KR102057034B1 - 방사선 검출 기구 및 방사선 단층촬영 장치, 및 방사선 검출 기구를 조립하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
방사선 검출 기구가 제공된다. 방사선 검출 기구는 슬라이스 방향으로 이격되어 있고 채널 방향에 평행하게 연장되는 한 쌍의 레일(71, 72), 및 한 쌍의 레일의 방사선 출사측에 채널 방향을 따라 배열된 복수의 시준기 모듈(8)을 포함하고, 채널 방향을 따라 연장되는 한 쌍의 레일 중 적어도 하나는 방사선 출사측을 따라 형성된 복수의 노치(742, 752)를 갖는 플레이트 부재(74, 75)를 포함하며, 시준기 모듈은 각각 방사선 입사측에서 돌출하는 제 1 핀(83t, 83b)을 포함하고, 제 1 핀이 플레이트 부재의 노치들 중 하나 내에 끼워맞춤된 상태로 한 쌍의 레일에 부착된다.
Description
본 발명은 시준기를 갖는 방사선 검출 기구, 및 방사선 검출 기구를 갖는 방사선 단층촬영 장치, 및 방사선 검출 기구를 조립하기 위한 방법에 관한 것이다.
방사선 단층촬영 장치 등에 제공되는 방사선 검출 기구는 방사선을 검출하는 검출 조립체, 및 산란선을 제거하는 시준기 조립체를 포함한다. 검출 조립체는 복수의 검출 요소가 매트릭스(matrix) 패턴으로 배열되는 구조를 갖는다. 시준기 조립체는 복수의 시준기 플레이트가 검출 조립체의 검출 평면 상의 검출 요소들을 구획하는 방식으로 배열되는 구조를 갖는다(일본 특허 출원 제 2012-013421 호의 요약서 등을 참조).
방사선 검출 기구의 성능은 검출 조립체의 검출 요소 및 시준기 조립체의 시준기 플레이트의 위치설정 정밀도에 크게 좌우된다. 특히, 다중-배열 검출 조립체를 지향하는 최근의 경향에 따라, 검출 요소의 개수가 증가되고 있고 시준기 조립체 크기가 더 커지고 있어서, 이들을 위치설정함에 있어서의 정밀도의 중요성이 증대하고 있다.
그러나, 검출 조립체 및 시준기 조립체의 크기가 더 커짐에 따라, 위치설정 정밀도를 개선하는 것은 더 어렵다. 구체적으로, 시준기 조립체의 시준기 모듈을 높은 정밀도로 효율적으로 위치설정하는 것은 어렵다.
전술된 상황에서, 높은 정밀도로 방사선 검출 기구 내에 시준기 모듈을 효율적으로 위치설정하기 위한 기술이 요망된다.
본 발명의 제 1 태양에 따르면, 슬라이스 방향(slice direction)으로 이격되어 있고 채널 방향에 평행하게 연장되는 한 쌍의 레일, 및 한 쌍의 레일의 방사선 출사측에 채널 방향을 따라 배열된 복수의 시준기 모듈(collimator module)을 포함하는 방사선 검출 기구가 제공된다. 이 기구에서, 한 쌍의 레일 중 적어도 하나는 채널 방향을 따라 연장되고, 방사선 출사측을 따라 형성된 복수의 노치(notch)를 갖는 플레이트 부재를 가지며, 시준기 모듈들은 각각 방사선 입사측에서 돌출하는 제 1 핀(pin)을 갖고, 제 1 핀이 플레이트 부재의 노치들 중 하나 내에 끼워맞춤된 상태로 한 쌍의 레일에 부착된다.
본 발명의 제 2 태양에 따르면, 본 발명의 제 1 태양에 따른 방사선 검출 기구에 있어서, 한 쌍의 레일은 각각 플레이트 부재를 갖고, 시준기 모듈들은 각각 슬라이스 방향의 양 단부에서 제 1 핀을 갖는다.
본 발명의 제 3 태양에 따르면, 본 발명의 제 1 태양 또는 제 2 태양에 따른 방사선 검출 기구에 있어서, 노치들은 각각 시준기 모듈의 배열을 위한 모든 기준 위치에 형성된다.
본 발명의 제 4 태양에 따르면, 본 발명의 제 1 태양 내지 제 3 태양 중 어느 한 태양에 따른 방사선 검출 기구에 있어서, 한 쌍의 레일 중 적어도 하나는 플레이트 부재, 및 슬라이스 방향에 있어서의 시준기 모듈을 위한 기준 위치에 형성된 평평한 표면을 갖고, 제 1 핀의 측면은 평평한 표면에 맞닿는다.
본 발명의 제 5 태양에 따르면, 본 발명의 제 1 태양 내지 제 4 태양 중 어느 한 태양에 따른 방사선 검출 기구는 시준기 모듈의 방사선 출사측에 제공된 복수의 검출기 모듈을 추가로 포함한다. 시준기 모듈들은 각각 방사선 출사측에서 돌출하는 제 2 핀을 갖고, 검출기 모듈들은 각각 제 2 핀과 끼워맞춤되는 구멍을 갖고, 제 2 핀이 구멍 내에 끼워맞춤된 상태로 한 쌍의 레일에 부착된다.
본 발명의 제 6 태양에 따르면, 본 발명의 제 5 태양에 따른 방사선 검출 기구에 있어서, 제 2 핀은 제 1 핀과 일체로 형성된다.
본 발명의 제 7 태양에 따르면, 본 발명의 제 5 태양에 따른 방사선 검출 기구에 있어서, 시준기 모듈들은 각각 슬라이스 방향의 양 단부에서 제 2 핀을 갖고, 검출기 모듈들은 각각 슬라이스 방향의 양 단부에서 구멍을 갖는다.
