소나 상기 발생장치가 피사체를 중심으로 회전하는 경우는 CT 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하며, 그 외의 동위원소나 발생장치의 경우에는 상기 SPECT 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the controller determines an operation mode according to the use of an isotope and a radiation generator used, and selects the mode to operate in the PET mode when using a positron emitting nuclide generating 511 keV. When the isotope or the generator rotates around the subject, the mode is selected to operate in the CT mode, and in the case of other isotopes or the generator, the mode is selected to operate in the SPECT mode. do.
또한, 본 발명에 따르면, CT, PET, SPECT의 3가지 기능을 모두 가지는 단일 기기로 구성된 다중 모드 방사선 영상장치에 있어서, 양전자 방출 동위원소 또는 동위원소가 포함된 대상물과, 적어도 하나 이상의 복수의 센서가 원형으로 배치된 방사선 센서와, 상기 방사선 센서를 지지하기 위한 지지 구조체와, 상기 방사선 센서의 센서신호 및 제어신호를 전달하는 신호선과, 상기 방사선 센서의 센서신호를 처리하여 영상을 구축하는 영상장치 및 엑스선이나 감마선을 발생하는 방사선 발생기를 포함하여, 동일 장비로 PET 모드, SPECT 모드 및 CT 모드의 동작을 행할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치가 제공된다.
In addition, according to the present invention, in a multi-mode radiographic apparatus composed of a single device having all three functions of CT, PET, and SPECT, a positron emitting isotope or an object including an isotope and at least one or more sensors A radiation sensor arranged in a circular shape, a support structure for supporting the radiation sensor, a signal line for transmitting sensor signals and control signals of the radiation sensor, and an image device for processing an image of the radiation sensor to construct an image And a radiation generator for generating X-rays or gamma rays, there is provided a multi-mode radiographic imaging apparatus, which is configured to perform operations in PET mode, SPECT mode, and CT mode with the same equipment.
여기서, 상기 장치는, PET 모드시, 상기 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물에서 발생하는 방사선을 이용하여 측정을 행하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
Here, the device is characterized in that in the PET mode, it is configured to perform the measurement using the radiation generated in the object containing the positron emitting isotope.
또한, 상기 PET 모드시 상기 방사선을 이용한 측정은, 상기 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물에서 발생하는 511keV의 쌍소멸 감마선을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the measurement using the radiation in the PET mode is characterized in that it is carried out using a 511keV bi-decay gamma ray generated in the object containing the positron emitting isotope.
아울러, 상기 장치는, PET 모드의 측정과 동시에 SPECT 모드로 상기 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물의 동위원소의 분포를 동시에 측정하며, 상기 장치는, SPECT 모드시, 상기 동위원소의 강도가 거리의 제곱에 반비례하여 감소하는 특성을 이용하여 상기 동위원소의 분포를 영상화하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the device measures the distribution of isotopes of the object containing the positron emitting isotope in the SPECT mode simultaneously with the measurement of the PET mode, the device, in the SPECT mode, the intensity of the isotope The distribution of the isotope is characterized by using the property of decreasing in inverse proportion to the square.
더욱이, 상기 장치는, CT 모드시, 상기 방사선 발생기에서 발생한 감마선이나 엑스선이 내부의 피사체를 투과하면서 감쇄하는 특성을 이용하여 영상화하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the apparatus is characterized in that the imaging using the characteristic that the gamma rays or X-rays generated by the radiation generator attenuate while passing through the subject in the CT mode.
여기서, 상기 장치는, 상기 CT 모드시, 상기 방사선 발생기만 360도 회전함으로써 모든 상기 방사선 센서가 상기 방사선 발생기의 회전 위치에 따라 반응하도록 구성되며, 피사체가 없는 상황에서 상기 방사선 발생기를 회전시켜 그 위치에 따른 상기 방사선 센서들의 반응도를 측정하여 두고, 실제 피사체가 있는 상황에서 반응도를 측정하여 그 차이를 이용하여 실제 영상을 구현하는 것을 특징으로 한다.
Here, in the CT mode, the device is configured such that all the radiation sensors respond to the rotational position of the radiation generator by rotating only the radiation generator 360 degrees, and rotate the radiation generator in the absence of a subject to rotate the position. After measuring the responsiveness of the radiation sensor according to the, characterized in that to measure the responsiveness in the situation where there is a real subject to implement the real image using the difference.
아울러, 상기 장치는, 사용하는 동위원소와 방사선 발생장치의 사용 여부에 따라, 511keV를 발생하는 양전자 방출 핵종을 사용하는 경우는 상기 PET 모드로 동작하도록 선택하고, 상기 동위원소나 상기 발생장치가 피사체를 중심으로 회전하는 경우는 CT 모드로 동작하도록 선택하며, 그 외의 동위원소나 발생장치의 경우에는 상기 SPECT 모드로 동작하도록 동작 모드를 선택하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the device is selected to operate in the PET mode when using a positron emitting nuclide generating 511keV, depending on whether the isotope and the radiation generating device used, and the isotope or the generating device is subject to In the case of rotating around the center is selected to operate in the CT mode, and in the case of other isotopes or generators further comprises a control unit for selecting the operation mode to operate in the SPECT mode.
