KR102236154B1 - 각도 가변형 콜리메이터 및 이를 이용한 방사선 검출 장치 - Google Patents

각도 가변형 콜리메이터 및 이를 이용한 방사선 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각도 가변형 콜리메이터 및 이를 이용한 방사선 검출 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터는 각각의 판면에 복수의 단위홀이 형성되고, 판면 방향으로 적층된 복수의 홀 플레이트와, 복수의 상기 홀 플레이트 간의 적층 방향으로의 간격을 조절하는 플레이트 구동부를 포함하고; 상기 홀 플레이트 간의 상호 대응하는 위치의 상기 단위홀들은 상기 적층 방향을 따라 연통되어 상기 적층 방향으로 방사선의 입사홀을 형성하고; 각각의 상기 홀 플레이트의 상호 인접한 상기 단위홀 간의 간격은 상기 적층 방향으로 갈수록 증가하여 상기 입사홀이 상기 홀 플레이트의 가장자리로 갈수록 경사 각도가 증가하도록 형성되며; 상기 플레이트 구동부는 상기 홀 플레이트 간의 간격을 조절하여 상기 입사홀의 경사 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 각도 가변형 콜리메이터에 의해서 달성된다. 이에 따라, 감마 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영 장치와 같은 방사선 검출 장치에서 집속 다공형 콜리메이터나 확산 다공형 콜리메이터에 적용되면서도, 확산 각도와 집속 각도의 조절이 가능하게 된다.

Description

각도 가변형 콜리메이터 및 이를 이용한 방사선 검출 장치{ANGLE-VARIABLE COLLIMATOR AND RADIATION DETECTION DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 각도 가변형 콜리메이터 및 이를 이용한 방사선 검출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감마 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장치와 같은 방사선 검출 장치에서 집속 다공형 콜리메이터, 확산 다공형 콜리메이터 그리고 핀홀 콜리메이터에 적용 가능한 각도 가변형 콜리메이터 및 이를 이용한 방사선 검출 장치에 관한 것이다.
방사선 검출 장치는 방사선 동위원소를 이용하여 방사선을 검출하거나 이를 영상화하는 장치로, 핵의학 진단 분야를 비롯하여 비파괴 검사 분야에서 널리 사용되고 있는 장치의 하나이다.
핵의학 진단 분야에 사용되는 방사선 검출 장치, 예컨대, 감마선을 이용하는 감마선 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영 장치는 인체의 구조적 정보를 제공하는 다른 진단 장치들, 예컨대, 자기공명촬영장치(MRI)나 초음파 진단 장치들과는 달리 방사성 약품을 이용하여 인체의 기능적 정보를 제공하게 된다.
도 1은 통상적인 감마 카메라(1)의 구성을 도시한 도면이다. 일반적인 감마 카메라(1)는 콜리메이터(Collimator)(10)와, 콜리메이터(10)를 통과한 방사선을 감지하는 방사선 검출부(20)를 포함한다.
콜리메이터(10)는 생체 내 추적자에서 방출되는 감마선 중 특정 방향의 감마선만을 통과시키고 다른 방향에서 오는 감마선을 차단하는 조준기로서의 기능을 수행한다. 즉, 콜리메이터(10)는 생체 부위에서 방출되는 감마선을 기하학적으로 제한하여 필요한 부위에서 방출되는 감마선만을 방사선 검출부(20)에 입사시킨다.
도 1, 도 2, 도 3의 (a)에 도시된 콜리메이터(10)는 다수의 홀이 형성된 평행 다공형 콜리메이터(Parallel multi-hole collimator)의 예를 나타낸 도면이고, 도 3의 (b), (c) 및 (d)는 각각 확산 다공형 콜리메이터(Diverging multi-hole collimator), 집속 다공형 콜리메이터(Converging multi-hole collimator), 핀홀 콜리메이터(Pin-hole collimator)를 나타내고 있다.
평행 다공형 콜리메이터는 홀의 배열이 평행하고 가장 널리 사용되는 것으로, 콜리메이터와 측정 대상 간의 거리에 따른 영상의 크기 변화가 없으며, 분해능 향상과 감도를 증가시키려면 측정 대상과의 거리를 짧게 한다. 일반적으로, 저에너지용이 격벽이 얇고, 에너지가 높아질수록 격벽이 두꺼워진다.
