KR102301868B1

KR102301868B1 - 독립적으로 제어 가능한 디텍터를 사용한 촬영 시스템

Info

Publication number: KR102301868B1
Application number: KR1020167019205A
Authority: KR
Inventors: 길 코발스키; 진 폴 바우니크; 조나단 삭스; 야리브 그로쉬테인; 유림 징거맨; 아리에 에쉬코; 야론 헤페츠
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2021-09-16
Also published as: JP2017501408A; IL282613A; US20160047921A1; US9213110B2; KR20160098461A; IL290131B2; IL282613B; IL290131A; US9606247B2; JP6496737B2; IL246119A0; IL246119B; EP3082605A1; WO2015094440A1; US9029791B1; US20180188393A1; US20170153338A1; CN105813570A; US20150177393A1; IL290131B

Abstract

커스터마이즈 가능하고 업그레이드 가능한 촬영 시스템이 제공된다. 피험자에 관한 촬영 정보를 수신하는 촬영 디텍터 컬럼이 갠트리에 설치된다. 촬영 디텍터 컬럼은 반경방향으로 연장 및 수축될 수 있고, 또한 갠트리 둘레로 궤도 회전될 수 있다. 갠트리에는 디텍터 컬럼이 부분적으로 장착될 수 있고, 디텍터 컬럼에는 디텍터 엘리먼트가 부분적으로 장착될 수 있다. 시스템은 부분적 장착에 관한 설치 정보, 또는 스캔 유형 또는 피험자 특유의 정보 등의 기타 요소에 기초하여 촬영 동작을 자동으로 조정할 수 있다. 이 시스템은 단일광자단층촬영(SPECT, Single Photon Emission Computed Tomography) 이미지 정보를 취득하는 핵의학(NM, Nuclear Medicine) 촬영 시스템일 수 있다.

Description

독립적으로 제어 가능한 디텍터를 사용한 촬영 시스템{IMAGING SYSTEM USING INDEPENDENTLY CONTROLLABLE DETECTORS}

본 명세서에 개시하는 요지는 개괄적으로 의료 촬영 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 단일광자단층촬영(SPECT, Single Photon Emission Computed Tomography) 촬영 시스템일 수 있는 핵의학(NM, Nuclear Medicine) 촬영 시스템에 관한 것이다.

SPECT 촬영 등의 NM 촬영에 있어서, 환자에 대해 방사성의약품(radiopharmaceutical)이 내부적으로 관리되고 있다. 통상 갠트리(gantry) 상에 설치되는 디텍터(detector)(예를 들어, 감마 카메라)가 방사성의약품에 의해 방출된 방사선을 포착하고, 이 정보가 이미지를 형성하는데 이용된다. NM 이미지는 주로, 예를 들어 촬영되는 환자 또는 환자의 일부분의 생리적 기능을 보여준다.

종래의 SPECT 촬영 시스템은 단일 갠트리에 탑재된 감마 카메라를 하나, 두개 또는 세개 포함한다. 이들 시스템은 대체로 물리적으로 재구성 가능하지 않다. 감마 카메라(헤드라고도 칭함)는 특정 재료로 형성된다. 재료의 선택시에는, 촬영 감도, 사이즈, 비용 등과 같이 트레이드오프가 이루어져야 한다. 또한, 특정 콜리메이션(collimation)이 제공될 수 있고, 이것은 통상 스캐너의 적용을 전신 골 검사, 심장 검사 등의 특정 유형의 스캔에 한정한다. 이에, 종래의 SPECT 촬영 시스템은 설계 및/또는 동작 특성에 한계를 갖고 있다. 더욱이, 이들 촬영 시스템에는 융통성이 제한된다. 특정 환자의 요구 및 오퍼레이터의 비용 제약에 따라 커스터마이즈 가능한 촬영 시스템의 융통성이 필요하다. 또한, 구성에 변화가 있는 시스템의 촬영 동작을 자동으로 조정할 수 있는 촬영 시스템이 필요하다.

일 실시형태에 따르면, 제공되는 적응형 촬영 시스템은 갠트리와, 상기 갠트리에 설치된 복수의 촬영 디텍터 유닛으로서, 상기 복수의 디텍터 유닛의 적어도 일부는 피험자에 대해 상기 디텍터 유닛 중 하나 이상을 배치시키기 위해 상기 갠드리에 대해 이동 가능한 것인 상기 복수의 촬영 디텍터 유닛과, 각각의 디텍터 유닛의 독립 위치를 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 설치 정보를 수신할 때에 촬영 동작을 위해 적어도 하나의 디텍터 유닛 위치를 적응적으로 변경한다. 컨트롤러는, 설치 정보 및 요구되는 촬영 동작에 기초하여 이미지 취득 시나리오를 전개하고, 전개된 이미지 취득 시나리오에 기초하여, 상기 갠트리에 설치된 적어도 하나의 디텍터 유닛의 물리적 위치를 구성하며, 상기 디텍터 유닛으로부터 이미지 정보를 취득하도록 구성될 수 있다.

도 1은 예시적인 의료 촬영 시스템의 사시도이다.
도 2는 의료 촬영 시스템을 예시하는 간단한 개략 블록도이다.
도 3은 디텍터 컬럼 설계(detector column design)의 상세도이다.
도 4a는 반경방향 구조 및 이미지 검출 방법을 나타내는 도면이다.
도 4b는 피험자의 특정 형상을 최상으로 스캔하기 위해 디텍터 컬럼의 반경방향축의 상이한 포인트에서 이동하도록 제어되는 디텍터 컬럼의 도면이다.
도 5는 예시적인 의료 촬영 시스템의 환자 중심의 도면이다.
도 6은 일부 장착형 구성으로 배치된 디텍터 컬럼을 구비한 갠트리 설계의 사시도이다.
도 7a는 바로 누운 자세의 피험자에 맞게 얼라인된 디텍터 컬럼을 구비한 갠트리 설계의 사시도이다.
도 7b는 엎드러 누운 자세의 피험자에 맞게 얼라인된 디텍터 컬럼을 구비한 갠트리 설계의 사시도이다.
도 8은 디텍터 컬럼을 제어하는 방법의 흐름도이다.
도 9는 심장 용도에 맞게 얼라인된 디텍터 컬럼을 구비한 갠트리 설계의 반경방향 구조도이다.
도 10은 뇌 또는 소아과 적용에 맞게 얼라인된 디텍터 컬럼을 구비한 갠트리 설계의 반경방향 구조도이다.
도 11은 뇌 또는 소아과 적용에 맞게 다르게 얼라인된 디텍터 컬럼을 구비한 갠트리 설계의 반경방향 구조도이다.
도 12는 뇌 또는 소아과 적용에 맞게 일부 장착형 디텍터 컬럼을 구비한 갠트리 설계의 반경방향 구조도이다.
도 13은 일부 장착형 구성으로 배치된 디텍터 컬럼을 제어하는 방법의 흐름도이다.
도 14는 스텝별(step-enabled) 디텍터 컬럼을 구비한 갠트리 설계의 반경방향 구조도이다.
도 15는 일부 장착형 스텝별 디텍터 컬럼을 구비한 갠트리 설계의 반경방향 구조도이다.
도 16a는 완전 장착형 디텍터 엘리먼트를 구비한 디텍터 컬럼 도면이다.
도 16b는 일부 장착형 디텍터 엘리먼트를 구비한 디텍터 컬럼 도면이다.
도 16c는 일부 장착형 디텍터 엘리먼트를 구비한 디텍터 컬럼 도면이다.
도 17a는 짝수번 디텍터 엘리먼트만 장착된 디텍터 컬럼 도면이다.
도 17b는 홀수번 디텍터 엘리먼트만 장착된 디텍터 컬럼 도면이다.
도 18은 외부의 디텍터 엘리먼트가 이동 가능하거나 슬라이드 유형인 디텍터 엘리먼트 도면이다.
도 19는 디텍터 엘리먼트가 부분적으로 장착되어 있는 디텍터 컬럼을 제어하는 방법의 흐름도이다.
도 20a는 디텍터 엘리먼트가 부분적으로 장착되어 있는 시작 위치 갠트리 시스템의 반경방향 구조도이다.
도 20b는 디텍터 엘리먼트가 부분적으로 장착되어 있는 갠트리 시스템에서의 이동하는 디텍터 컬럼의 반경방향 구조도이다.
도 20c는 디텍터 엘리먼트가 부분적으로 장착되어 있는 갠트리 시스템에서의 이동하는 디텍터 컬럼의 반경방향 구조도이다.

전술한 개요와 함께, 이어지는 소정의 실시형태들의 상세한 설명 및 청구범위는 첨부 도면을 참조함으로써 더욱 잘 이해될 것이다. 도면이 다양한 실시형태의 기능 블록도를 예시하는 범위에서, 이 기능 블록이 하드웨어 회로 사이의 분할을 나타낼 필요는 없다. 이에, 예를 들어, 기능 블록 중 하나 이상(예, 프로세서, 컨트롤러 또는 메모리)은 단일 하드웨어(예, 범용 신호 프로세서 또는 랜덤 액세스 메모리, 하드 디스크 등) 또는 복수의 하드웨어로 구현될 수 있다. 마찬가지로, 프로그램은 스탠드 얼론 프로그램일 수도, 운영체제 내의 서브루틴으로서 통합될 수도, 설치된 소프트웨어 패키지 내의 기능일 수도, 기타 등등일 수 있다. 다양한 실시형태들은 도면에 도시하는 구성 및 도구에 한정되어서는 안 된다고 이해되어야 한다.

본 명세서에 사용되는 것으로서, 독자적으로 또는 "하나의(a, an)"란 단어에 이어서 언급되는 요소 또는 단계는 복수의 상기 요소 또는 단계를 배제하지 않는 것으로서 이해되어야 한다-단, 그러한 배제에 대해 명시적으로 설명하지 않는 경우는 제외-. 더욱이, "일 실시형태"란 언급은 인용하는 특징도 포함하는 추가 실시형태의 존재를 배제하는 것으로 해석되는 것을 의도하지 않는다. 더욱이, 명시적으로 반대 상황을 설명하지 않는다면, 요소, 또는 특정 특성을 갖는 복수의 요소를 "포함"하거나 "구비"하는 실시형태들은 그 특성이 없는 추가의 상기 요소를 포함할 수 있다.

다양한 실시형태는 의료 촬영 시스템을, 구체적으로 복수의 상이한 유형의 촬영 디텍터가 탑재되어 있는 갠트리를 구비한 핵의학(NM) 촬영 시스템을 제공한다. 예를 들어, NM 촬영 시스템의 다양한 실시형태에 있어서, SPECT(단일광자단층촬영) 이미지 정보를 취득하는 상이한 유형의 디텍터의 조합을 구비한 복수의 디텍터를 포함하는 SPECT 촬영 스캐너가 제공된다. 다양한 실시형태는, 상이한 재료로 형성되며, 상이한 구성을 갖고, 상이한 콜리메이션을 갖거나 하는 디텍터를 포함할 수 있다. 시스템은 단일 동일원소 또는 다중 동위원소 촬영을 수행하도록 구성될 수 있다.

