KR101836322B1 - Pet-mri 융합기기 내 이송 장치 - Google Patents

Pet-mri 융합기기 내 이송 장치 Download PDF

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서성호
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이지혜
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가천대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 PET-MET 기기 간 위치 정확도를 효율적으로 향상시켜 좌표 상 틀어짐 오차발생을 최소화한 PET-MRI 융합기기 내 이송 장치(10)에 관한 것으로, 이격되어 배치 마련된 PET 본체(500)와 MRI 본체(600) 사이에서 길이 방향으로 상기 PET 본체(500)와 MRI 본체(600)를 서로 연결하는 레일웨이(100); 상기 레일웨이(100)를 따라 길이방향으로 슬라이딩 이동하고, 상면에 피검사체를 지지 가능한 셔틀보드(200); 및 상기 레일웨이(100)의 일 측에 마련되어 상기 셔틀보드(200)의 이동범위를 조절가능한 도킹블럭(300);을 포함하며, 상기 셔틀보드(200)가 최대로 이동시 상기 도킹블럭(300)에 결착되는 것을 특징으로 한다.

Description

PET-MRI 융합기기 내 이송 장치{APPARATUS FOR TRANSFERRING PETㆍMRI FUSION EQUIPMENT}
본 발명은 PET-MRI 융합기기 내 이송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PET와 MRI를 구조적으로 단일화하여 하나의 기기에서 환자 상체 조직에 대한 해부학적 정보 및 분자적 정보, 기능적 정보를 모두 획득하기 위해 PET와 MRI 본체를 융합하고 위치 정확성을 가한 PET-MRI 융합기기 내 이송장치에 관한 것이다.
분자 영상과 고해상도 영상을 결합시키려는 시도는 오랜 기간 이루어져 왔다. 양전자방출 단층촬영(PET, Positron Emission Tomography)과 자기공명영상(MRI, Magnetic Resonance Imaging)은 임상분야에서는 물론 신경과학 연구 분야에서 가장 널리 사용되는 영상 장비들이다. 이들 영상은 수많은 뇌 질환과 수수께끼에 대한 실마리를 제공하기 시작했지만, 공간해상력과 SNR(신호 대비 잡음 비율)과 같은 물리적인 성능은 아직 신경과학자들의 요구를 충족시키기에 너무나 부족하다.
PET-MRI 융합기기는 방사선을 활용한 PET와 자기장을 활용한 MRI의 장점만을 결합한 미래형 영상의료진단 장비이다. 혈액, 신경뿐 아니라 인체에서 가장 복잡한 구조를 가지고 있는 뇌세포의 변화까지 감지해 3차원 영상으로 보여준다.
PET-MRI 융합기기 내 이송 장치와 관련된 종래기술로써, 등록특허공보 제10-0842682호(공고일자: 2008.06.25)는, 기능적 그리고 물리적으로 원리가 전혀 다른 PET와 MRI 융합에 따른 어려움과 초고자장을 이용한 7.0T MRI가 PET 시스템의 정상 작동의 방해로 인한 손상 가능성 등을 고려할 때, PET와 MRI를 융합하되 각 공간을 분리시켜 이격되게 배치하고 차폐시켜 작동시키되, 서로 연결하는 셔틀시스템을 구비한 PET-MRI 퓨전영상시스템을 개시하고 있다.
다만 위와 같은 PET-MRI 퓨전영상시스템은 고해상도의 영상을 구현할 수는 있으나 이동형 침대를 이동, 회전시키는 등 기계적인 움직임을 통해 위치를 고정시키는 방식으로 mm 수준의 정밀도를 가지는 영상의료장비에서 좌표 상 틀어짐 오차를 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또 다른 종래기술로써, 공개특허공보 US2015/0369890(공개일자: 2015.12.24)은 PET과 MRI가 하나의 공간에 마련된 일체형 융합 영상의료장비로, 이와 관련해서 독일 지멘스사가 개발한 일체형 PET-MRI는 4.5mm PET와 3.0T MRI를 조합해 구현한 일체형 융합 영상의료장비이다.