또한, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 다중 모드 방사선 영상장치를 이용한 측정방법에 있어서, 상기 방사선 센서부를 통하여 측정 대상물의 위치반응도를 검출하는 검출단계와, 상기 검출단계에서 검출된 위치 반응도에 대한 정보 및 상기 측정 대상물로부터 방사되는 에너지를 신호처리부를 통하여 수신하고 처리하는 신호처리단계와, 상기 신호처리단계에서 처리된 정보에 근거하여 상기 제어부를 통하여 CT, PET, SPECT의 동작 모드를 결정하는 모드 선택단계와, 상기 모드 선택단계에서 동작 모드가 결정된 후 상기 신호처리부와 상기 제어부로부터의 데이터를 상기 저장부에 저장하는 저장단계와, 상기 신호처리단계에서 처리된 정보와 상기 모드 선택단계에서 결정된 동작 모드에 근거하여 상기 영상구축부를 통하여 상기 대상물의 영상을 재구축하는 영상구축단계와, 상기 영상구축단계에서 재구축된 영상을 상기 표시부를 통하여 표시하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치를 이용한 측정방법이 제공된다.
Further, according to the present invention, in the measuring method using the multi-mode radiation imaging apparatus described above, the detecting step of detecting the position responsiveness of the measurement object through the radiation sensor unit, the information on the position responsiveness detected in the detection step And a signal processing step of receiving and processing energy radiated from the measurement object through a signal processing unit, and a mode selection for determining an operation mode of CT, PET, and SPECT through the control unit based on the information processed in the signal processing step. And storing the data from the signal processing unit and the control unit in the storage unit after the operation mode is determined in the mode selection step, the information processed in the signal processing step and the operation mode determined in the mode selection step. Reconstruct the image of the object through the image reconstructing unit based on The image is built with the step, the multi-mode measurement method using the radiation imaging apparatus of the reconstructed image by the image construction stage characterized in that configured to include a step of displaying through the display unit is provided.
여기서, 상기 모드 선택단계는, 상기 방사선 센서부로부터 수집된 정보에 근거하여, 방사선이 상기 방사선 센서부 내에서 몇 차례나 히트(Hit) 하였는지를 나타내는 변수인 N의 값을 구하는 단계와, 상기 N의 값이 N = 1인 경우는, 서로 반대방향으로 쌍소멸 511keV 감마선이 수집되었을 때 이들을 일직선으로 연결하여 방사선 발생원이 직선상에 위치하도록 하고 이러한 위치를 반복적으로 연결하여 하나의 점이나 영상을 얻는 PET의 동작을 수행하도록 하는 백투백 모드(Back-to-Back Mode)로 동작하도록 상기 모드를 선택하는 단계 및 상기 N의 값이 N > 1인 경우는, 감마선의 강도뿐만 아니라 위치정보를 고려한 영상화 작업을 통하여 방사선 발생원의 위치와 강도 분포를 얻기 위한 시퀀스 재구축 알고리즘(sequence reconstruction algotithm)을 이용하여 감마선의 경로 추적함으로써 방사선원의 위치를 계산하는 감마 트래커 모드(Gamma-Tracker Mode)로 동작하도록 상기 모드를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The mode selecting step may include obtaining a value of N, which is a variable indicating how many times radiation has been hit in the radiation sensor unit based on the information collected from the radiation sensor unit, If the value is N = 1, PET is obtained by connecting them in a straight line so that the radiation source is located on a straight line when the pair of evanescent 511keV gamma rays are collected in opposite directions, and repeatedly connecting these positions to obtain a single point or image. Selecting the mode to operate in a back-to-back mode to perform the operation of, and when the value of N is N> 1, imaging operation considering the position information as well as the intensity of gamma rays Trace path of gamma rays using sequence reconstruction algotithm to obtain location and intensity distribution of radiation source Thereby selecting the mode to operate in a gamma-tracker mode for calculating the position of the radiation source.
아울러, 상기 감마 트래커 모드는, 감마선이 1차 측정된 후 충분한 에너지를 잃어버리기까지 2회 내지 3회의 2차 충돌이 발생하는 과정에서 잃어버리게 되는 에너지 손실 정보를 활용하여 충돌 위치를 얻음으로써 최초 입사된 감마선의 위치를 얻도록 동작하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the gamma tracker mode is the first incident by obtaining the collision location by utilizing the energy loss information that is lost in the process of two to three secondary collisions until the gamma ray is first measured and then enough energy is lost. And operate to obtain a position of the gamma ray.
또는, 상기 모드 선택단계는, 사용하는 동위원소와 방사선 발생장치의 사용 여부에 따라 상기 모드를 결정하며, 511keV를 발생하는 양전자 방출 핵종을 사용하는 경우는 상기 PET 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하고, 상기 동위원소나 상기 발생장치가 피사체를 중심으로 회전하는 경우는 CT 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하며, 그 외의 동위원소나 발생장치의 경우에는 상기 SPECT 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하는 것을 특징으로 한다.
Alternatively, the mode selection step, the mode is determined according to the use of the isotope and the radiation generator used, and when using a positron emitting nuclide generating 511keV, select the mode to operate in the PET mode Selecting the mode to operate in the CT mode when the isotope or the generator rotates about the subject, and selecting the mode to operate in the SPECT mode for other isotopes or the generator. It features.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, PET 장치를 기반으로 하여 소형 방사선 발생장치와 영상처리 프로그램을 장착하면 SPECT와 CT로도 활용할 수 있어 단일 영상기기로 구성되면서도 3가지 영상기기로서 활용할 수 있는 다중 모드 방사선 영상장치가 제공된다.
As described above, according to the present invention, if a small radiation generating device and an image processing program are mounted based on a PET device, it can be utilized as a SPECT and a CT, and thus can be used as three imaging devices while being composed of a single imaging device. Radiation imaging apparatus is provided.