SPECT 디텍터 시스템 등의 특정 NM 촬영 시스템과 관련하여 다양한 실시형태를 설명하지만, 다양한 실시형태는 PET(양전자방출단층촬영, Positron Emission Tomography) 촬영 시스템 등의 기타 촬영 시스템과 관련하여 구현될 수도 있음을 알아야 한다. 부가적으로, 촬영 시스템은 사람 이외의 대상을 비롯한 상이한 대상을 촬영하는데 이용될 수도 있다.

도 1에 예시하는 바와 같은 의료 촬영 시스템(10)이 제공될 수 있다. 피험자(18)가 일 실시형태에서는 인간 환자일 수 있다. 피험자(18)가 인간일 필요가 없음을 알아야 한다. 다양한 실시형태에서는 기타 생물 또는 무생물 대상일 수도 있다. 피험자(18)는 피험자를 최적의 촬영 위치에 두기 위해 피험자를 수평으로 이동시킬 수 있는 팰릿(pallet; 14) 상에 배치될 수 있다. 침대 기구(16)가 피험자를 최적의 촬영 위치에 두기 위해 팰릿(14)을 수직으로 상승 및 강하시킬 수 있다. 갠트리(12)가 일 실시형태에서는 원형으로 예시된다. 다른 실시형태에서는 갠트리(12)가 정사각형, 타원형, "C"자형, 또는 육각형 등의 임의의 형태일 수도 있다.

도 2는 다른 실시형태에 따른 의료 촬영 시스템(20)을 나타낸다. SPECT 디텍터 컬럼(detector column, 22a-22f)으로서 구성된 복수의 NM 카메라를 구비한 의료 촬영 시스템(20)이 제공될 수 있다. 다양한 실시형태는 도시하는 바와 같이 6개의 디텍터 컬럼(22)을 구비하는 의료 촬영 시스템(20)에 또는 예시하는 디텍터 컬럼(22)의 사이즈 또는 형상에 한정되지 않음을 알아야 한다. 예를 들어, 의료 촬영 시스템(20)은 상이한 형상 및/또는 사이즈를 갖거나 상이한 재료로 형성된 더 많거나 더 적은 디텍터 컬럼(22)을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태의 의료 촬영 시스템(20)은 복수의 디텍터 컬럼(22)을 구비한 하이브리드 SPECT 시스템으로서 구성되며, 이들 디텍터 중 적어도 2개는 상이한 재료로 구성되거나, 상이한 구성 또는 배열을 갖거나, 상이한 콜리메이션을 갖거나, 또는 다른 식으로 상이하다. 디텍터 컬럼은 일부 실시형태에서는 디텍터 유닛으로서 칭해질 수 있다.

동작에 있어서, 환자(24) 등의 피험자는 촬영용 디텍터 컬럼(22) 중 하나 이상에 근접하여 배치될 수 있다. 그런 다음, 촬영 시스템(20)은 환자(24)에 대해 또는 필요하다면, 예시적인 실시형태에서는 심장(28)인 관심 있는 환자의 부위에 대해, 디텍터 컬럼(22)을 더 멀어지게 또는 더 가깝게 재조정할 수 있다. 환자(24)의 촬영은 디텍터 컬럼(22) 중 하나 이상에 의해 수행된다. 디텍터 컬럼(22) 각각에 의한 촬영은 일제히(simultaneously), 동시에(concurrently), 또는 순차적으로 수행될 수 있다.

디텍터 컬럼(22)의 위치는 디텍터 컬럼(22) 간의 상대적 위치, 디텍터 컬럼(22)의 기울기, 각도, 회전(swivel) 등을 포함해 달라질 수 있다. 부가적으로, 디텍터 컬럼(22) 각각에는 대응하는 콜리메이터(collimator)(26a-26f)가 탑재 또는 연결될 수 있다. 콜리메이터(26a-26f)도 마찬가지로 상이한 유형일 수 있다. 하나 이상의 디텍터 컬럼(22)이 상이한 유형의 콜리메이터(26)(예, 평행 홀, 핀홀, 팬빔(fan-beam), 콘빔(cone-beam) 등)에 연결될 수 있다. 따라서, 다양한 실시형태에 있어서, 디텍터 컬럼(22)은 전부 콜리메이터(26)를 포함한다.

디텍터 컬럼(22)은 단결정 또는 다결정의 디텍터 또는 화소화된 디텍터, 또는 SPECT 이미지 데이터를 취득하도록 구성된 신틸레이터(scintillator) 디텍터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디텍터 컬럼(22)은, 무엇보다도, 종종 CZT로 칭해지는 CdZnTe(Cadmium Zinc Telluride), CdTe(Cadmium Telluride), 및 실리콘(Si) 등의 반도체 재료, 또는 무엇보다도, 예컨대 NaI(Sodium Iodide), BGO(Bismuth Germanate), LYSO(Cerium-doped Lutetium Yttrium Orthosilicate), GSO(Gadolinium Oxyorthosilicate), CsI(Cesium Iodide), LaBr₃(Lanthanum(III) bromide)의 상이한 유형의 결정 신틸레이터 등의 비반도체 신틸레이터 재료와 같은, 상이한 재료로 형성된 디텍터 엘리먼트(detector element)를 구비할 수 있다. 추가로 적절한 컴포넌트가 제공될 수도 있다. 예를 들어, 디텍터 컬럼(22)은 PMT(Photo-Multiplier Tube) 어레이, AFD(Avalanche Photodiode Detector) 등의 광센서(photosensor)에 연결될 수도 있다.

또한 촬영 시스템(20)은 디텍터 컬럼(22) 및/또는 콜리메이터(26)의 이동(movement)을 제어하도록 동작하는 디텍터 컨트롤러(30)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디텍터 컨트롤러(30)는 환자(24) 둘레로 디텍터 컬럼(22)을 회전 또는 주회 등을 하도록 디텍터 컬럼(22)의 이동을 제어할 수 있고, 또한 디텍터를 환자(24)로부터 더 가깝게 또는 더 멀어지게 이동시키는 것과, 디텍터 컬럼(22)을 선회/회전시키는 것을 포함하여, 보다 국소화된 이동 또는 동작이 제공되게 할 수도 있다. 디텍터 컨트롤러(30)는 부가적으로 갠트리 구경(gantry bore)의 가장자리 둘레에서의 디텍터 컬럼(22)의 궤도 회전(orbital rotation)을 제어하여, 디텍터 컬럼(22)이 환자(24)에 대해 이전과 다르게 새로운 각도로 있게 할 수 있다. 디텍터 컨트롤러(30)는 콜리메이터(26)의 이동을 선택적으로, 예컨대 디텍터 컬럼(22)과는 독립적으로 제어할 수도 있다. 디텍터 컬럼(22) 및/또는 콜리메니터(26) 중 하나 이상은 촬영 동작중에 이동할 수도, 먼저 이동하지만 촬영 동작시에는 정지 상태이거나, 고정 배치로 또는 방위로 유지될 수도 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 디텍터 컨트롤러(30)는 디텍터 컬럼(22)과 콜리메이터(26) 양쪽의 이동을 제어하는 단일 유닛일 수도 있고, 분리된 유닛들일 수도 있거나, 디텍터 컬럼(22)의 동작만 제어하는 단일 유닛일 수도 있거나 콜리메이터(26)의 동작만 제어하는 단일 유닛일 수도 있다.

촬영 시스템(20)은 또한 디텍터 컬럼(22)으로부터 수신되는 취득된 이미지 정보(36)로부터 이미지를 생성하도록 구성된 이미지 재구성 모듈(34)을 포함한다. 예를 들어, 이미지 재구성 모듈(34)은 환자의 심장(28) 등의 관심 있는 대상을 포함할 수 있는, 환자(24)의 SPECT 이미지를 생성하기 위해 NM 이미지 재구성 기법을 이용하여 동작할 수 있다. 이미지 재구성 기법은 이미지 정보(36)를 취득하여 이미지 재구성 모듈(34) 및/또는 프로세서(32)에 송신하는 디텍터 컬럼(22)의 설치 상태에 기초하여 결정될 수 있다.

다양한 실시형태에 대한 변형 및 개량이 고려된다. 예를 들어, 멀티헤드 시스템(multi-headed system), 즉 2개 이상의 디텍터 컬럼(22)을 구비한 시스템에서는, 각각의 디텍터 컬럼(22)이 상이한 재료로 형성될 수 있고 상이한 콜리메이터(26)를 구비할 수도 있다. 따라서, 적어도 일 실시형태에 있어서, 하나의 디텍터 조합은 척추 전체 등의 전체 시야(FOV, field of view)에 대한 정보를 취득하도록 구성될 수 있는 반면, 다른 디텍터 조합은 더 높은 품질 정보(예컨대, 보다 정확한 광자 계수)를 제공하기 위하여 더 작은 ROI(region of interest)에 포커싱하도록 구성된다. 부가적으로, 하나의 디텍터 조합에 의해 취득된 정보는 촬영시에 적어도 하나의 다른 디텍터 조합의 위치, 방위 등을 조정하는데 이용될 수 있다.

이미지 재구성 모듈(34)은 촬영 시스템(20)에 연결되어 있는 디텍터 컨트롤러(30) 및/또는 프로세서(32) 상에 또는 이들과 관련되어 구현될 수 있다. 선택사항으로, 이미지 재구성 모듈(34)은 디텍터 컨트롤러(30) 및/또는 프로세서(32)에 연결되거나 설치되는 모듈 또는 디바이스로서 구현될 수 있다. 각각의 프로세싱 모듈은 다양한 실시형태에 있어서 별개의 하드웨어 모듈 또는 소프트웨어 모듈일 수도, 또는 하나의 칩 또는 모듈로 함께 조합될 수도 있다.

프로세서(32) 및/또는 이미지 재구성 모듈(34)에 의해 수신되는 이미지 정보(36)는 메모리(38)에서 단기(예컨대, 프로세싱 동안) 또는 장기(예컨대, 추후 오프라인 검색을 위해) 저장될 수 있다. 메모리(38)는 정보의 데이터베이스도 포함할 수 있는 임의의 유형의 데이터 저장 디바이스일 수 있다. 메모리(38)는 프로세서(32)와 분리될 수도 또는 그 부분을 형성할 수도 있다. 컴퓨터 마우스, 트랙볼 및/또는 키보드 등의 사용자 인터페이스 선택 디바이스를 포함할 수 있는 사용자 입력(39)도 사용자 입력을 수신하기 위해 제공된다. 사용자 입력은 갠트리 구경 내의 디텍터 컬럼(22) 배열의 변경을 위해 프로세서(32)로 하여금 디텍터 제어 신호를 디텍터 컨트롤러(30)에 송신하도록 지시할 수 있다. 선택사항으로서, 사용자 입력(39)은 프로세서(32)에 의해 제안으로서 고려될 수도 있고, 프로세서(32)는 기준에 따라 그 제안을 실행하는 않는 것을 선택할 수도 있다.