다만 위와 같은 일체형 융합 영상의료장비는 위치의 틀어짐을 원천적으로 봉쇄할 수는 있으나, MR의 강력한 자기장이 PET 기능을 방해해 자기장을 높이는데 한계가 있어 고해상도의 영상을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-0842682호(공고일자: 2008.06.25)
공개특허공보 US2015/0369890(공개일자: 2015.12.24)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 고해상도 영상을 구현하면서도 PET-MET 기기간 위치 정확도를 효율적으로 향상시켜 좌표 상 틀어짐 오차발생을 최소화한 PET-MRI 융합기기 내 이송 장치를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PET-MRI 융합기기 내 이송장치는, 이격되어 배치 마련된 MRI 본체와 PET 본체 사이에서 길이 방향으로 상기 MRI 본체와 PET 본체를 서로 연결하는 레일웨이; 상기 레일웨이를 따라 길이방향으로 슬라이딩 이동하고, 상면에 피검사체를 지지 가능한 셔틀보드; 및 상기 레일웨이의 일 측에 마련되어 상기 셔틀보드의 이동범위를 조절가능한 도킹블럭;을 포함하며, 상기 셔틀보드가 최대로 이동시 상기 도킹블럭에 결착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 PET-MRI 융합기기 내 이송장치는, 셔틀보드가 레일웨이를 따라 슬라이드 이동 후, 도킹핀과 도킹홀의 결합으로 위치 정확도를 제어할 수 있어, 기계적 조작 없이도 수작업으로 물리적 이동에 따른 오차값을 제어할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따르면 PET-MRI 융합기기 내 이송장치를 기계구성 없이도 단순화시켜 수동조작이 가능하도록 구현함으로써, 금속성분에 민감한 고자장 MRI 영상기기의 구동에 영향을 끼치는 요소를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따르면 도킹핀과 도킹홀은, 피검사체의 환부가 PET 본체와 MRI 본체 양쪽 모두에서 동일한 위치정보값으로 유지될 수 있도록 해, 영상정보의 정확성을 담보할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따르면 셔틀보드를 머리 고정 보드와 높이 조절 보드로 분리시킴으로써, 각기 다른 피검사체의 체형에 맞게 X축 방향의 높이값을 용이하게 조절할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 종래기술의 구성을 보인 개략 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PET-MRI 융합기기 내 이송 장치의 적층 상태를 보인 개략 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PET-MRI 융합기기 내 이송 장치의 적층 상태를 다른 각도에서 보인 개략 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일웨이의 평면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브릿지웨이와 힌지부의 동작 상태도,
도 6a와 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일웨이와 셔틀보드의 결합 상태도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셔틀보드의 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 셔틀보드와 도킹블럭의 결합 상태도,
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도킹블럭의 단면도.
본 발명의 실시예에서 제시된 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들로 한정 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PET-MRI 융합기기 내 이송 장치(10)의 적층 상태를 보인 개략 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PET-MRI 융합기기 내 이송 장치의 적층 상태(10)를 다른 각도에서 보인 개략 사시도이다.
도 2와 도 3에 예시된 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 PET-MRI 융합기기 내 이송 장치(10)는, 레일웨이(100)와 셔틀보드(200), 도킹블럭(300)을 포함하여 구성될 수 있다. 더 나아가 RF쉴드(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
PET-MRI 융합기기 내 이송 장치(10)는, PET 본체(500)와 MRI 본체(600)를 서로 연결하며, PET 본체(500)와 MRI 본체(600) 등 2개 시스템의 영상좌표를 물리적으로 맞추는데 사용되어 신뢰성 확보에 중요한 부분일 수 있다. PET-MRI 융합기기 내 이송 장치(10)는, 각각의 구성이 자성이 없으며 고자기장을 견뎌낼 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
다만 본 발명의 일 실시예에서는 PET-MRI 융합기기를 일례로 들고 있으나, CT와 MRI 간의 조합일 수도 있으므로, PET와 MRI 간의 조합에 한정하는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일웨이의 평면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브릿지웨이와 힌지부의 동작 상태도, 도 6a와 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일웨이와 셔틀보드의 결합 상태도이다.
