KR102126396B1 - 선속 조절기 및 이를 포함하는 컴퓨터 단층촬영 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선속 조절기 및 이를 포함하는 컴퓨터 단층촬영 장치에 관한 것으로, 내부가 관통되어 있고 서로 마주하는 X-선 소스와 X-선 검출기를 포함하는 갠트리(Gantry), 상기 갠트리를 통과할 수 있는 베드, 상기 갠트리 일측에서 일부분이 상기 갠트리 내부로 삽입되어 고정될 수 있는 제1 선속 조절기 및 상기 갠트리 타측에서 일부분이 상기 갠트리 내부로 삽입되어 고정될 수 있는 제2 선속 조절기를 포함하며, 상기 제1 선속 조절기와 상기 제2 선속 조절기는 상기 갠트리 내부에서 간격을 두고 마주하며, 상기 X-선 소스와 X-선 검출기는 상기 제1 선속 조절기와 상기 제2 선속 조절기 사이에 위치하고, 상기 제1 선속 조절기 및 상기 제2 선속 조절기는 각각, 상기 갠트리(Gantry)에 삽입될 수 있는 결합부, 그리고 상기 결합부와 연결되어 있고 상기 갠트리 외부에 위치한 연장부를 포함하며, 상기 결합부와 상기 연장부는 일체로 형성되어 내부가 관통되어 있으며, 상기 연장부는 상기 결합부로부터 멀어질수록 직경이 증가하고, 상기 결합부와 상기 연장부는 각각, 납으로 형성된 차폐부재, 그리고 상기 차폐부재 외부둘레를 따라 배치되어 있고 폴리스텔린(Polystyrene)로 형성된 커버를 포함한다.
Description
본 발명은 선속 조절기 및 이를 포함하는 컴퓨터 단층촬영 장치에 관한 것이다.
컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography; CT)은 X선 발생장치가 있는 원형의 갠트리(Gantry)에 들어가서 촬영하며 단순 X선 촬영과 달리 인체를 가로로 자른 횡단면상을 획득한다. CT는 단순 X선 촬영에 비해 구조물이 겹쳐지는 것이 적어 구조물 및 병변을 좀더 명확히 볼 수 있는 장점이 있다. 대부분의 장기 및 질환에서 병변이 의심되고 정밀검사를 시행해야 할 필요가 있을 때 기본이 되는 검사법이다.
단면상을 얻는다는 점에서 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging; MRI)과 CT는 공통점이 있지만, CT는 X선을 이용하여 영상을 얻고, MRI는 자기장 내에서 고주파를 전사하여 영상을 획득한다는 차이점이 있다. 또한 CT는 MRI에 비하여 검사비가 싸고, 검사 시간이 짧은 장점이 있다. 반면 MRI는 CT에 비하여 연조직의 표현력 및 대조도가 높아 근육, 인대, 뇌실질 병변 등의 진단에 있어서 기본이 된다.
이전에는 MRI가 횡단면상뿐만 아니라 원하는 단면상의 영상을 자유롭게 획득할 수 있다는 것이 CT에 비하여 장점으로 꼽아졌으나, 최근 들어 다중채널 CT(MDCT, multi-detector CT)가 보급되면서 촬영 후 영상을 재구성하여 MRI처럼 원하는 단면상 및 입체적인 삼차원(3D) 영상도 자유로이 얻을 수 있게 되었다.
컴퓨터 단층촬영의 종류에는 복부 컴퓨터 단층촬영(CT), 뇌 컴퓨터 단층촬영(CT), 두경부 컴퓨터 단층촬영(CT), 부비동 컴퓨터 단층촬영(CT), 간 컴퓨터 단층촬영(CT), 심장 컴퓨터 단층촬영(CT), 흉부 컴퓨터 단층촬영(CT), 척추 컴퓨터 단층촬영(CT) 등이 있다.
컴퓨터 단층촬영의 검사방법에는 방사선사의 안내에 따라 컴퓨터 단층촬영(CT) 기계의 침대 위에 눕고 곧 이어 필요에 따라 조영제를 정맥 주사하여 10 ~ 20분 정도 촬영을 실시한다.
이러한 컴퓨터 단층촬영의 주의사항에는 촬영 시 방사선사가 요구하는 대로의 자세로 움직이지 말며, 약 10 ~ 30초간 숨을 참으라고 방사선사가 안내 방송을 하는데 이때 숨을 잘 참아야 선명한 컴퓨터 단층촬영(CT) 사진을 얻을 수 있다.
