KR101726829B1 - 감마선 영상화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 감마선 영상화 장치에 관한 것으로서, 내부 실장 공간을 가지는 몸체부; 상기 몸체부 일측에 설치되는 콜리메이터; 상기 몸체부의 상기 콜리메이터 내측에 설치되어 상기 콜리메이터를 통해 입사된 감마선을 측정하는 감마선 검출기; 상기 몸체부의 상기 콜리메이터 가장자리 일측에 인접 설치되는 CCD 카메라; 상기 몸체부 내부에 수납 설치되어 상기 CCD 카메라를 통한 CCD 영상 정보와 상기 감마선 검출기를 통한 감마선 영상 정보를 측정하여 처리하는 영상 측정 처리부; 및 상기 몸체부의 타일측에 설치되어 상기 영상 측정 처리부를 통해 처리된 상기 해부학적인 상기 CCD 영상 정보와 상기 감마 영상 정보를 융합하여 실시간 가상현실을 구현하는 디스플레이 패널;을 포함하도록 구성되어, 동일 시공간에 대한 CCD 영상과 감마 영상을 융합하여, CCD 영상에서 제공하는 해부학적 정보에 감마선 분포 영상을 결합하여 종양 및 림프절의 추적을 용이하게 해주는 실시간 가상현실(virtual reality)를 구현할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

감마선 영상화 장치{Gamma Ray Imaging Device}
본 발명은 감마선 영상화 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 동일 시공간에 대한 CCD 영상과 감마선 영상을 융합하여 실시간 가상현실(Virtual Reality)를 구현할 수 있는 감마선 영상화 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 감시림프절은 일차 종양으로부터 암세포 전이가 가정 먼저 이루어지는 림프절을 말하며, 전이가 진행된 림프절에 대해서는 외과적 수술을 통해 제거되는 것이 일반적이다.
이때, 감시림프절 또는 종양의 위치 추적에 사용되는 방법 중 하나로서, 방사성 물질을 주입 후 림프절 또는 종양에 축적된 방사선원으로부터 발생되는 감마선을 측정 또는 영상화하여 림프절이나 종양을 추적하는 방법이 사용된다.
일반적으로 사용되는 감마선 영상화 장치는 감마프로브 또는 감마영상프로브를 사용하여 실시간으로 감마선 발생원, 즉 감시림프절이나 종양을 추적하도록 한다.
현재 상품화되어 판매되고 있는 감마선 영상화 장치 중, 감마프로브를 사용하는 장치로는 Care Wise사의 C-Trak, Crystal사의 Crystal CXS-OP, Neoprobe사의 Neoprobe 2000 등이 있으며, 감마영상프로브를 사용하는 장비로는 Oncovision사의 Sentinella 102, Eurorad사의 Minicam II, Anzai Medical Company사의 eZ-scope 등이 있다.
그러나, 종래 감마영상프로브를 사용하는 감마선 검사 장치의 경우, 해부학적 정보 없이 감마선원의 분포만을 알 수 있기 때문에, 추적하고자 하는 림프절 또는 종양의 위치를 파악하기가 매우 어려운 문제점이 있다.