본 발명의 제 8 태양에 따르면, 본 발명의 제 1 태양 내지 제 4 태양 중 어느 한 태양에 따른 방사선 검출 기구는 시준기 모듈의 방사선 출사측에 제공된 복수의 검출기 모듈을 추가로 포함한다. 검출기 모듈들은 각각 방사선 입사측에서 돌출하는 제 2 핀을 갖고, 시준기 모듈들은 각각 제 2 핀과 끼워맞춤되는 구멍을 가지며, 검출기 모듈은 제 2 핀이 구멍 내에 끼워맞춤된 상태로 한 쌍의 레일에 부착된다.
본 발명의 제 9 태양에 따르면, 본 발명의 제 8 태양에 따른 방사선 검출 기구에 있어서, 검출기 모듈들은 각각 슬라이스 방향의 양 단부에서 제 2 핀을 갖고, 시준기 모듈들은 각각 슬라이스 방향의 양 단부에서 구멍을 갖는다.
본 발명의 제 10 태양에 따르면, 슬라이스 방향으로 이격되어 있고 채널 방향에 평행하게 연장되는 한 쌍의 레일, 및 한 쌍의 레일의 방사선 출사측에 채널 방향을 따라 배열된 복수의 시준기 모듈을 포함하는 방사선 검출 기구를 갖는 방사선 단층촬영 장치가 제공된다. 한 쌍의 레일 중 적어도 하나는 채널 방향을 따라 연장되고, 방사선 출사측을 따라 형성된 복수의 노치를 갖는 플레이트 부재를 갖는다. 시준기 모듈들은 각각 방사선 입사측에서 돌출하는 제 1 핀을 갖고, 제 1 핀이 플레이트 부재의 노치들 중 하나 내에 끼워맞춤된 상태로 한 쌍의 레일에 부착된다.
본 발명의 제 11 태양에 따르면, 본 발명의 제 10 태양에 따른 방사선 단층촬영 장치에 있어서, 한 쌍의 레일은 각각 플레이트 부재를 갖고, 시준기 모듈들은 각각 슬라이스 방향의 양 단부에서 제 1 핀을 갖는다.
본 발명의 제 12 태양에 따르면, 본 발명의 제 10 태양 또는 제 11 태양에 따른 방사선 단층촬영 장치에 있어서, 노치들은 각각 시준기 모듈의 배열을 위한 모든 기준 위치에 형성된다.
본 발명의 제 13 태양에 따르면, 본 발명의 제 10 태양 내지 제 12 태양 중 어느 한 태양에 따른 방사선 단층촬영 장치에 있어서, 한 쌍의 레일 중 적어도 하나는 플레이트 부재, 및 슬라이스 방향으로 시준기 모듈을 위한 기준 위치에 형성된 평평한 표면을 갖고, 제 1 핀의 측면은 평평한 표면에 맞닿는다.
본 발명의 제 14 태양에 따르면, 본 발명의 제 10 태양 내지 제 13 태양 중 적어도 한 태양에 따른 방사선 단층촬영 장치는 시준기 모듈의 방사선 출사측에 제공된 복수의 검출기 모듈을 추가로 포함한다. 시준기 모듈들은 각각 방사선 출사측에서 돌출하는 제 2 핀을 갖고, 검출기 모듈들은 각각 제 2 핀과 끼워맞춤되는 구멍을 갖고, 제 2 핀이 구멍 내에 끼워맞춤된 상태로 한 쌍의 레일에 부착된다.
본 발명의 제 15 태양에 따르면, 본 발명의 제 14 태양에 따른 방사선 단층촬영 장치에 있어서, 제 2 핀은 제 1 핀과 일체로 형성된다.
본 발명의 제 16 태양에 따르면, 본 발명의 제 14 태양에 따른 방사선 단층촬영 장치에 있어서, 시준기 모듈들은 각각 슬라이스 방향의 양 단부에서 제 2 핀을 갖고, 검출기 모듈들은 각각 슬라이스 방향의 양 단부에서 구멍을 갖는다.
본 발명의 제 17 태양에 따르면, 본 발명의 제 10 태양 내지 제 13 태양 중 적어도 한 태양에 따른 방사선 단층촬영 장치는 시준기 모듈의 방사선 출사측에 제공된 복수의 검출기 모듈을 추가로 포함한다. 검출기 모듈들은 각각 방사선 입사측에서 돌출하는 제 2 핀을 갖고, 시준기 모듈들은 각각 제 2 핀과 끼워맞춤되는 구멍을 가지며, 검출기 모듈은 제 2 핀이 구멍 내에 끼워맞춤된 상태로 한 쌍의 레일에 부착된다.
본 발명의 제 18 태양에 따르면, 본 발명의 제 17 태양에 따른 방사선 단층촬영 장치에 있어서, 검출기 모듈들은 각각 슬라이스 방향의 양 단부에서 제 2 핀을 갖고, 시준기 모듈들은 각각 슬라이스 방향의 양 단부에서 구멍을 갖는다.
본 발명의 제 19 태양에 따르면, 채널 방향으로 연장되고 방사선 출사측을 따라 형성된 복수의 노치를 갖는 플레이트 부재를, 채널 방향을 따라, 슬라이스 방향으로 이격되어 있고 채널 방향에 평행하게 연장되는 한 쌍의 레일 중 적어도 하나 상에 고정시키는 단계, 및 시준기 모듈의 방사선 입사측에 제공된 제 1 핀이 플레이트 부재의 노치 내에 끼워맞춤된 동안 복수의 시준기 모듈을 한 쌍의 레일에 부착하는 단계를 포함하는, 방사선 검출 기구를 조립하기 위한 방법이 제공된다.
