KR101686636B1 - 냉각 ct 시스템 - Google Patents

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Abstract

냉각 CT 시스템이 개시된다. 개시된 냉각 CT 시스템은 갠트리부와 상기 갠트리부의 개구 영역으로 대상체를 이동시킬 수 있는 테이블을 포함하며, 상기 갠트리부는 다양한 부속품 박스를 포함할 수 있으며, 상기 부속품 박스의 적어도 일 영역에는 블레이드 요소가 형성될 수 있다. 냉각 CT 시스템은 대기 모드 및 작동 모드의 다단 냉각 방식을 포함하는 냉각 방식을 포함한다.

Description

냉각 CT 시스템{Computed tomography system comprising cooling system}
본 개시는 냉각 시스템을 구비한 컴퓨터 단층촬영 시스템{Computed tomography system comprising}에 관한 것이다.
최근 의료 기술이 발달함에 따라 생체 내부의 정보를 얻기 위한 다양한 방법이 개발되고 있으며, 특히 단층 촬영 장치가 널리 사용되고 있다. 단층 촬영 장치로 컴퓨터 컴퓨터 단층촬영 시스템(Computed tomography system: 이하, CT 시스템)이 널리 사용되고 있다. CT 시스템은 대상체에 대해 X선(X-ray)을 다양한 각도에서 조사한 뒤, 대상체를 투과한 X선을 측정함으로써 대상체 단면에 대한 흡수치를 재구성하여 영상으로 나타내는 장치이다. 일반적인 X선 촬영 사진은 대상체의 3차원 형상을 2차원의 필름에 나타내지만, CT 시스템은 선택한 단면의 3차원적인 모습을 나타낼 수 있다. 따라서, 일반적인 X선 촬영 사진으로 알아내기 힘든 여러 가지 사실들을 정확하게 진단할 수 있다. 이와 같은 CT 시스템은 대상을 비파괴적으로 안전하게 검사할 수 있다는 장점이 있기 때문에 의료 분야 뿐만 아니라, 산업 분야에서도 대상의 내부 형상이나 밀도 등을 알기 위하여 널리 이용되고 있다.
CT 시스템의 갠트리부(gantry)는 다양한 부속품들을 포함할 수 있다. 갠트리부 내에 장착되는 X선 발생부와 다양한 부속품들은 개별적으로 냉각 시스템을 지니고 있다. 각각의 부속품들은 박스 내에 적어도 하나 이상의 팬(pan)을 포함하는 상태로 CT 시스템 내에 장착된다. 이와 같은 부속품들의 개별 팬과 CT 시스템의 갠트리(gantry)의 배기용 팬(exhaust fan)은 CT 시스템 전체의 노이즈(noise) 발생의 원인이 되며, 전체 시스템의 내구성을 약화시킬 수 있다.
본 발명의 일측면에서는 갠트리부 내에 형성된 블레이드 요소를 포함하는 냉각 CT 시스템 및 냉각 CT 시스템의 냉각 방법을 제공한다.
개시된 실시예에서는,
갠트리부와 상기 갠트리부의 개구 영역으로 대상체를 이동시킬 수 있는 테이블을 포함하며,
상기 갠트리부는 그 내부에 장착되는 부속품 박스를 포함하며, 상기 부속품 박스의 적어도 일 영역에 형성되며, 상기 갠트리부 내의 공기의 흐름을 제어하는 블레이드 요소를 포함하는 냉각 CT 시스템을 제공한다.
상기 부속품 박스는 흡기구 및 배기구를 포함하며, 상기 블레이드 요소는 상기 흡기구에 형성될 수 있다.
상기 블레이드의 일단부는 상기 흡기구를 통하여 상기 부속품 박스의 표면에 노출되며, 상기 블레이드의 타단부는 상기 부속품 박스의 상기 흡기구의 내부로 연장되어 형성될 수 있다.
상기 블레이드 요소는 상기 배기구에 더 형성될 수 있다.
상기 갠트리부는 상기 개구 영역을 중심으로 회전 운동을 하는 회전부 및 회전 운동하지 않은 고정부를 포함하며, 상기 부속품 박스는 상기 회전부 내에 장착될 수 있다.
상기 블레이드 요소는 상기 회전부에 형성된 제 1블레이드; 및
상기 고정부에 형성된 제 2블레이드를 포함할 수 있다.
상기 제 1블레이드는, 상기 부속품 박스 및 상기 회전부의 하우징에 직접 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 블레이드 요소와 함께 형성된 배기용 팬을 더 포함할 수 있다.
상기 부속품 박스는 X선 생성부, X선 검출부, DAS, 파워 서플라이, HX, HVG 또는 무선 송신 장치를 포함할 수 있다.