이에, 동작시에, 복수의 디텍터/갠트리 각도로부터의 투사 데이터 등의 이미지 정보(36)를 포함할 수 있는, 디텍터 컬럼(22)으로부터의 출력이 하나 이상의 이미지의 재구성 및 형성을 위해 프로세서(32) 및 이미지 재구성 모듈(34)에 전송된다. 재구성된 이미지 및 기타 사용자 입력이 컴퓨터 모니터 또는 프린터 출력 등의, 디스플레이(40)에 전송될 수 있다. 또한 재구성된 이미지 및 기타 사용자 입력은 네트워크(42)를 통해 원격 컴퓨팅 디바이스에 전송될 수 있다.

디텍터 컬럼(22) 및/또는 콜리메이터(26)의 상이한 조합 및 변형에 대해 이하에 설명한다. 다양한 실시형태가 특정 디텍터, 콜리메이터, 또는 디텍터 조합에 한정되는 것이 아니라, 복수의 상이한 유형의 디텍터 컬럼(22) 및/또는 콜리메이터(26)를 구비한, 예컨대 상이한 유형 또는 설계의 적어도 2개의 디텍터 컬럼(22)을 구비한 임의의 촬영 시스템을 포함할 수 있음을 알아야 한다. 부가적으로, 디텍터 컬럼(22)의 수와 배열은 예컨대 수행되는 촬영의 유형 또는 취득되는 이미지 정보의 유형에 기초하여 원하는 대로 또는 요구되는 대로 달라질 수 있다. 따라서, 다양한 실시형태는 복수의 디텍터 컬럼(22)을 구비한 촬영 시스템(20)을 포함하는데, 그 디텍터 컬럼(22) 중 적어도 2개는 상이하고 환자(24)(또는 다른 대상)를 촬영하도록 구성된다.

예를 들어, 도 2에서 설명하는 일 실시형태에서는, 한 재료로 형성된 디텍터 컬럼(22a)과, 상이한 재료로 형성된 나머지 디텍터 컬럼(22b-22l)을 구비한 구성이 제공된다. 설명하는 실시형태에 있어서, 디텍터 컬럼(22a)은 NaI 재료로 형성되고, 나머지 디텍터 컬럼(22b-22l)은 CZT 재료로 형성된다. 따라서, 이 구성에서는, 단일 NaI 디텍터 컬럼(22a)과 복수의 CZT 디텍터 컬럼(22b-22l)이 제공된다. 디텍터 컬럼(22b-22l)은 사이즈 및 형상이 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 설명하는 실시형태에서는, NaI 디텍터 컬럼(22a)이 환자(24) 전신을 촬영할 수 있고 CZT 디텍터 컬럼(22b-22l)이 심장(28) 등의 환자(24)의 일부분을 포커싱하게 구성되도록, NaI 디텍터 컬럼(22a)은 CZT 디텍터 컬럼(22b-22l) 각각보다 크다. 이 실시형태에 있어서, CZT 디텍터 컬럼(22b-22l) 중 하나 이상은 포커싱 촬영을 제공하기 위해 상이한 각도로 또는 상이하게 기울어지게 배치되고 방위가 맞춰질 수 있다. 그러나, CZT 디텍터 컬럼(22b-22l) 중 하나 이상은 동일하게 경사지거나 기울어질 수 있다. 도 2의 실시형태에 있어서, CZT 디텍터 컬럼(22b-22l)은 CZT 디텍터 컬럼(22b-22l)이 함께 심장(28)과 같은 특정 ROI 대신에 환자(24)의 전신을 포커싱하도록 기울어진다. 이에, 하나 이상의 디텍터 컬럼(22)은 피촬영자의 전체 FOV를 커버하도록 배열 및 구성될 수 있고, 하나 이상의 다른 디텍터는 대상 내의 포커싱된 FOV를 커버하도록 배열 및 구성될 수 있다.

본 명세서에 사용될 때에, 디텍터들의 세트는 일반적으로 디텍터 컬럼(22)이라 칭해지고, 콜리메이터들의 세트는 일반적으로 콜리메이터(26)라고 칭해지는 것임을 알아야 한다. 또한, 디텍터 컬럼(22)과 콜리메이터(26)에 대한 수 표기 명칭(numeral designation)을 따른 문자 명칭 사용은 설명을 쉽게 하기 위해 이용된 것이며, 반드시 다양한 실시형태 또는 도면에서의 동일한 디텍터 컬럼(22) 또는 콜리메이터(26)를 나타내는 것은 아니다. 이에, 문자 명칭은 디텍터 컬럼(22) 또는 콜리메이터(26)의 상대적 위치 결정을 나타내는 것이며 반드시 디텍터의 유형 또는 종류를 나타내는 것이 아니다. 부가적으로, 디텍터 컬럼(22)의 사이즈 및 형상은 원하는 대로 또는 요구되는 대로 달라질 수 있다.

도 2에서, 콜리메이터(26a-26l)는 동일할 수도 상이할 수도 있다. 예를 들어, 콜리메이터(26a)는 평행한 홀 콜리메이터(hole collimator) 등의 제1 유형에 속할 수 있고, 콜리메이터(26b-26l)는 원하거나 요구되는 감도 또는 분해능에, 그리고 콜리메이터(26)가 연결되는 디텍터 컬럼(22)의 위치 및 방위에 기초하여, 상이한 유형(예컨대, 수렴형, 분산형 또는 핀홀)일 수 있다. 따라서, 콜리메이터(26)는 임의의 유형에 속할 수 있다.

도 3은 일 실시형태에 따른 디텍터 컬럼(22)의 더욱 상세한 구현을 도시한다. 컬럼 아암(44)이 갠트리에 부착되어 지지하며 반경방향 동작(radial motion) 레일(46), 반경방향 동작 모터(48) 및 디텍터 헤드(50)를 포함한다. 반경방향 동작 모터(48)은 반경방향 동작 레일(46)을 따라 디텍터 헤드(50)를 연장 또는 수축시킴으로써 디텍터 헤드(50)의 이동을 제어한다. 이것은 촬영 시스템에 대한 커스터마이즈성(customizability) 및 유통성(flexibility)을 제공한다. 디텍터 컬럼은 그것이 반경방향으로 출입할 때에 연장 및 수축할 수 있게 하는 텔레스코픽 커버(telescopic cover)를 포함할 수 있다.

디텍터 헤드(50)는 스위프 모터(52), 디텍터 엘리먼트(54), 및 콜리메이터(56)를 포함한다. 디텍터 엘리먼트(54)는 촬영 데이터를 검출하기 위한, 명세서 전체에서 설명하는 CZT 모듈 또는 기타 디텍터 엘리먼트 모듈일 수 있다. 스위프 모터(52)는 아암(44)에 대한 디텍터 헤드(50)의 회전 각도를 제어한다. 스위프 선회축(53)은 디텍터 헤드(50)의 회전각 축을 나타낸다. 디텍터 컨트롤러(30)는 반경방향 동작 모터(48)와 스위프 모터(52) 중 한쪽 또는 양쪽에 명령어를 제공하여 제어할 수 있다. 이에, 각각의 디텍터 컬럼(22)은 디텍터 헤드(50)의 반경방향 위치 및 경사 각도에 있어서 독립적으로 제어 가능하다. 반경방향 동작 모터(48) 및 스위프 모터(52)는 도 3의 실시형태에 나타낸 바와 같이 2개의 개별 모터일 수 있다. 이와 다르게, 2개의 모터의 기능이 하나의 모터에 의해 제공될 수도 있다.

도 4a는 12개의 디텍터 컬럼(22)이 같은 각도, 본 예에서는 갠트리 구경 내부를 따라 서로에 대해 30도로 배치되어 있는 촬영 시스템의 반경방향 구조를 나타낸다. 따라서, 디텍터 컬럼(22)은 본 예에서는 균일하게 분포되어 있다. 각각의 디텍터 컬럼(22)은 반경방향 축을 따라 이동 가능하다. 이에, 디텍터 컬럼(22)이 촬영 피험자(18)에 대해 더 가깝게 또는 더 멀어질 수 있다. 도면에 나타낸 원은 디텍터 컬럼(22)의 디텍터 헤드(50)의 위치를 표시한다. 디텍터 컬럼은 일 실시형태의 이 도면에서 외부 한계 위치인 점선을 따라 표시되어 있다. 머리가 2개인 반경방향 화살표는 디텍터 컬럼(22)의 동작의 내외 방향을 나타내고 있다.

도 4b는 12개의 디텍터 컬럼(22)이, 같은 각도로 배치되어 있는 헤드를 구비하고 환자(24)와 가까운 위치에 있도록 반경방향 내측으로 이동한 경우의 반경방향 구조를 나타낸다. 도 4b에 도시하는 바와 같이, 디텍터 헤드의 일부는 다른 것들보다 반경방향 축의 중심를 향해 더 멀리 있다. 이에, 다양한 사이즈의 대상에 대한 피사체에 대한 촬영 결과의 품질이 높아질 수 있다.

도 5는 환자(24)의 중간부를 스캐닝하는 NM 의료 촬영 시스템(60)을 도시하고 있으며, 여기서 디텍터 헤드(50)를 포함하는 디텍터 컬럼(22)은 일 실시형태에 따라 일부만 장착된다. 도 4a 및 도 4b와 같은 완전 장착형 시스템(fully populated system)과 비교해서, 일부 장착형 시스템(partially populated system)은 촬영 시스템이 지원하도록 구성되는 디텍터 컬럼(22) 중 일부분의 설치를 포함한다. 도 5는 또한 시상면(sagittal plane), 관상면(coronal plane) 및 가로면(ransverse plane)을 비롯한 스캐닝 평면을 나타내고 있다. 선택된 이미지 스캔의 특정 ROI 또는 유형에 기초하여, 환자의 촬영은 이들 평면의 영역에만 포커싱되면 된다. 본 명세서에서의 일부 실시형태는 상황 및 설치 정보 제약 하에서의 이미지 품질 최대 및 스캔 시간 최저를 위한, NM 촬상 시스템(60) 등의 일부 장착형 촬상 시스템의 맞춤화(tailoring)에 관한 것이다.

도 6은 12개의 디텍터 컬럼(22)을 지원할 수 있는 갠트리(62)를 도시하고 있다. 갠트리(62)는 일 실시형태의 도 2 시스템의 특징을 모두 포함할 수 있다. 갠트리(62)에는 디텍터 컬럼(22)이 6개만 설치되어 있다. 이것은 예컨대 시스템의 비용 절감, 유지보수 용이화, 또는 다른 이유 때문일 수 있다. 따라서, 도 6의 시스템은 일부 장착형 NM 촬영 시스템(partially populated NM imaging system)이다. 그 시스템은 시스템에 대한 구성 정보가, 시스템이 12개의 디텍터 컬럼(22)을 지원할 수 있지만, 6개의 디텍터 컬럼(22)만 설치되어 있다는 것을 나타내기 때문에, 일부 장착형이다. 디텍터 컬럼이 설치되거나 부착될 수 있는 위치를 일부 실시형태에서는 수용 위치(receiver location)(64)라고 칭할 수 있다. 도 6의 디텍터 컬럼(22)은 반경방향으로 연장된 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 본 실시형태의 디텍터 컬럼(22)은 비전문 오퍼레이터에 의해서 탈착될 수 있다. 이들 디텍터 컬럼은 12개의 수용 위치(64) 중 하나로부터 떼어지고, 갠트리(62) 둘레의 비어 있는 수용 위치(64) 중 하나에 스냅결합, 나사결합, 클램프결합, 또는 다른 식으로 부착될 수 있다. 이에, 디텍터 컬럼(22)은 추가의 시스템 구성을 안출하기 위해 떼어질 수 있고 부착될 수 있다. 일부 실시형태에서는 이 시스템을 모듈식 시스템으로 간주할 수도 있다. 비전문 오퍼레이터는 촬영 시스템의 설치 및 조정에 관하여 전문적 또는 고급 트레이닝을 받지 않은 사람일 수 있다. 전문 오퍼레이터는 예컨대 현장 엔지니어일 수 있다.