도 4 내지 도 6b에 예시된 것과 같이 레일웨이(100)는, 이격되어 배치 마련된 PET 본체(500)와 MRI 본체(600) 사이에서 길이 방향으로 상기 PET 본체(500)와 MRI 본체(600)를 서로 연결할 수 있다.
레일웨이(100)는, 요홈(110)이 형성되며, 브릿지웨이(120)와 힌지부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
요홈(110)은, 레일웨이(100)의 상면에 길이 방향으로 이격되고 각각의 측부에 나란한 방향으로 형성 마련될 수 있다. 요홈(110)의 단면은, 가이드 부재(210)의 형상에 대응되며, 가이드 부재(210)와 요철결합할 수 있다. 요홈(110)은, 셔틀보드(200)가 레일웨이(100)에서 슬라이딩 이동할 수 있도록 한다.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레일웨이와 셔틀보드의 결합 상태도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셔틀보드의 사시도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 셔틀보드와 도킹블럭의 결합 상태도이다.
도 6a 내지 도 6b에 예시된 것과 같이 셔틀보드(200)는, 가이드부재(210)로 레일웨이(100)에 결합되어 X축과 Y축을 일정하게 고정시킨 채 레일웨이(100)를 따라 Z축 방향으로 2 자유도 운동할 수 있다. 셔틀보드(200)는, 그 상면에 피검사체를 뉘인 채 지지하며, 레일웨이(100)의 길이방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. 셔틀보드(200)는, 가이드부재(210)와 머리 고정 보드(220), 높이 조절 보드(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 더 나아가 도킹핀(240)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
가이드부재(210)는, 셔틀보드(200)의 저면 외측부에 설치 마련될 수 있다. 가이드부재(210)는, 셔틀보드(200)의 저면 외측부 상에 서로 이격되어 설치되며, 각각의 가이드부재(210)는 서로 나란하게 셔틀보드(200) 저면에 설치 마련될 수 있다. 가이드부재(210)는, 레일웨이(100)의 상면에 형성된 요홈(110)의 형상에 대응될 수 있다.
도 7에 예시된 것과 같이 가이드부재(210)는, 머리 고정 보드(220)와 높이 조절 보드(230)의 저면에 구비되어, 머리 고정 보드(220)와 높이 조절 보드(230)의 저면부에서 서로를 결합시킬 수 있다. 더 나아가 가이드부재(210)는, 요홈(110)에 끼움 결합되어 셔틀보드(200)를 레일웨이(100) 상면에서 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
머리 고정 보드(220)는, 높이 조절 보드(230)와 분리되어 가이드부재(210)에 설치될 수 있다. 머리 고정 보드(220)에는 피검사체의 두부가 놓일 수 있다.
PET-MRI 융합기기에서 뇌 영상을 촬영하는 경우 머리 고정 보드(220)의 작동예를 살펴보면, MRI 본체에서 MRI 보어(Bore) 내부에 RF 코일(미도시)을 정확한 위치에 미리 고정시킨 뒤, 머리 고정 보드(220)가 RF 코일(미도시) 내측으로 인입되게 함으로써 피검사체의 움직임 없이 PET 본체(500)와 MRI 본체(600) 영상을 순차대로 촬영할 수 있다.
높이 조절 보드(230)는, 피검사체의 몸통부가 놓일 수 있다. 머리 고정 보드(220)가 일정한 높이를 유지해 피검사체마다의 두부 높이값을 적절하게 조절하기 위하여, 높이 조절 보드(230)를 머리 고정 보드(220)에 대응되는 높이값으로 높이 조절할 수 있다. 이 경우 높이 조절 보드(230)는, 손쉬운 높이 조절을 위하여 내부에 공기형성층을 함유하고 있는 에어백 소재루 구성되거나 연성의 플라스틱 소재가 여러 겹으로 적층 마련된 패드타입일 수 있다.
위와 같이 본 발명에 따르면 셔틀보드(200)를 머리 고정 보드(220)와 높이 조절 보드(230)로 분리시킴으로써, 각기 다른 피검사체의 체형에 맞도록 X축 방향의 높이값을 용이하게 조절할 수 있는 이점이 있다.