또한, 냉각 CT 시스템의 냉각 방법에 있어서,
상기 갠트리부의 회전부가 회전하지 않는 상태에서 상기 갠트리부 내부에 장착된 배기용 팬이 작동하여 상기 갠트리부를 냉각시키는 대기 모드; 및
상기 갠트리부의 상기 회전부가 회전하는 상태에서 상기 갠트리부 내부의 블레이드 요소에 의해 상기 갠트리부를 냉각시키는 작동 모드;를 포함하는 냉각 CT 시스템의 냉각 방법을 제공한다.
상기 작동 모드에서는 상기 배기용 팬의 전부의 작동을 멈추거나 적어도 일부만을 작동시킬 수 있다.
본 개시에 따른 CT 시스템에서는 갠트리부의 부속품 박스, 회전부 또는 정지부에 블레이드 요소를 포함하도록 형성함으로써 갠트리부 내의 공기의 흐름을 제어할 수 있다.
본 개시에 따른 CT 시스템에서는 갠트리부 내부의 장착되는 팬(pan)의 양을 최소화함으로써 갠트리부 내부 공간이 효율적으로 관리되고 운용될 수 있다. 그리고, CT 시스템의 소음 문제 및 내구도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템의 갠트리부 내부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템의 갠트리부 내부에 창작되는 부속품에 형성된 블레이드 요소를 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템의 갠트리부 내부에 창작되는 부속품 박스의 흡기구 및 배기구에 각각 형성된 블레이드 요소를 나타낸 도면이다.
도 4b는 도 4a의 흡기구 및 배기구에 블레이드 요소가 형성된 경우의 공기 이동 원리를 설명하는 도면이다.
도 3b는 블레이드 요소에 의한 공기 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템의 갠트리부 내부에 장착된 블레이드 요소를 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템의 구동 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 냉각 CT 시스템에 대해 설명하고자 한다. 참고로, 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 동일한 명칭을 지닌 구성 요소들은 동일한 물질로 형성된 것일 수 있다. 도면 상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 냉각 CT 시스템(100)은 그 중심부에 원통형의 개구 영역(bore)(112)을 지닌 갠트리부(gantry)(110)와, 갠트리부(110)의 개구 영역(112)으로 검사 대상인 대상체(object)(122)를 이동시킬 수 있는 테이블(120)을 포함할 수 있다. 대상체(122)는 테이블(120) 상에 안착되어 갠트리부(110)의 개구 영역(112)으로 이송될 수 있다. 테이블(120)은 CT 영상 촬영 과정에서 다양한 방향, 예를 들어 상, 하, 좌, 우 중 적어도 한 방향으로 이동할 수 있으며, 특정 방향으로 소정의 각도만큼 기울어질 수 있거나(tilting) 또는 회전(rotating)될 수 있다. 그리고, 갠트리부(110)도 특정 방향으로 요구되는 각도만큼 기울어질 수 있다.
대상체(122)는 사람, 동물이나 사람 또는 동물의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체(122)는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다. 또한, 대상체(122)는 팬텀(phantom)을 포함할 수도 있다. 팬텀이란 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 근사한 부피를 갖는 물질을 의미할 수 있으며, 신체와 유사한 성질을 갖는 구형(sphere)의 팬텀을 포함할 수 있다.
갠트리부(110)는 회전하지 않고 고정된 고정부(stator) 및 X선 발생부 등의 다양한 부속품을 포함하는 회전부(rotor)를 포함할 수 있다. 갠트리부(110)에 포함되는 부속품으로는 X선 생성부, X선 검출부, 데이타 획득 시스템(DAS:data aquisition system), 파워 서플라이(Power supply), HX, HVG 등이 있으며, 갠트리부(110)의 커버(cover) 내에 장착될 수 있다. CT 시스템(100) 구동 시에는 갠트리부(110) 내부의 많은 부속품들이 동작하면서 갠트리부(110)의 온도가 상승할 수 있다. 이처럼 갠트리부(110) 내의 온도가 상승하게 되면 CT 시스템 전체의 노이즈(noise) 발생의 원인이 되며, 전체 시스템의 내구성을 약화시킬 수 있다. 본 개시에 따른 CT 시스템에서는 갠트리부(110) 내부의 부속품, 회전부 또는 고정부에 블레이드 요소를 형성하여 갠트리부(110) 내의 공기의 흐름을 제어하여 갠트리부(110)의 온도를 적정한 수준으로 유지할 수 있다.