본 발명의 제 20 태양에 따르면, 본 발명의 제 19 태양에 따른 방사선 검출 기구를 조립하기 위한 방법은 시준기 모듈의 방사선 출사측에 제공된 제 2 핀이 검출기 모듈의 방사선 입사측에 형성된 구멍 내에 끼워맞춤된 동안 복수의 검출기 모듈을 한 쌍의 레일에 부착하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 상기 태양들에 따르면, 시준기 모듈들이 고정밀도로 위치설정되어야 하지만 보통은 이들을 채널 방향에 있어서 고정밀도로 위치설정하는 것이 어렵다는 것을 고려해, 구성요소로서의 위치설정 플레이트는 채널 방향에 있어서의 고정밀도 위치설정을 위해 레일에 제공되는 임의의 수단 대신에 시준기 모듈의 위치설정 핀과 끼워맞춤되는 노치를 갖는다. 플레이트 부재는 미리 고정밀도로 제조되고 레일에 부착되어, 고정밀도 위치설정을 위한 표준 절차가 비교적 용이하게 확립된다. 따라서, 높은 위치설정 정밀도를 제공하는 레일이 높은 생산율로 조립될 수 있다. 시준기 모듈의 위치설정은 단지 위치설정 핀을 플레이트 부재의 노치 내로 끼워맞춤함으로써 용이하게 행해질 수 있다. 그 결과, 방사선 검출 기구의 시준기 모듈은 고정밀도로 효율적으로 위치설정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 X선 CT 장치의 구성을 도시하는 개략도,
도 2는 X선 검출 기구의 구조를 도시하는 도면,
도 3은 X선 검출 기구의 사시도,
도 4는 X선 검출 기구의 부분 확대도,
도 5는 X선 검출 기구의 단면도,
도 6은 시준기 모듈의 구조의 예를 도시하는 도면,
도 7은 검출기 모듈의 구조의 예를 도시하는 도면,
도 8은 실시예에 따른 X선 검출 기구를 조립하기 위한 방법의 흐름도,
도 9는 시준기 모듈 및 검출기 모듈의 제 1의 다른 예를 도시하는 도면,
도 10은 시준기 모듈 및 검출기 모듈의 제 2의 다른 예를 도시하는 도면.
도 2는 X선 검출 기구의 구조를 도시하는 도면,
도 3은 X선 검출 기구의 사시도,
도 4는 X선 검출 기구의 부분 확대도,
도 5는 X선 검출 기구의 단면도,
도 6은 시준기 모듈의 구조의 예를 도시하는 도면,
도 7은 검출기 모듈의 구조의 예를 도시하는 도면,
도 8은 실시예에 따른 X선 검출 기구를 조립하기 위한 방법의 흐름도,
도 9는 시준기 모듈 및 검출기 모듈의 제 1의 다른 예를 도시하는 도면,
도 10은 시준기 모듈 및 검출기 모듈의 제 2의 다른 예를 도시하는 도면.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예가 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 X선 CT(Computed Tomography, 컴퓨터 단층촬영) 장치(1)를 개략적으로 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, X선 CT 장치(1)는 스캐닝 갠트리(scanning gantry)(2), 이미징 테이블(3), 및 조작 콘솔(4)을 포함한다.
조작 콘솔(4)의 제어 하에서, 스캐닝 갠트리(2)는 대상물(10)을 스캐닝하고 투영 데이터를 수집한다. 이미징 테이블(3)은 대상물(10)을 이미징 테이블 상에 유지하고 대상물을 스캐닝 갠트리(2)의 보어 내로 운반한다. 조작자로부터의 조작 명령의 수신시, 조작 콘솔(4)은 스캐닝 갠트리(2) 및 이미징 테이블(3)을 제어하거나, 스캐닝에 의해 수집된 투영 데이터에 기초해 이미지를 재구성하고 이를 디스플레이한다.
스캐닝 갠트리(2)는 X선 관(5) 및 X선 검출 기구(6)를 갖는다. X선 관(5) 및 X선 검출 기구(6)는 대상물(10)이 이들 사이에 있는 상태로 서로 반대편에 위치되고, 이러한 위치 관계가 유지되면서 대상물(10) 주위를 회전하는 방식으로 지지된다. X선 관(5)은 그것의 X선 초점(51)으로부터 대상물(10)을 향해 X선(52)을 방사하고, X선 검출 기구(6)는 투과된 X선을 검출한다.
다음에, X선 검출 기구(6)의 구조가 기술될 것이다.
도 2는 X선 검출 기구(6)의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, X선 검출 기구(6)는 프레임(7), 복수의 시준기 모듈(8), 및 복수의 검출기 모듈(9)을 포함한다.
프레임(7)은 채널 방향(CH 방향)에 평행하게 연장되는 슬라이스(slice) 방향(SL 방향)으로 이격된 한 쌍의 레일, 즉 상부 레일(71) 및 하부 레일(72)과, 채널 방향의 양 단부에서 이 레일의 쌍을 연결하는 연결부(73)를 포함한다. 본 명세서에서, "상부"는 슬라이스 방향에 있어서의 일 방향 쪽을 의미하고, "하부"는 슬라이스 방향에 있어서의 다른 방향 쪽, 즉 상부와 반대인 쪽을 의미한다. 상부 및 하부 레일(71, 72)과 연결부(73)는, 예를 들어 스테인리스 합금 또는 알루미늄 합금으로 제조된다.
도 3은 X선 검출 기구(6)의 X선 출사측으로부터 본 때의, X선 검출 기구(6)의 구조의 예를 도시하는 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 X선 검출 기구(6)의 부분 확대도이다. 도 5는 채널 방향에 수직으로 취해진, X선 검출 기구(6)의 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, X선 방사 방향(F 방향)에 평행하고 채널 방향으로 연장되는 제 1 평평한 표면(721) 및 제 2 평평한 표면(722)은 하부 레일(72)의 상부측 표면 상에 단차가 있는(uneven) 평행한 평면들로서 형성된다. 또한, X선 방사 방향에 수직이고 채널 방향으로 연장되는 제 1 만곡된 표면(723) 및 제 2 만곡된 표면(724)은 하부 레일(72)의 X선 출사측에 단차가 있는 평행한 평면들로서 형성된다.
하부 위치설정 플레이트(75)가 하부 레일(72)의 제 1 평평한 표면(721) 상에 정확히 위치설정되어 고정된다. 하부 위치설정 플레이트(75)는 시준기 모듈(8)을 채널 방향에 있어서 위치설정하도록 의도된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 예에서, 하부 위치설정 플레이트(75)는 하부 위치설정 플레이트(75) 내의 복수의 장착 구멍(751)을 하부 레일(72)의 제 1 평평한 표면(721) 내의 복수의 위치설정 플레이트 장착 구멍(725)(도시되지 않음)에 정렬시키고, 위치설정 플레이트 장착 핀(761)을 구멍들 내로 삽입함으로써 고정되며, 이들 각각에서 위치설정 플레이트 장착 구멍(725)과 장착 구멍(751)은 중첩된다.