도 8에 예시된 것과 같이 도킹핀(240)은, 셔틀보드(200)의 일단에 돌출되도록 구비될 수 있다. 도킹핀(240)은, 셔틀보드(200)가 도킹블럭(300)에 결착될 수 있도록 하여 셔틀보드(200)의 이동정도를 조정할 수 있다. 도킹핀(240)은, 도킹블럭(300)의 도킹홀(310)에 대응되는 형상으로, 셔틀보드(200)가 슬라이딩 이동하여 끝단에 다다른 경우, 도킹핀(240)이 도킹홀(310) 내부에 안착 결합됨으로써, 셔틀보드(200)의 이동범위를 제어할 수 있다.
도킹핀(240)은, 도킹홀(300)과 마찬가지로 단면이 원통형이기 때문에, X축, Y축에 대한 동일한 위치값으로 제어할 수 있다.
더 나아가 도킹핀(240)은, 도킹핀홀(241)을 포함하여 구성될 수 있다. 도킹핀홀(241)은, 셔틀보드(200)가 PET 본체(500)로 슬라이딩 이동시, PET 본체(500) 내 특정 위치로 셔틀보드(200)를 고정시키기 위해 수직 관통형성된 홀일 수 있다. 도킹핀홀(241)은, 셔틀보드(200)가 Z축 방향으로 이동시 특정 위치값에 슬리이딩되어 다다르게 이동시킬 수 있다.
PET 본체(500)에는 도킹핀홀(241)에 대응되도록, 레이저를 이용한 위치 고정 장치(미도시) 또는 관통형 막대를 지지하는 위치고정용 홀더(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라 셔틀보드(200)가 PET 본체(500)로 슬라이딩 이동시 특정 위치값으로 이동을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PET-MRI 융합기기 내 이송 장치의 적층 상태를 다른 각도에서 보인 개략 사시도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 셔틀보드와 도킹블럭의 결합 상태도, 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도킹블럭의 단면도이다.
도 8에 예시된 것과 같이 도킹블럭(300)은, 레일웨이(100)의 일 측에 마련되어 셔틀보드(200)의 이동범위를 조절할 수 있다. 즉, 셔틀보드(200)가 레일웨이(100)를 따라 최대로 이동시 도킹블럭(300)에 결착되므로, 도킹블럭(300)은 셔틀보드(200)의 이동범위를 제어할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c에 예시된 것과 같이 도킹블럭(300)은, 도킹홀(310)이 형성되며, 스토퍼(320)를 포함하여 구성될 수 있다. 더 나아가 도킹블럭 지지대(330)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도킹홀(310)은, 도킹블럭(300)에서 셔틀보드(200) 일단과 마주보는 면에 구비됨으로써, 셔틀보드(200) 일단의 도킹핀(240)이 안착되어 결합될 수 있다. 이 때 셔틀보드(200)가 도킹블럭(300)에 안착 시 도킹핀(240)이 도킹홀(310)에 내삽될 수 있다.
도 3에 예시된 것과 같이 도킹블럭 지지대(330)는, 셔틀보드(200)의 이동거리를 정확히 제어할 수 있도록, 도킹블럭(310)의 일면을 지면으로부터 X축의 이격거리만큼을 고정될 수 있도록 지지할 수 있다.
위와 같이 본 발명에 따른 PET-MRI 융합기기 내 이송장치(10)는, 셔틀보드(200)가 레일웨이(100)를 따라 슬라이드 이동 후, 도킹핀(240)과 도킹홀(310)의 결합으로 위치 정확도를 제어할 수 있어, 기계적 조작 없이도 수작업으로 물리적 이동에 따른 오차값을 제어할 수 있는 이점이 있다.
위와 같이 본 발명에 따르면 PET-MRI 융합기기 내 이송장치(10)를 기계구성 없이도 단순화시켜 수동조작이 가능하도록 구현함으로써, 금속성분에 민감한 고자장 MRI 영상기기의 구동에 영향을 끼치는 요소를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
더 나아가 위와 같이 본 발명에 따르면 도킹핀(240)과 도킹홀(310)은, 피검사체의 환부가 PET 본체(500)와 MRI 본체(600) 양쪽 모두에서 동일한 위치정보값으로 유지될 수 있도록 해, 영상정보의 정확성을 담보할 수 있는 이점이 있다.