따라서 본 발명에 따르면, 종래의 방사선 영상장치는 PET/CT, SPECT/CT와 같이 두 가지 장비가 복합된 구성으로만 되어 있어 CT, PET, SPECT의 모든 기능을 구비하기 위하여는 결과적으로 두 가지 장비를 모두 구비하여야 하므로 효율 및 비용적인 면에서 문제가 되었던 종래의 방사선 영상장치들의 단점을 해결하여, 비용적인 측면이나 장치의 설치면적과 같은 공간활용적인 측면에서 보다 경제적이고 효율적인 다중 모드 방사선 영상장치를 제공할 수 있다.
Therefore, according to the present invention, the conventional radiographic imaging apparatus has only a combination of two equipments such as PET / CT and SPECT / CT. In order to solve the disadvantages of the conventional radiographic imaging apparatuses, which are problematic in terms of efficiency and cost, the multimode radiographic imaging system is more economical and efficient in terms of space utilization such as cost or installation area of the apparatus. Can provide.
또한, 본 발명에 따르면, CT, PET, SPECT의 3가지 영상기기의 기능을 모두 가지는 단일 기기로 구성된 다중 모드 방사선 영상장치를 제공함으로써, 특히, 의료용으로 활용할 경우, 종래의 방사선 영상장치를 이용할 때와 같이 환자가 각각의 장치를 이용하기 위해 불편한 몸으로 각각의 장치마다 이동할 필요가 없게 되므로, 각각의 장치를 이용하는 것에 비해 보다 경제적이면서도 편리하고 환자 친화적인 다중 모드 방사선 영상장치를 제공할 수 있다.
In addition, according to the present invention, by providing a multi-mode radiographic imaging device consisting of a single device having all the functions of the three imaging devices, such as CT, PET, SPECT, in particular, when used for medical purposes, when using a conventional radiographic imaging device As it is not necessary for the patient to move to each device to the uncomfortable body to use each device, it is possible to provide a more economical, convenient and patient-friendly multi-mode radiation imaging device than using each device.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치의 방사선 센서부의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치를 PET 모드로 동작하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치를 이용하여 SPECT 모드로 동위원소의 분포를 동시 측정하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치를 이용하여 CT 모드로 영상화하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 실제 방사선 센서가 배치된 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 나타낸 바와 같은 방사선 센서를 이용하여 SPECT 모드로 측정된 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1 에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치를 이용한 측정방법의 처리 순서를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 1 에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치를 이용한 측정방법에서, 제어부에서 CT, PET, SPECT의 동작 모드를 결정하는 동작의 처리순서를 나타내는 도면이다. 1 is a view schematically showing the overall configuration of a multi-mode radiation imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view schematically showing the overall configuration of the radiation sensor unit of the multi-mode radiation imaging apparatus according to the embodiment of the present invention as shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram illustrating a mode in which a multi-mode radiographic imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 1 operates in PET mode.
FIG. 4 is a diagram illustrating a simultaneous measurement of an isotope distribution in the SPECT mode using the multi-mode radiographic imaging apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
FIG. 5 is a diagram illustrating an image of a CT mode using the multi-mode radiographic apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
6 is a diagram illustrating an example in which an actual radiation sensor is disposed.
FIG. 7 is a diagram illustrating a result measured in the SPECT mode using a radiation sensor as shown in FIG. 6.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure of a measuring method using a multi-mode radiographic apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
FIG. 9 is a diagram illustrating a processing procedure of an operation of determining an operation mode of CT, PET, and SPECT in a control unit in the measuring method using the multi-mode radiographic imager according to the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 다중 모드 방사선 영상장치의 상세한 내용에 대하여 설명한다.
Hereinafter, the details of the multi-mode radiographic imaging apparatus according to the present invention as described above will be described.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
Hereinafter, it is to be noted that the following description is only an embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 단일 영상기기로 구성되면서도 3가지 영상기기로서 활용할 수 있는 장치로서, PET를 기반으로 하며, 여기에 소형 방사선 발생장치와 영상처리프로그램을 장착하면 SPECT와 CT를 활용할 수 있으므로 종래의 장치를 각각 사용하는 것에 비해 경제적이며, 특히, 의료용으로 활용할 경우 환자가 개별적인 장치를 이용하기 위해 이동할 필요가 없으므로 보다 환자 친화적인 다중 모드 방사선 영상장치에 관한 것이다.
That is, the present invention, as will be described later, as a device that can be utilized as three imaging devices, but composed of a single imaging device, based on PET, and equipped with a small radiation generating device and an image processing program, SPECT and CT The present invention relates to a more patient-friendly multi-mode radiographic imager because it is economical than using conventional devices, and in particular, when it is used for medical purposes, a patient does not need to move to use an individual device.
계속해서, 이하, 도 1을 참조하여, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 다중 모드 방사선 영상장치의 실시예의 상세한 구성에 대하여 설명한다.
Subsequently, a detailed configuration of an embodiment of the multi-mode radiographic imaging apparatus according to the present invention as described above will be described below with reference to FIG. 1.
즉, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치(10)는, 방사선 센서를 포함하여 측정 대상의 영상을 취득하는 방사선 센서부(11), 방사선 센서부(11)로부터 에너지와 위치정보를 얻기 위해 신호를 증폭 및 처리하는 신호처리부(12), 신호처리부(12)로부터 얻은 정보를 저장하는 저장부(13), 신호처리부(12)로부터 얻은 정보에 근거하여 동작방식을 결정하는 제어부(14), 신호처리부(12)와 제어부(14)로부터 얻은 정보를 이용하여 동작방식에 적합한 이미지 재구성 방법을 적용하여 방사선 영상을 구축하는 영상구축부(15), 영상구축부(15)로부터 얻어진 재구성한 영상을 디스플레이하는 표시부(16)를 포함하여 구성된다.
