KR102314902B1 - 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 선량 조절 시스템 - Google Patents

진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 선량 조절 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전원부, 진단용 방사선의 조사영역 중 부분별로 투과량을 조절할 수 있도록 구성된 다엽 콜리메이터(multi-leaf collimator), 다엽 콜리메이터에 포함된 단일 엽(single-leaf)의 위치를 각각 독립적으로 조절할 수 있도록 구성된 구동부, 외부와 통신할 수 있도록 구성되는 통신모듈 및 통신모듈로부터 수신된 신호에 따라 진단용 방사선의 조사영역 중 부분별로 투과량이 조절될 수 있도록 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 전량 조절 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 선량 조절 시스템은 방사선 조사 영역에서 부분별로 피폭을 방지할 수 있으며, 진단용 방사선 장치에 부착가능한 모듈로 구성되므로 기존 장비의 구조 변경없이 용이하게 방사선 차폐기능을 추가할 수 있는 효과가 있다.

Description

진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 선량 조절 시스템{THE DOSE ADJUSTMENT APPARATUS THAT CAN BE INSTALLED IN DIAGNOSTIC RADIOLOGY APPARATUS AND THE SYSTEM COMPRISING THAT}
본 발명은 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 선량 조절 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 진단용 방사선 장치에 장착되어 방사선 조사 영역의 선량을 부분별로 조절할 수 있는진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 선량 조절 시스템에 관한 것이다.
진단용 방사선 장치는 방사선 투시 조영 및 중재적 방사선 시술시 비침습적으로 체내의 정보를 획득하는 장치이다. 진단용 방사선 장치는 실시간으로 체내의 정보를 획득하도록 소정시간동안 지속적으로 방사선을 조사하게 되므로, 낮은 에너지의 방사선을 이용하더라도 상당한 피폭량이 발생하게 된다.
종래에는 진단용 방사선 장치의 사용시에 환자의 피폭량을 줄이기 위한 노력으로서 차폐물질을 환자의 몸에 직접 부착하거나 보호복을 착용하는 방식으로 방사선 노출 범위를 제한하였다. 또한 방사선 조사부에서 고정된 필드형상을 유지하면서 제한된 영역설정이 가능한 콜리메이터를 사용하여 방사선 노출범위를 제한하였다. 이와같은 진단용 방사선 장치의 선량저감 기술과 관련하여 미국 등록특허 US5680434(1997.10.21. 등록)가 개시되어 있다.
그러나 이와같은 종래의 진단용 방사선 장치는 정형적인 형상으로 노출범위가 결정되어 진단과 무관한 영역의 피폭을 줄이는 것에는 한계점이 있었다.
미국 등록특허 US5680434(1997.10.21. 등록)
본 발명은 전술한 종래의 진단용 방사선 장치의 한계점을 해결하여 부분별로 차폐량을 조절할 수 있는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 선량 조절 시스템을 제공하는 것에 그 목적 이 있다.
상기 과제의 해결 수단으로서, 전원부, 진단용 방사선의 조사영역 중 부분별로 투과량을 조절할 수 있도록 구성된 다엽 콜리메이터(multi-leaf collimator), 다엽 콜리메이터에 포함된 단일 엽(single-leaf)의 위치를 각각 독립적으로 조절할 수 있도록 구성된 구동부, 외부와 통신할 수 있도록 구성되는 통신모듈 및 통신모듈로부터 수신된 신호에 따라 진단용 방사선의 조사영역 중 부분별로 투과량이 조절될 수 있도록 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치가 제공될 수 있다.
여기서 선량 조절 장치는 진단용 방사선 장치의 방사선 조사부와 방사선 검출부 사이에 구비될 수 있다.
나아가 선량 조절 장치는 진단용 방사선 장치의 방사선 조사부의 단부에 탈착 가능하도록 구성된 연결부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 단일 엽은, 각각 방사선 조사 방향에 직교하는 평면상에서 연장되어 형성되며, 서로 나란하며, 서로 밀착되어 구비될 수 있다.
한편, 구동부는 단일 엽을 단일 엽이 연장된 방향으로 각각 이동시킬 수 있도록 구성되는 복수의 구동유닛을 포함할 수 있다.
한편, 전원부, 다엽 콜리메이터, 통신모듈 및 제어부를 수용가능하도록 구성되며, 중심부분에 진단용 방사선이 통과할 수 있도록 구성되는 중공이 형성된 원통형의 하우징을 더 포함할 수 있다.
나아가, 다엽 콜리메이터는 평면 상에서 2열로 구성되며, 각각의 열은 중공의 절반영역의 투과량을 조절할 수 있다.