CT는 영상은 영상의학과 전문의가 판독을 하며, 대형 병원에서는 뇌, 두경부, 흉부, 심장, 복부 등 장기별로 이를 전문으로 하는 영상의학과 전문의가 각기 따로 있어 이들이 CT 영상을 판독을 한다. CT상 암종 등 종괴를 형성하는 병변의 경우에는 대부분 조영제에 의하여 조영 증강되어 정상 조직에 비하여 밝게(하얗게) 보이며 정상 조직과 구분된다.
이러한 CT 촬영에 따른 부작용의 요인으로는 크게 조영제 주사와 X선 노출에 의한 것이 있다. 주사로 맞는 조영제는 때로 가려움증 또는 두드러기 등 과민 반응을 일으킬 수 있다. 가려움증이나 두드러기가 발생하면 담당 의사나 방사선사에게 이야기하여 적절한 조치를 받아야 한다. 또한 이전 검사 시에 과민 반응이 발생한 적이 있다면 이에 대해서도 검사 전에 담당 의사나 방사선사에게 알려야 한다. 촬영 때 사용되는 정맥 조영제는 요오드(Iodine) 성분이 들어 있는 약제로, 이 조영제는 연조직의 X선 흡수도에 차이를 주어 병변과 정상 조직이 잘 구별되게 한다. 그러나 요오드 성분에 대한 과민 반응에 의해 약 70,000~80,000명 중 1명 정도 사망하기도 하는데, 검사의 중요도가 높기 때문에 이러한 위험을 감수하고도 검사와 조영제 주사를 권하는 것이다. 또한 신장 기능이 저하되어 있는 경우 조영제가 일시적으로 신장 기능을 좀더 저하시키는 요인이 되며, 이러한 경우는 검사 시행 전이나 시행 후에 적절한 조치가 필요하다.
그리고 X선 노출에 있어서, 우리가 일상 생활을 하면서도 외계로부터 오는 우주선(cosmic radiation)이나 자연상에 존재하는 방사성 물질에 의해 방사선에 노출되게 되는데, 이러한 양은 일반적으로 연간 약 2 ~ 5mSv 정도이다. 고산지대에 사는 경우는 해수면 높이에 사는 사람보다 연간 약 1.5mSv 정도의 방사선에 더 노출되며, 비행기 여행을 하는 경우는 약 0.3mSv 정도의 방사선에 더 노출된다. 이처럼 고도에 따라 우주선에 의한 방사선 노출량이 크게 달라진다. 또 우리가 일상에서 가장 흔하게 노출되는 방사선의 원인은 가정에서 노출되는 라돈(radon, 지각 중의 토양, 모래, 암석, 광물질 및 이들을 재료로 하는 건축 자재 등에 천연적으로 존재하는 가스)에 의한 것으로 연간 약 2mSv 정도의 양이다.
CT의 경우는 촬영 기법에 따라 2 ~ 10mSv 정도 피폭되며 약 8개월에서 3년간 일상에서 노출되는 정도의 방사선량이다. 검사를 받음으로 인한 방사선 노출의 위험과 검사를 시행함으로써 얻게 되는 이득을 따져 보았을 때, 큰 해를 유발하지 않는 정도의 양이다.
임신 시에 우연히 시행한 방사선 검사의 경우 일반적으로 아이의 성장 발달에 중대한 영향을 미치지 않으며, 중대한 질병의 발생이나 다른 합병증이 유발될 가능성도 적은 것으로 알려져 있다. 하지만 임신 시에 불필요한 방사선 조사는 되도록 피하는 것이 좋다. 임신을 하였거나 임신 가능성이 있을 시에는 담당 의사나 방사선사에게 알려야 한다. 흉부, 두부 및 사지 CT 등의 경우에는 방사선 조사가 자궁을 피하게 되므로 태아에게 직접적으로 X선이 조사되지 않긴 하나, 이러한 경우에도 납으로 만든 치마 등을 착용하여 태아의 X선 조사를 최소화하는 것이 바람직하다.
한편, 싱글 소스 컴퓨터 단층촬영(single-source CT; SSCT)에서 다중 검출 나선형 컴퓨터 단층촬영(Multidector CT; MDCT)으로 기술이 발전 하면서 환자 피폭이 증가하고 있다. 피폭선량 감소는 큰 관심사안이다. 이에 CT 촬영 시 환자, 방사선사 등이 방사선(이하 X-선 이라 함)에 최소한 노출될 수 있는 기술이 요구되고 있다.
한편, 촬영을 위해 발생하는 X-선은 실제 모든 방향(360ㅀ)으로 발생한다. X-선을 의료 영상을 만들기 위한 1차 X-과 의료 영상을 만들지 않는 2차 X-선으로 구분할 수 있다. 2차 X-선은 방사선 피폭 및 의료영상 품질을 저하시키는 요인이다.