대한민국 특허공개공보 제10-1364619호(등록일자 2014년02월12일) 대한민국 특허공개공보 제10-0897154호(등록일자 2009년05월04일)
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 동일 시공간에 대한 CCD영상과 감마 영상을 융합하여, CCD 영상에서 제공하는 해부학적 정보에 감마선 분포 영상을 결합하여 종양 및 림프절의 추적을 용이하게 해주는 실시간 가상현실(virtual reality)를 구현할 수 있는 감마선 영상화 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 감마선 영상화 장치는, 내부 실장 공간을 가지는 몸체부; 상기 몸체부 일측에 설치되는 콜리메이터; 상기 몸체부의 상기 콜리메이터 내측에 설치되어 상기 콜리메이터를 통해 입사된 감마선을 측정하는 감마선 검출기; 상기 몸체부의 상기 콜리메이터 가장자리 일측에 인접 설치되는 CCD 카메라; 상기 몸체부 내부에 수납 설치되어 상기 CCD 카메라를 통한 CCD 영상 정보와 상기 감마선 검출기를 통한 감마선 영상 정보를 측정하여 처리하는 영상 측정 처리부; 및 상기 몸체부의 타일측에 설치되어 상기 영상 측정 처리부를 통해 처리된 해부학적인 CCD 영상 정보와 상기 감마 영상 정보를 융합하여 실시간 가상현실을 구현하는 디스플레이 패널;을 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 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 광 센서(Photo Sensor);를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 섬광체는 NaI, CsI, LaBr, GSO 또는 CeBr 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광 센서는 PMT, PSPMT, PIN 또는 SiPM 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지거나, 또는 직접방식의 단일 반도체 기반 CZT 또는 CeTe 센서로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 CCD 카메라는 상기 감마선 검출기와 동일한 유효시야각(Field of View Angle)을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 몸체부 일측에 손잡이가 연장 형성되고, 상기 영상 측정 처리부는 상기 손잡이 내부에 수납 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 영상 측정 처리부는 상기 CCD 카메라와 상기 감마선 검출기를 구동 제어하는 구동 제어기; 상기 CCD 카메라를 통해 측정된 CCD 영상 정보와 상기 감마선 검출기를 통해 측정된 감마선 영상 정보를 영상화 가능하게 처리하는 신호 처리부; 및 상기 CCD 영상 및 감마선 영상 측정, 처리 및 디스플레이에 필요한 구동 전원을 공급하는 전원 공급기;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 본 발명의 감마선 영상화 장치에 따르면, 동일 시공간에 대한 CCD영상과 감마 영상을 융합하여, CCD 영상에서 제공하는 해부학적 정보에 감마선 분포 영상을 결합하여 종양 및 림프절의 추적을 용이하게 해주는 실시간 가상현실(virtual reality)를 구현할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 감마선 영상화 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 감마선 형상화 장치에 대한 측단면도 개략도이다.
도 3은 도 1의 감마선 영상화 장치의 평면도이다.
도 4는 도 2의 감마선 영상화 장치의 변형예에 따른 측단면 개략도이다.
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 감마선 영상화 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라서 본 측단면도 개략도이며, 도 3은 도 1의 감마선 영상화 장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 감마선 영상화 장치(1)는 몸체부(10), 콜리메이터(20), 감마선 검출기(30), CCD 카메라(40), 영상 측정 처리부(50) 및 디스플레이 패널(50)을 포함하도록 구성되어, 동일 시공간에 대한 CCD 영상과 감마 영상을 융합하여 실시간 가상 현실(Virtual Reality)를 구현할 수 있도록 한다.
먼저, 몸체부(10)는 감마선 영상화 장치(1)의 외형을 이루는 부분으로 상기한 영상화 부품들의 실장 공간을 형성하는 기기 실장부(11) 일측으로 손잡이(12)가 연장 형성되도록 구성된다.
여기서, 상기 기기 실장부(11)에는 콜리메이터(20), 감마선검출기(30), CCD 카메라(40) 및 디스플레이 패널(60)이 하부로부터 순차적으로 설치되고, 손잡이(12) 내부에는 영상 측정 처리부(50)가 수납 설치되도록 구성된다.
따라서, 본 실시예의 감마선 영상화 장치(1)는 종래 감마 영상 프루브와 영상처리 본체를 하나로 구성하여 이의 구조를 단순화시키도록 하고 아울러 핸디형으로 소형화시켜 손잡이를 잡고 장치를 좀더 쉽게 운용할 수 있도록 한다.
물론, 감마선 영상화 장치(1)의 사용 목적에 맞게 몸체부(20)를 다양한 크기, 형태, 거치 방법 등을 갖도록 변형시켜 적용할 수 있음은 당연하다.