콜리메이터 모듈, 전원부, 통신모듈 및 제어부는 하우징의 내부에서 복수의 단으로 적층되어 구비될 수 있다.
한편, 방사선은 X선일 수 있다.
한편, 단일 엽은 X선을 차폐할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한 단일 엽은 X선이 1 내지 99% 투과되도록 구성될 수 있다.
추가로, 진단용 방사선 장치에 탈착 가능하도록 구성되는 선량 조절 장치, 선량 조절 장치와 통신하며, 부분별로 방사선을 투과율을 조절량을 입력받을 수 있도록 구성되는 컨트롤 디바이스를 포함하여 구성되며, 여기서 선량 조절 장치는 전원부, 진단용 방사선의 조사영역 중 부분별로 투과량을 조절할 수 있도록 구성된 다엽 콜리메이터(multi-leaf collimator), 다엽 콜리메이터 모듈에 포함된 단일 엽(single-leaf)의 위치를 각각 독립적으로 조절할 수 있도록 구성된 구동부, 컨트롤 디바이스와 통신할 수 있도록 구성되는 통신모듈 및 통신모듈로부터 수신된 신호에 따라 진단용 방사선의 조사영역 중 부분별로 투과량이 조절될 수 있도록 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 시스템이 제공될 수 있다.
여기서, 컨트롤 디바이스는 디스플레이부를 포함하여 구성되며, 외부의 진단용 방사선 장치로부터 획득된 진단영상을 수신하여 디스플레이부에 표시할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 컨트롤 디바이스는 사용자가 디스플레이부의 영상에서 터치 앤 드래그하는 경우 터치한 위치 및 드래그 량에 따라 다엽 콜리메이터를 조절하는 조절신호를 생성하며, 제어부는 조절신호에 따라 구동부를 구동하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 선량 조절 시스템은 방사선 조사 영역에서 부분별로 피폭을 방지할 수 있으며, 진단용 방사선 장치에 부착가능한 모듈로 구성되므로 기존 장비의 구조 변경없이 용이하게 방사선 차폐기능을 추가할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선량 조절 장치가 구비된 모바일 진단용 방사선 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 C-arm 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예인 선량 조절 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 선량 조절 장치의 분해사시도이다.
도 5는 다엽 콜리메이터 모듈을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제2 실시예인 선량 조절 시스템의 사용상태도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제2 실시예인 선량 조절 시스템의 사용상태도이다.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예인 선량 조절 장치의 적용 전후의 비교영상이다.
도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예인 선량 조절 장치의 적용 전후의 비교영상이다.
도 10은 본 발명에 따른 선량 조절 시스템이 구비된 고정형 진단용 방사선 장치를 도시한 개념도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 선량 조절 시스템에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 다엽 콜리메이터 모듈에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 선량 조절 장치가 구비된 모바일 진단용 방사선 장치의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선량 조절 장치는 진단용 방사선 장치에 Add-on 될 수 있도록 구성되어, 방사선 조사 영역내에서 부분적인 방사선 차폐량을 조절하는 기능을 추가할 수 있도록 구성된다.
한편, 본 발명이 적용되는 진단용 방사선 장치는 치료용 방사선 장치와 구별될 수 있다. 치료용 방사선 장치는 고에너지의 방사선을 이용하므로, 가속관, 콜리메이터, 콜리메이터 구동부, 전원부 등의 필수적인 구성요소들이 상당한 규모로 설치되어 사용되고 있다. 그러나 진단용 방사선 장치는 저에너지의 방사선을 사용하게 되므로 크기가 소형화되고, 이동식으로 구현되고 있다. 따라서 본 발명에 따른 콜리메이터 모듈은 컴팩트하고 소형화되어 독립적으로 구동이 가능한 구성으로 모듈화 되어 구성될 수 있다.
도 2는 도 1의 C-arm 부분을 확대하여 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 선량 조절 장치는 진단용 방사선 장치에서 방사선 조사부와 방사선 검출부 사이의 공간에 구비될 수 있다. 일 예로서 도 2에 도시된 바와 같이, 방사선 조사부의 단부에 구비될 수 있어 별도의 구조 변경이 없이 간편하게 부분별 방사선 차폐율 조절기능을 추가할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예인 선량 조절 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선량 조절 장치는 다엽 콜리메이터 모듈, 통신모듈, 전원부 및 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
다엽 콜리메이터 모듈은 다엽 콜리메이터(multi-leaf collimator) 및 구동부를 포함하여 구성될 수 있다.