하부 위치설정 플레이트(75)는 채널 방향으로 연장되는, 아치형의 평평한 플레이트 부재이다. 하부 위치설정 플레이트(75)의 X선 출사측에는, 복수의 노치(notch)(752)가 시준기 모듈(8)의 배열을 위한 모든 기준 위치에 각각 제공되고 채널 방향으로 이격되어 있다. 다시 말해서, 노치(752)들 사이의 간격은 시준기 모듈(8)들 사이의 요구되는 간격과 동일하다. 하부 위치설정 플레이트(75)는, 예를 들어 스테인리스 합금 또는 알루미늄 합금으로 제조된다. 노치(752)는 시준기 모듈(8)을 채널 방향에 있어서 정확하게 위치설정하도록 의도되고 와이어 방전 공정 등에 의해 고정밀도로 기계가공된다.
하부 레일(72)의 제 2 평평한 표면(722)은 시준기 모듈(8)을 슬라이스 방향에 있어서 정확히 위치설정하기 위한 기준 평면이다. 이러한 이유로, 하부 레일(72)의 제 1 평평한 표면(721)은 X선 검출 기구(6)의 표준 위치와 규정된 위치 관계에 있도록 고정밀도로 기계가공된다. 이러한 예에서, 제 2 평평한 표면(722)은 제 1 평평한 표면(721)보다 약간 더 낮거나 하부측에 더 가깝고, 슬라이스 방향에 있어서 노치(752)와 부분적으로 중첩된다.
하부 레일(72)의 제 1 만곡된 표면(723) 상에는, 시준기 모듈 장착 나사(762)로 의해 시준기 모듈(8)을 고정하기 위한 복수의 시준기 모듈 장착 나사 구멍(726)이 형성되고 채널 방향으로 이격되어 있다.
하부 레일(72)의 제 2 만곡된 표면(724) 상에는, 검출기 모듈 장착 나사(763)로 검출기 모듈(9)을 고정하기 위한 복수의 검출기 모듈 장착 나사 구멍(727)이 형성되고 채널 방향으로 이격되어 있다.
상부 레일(71)은 슬라이스 방향에 있어서 하부 레일(72)과 거의 대칭인 구성을 갖는다. 구체적으로, 제 1 평평한 표면(711)이 상부 레일(71)의 하부측 표면 상에 형성되고, 제 1 만곡된 표면(713) 및 제 2 만곡된 표면(714)이 상부 레일(71)의 X선 출사측에 단차가 있는 평행한 평면들로서 형성된다.
하부 위치설정 플레이트(75)와 유사하게, 상부 위치설정 플레이트(74)가 상부 레일(71)의 제 1 평평한 표면(711) 상에 정확히 위치설정되어 고정된다. 상부 위치설정 플레이트(74)의 X선 출사측에는, 복수의 노치(742)(도시되지 않음)가 시준기 모듈(8)의 배열을 위한 모든 기준 위치에 각각 제공되고 채널 방향으로 이격되어 있다. 노치(742)는 시준기 모듈(8)을 채널 방향에 있어서 정확하게 위치설정하도록 의도되고 와이어 방전 공정 등에 의해 고정밀도로 기계가공된다.
상부 레일(71)의 제 2 평평한 표면(712)은 시준기 모듈(8)을 슬라이스 방향에 있어서 대략적으로 위치설정하기 위한 평면이다. 상부 레일(71)의 제 2 평평한 표면(712)은 위치설정하기 위한 기준 평면이 아니기 때문에, 실제로 하부 레일(72)의 제 2 평평한 표면(722)처럼 고정밀도로 기계가공될 필요는 없지만, 이들 사이에 기계가공 정밀도가 상이할 필요는 없다. 이러한 예에서, 제 2 평평한 표면(712)은 제 1 평평한 표면(711)보다 약간 더 높거나 상부측에 더 가깝고, 슬라이스 방향에 있어서 노치(742)와 부분적으로 중첩된다.
상부 레일(71)의 제 1 만곡된 표면(713) 상에는, 시준기 모듈 장착 나사(762)로 시준기 모듈(8)을 고정하기 위한 복수의 시준기 모듈 장착 나사 구멍(716)이 형성되고 채널 방향으로 이격되어 있다. 또한, 상부 레일(71)의 제 2 만곡된 표면(714) 상에는, 검출기 모듈 장착 나사(763)로 검출기 모듈(9)을 고정하기 위한 복수의 검출기 모듈 장착 나사 구멍(717)이 형성되고 채널 방향으로 이격되어 있다.
다음에, 시준기 모듈(8)의 구조가 기술될 것이다. 도 6은 시준기 모듈 구조의 예를 도시하고 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 시준기 모듈(8)은 검출기 모듈(9)의 검출 요소(91)들 사이의 경계에 대응하도록 그리드(grid) 패턴으로 조합된 복수의 시준기 플레이트(81), 및 슬라이스 방향에 있어서 시준기 플레이트(81)들을 사이에 끼워 이들을 지지하는 한 쌍의 단부-블록, 즉 상부 단부-블록(82t) 및 하부 단부-블록(82b)을 포함한다. 시준기 플레이트(81)는 예를 들어 텅스텐 또는 몰리브덴과 같은, X선을 흡수하는 중금속으로 제조된다. 상부 및 하부 단부-블록(82t, 82b)은 예를 들어 알루미늄 합금으로 제조된다. 시준기 플레이트(81)와 상부 및 하부 단부-블록(82t, 82b)은 규정된 공구로 위치설정되고 접착제로 고정된다. 시준기 플레이트(81)들은 64개의 세그먼트(segment)(슬라이스 방향) x 16개의 세그먼트(채널 방향) - 여기서 각각의 세그먼트는 약 1 제곱밀리미터임 - 를 생성하는 방식으로 조합된다.
