KR101717954B1 - 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치 - Google Patents
감마/엑스선 융합 영상 검출 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 관한 것으로서, 엑스선 영상을 검출할 수 있는 엑스선 검출부와 감마선 영상을 검출하기 위한 감마선 검출부를 단일 통합 검출기 모듈 내에 일체로 융합 구성하여 서로 동일한 시공간상의 엑스선 영상정보와 감마선 영상 정보를 동시에 또는 순차적으로 제공할 수 있도록 함과 아울러 엑스선 검출부를 이루는 엑스선 검출기와 엑스선 영상 처리기 사이에 감마선 검출부를 이루는 콜리메이터, 감마선 검출기 및 감마선 영상 처리기가 설치되도록 엑스선 영상 처리기를 엑스선 검출기로부터 분리하여 통합 검출기 모듈의 최하단부에 분리 배치시킴으로써 엑스선 영상 처리기를 통해 발생하는 감마선 감쇄현상을 최소화시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 동일 시공간상의 엑스선 영상 정보와 감마선 영상 정보를 동시 또는 순차적으로 제공할 수 있는 감마/엑스선 융합 검출 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 융합영상기기, 특히 해부학적 정보를 제공하는 X-ray, CT 그리고 MRI 등과, 분자영상정보를 제공하는 핵의학 시스템간의 융합 영상을 제공하는 기기 의 사용이 매우 증가하고 있으며 다양한 형태의 핵의학 융합 영상 시스템들이 출시되고 있다.
그러나, 기존 시스템들은 x-ray 검출기와 감마선 검출기가 각기 별도의 시스템에 장착되어 독립적으로 운용되는 관계로, 두 개의 융합 영상을 위한 별도의 노력과 절차 등이 필요하다.
또한, 시간적 영상획득에 있어서도 두 영상이 서로 다른 시간대에 측정되는 관계로, 서로 상이한 시차를 둔 측정치의 해석에 있어서 오류가 따르게 된다.
한편, 종래 핵의학 융합 영상 시스템으로는 일체형 PET/CT 시스템 (대한민국 특허등록공보 제10-0878881호) 과 Integrated PET/CT system (미국 특허등록번호 US 8630696호)이 개시된 바 있다.
그러나 종래 일체형 PET/CT 시스템은 PET 영상과 CT영상을 동시에 측정하는 융합 시스템으로 구성됨에 따라, PET 영상을 제외한 일반 감마선 영상은 단일광자를 수집하는 목적을 수행해야 하기 때문에 이를 적용할 수 없는 단점을 갖는다.
따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위해서는 한 개의 검출기가 동일 시공간상에서 엑스선과 감마선을 수집할 수 있는 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치의 개발이 요구된다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 엑스선 검출부와 감마선 검출부가 융합된 통합 검출기 모듈을 통해 동일 시공간상의 엑스선 영상 정보와 감마선 영상 정보를 모두 제공할 수 있는 감마/엑스선 융합 검출 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치 는, 엑스선을 측정하는 엑스선 검출기; 상기 엑스선 검출기 하부에서 입사된 단일광자 감마선원의 위치추적이 가능하도록 설치되는 콜리메이터; 상기 콜리메이터 하부에서 상기 콜리메이터를 통과한 상기 감마선을 측정하는 감마선 검출기; 상기 감마선 검출기 하부에서 연결되게 설치되어 상기 감마선 검출기를 통해 측정된 상기 감마선 신호를 수집 분석하는 감마선 영상 처리기; 및 상기 감마선 영상 처리기 하부에 층을 이루며 설치되고, 상기 엑스선 검출기에 연결되어 상기 엑스선 검출기로부터의 측정된 엑스선 신호를 수집 분석하는 엑스선 영상 처리기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 엑스선 검출기는 평판형으로 이루어지고, 직접 또는 간접 방식의 DR(digital radiography) 검출기가 모두 사용될 수 있다.