확산 다공형 콜리메이터는 콜리메이터의 유효 직경보다 사이즈가 큰 측정 대상을 검사하는데 사용되며, 영상 분해능은 상대적으로 낮은 편이다. 콜리메이터와 측정 대상 간의 거리가 멀어질수록 유효 시야는 넓어지나 감도나 분해능은 낮아진다.
핀홀 콜리메이터는 분해능이 높아 작은 측정 대상이나 국소부위의 검사에 유용하다. 감도 증가와 분해능 향상을 위해서는 측정 대상과 콜리메이터 간의 거리가 짧아야 하며, 측정 대상과의 거리가 길어지면 상이 축소된다.
집속 다공형 콜리메이터는 평행 다공형 콜리메이터와 핀홀 콜리메이터의 혼합형으로 볼 수 있으며, 콜리메이터와 측정 대상 간의 거리가 가까워질수록 상이 확대되고, 실물이 초점에 가까워질수록 상이 축소된다.
다시 도 1을 참조하여 설명하면, 방사선 검출부(20)는 신틸레이터(21), 광 가이드부(22) 및 광증배관(23)을 포함할 수 있다. 콜리메이터(10)를 통과한 감마선은 신틸레이터(21)에 입사된다.
여기서, 콜리메이터(10)를 통과하여 신틸레이터(21)와 반응한 감마선은 신틸레이터(21)에 의해 검출하기 쉬운 형태의 낮은 에너지 전자기파로 변환되어 광가이드부(22)를 거쳐 광전자증배관(23)에서 증폭 및 전기신호로 변환되고, 검출된 위치나 에너지 등이 컴퓨터(미도시)에 저장됨으로써, 영상을 획득하게 된다.
상기와 같은 감마선 카메라의 원리를 이용하는 단일광자방출전산화단층촬영 장치는 1976년. W. I. Keys에 의해 처음으로 개발되었고, 1979년. R. J. Jaszczak에 의해 뇌 전용 장치가 개발되었다.
단일광자방출전산화단층촬영 장치는 감마 카메라(1)의 작동 원리와 유사한데, 생체(T) 내에 단일광자, 예컨대, 감마선을 방출하는 방사성 의약품을 주입하여 생체 내에서 발생하는 감마선이 생체를 투과한 것을, 도 2에 도시된 바와 같이, 생체의 주위를 회전하는 갠트리(미도시)에 설치된 감마선 카메라로 여러 각도에서 측정하고, 검출된 신호를 영상 재구성 알고리즘에 의해 단층 영상을 획득한다.
따라서, 단일광자방출전산화단층촬영 장치에도 감마선 카메라(1)와 마찬가지로 콜리메이터(10)와 감마선 검출부(20)가 적용된다.
여기서, 핀홀 콜리메이터, 확산 다공형 콜리메이터, 집속 다공형 콜리메이터의 경우, 홀의 화각이 일정하게 고정되어 있는 단점이 있다. 이는 측정 대상과의 거리에 따라 각각의 분해능이나 영상의 크기가 달라진다는 점에서, 검출 상황에 따라 화각이 조절될 수 있다면 콜리메이터의 교체 없이 다양한 영상의 획득이 가능할 것이다.
이에, 본원 출원인에 의해 출원되어 공개된 한국등록특허공보 제10-1364339호에 개시된 '가변형 핀홀 타입 콜리메이터 및 이를 이용한 방사선 검출 장치'에서는 화각이 조절 가능한 핀홀 콜리메이터를 제안한 바 있다.
그러나, 집속 다공형 콜리메이터나, 도 4에 도시된 바와 같은 확산 다공형 콜리메이터의 경우, 화각이 고정되어 있어, 집속 각도나 확산 각도의 조절이 가능한 각도 가변형 콜리메이터의 개발이 요구되고 있다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 감마 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장치와 같은 방사선 검출 장치에서 집속 다공형 콜리메이터, 확산 다공형 콜리메이터 그리고 핀홀 콜리메이터에 적용 가능한 각도 가변형 콜리메이터 및 이를 이용한 방사선 검출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 각도 가변형 콜리메이터에 있어서, 각각의 판면에 복수의 단위홀이 형성되고, 판면 방향으로 적층된 복수의 홀 플레이트와, 복수의 상기 홀 플레이트 간의 적층 방향으로의 간격을 조절하는 플레이트 구동부를 포함하고; 상기 홀 플레이트 간의 상호 대응하는 위치의 상기 단위홀들은 상기 적층 방향을 따라 연통되어 상기 적층 방향으로 방사선의 입사홀을 형성하고; 각각의 상기 홀 플레이트의 상호 인접한 상기 단위홀 간의 간격은 상기 적층 방향으로 갈수록 증가하여 상기 입사홀이 상기 홀 플레이트의 가장자리로 갈수록 경사 각도가 증가하도록 형성되며; 상기 플레이트 구동부는 상기 홀 플레이트 간의 간격을 조절하여 상기 입사홀의 경사 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 각도 가변형 콜리메이터에 의해서 달성된다.