도 2는 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템의 갠트리부 내부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 갠트리부(110)는 개구 영역(112)을 중심으로 회전하는 회전부(150)와 회전부(150) 주변에 형성되며 회전 운동하지 않는 고정부(114)를 포함할 수 있다. 회전부(150)에는 CT 시스템 작동을 위한 다양한 부속품들이 장착될 수 있으며, 예를 들어 부속품으로는 X선 생성부(11), X선 검출부(12)와 DAS(16) 등이 있다. 그리고, 이들 외에 파워 서플라이, HX, HVG, 무선 송신 장치 등이 장착될 수 있다. 갠트리부(110) 내부의 부속품들은 금속이나 플라스틱과 같은 박스형 외형을 지니거나 박스형 하우징을 포함할 수 있다. 이하, 본 명에서는 갠트리부(110) 내에 장착되는 박스형 및 하우징을 포함하여 부속품 박스라 한다.
갠트리부(110)내에 장착되는 다양한 부속품 박스를 부재번호 20, 22, 24 및 26으로 나타내었다. 갠트리부(110) 내의 부속품들은 CT 시스템 동작 시 내부에 열이 발생될 수 있으며, 지속적인 고온 상태에서 동작하게 되면 내구성 및 성능에 악영향을 미칠 수 있으므로 내부 온도를 낮추기 위한 냉각 시스템이 요구될 수 있다. 갠트리부(110) 내부의 적정 온도를 유지하기 위하여, 갠트리부(110)의 적어도 일측으로부터 외부 공기를 공급(W11)받아 갠트리부(110)의 회전부(150) 내부에 공기를 순환시킨 뒤, 순환된 공기를 갠트리부(110) 외부로 배출(W12)시킬 수 있다. 도 2에서는 외부 공기가 갠트리부(110) 하방으로부터 갠트리부(110)로 공급(W11)되어 갠트리부(110) 상방으로 배출(W12)되는 것을 나타내었으나, 이는 예시적인 것으로, 외부 공기가 갠트리부(110)로 들어오는 방향 및 갠트리부(110)로부터 배출되는 방향에는 제한이 없다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템의 갠트리부 내부에 창작되는 부속품에 형성된 블레이드 요소를 나타낸 도면이다. 도 3b는 블레이드 요소에 의한 공기 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 갠트리부(110)의 회전부(150) 내에 장착되는 다양한 부속품 박스(30)는 공기를 부속품 박스(30) 내에 주입할 수 있는 흡기구(inlet hole)(310)와 부속품 박스(30) 내에 주입된 공기를 부속품 박스(30) 외부로 배출할 수 있는 배기구(exhausted hole)(320)가 형성될 수 있다. 부속품 박스(30)는 갠트리부(110)의 회전부(150) 내에 장착될 수 있으며, 회전부(200)는 개구 영역(112)을 중심으로 시계 방향으로 회전할 수 있다. 회전부(150)의 회전 운동과 함께 회전부(150) 내의 부속품 박스(30)도 시계 방향으로 회전할 수 있다. 흡기구(310)에는 적어도 하나 이상의 블레이드(300)가 형성될 수 있다. 블레이드(300)의 일단부는 흡기구(310)를 통하여 박스(30)의 표면에 노출될 수 있으며, 블레이드(300)의 타단부는 부속품 박스(30)의 흡기구(310)의 내부로 연장되어 부속품 박스(30)의 내벽에 부착될 수 있다. 블레이드(300)는 갠트리부(110) 내부의 공기의 흐름 방향을 제어할 수 있다. 블레이드(300)에 의하여 부속품 박스(30) 외부 공기는 부속품 박스(30) 내부로 흡기구(310)를 통해 공급(Wi)될 수 있다. 그리고, 외부 공기는 부속품 박스(30) 내부를 순환하며 냉각시킨 후 배기구(320)를 통하여 박스(30) 외부 방향으로 배출(Wo)될 수 있다.
블레이드(300)는 부속품 박스(30)의 흡기구(310)에 형성될 수 있으며, 흡기구(310)는 박스(30)의 적어도 일 영역에 형성될 수 있으며 그 형성 위치는 제한되지 않는다. 또한, 배기구(320)의 위치도 제한된 것은 아니다. 예를 들어 흡기구(310) 및 배기구(320)는 부속품 박스(30)의 저면(34), 후면(36) 또는 측면(38)에도 형성될 수 있다. 그리고, 배기구(320)의 형성 위치는 부속품 박스(30)의 적어도 일면에 형성될 수 있다. 도 3a에서는 배기구(320)가 부속품 박스(30)의 측면(38)에만 형성된 것을 나타내었으나, 이는 예시적인 것이다. 도 3b에서는 배기구(330)가 부속품 박스(30)의 전면(32)에 형성되며, 또한 배기구(340)가 부속품 박스(30)의 후면(36)에 형성된 구조를 나타내었다. 이처럼 부속품 박스(30)의 흡기구(310)에 형성된 블레이드(300)의하여 외부의 공기가 부속품 박스(300) 내부로 공급(Wi)될 수 있으며, 부속품 박스(30) 내부에 공급된 공기는 부속품 박스(30) 내부의 열을 배기구(330, 340)를 통하여 외부로 배출(Wo)시킬 수 있다.