설치 정보는 수용 위치(64)에 있는 설치 검증 엘리먼트로부터의 그리고 일 실시형태에 있어서 메모리(38)에 저장된 정보에 기초하여, 프로세서(32) 또는 디텍터 컨트롤러(30)에 의해 동적으로 업데이트될 수 있다. 설치 검증 엘리먼트는 시스템에 설치되거나 설치되지 않은 하드웨어의 존재를 검출하는 임의 종류의 스위치, 버튼, 센서, 또는 기타 장치일 수 있다. 수용 위치(64)의 설치 검증 엘리먼트는 시스템이 설치 정보를 검출 및 업데이트할 수 있는 한 방법이다. 일 실시형태의 설치 정보는 갠트리(62)에 물리적으로 부착되어 있는 디텍터 컬럼 아암(44)에 관한 것이다. 또한, 다른 실시형태의 설치 정보는 물리적 부착 상태에 더해, 완전 기능하는 아암도 검출한다. 본 실시형태에 있어서, 반경방향 동작 모터(48), 스위프 모터(52), 및/또는 디텍터 엘리먼트(54) 중 임의의 것이, 디텍터 컬럼(22)이 갠트리(62)에 부착되더라도, 동작 불가능하다면, 설치 정보는 디텍터 컬럼을 미설치 및/또는 동작 불가능하다고 나타낼 수 있다. 설치 정보는 또한 이후에 상세하게 설명하겠지만, 특정 디텍터 엘리먼트(54)의 개체수(population)도 나타낼 수 있다.

설치 정보는 또한 일부 실시형태에서는 구성 정보라고 칭해진다. 이것은 설치 정보가 촬영 시스템에서의 현재의 하드웨어 구성에 관한 정보를 제공하며, 동적으로 업데이트될 수 있기 때문이다. 이에, 때때로 구성 정보라고 칭해지는 설치 정보는 고객에게 전달될 때의 시스템의 초기 셋업 정보뿐만 아니라, 시스템의 수명 동안에 다수의 하드웨어 요소에 기초하여 동적으로 업데이트되는 정보이다.

도 7a는 12개의 디텍터 컬럼(22)의 설치 및 동작을 지원할 수 있는 갠트리(62)를 도시하고 있다. 갠트리(62)에는 디텍터 컬럼(22)이 7개만 설치되어 있다. 이것은 일부 장착형 촬영 시스템의 일례이다. 도 7a의 디텍터 컬럼(22)은 반경방향으로 연장된 방식으로 도시되어 있지만, 도 6에 도시하는 바처럼 반경방향으로 연장된 것은 아니다. 이 구성은 ROI의 예인 심장이 갠트리의 최상측 근처에 있는, 바로 누워 있는 환자에 대해 최상일 수 있다. 디텍터 컨트롤러(30)는 디텍터 컬럼(22)이 7개만 설치되어 있다는 설치 정보로부터 디텍터 컬럼이 갠트리(62)의 구경 둘레에 존재하는 수용 위치(64)를 식별할 수 있다. 그런 다음, 디텍터 컨트롤러(30)는 사용자 입력(39)에 또는 메모리(38) 또는 네트워크(42) 등의 다른 소스로부터의 테스트 및 환자의 정보에 기초하여, 관심 있는 특정 영역에 대한 이상 위치에 대해 구경 둘레로 디텍터 컬럼(22)을 회전시킬 수 있다. 이 이상적 위치는 촬영 정보에 가장 중요한 위치결정용 위치(position location)로도 칭해질 수 있다. 이에, 각각의 유형의 프로시저마다 필수 촬영 정보를 포착하기 위한 최상의 위치로 디텍터 컬럼(22) 및 디텍터 헤드(50)를 이동시키는 것이 중요하고 실시형태에서 행해진다.

도 7b는 갠트리(62) 내부에서 궤도 방식으로 기계류에 의해 7개의 디텍터 컬럼(22)이 회전하는 경우의 갠트리(62)를 도시하며, 이 궤도 방식은 디텍터 컬럼(22)을 환자에 대해 새로운 반경방향 축을 가진 위치로 이동시키기 위해 디텍터 컨트롤러(30)에 의해 제어된다. 디텍터 컬럼은 본 예에서는 환자(24)인, 촬영되는 피험자 둘레로 360도로 회전할 수 있다. 도 7a를 도 7b과 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이, 디텍터 컬럼(22a)은 환자(24) 아래의 축방향 위치로부터 환자(24) 위쪽의 축방향 위치까지 회전할 수 있다. 디텍터 컬럼(22g)은 결과적으로, 본 예에서는 환자 아래쪽에서 위쪽으로 이동할 수 있다. 도 7b의 예는 ROI의 예인 심장이 갠트리의 바닥측 근처에 있는, 엎드러 있는 있는 환자에 대해 최상일 수 있다.

도 8은 일 실시형태에 대한 동작의 방법을 나타내는 흐름도이다. 도시하는 바와 같은 단계들의 흐름이 나열하는 순서와 반드시 같을 필요는 없으며, 이 순서는 예로만 나타낸 것이다.

단계 80에서, 시스템이 설치 정보를 결정한다. 이것은 어떤 동작 및 특징을 시스템에서 이용할 수 있는지를 결정하는 것을 돕는다. 일부 실시형태에서는 설치 정보가, 어떤 수용 위치(64)에 디텍터 컬럼(22)이 설치되어 있고 어떤 수용 위치(64)에 디텍터 컬럼(22)이 설치되지 않는지를 나타내는 디텍터 컬럼 부착 상태(71)에 포함될 수 있다. 이것은 각각의 디텍터 유닛이 반경방향으로 얼마나 멀리 연장될 수 있는지 그리고 동작시에 일어나는 디텍터 유닛의 궤도 이동이 얼마다 필요한지를 시스템에 알려줄 수 있다. 설치 정보는 또한 스위프 모터 상태(72)도 포함할 수 있다. 이 상태는 각각의 디텍터 컬럼(22)이 헤드 회전 기능을 위한 스위프 모터(52)를 구비하는지의 여부, 스위프 모터(52)가 동작 가능한지의 여부, 및 그것의 동작 범위(일부 디텍터 헤드(50)가 다른 것들보다 더 많이 회전하도록 구성될 경우의 상황에서)를 나타낼 수 있거나, 또는 무응답(not responding)일 수 있다. 설치 정보는 또한 반경방향 동작 모터 상태(73)도 포함할 수 있다. 이 상태는 각각의 디텍터 컬럼(22)이 반경방향 동작 모터(48)를 구비하는지의 여부, 그것의 반경방향 동작 거리, 반경방향 위치 상태, 또는 그 모터가 현재 동작 가능한지의 여부를 나타낼 수 있다. 설치 정보는 또한 디텍터 엘리먼트 구성 상태(74)를 더 포함할 수 있다. 이 상태는 디텍터 엘리먼트(54)가 설치되어 있는 특정 위치와, 디텍터 엘리먼트(54)가 설치될 수 있지만 설치되지 않은 특정 위치를 나타낼 수 있다. 예를 들어 도 16 내지 도 17을 참조할 수 있다. 이 상태는 또는 촬영 데이터를 검출하는데 어떤 재료가 이용되고 있는지를 나타낼 수도 있다. 각각의 디텍터 컬럼 또는 디텍터 엘리먼트는 설치되어 있는 상이한 신틸레이터 또는 반도체 재료를 가질 수 있다. 이 디텍터 엘리먼트 구성 상태(74)도 디텍터 헤드에 어떤 콜리메이터(56) 구조가 이용되는지 나타낼 수 있다. 전술한 바와 같이, 상이한 콜리메이터(56)가 상이한 디텍터 헤드(50)에 이용될 수 있다. 설치 정보는 갠트리 회전 능력을 비롯한 기타 설치 요소(75)도 포함할 수 있다. 이것은 갠트리가 몇도의 회전으로(또는 몇가지 "스텝"으로) 갠트리의 궤도 둘레로 디텍터 컬럼을 회전시킬 수 있는지의 표시이다. 설치 정보는 촬영 시스템 내의 컴포넌트의 설치 정보만이 아니라, 촬영 시스템이 셋업되어 있는 실내, 사용자에 의해 입력된 요소, 안전 정보, 시스템 전체의 설치에 관한 다른 유형의 정보 등의 기타 설치 요소(75)도 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 SPECT 시스템이 SPECT/CT(단층 촬영, computed tomography) 조합 시스템에 배치되고, 이 조합 시스템은 어떤 CT 셋업이 설치되어 있는지에 관한 정보를 취득할 수 있다.

단계 82에서, 시스템은 설치 정보를, 특정 촬영 스캔이 무엇일지와, 그리고 피험자 정보와 비교한다. 촬영 스캔 유형 정보(76)(CT, SPECT, PET, MRI, 또는 사용될 특정 방사성의약품 또는 행해질 검사 유형에 관한 것일 수 있는 것 등)가 고려될 수 있다. 관심 있는 부위 정보(77)(심장, 뇌, 갑상선 등)가 고려될 수 있다. 팰릿이나 침대 위에서의 환자 위치 정보(78)가 고려될 수 있다. 기타 사용자 입력 요소(79)에 관해 피험자 크기, 연령, 성별, 몸무게, 및 기타 의학적 특징(환자의 신체 유형 정보 또는 환자의 의료 정보 또는 피험자 특유의 정보)가 프로세스에 영향을 끼칠 수 있다. 촬영 스캔은 일반적으로, 취득하는 SPECT 데이터에 기초한 NM 촬영 스캔이지만, 시스템은 다른 유형의 촬영 정보에 대한 다른 스캐닝 구성에도 이용될 수 있다.

단계 84에서, 촬영 시스템(20)은 피험자 스캔 정보와 비교된 설치 정보에 기초하여 최적의 스캐닝 시나리오를 전개한다. 예를 들어, 스캔이 심장 스캔이고 대상 환자의 체구가 작다면, 선택된 시나리오는 아암의 반경반향 연장을 높게 설정하고 아암은 심장에 가장 가까운 갠트리의 측부 쪽으로 궤도 이동하는 것이 권고될 것이다. 피험자의 각도가 상이하다면, 시나리오는 피험자를 향해 보다 정확하게 얼라인되도록 디텍터 헤드(50)의 일부를 회전시키는 것을 포함할 수 있다.