That is, as shown in FIG. 1, the multi-mode
여기서, 방사선 센서부(11)는, 방사선 센서를 포함하여 측정 대상의 영상에 대한 정보를 얻기 위한 것으로, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 실시예에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이 원형으로 분포하는 방사선센서 구조를 기반으로 하여 구성되었다.
Here, the radiation sensor unit 11 is for obtaining information on the image of the measurement target including the radiation sensor. In order to achieve the above object, in the present embodiment, as shown in FIG. It is constructed based on the distributed radiation sensor structure.
도 2를 참조하면, 도 2는 도 1에 나타낸 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치(10)의 방사선 센서부(11)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
Referring to FIG. 2, FIG. 2 schematically illustrates the overall configuration of the radiation sensor unit 11 of the multi-mode
즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 방사선 센서부(11)의 주요 구성은, 측정대상에 해당하는 양전자 방출 동위원소 또는 동위원소가 포함된 대상물(21)과, 적어도 하나 이상의 복수의 센서가 원형으로 배치된 방사선 센서(22)와, 방사선 센서(22)를 지지하기 위한 지지 구조체(23)와, 방사선 센서의 센서신호 및 제어신호를 전달하는 신호선(24)과, 방사선 센서의 센서신호를 처리하여 영상을 구축하는 영상장치(25) 및 엑스선, 감마선 등의 방사선을 발생하는 소형의 방사선 발생기(26)를 포함하여 구성되어 있다.
That is, as shown in FIG. 2, the main configuration of the radiation sensor unit 11 includes a positron emitting isotope or an
여기서, 신호선(24) 및 영상장치(25)는, 도 1에 나타낸 구성에 있어서 신호처리부(12), 저장부(13), 제어부(14), 영상구축부(15), 표시부(16)를 포함하는 구성에 대응하는 것이다.
Here, the
또한, 상기한 바와 같이 구성된 방사선 센서부(11)를 포함하는 다중 모드 방사선 영상장치(10)의 동작 모드는, 이하의 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하는 바와 같이, PET, SPECT, CT 모드의 3가지가 가능하다.
In addition, the operation mode of the multi-mode
즉, 더 상세하게는, PET 모드는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물(21)에서 발생하는 방사선을 이용하여 측정을 행한다.
That is, more specifically, in the PET mode, as shown in FIG. 3, measurement is performed using radiation generated from the
여기서, 상기한 방사선을 이용한 측정은, 예를 들면, 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물(21)에서 발생하는 511keV의 쌍소멸 감마선을 이용하여 수행할 수 있다.
Here, the measurement using the above-described radiation, for example, may be performed using a 511keV bi-decay gamma ray generated in the
또한, SPECT 모드는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 동일한 장치를 활용하여 SPECT 모드로 동위원소의 분포를 동시 측정할 수 있으며, 이때, 동위원소의 강도는 거리의 제곱에 반비례하여 감소하는 특성을 이용하여 분포를 영상화한다.
In addition, in the SPECT mode, as shown in FIG. 4, the same device can be used to simultaneously measure the distribution of isotopes in the SPECT mode, wherein the intensity of the isotope decreases in inverse proportion to the square of the distance. Image the distribution.
아울러, CT 모드는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 방사선 발생기(26)에서 발생한 감마선이나 엑스선이 내부의 피사체를 투과하면서 감쇄하는 특성을 이용하여 영상화한다.
In addition, in the CT mode, as shown in FIG. 5, the gamma rays or X-rays generated by the
이때, 기존의 CT 장치는, 방사선 발생장치와 방사선 센서가 피사체를 기준으로 반대방향에서 회전하는 구조이나, 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치(10)는, 방사선 발생기(26)만 360도 회전함으로써 모든 센서가 방사선 발생기(26)의 회전 위치에 따라 반응하게 된다.
In this case, the conventional CT apparatus has a structure in which the radiation generator and the radiation sensor rotate in opposite directions with respect to the subject, but the multi-mode
따라서 실제 영상은, 피사체가 없는 상황에서 방사선 발생기(26)를 회전시켜 그 위치에 따른 센서들의 반응도를 측정하여 두고, 실제 피사체가 있는 상황에서 반응도를 측정하여 그 차이를 이용하여 영상을 구현한다.
Therefore, in the real image, the
다음으로, 도 6은 상기한 바와 같은 방식으로 실제 방사선 센서가 배치된 실제 사례를 사진으로 나타내고 있으며, 도 7은 이를 이용하여 SPECT 모드로 측정된 결과를 나타내고 있다.
Next, FIG. 6 shows a photograph of an actual case in which the actual radiation sensor is arranged in the manner as described above, and FIG. 7 shows a result measured in the SPECT mode using the photograph.
아울러, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 다중 모드 방사선 영상장치를 이용한 측정방법은, 예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 먼저, 방사선 센서부(11)를 통하여 대상물의 위치반응도를 검출한다(단계 S81).
In addition, in the measuring method using the multi-mode radiographic imaging apparatus according to the present invention as described above, for example, as shown in FIG. 8, first, the position response of the object is detected through the radiation sensor unit 11 ( Step S81).
다음으로, 검출된 위치 반응도에 대한 정보 및 대상물로부터 방사되는 에너지를 신호처리부(12)에서 수신하고 처리한다(단계 S82).
Next, the signal processing unit 12 receives and processes the information on the detected position reactivity and the energy radiated from the object (step S82).
계속해서, 신호처리부(12)에서 처리된 정보에 근거하여 제어부(14)에서 CT, PET, SPECT의 동작 모드를 결정한다(단계 S83),
Subsequently, the
또한, 동작 모드가 결정된 후 제어부(14)로부터 수신된 데이터를 저장부(13)에 저장한다(단계 S84).