본 발명은 CT 촬영 시 X-선의 노출을 최소화하는 선속 조절기 및 이를 포함하는 컴퓨터 단층촬영 장치를 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 선속 조절기는 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography; CT) 장치의 갠트리(Gantry)에 삽입될 수 있는 결합부, 그리고 상기 결합부와 연결되어 있고 상기 갠트리 외부에 위치한 연장부를 포함하며, 상기 결합부와 상기 연장부는 내부가 관통되어 있으며, 상기 연장부는 상기 결합부로부터 멀어질수록 직경이 증가한다.
상기 결합부와 상기 연장부는 일체로 형성되어 있으며, 상기 결합부와 상기 연장부는 각각, X-선을 차단하는 차폐부재, 그리고 상기 차폐부재 외부둘레를 따라 배치되어 있는 커버를 포함할 수 있다.
상기 차폐부재는 납(Pb)으로 만들어질 수 있고, 상기 커버는 폴리스텔린(Polystyrene)으로 만들어질 수 있다.
상기 결합부는, 상기 갠트리 내부둘레와 대응되며, 상기 결합부는 상기 갠트리 내부에 억지끼움 결합될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 컴퓨터 단층촬영 장치는, 내부가 관통되어 있고 서로 마주하는 X-선 소스와 X-선 검출기를 포함하는 갠트리(Gantry), 상기 갠트리를 통과할 수 있는 베드, 상기 갠트리 일측에서 일부분이 상기 갠트리 내부로 삽입되어 고정될 수 있는 제1 선속 조절기 및 상기 갠트리 타측에서 일부분이 상기 갠트리 내부로 삽입되어 고정될 수 있는 제2 선속 조절기를 포함하며, 상기 제1 선속 조절기와 상기 제2 선속 조절기는 상기 갠트리 내부에서 간격을 두고 마주하며, 상기 X-선 소스와 X-선 검출기는 상기 제1 선속 조절기와 상기 제2 선속 조절기 사이에 한다.
상기 제1 선속 조절기 및 상기 제2 선속 조절기는 각각, 상기 갠트리(Gantry)에 삽입될 수 있는 결합부, 그리고 상기 결합부와 연결되어 있고 상기 갠트리 외부에 위치한 연장부를 포함할 수 있으며, 상기 결합부와 상기 연장부는 일체로 형성되어 내부가 관통되어 있으며, 상기 연장부는 상기 결합부로부터 멀어질수록 직경이 증가하고, 상기 결합부와 상기 연장부는 각각, 납으로 형성된 차폐부재, 그리고 상기 차폐부재 외부둘레를 따라 배치되어 있고 폴리스텔린(Polystyrene)로 형성된 커버를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, X-선이 모든 방향(360°)으로 발생하는 갠트리의 몸체 내에서 결합부가 간격을 두고 마주하므로 의료 영상을 만드는 1차 X-선에 영향을 미치지 않는다. 그러나 결합부와 연장부가 몸체를 감싸고 있으므로 의료 영상을 만드는 1차 X-선 이외에 X-선 피폭, 의료영상 품질 저하의 원인은 2차 X-선을 차폐할 수 있다. 2차 X-선 차폐로 X-선 피폭을 최소화 하며 의료영상 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 컴퓨터 단층촬영 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 도 1의 선속 조절기를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2를 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 자른 단면도.
도 4는 도 3의 A 부분 확대도.
도 2는 도 1의 선속 조절기를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2를 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 자른 단면도.
도 4는 도 3의 A 부분 확대도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 실시예에 따른 선속 조절기는 본 발명의 실시예인 컴퓨터 단층촬영 장치에 적용될 수 있는 바, 이하에서는 선속 조절기가 적용된 컴퓨터 단층촬영 장치 위주로 설명한다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 컴퓨터 단층촬영 장치에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 컴퓨터 단층촬영 장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 선속 조절기를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2를 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 3의 A 부분 확대도이다..
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 컴퓨터 단층촬영 장치(10)는 갠트리(11), 베드(12), 제1 선속 조절기(100) 및 제2 선속 조절기(200)를 포함하며 CT 촬영 시 환자, 방사선사가 X-선에 노출되는 것을 최소화한다.