단계 86에서, 시스템은 임계 시간 내에서 스캐닝 시나리오가 수행될 수 있는지를 결정한다. 이것은 또한 총 촬영 동작 시간 예측이라고 칭해질 수 있다. 이 결정은 추가의 스캐닝 데이터를 얻기 위해 재구성될 때에 촬영 시간에 시스템 재배열 시간을 더한 값에 기초하여 시스템이 요구되는 전체 촬영을 행하는데 걸리는 시간이 얼마인지를 고려한다. 임계치는 사용자에 의해 설정된 "허용 가능한" 시간, 대상 환자가 선호하는 시간, 행해지는 유형의 대부분의 스캔과 비교되고/되거나 안전성 임계치에 관련된 정규화된 시간에 기초할 수 있다. 총 촬영 동작 시간 예측은 또한 환자를 조정하는데 걸릴 수 있는 시간과, 디텍터 컬럼, 디텍터 헤드 및/또는 디텍터 엘리먼트를 조정하는데 걸릴 수 있는 시간을 고려한다. 최적의 스캐닝 시나리오를 완료하는데 걸리는 시간이 임계치보다 높다면, 시스템은 단계 88로 이행하고, 그렇지 않다면 단계 88에서 계속된다.

단계 88에서, 사용자에게, 시스템의 현재 설치 셋업은 요구되는 스캔을 임계 시간 안에 완료할 수 없음을 통보한다. 또한 사용자가 임의의 문제를 완화하거나 그 문제를 없애기 위해 취할 수 있는 조치에 관해 옵션 리스트가 사용자에게 제시될 수도 있다.

단계 90에서, 사용자는 시스템의 설치 배열/세팅을 변경할지의 여부를 결정한다. 사용자는 그러한 취지의 응답을 시스템에 다시 입력할 수 있다. 사용자는 일부 실시형태에서는 수동으로 시스템을 조정할 수 있고, 다른 실시형태에서는 컴퓨터 제어를 통해 자동으로 조정할 수 있다. 사용자가 시스템을 조정하면, 설치 정보를 변경하고 방법은 설치 정보를 재평가하도록 단계 80으로 되돌아간다. 시간 임계치가 충족되거나 초과되어 사용자가 OK한다면, 시스템은 단계 92로 이행한다.

단계 92에서, 시스템은 최적의 스캐닝 시나리오에서 권고된 물리적 수정을 행한다. 이것은, 갠트리 궤도 둘레로 디텍터 컬럼 축방향 위치를 구성하고, 스캐닝할 축방향 반경 위치를 구성하며, 스위프 모터에 의해 제어되게 디텍터 헤드 각도를 구성하고, 명세서 전체에서 설명하는 기타 물리적 조정을 구성하는 것을 포함할 수 있다.

단계 94에서, 피험자가 시스템 내에 있고, 이미지가 취득된다. 디텍터 컬럼(22), 디텍터 헤드(50), 및/또는 디텍터 엘리먼트(54)의 다수의 물리적 위치가 필요하다면, 시스템은 단계 96에서 촬영 동작중에 이들을 조정한다. 이것은 물리 시스템의 동적 조정의 일례이다.

단계 98에서, 최종의 요구된 이미지 데이터가 출력된다. 재구성 알고리즘은 이미지 데이터 취득 후에, 또는 이미지 데이터 취득시에 선행하여 적용될 수 있다. 출력은 디스플레이, 네트워크 접속형 컴퓨팅 시스템, 프린터, PACS(picture archive and communication system), 또는 기타 출력 위치에 대한 것일 수 있다.

적어도 하나의 실시형태의 촬영 시스템이 제한된 설치 장비에서 시작할 수 있기 때문에, 그 시스템은 저가의 촬영을 행할 수 있고, 또한 업그레이드 가능성(upgradability)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 병원에서 예산이 작아서 심장 스캔만 행할 예정이라면, 심장용으로 최상의 디텍터 컬럼 셋업을 구비하고 부가 비용을 추가할 수 있는 추가 디텍터 컬럼을 포함하지 않는 시스템을 구매할 수 있다. 이 병원에서는 다른 유형의 스캔도 행할 수 있지만, 상이한 스캔 유형을 취급하도록 시스템을 상이한 이미지 스캔 시나리오로 재조정하기 위해서는 오래 기다려야 할 것이다. 이것은 시간을 추가할 수 있고 때때로 완전 장착형 또는 다른 식의 커스터마이징된 시스템보다 저품질의 이미지를 제공할 수 있다. 병원에서는 더 많은 디텍터 컬럼, 또는 선택적인 디텍터 헤드 스위프 특징을 구비한 디텍터 컬럼, 또는 선택적 디텍터 반경 연장 특징을 구비한 디텍터 컬럼, 또는 다중 유형의 이미지 취득 재료를 구비한 디텍터 컬럼을 업그레드 및 구매할 수 있고, 이들을 성능 향상을 위해 시스템에 설치할 수 있다. 이것은 디텍터 엘리먼트에도 적용된다. 디텍터 엘리먼트도 역시 비용의 동인(driver)이다. 그래서 병원에서는 예컨대 디텍터 엘리먼트의 수가 적은(도 16b의 예에서 볼 수 있는, 스캔 시간이 긴) 것을 구매하고 나중에 업그레이드할 수 있다.

도 9는 심장 이미지를 대상으로 하도록 특별히 설정된 촬영 시스템의 전면도를 나타내고 있다. 환자(100)가 도 1의 팰릿(14) 및 침대 기구(16)와도 유사할 수 있는 침대(102)에 누워 있으며, 이 도면에서 환자의 심장(104)은 시스템의 좌측에 있다. 이 심장 적용에 있어서, 원거리 위치(106)는 어떤 디텍터 컬럼도 배치되지 않거나(비어 있거나) 이미지를 수신하지 않도록 설정될 수 있다(예를 들어 전기 절약을 위해서). 이 경우에, 미사용 디텍터 컬럼은 수축 상태일 수 있으며 환자쪽으로 진출하지 않는다. 이것은 또한 시스템 내의 디텍터 컬럼 중 하나가, 컬럼의 미러, 와이어, 아암 또는 디텍터 엘리먼트 중 하나 등의 파손 양상을 가질 때에 유리할 수 있다. 시스템은 파손된 디텍터 컬럼을 현재 스캔에 사용되지 않도록 원거리 위치(106)로 궤도 이동시킬 수 있다. 사용자나 오퍼레이터에게 문제에 관한 통보가 송신될 수 있고, 사용자나 오퍼레이터는 로컬 디스플레이에 또는 원격 설비에 있을 수 있다. 이 실시형태에 있어서, 시스템은, 원거리 위치(106)에 있는 임의의 디텍터 컬럼이 예컨대 피험자로부터 너무 멀리 떨어져 있고, 그 거리가 이미지의 분해능을 저하시키며 감마선 소스로부터, 본 예에서는 환자 심장(104)으로부터의 감쇠를 추가하기 때문에, 이들 디텍터 컬럼을 사용할 필요가 없다. 따라서, 원거리 위치(106)에서의 임의의 디텍터 컬럼의 이미지 기여는 무시해도 된다.

도 10은 뇌, 사지, 또는 소아과 이미지 등의 소형 피험체를 대상으로 특별히 설정된 촬영 시스템의 전면도를 나타내고 있다. 본 촬영 동작에서는, 환자 영역(108)이 전신보다 작다. 디텍터 컬럼(22)은 본 예에서는 최상의 이미지 분해능을 더 근접해서 취득하기 위해 환자(108)쪽 갠트리의 외부 한계 상의 시작 위치로부터 반경 방향으로 연장되는 헤드를 갖는다. 본 예는 완전 장착형, 즉 갠트리 내의 전체 12개의 디텍터 컬럼 수용 위치가 디텍터 컬럼으로 채워진 시스템이 반드시 이상적이지 않은 경우를 도시하고 있는데, 그 이유는 아암들이 환자 영역(108)에서 가장 가까운 거리를 차지하려고 할 때에 충돌하기 때문이다.

도 11은 뇌 또는 소아과 이미지를 대상으로 하도록 특별히 설정된 촬영 시스템의 다른 전면도를 나타내고 있다. 이것은 도 10과 유사한 상황이지만, 시스템은, 도 8 또는 도 13의 흐름도 단계를 따라, 설치 정보(이 경우, 예로서, 반경방향 동작 모터가 모두 동작중인 12개의 디텍터 컬럼을 구비한 완전 장착형 시스템)를 결정하고, 피험자 스캔 정보(스캔 유형이 사이즈가 작은 머리라는 사실 또는 피험자 유형이 체구가 작은 어린이라는 사실)를 취입하고, 최적의 스캐닝 시나리오를 전개한다. 이 경우는 일부 완전 장착형 디텍터 컬럼(110)을 포함하는데, 이 경우에 있어서, 하나 걸러, 일부 완전 연장되지 않는 디텍터 컬럼(112)을 구비한다. 도 10에서는, 완전 연장형 디텍터 컬럼(110)을 구비한 구현은 디텍터 컬럼 충돌 때문에 가능하지 않았다. 디텍터 컬럼을 균일하게 연장시키지 않음으로써, 상기 구현은 도 11의 시나리오에서 가능하다.

도 12는 뇌 또는 소아과 이미지를 대상으로 하도록 특별히 설정된 촬영 시스템의 다른 전면도를 나타내고 있다. 본 시스템에서는, 도 6과 마찬가지로, 디텍터 컬럼 설치용으로 가능한 수용 위치의 절반에만 디텍터 컬럼이 설치되어 있다. 특정 하드웨어 구현에 따라 기술적으로 이해하거나 기술적으로 이해하지 못하는 사용자에 관계없이 시스템으로부터 필요하지 않은 디텍터 컬럼을 제거할 수 있다. 고객은 예컨대 비용 때문에, 디텍터 컬럼의 일부만 설치된 촬영 시스템을 공급자에게 주문할 수 있다. 또는, 고객은 도 10이나 도 11의 완전 장착형 시스템을 구매할 수 있고, 떼어질 수 있는 디텍터 컬럼 중 일부는 나중에 제거될 수 있다. 이것은 시스템의 사용자 및 소유자에 대해 유통성 및 업그레이드 가능성을 생성한다. 특정 촬영 시스템 사용자가 촬영 동작시에 단순히 뇌 촬영에 집중하면, 이들 사용자에게는 도 10 또는 도 11의 완전 장착형 시스템의 관련 비용 및 유지보수를 가진 여분의 디텍터 컬럼을 결코 필요로 하지 않을 수 있다.

도 13은 일 실시형태에 따른 시스템의 동작의 흐름도를 나타낸다. 단계 130에서, 시스템 오퍼레이터는 뇌 스캔, 가슴 스캔, 심장 스캔 또는 기타 대상 스캔 등의 프로시저 유형을 나타내는 사용자 입력(39)을 제공한다.

단계 132에서, 시스템은 디텍터 컬럼(22), 디텍터 헤드(50) 및 디텍터 엘리먼트(54)가 배열되어야 하는 방식에 관한 최적의 스캐닝 기법을 작성한다. 이 최적의 스캐닝 기법은 예컨대 장기(organ) 유형, 환자 체구, 원하는 취득 시간에 기초할 수 있다. 이들은 건건마다 사용자 입력 값일 수도 또는 시스템 검출치일 수도 있다. 예를 들어, 환자 체구는 신속한 환경 스캔에 의해 자동으로 결정될 수 있다.