시준기 모듈(8)은, X선 입사측에서 슬라이스 방향의 양 단부에, 모듈 자체를 위치설정하기 위해 상부 시준기 모듈 위치설정 핀(83t) 및 하부 시준기 모듈 위치설정 핀(83b) 각각을 갖는다. 이러한 예에서, 상부 시준기 모듈 위치설정 핀(83t)은 채널 방향에 있어서 상부 단부-블록(82t)의 중심에 위치되고, 하부 시준기 모듈 위치설정 핀(83b)은 채널 방향에 있어서 하부 단부-블록(82b)의 중심에 위치된다. 상부 시준기 모듈 위치설정 핀(83t) 및 하부 시준기 모듈 위치설정 핀(83b)은 상부 위치설정 플레이트(74)의 노치(742) 및 하부 위치설정 플레이트(75)의 노치(752)에 정확히 끼워맞춤되도록 형성된, X선 입사측에서 돌출하는 원통형 부재이다. 다시 말해서, 상부 및 하부 시준기 모듈 위치설정 핀(83t, 83b)의 직경은 채널 방향에 있어서의 상부 및 하부 노치(742, 752)의 직경과 거의 동일하다.
시준기 모듈(8)은 그것의 상부 시준기 모듈 위치설정 핀(83t)이 상부 위치설정 플레이트(74)의 노치(742) 내로 끼워맞춤되고 그것의 하부 시준기 모듈 위치설정 핀(83b)이 하부 위치설정 플레이트(75)의 노치(752) 내로 끼워맞춤됨으로써 채널 방향에 있어서 정확히 위치설정된다. 시준기 모듈(8)은 하부 시준기 모듈 위치설정 핀(83b)을 하부 레일(72)의 제 1 평평한 표면(721)에 맞닿게 함으로써 슬라이스 방향에 있어서 정확히 위치설정된다.
시준기 모듈(8)은 슬라이스 방향의 양 단부에 형성된 상부 고정 구멍(85t) 및 하부 고정 구멍(85b) 각각을 갖는다. 상부 고정 구멍(85t)은 시준기 모듈(8)을 상부 레일(71)의 시준기 모듈 장착 나사 구멍(716) 내에 나사고정하기 위해 시준기 모듈 장착 나사(762)가 내부를 통과하는 구멍이다. 하부 고정 구멍(85b)은 시준기 모듈(8)을 하부 레일(72)의 시준기 모듈 장착 나사 구멍(726) 내에 나사고정하기 위해 시준기 모듈 장착 나사(762)가 내부를 통과하는 구멍이다.
시준기 모듈(8)은 X선 출사측에서 슬라이스 방향의 양 단부에, 즉 상부 및 하부 시준기 모듈 장착 핀(83t, 83b)이 위치되는 측의 반대편에, 검출기 모듈(9)을 위치설정하기 위한 상부 검출기 모듈 위치설정 핀(84t) 및 하부 검출기 모듈 위치설정 핀(84b)을 추가로 갖는다. 이러한 예에서, 상부 검출기 모듈 위치설정 핀(84t)은 채널 방향에 있어서 상부 단부-블록(82t)의 중심에 위치되고, 하부 검출기 모듈 위치설정 핀(84b)은 채널 방향에 있어서 하부 단부-블록(82b)의 중심에 위치된다. 상부 및 하부 검출기 모듈 위치설정 핀(84t, 84b)은 슬라이스 방향에 있어서 검출기 모듈(9)의 양 단부에 X선 입사측에 형성된 상부 및 하부 위치설정 구멍(나중에 기술됨)에 정확히 끼워맞춤되도록 형성된, X선 출사측에서 돌출하는 원통형 부재이다.
검출기 모듈(9)은, 시준기 모듈(8)이 한 쌍의 레일(71, 72)에 부착된 상태에서, 상부 및 하부 검출기 모듈 위치설정 핀(84t, 84b)이 각각 검출기 모듈(9)의 상부 및 하부 위치설정 구멍 내에 끼워맞춤됨으로써 채널 방향 및 슬라이스 방향에 있어서 정확히 위치설정된다.
이러한 예에서, 상부 시준기 모듈 위치설정 핀(83t)과 상부 검출기 모듈 위치설정 핀(84t)은 서로 일체로 형성된다. 유사하게, 하부 시준기 모듈 위치설정 핀(83b)과 하부 검출기 모듈 위치설정 핀(84b)은 서로 일체로 형성된다. 구체적으로, 관통-구멍이 X선 방사 방향으로 상부 및 하부 단부-블록(81, 82) 내에 형성되고, 핀이 각각의 관통-구멍 내로 삽입되어 고정된다. 이는 위치설정 핀의 위치 정밀도를 안정화시키고 조립 효율을 개선한다.
다음에, 검출기 모듈(9)의 구조가 기술될 것이다. 도 7은 검출기 모듈 구조의 예를 도시하고 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 검출기 모듈(9)은 기판(91), 기판(91)의 X선 입사측에 매트릭스 패턴으로 배열된 복수의 검출 요소(92), 및 기판(91)의 X선 출사측에 위치되고 검출 요소(92)로부터의 아날로그 출력 신호를 디지털 신호로 변환하고 이를 처리하는 신호 처리 회로(93)를 포함한다. 기판(91)은 예를 들어 세라믹으로 제조된다. 검출 요소(92)들은 각각 신틸레이터(scintillator) 및 포토다이오드(photo-diode)로 구성된다. 각각의 검출 요소(92)는 예를 들어 1 제곱밀리미터이고, 하나의 검출기 모듈(9)에는 예를 들어 64개(슬라이스 방향) x 16개(채널 방향)의 검출 요소(92)가 배열된다.
검출기 모듈(9)은, X선 입사측에서 슬라이스 방향의 양 단부에, 모듈 자체를 위치설정하기 위해 상부 위치설정 구멍(94t) 및 하부 위치설정 구멍(94b) 각각을 갖는다. 상부 및 하부 위치설정 구멍(94t, 94b)은 시준기 모듈(8)의 상부 및 하부 검출기 모듈 위치설정 핀(84t, 84b) 각각과 끼워맞춤되도록 형성된다.