또한, 상기 콜리메이터는 침공형(pinhole), 평행형(Parallel), 확산형(diverging) 또는 집속형(conversing)중에서 선택된 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 감마선 검출기는 입사된 방사선을 광자로 변환시키는 섬광체; 및 상기 섬광체에서 변환된 광자를 전기적 신호로 바꾸는 광센서(Photo Sensor);를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 섬광체는 NaI, CsI, LaBr, GSO 또는 CeBr 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있고, 상기 광센서는 PMT, PSPMT, PIN 또는 SiPM 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 감마선 검출기는 직접방식의 반도체 기반 CZT 또는 CeTe 센서로 구성될 수 있다.
또한, 상기 감마선 영상 처리기 및 상기 엑스선 영상 처리기는 단일 영상 처리 기판 형태로 통합 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 따르면, 엑스선 영상을 검출할 수 있는 엑스선 검출부와, 감마선 영상을 검출하기 위한 감마선 검출부를 단일 통합 검출기 모듈 내에 일체로 융합 구성하여 서로 동일한 시공간상의 엑스선 영상정보와 감마선 영상 정보를 동시에 또는 순차적으로 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 엑스선 검출부를 이루는 엑스선 검출기와 엑스선 영상 처리기 사이에 감마선 검출부를 이루는 콜리메이터, 감마선 검출기 및 감마선 영상 처리기가 설치되도록 엑스선 영상 처리기를 엑스선 검출기로부터 분리하여 통합 검출기 모듈의 최하단부에 분리 배치시킴으로써, 엑스선 영상 처리기를 통해 발생하는 감마선 감쇄현상을 최소화시켜 감마선 검출 효율을 저하시키지 않도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 엑스선 검출기와 감마선 검출기 사이에 콜리메이터를 장착하여, 콜리메이터를 통해 입사된 단일광자 감마선의 위치 정보를 파악할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 감마선 검출기를 직접방식의 반도체 기반 형태로 단일화시켜 적용하거나, 감마선 영상 처리기 및 엑스선 영상 처리기는 경우에 따라 하나의 기판 형태로 로 통합하여 보다 얇은 형태의 검출기가 요구되는 방사선 영상 시스템에 적용할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 분해 사사도이다.
도 3은 도 2의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 분해 상태의 측단면도이다.
도 4는 도 1의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 제1 변형예를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 분해 상태의 측단면도이다.
도 6은 도 2의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 제2 변형예를 도시한 분해 상태의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 분해 사사도이다.
도 3은 도 2의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 분해 상태의 측단면도이다.
도 4는 도 1의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 제1 변형예를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 분해 상태의 측단면도이다.
도 6은 도 2의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 제2 변형예를 도시한 분해 상태의 측단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 분해 사사도이며, 도 3은 도 2의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 분해 상태의 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치(100)는 엑스선 검출부와 감마선 검출부가 단일 통합 검출기 모듈 내에 일체로 융합되어 구성된다.
여기서, 엑스선 검출부는 엑스선 영상을 검출할 수 있도록 엑스선 검출기(10) 및 엑스선 영상 처리기(20)를 포함하여 구성된다. 그리고, 감마선 검출부는 감마선 영상을 검출할 수 있도록 콜리메이터(40), 감마선 검출기(50) 및 감마선 영상 처리기(60)를 포함하여 구성된다.
특히, 엑스선 검출기(10)의 구동 및 판독 출력(RO; Read Out)에 필요한 엑스선 영상 처리기(20)는 감마선 검출 효율을 저하시키지 않도록 단일 통합 검출기 모듈의 최하단부에 분리 배치시켜 구성한다.
즉, 엑스선 검출부를 이루는 엑스선 검출기(10)와 엑스선 영상 처리기(20) 사이에 감마선 검출부를 이루는 콜리메이터(40), 감마선 검출기(50) 및 감마선 영상 처리기(60)를 설치하고, 엑스선 검출기(10)와 엑스선 영상 처리기(20)를 플렉시블 케이블(30; Flexible Cable)을 통해 연결하도록 한다.
따라서, 본 실시예의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치(100)는 엑스선 검출기(10), 콜리메이터(40), 감마선 검출기(50), 감마선 영상 처리기(60) 및 엑스선 영상 처리기(20)가 순으로 층을 이루며 단일 통합 검출기 모듈을 구성한다.