단계 133에서, 시스템은 그 시스템에 설치된 하드웨어가 최적의 스캐닝 기법을 수행할 수 있는지의 여부를 결정한다. 이것은 설치 정보에 기초하여 최적의 하드웨어 셋업이 현재의 상황을 대신하는지에 관한 결정으로서 간주될 수도 있다. 시스템이 최적의 결과를 위해 설치되는 하드웨어를 모두 구비하고 있다면(설치 정보가 최적의 스캐닝 배열과 일치한다는 것을 의미), 시스템은 단계 135로 이행한다. 그렇지 않으면, 시스템은 단계 134로 이행한다.

시스템이 단계 134에 도달하면, 시스템은 설치 정보를 이용하여, 최적의 스캐닝 기법이 수행될 수 없다고 결정한다. 왜냐면, 예를 들어 디텍터 컬럼이 하나 빠져 있어서 최적의 배열이 달성될 수 없고 이에 스캔 시간이 필연적으로 더 길어질 것이기 때문이다. 단계 134에서, 설치 정보 및/또는 스캔 유형 또는 스캔 대상에 관한 다른 요소를 이용하여 시스템은 상황을 충족하는 새로운 적응형 스캐닝 기법을 작성하거나, 메모리로부터 현재 상황에 적용할 수 있는 이전에 저장된 적응형 스캐닝 기법을 검색할 수 있다. 적응형 스캐닝 기법은 스캔 시간을 추가할 수는 있지만, 오퍼레이터나 고객이 완전 장착형 또는 완전한 특징을 갖춘 시스템을 구매하는 경우에 비해 비용을 줄일 수 있다. 선택사항으로, 적응형 스캐닝 기법은 동작하는 디텍터를, 빠지거나 동작 불가능한 디텍터가 있었던 위치에 오게 하기 위하여 갠트리 동작 또는 회전, 또는 양쪽을 포함할 수 있다.

단계 135에서, 시스템은 피험자에 대해 촬영 동작을 수행한다. 촬영 동작은 선택된 스캐닝 기법(최적 또는 적응형 중 하나)에 맞쳐진 방식으로 시스템의 하드웨어 엘리먼트를 제어함으로서 완료된다. 이 제어는 디텍터 컬럼(22)을 연장 또는 수축, 디텍터 헤드(50)를 상이한 스캔 각도로 회전, 또는 피험자에 대한 새로운 반경방향 각도로 디텍터 컬럼(22)을 갠드리 궤도 둘레로 이동시키는 것(도 7a와 도 7b의 사이에서 디텍터 컬럼의 궤도 이동)을 포함할 수 있으나, 이들에 한정되지는 않는다.

단계 136에서, 시스템은 이미지 취득 시나리오에 기초하여 재구성 알고리즘을 적응시키고, 이미지 재구성 모듈(34)을 이용하여 디텍터 엘리먼트(54)에 대해 선택된 촬영 동작을 재구성한다. 이미지 재구성 프로세스 또는 알고리즘은 선택된 스캐닝 기법과 더욱 양립 가능하게 적응될 수 있다. 이것은 시스템의 하드웨어 제약 하에서 가능한 최고 품질의 이미지를 생성한다.

단계 138에서, 시스템은 이미지 출력을 사용자, 오퍼레이터, 환자 또는 다른 제3자에게 표시할 수 있다. 이것은 이미지 출력이 네트워크(42)를 통해 출력된 후에 디스플레이(40) 상에서 또는 일부 원격 위치에서 이루어질 수 있다.

도 14는 궤도 방식으로 디텍터 컬럼을 회전시킬 수 있는 갠트리의 능력을 보여준다. 디텍터 컬럼(22)은 이 완전 장착형 예에서는 서로에 대해 동일한 각도로 배치되어 있다. 갠트리 회전 범위(146)는 일부 실시형태에서는 전체 360도 회전이며, 다른 실시형태에서는 0도만큼 낮고, 그 사이의 임의의 범위일 수도 있다. 이 경우에도, 이것은 업그레이드 가능한 특징이며 설치 정보에 관한 것이다. 갠트리는 처음에, 예를 들어 30도 회전만 지원하는 하드웨어가 설치될 수 있다. 고객은 갠트리에 180도 또는 360도 회전 능력을 제공하기 위해 설치되는 몇몇 추가 모터 또는 하드웨어 컴포넌트를 구비한 업그레이드를 구매할 수 있다. 도 14는 30도 갠트리 회전 범위(146)를 갖는 시스템을 보여준다. 이것은 12개의 디텍터 컬럼 시스템이 10도씩 커버리지를 제공하게 한다. 도 14는 최초 위치(140), 즉 회전 스텝 1에서의 디텍터 컬럼(148A)을 나타낸다. 디텍터 컬럼(148B, 148C)은 148A와 동일한 물리적 디텍터 컬럼이고, 각각 새로운 궤도 위치(142, 144)에 있을 뿐이다. 도 14는 또한 상이한 궤도 위치(150B, 150C)에 대해 회전하는 디텍터 컬럼(150A)도 나타낸다. 이에, 시스템은 모든 디텍터 컬럼을 피험자로부터 새로운 반경방향 각도로 이동시키도록 궤도 회전할 수 있거나, 시스템 내의 디텍터 컬럼을 전부 회전시키지 않고 특정 디텍터 컬럼만 새로운 위치로 이동시킬 수 있다. 도 14는 디텍터 컬럼(148A, 150A)만이 회전하고 그외 모든 디텍터 컬럼(22)은 피험자에 대해 동일한 반경방향 각도로 유지될 때의 후자 배열을 보여준다.

도 15는 궤도 방식으로 디텍터 컬럼(154) 등의 디텍터 컬럼을 회전시킬 수 있는, 일부 장착형 갠트리의 능력을 보여준다. 본 예에서는, 갠트리 위치에 일부 디텍터 컬럼만이 장착된다. 60도 간격의 6개의 갠트리 위치에는 디텍터 컬럼이 설치되고, 하나씩 걸러 6개의 위치는 비어 있다. 갠트리 회전 범위(152)는 본 예에서는 60도이며, 디텍터 컬럼(152)은 10도 오프셋으로 각각 설정된, 6가지 "스텝" 또는 스캐닝 위치를 갖는다.

도 16a는 완전 장착형 디텍터 헤드(50)의 상세도이다. 이 도면은 촬영 동작시에 광자 또는 다른 촬영 인디케이터를 픽업하기 위한 디텍터 재료를 포함하는 디텍터 엘리먼트(54)를 보여준다. 도 16a의 디텍터 헤드(50)는 디텍터 엘리먼트가 설치될 수 있는 전체 7개의 위치에 디텍터 엘리먼트(54)가 설치되어 있기 때문에 완전 장착형으로 간주된다. 디텍터 엘리먼트(54)가 설치되거나 비어 있거나의 여부는 설치 정보의 일 유형일 수 있다. 또한, 각각의 디텍터 엘리먼트(54)에 매립된 재료의 유형도 설치 정보의 일 유형일 수 있다. 헤드는 임의 개의 디텍터 엘리먼트 위치를 가질 수 있으며, 7개는 본 특정 실시형태의 예일 뿐이다.

도 16b는 일부 장착형 디텍터 헤드(160)의 상세도이다. 디텍터 엘리먼트(54)는 스태거 방식으로 설치되어 있으며, 디텍터 엘리먼트 위치(162)는 비어 있다. 이 설치 구성은 디텍터 엘리먼트(54)가 디텍터 컬럼의 비용의 많은 부분을 차지하기 때문에, 저가의 디텍터 컬럼(22)을 위한 것이다. 콜리메이터는 장착되는 디텍터 엘리먼트의 수에 맞게 사이즈가 결정될 수 있다. 이 경우에, 짝수번 위치는 비어 있고, 홀수번 위치는 장착되어 있다.

도 16c는 일부 장착형 디텍터 헤드(164)의 상세도이다. 디텍터 엘리먼트(54)는 디텍터 헤드(164)의 한 측 쪽으로 전부 설치되어 있다. 비어 있는 디텍터 엘리먼트 위치(162)는 디텍터 헤드(164)의 다른 측 쪽에 있다. 이 설치 구성은 협소한 시야(narrow field of view) 촬영 동작에 적합할 수 있다. 협소한 시야 설치 구성은 뇌 스캔(20 cm 커버리지)용으로 설치된 5개의 디텍터 엘리먼트(54), 심장 스캔(16 cm 커버리지)용으로 설치된 4개의 디텍터 엘리먼트(54), 또는 갑성선 스캔(8 cm 커버리지)용으로 설치된 2개의 디텍터 엘리먼트(54) 등의 소형의 장기 스캔용에 적합할 수 있다. 일례로, 디텍터 컬럼(22)당 2개의 디텍터 엘리먼트(54)만 포함하는 시스템이 뇌 스캔 완료를 시도했다면, 뇌 스캔을 수행하는데 걸리는 시간은 휠씬 더 길어질 수 있거나 이미지 결과가 훨씬 더 나쁠 수 있다. 도 8의 단계 86에서 이것을 결정할 수 있고 단계 88에서 사용자에게 통보할 수 있다. 그러면 사용자는 현재의 디텍터 컬럼을, 디텍터 컬럼당 5개의 디텍터 엘리먼트를 구비하는 다른 것으로 교환할 수 있다. 이어서 시스템은 단계 80에서 설치 정보를 동적으로 업데이트하게 된다. 이에, 시스템은 사용자 요구 및 촬영 환경에 맞게 재구성 및 커스터마이즈 가능하게 된다. 예컨대, 대부분의 스캔이 뇌, 갑상선, 심장 등의, 축방향 연장이 한정되는 것에 속하는 의료 시설에서는 비용 절감을 위해 시스템에 맞는 적절한 장착(appropriate population)을 선택할 수 있다. 헤드의 장착부의 폭보다 축방향 FOV가 넓다면, 예컨대 전신 스캐닝은 환자 테이블의 축방향 이동으로 달성될 수 있다.

도 17a와 도 17b는 일부 장착형 디텍터 헤드의 상세도를 보여준다. 도 20과 같은 시스템에서는, 갠트리가 완전 장착형 디텍터 컬럼(22)을 구비할 경우에, 홀수번째 디텍터 컬럼은 디텍터 헤드(170)와 같이, 홀수번 장착된 디텍터 엘리먼트를 구비할 수 있다. 짝수번째 디텍터 컬럼은 디텍터 헤드(172)와 같이, 짝수번 장착된 디텍터 엘리먼트를 구비할 수 있다. 이에, 한 디텍터 컬럼과 다음 디텍터 컬럼은 설치 정보가 다를 수 있다.