여기서, 각각의 상기 홀 플레이트의 상기 단위홀의 사이즈는 상기 적층 방향으로 갈수록 증가할 수 있다.
또한, 각각의 단위홀의 내벽면은 상기 입사홀의 경사 방향에 대응하여 경사지게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 플레이트 구동부는 상호 대응하는 위치의 각각의 상기 홀 플레이트에 형성되고 내경에 나사산이 형성된 가이드 홀과, 상기 적층 방향으로 상기 가이드 홀들을 관통하며 상기 가이드 홀의 내경의 나사산과 나사 결합하도록 외경에 나사산이 형성된 가이드 바와, 상기 가이드 바를 회전시켜 복수의 상기 홀 플레이트 간의 상기 적층 방향으로의 간격을 조절하는 구동 모터를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 플레이트 구동부는 상호 인접한 상기 홀 플레이트 사이에 각각 배치되어 상호 이격되는 방향으로 탄성력을 갖는 적어도 하나씩의 탄성 스프링과, 상기 홀 플레이트의 상기 적층 방향 어느 일측의 홀 플레이트를 타측 방향으로 밀어 복수의 상기 홀 플레이트 간의 상기 적층 방향으로의 간격을 조절하는 가압 모듈을 포함하며, 상기 탄성 스프링의 탄성 계수는 동일하게 형성되어 상기 가압 모듈의 가압에 의해 상기 홀 플레이트 간의 간격이 일정하게 조절될 수 있다.
여기서, 각각의 상기 홀 플레이트의 상호 인접한 상기 단위홀 간의 간격은 상기 홀 플레이트의 판면의 가로 방향 또는 세로 방향으로만 증가할 수 있다.
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 각도 가변형 콜리메이터에 있어서, 각각의 판면에 단위홀이 형성되고, 판면 방향으로 적층되는 복수의 홀 플레이트와 - 상기 단위홀의 사이즈는 상호 상이하여 적층 방향으로 핀홀을 형성함; 복수의 상기 홀 플레이트 간의 적층 방향으로의 간격을 조절하여 상기 핀홀의 화각을 조절하는 플레이트 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 각도 가변형 콜리메이터에 의해서도 달성된다.
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 방사선 검출 장치에 있어서, 상기의 각도 가변형 콜리메이터와; 상기 각도 가변형 콜리메이터의 상기 입사홀들을 통과한 방사선을 검출하는 방사선 검출부와; 상기 방사선 검출부에 의해 검출된 방사선을 영상화하는 방사선 영상 처리부와; 상기 각도 가변형 콜리메이터의 상기 입사홀들의 경사 각도가 조절되도록 상기 각도 가변형 콜리메이터의 상기 플레이트 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 장치에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 각도 가변형 콜리메이터는 상기 입사홀들의 경사 각도가 확산되는 방향이 측정 대상을 향하게 설치되어, 상기 각도 가변형 콜리메이터가 확산 다공형 콜리메이터로 동작할 수 있다.
그리고, 상기 각도 가변형 콜리메이터는 상기 입사홀들의 경사 각도가 집속되는 방향이 측정 대상을 향하게 설치되어, 상기 각도 가변형 콜리메이터가 집속 다공형 콜리메이터로 동작할 수 있다.
그리고, 상기 각도 가변형 콜리메이터와 상기 방사선 검출부를 측정 대상의 주변으로 회전시키는 갠트리를 더 포함하며; 상기 제어부는 상기 각도 가변형 콜리메이터가 상기 측정 대상 주변을 회전함에 따라 상기 측정 대상과 상기 각도 가변형 콜리메이터 간의 거리 변화와 상기 측정 대상의 크기에 기초하여, 상기 각도 가변형 콜리메이터의 상기 입사홀의 경사 각도를 조절할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라, 본 발명에 따르면 감마 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영 장치와 같은 방사선 검출 장치에서 집속 다공형 콜리메이터, 확산 다공형 콜리메이터 그리고 핀홀 콜리메이터에 적용되면서도, 확산 각도, 집속 각도 또는 화각의 조절이 가능한 각도 가변형 콜리메이터 및 이를 이용한 방사선 검출 장치가 제공된다.