도 3c에서는 흡기구(310)를 통하여 외부의 공기가 공급(Wi)된 후 부속품 박스(30) 내부에서 유동하는 것을 나타낸 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이다. 여기서 부속품 박스(30)는, 도 2에 나타낸 회전부(150) 내에 장착되어, 약 240rpm(rotation per second)의 속도로 회전하는 경우를 나타내었다. 도 3c를 참조하면, 블레이드에 의해 외부의 공기는 부속품 박스(30)로 공급(Wi)되면서, 배기구(356) 방향으로 진행할 수 있다. 부속품 박스(30)로 공급된 외부 공기는 부속품 박스(30) 내부를 유동(F)하면서 냉각한 뒤 배기구(350)를 통하여 외부로 이동할 수있다. 이 때 부속품 박스(30) 내부의 공기는 약 145CFM(cubic feet per minute)의 유동량(mass flow)을 나타내었다.
도 4a는 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템의 갠트리부 내부에 창작되는 부속품 박스의 흡기구 및 배기구에 각각 형성된 블레이드 요소를 나타낸 도면이다. 도 4b는 도 4a의 흡기구 및 배기구에 블레이드 요소가 형성된 경우의 공기 이동 원리를 설명하는 도면이다.
도 2 및 도 4a를 참조하면, 갠트리부(110)의 회전부(150) 내에 장착되는 부속품 박스(40)의 흡기구(410)에 적어도 하나 이상의 블레이드(400)가 형성될 수 있다. 그리고, 부속품 박스(40)의 배기구(420)에도 적어도 하나 이상의 블레이드(402)가 형성될 수 있다. 도 4a에서는 흡기구(400)가 부속품 박스(40)의 전면(42)에 형성되며, 배기구(420)가 부속품 박스(40)의 후면(46)에 형성된 예를 나타내었으나 이에 제한된 것은 아니다. 배기구(420)에 형성되는 블레이드(402)의 일 단부는 배기구(420)의 입구 부위에 노출되어 고정될 수 있으며, 블레이드(402)의 타단부는 배기구(420) 내부로 연장되어 형성될 수 있다. 블레이드(402)는 배기구(420)와 내측의 박스(30)의 내부 표면에 고정될 수 있다. 흡기구(410) 및 배기구(420)에 형성된 블레이드(400, 402)는 적어도 일부위가 굽어져 곡률을 지닌 형태를 지닐 수 있으며, 다만 이에 제한되지 않으며 형태, 크기는 제한된 것은 아니다. 흡기구(410) 및 배기구(420)에 형성된 블레이드(400, 402)의 갯수는 제한되지 않는다.
갠트리부(110)의 회전부(150)가 예를 들어, 시계 방향으로 회전하면 회전부(150) 내에 장착된 부속품 박스(40)도 함께 회전할 수 있다. 도 4b를 참조하면, 부속품 박스(40)가 회전부(150)의 회전 운동에 따라 함께 회전하면서 흡기구(410)를 통하여 박스(40) 외부의 공기가 박스 내부(42)로 공급(Wi)될 수 있으며, 배기구(420)에 형성된 블레이드(402)를 통하여 박스 내부(42)의 공기가 박스(40) 외부로 배출(Wo)될 수 있다. 이 때, 박스 내부(42)의 압력은 흡기구(410) 및 배기구(420) 영역보다 낮은 압력 상태가 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 CT 시스템의 갠트리부 내부에 형성된 블레이드 요소를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 갠트리부(110)는 개구 영역(112)을 중심으로 회전하는 회전부(150)와 회전부(150) 주변에 형성되며 회전 운동하지 않는 고정부(114)를 포함할 수 있다. 갠트리부(110)의 회전부(150)에 블레이드(220)가 형성될 수 있으며, 고정부(114)에도 블레이드(116)가 형성될 수 있다. 회전부(150) 및 고정부(114)에는 각각 적어도 하나 이상의 블레이드(220, 116)가 형성될 수 있다. 이처럼 블레이드 요소는 회전부(150)의 부속품 박스뿐만 아니라 회전부(150) 또는 고정부(114)의 하우징에 직접 형성될 수 있다.