선택사항으로, 디텍터 컬럼 내의 장착된 디텍터 엘리먼트는 2개의 인접한 디텍터 컬럼에서의 디텍터 엘리먼트들의 조합이 완전 세트를 형성하는 교호 방식(alternating fashion)으로 배열된다. 이에, 짝수번 컬럼이 앞에 있는 위치에 홀수번 컬럼을 배치하고 2개의 컬럼으로부터 동일한 위치에서 취득된 데이터를 조합하여 완전 데이터 세트를 취득할 수 있다. 그 위치들은 이상치가 아니라, 성공적인 재구성을 가능하게 하기에 근사치일 뿐임을 알아야 한다. 선택사항으로, 인접한 컬럼들은 적어도 하나의 공통의 장착 엘리먼트 또는 공통의 빠진 엘리먼트를 가질 수도 있지만 성공적인 재구성을 가능하게 한다. 일반적으로, 공통 장착된 엘리먼트에 의해 생성되는 것인 "오버 샘플링"은 재구성시에 용이하게 보상되고, 오버 샘플링된 피스캔 신체의 부분들에서의 노이즈를 줄인다. 공통 미장착 엘리먼트에 의해 생성되는 것인 언더 샘플링은 재구성시에 역시 보상될 수 있고, 언더 샘플링된 피스캔 신체의 부분들에서 노이즈를 증가시킬 수 있다. 그러나, 신체의 모든 부분이 동일한 정확도로 스캔될 필요가 없고, 따라서 언더 샘플링은 덜 중요한 장기를 겨낭하면 용인될 수 있다.

도 18은 다른 실시형태의 디텍터 헤드 설계의 상세도이다. 디텍터 헤드(180)의 디텍터 엘리먼트가 격자로 배열되어 있다. 특정 장기 또는 피험자를 대상으로 할 때에, 똑바른(direct) 디텍터 엘리먼트가 이미지 품질에는 가장 중요하며, 측부에 대해 더 멀리 있는 디텍터 엘리먼트는 주변 정보에만 필요하다. 그러므로, 비용을 절감하기 위해서 디텍터 헤드를 도시하는 바와 같이 구성할 수 있다. 디텍터 엘리먼트(184)가 고정되어 있는 중간 영역은 디텍터 엘리먼트(182)보다 5배 더 좋은 감도를 제공한다. 이것은 슬라이딩하는 디텍터 엘리먼트(184)가 다양한 포인트에서 데이터를 수집하기 위해 촬영 동작중에 콜리메이트 뒤로 이동하기 때문이다. 이 이동은 스위프 모터(52) 또는 설치된 추가 모터 등의 모터에 의해 제어될 수 있다. 심장 등의 장기 또는 피험자는 최적의 스캐닝 시나리오에서 디텍터 헤드의 중간에서 중심이 맞춰질 수 있다. 이러한 시스템에 대한 유효 시야는 36 x 20 센티미터일 수 있다. 이러한 시스템에 대한 품질 시야는 20 x 20 센티미터일 수 있다. 본 실시형태에 대한 설치 정보는 각 디텍터 엘리먼트의 수, 위치, 및 이동 능력을 포함할 수 있다. 디텍터 헤드(180)는 총 디텍터 컬럼의 수가 적은 시스템 설치 구성에 매우 유용한데, 각각의 디텍터 컬럼이 더 많은 검출 정보를 취급할 수 있기 때문이다. 본 실시형태에 있어서, 콜리메이터는 디텍터 헤드 자체에 또는 개별 디텍터 엘리먼트에 부착될 수 있다. 이에, 이동 가능한 디텍터 엘리먼트(182)는 콜리메이터가 부착되어 있어, 콜리메이터를 공간 전체에 제작할 필요가 없고 따라서 비용을 절감할 수 있다.

도 19는 상이한 디텍터 엘리먼트 구성을 설치 정보에 적용할 수 있는 일 실시형태의 흐름도이다. 점선 박스(185)는 단계 186-194가, 도 8의 단계 80에서 이루어질 수 있는 결정 유형의 예임을 표시한다. 단계 200은 도 8의 단계 82에서 이루어질 수 있는 결정 유형의 예이다. 점선 박스(198)는 단계 202-208이, 도 8의 단계 84에서 이루어질 수 있는 결정 유형의 예임을 표시한다.

단계 186에서, 시스템은 전체 시스템의 다양한 부분으로부터 데이터를 수집한다(도 8의 단계 71-75에 나타낸 바와 같음). 이들 정보에 기초하여, 시스템은, 시스템이 단계 188에서의 스태거 방식의 셋업(staggered setup)을, 단계 190에서의 슬라이딩 셋업을, 단계 192에서의 협소한 FOV 셋업을, 또는 단계 194에서의 커스텀 디텍터 엘리먼트 셋업을 갖는지의 여부를 결정한다. 스태거 방식의 셋업은 도 17a와 도 17b에 나타내는 바와 같은 것일 수 있다. 슬라이딩 셋업은 도 18에 나타내는 바와 같은 것일 수 있다. 협소한 FOV 셋업은 도 16c에 나타내는 바와 같은 것일 수 있다.

단계 200에서, 시스템은 점선 박스(185)의 단계들로부터의 결정된 디텍터 엘리먼트 셋업을 피험자 스캔 정보와 비교한다. 이 정보는 스캔의 대상(즉, 심장, 갑상선, 뇌, 가슴 등) 및 수행되는 스캔의 유형에 기초한다.

점선 박스(198)의 단계들에서, 피험자 스캔 정보와 비교되는 설치 정보에 기초하여 촬영 동작이 행해진다. 설치 정보 간의 적합성이 양호하면, 디텍터 엘리먼트에 대한 대응하는 스캔이 선택된다. 이것이 수평선으로 표시된다. 총 범위의 60도에 걸쳐(예컨대, 도 20a 내지 도 20c에서) 각각의 디텍터 컬럼으로 스캔하는 단계 202는, 스태거 방식의 셋업이 단계 188에서 결정되고 이것이 피험자 스캔 정보와 잘 매칭될 때에 일반적으로 수행된다. 슬라이딩 엣지 디텍터 엘리먼트를 포함해 스캔하는 단계 204는, 슬라이딩 셋업이 단계 190에서 결정되고 이것이 피험자 스캔 정보와 잘 매칭될 때에 일반적으로 수행된다. 엘리먼트가 설치되어 있는 디텍터의 엣지로 포커싱해 스캔하는 단계 206은, 협소한 FOV 셋업이 단계 192에서 결정되고 이것이 피험자 스캔 정보와 잘 매칭될 때에 일반적으로 수행된다. 커스텀 스캔 시나리오를 이용해 스캔하는 단계 208은 설치 셋업이 피험자 스캔 정보와 잘 매칭하지 않거나 임의의 미리 정해진 배열로 되지 않을 때에 일반적으로 행해진다.

도 20a 내지 도 20c는 각각의 디텍터 컬럼이 총 범위의 60도에 걸쳐 스캔하는 단계 202의 촬영 동작의 상세를 나타낸다. 이것은 앞에서 자세하게 설명한 도 17a와 도 17b의 시스템에 대해 최상으로 실행될 수 있다. 홀수번 디텍터 컬럼에는 홀수번 디텍터 엘리먼트가 설치되고, 짝수번 디텍터 컬럼에는 짝수번 디텍터 엘리먼트가 설치된다. 이에, 피험자의 완전 스캔을 얻기 위해서, 시스템은 전체 촬영 동작시에 각각의 디텍터 컬럼을 60도 궤도 회전시켜야 한다.

도 20a는 60도의 갠트리 궤도 회전 범위(210)와 완전 장착형 디텍터 컬럼(22)을 구비한 시스템을 나타낸다. 디텍터 아암은 시스템에서 반경방향으로 연장될 수 있다. 디텍터 컬럼이 완전 장착되어 있지만, 각각의 디텍터 컬럼 내의 디텍터 엘리먼트는 전술한 바와 같이 그렇지 않다.

도 20b는 30도의 갠트리 궤도 회전 범위(212)를 커버하는, 맨처음 3곳의 이동 위치 사이에서의 스태거 방식의 촬영 동작을 나타낸다.

도 20c는 30도의 추가 갠트리 궤도 회전 범위(214)를 커버하는, 마지막 3곳의 이동 위치 사이에서의 스태거 방식의 촬영 동작을 나타낸다. 따라서, 스캐닝 동작의 각각의 각도는 홀수 및 짝수번 디텍터 엘리먼트에 의해 커버된다. 촬영 동작은 완전 장착형 디텍터 엘리먼트를 구비한 시스템보다 시간이 더 걸릴 수 있지만, 이 시스템은 시스템 내의 총 디텍터 엘리먼트의 절반만 구비하기 때문에 저가일 수 있다.

숙고한 바와 같이, 다양한 실시형태는 촬영 동작에 적절한, 저가의 업그레이드 가능하며 커스터마이즈 가능한 시스템을 제공한다. 모든 기능이 유지될 수 있지만, 비용 대 취득 시간의 트레이드오프가 있다.

일부 실시형태의 구성 가능하고 제어 가능한 시스템은 사용자 입력에 의해 제어될 수 있다. 이에, 사용자는 시스템의 자동 동작을 무효로 하고, 사용자 인터페이스를 통해 시스템의 컴포넌트의 매우 특정한 제어를 취할 수 있다.

다양한 실시형태 및/또는 구성요소, 예컨대 모듈, 또는 구성요소 및 그 내부의 컨트롤러 역시 하나 이상의 컴퓨터 또는 프로세서의 일부로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 또는 프로세서는 컴퓨팅 장치, 입력 장치, 디스플레이 유닛, 및 예컨대 인터넷에 액세스하기 위한 인터페이스를 포함할 수 있다. 컴퓨터 또는 프로세서는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서는 통신 버스를 통해 접속될 수 있다. 컴퓨터 또는 프로세서는 또한 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 리드 온리 메모리(ROM)를 포함할 수 있다. 컴퓨터 또는 프로세서는 저장 장치를 더 포함할 수 있으며, 저장 장치는 플래시 메모리 디스크 드라이브, 광 디스크 드라이브 등의 분리형 저장 드라이브 또는 하드 디스크 드라이브일 수 있다. 저장 장치는 또한 컴퓨터 프로그램 또는 기타 명령어를 컴퓨터 또는 프로세서에 로딩하기 위한 그밖의 유사한 수단일 수도 있다.

본 명세서에 사용되는 용어 "컴퓨터" 또는 "모듈"은 마이크로프세서, RISC(reduced instruction set computer), 주문형 반도체(ASIC), 논리 회로, 및 본 명세서에 설명하는 기능을 실행할 수 있는 기타 회로 또는 프로세서를 포함하는 임의의 프로세서 기반 또는 마이크로프로세서 기반의 시스템일 수 있다. 이상의 예는 예시일뿐이므로, 용어 "컴퓨터"의 정의 및/또는 의미를 어떤 식으로도 한정하려는 의도는 없다.

컴퓨터 또는 프로세서는 입력 데이터를 처리하기 위해, 하나 이상의 저장 요소에 저장된 명령어 세트를 실행한다. 저장 요소는 원한다면 또는 필요하다면 데이터 또는 기타 정보를 저장할 수도 있다. 저장 요소는 정보 소스 또는 처리 머신 내의 물리적 메모리 소자의 형태로 있을 수 있다.