검출기 모듈(9)은 슬라이스 방향의 양 단부에 형성된 상부 고정 구멍(95t) 및 하부 고정 구멍(95b) 각각을 갖는다. 상부 고정 구멍(95t)은 검출기 모듈(9)을 상부 레일(71)의 검출기 모듈 장착 나사 구멍(717) 내에 나사고정하기 위해 검출기 모듈 장착 나사(763)가 내부를 통과하는 구멍이다. 하부 고정 구멍(95b)은 검출기 모듈(9)을 하부 레일(72)의 검출기 모듈 장착 나사 구멍(727) 내에 나사고정하기 위해 검출기 모듈 장착 나사(763)가 내부를 통과하는 구멍이다.
다음에, X선 검출 기구를 조립하기 위한 방법이 기술될 것이다.
도 8은 이러한 실시예에 따른 X선 검출 기구를 조립하기 위한 방법의 흐름도이다.
단계 S1에서, 위치설정 플레이트가 레일 상에 고정된다. 구체적으로, 하기의 절차가 취해진다. 상부 위치설정 플레이트(74)가 상부 레일(71)의 제 1 평평한 표면(711) 상에 배치된다. 상부 위치설정 플레이트(74)의 위치는 상부 위치설정 플레이트(74)의 장착 구멍(741)이 상부 레일(71)의 위치설정 플레이트 장착 구멍(715)과 중첩되도록 조정된다. 위치설정 플레이트 장착 핀(761)이 각각의 장착 구멍(741) 내로 밀어넣어져 상부 위치설정 플레이트(74)를 상부 레일(71)의 제 1 평평한 표면(711) 상에 고정한다. 유사한 절차가 하부 레일(72)에 대해 취해진다. 구체적으로, 하부 위치설정 플레이트의 장착 구멍(751)이 하부 레일(71)의 위치설정 플레이트 장착 구멍(725)과 중첩되게 하고 위치설정 플레이트 장착 핀(761)을 구멍 내로 밀어넣음으로써 하부 위치설정 플레이트(75)가 하부 레일(72)의 제 1 평평한 표면(721) 상에 고정된다.
단계 S2에서, 단계 S1에서 위치설정된 상부 및 하부 레일(71, 72)이 연결부(73)를 사용해 연결되어 프레임(7)을 조립한다.
단계 S3에서, 시준기 모듈이 위치설정 핀에 의해 위치설정된다. 구체적으로, 하기의 절차가 취해진다. 각각의 시준기 모듈(8)의 상부 및 하부 시준기 모듈 위치설정 핀(83t, 83b)이 각각 상부 및 하부 위치설정 플레이트(74, 75)의 대응 쌍의 노치(742, 752) 내로 끼워맞춤된다. 그 결과, 시준기 모듈(8)이 채널 방향에 있어서 정확히 위치설정된다. 이때, 하부 시준기 모듈 위치설정 핀(83b)이 하부 레일(72)의 제 2 평평한 표면(722)에 대항하여 가압된다. 그 결과, 시준기 모듈(8)이 슬라이스 방향에 있어서 정확히 위치설정된다.
단계 S4에서, 시준기 모듈이 나사로 레일 상에 고정된다. 구체적으로, 하기의 절차가 취해진다. 각각의 시준기 모듈(8)이 제위치에 위치설정된 상태에서, 시준기 모듈 장착 나사(762)가 상부 레일(71)의 시준기 모듈 장착 나사 구멍(716) 및 하부 레일(72)의 시준기 모듈 장착 나사 구멍(726) 내로 통과되어 시준기 모듈(8)을 나사고정한다.
단계 S5에서, 다음에 고정될 시준기 모듈(8)이 존재하는지 여부에 대해 결정이 이루어진다. 그렇다면, 시퀀스는 단계 S3로 되돌아가고, 시준기 모듈(8)에 대한 고정 절차가 계속된다. 그렇지 않다면, 시퀀스는 단계 S6로 진행한다.
단계 S6에서, 검출기 모듈이 위치설정 핀에 의해 위치설정된다. 구체적으로, 하기의 절차가 취해진다. 레일(71, 72)의 쌍에 부착된 각각의 시준기 모듈(8)의 상부 및 하부 검출기 모듈 위치설정 핀(84t, 84b)이 검출기 모듈(9)의 상부 및 하부 위치설정 구멍(94t, 94b) 내로 끼워맞춤된다. 그 결과, 검출기 모듈(9)이 채널 방향과 슬라이스 방향 둘 모두에서 동시에 위치설정된다. 그 결과, 검출기 모듈(9)의 검출 요소(92)의 경계가 위치의 관점에서 시준기 모듈(8)의 시준기 플레이트(81)의 그리드 패턴에 정확히 대응한다.
단계 S7에서, 검출기 모듈이 나사로 레일 상에 고정된다. 구체적으로, 하기의 절차가 취해진다. 각각의 검출기 모듈(9)이 제위치에 위치설정된 상태에서, 검출기 모듈 장착 나사(763)가 상부 레일(71)의 검출기 모듈 장착 나사 구멍(717) 및 하부 레일(72)의 검출기 모듈 장착 나사 구멍(727) 내로 통과되어 검출기 모듈(9)을 나사고정한다.
단계 S8에서, 다음에 고정될 검출기 모듈(9)이 존재하는지 여부에 대해 결정이 이루어진다. 그렇다면, 시퀀스는 단계 S6로 되돌아가고, 검출기 모듈에 대한 고정 절차가 계속된다. 그렇지 않다면, 조립 시퀀스가 종료된다.