한편, 엑스선 검출기(10)는 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치(100)를 이루는 단일 통합 모듈의 최상부에 설치되어 입사되는 엑스선을 측정하도록 한다.
여기서, 엑스선 검출기(10)는 직접 또는 간접 방식의 디지털 라디오그라피(DR; Digital Radiography) 검출기들로 구성될 수 있으며, 엑스선 검출기(10)는 단일 통합 모듈을 구성하기 용이하도록 평판형으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
콜리메이터(40)는 상기 엑스선 검출기(10) 하부에서 설치되어 상기 엑스선 검출기(10)를 통과해 입사된 단일광자 감마선원의 위치 정보를 파악할 수 있도록 한다.
여기서, 콜리메이터(40)가 다수의 미세 통공들을 가지는 침공형(Pinhole)으로 이루어지는 것을 예시한다.
그러나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 입사된 단일광자 감마선원의 위치 추적이 가능한 한 콜리메이터(40)를 침공형(Pinhole), 평행형Parallel), 확산형(Diverging) 또는 집속형(Conversing)중에서 선택된 어느 하나로 구성될 수 있음은 당연하다.
감마선 검출기(50)는 상기 콜리메이터(40) 하부에 위치하여 상기 콜리메이터를 통과해 들어오는 상기 감마선을 측정하도록 한다.
여기서, 감마선 검출기(50)는 섬광체(70)와 광센서(80: Photo Sensor)를 포함하여 구성되는 것을 예시한다.
섬광체(70)는 콜리메이터(40)를 통해 입사된 감마선을 광자로 변환시키는 역할을 하고, 광센서(80)는 상기 섬광체(70)에서 변환된 광자를 전지적 영상 신호로 바꾸어 주는 역할을 한다.
한편, 섬광체(70)는 NaI, CsI, LaBr, GSO, CeBr 등을 포함하여 다양한 종류의 감마선 섬광체가 사용가능하며, 이때 구조는 영상의 목적에 따라 픽셀(pixel)등의 다양한 형태가 사용되어도 무방하다.
그리고, 광센서(80)는 일반적으로 PMT, PSPMT 또는 반도체 센서인 PIN, SiPM 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 감마선 검출기(50)는 섬광체(70)와 광센서(80: Photo Sensor)포함하여 구성되는 것을 예시하나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 감마선 검출기(50)를 직접방식인 반도체 기반의 단일 검출기로 구성할 수 있음은 당연하다.
도 4는 도 1의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 제1 변형예를 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 분해 상태의 측단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 변형예의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치(200)는 감마선 검출기(150)를 직접방식의 단일 반도체 기반의 CZT 또는 CeTe센서로 구성하여, 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치(200)의 적층 두께를 줄여 보다 얇은 형태의 단일 통합 검출기 모듈이 요구되는 방사선 영상 시스템에 적용할 수 있도록 한다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 감마선 영상 처리기(60)는 상기 감마선 검출기(50)를 이루는 광센서(80; Photo Sensor) 하부에 설치되어 상기 감마선 검출기(50)를 통해 측정된 상기 감마선 신호를 수집 분석하도록 구성된다.
그리고, 엑스선 영상 처리기(20)는 상기 감마선 영상 처리기(60) 하부에 층을 이루며 설치되고, 플렉시블 케이블(30)를 통해 연결된 상기 엑스선 검출기(10)로부터의 측정된 엑스선 신호를 수집 분석하도록 한다.
도 6은 도 2의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치에 대한 제2 변형예를 도시한 분해 상태의 측단면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상기한 감마선 영상 처리기(60) 및 엑스선 영상 처리기(20)는 경우에 따라 하나의 단일 영상처리 회로기판(220)으로 통합하여 보다 얇은 형태의 단일 통합 검출기 모듈을 구현할 수 있다.