다엽 콜리메이터는 복수의 단일 엽을 포함하여 구성되며, 복수의 단일 엽이 조합되어 부분별로 방사선의 차폐량을 조절할 수 있도록 구성된다. 이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 다엽 콜리메이터 모듈(200)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 선량 조절 장치(1000)가 구비된 모바일 진단용 방사선 장치(10)의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선량 조절 장치(1000)는 진단용 방사선 장치(10)에 Add-on 될 수 있도록 구성되어, 방사선 조사 영역내에서 부분적인 방사선 차폐량을 조절하는 기능을 추가할 수 있도록 구성된다.
한편, 본 발명이 적용되는 진단용 방사선 장치(10)는 치료용 방사선 장치(10)와 구별될 수 있다. 일 예로서, 치료용 방사선 장치는 고에너지의 방사선을 이용하므로, 가속관, 콜리메이터, 콜리메이터 구동부(240), 전원부(500) 등의 필수적인 구성요소들이 상당한 규모로 설치되어 사용되고 있다. 그러나 진단용 방사선 장치(10)는 저에너지의 방사선을 사용하게 되므로 크기가 소형화되고, 이동식으로 구현되고 있다. 따라서 본 발명에 따른 선량 조절 장치(1000)는 진단용 방사선 장치(10)에 부착될 수 있는 컴팩트하고 소형화되어 독립적으로 구동이 가능한 구성으로 모듈화 되어 구성될 수 있다.
도 2는 도 1의 C-arm(14) 부분을 확대하여 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 선량 조절 장치(1000)는 진단용 방사선 장치(10)에서 방사선 조사부(11)와 방사선 검출부(12) 사이의 공간에 구비될 수 있다. 일 예로서 도 2에 도시된 바와 같이, 방사선 조사부(11)의 단부에 구비될 수 있어 별도의 구조 변경이 없이 간편하게 부분별 방사선 차폐율 조절기능을 추가할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예인 선량 조절 장치(1000)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선량 조절 장치(1000)는 다엽 콜리메이터 모듈(200), 통신모듈(400), 전원부(500) 및 제어부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
다엽 콜리메이터 모듈(200)은 다엽 콜리메이터(multi-leaf collimator) 및 구동부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
다엽 콜리메이터는 복수의 단일 엽(220)을 포함하여 구성되며, 복수의 단일 엽(220)이 조합되어 부분별로 방사선의 차폐량을 조절할 수 있도록 구성된다. 다엽 콜리메이터는 방사선의 조사방향과 직교하는 평면상에서 나란하게 구비될 수 있다. 각각의 단일 엽(220)은 각각의 길이방향으로 소정길이로 연장되어 형성되며, 폭 방향으로 다른 단일 엽(220) 콜리메이터와 밀착되어 구비될 수 있다. 단일 엽(220)의 배열은 평면상에서 좌우대칭으로 구비될 수 있다. 좌우 각각의 단일 엽(220)은 복수로 분할된 방사선 조사 영역을 양분하여 양측에서 각각 차폐영역을 조절할 수 있도록 구성된다. 단일 엽(220)의 방사선 차폐율은 단일 엽(220)의 재질, 두께에 따라 달라질 수 있다. 단일 엽(220)의 구성에 따라 차폐영역의 영상이 불투명 또는 반투명으로 선택되어 획득될 수 있다. 한편, 이와 같은 콜리메이터의 작동에 대하여는 차후 상세히 설명하도록 한다.
구동부(240)는 단일 엽(220)을 길이방향으로 이동시킬 수 있도록 구성된다. 구동부(240)는 단일 엽(220)을 각각 독립적으로 이동시킬 수 있도록 단일 엽(220)의 수와 동일한 수로 구성된 구동유닛(241)을 포함할 수 있다. 각각의 구동유닛(241)은 단일 엽(220)의 일측에 연결되어 후술할 제어부(300)의 신호에 의해 구동량이 결정될 수 있다.
통신모듈(400)은 외부기기와 통신할 수 있도록 구성된다. 통신모듈(400)은 사용자가 입력한 콜리메이터의 위치에 따른 신호를 수신하여 제어부(300)로 전송하게 된다.
전원부(500)는 구동부(240), 통신모듈(400) 및 제어부(300)를 포함하는 전기적 구성요소에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 전원부(500)는 2차전지를 포함하여 구성될 수 있으며, 별도의 전원공급이 없더라도 충전되어 있는 에너지를 사용하도록 구성될 수 있다.
제어부(300)는 통신모듈(400) 및 구동부(240)를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어부(300)는 통신모듈(400)에 의해 사용자의 입력이 수신되면 그에 따른 구동량을 결정하여 최종적으로 다엽 콜리메이터의 위치조합을 변형시키게 된다.