콜리메이터(20)는 상기 몸체부(10)의 기기 실장부(11)의 하부 바닥부에 설치되어, 입사되는 단일광자 감마선원의 위치 정보를 파악할 수 있도록 한다.
여기서, 콜리메이터(20)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(20)를 침공형(Pinhole), 평행형Parallel), 확산형(Diverging) 또는 집속형(Conversing)중에서 선택된 어느 하나로 구성될 수 있음은 당연하다.
감마선 검출기(30)는 상기 기기 실장부(11)의 상기 콜리메이터(20) 내측에 설치되어, 상기 콜리메이터(20)의 핀홀들을 입사된 감마선을 측정하도록 한다.
여기서, 감마선 검출기(30)는 섬광체(31)와 광 센서(32: Photo Sensor)를 포함하여 구성되는 것을 예시한다.
섬광체(31)는 콜리메이터(20)를 통해 입사된 감마선을 광자로 변환시키는 역할을 하고, 광 센서(32)는 상기 섬광체(31)에서 변환된 광자를 전지적 영상 신호로 바꾸어 주는 역할을 한다.
한편, 섬광체(31)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, 광 센서(32)는 일반적으로 PMT, PSPMT 또는 반도체 센서인 PIN, SiPM 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 실시예에서 감마선 검출기(30)는 섬광체(31)와 광 센서(32: Photo Sensor)포함하여 구성되는 것을 예시하나, 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 감마선 검출기(30)를 직접방식인 반도체 기반의 단일 검출기로 구성할 수 있음은 당연하다.
도 4는 도 2의 감마선 영상화 장치에 대한 측단면 개략도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 감마선 영상화 장치(100)는 감마선 검출기(30)를 직접방식의 단일 반도체 기반의 CZT 또는 CeTe 센서(35)로 구성하여, 감마선 영상화 장치(100)를 이루는 몸체부(10)의 기기 실장부(11) 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, CCD 카메라(40)는 상기 몸체부(10)의 기기 실장부(11) 하면부에서 상기 콜리메이터(20) 가장자리 일측에 인접 설치되어 수술 중 실제 해부학적인 영상을 촬영할 수 있도록 한다.
이때, 상기 CCD 카메라(40)는 상기 감마선 검출기(30)와 동일한 유효시야각(Field of View Angle)을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
영상 측정 처리부(50)는 상기 몸체부(10)의 손잡이(12) 내부에 수납 설치되어 상기 CCD 카메라(40)를 통한 CCD 영상 정보와 상기 감마선 검출기(30)를 통한 감마선 영상 정보를 측정 및 처리하여 상기한 디스플레이 패널(60)을 통해 가시화시키도록 한다.
한편, 영상 측정 처리부(50)는 구동 제어기(51), 신호 처리기(52) 및 전원 공급기(53)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 구동 제어기(50)는 CCD 영상 정보와 감마선 영상을 확보할 수 있도록 조작 버튼(15)을 통해 상기 CCD 카메라(40)와 상기 감마선 검출기(30)를 구동 제어하고, 신호 처리부(52)는 상기 CCD 카메라(40)와 상기 감마선 검출기(30)를 통해 측정된 CCD 영상 정보와 상기 감마선 검출기(30)를 통해 측정된 감마선 영상 정보를 디스플레이 패널(60)을 통해 영상화 가능한 전기적 신호로 변환시켜 통신 가능하게 전달하도록 하며, 전원 공급기(53)는 상기 CCD 영상 및 감마선 영상 측정, 처리 및 디스플레이 패널을 통한 영상화에 필요한 모든 가동 전원을 공급하도록 한다.
그리고, 디스플레이 패널(60)은 상기 몸체부(10)의 기기 실장부(11) 상면부에 설치되어, 상기 영상 측정 처리부(50)를 통해 처리된 상기 해부학적 영상 정보와 상기 감마 영상을 융합하여 실시간으로 구현하도록 한다.