물론, 감마선 영상 처리기(60) 및 엑스선 영상 처리기(20)를 여러 개의 회로 기판으로 나뉘어 보다 안정적인 방사선 영상 시스템을 구현할 수 있음은 당연하다.
이처럼, 본 발명의 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치(100)는 엑스선 영상을 검출할 수 있는 엑스선 검출부와, 감마선 영상을 검출하기 위한 감마선 검출부를 단일 통합 검출기 모듈 내에 일체로 융합 구성하여 서로 동일한 시공간상의 엑스선 영상정보와 감마선 영상 정보를 동시에 또는 순차적으로 제공할 수 있도록 한다.
또한, 엑스선 검출부를 이루는 엑스선 검출기(10)와 엑스선 영상 처리기(20) 사이에 감마선 검출부를 이루는 콜리메이터(40), 감마선 검출기(50) 및 감마선 영상 처리기(60)가 설치되도록 최상단과 최하단에 각각 분리 배치시킴으로써, 엑스선 영상 처리기(20)를 통해 발생하는 감마선 감쇄현상을 최소화시켜 감마선 검출 효율을 저하시키지 않도록 한다.
또한, 감마선 검출기(50)를 직접방식의 반도체 기반 형태로 단일화시켜 적용하거나, 감마선 영상 처리기 및 엑스선 영상 처리기는 경우에 따라 하나의 기판 형태로 통합하여 보다 얇은 형태의 검출기가 요구되는 방사선 영상 시스템들에 적용할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 엑스선 검출기 20: 엑스선 영상 처리기
30: 플렉시블 케이블 40: 콜리메이터
50: 감마선 검출기 60: 감마선 영상 검출기
70: 섬광체 80: 광센서
100, 200, 300: 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치
150: 반도체 기반 감마선 검출기
220: 단일 영상처리 회로기판
30: 플렉시블 케이블 40: 콜리메이터
50: 감마선 검출기 60: 감마선 영상 검출기
70: 섬광체 80: 광센서
100, 200, 300: 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치
150: 반도체 기반 감마선 검출기
220: 단일 영상처리 회로기판
Claims (8)
- 엑스선을 측정하는 엑스선 검출기;
상기 엑스선 검출기 하부에서 입사된 단일광자 감마선원의 위치추적이 가능하도록 설치되는 콜리메이터;
상기 콜리메이터 하부에서 상기 콜리메이터를 통과한 상기 감마선을 측정하는 감마선 검출기;
상기 감마선 검출기 하부에서 연결되게 설치되어 상기 감마선 검출기를 통해측정된 상기 감마선 신호를 수집 분석하는 감마선 영상 처리기; 및
상기 감마선 영상 처리기 하부에 층을 이루며 설치되고, 상기 엑스선 검출기에 연결되어 상기 엑스선 검출기로부터의 측정된 엑스선 신호를 수집 분석하는 엑스선 영상 처리기;를 포함하는 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치.
- 제1항에서,
상기 엑스선 검출기는 평판형으로 이루어지고,
직접 또는 간접 방식의 디지털 라디오그라피(DR; Digital Radiography) 검출기를 사용하는 것을 특징으로 하는 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치.
- 제1항에서,
상기 콜리메이터는,
침공형(Pinhole), 평행형(Parallel), 확산형(Diverging) 또는 집속형(Conversing)중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치.
- 제1항에서,
상기 감마선 검출기는,
입사된 방사선을 광자로 변환시키는 섬광체; 및
상기 섬광체에서 변환된 광자를 전기적 신호로 바꾸는 광센서(Photo Sensor);를 포함하는 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 섬광체는 NaI, CsI, LaBr, GSO 또는 CeBr 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치.
- 제4항에서,
상기 광센서는 PMT, PSPMT, PIN 또는 SiPM 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치.
- 제1항에서,
상기 감마선 검출기는,
직접방식의 단일 반도체 기반 CZT 또는 CeTe 센서인 것을 포함하는 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치.
- 제1항에서,
상기 감마선 영상 처리기 및 상기 엑스선 영상 처리기는 단일 기판 형태로 통합 형성되는 감마/엑스선 융합 영상 검출 장치.
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