회전부(150)의 부속품 박스 또는 하우징에 형성된 블레이드(220)를 제 1블레이드 요소라 할 수 있으며, 고정부(114)에 형성된 블레이드를 제 2블레이드 요소라 할 수 있다. 외부 공기는 갠트리부(110) 외부에서 갠트리부(110) 내부 방향로 공급(W11)될 수 있으며, 회전부(150)의 블레이드(220)를 통해 회전부(150)로 흡기되거나, 회전부(150) 내부에서 회전부(150) 외부로 배기될 수 있다. 그리고 고정부(114)에 형성된 블레이드(116)는 고정부(114) 내의 공기를 외부로 배출(W12)할 수 있다. 이처럼 블레이드 요소는 갠트리부(110)의 회전부(150) 및 고정부(114)에 각각 형성될 수 있으며, 회전부(150)에 형성된 블레이드 요소는 부속품 박스나 회전부(150)의 하우징 영역에 형성될 수 있다. 회전부(150) 및 고정부(114)의 블레이드(220, 116)는 별도의 배기용 팬(exhausted fan)과 함께 형성될 수 있다. 또한, 도 3a, 도 3b 및 도 4a에 나타낸 부속품 박스(30, 40)에도 선택적으로 배기용 팬이 형성될 수 있다. 다만, 갠트리부(110) 내에 장착되는 적어도 하나 이상의 배기용 팬들은 상시 작동하는 것이 아니라 갠트리부(110)의 회전부(150)가 정지된 대기 모드에서만 작동시킬 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템의 구동 방법을 나타낸 도면이다. 도 6a는 대기 모드(stand by mode)의 냉각 CT 시스템을 나타낸 것이며, 도 6b는 작동 모드(operation mode)의 냉각 CT 시스템을 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6a를 참조하면, 대기 모드에서는 갠트리부(110)의 회전부(150)는 회전하지 않는 상태로서 갠트리부(110) 내의 다수의 부품용 박스(11, 16, 20, 22, 24, 26) 또는 갠트리부(110) 내부에 장착된 배기용 팬이 작동(60)함으로써 갠트리부(110) 외부의 공기가 갠트리부(110) 내부로 공급(W21)될 수 있다. 외부에서 공급된 낮은 온도의 공기에 의하여 갠트리부(110) 내부는 냉각될 수 있으며, 갠트리부(110) 내부의 공기는 갠트리부(110) 외부로 배출(W22)될 수 있다. 이를 대기 모드의 냉각 방식이라 한다. 대기 모드의 냉각 방식에서는 갠트리부(110) 내부의 배기용 팬 및 블레이드(116, 220)가 함께 작동되면서 갠트리부(110) 내부의 공기 순환이 이루어질 수 있으며, 갠트리부(110)의 냉각 효율성이 향상될 수 있다.
도 5 및 도 6b를 참조하면, 작동 모드에서는 갠트리부(110)의 회전부(150)는 시계 방향으로 회전(70)할 수 있다. 회전부(150)의 회전 운동에 따라 갠트리부(110) 외부의 공기는 갠트리부(110) 내부의 블레이드(220, 116) 및 다수의 부품용 박스(11, 16, 20, 22, 24, 26)에 형성된 블레이드에 의해 갠트리부(110) 내부로 공급(W31)될 수 있다. 외부에서 공급된 낮은 온도의 공기에 의하여 갠트리부(110) 내부는 냉각될 수 있다. 그리고, 갠트리부(110) 내부의 공기는 갠트리부(110) 외부로 배출(W32)될 수 있다. 이 경우, 갠트리부(110) 내부의 전체 배기용 팬들은 작동을 멈추거나 일부의 배기용 팬들만 작동(60)시킬 수 있다. 이를 작동 모드라 한다. 이처럼 대기 모드와 달리 작동 모드에서는 갠트리부(110)의 배기용 팬들의 작동을 멈추거나 또는 일부의 배기용 팬들만 작동하도록 하여, 배기용 팬들에 의한 소음 또는 간섭 현상을 방지하면서, 갠트리부(110)의 냉각 효율성이 향상될 수 있다.