상기의 실시예에 따르면, 시준기 모듈들이 고정밀도로 위치설정되어야 하지만 보통은 이들을 채널 방향에 있어서 고정밀도로 위치설정하는 것이 어렵다는 것을 고려해, 구성요소로서의 위치설정 플레이트는 채널 방향에 있어서의 고정밀도 위치설정을 위해 레일에 제공되는 임의의 수단 대신에 시준기 모듈의 위치설정 핀과 끼워맞춤되는 노치를 갖는다. 위치설정 플레이트는 미리 고정밀도로 제조되고 레일에 부착되어, 고정밀도 위치설정을 위한 표준 절차가 비교적 용이하게 확립된다. 따라서, 높은 위치설정 정밀도를 제공하는 레일이 높은 생산율로 조립될 수 있다. 시준기 모듈의 위치설정은 단지 위치설정 핀을 위치설정 플레이트의 노치 내로 끼워맞춤함으로써 용이하게 행해질 수 있다. 그 결과, 방사선 검출 기구의 시준기 모듈은 고정밀도로 효율적으로 위치설정될 수 있다.
이러한 실시예에서, 각각의 시준기 모듈에 대한 위치설정 및 고정 절차가 각각의 개별 검출기 모듈에 대한 절차와 유사하기 때문에, X선 검출 기구는 간단한 단계들을 반복적으로 수행함으로써 조립될 수 있고, 따라서 작업 효율 및 고 정비성이 보장된다.
또한, 이러한 실시예에서, 온도에 민감한 검출기 모듈이 레일 상에 직접 고정되고, 따라서 열 전달이 효율적으로 행해지고 검출기 모듈의 특성이 안정화된다.
또한, 시준기 모듈이 위치의 관점에 있어서 채널 방향에 있어서 검출기 모듈에 대응하기 때문에, 채널 방향에 있어서의 X선 검출 기구의 검출 요소의 개수, 또는 채널 방향에 있어서의 검출 표면의 폭이 용이하게 증가되거나 감소될 수 있다.
본 발명은 상기의 실시예로 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 일 없이 임의의 변경된 형태로 구현될 수 있다.
예를 들어, 이러한 실시예에서, 하나의 검출기 모듈이 하나의 시준기 모듈에 대해 위치설정되지만, 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 검출기 모듈이 하나의 시준기 모듈에 대해 위치설정될 수 있다.
또한, 예를 들어, 이러한 실시예에서, 각각의 시준기 모듈이 검출기 모듈을 위한 위치설정 핀을 갖고 검출기 모듈이 그 위치설정 핀이 끼워맞춤되는 위치설정 구멍을 갖지만, 도 10에 도시된 바와 같이, 위치설정 핀 및 위치설정 구멍의 위치는 반대로 될 수 있다. 즉, 시준기 모듈이 검출기 모듈 위치설정 구멍을 갖고 검출기 모듈이 위치설정 핀을 갖는 것이 가능할 수 있다.
또한, 예를 들어, 이러한 실시예에서, 시준기 모듈 및 검출기 모듈이 슬라이스 방향의 양 단부에서 위치설정 핀 및 위치설정 구멍을 갖지만, 위치설정 핀 및 위치설정 구멍이 슬라이스 방향의 하나의 단부에만 제공될 수 있다.
또한, 시준기 모듈 장착 구멍 및 검출기 모듈 장착 구멍의 대신에 노치가 형성될 수 있다.
또한, 이러한 실시예는 X선 CT 장치에 관한 것이지만, 본 발명은 X선 CT 장치와 조합되는 PET-CT 장비, 및 X선 CT 장치와 SPECT를 조합하는 PET 또는 SPECT-CT 장비에 적용될 수 있다.
또한, 이러한 실시예에서, X선이 스캐닝을 위해 사용되지만, 감마선과 같은 다른 방사선이 사용될 수 있다.
1 : X선 CT 장치 2 : 스캐닝 갠트리
3 : 이미징 테이블 4 : 조작 콘솔
5 : X선 관 6 : X선 검출 기구
7 : 프레임 8 : 시준기 모듈
9 : 검출기 모듈 10 : 대상물
51 : 초점 52 : X선
71 : 상부 레일 72 : 하부 레일
73 : 연결부 74 : 상부 위치설정 플레이트
75 : 하부 위치설정 플레이트 81 : 시준기 플레이트
82t : 상부 단부-블록 82b : 하부 단부-블록
83t : 위치설정 핀 83b : 위치설정 핀
84t : 위치설정 핀 84b : 위치설정 핀
85t : 상부 고정 구멍 85b : 하부 고정 구멍
91 : 기판 92 : 검출 요소
93 : 신호 처리 회로 94t : 상부 위치설정 구멍
94b : 하부 위치설정 구멍 95t : 상부 고정 구멍
95b : 하부 고정 구멍 711 : 제 1 평평한 표면
712 : 제 2 평평한 표면 713 : 제 1 만곡된 표면
714 : 제 2 만곡된 표면 715 : 위치설정 플레이트 장착 구멍
716 : 모듈 장착 나사 구멍 717 : 모듈 장착 나사 구멍
721 : 제 1 평평한 표면 722 : 제 2 평평한 표면
723 : 제 1 만곡된 표면 724 : 제 2 만곡된 표면
725 : 위치설정 플레이트 장착 구멍 726 : 모듈 장착 나사 구멍
727 : 모듈 장착 나사 구멍 741 : 장착 구멍
742 : 노치 751 : 장착 구멍
752 : 노치 761 : 위치설정 플레이트 장착 핀
762 : 시준기 모듈 장착 나사 763 : 검출기 모듈 장착 나사
3 : 이미징 테이블 4 : 조작 콘솔
5 : X선 관 6 : X선 검출 기구
7 : 프레임 8 : 시준기 모듈
9 : 검출기 모듈 10 : 대상물
51 : 초점 52 : X선
71 : 상부 레일 72 : 하부 레일
73 : 연결부 74 : 상부 위치설정 플레이트
75 : 하부 위치설정 플레이트 81 : 시준기 플레이트
82t : 상부 단부-블록 82b : 하부 단부-블록
83t : 위치설정 핀 83b : 위치설정 핀
84t : 위치설정 핀 84b : 위치설정 핀
85t : 상부 고정 구멍 85b : 하부 고정 구멍
91 : 기판 92 : 검출 요소