도 1은 통상적인 감마 카메라의 구성을 도시한 도면이고,
도 2는 단일광자방출전산화단층촬영 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 통상적인 콜리메이터의 종류를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 종래의 확산 다공형 콜리메이터의 예를 나타낸 도면이고,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터의 홀 플레이트의 평면도의 예이고,
도 8은 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터의 홀 플레이트의 평면도의 다른 예이고,
도 9은 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터의 입사홀의 경사 각도의 조절 예를 설명하기 위한 도면이고,
도 10는 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터의 플레이트 구동부의 예를 나타낸 도면이고,
도 11은 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터의 플레이트 구동부의 다른 예를 나타낸 도면이고,
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각도 가변형 콜리메이터의 구성을 나타낸 도면이고,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터(100)는 감마 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영 장치와 같은 방사선 검출 장치에 적용된다. 본 발명에서는 핵의학용 방사선 검출 장치에 적용되는 것을 예로 하고 있으나, 감마선을 이용한 비파괴 검사용 방사선 검출 장치나 방사능 검사 장치에도 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터(100)가 적용 가능함은 물론이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터(100)를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터(100)의 홀 플레이트(110a)의 평면도의 예이다.
도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 각도 가변형 콜리메이터(100)는 복수의 홀 플레이트(110a~110i)와 플레이트 구동부(200)를 포함한다.
복수의 홀 플레이트(110a~110i)는 판면 방향으로 적층된다. 그리고, 각각의 홀 플레이트(110a~110i)의 판면에는 복수의 단위홀(111)이 형성된다. 도 7에서는 홀 플레이트(110a~110i)가 사각 판 형상을 가지고, 복수의 단위홀(111)이 매트릭스 형태로 배열되는 것을 예로 하고 있으나, 홀 플레이트(110a~110i)의 형상과 복수의 단위홀(111)의 배치가 이에 국한되지 않음은 물론이다. 또한, 각각의 단위홀(111)이 사각 형상을 갖는 것을 예로 하고 있으나, 벌집과 같은 육각 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
여기서, 홀 플레이트(110a~110i) 간의 상호 대응하는 위치의 단위홀(111)들은 적층 방향을 따라 연통되어 적층 방향으로 방사선의 입사홀(130)을 형성하게 된다. 그리고, 각각의 홀 플레이트(110a~110i)의 상호 인접한 단위홀(111) 간의 간격은 상기 적층 방향으로 갈수록 증가하여 입사홀(130)이 홀 플레이트(110a~110i)의 가장자리로 갈수록 경사 각도가 증가하도록 형성된다.
상기와 같은 구성에 따라, 상호 대응하는 위치의 단위홀(111)들이 각각 적층 방향으로 하나의 입사홀(130)을 형성하게 되고, 도 5를 기준으로 위쪽 방향으로 갈수록 홀 플레이트(110a~110i)에 형성된 단위홀(111) 간의 간격이 넓어지면서 입사홀(130)이 적층 방향을 기준으로 일정 각도로 경사지게 형성된다.
여기서, 방사선의 입사 방향이 상부에서 하부로 형성되도록 하부에 방사선 검출부(320)를 배치하게 되면, 복수의 홀 플레이트(110a~110i)가 확산 다공형 콜리메이터로 동작하게 되고, 반대로 방사선 검출부(320)를 상부에 배치하고 방사선의 입사 방향을 하부에서 상부로 형성하게 되면 복수의 홀 플레이트(110a~110i)가 집속 다공형 콜리메이터로 동작 가능하게 된다.
도 7에서는 각각의 단위홀(111)이 대략 정사각형 형상을 갖는 것을 예로 하고, 가로 및 세로 방향으로 단위홀(111)의 사이즈 및 간격이 넓어지는 것을 예로 하고 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이, 가로 및 세로 방향 중 어느 일측 방향으로만 사이즈 및 간격이 넓어지도록 형성될 수 있음은 물론이다. 이 때, 가장 작은 사이즈의 단위홀(111)이 정사각 형상인 것이 본 발명이 국한되지 않으며, 직사각 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
한편, 플레이트 구동부(200)는 복수의 홀 플레이트(110a~110i) 간의 적층 방향으로의 간격을 조절한다. 도 5는 복수의 홀 플레이트(110a~110i)가 적층 방향으로 밀접해 있는 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 복수의 홀 플레이트(110a~110i)가 적층 방향으로 서로 이격된 상태를 나타낸 도면이다. 여기서, 플레이트 구동부(200)의 구체적인 실시예에 대해서는 후술한다.