본 개시에 따른 냉각 CT 시스템에서는 갠트리부(110) 내부의 회전부(150), 고정부(114) 또는 부속품 박스(30, 40)들에 블레이드를 형성하여 갠트리부(110) 내부의 공기의 진행 방향을 제어할 수 있다. X선 생성부(11), X선 검출부(12)와 DAS(16)와 파워 서플라이, HX, HVG, 무선 송신 장치 등의 다양한 부속품 박스(30, 40)에는 블레이드를 형성하여 부속품 박스(30, 40) 내부의 냉각을 실시할 수 있다. 선택적으로 부품용 팬(30, 40)들에 별도의 배기용 팬을 장착하지 않을 수 있다. 본 개시에 따른 냉각 CT 시스템에서는 갠트리부 내부의 장착되는 팬(pan)의 양을 최소화함으로써 갠트리부 내부 공간이 효율적으로 관리되고 운용될 수 있다. 그리고, CT 시스템의 소음을 방지할 수 있으며 내구도를 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 개시에 따른 CT 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 7를 참조하면, 본 개시에 따른 CT 시스템(100)은 갠트리부(110)와, 테이블(120), 제어부(1200), 저장부(1220), 이미지 재구성부(1240), 입력부(1260), 디스플레이부(1280) 및 통신부(1300)를 포함할 수 있다. 대상체(122)는 테이블(120) 상에 안착될 수 있으며, 테이블(120)은 제어부(1200)에 의해 그 움직임이 제어되어 소정의 방향, 예컨대, 상, 하, 좌, 우 중 적어도 한 방향으로 이동할 수 있다. 갠트리부(110)는 X선 생성부(11), 시준기(collimator)(14), X선 검출부(12), 회전 구동부(13), 데이터 획득 회로(16) 및 데이터 송신부(18)를 포함할 수 있다. 갠트리부(110)는 소정의 회전축(RA; Rotation Axis)에 기초하여 회전 가능한 고리 형태의 회전 프레임(130)을 포함할 수 있다. 또한, 회전 프레임(130)은 디스크의 형태일 수도 있다. 회전 프레임(130)은 소정의 시야 범위(FOV; Field Of View)를 갖도록 각각 대향하여 배치된 X선 생성부(11) 및 X선 검출부(12)를 포함할 수 있다. 또한, 회전 프레임(130)은 산란 방지 그리드(anti-scatter grid)(15)를 포함할 수 있다. 산란 방지 그리드(15)는 X선 생성부(11) 및 X선 검출부(12) 사이에 위치할 수 있다. 회전 프레임(130)은 회전 구동부(13)로부터 구동 신호를 수신하고, X선 생성부(11)와 X선 검출부(12)를 소정의 회전 속도로 회전시킬 수 있다. 회전 프레임(130)은 예를 들어, 슬립 링을 통하여 접촉 방식으로 회전 구동부(11)로부터 구동 신호, 파워를 수신할 수 있다. 또한, 회전 프레임(130)은 무선 통신을 통하여 회전 구동부(11)로부터 구동 신호, 파워를 수신할 수 있다.
의료용 영상 시스템에 있어서, X선 검출부(12)(또는 감광성 필름)에 도달하는 X선에는, 유용한 이미지를 형성하는 감쇠된 주 방사선(attenuated primary radiation) 뿐만 아니라 이미지의 품질을 떨어뜨리는 산란 방사선(scattered radiation) 등이 포함될 수 있다. 주 방사선은 대부분 투과시키고 산란 방사선은 감쇠시키기 위해, 대상체(122)와 X선 검출부(12)(또는 감광성 필름) 사이에 산란 방지 그리드(15)를 위치시킬 수 있다. 산란 방지 그리드(15)는, 예를 들어, 납 박편의 스트립(strips of lead foil)과, 중공이 없는 폴리머 물질(solid polymer material)이나 중공이 없는 폴리머(solid polymer) 및 섬유 합성 물질(fiber composite material) 등의 공간 충전 물질(interspace material)을 교대로 적층한 형태로 구성될 수 있다. 그러나, 산란 방지 그리드(15)의 형태는 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
대상체(122)는 테이블(120) 상에 안착되어 갠트리부(110)의 개구 영역(112) 내로 이동할 수 있다. X선 생성부(11)에서 생성된 X선(L)이 시준기(14)를 통하여 대상체(122)에 조사될 수 있으며, 대상체(122)를 투과한 X선(L)은 X선 검출부(12)에 의하여 검출되어 대상체(122)의 상태 정보를 얻을 수 있다.
X선 생성부(11)는 예를 들어, 파워 분배부(PDU; Power Distribution Unit)에서 슬립 링을 거쳐 고전압 생성부를 통하여 전압, 전류를 인가 받아 X선을 생성하여 방출할 수 있다. 고전압 생성부가 소정의 전압을 인가할 때, X선 생성부(11)는 이러한 전압에 상응하게 복수의 에너지 스펙트럼을 갖는 엑스선들을 생성할 수 있다. X선 생성부(11)에 의하여 생성되는 X선은, 시준기(collimator)(14)에 의하여 소정의 형태로 방출될 수 있다. X선 생성부(11)는 다양한 형태의 X선 발생 구조체를 포함하도록 형성시킬 수 있으며, 다수의 전자 방출원을 포함할 수 있다. 예를 들어, X선 생성부(11)는 전자를 방출시킬 수 있는 전자 방출원과 방출된 전자의 충돌에 의해 엑스선을 방출시킬 수 있는 것으로, 전도성 물질로 형성된 전극부를 포함할 수 있다. 전자 방출원은 전자를 방출할 수 있는 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 금속, 실리콘, 산화물, 다이아몬드, DLC(diamond like carbon), 탄소 화합물, 질소 화합물, 탄소 나노 튜브 등으로 형성될 수 있다. X선 생성부(11)는 링 형상(ring type)으로 형성된 다수의 전자 방출원을 포함하여 형성될 수 있다. X선 생성부(11)는 갠트리부(110) 구동 시 그 위치를 일부 변경할 수 있으나, 회전하지 않도록 고정되어 배치될 수 있다. 또한, X선 생성부(11)는 전자총(electron gun)이 갠트리부(110)의 개구 영역(112) 방향으로 X선을 조사할 수 있도록 배열되어 구성된 것일 수 있으며, X선을 발생시킬 수 있는 것이면 제한 없이 이용할 수 있다.