따라서, 디스플레이 패널(50)을 통해 가시화되는 융합 영상은 감마선 영상의 실시간 3차원 공간을 해부학적 정보를 담는 2차원의 CCD 영상에 겹쳐(Superimpose)지게 영상화하여 공간적으로 동일한 위치에 CCD 영상 정보와 융합하여 가상현실(Virtual Reality)를 구현한다.
따라서, 본 발명의 감마선 영상화 장치(1)는 동일 시공간에 대한 CCD영상과 감마 영상을 융합하여, CCD 영상에서 제공하는 해부학적 정보에 감마선 분포 영상이 겹쳐지게 구현된 가상현실을 통해 종양 및 림프절의 추적이 좀더 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
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.
1, 100: 감마선 영상화 장치 10: 몸체부
11: 기기 실장부 12: 손잡이
15: 조작 버튼 20: 콜리메이터
30: 감마선 검출기 31: 섬광체
32: 광 센서 35: 단일 반도체 기반 감마선 검출기
40: CCD 카메라 50: 영상 측정 처리부
51: 구동 제어기 52: 신호 처리기
53: 전원 공급기 60: 디스플레이 패널

Claims (9)

  1. 내부 실장 공간을 가지는 몸체부;
    상기 몸체부 일측에 설치되는 콜리메이터;
    상기 몸체부의 상기 콜리메이터 내측에 설치되어 상기 콜리메이터를 통해 입사된 감마선을 측정하는 감마선 검출기;
    상기 몸체부의 상기 콜리메이터 가장자리 일측에 인접 설치되는 CCD 카메라;
    상기 몸체부 내부에 수납 설치되어 상기 CCD 카메라를 통한 CCD 영상 정보와 상기 감마선 검출기를 통한 감마선 영상 정보를 측정하여 처리하는 영상 측정 처리부; 및
    상기 몸체부의 타일측에 설치되어 상기 영상 측정 처리부를 통해 처리된 해부학적인 상기 CCD 영상 정보와 상기 감마 영상 정보를 융합하여 실시간 가상현실을 구현하는 디스플레이 패널;을 포함하는 감마선 영상화 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 콜리메이터는,
    침공형(Pinhole), 평행형(Parallel), 확산형(Diverging) 또는 집속형(Conversing)중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 감마선 영상화 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 감마선 검출기는,
    입사된 방사선을 광자로 변환시키는 섬광체; 및
    상기 섬광체에서 변환된 광자를 전기적 신호로 바꾸는 광 센서(Photo Sensor);를 포함하는 감마선 영상화 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 섬광체는 NaI, CsI, LaBr, GSO 또는 CeBr 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 감마선 영상화 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 광 센서는 PMT, PSPMT, PIN 또는 SiPM 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 감마선 영상화 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 감마선 검출기는,
    직접방식의 단일 반도체 기반 CZT 또는 CeTe 센서인 것을 포함하는 감마선 영상화 장치.
  7. 제1항에서
    상기 CCD 카메라는,
    상기 감마선 검출기와 동일한 유효시야각(Field of View Angle)을 가지는 감마선 영상화 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 몸체부 일측에 손잡이가 연장 형성되고,
    상기 영상 측정 처리부는 상기 손잡이 내부에 수납 설치되는 감마선 영상화 장치.
  9. 제1항에서
    상기 영상 측정 처리부는,
    상기 CCD 카메라와 상기 감마선 검출기를 구동 제어하는 구동 제어기;
    상기 CCD 카메라를 통해 측정된 CCD 영상 정보와 상기 감마선 검출기를 통해 측정된 감마선 영상 정보를 처리하는 신호 처리부; 및
    상기 CCD 영상 및 감마선 영상 측정, 처리 및 디스플레이에 필요한 구동 전원을 공급하는 전원 공급기;를 포함하는 감마선 영상화 장치.
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