여기서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 플레이트 구동부(200)가 홀 플레이트(110a~110i) 간의 간격을 조절하게 되면 입사홀(130)의 경사 각도가 조절되는데, 도 9에 도시된 바와 같이, α1과 α2 각도 범위 내에서 홀 플레이트(110a~110i) 간의 간격의 조절에 따라 경사 각도의 조절이 가능하게 된다.
한편, 각각의 홀 플레이트(110a~110i)의 단위홀(111)의 사이즈는 적층 방향으로 갈수록 증가하도록 마련될 수 있다. 즉 단위홀(111) 간의 간격과 단위홀(111)의 사이즈가 적층 방향으로 갈수록 비율적으로 증가하도록 마련될 수 있다. 이를 통해 단위홀(111) 간의 간격과 단위홀(111)의 사이즈를 적절히 조절하여 설계자가 원하는 입사각의 조절이 용이해질 수 있다.
또한, 도 5 및 도 6에서는 각각의 단위홀(111)의 내벽면이 상하 방향과 평행하게 형성되는 것을 예로 하고 있으나, 입사홀(130)의 경사 방향에 대응하여 경사지게 형성될 수 있음은 물론이다.
이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 플레이트 구동부(200)의 실시예에 대해 설명한다.
먼저, 도 10을 참조하여 설명하면 본 발명에 따른 플레이트 구동부(200)는 가이드 홀, 가이드 바(220) 및 구동 모터(210)를 포함할 수 있다.
가이드 홀(미도시)은 상호 대응하는 위치의 각각의 홀 플레이트(110a~110i)에 형성된다. 그리고, 가이드 바(220)는 적층 방향으로 가이드 홀들을 관통하여 형성된다. 이 때, 가이드 홀의 내경과, 가이드 바(220)의 외경에는 나사산이 형성되어 가이드 바(220)가 각각의 홀 플레이트(110a~110i)에 나사 결합하는 형태를 갖는다.
여기서, 구동 모터(210)가 가이드 바(220)를 회전시키면 복수의 홀 플레이트(110a~110i) 간의 적층 방향으로의 간격이 조절 가능하게 되는데, 적층 방향으로의 가장자리 중 어느 하나의 홀 플레이트(110a~110i)는 고정된 위치가 유지되도록 가이드 홀 내경에 나사산이 형성되지 않을 수 있다. 또한, 각각의 홀 플레이트(110a~110i)의 위치에 따라 나사산의 피치를 다르게 하면, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 홀 플레이트(110a~110i)가 등 간격을 유지하면서 간격 조절이 가능하게 된다.
한편, 도 11에 도시된 실시예에 따른 플레이트 구동부(200)는 탄성 스프링(220a)과 가압 모듈(210a)을 포함할 수 있다.
탄성 스프링(220a)은 상호 인접한 홀 플레이트(110a~110i) 사이에 각각 배치되어 상호 이격되는 방향으로 탄성력을 제공한다. 여기서, 홀 플레이트(110a~110i)에는 스프링 홀(112)이 형성되어 탄성 스프링(220a)이 홀 플레이트(110a~110i) 사이에서 움직이는 것을 차단할 수 있다.
가압 모듈(210a)은 홀 플레이트(110a~110i)의 적층 방향 어느 일측의 홀 플레이트(110a~110i), 즉, 도 11에 도시된 맨 위의 홀 플레이트(110a~110i)을 타측 방향으로 밀어 복수의 홀 플레이트(110a~110i) 간의 적층 방향으로의 간격을 조절한다. 여기서, 탄성 스프링(220a)의 탄성 계수가 동일하게 형성되면, 가압 모듈(210a)의 가업에 의해 홀 플레이트(110a~110i) 간의 간격이 일정한 상태로 조절 가능하게 된다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각도 가변형 콜리메이터(200)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 12 및 도 13에 된 각도 가변형 콜리메이터(200)는 핀홀 콜리메이터인 것을 예로 하고 있다.