X선 검출부(12)는 X선 생성부(11)에서 방사되는 X선이 시준기(14)를 통하여 대상체(122)를 투과한 X선(L)을 검출할 수 있도록 하나 또는 그 이상의 복수의 X선 검출기 유닛들을 포함할 수 있으며, X선 검출기 유닛들이 어레이 구조로 형성될 수 있다. X선 검출기 유닛은 단일 채널을 형성할 수 있지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. X선 검출부(12)는 반도체층 및 전극을 포함하는 다층 구조를 포함할 수 있다. X선 검출부(12)는 X선 발생부(11)의 측부에 X선 발생부(11)와 같은 링형상으로 형성될 수 있다. 그리고, X선 검출부(12)는 갠트리부(110)가 구동하는 경우 그 위치를 일부 변경할 수 있으나, 회전하지 않도록 고정되어 배치될 수 있다. X선 검출부(12)는 X선 생성부(11)로부터 생성되고 대상체(122)를 통하여 전송된 엑스선을 감지하고, 감지된 엑스선의 강도에 상응하게 전기 신호를 생성할 수 있다.
X선 검출부(12)는 데이터 획득 회로(DAS; Data Acquisitino System)(16)와 연결될 수 있다. X선 검출부(12)에 의하여 생성된 전기 신호는 DAS(16)에서 수집될 수 있다. X선 검출부(12)에 의하여 생성된 전기 신호는 유선 또는 무선으로 DAS(1100)에서 수집될 수 있다. 또한, X선 검출부(12)에 의하여 생성된 전기 신호는 예를 들어 증폭기를 거쳐 아날로그/디지털 컨버터로 제공될 수 있다. 슬라이스 두께(slice thickness)나 슬라이스 개수에 따라 X선 검출부(12)로부터 수집된 일부 데이터만이 이미지 재구성부(1240)에 제공될 수 있고, 또는 이미지 재구성부(1240)에서 일부 데이터만을 선택할 수 있다. 이러한 디지털 신호는 데이터 송신부(18)를 통하여 이미지 재구성부(1240)로 제공될 수 있다. 이러한 디지털 신호는 데이터 송신부(18)를 통하여 유선 또는 무선으로 이미지 재구성부(1240)로 송신될 수 있다.
제어부(1200)는 CT 시스템(100)의 각각의 모듈의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1200)는 테이블(120), 시준기(14) 회전 구동부(13), DAS(16), 저장부(1220), 이미지 재구성부(1240), 입력부(1260), 디스플레이부(1280), 통신부(1300) 등의 동작들을 제어할 수 있다. 이미지 재구성부(1240)는 DAS(16)로부터 획득된 데이터(예컨대, 가공 전 순수(pure) 데이터)를 데이터 송신부(18)을 통하여 수신하여, 전처리(pre-processing)하는 과정을 수행할 수 있다. 전처리는, 예를 들면, 채널들 사이의 감도 불균일 정정 프로세스, 신호 세기의 급격한 감소 또는 금속 같은 엑스선 흡수재로 인한 신호의 유실 정정 프로세스 등을 포함할 수 있다. 이미지 재구성부(1240)의 출력 데이터는 로(raw) 데이터 또는 프로젝션(projection) 데이터로 지칭될 수 있다. 이러한 프로젝션 데이터는 데이터 획득 시의 촬영 조건(예컨대, 튜브 전압, 촬영 각도 등)등과 함께 저장부(1220)에 저장될 수 있다. 프로젝션 데이터는 대상체를 통과한 X선의 세기에 상응하는 데이터 값의 집합일 수 있다. 저장부(1220)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(SD, XD 메모리 등), 램(RAM; Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM; Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
또한, 이미지 재구성부(1240)는 획득된 투영 데이터 세트를 이용하여 대상체에 대한 단면 이미지를 재구성할 수 있다. 이러한 단면 이미지는 3차원 이미지일 수 있다. 다시 말해서, 이미지 재구성부(1240)는 획득된 투영 데이터 세트에 기초하여 콘 빔 재구성(cone beam reconstruction) 방법 등을 이용하여 대상체에 대한 3차원 이미지를 생성할 수 있다. 입력부(1260)를 통하여 X선 단층 촬영 조건, 이미지 처리 조건 등에 대한 외부 입력이 수신될 수 있다. 예를 들면, 엑스선 단층 촬영 조건은, 복수의 튜브 전압, 복수의 엑스선들의 에너지 값 설정, 촬영 프로토콜 선택, 이미지 재구성 방법 선택, FOV 영역 설정, 슬라이스 개수, 슬라이스 두께(slice thickness), 이미지 후처리 파라미터 설정 등을 포함할 수 있다. 또한 이미지 처리 조건은 이미지의 해상도, 이미지에 대한 감쇠 계수 설정, 이미지의 조합비율 설정 등을 포함할 수 있다. 입력부(1260)는 외부로부터 소정의 입력을 인가 받기 위한 디바이스 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 입력부(1260)는 마이크로폰, 키보드, 마우스, 조이스틱, 터치 패드, 터치팬, 음성, 제스처 인식장치 등을 포함할 수 있다. 디스플레이부(1280)는 이미지 재구성부(1240)에 의해 재구성된 이미지를 디스플레이할 수 있다. 전술한 엘리먼트들 사이의 데이터, 파워 등의 송수신은 유선, 무선 및 광통신 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 통신부(1300)는 서버(1400) 등을 통하여 외부 디바이스, 외부 의료 장치 등과의 통신을 수행할 수 있다.