명령어 세트는 처리 머신으로서 컴퓨터 또는 프로세서로 하여금 발명의 다양한 실시형태의 방법 및 프로세스 등의 특정 동작을 수행하게 하게 하는 다양한 커맨드를 포함할 수 있다. 명령어 세트는 소프트웨어 프로그램의 형태로 있을 수 있다. 소프트웨어는 시스템 소프트웨어 또는 애플리케이션 소프트웨어 등의 다양한 형태로 있을 수 있다. 또한, 소프트웨어는 개별 프로그램 또는 모듈의 집합체, 대형 프로그램 내의 프로그램 모듈 또는 프로그램 모듈의 일부의 형태로 있을 수 있다. 소프트웨어는 또한 객체 지향형 프로그래밍의 형태로 모듈식 프로그래밍을 포함할 수 있다. 처리 머신에 의한 입력 데이터의 처리는 오퍼레이터 커맨드에 응답, 또는 이전 처리의 결과에 응답, 또는 다른 처리 머신에 의해 행해진 요청에 응답할 수 있다.

본 명세서에 사용될 때에, 용어 "소프트웨어" 및 "펌웨어"는 RAM 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 및 비휘발성 RAM(NVRAM) 메모리를 비롯한, 컴퓨터에 의한 실행을 위해 메모에 저장된 임의의 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다. 전술한 메모리 유형은 예시일 뿐이며, 그렇게 제한되지 않고, 컴퓨터 프로그램의 저장에 유용한 메모리의 유형이면 된다.

이상의 설명은 제한적이 아니라 예시적인 것으로 의도된 것임이 명백한다. 예를 들어, 전술한 실시형태들(및/또는 그 양태들)은 서로 조합되어 이용될 수 있다. 또한, 특정 상황 또는 재료를 본 발명의 다양한 실시형태의 지침에 맞게 적응시키기 위해 본 발명의 범위에서 벗어나는 일 없이 다수의 변형이 이루어질 수 있다. 본 명세서에 설명한 재료의 치수 및 유형은 본 발명의 다양한 실시형태의 파라미터를 규정하기 위해 의도된 것이지만, 그 실시형태들은 결코 제한적이지 않으며 예시적인 실시형태이다. 이상의 설명을 검토한 당업자에게는 다수의 다른 실시형태들이 명백하라 것이다. 본 발명의 다양한 실시형태의 범위는 이에 특허청구범위가 청구하는 동류의 전체 범위와 함께, 그 청구범위를 참조함으로써 결정되어야 한다.

첨부하는 특허청구범위에서는, "포함하는(including)" 및 "~에 있어서(in which)"라는 용어는 그 각 용어의 평이한 영어의 등가어인 ""comprising" 및 "wherein"로서 이용된다. 또한, 이하의 청구범위에 있어서, "제1", "제2" 및 "제3" 등의 용어는 단순히 호칭으로서 사용되며, 그 대상물에 대한 수치적 요건을 부과하기 위해 의도된 것이 아니다. 또한, 이하의 청구항의 한정은 기능식청구항(means-plus-function) 포맷으로 작성되지 않으며, 그러한 청구항 한정은 "수단(means for)" 다음에, 추가 구조 없이 기능의 설명으로 된 기재를 표현으로 사용할 때까지, 35 U.S.C. §112, 6항에 기초해서 해석되는 것을 의도하지 않는다.

여기에서의 설명은 최상 모드를 비롯해 본 발명의 다양한 실시형태를 개시하기 위해 또 당업자가 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 이용하여 임의의 포함된 방법을 수행하는 것을 비롯해 본 발명의 다양한 실시형태를 실행하는 것을 가능하게 하기 위해 예를 이용한다. 본 발명의 다양한 실시형태의 특허 가능한 범위는 특허청구범위에 의해 정해지며, 당업자에게 떠오르는 다른 예도 포함할 수 있다. 그러한 다른 예는 특허청구범위의 문어와 상이한 구조적 요소를 갖는다면 또는 특허청구범위의 문어와 비실질적인 차이를 갖는 균등한 구조적 요소를 포함한다면 특허청구범위의 범주 내에 포함되는 것이다.

Claims

적응형 촬영 시스템에 있어서,
갠트리(gantry)와,
상기 갠트리에 설치된 복수의 촬영 디텍터 유닛(imaging detector unit)으로서, 상기 복수의 디텍터 유닛 중 적어도 하나는 피험자(subject)에 대해 상기 디텍터 유닛 중 적어도 하나를 배치시키기 위해 상기 갠트리에 대해 이동 가능한 것인 상기 복수의 촬영 디텍터 유닛과,
적어도 하나의 디텍터 유닛의 독립된 위치를 제어하도록 구성된 컨트롤러
를 포함하고,
상기 컨트롤러는 설치 정보를 수신할 때에 촬영 동작을 위해 적어도 하나의 디텍터 유닛 위치를 적응적으로 변경하고,
상기 디텍터 유닛은 복수의 디텍터 엘리먼트를 포함하고,
상기 설치 정보는 디텍터 엘리먼트 구성 상태인 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
추가 디텍터 유닛을 수용하도록 적응화된, 상기 갠트리 내의 비어 있는 수용 위치(empty receiver location)를 더 포함하는 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 복수의 디텍터 유닛의 적어도 일부는 단일광자단층촬영(SPECT, Single Photon Emission Computed Tomography) 데이터를 취득하도록 구성되는 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 디텍터 유닛은 감마선 검출 재료를 포함하는 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 디텍터 유닛은 디텍터 엘리먼트(detector element)를 포함하는 회전 가능한 디텍터 헤드(detector head)를 포함하고,
상기 컨트롤러는 또한, 상기 설치 정보의 수신에 기초하여, 디텍터 헤드 각도를 적응적으로 조정하도록 구성되는 것인 적응형 촬영 시스템.
제5항에 있어서,
각각의 디텍터 헤드는 상기 컨트롤러로부터의 명령어에 기초하여 상기 디텍터 헤드의 회전 각도 변화를 생성하는 스위프 모터(sweep motor)를 더 포함하고,
상기 설치 정보는 상기 스위프 모터의 현재 동작 상태에 관한 정보를 포함하는 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 설치 정보는 디텍터 유닛 부착 상태인 것인 적응형 촬영 시스템.
제7항에 있어서,
상기 디텍터 유닛 부착 상태는, 디텍터 유닛이 설치되어 있는 상기 갠트리 내의 수용 위치(receiver location), 및 디텍터 유닛이 설치되지 않은 상기 갠트리 내의 수용 위치에 대한 정보를 포함하는 것인 적응형 촬영 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 디텍터 엘리먼트 구성 상태는, 디텍터 엘리먼트가 설치되어 있는 디텍터 유닛 및 디텍터 엘리먼트가 설치될 수 있지만 설치되지 않은 디텍터 유닛의 위치에 관한 정보를 포함하는 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 디텍터 엘리먼트 구성 상태는 상기 디텍터 엘리먼트가 슬라이드 유형의 디텍터 엘리먼트를 포함하는지 여부에 관한 정보를 포함하는 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 디텍터 엘리먼트 구성 상태는 촬영 동작(imaging operation)중에 감마선(gamma ray)을 취득하는데 사용되는 상기 디텍터 엘리먼트에 매립된 신틸레이터 재료(scintillator material) 또는 반도체 재료에 관한 정보를 포함하는 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 디텍터 엘리먼트 구성 상태는 콜리메이터(collimator) 유형에 관한 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 복수의 디텍터 유닛 중 적어도 하나는 반경방향 동작 아암(radial motion arm) 및 반경방향 동작 모터(radial motion motor)를 포함하고,
상기 설치 정보는 상기 반경방향 동작 모터의 현재 동작 상태에 관한 정보를 포함하는 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
수행될 촬영 동작에 관한 사용자 입력을 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 설치 정보에 기초하여 총 촬영 동작 시간 예측치를 산출하는 것인 적응형 촬영 시스템.
제15항에 있어서,
상기 컨트롤러는 산출된 총 촬영 동작 시간 예측치를 촬영 동작 유형에 관한 임계치와 비교하고, 상기 임계치에 도달하면 설치 정보를 변경하기 위한 권고를 출력하는 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 디텍터 유닛에 상기 피험자에 대한 새로운 반경방향 축을 부여하기 위해 상기 디텍터 유닛을 상기 갠트리 둘레로 궤도 이동(orbiting motion)으로 이동시킴으로써 적어도 하나의 디텍터 유닛 위치가 변경되는 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 스캔 유형 정보 또는 환자 의료 정보를 추가로 수신할 때에 촬영 동작을 위해 적어도 하나의 디텍터 유닛 위치를 변경하는 것인 적응형 촬영 시스템.
제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 또한,
상기 설치 정보 및 요구되는 촬영 동작에 기초하여 이미지 취득 시나리오를 전개하고,
전개된 이미지 취득 시나리오에 기초하여, 상기 갠트리에 설치된 적어도 하나의 디텍터 유닛의 물리적 위치를 구성하며,
상기 디텍터 유닛으로부터 이미지 정보를 취득하도록
구성되는 것인 적응형 촬영 시스템.
명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 있어서,
상기 명령어는 컴퓨터에 의해 실행될 때에, 상기 컴퓨터로 하여금,
갠트리에 부착된 복수의 촬영 디텍터 유닛에 관한 설치 정보를 결정하고,
상기 설치 정보 및 요구되는 촬영 동작에 기초하여 이미지 취득 시나리오를 전개하며,
전개된 이미지 취득 시나리오에 기초하여, 상기 갠트리에 부착된 적어도 하나의 디텍터 유닛의 물리적 위치를 구성하고,
상기 디텍터 유닛으로부터 이미지 정보를 취득하게
하도록 하고,
각각의 디텍터 유닛은 복수의 디텍터 엘리먼트를 포함하고, 상기 설치 정보는 상기 디텍터 엘리먼트의 구성에 관한 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
제20항에 있어서, 상기 컴퓨터는, 실행할 이미지 취득 시나리오를 전개함에 있어서,
산출된 최저 동작 시간에 기초하여 이미지 취득 시나리오를 선택하고, 상기 동작 시간은, 이미지 취득에 관한 시간을 피험자의 조정 또는 상기 디텍터 유닛의 조정에 관한 시간과 조합함으로써 산출되는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
제21항에 있어서, 상기 명령어는 또한 상기 컴퓨터로 하여금,
상기 산출된 동작 시간을, 상기 촬영 동작의 유형 또는 환자 의료 정보에 관한 임계치와 비교하고,
상기 임계치에 도달하였다면 설치 정보를 변경하기 위한 권고를 출력하게
하는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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제20항에 있어서,
상기 복수의 디텍터 유닛의 적어도 일부는 단일광자단층촬영(SPECT, Single Photon Emission Computed Tomography) 데이터를 취득하도록 구성되는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
제20항에 있어서, 상기 명령어는 또한 상기 컴퓨터로 하여금,
상기 이미지 취득 시나리오에 기초하여 이미지 재구성 알고리즘을 적응시키고,
적응화된 이미지 재구성 알고리즘에 기초하여 이미지를 재구성하며,
재구성된 이미지를 표시하게
하는 것인 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.