도 12 및 도 13을 참조하여 설명하면, 각각의 홀 플레이트(200a ~ 200n)의 판면에는 단위홀이 형성된다. 그리고, 단위홀의 사이즈는 각각의 홀 플레이트(200a ~ 200n)마다 상이하게 형성되어 복수의 홀 플레이트(200a ~ 200n)가 판면 방향으로 적층되면, 도 12에 도시된 바와 같이, 단위홀들이 적층 방향으로 핀홀을 형성하게 된다.
이 때, 플레이트 구동부(미도시)가 복수의 홀 플레이트(200a ~ 200n) 간의 적층 방향으로의 간격을 조절하게 되면, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 핀홀의 화각(θ1, θ2)이 조절 가능하게 된다.
이하에서는, 도 14를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 방사선 검출 장치에 대해 상세히 설명한다. 여기서, 본 발명에 따른 방사선 검출 장치에서는 전술한 각도 가변형 콜리메이터(100)가 적용되는 것을 예로 한다.
본 발명에 따른 방사선 검출 장치는 도 14에 도시된 바와 같이, 플레이트 구동부(200), 방사선 검출부(320), 방사선 영상 처리부(330) 및 제어부(310)를 포함한다. 그리고, 플레이트 구동부(200)는 전술한 바와 같이, 각도 가변형 콜레이이터의 복수의 홀 플레이트(110a~110i) 간의 간격을 조절한다.
방사선 검출부(320)는 각도 가변형 콜리메이터(100)에 의해 형성된 입사홀(130)을 통과한 방사선, 예컨대 감마선을 검출한다. 본 발명에서는 방사선 검출부(320)의 구성은 방사선의 검출이 가능한 기 공지된 다양한 형태를 가질 수 있다.
방사선 영상 처리부(330)는 방사선 검출부(320)에 의해 검출된 방사선을 영상화한다. 본 발명에 따른 방사선 검출 장치가 단일광자방출전산화단층촬영 장치 형태로 마련되는 경우, 방사선 영상 처리부(330)는 갠트리(340)의 회전에 따라 여러 각도에서 검출되는 방사선을 이용하여 영상 재구성 알고리즘을 통해 단층 영상을 형성하게 된다.
제어부(310)는 방사선을 방출하는 측정 대상, 예를 들어 생체 내의 병변의 측정에 적합하게, 각도 가변형 콜리메이터(100)의 입사홀(130)의 경사 각도가 조절되도록 플레이트 구동부(200)를 제어한다.
예컨대, 환자가 누워있는 상태에서 병변이 환자의 우측 폐에 위치하는 경우, 각도 가변형 콜리메이터(100)와 병변 간의 거리는 각도 가변형 콜리메이터(100)가 갠트리(340)에 의해 회전하면서 좌측에 위치할 때와 우측에 위치할 때가 달라진다.
이에, 제어부(310)는 기 등록된 병변 간의 거리 정보에 기초하여 적합한 입사홀(130)의 경사 각도를 결정하고, 갠트리(340)의 회전 위치에 따라 입사홀(130)의 경사 각도가 조절되도록 플레이트 구동부(200)를 제어할 수 있다.
즉, 제어부(310)는 각도 가변형 콜리메이터(100)가 측정 대상 주변을 회전함에 따라 측정 대상과 각도 가변형 콜리메이터(100) 간의 거리 변화와 측정 대상의 크기에 기초하여, 각도 가변형 콜리메이터(100)의 입사홀(130)의 경사 각도를 조절할 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100 : 각도 가변형 콜리메이터 110a~110i : 홀 플레이트
111 : 단위홀 112 : 스프링 홀
130 : 입사홀
200 : 플레이트 구동부 210 : 구동 모터
220 : 가이드 바 210a : 가압 모듈
220a : 탄성 스프링 310 : 제어부
320 : 방사선 검출부 330 : 방사선 영상 처리부
340 : 갠트리

Claims (11)

  1. 각도 가변형 콜리메이터에 있어서,
    각각의 판면에 복수의 단위홀이 형성되고, 판면 방향으로 적층된 복수의 홀 플레이트와,
    복수의 상기 홀 플레이트 간의 적층 방향으로의 간격을 조절하는 플레이트 구동부를 포함하고;
    상기 홀 플레이트 간의 상호 대응하는 위치의 상기 단위홀들은 상기 적층 방향을 따라 연통되어 상기 적층 방향으로 방사선의 입사홀을 형성하고;
    각각의 상기 홀 플레이트의 상호 인접한 상기 단위홀 간의 간격은 상기 적층 방향으로 갈수록 증가하여 상기 입사홀이 상기 홀 플레이트의 가장자리로 갈수록 경사 각도가 증가하도록 형성되며;
    상기 플레이트 구동부는 상기 홀 플레이트 간의 간격을 조절하여 상기 입사홀의 경사 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 각도 가변형 콜리메이터.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 홀 플레이트의 상기 단위홀의 사이즈는 상기 적층 방향으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 각도 가변형 콜리메이터.