지금까지, 본 실시예의 이해를 돕기 위하여 냉각 CT 시스템에 대한 예시적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었다. 그러나, 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이다. 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 내용에 국한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: CT 시스템, 11: X선 생성부
12: X선 검출부 13: 회전 구동부
14: 시준기, 15: 산란 방지 그리드
16: 데이터 획득 회로(DAS) 18: 데이터 송신부
30: 부속품 박스 110: 갠트리부
112: 개구 영역 114: 고정부
116, 220, 300, 302: 블레이드 120: 테이블
122: 대상체 150: 회전부
310, 410: 흡기구 320, 330, 340, 420: 배기구
1200: 제어부, 1220: 저장부
1240: 이미지 재구성부, 1260: 입력부
1280: 디스플레이부, 1300: 통신부
1400: 서버

Claims (12)

  1. 갠트리부와 상기 갠트리부의 개구 영역으로 대상체를 이동시킬 수 있는 테이블을 포함하며,
    상기 갠트리부는 그 내부에 장착되는 부속품 박스를 포함하며, 상기 부속품 박스의 적어도 일 영역에 형성되며, 상기 갠트리부 내의 공기의 흐름을 제어하는 블레이드 요소를 포함하며,
    상기 부속품 박스는 흡기구 및 배기구를 포함하고, 상기 블레이드 요소는 상기 흡기구에 형성되며,
    상기 블레이드의 일단부는 상기 흡기구를 통하여 상기 부속품 박스의 표면에 노출되며, 상기 블레이드의 타단부는 상기 부속품 박스의 상기 흡기구의 내부로 연장되어 형성된 냉각 CT 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 블레이드 요소는 상기 배기구에 더 형성된 냉각 CT 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 갠트리부는 상기 개구 영역을 중심으로 회전 운동을 하는 회전부 및 회전 운동하지 않은 고정부를 포함하며,
    상기 부속품 박스는 상기 회전부 내에 장착된 냉각 CT 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 블레이드 요소는 상기 회전부에 형성된 제 1블레이드; 및
    상기 고정부에 형성된 제 2블레이드를 포함하는 냉각 CT 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1블레이드는, 상기 부속품 박스 및 상기 회전부의 하우징에 직접 형성된 냉각 CT 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 블레이드 요소와 함께 형성된 배기용 팬을 더 포함하는 냉각 CT 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 부속품 박스는 X선 생성부, X선 검출부, DAS, 파워 서플라이, HX, HVG 또는 무선 송신 장치를 포함하는 내각 CT 시스템.
  10. 제 1항의 냉각 CT 시스템의 냉각 방법에 있어서,
    상기 갠트리부의 회전부가 회전하지 않는 상태에서 상기 갠트리부 내부에 장착된 배기용 팬이 작동하여 상기 갠트리부를 냉각시키는 대기 모드; 및
    상기 갠트리부의 상기 회전부가 회전하는 상태에서 상기 갠트리부 내부의 블레이드 요소에 의해 상기 갠트리부를 냉각시키는 작동 모드;를 포함하는 냉각 CT 시스템의 냉각 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 배기용 팬은 상기 블레이드 요소의 적어도 하나와 함께 형성된 냉각 CT 시스템의 냉각 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 작동 모드에서는 상기 배기용 팬의 전부의 작동을 멈추거나 적어도 일부만을 작동시키는 냉각 CT 시스템의 냉각 방법.
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