In addition, after the operation mode is determined, the data received from the
그 후, 신호처리부(12)에서 처리된 정보와 제어부(14)에서 결정된 동작 모드에 근거하여 영상구축부(15)에서 대상물의 영상을 재구축하고, 이어서, 상기한 바와 같이 하여 재구축된 영상을 표시부(16)에 표시한다.
Thereafter, the image reconstructing unit 15 reconstructs the image of the object based on the information processed by the signal processing unit 12 and the operation mode determined by the
또한, 도 9를 참조하면, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 다중 모드 방사선 영상장치 및 그러한 방사선 영상장치를 이용한 측정방법의 동작 모드를 결정하는 단계(S83)에서, 제어부(14)에서 CT, PET, SPECT의 동작 모드를 결정하는 동작의 처리 순서를 나타내고 있다.
In addition, referring to FIG. 9, in operation S83, in operation S83 of determining a multi-mode radiographic imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention and a measuring method using such a radiographic imaging apparatus, the
즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제어부(14)에서 CT, PET, SPECT의 동작 모드를 결정하는 동작의 처리는, 먼저, 방사선 센서부(11)로부터 수집된 정보에 근거하여, 방사선이 계측기 내에서 몇 차례나 히트(Hit) 하였는지를 나타내는 변수인 N의 값을 구한다.
That is, as shown in FIG. 9, the process of the operation which determines the operation mode of CT, PET, and SPECT by the
이때, N = 1, 즉, 방사선이 1회만 충돌한 경우는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 백투백 모드(Back-to-Back Mode)로 동작한다.
At this time, when N = 1, that is, when the radiation collides only once, as shown in FIG. 9, it operates in a back-to-back mode.
여기서, 백투백 모드는, 서로 반대방향으로 쌍소멸 511keV 감마선이 수집되었을 때 이들을 일직선으로 연결하면 방사선 발생원이 직선상에 위치하게 되는데, 이러한 위치를 여러 번 연결하여 하나의 점이나 영상을 얻는 모드로서, 즉, PET의 동작에 해당한다.
Here, in the back-to-back mode, when a pair of destructive 511keV gamma rays are collected in opposite directions, if they are connected in a straight line, the radiation source is located on a straight line. That is, it corresponds to the operation of PET.
다음으로, N > 1인 경우는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 감마 트래커 모드(Gamma-Tracker Mode)로 동작한다.
Next, when N> 1, as shown in FIG. 9, it operates in gamma-tracker mode.
여기서, N > 1이면 충돌회수가 보통 2회 내지 최대 3회 정도인데, 이 경우, 감마선을 추적하여 그 경로를 통한 방사선원의 위치를 시퀀스 재구축 알고리즘(sequence reconstruction algotithm)을 통해 계산한다.
Here, if N> 1, the number of collisions is usually about 2 to 3 times. In this case, the gamma ray is traced to calculate the position of the radiation source through the path through a sequence reconstruction algotithm.
즉, 감마 트래커 모드는, 일반적으로, 감마선이 계측기에 1차 측정된 후 충분한 에너지를 잃어버리기까지 2회 내지 3회의 2차 충돌이 발생하며, 이러한 충돌과정에서 일부의 에너지를 잃어버리게 되는데, 이와 같은 에너지 손실 정보를 활용하여 충돌 위치를 얻음으로써 최초 입사된 감마선의 위치를 알 수 있는 모드이다.
That is, in gamma tracker mode, generally, two to three secondary collisions occur until the gamma rays are first measured by the instrument and then lose enough energy, and some energy is lost during this collision process. In this mode, the location of the first incident gamma ray is obtained by obtaining the collision location using the same energy loss information.
또한, 이때 사용되는 시퀀스 재구축 알고리즘은, 영상을 얻는 과정에 있어서, 단순히 계측시스템으로부터 얻어진 감마선의 강도뿐만 아니라 위치정보를 고려한 영상화 작업을 통하여 방사선 발생원의 위치와 강도 분포를 얻는 알고리즘을 통칭하는 것이다.
In addition, the sequence reconstruction algorithm used at this time refers to an algorithm for obtaining the position and intensity distribution of the radiation source through an imaging operation considering not only the intensity of gamma rays obtained from the measurement system but also the position information in the process of obtaining an image. .
이와 같이 하여 제어부(14)를 통해 모드 선정과 위치 계산이 끝나면, 다시 이러한 정보를 저장부(13)에 저장하고, 저장된 정보를 바탕으로 영상구축부(15)에서 영상화 작업을 수행하여 재구축된 영상을 표시부(16)를 통해 표시한다.
In this way, after the mode selection and position calculation are completed through the
다시 말하면, 상기한 PET, SPECT 및 CT의 3가지 모드는, 사용하는 동위원소와 방사선 발생장치의 사용 여부에 따라 결정되는 것으로, 즉, PET 모드는 511keV를 발생하는 양전자 방출 핵종을 사용하는 경우이고, SPECT 모드는 모든 동위원소나 발생장치의 경우에도 모두 사용 가능한 모드이며, CT 모드는 동위원소나 발생장치가 피사체를 중심으로 회전하는 경우를 각각 의미하는 것이다.
In other words, the above three modes of PET, SPECT and CT are determined depending on the isotope used and the use of the radiation generating device. That is, the PET mode uses a positron emitting nuclide generating 511 keV. The SPECT mode is a mode that can be used for all isotopes or generators, and the CT mode means that the isotopes or generators rotate around the subject.