갠트리(11)는 내부가 관통되어 도넛 형태로 형성된 몸체(11a), 몸체 내부에서 간격을 두고 서로 마주하는 X-선 소스(11b) 및 X-선 검출기(11c)를 포함한다. 베드(12)는 갠트리(Gantry)(11) 일측에 배치되어 있으며 직선 이동할 수 있다. 이에 베드(12)는 몸체(11a)를 통과할 수 있다. 그러나 베드(12)는 움직이지 않고 갠트리(11)가 베드(12)의 길이방향을 따라 움직일 수 있다.
이러한 컴퓨터 단층촬영 장치(10)는 X-선 소스(11b) 및 X-선 검출기(11c)를 통해 엑스선 스캔 빔(scan beam)을 여러 각도에서 인체(20)에 투영하고, 이를 컴퓨터로 재구성하여 인체 내부의 단면의 모습을 영상화한다.
환자가 베드(12)에 위치하고, 환자가 베드(12)를 통해 몸체(11a) 내부로 진입하면 환자에 대해 1차로 킬로볼트를 걸어 저준위 시노그램과 저준위 영상을 획득하고, 2차로 메가볼트를 걸어 고준위 시노그램과 고준위 영상을 획득한다.
이와 같은 갠트리 및 베드의 세부적인 구성은 공지된 컴퓨터 영상촬영 장치의 갠트리 및 베드와 동일하므로, 이하 자세한 설명은 생략한다.
제1 선속 조절기(100)는 갠트리(11) 일측에 결합되어 있고, 제2 선속 조절기(200)는 갠트리(11) 타측에 결합되어 있다. 제1 선속 조절기(100)와 제2 선속 조절기(200) 갠트리(11)의 몸체(11a) 내부에서 간격을 두고 마주한다. 제1 선속 조절기(100)와 제2 선속 조절기(200) 사이에는 X-선 소스(11b) 및 X-선 검출기(11c)가 위치한다. 제1 선속 조절기(100)와 제2 선속 조절기(200)는 X-선 소스(11b)에서 X-선 검출기(11c)로 산란되는 X-선을 차폐한다.
제1 선속 조절기(100) 및 제2 선속 조절기(200)는 각각 결합부(110, 210), 그리고 연장부(120, 220)를 포함하며 X-선을 차폐한다. 결합부(110, 210)와 연장부(120, 220)는 연결되어 일체로 형성되어 있다. 여기서 제1 선속 조절기(100)와 제2 선속 조절기(200)는 동일하므로 이하, 제1 선속 조절기(이하, 선속 조절기라 함)(100)를 기준으로 설명한다.
결합부(110)는 기설정된 길이를 가지며 갠트리(11)의 몸체(11a) 내부둘레와 대응되게 형성되어 있으며 몸체(11a) 내부로 삽입되어 몸체(11a) 내부둘레를 따라 배치되어 있다. 결합부(110)는 몸체(11a)에 억지끼움 방식으로 결합되어 있다. 이에 갠트리(10)의 몸체(11a)를 변경하지 않고 선속 조절기를 몸체(11a)에 설치할 수 있다. 따라서 선속 조절기만을 제작하여 사용중인 컴퓨터 단층촬영 장치의 갠트리에 설치할 수 있으므로 선속 조절기의 사용이 높아질 수 있다.
그러나, 선속 조절기의 고정력을 높이기 위해 볼트, 나사, 클램프, 돌기와 홈 등의 고정수단(도시하지 않음)으로 결합부(110)는 갠트리(10)의 몸체(11a)에 고정될 수 있다. 결합부(110)의 결합방식을 한정하지 않는다. 결합부(110)는 베드(12)와 몸체(11a) 내부둘레 사이에 위치한다. 결합부(110)는 몸체(11a) 내부둘레에서 산란되는 X-선을 차폐한다.
제2 선속 조절기(200)의 결합부(210) 길이는 제1 선속 조절기(100)의 결합부(110) 길이보다 짧다. 결합부(110, 210)의 길이는 몸체(11a)에 배치된 X-선 소스(11b) 및 X-선 검출기(11c)의 위치에 따라 달라질 수 있다.
연장부(120)는 갠트리(11)의 몸체(11a) 일측 외부에 위치하여 결합부(110)와 연결되어 있다. 연장부(120)는 나팔 형태로 형성되어 있다. 이에 연장부(120)는 결합부(110)에서 멀어질수록 그 지름이 증가한다.
이에 결합부(110)와 연장부(120)가 몸체(11a)를 감싸는 형태가 되어 결합부(110)와 연장부(120)는 산란되는 X-선을 차폐한다.
일체로 형성된 결합부(110)와 연장부(120)는 각각 차폐부재(130)와 커버(140)를 포함한다. 여기서 제2 선속 조절기(200)의 결합부(210)와 연장부(220) 또한 차폐부재(230)와 커버(240)를 포함한다.