93 : 신호 처리 회로 94t : 상부 위치설정 구멍
94b : 하부 위치설정 구멍 95t : 상부 고정 구멍
95b : 하부 고정 구멍 711 : 제 1 평평한 표면
712 : 제 2 평평한 표면 713 : 제 1 만곡된 표면
714 : 제 2 만곡된 표면 715 : 위치설정 플레이트 장착 구멍
716 : 모듈 장착 나사 구멍 717 : 모듈 장착 나사 구멍
721 : 제 1 평평한 표면 722 : 제 2 평평한 표면
723 : 제 1 만곡된 표면 724 : 제 2 만곡된 표면
725 : 위치설정 플레이트 장착 구멍 726 : 모듈 장착 나사 구멍
727 : 모듈 장착 나사 구멍 741 : 장착 구멍
742 : 노치 751 : 장착 구멍
752 : 노치 761 : 위치설정 플레이트 장착 핀
762 : 시준기 모듈 장착 나사 763 : 검출기 모듈 장착 나사
Claims (10)
- 방사선 검출 기구에 있어서,
슬라이스 방향(slice direction)으로 이격되어 있고 채널 방향에 평행하게 연장되는 한 쌍의 레일(71, 72); 및
상기 한 쌍의 레일의 방사선 출사측에 상기 채널 방향을 따라 배열된 복수의 시준기 모듈(collimator module)(8)을 포함하고,
상기 채널 방향을 따라 연장되는 상기 한 쌍의 레일 중 적어도 하나는, 상기 방사선 출사측을 따라 형성된 복수의 노치(notch)(742, 752)를 갖는 플레이트 부재(74, 75)를 포함하며, 상기 시준기 모듈은 각각 방사선 입사측에서 돌출하는 제 1 핀(pin)(83t, 83b)을 포함하고, 상기 제 1 핀이 상기 플레이트 부재의 상기 노치 중 하나 내에 끼워맞춤된 상태로 상기 한 쌍의 레일에 부착되는
방사선 검출 기구. - 제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 레일(71, 72) 각각은 상기 플레이트 부재(74, 75)를 포함하고, 상기 시준기 모듈(8)은 각각 상기 슬라이스 방향의 양 단부에서 상기 제 1 핀(83t, 83b)을 포함하는
방사선 검출 기구. - 제 1 항에 있어서,
상기 노치(742, 752)는 상기 시준기 모듈(8)의 배열을 위한 복수의 기준 위치 각각에 형성되는
방사선 검출 기구. - 제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 레일(71, 72) 중 적어도 하나는 상기 플레이트 부재(74, 75) 및 상기 슬라이스 방향에 있어서의 상기 시준기 모듈(8)을 위한 기준 위치에 형성된 평평한 표면(711)을 포함하고, 상기 제 1 핀(83t, 83b)의 측면은 상기 평평한 표면에 맞닿는
방사선 검출 기구. - 제 1 항에 있어서,
상기 시준기 모듈(8)의 방사선 출사측에 제공된 복수의 검출기 모듈(9)을 더 포함하고, 상기 시준기 모듈은 각각 상기 방사선 출사측에서 돌출하는 제 2 핀(84t, 84b)을 포함하며, 상기 검출기 모듈은 각각 상기 제 2 핀과 끼워맞춤되는 구멍(94t, 94b)을 포함하고, 상기 제 2 핀이 상기 구멍 내에 끼워맞춤된 상태로 상기 한 쌍의 레일(71, 72)에 부착되는
방사선 검출 기구. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 핀(84t, 84b)은 상기 제 1 핀(83t, 83b)과 일체로 형성되는
방사선 검출 기구. - 제 5 항에 있어서,
상기 시준기 모듈(8)은 각각 상기 슬라이스 방향의 양 단부에서 상기 제 2 핀(84t, 84b)을 포함하고, 상기 검출기 모듈(9)은 각각 상기 슬라이스 방향의 양 단부에서 상기 구멍(94t, 94b)을 포함하는
방사선 검출 기구. - 제 1 항에 있어서,
상기 시준기 모듈(8)의 방사선 출사측에 제공된 복수의 검출기 모듈(9)을 더 포함하고, 상기 검출기 모듈은 각각 상기 방사선 입사측에서 돌출하는 제 2 핀(84t, 84b)을 포함하며, 상기 시준기 모듈은 각각 상기 제 2 핀과 끼워맞춤되는 구멍(94t, 94b)을 포함하고, 상기 검출기 모듈은 상기 제 2 핀이 상기 구멍 내에 끼워맞춤된 상태로 상기 한 쌍의 레일(71, 72)에 부착되는
방사선 검출 기구. - 제 8 항에 있어서,
상기 검출기 모듈은 각각 상기 슬라이스 방향의 양 단부에서 상기 제 2 핀(84t, 84b)을 포함하고, 상기 시준기 모듈(8)은 각각 상기 슬라이스 방향의 양 단부에서 상기 구멍(94t, 94b)을 포함하는
방사선 검출 기구. - 방사선 검출 기구를 포함하는 방사선 단층촬영 장치에 있어서,
상기 방사선 검출 기구는
슬라이스 방향으로 이격되어 있고 채널 방향에 평행하게 연장되는 한 쌍의 레일(71, 72); 및
상기 한 쌍의 레일의 방사선 출사측에 상기 채널 방향을 따라 배열된 복수의 시준기 모듈을 포함하고,
상기 채널 방향을 따라 연장되는 상기 한 쌍의 레일 중 적어도 하나는 상기 방사선 출사측을 따라 형성된 복수의 노치(742, 752)를 갖는 플레이트 부재(74, 75)를 포함하며, 상기 시준기 모듈은 각각 방사선 입사측에서 돌출하는 제 1 핀(83t, 83b)을 포함하고, 상기 제 1 핀이 상기 플레이트 부재의 상기 노치 중 하나 내에 끼워맞춤된 상태로 상기 한 쌍의 레일에 부착되는
방사선 검출 기구를 포함하는 방사선 단층촬영 장치.
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