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 다중 모드 방사선 영상장치를 구성할 수 있으며, 또한, 이를 이용하면, PET과 SPECT을 동시에 수행하며, 동일 장비로 PET/SPECT과 더불어 CT를 수행할 수 있는 다중 모드 방사선 영상장치를 제공할 수 있다.
Therefore, as described above, it is possible to configure a multi-mode radiographic imaging apparatus according to the present invention. In addition, by using this, it is possible to simultaneously perform PET and SPECT, and to perform CT with PET / SPECT with the same equipment. A mode radiation imaging apparatus can be provided.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 다중 모드 방사선 영상장치의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니다.
As mentioned above, although the details of the multi-mode radiographic apparatus according to the present invention have been described through the embodiments of the present invention as described above, the present invention is not limited to the contents described in the above embodiments.
따라서 상기한 바와 같이, 본 발명은, 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것이 아니라, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
Therefore, as described above, the present invention is not limited only to the contents described in the above-described embodiments, but may be variously modified according to design needs and various other factors by those skilled in the art. Naturally, modifications, changes, combinations and substitutions are possible.
11. 방사선 센서부 12. 신호처리부
13. 저장부 14. 제어부
15. 영상구축부 16. 표시부
21. 양전자 방출 동위원소(또는 동위원소가 포함된 측정대상)
22. 방사선 센서 23. 지지 구조체
24. 신호선 25. 영상장치
26. 방사선 발생기 11. Radiation sensor unit 12. Signal processing unit
13.
15. Video construction unit 16. Display unit
21. Positron emitting isotopes (or objects containing isotopes)
22.
24.
26. Radiation Generator
Claims (19)
방사선 센서를 포함하여 측정 대상의 영상을 취득하는 방사선 센서부와,
상기 방사선 센서부로부터 에너지와 위치정보를 얻기 위해 신호를 증폭 및 처리하는 신호처리부와,
상기 신호처리부로부터 얻은 정보를 저장하는 저장부와,
상기 신호처리부로부터 얻은 정보에 근거하여 동작방식을 결정하는 제어부와,
상기 신호처리부와 상기 제어부로부터 얻은 정보를 이용하여 상기 동작방식에 따른 이미지 재구성 방법을 적용하여 방사선 영상을 구축하는 영상구축부와,
상기 영상구축부로부터 얻어진 재구성한 영상을 디스플레이하는 표시부를 포함하여 구성됨으로써, 동일 장비로 PET 모드, SPECT 모드 및 CT 모드의 동작을 행할 수 있도록 구성되며,
상기 방사선 센서부는,
적어도 하나 이상의 센서가 원형으로 배치된 방사선 센서와,
상기 방사선 센서를 지지하기 위한 지지 구조체와,
방사선을 발생하는 방사선 발생기를 포함하며,
CT 모드시, 상기 방사선 발생기에서 발생한 감마선이나 엑스선이 내부의 피사체를 투과하면서 감쇄하되, 상기 CT 모드시, 상기 방사선 발생기만 360도 회전함으로써 모든 상기 방사선 센서가 상기 방사선 발생기의 회전 위치에 따라 반응하도록 구성되며, 피사체가 없는 상황에서 상기 방사선 발생기를 회전시켜 그 위치에 따른 상기 방사선 센서들의 반응도를 측정하여 두고, 실제 피사체가 있는 상황에서 반응도를 측정하여 그 차이를 이용하여 실제 영상을 구현하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치.
In the multi-mode radiographic imaging apparatus composed of a single device having all three functions of CT, PET, and SPECT,
A radiation sensor unit which acquires an image of a measurement target including a radiation sensor;
A signal processor for amplifying and processing signals to obtain energy and position information from the radiation sensor unit;
A storage unit for storing the information obtained from the signal processor;
A controller for determining an operation method based on the information obtained from the signal processor;
An image construction unit for constructing a radiographic image by applying an image reconstruction method according to the operation method using information obtained from the signal processing unit and the control unit;
It is configured to include a display unit for displaying the reconstructed image obtained from the image construction unit, it is configured to perform the operation of the PET mode, SPECT mode and CT mode with the same equipment,
The radiation sensor unit,
A radiation sensor in which at least one sensor is arranged in a circle,
A support structure for supporting the radiation sensor;
A radiation generator for generating radiation,
In the CT mode, gamma rays or X-rays generated by the radiation generator are attenuated while passing through an internal subject. In the CT mode, only the radiation generator is rotated 360 degrees so that all the radiation sensors respond according to the rotational position of the radiation generator. It is configured to measure the responsiveness of the radiation sensors according to the position by rotating the radiation generator in the absence of the subject, measure the responsiveness in the presence of the actual subject to implement the actual image using the difference Multimode radiation imaging apparatus.
PET 모드시, 측정대상에 해당하는 양전자 방출 동위원소 또는 동위원소가 포함된 대상물에서 발생하는 방사선을 이용하여 측정을 행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치.
The method of claim 1,
In the PET mode, the multi-mode radiation imaging apparatus, characterized in that for performing the measurement using the radiation generated from the positron emitting isotope corresponding to the measurement target or the object containing the isotope.
상기 PET 모드시 상기 방사선을 이용한 측정은, 상기 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물에서 발생하는 511keV의 쌍소멸 감마선을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치.
The method of claim 3, wherein
The measurement using the radiation in the PET mode, multi-mode radiographic imaging apparatus characterized in that it is performed using a 511keV bi-decay gamma ray generated in the object containing the positron emitting isotope.
PET 모드의 측정과 동시에 SPECT 모드로 측정대상에 해당하는 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물의 동위원소의 분포를 동시에 측정하며,
SPECT 모드시, 상기 동위원소의 강도가 거리의 제곱에 반비례하여 감소하는 특성을 이용하여 상기 동위원소의 분포를 영상화하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치.