차폐부재(130)는 산란되는 X-선을 차단한다. 커버(140)는 차폐부재(130) 외부둘레를 따라 배치되어 있으며 차폐부재(130)를 외부요건으로부터 손상되는 것을 방지한다. 차폐부재(130)의 두께는 0.6mm 내지 1mm일 수 있다. 차폐부재(130)의 두께가 0.6mm 미만일 경우 X-선 차폐 효율이 저하되며 1mm를 초과할 경우 중량 증가 및 제조원가 상승의 요인이 될 수 있다.
차폐부재(130)는 납(Pb)으로 만들어질 수 있으며, 커버(140)는 폴리스텔린(Polystyrene)으로 만들어질 수 있다.
납은 푸른색을 띤 은백색의 무르고 무거운 금속 원소이며, 독이 있는 금속으로 엑스(X)선을 잘 통과시키지 않는다. 납은 건조한 공기 중에서는 변화하지 않으나, 습기가 있는 공기 중에서는 표면이 산화되며 묽은 염산이나 묽은 황산에는 녹지 않으나 질산에는 녹는다. 납은 산성에 강하고 강도는 다른 금속에 비해 약한 편이지만 쓰이는 곳이 다양하며 금속 그대로도 사용하고, 합금이나 화합물로도 쓰인다. 납은 납축전지의 음극이나 퓨즈, 땜납, 수도관, 활자, 방사선 방지 재료로 이용된다. 납의 끓는점은 1,750℃이고, 녹는점은 327.4℃이다.
폴리스텔린은 스티렌의 라디칼 중합으로 얻어지는 비결정성의 고분자로, 무색 투명한 열가소성 수지이다. 폴리스켈린의 끓는점 145℃이며 스티롤 수지라고도 한다. 에틸렌과 벤젠을 반응시켜 생긴 액체 스티렌 단위체의 중합체인 폴리스티렌으로 이루어지며 약품에 잘 침식되지 않는다. 스티렌 수지는 플라스틱 중에서 가장 가공하기 쉽고 높은 굴절률을 가진다. 또 투명하고 빛깔이 아름다울 뿐만 아니라 단단한 성형품이 되고 전기절연 재료로도 우수하다.
X-선이 모든 방향(360°)으로 발생하는 갠트리(11)의 몸체(11a) 내에서 결합부(110, 210)가 간격을 두고 마주하므로 의료 영상을 만드는 1차 X-선에 영향을 미치지 않는다. 그러나 제1 선속 조절기(100)와 제2 선속 조절기(200)의 결합부(110, 210)와 연장부(120, 220)가 몸체(11a)의 일측과 타측을 감싸고 있으므로 X-선 피폭, 의료영상 품질 저하의 원인은 2차 X-선을 차폐할 수 있다. 2차 X-선 차폐로 X-선 피폭을 최소화 하며 의료영상 품질이 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 컴퓨터 단층촬영 장치 11: 갠트리
11a: 몸체 11b: X-선 소스
11c: X-선 검출기 12: 베드
100: 제1 선속 조절기 200: 제2 선속 조절기
110, 210: 결합부 120, 220: 연장부
130, 230: 차폐부재 140, 240: 커버
11a: 몸체 11b: X-선 소스
11c: X-선 검출기 12: 베드
100: 제1 선속 조절기 200: 제2 선속 조절기
110, 210: 결합부 120, 220: 연장부
130, 230: 차폐부재 140, 240: 커버
Claims (6)
- 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography; CT) 장치의 갠트리(Gantry)의 몸체 내부로 삽입되어 상기 몸체 내부 둘레를 따라 배치되어 있는 결합부, 그리고
상기 갠트리의 몸체 외부에 위치하여 상기 결합부와 연결되어 있는 연장부
를 포함하며,
상기 결합부와 상기 연장부는 일체로 형성되어 있고, 상기 결합부와 상기 연장부는 내부가 관통되어 있으며, 상기 연장부는 나팔 형태로 형성되어 상기 결합부로부터 멀어질수록 직경이 증가하고, 상기 결합부는 상기 갠트리 내부둘레와 대응되어 억지끼움 결합되며, 상기 결합부와 상기 연장부는 각각,
납(Pb)으로 이루어져 두께가 0.6mm 내지 1mm이고 X-선을 차단하는 차폐부재, 그리고
폴리스텔린(Polystyrene)으로 이루어져 상기 차폐부재 외부둘레를 따라 배치되어 있는 커버
를 포함하는
선속 조절기. - 삭제
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- 삭제
- 삭제
- 삭제
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