  3. 제1항에 있어서,
    각각의 단위홀의 내벽면은 상기 입사홀의 경사 방향에 대응하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 각도 가변형 콜리메이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트 구동부는
    상호 대응하는 위치의 각각의 상기 홀 플레이트에 형성되고 내경에 나사산이 형성된 가이드 홀과,
    상기 적층 방향으로 상기 가이드 홀들을 관통하며 상기 가이드 홀의 내경의 나사산과 나사 결합하도록 외경에 나사산이 형성된 가이드 바와,
    상기 가이드 바를 회전시켜 복수의 상기 홀 플레이트 간의 상기 적층 방향으로의 간격을 조절하는 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 각도 가변형 콜리메이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트 구동부는
    상호 인접한 상기 홀 플레이트 사이에 각각 배치되어 상호 이격되는 방향으로 탄성력을 갖는 적어도 하나씩의 탄성 스프링과,
    상기 홀 플레이트의 상기 적층 방향 어느 일측의 홀 플레이트를 타측 방향으로 밀어 복수의 상기 홀 플레이트 간의 상기 적층 방향으로의 간격을 조절하는 가압 모듈을 포함하며,
    상기 탄성 스프링의 탄성 계수는 동일하게 형성되어 상기 가압 모듈의 가압에 의해 상기 홀 플레이트 간의 간격이 일정하게 조절되는 것을 특징으로 하는 각도 가변형 콜리메이터.
  6. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 홀 플레이트의 상호 인접한 상기 단위홀 간의 간격은 상기 홀 플레이트의 판면의 가로 방향 또는 세로 방향으로만 증가하는 것을 특징으로 하는 각도 가변형 콜리메이터.
  7. 각도 가변형 콜리메이터에 있어서,
    각각의 판면에 단위홀이 형성되고, 판면 방향으로 적층되는 복수의 홀 플레이트와 - 상기 단위홀의 사이즈는 상호 상이하여 적층 방향으로 핀홀을 형성함;
    복수의 상기 홀 플레이트 간의 적층 방향으로의 간격을 조절하여 상기 핀홀의 화각을 조절하는 플레이트 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 각도 가변형 콜리메이터.
  8. 방사선 검출 장치에 있어서,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 각도 가변형 콜리메이터와;
    상기 각도 가변형 콜리메이터의 상기 입사홀들을 통과한 방사선을 검출하는 방사선 검출부와;
    상기 방사선 검출부에 의해 검출된 방사선을 영상화하는 방사선 영상 처리부와;
    상기 각도 가변형 콜리메이터의 상기 입사홀들의 경사 각도가 조절되도록 상기 각도 가변형 콜리메이터의 상기 플레이트 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 각도 가변형 콜리메이터는 상기 입사홀들의 경사 각도가 확산되는 방향이 측정 대상을 향하게 설치되어, 상기 각도 가변형 콜리메이터가 확산 다공형 콜리메이터로 동작하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 각도 가변형 콜리메이터는 상기 입사홀들의 경사 각도가 집속되는 방향이 측정 대상을 향하게 설치되어, 상기 각도 가변형 콜리메이터가 집속 다공형 콜리메이터로 동작하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 각도 가변형 콜리메이터와 상기 방사선 검출부를 측정 대상의 주변으로 회전시키는 갠트리를 더 포함하며;
    상기 제어부는 상기 각도 가변형 콜리메이터가 상기 측정 대상 주변을 회전함에 따라 상기 측정 대상과 상기 각도 가변형 콜리메이터 간의 거리 변화와 상기 측정 대상의 크기에 기초하여, 상기 각도 가변형 콜리메이터의 상기 입사홀의 경사 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019516109A (ja) * 2016-04-18 2019-06-13 アラレ ラボラトリー カンパニー リミテッドＡＲＡＬＥ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 可変型ピンホールコリメータ及びこれを用いた放射線画像装置

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