The method of claim 1,
Simultaneously with the measurement of the PET mode, the distribution of the isotope of the object containing the positron emitting isotope corresponding to the measurement target in the SPECT mode,
And, in the SPECT mode, imaging the distribution of the isotope using a characteristic in which the intensity of the isotope decreases in inverse proportion to the square of the distance.
상기 제어부는, 사용하는 동위원소와 방사선 발생장치의 사용 여부에 따라 동작 모드를 결정하며,
511keV를 발생하는 양전자 방출 핵종을 사용하는 경우는 상기 PET 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하고,
상기 동위원소나 상기 발생장치가 피사체를 중심으로 회전하는 경우는 CT 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하며,
그 외의 동위원소나 발생장치의 경우에는 상기 SPECT 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치.
The method of claim 1,
The controller determines an operation mode according to whether to use an isotope and a radiation generator to be used.
When using a positron emitting nuclide generating 511 keV, select the mode to operate in the PET mode,
If the isotope or the generator rotates about the subject, the mode is selected to operate in a CT mode,
In the case of other isotopes or generators, the mode is selected to operate in the SPECT mode.
적어도 하나 이상의 복수의 센서가 원형으로 배치된 방사선 센서와,
상기 방사선 센서를 지지하기 위한 지지 구조체와,
상기 방사선 센서의 센서신호 및 제어신호를 전달하는 신호선과,
상기 방사선 센서의 센서신호를 처리하여 영상을 구축하는 영상장치 및
엑스선이나 감마선을 발생하는 방사선 발생기를 포함하여, 동일 장비로 PET 모드, SPECT 모드 및 CT 모드의 동작을 행할 수 있도록 구성되며,
CT 모드시, 상기 방사선 발생기에서 발생한 감마선이나 엑스선이 내부의 피사체를 투과하면서 감쇄하되, 상기 CT 모드시, 상기 방사선 발생기만 360도 회전함으로써 모든 상기 방사선 센서가 상기 방사선 발생기의 회전 위치에 따라 반응하도록 구성되며,
피사체가 없는 상황에서 상기 방사선 발생기를 회전시켜 그 위치에 따른 상기 방사선 센서들의 반응도를 측정하여 두고, 실제 피사체가 있는 상황에서 반응도를 측정하여 그 차이를 이용하여 실제 영상을 구현하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치.
In the multi-mode radiographic imaging apparatus composed of a single device having all three functions of CT, PET, and SPECT,
A radiation sensor in which at least one of the plurality of sensors is arranged in a circle,
A support structure for supporting the radiation sensor;
A signal line for transmitting a sensor signal and a control signal of the radiation sensor;
An image device for constructing an image by processing a sensor signal of the radiation sensor;
It is configured to perform the operation of PET mode, SPECT mode and CT mode with the same equipment, including a radiation generator that generates X-rays or gamma rays,
In the CT mode, gamma rays or X-rays generated by the radiation generator are attenuated while passing through an internal subject. In the CT mode, only the radiation generator is rotated 360 degrees so that all the radiation sensors respond according to the rotational position of the radiation generator. Is composed,
Rotating the radiation generator in the absence of a subject to measure the responsiveness of the radiation sensors according to the position, measuring the responsiveness in the presence of a real subject and using the difference to implement a real image Mode radiation imaging device.
PET 모드시, 측정대상에 해당하는 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물에서 발생하는 방사선을 이용하여 측정을 행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치.
The method of claim 9,
In the PET mode, the multi-mode radiation imaging apparatus, characterized in that for performing the measurement using the radiation generated from the object containing the positron emitting isotope corresponding to the measurement object.
상기 PET 모드시 상기 방사선을 이용한 측정은, 상기 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물에서 발생하는 511keV의 쌍소멸 감마선을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치.
The method of claim 10,
The measurement using the radiation in the PET mode, multi-mode radiographic imaging apparatus characterized in that it is performed using a 511keV bi-decay gamma ray generated in the object containing the positron emitting isotope.
PET 모드의 측정과 동시에 SPECT 모드로 측정대상에 해당하는 양전자 방출 동위원소가 포함된 대상물의 동위원소의 분포를 동시에 측정하며,
상기 장치는, SPECT 모드시, 상기 동위원소의 강도가 거리의 제곱에 반비례하여 감소하는 특성을 이용하여 상기 동위원소의 분포를 영상화하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치.
The method of claim 9,
Simultaneously with the measurement of the PET mode, the distribution of the isotope of the object containing the positron emitting isotope corresponding to the measurement target in the SPECT mode,
And the device is configured to image the distribution of the isotope using a property in which the intensity of the isotope decreases in inverse proportion to the square of the distance in the SPECT mode.
사용하는 동위원소와 방사선 발생장치의 사용 여부에 따라, 511keV를 발생하는 양전자 방출 핵종을 사용하는 경우는 상기 PET 모드로 동작하도록 선택하고,
상기 동위원소나 상기 발생장치가 피사체를 중심으로 회전하는 경우는 CT 모드로 동작하도록 선택하며,
그 외의 동위원소나 발생장치의 경우에는 상기 SPECT 모드로 동작하도록 동작 모드를 선택하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치.
The method of claim 9,
Depending on the isotope used and the use of the radiation generator, the positron emitting nuclide generating 511 keV is selected to operate in the PET mode.
If the isotope or the generator rotates about the subject, select to operate in the CT mode,
In the case of other isotopes or generators, the multi-mode radiographic imaging apparatus further comprises a control unit for selecting an operation mode to operate in the SPECT mode.