도 3 내지 도 9a, 도 9c에 예시된 것과 같이 스토퍼(320)는, 적외선 감지 센서일 수 있다. 스토퍼(320)는, 도킹홀(310)의 끝단부에 연장형성되어, 도킹핀(240)의 최종 안착 여부를 감지할 수 있다.
RF쉴드(400)는, 브릿지웨이(120)를 접었을 때, 브릿지웨이(120) 구간만큼의 개방구간에서, 레일웨이(100)와 직교방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다. RF쉴드(400)는 고자기장에 대한 우수한 차폐성능을 갖도록 철(Fe) 등의 재질로 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10 : PET-MRI 융합기기 내 이송 장치
100 : 레일웨이 110 : 요홈
120 : 브릿지웨이 130 : 힌지부
200 : 셔틀보드 210 : 가이드부재
220 : 머리 고정 보드 230 : 높이 조절 보드
240 : 도킹핀 241 : 도킹핀홀
300 : 도킹블럭 310 : 도킹홀
320 : 스토퍼 330 : 도킹블럭 지지대
400 : RF쉴드
500 : PET 본체 600 : MRI 본체

Claims (13)

  1. 이격되어 배치 마련된 MRI 본체와 PET 본체 사이에서 길이 방향으로 상기 MRI 본체와 PET 본체를 서로 연결하는 레일웨이;
    상기 레일웨이를 따라 길이방향으로 슬라이딩 이동하고, 상면에 피검사체를 지지 가능한 셔틀보드; 및
    상기 레일웨이의 일 측에 마련되어 상기 셔틀보드의 이동범위를 조절가능한 도킹블럭;을 포함하며,
    상기 셔틀보드는, 머리 고정 보드와, 상기 머리 고정 보드에 대응되도록 높이값을 조절할 수 있는 높이 조절 보드를 포함하며,
    상기 셔틀보드가 최대로 이동시 상기 도킹블럭에 결착되는 것을 특징으로 하는, PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레일웨이의 임의 지점에 단속적으로 형성 마련된 브릿지웨이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 브릿지웨이의 일단은 마주보는 상기 레일웨이의 일단에 힌지 결합을 위한 힌지부를 더 포함한 것을 특징으로 하는, PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 브릿지웨이 구간 내 상기 레일웨이와 직교방향으로 슬라이딩 이동 가능한 RF쉴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셔틀보드는 상기 레일웨이를 따라 길이방향으로 2 자유도 운동이 가능한 것을 특징으로 하는, PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 셔틀보드의 저면 외측부에 서로 이격되어 나란하게 설치 마련된 가이드 부재를 더 포함하며,
    상기 가이드 부재에 대응되도록 상기 레일웨이의 상면에 요홈이 형성되어, 상기 가이드 부재가 상기 요홈을 따라 왕복이동이 가능한 것을 특징으로 하는. PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 높이 조절 보드는 공기형성층으로 구성되거나 연성 플라스틱으로 구성된 것을 특징으로 하는, PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도킹블럭에 결착되도록 상기 셔틀보드의 일단에 도킹핀이 돌출되도록 구비된 것을 특징으로 하는, PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 도킹블럭의 일면은 상기 도킹핀이 안착될 수 있도록 도킹홀이 형성되어,
    상기 셔틀보드가 상기 도킹블럭에 안착 시 상기 도킹핀이 상기 도킹홀에 내삽되는 것을 특징으로 하는, PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도킹블럭은 상기 도킹홀 끝단부에 연장 형성된 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 스토퍼는 적외선 감지 센서인 것을 특징으로 하는, PET-MRI 융합기기 내 이송 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003032836A2 (en) 2001-10-19 2003-04-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multimodality medical imaging system and method with separable detector devices
KR100791021B1 (ko) * 2006-08-18 2008-01-07 가천의과학대학교 산학협력단 Ｐｅｔ­ｍｒｉ 퓨전영상시스템
WO2013073550A1 (ja) * 2011-11-18 2013-05-23 株式会社 日立メディコ 医用画像撮像装置および医用画像撮像装置用寝台

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