상기 방사선 센서부를 통하여 측정 대상물의 위치반응도를 검출하는 검출단계와,
상기 검출단계에서 검출된 위치 반응도에 대한 정보 및 상기 측정 대상물로부터 방사되는 에너지를 신호처리부를 통하여 수신하고 처리하는 신호처리단계와,
상기 신호처리단계에서 처리된 정보에 근거하여 상기 제어부를 통하여 CT, PET, SPECT의 동작 모드를 결정하는 모드 선택단계와,
상기 모드 선택단계에서 동작 모드가 결정된 후 상기 신호처리부와 상기 제어부로부터의 데이터를 상기 저장부에 저장하는 저장단계와,
상기 신호처리단계에서 처리된 정보와 상기 모드 선택단계에서 결정된 동작 모드에 근거하여 상기 영상구축부를 통하여 상기 대상물의 영상을 재구축하는 영상구축단계와,
상기 영상구축단계에서 재구축된 영상을 상기 표시부를 통하여 표시하는 단계를 포함하며,
상기 모드 선택단계는,
상기 방사선 센서부로부터 수집된 정보에 근거하여, 방사선이 상기 방사선 센서부 내에서 몇 차례나 히트(Hit) 하였는지를 나타내는 변수인 N의 값을 구하는 단계와,
상기 N의 값이 N = 1인 경우는, 서로 반대방향으로 쌍소멸 511keV 감마선이 수집되었을 때 이들을 일직선으로 연결하여 방사선 발생원이 직선상에 위치하도록 하고 이러한 위치를 반복적으로 연결하여 하나의 점이나 영상을 얻는 PET의 동작을 수행하도록 하는 백투백 모드(Back-to-Back Mode)로 동작하도록 상기 모드를 선택하고,
상기 N의 값이 N > 1인 경우는, 감마선의 강도뿐만 아니라 위치정보를 고려한 영상화 작업을 통하여 방사선 발생원의 위치와 강도 분포를 얻기 위한 시퀀스 재구축 알고리즘(sequence reconstruction algotithm)을 이용하여 감마선의 경로 추적함으로써 방사선원의 위치를 계산하는 감마 트래커 모드(Gamma-Tracker Mode)로 동작하도록 상기 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치를 이용한 측정방법.
A radiation sensor unit for acquiring an image of a measurement target including a radiation sensor, a signal processor for amplifying and processing a signal to obtain energy and position information from the radiation sensor unit, and a storage unit for storing information obtained from the signal processor And a control unit for determining an operation method based on the information obtained from the signal processing unit, and an image construction unit for constructing a radiographic image by applying an image reconstruction method according to the operation method using information obtained from the signal processing unit and the control unit. And a display unit for displaying a reconstructed image obtained from the image construction unit.
A detection step of detecting a position responsiveness of the measurement object through the radiation sensor unit;
A signal processing step of receiving and processing information on the position reactivity detected in the detecting step and energy radiated from the measurement object through a signal processing unit;
A mode selection step of determining an operation mode of CT, PET, and SPECT based on the information processed in the signal processing step;
A storage step of storing data from the signal processing unit and the control unit in the storage unit after an operation mode is determined in the mode selection step;
An image reconstructing step of reconstructing an image of the object through the image reconstructing unit based on the information processed in the signal processing step and the operation mode determined in the mode selecting step;
Displaying the image reconstructed in the image building step through the display unit;
The mode selection step,
Obtaining a value of N, which is a variable indicating how many times radiation has been hit in the radiation sensor unit, based on the information collected from the radiation sensor unit,
When the value of N is N = 1, when the pair of destructive 511keV gamma rays are collected in opposite directions, they are connected in a straight line so that the radiation source is located on a straight line, and these positions are repeatedly connected to one point or image. Select the mode to operate in a back-to-back mode to perform the operation of PET to obtain,
When the value of N is N> 1, the path of the gamma ray using a sequence reconstruction algotithm to obtain the position and intensity distribution of the radiation source through the imaging operation considering not only the intensity of the gamma ray but also the position information. And selecting the mode to operate in a gamma-tracker mode for calculating the position of the radiation source by tracking.
상기 감마 트래커 모드는, 감마선이 1차 측정된 후 충분한 에너지를 잃어버리기까지 2회 내지 3회의 2차 충돌이 발생하는 과정에서 잃어버리게 되는 에너지 손실 정보를 활용하여 충돌 위치를 얻음으로써 최초 입사된 감마선의 위치를 얻도록 동작하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치를 이용한 측정방법.
17. The method of claim 16,
In the gamma tracker mode, the first incident gamma ray is obtained by using the energy loss information that is lost in the process of two to three secondary collisions until the gamma ray is first measured and then enough energy is lost. Measuring method using a multi-mode radiographic imager, characterized in that to operate to obtain the position of.
상기 모드 선택단계는, 사용하는 동위원소와 방사선 발생장치의 사용 여부에 따라 상기 모드를 결정하며,
511keV를 발생하는 양전자 방출 핵종을 사용하는 경우는 상기 PET 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하고,
상기 동위원소나 상기 발생장치가 피사체를 중심으로 회전하는 경우는 CT 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하며,
그 외의 동위원소나 발생장치의 경우에는 상기 SPECT 모드로 동작하도록 상기 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 다중 모드 방사선 영상장치를 이용한 측정방법.
17. The method of claim 16,
In the mode selection step, the mode is determined according to the use of an isotope and a radiation generator used,
When using a positron emitting nuclide generating 511 keV, select the mode to operate in the PET mode,
If the isotope or the generator rotates about the subject, the mode is selected to operate in a CT mode,
In the case of other isotopes or generators, the mode is selected to operate in the SPECT mode.
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