이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 선량 조절 장치(1000)의 구조 및 형상에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 선량 조절 장치(1000)의 분해사시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 선량 조절 장치(1000)는 일체형으로 구성되어 진단용 방사선 장치(10)에 장착될 수 있다. 일 예로 선량 조절 장치(1000)는 높이가 낮은 원통형으로 구성되며, 중심부분에 방사선이 통과될 수 있는 중공(140)이 형성될 수 있다.
선량 조절 장치(1000)는 하우징(100)의 내측에 다엽 콜리메이터 모듈(200), 제어부(300), 통신모듈(400) 및 전원부(500)가 배치될 수 있다.
하우징(100)은 상부캡(110), 하부캡(120) 및 연결부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 상부캡(110)은 하우징(100)의 상면을 포함하여 구성되며, 하부캡(120)은 하우징(100)의 하면을 포함하도록 구성될 수 있다. 상면과 하면에는 각각 소정 내경으로 중공(140)이 형성되어 방사선이 통과할 수 있도록 구성된다. 상부캡(110)의 양측에는 방사선 조사부(11)에 연결이 용이하도록 돌출된 연결부(130)가 구비될 수 있다. 다만, 하우징(100)의 구조에 대하여 도 4에 나타난 형상을 예를 들어 설명하였으나, 내측에 다엽 콜리메이터, 구동부(240) 및 제어부(300)가 적재될 수 있는 다양한 구성으로 변형될 수 있으며, 연결부(130)의 구성 또한 방사선 조사부(11)의 단부에 연결될 수 있는 다양한 구성으로 변형되어 적용될 수 있다.
하우징(100)의 내측에는 배터리, 제어부(300) 및 다엽 콜리메이터 모듈(200)이 적층되어 구성될 수 있다. 선량 조절 장치(1000)가 방사선 조사부(11)의 단부에 장착의 용이성 및 장착 후 진단용 방사선 장치(10)의 조작 용이성을 유지할 수 있게 된다.
배터리는 하우징(100) 내측으로 적재되며 공간 효율을 높일 수 있도록 원판형으로 구성될 수 있다. 구체적으로 외부의 전원과 연결되는 구성을 동일한 층에 배치할 수 있도록 원판의 일부를 구성하는 형태로 구성될 수 있다.
제어부(300)와 통신모듈(400)은 기판에 구비될 수 있다. 기판 역시 중심부분에 방사선이 통과할 수 있도록 중공(140)이 형성된 원판의 형태로 구성될 수 있다.
다엽 콜리메이터 모듈(200)은 중심부분에 중공(140)이 형성된 원판형의 베이스(210)와 베이스(210)상에 배치되는 다엽 콜리메이터, 샤프느(230) 및 구동부(240)를 포함하여 구성될 수 있다. 베이스(210)는 평면을 양분하는 중심축이 대칭축이 되며, 대칭축을 기준으로 다엽 콜리메이터와 구동부(240)가 좌우 대칭으로 구비될 수 있다. 베이스(210)의 외경은 단일 엽(220)이 중공(140)을 완전히 차폐한 상태와 완전히 개방한 상태 사이를 왕복할 수 있는 크기로 결정될 수 있다. 베이스(210)에는 단일 엽(220)이 정해진 경로에서 왕복 이동될 수 있도록 이동방향을 구속하는 리니어 가이드(미도시)가 구비될 수 있다.
구동부(240)는 전술한 바와 같이 단일 엽(220) 각각을 이동시킬 수 있는 복수의 구동유닛(241)을 포함하여 구성될 수 있다. 복수의 구동유닛(241)은 각각 단일 엽(220)의 길이방향으로 나란하게 배치되며, 베이스(210)의 평면상에서 외곽측에 배치될 수 있다. 샤프느(230)는 구동유닛(241)과 단일 엽(220)의 일측을 각각 연결할 수 있도록 복수로 구성될 수 있다. 다만, 샤프느(230)의 구성은 일 예이며, 구동유닛(241)이 단일 엽(220)을 이동시킬 수 있는 다양한 연결구성으로 변형될 수 있다.
이하에서는 다엽 콜리메이터 모듈(200)의 동작에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 다엽 콜리메이터 모듈(200)을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 5(a)는 다엽 콜리메이터 모듈(200)이 중심부분의 방사선 조사 영역을 완전히 차폐한 경우의 모습이다. 도시된 바와 같이 복수의 단일 엽(220)은 방사선 조사 영역을 분할된 영역을 전담하여 선택적으로 차폐할 수 있도록 구성된다.
도 5(b)는 방사선 조사 영역 중 중심부분의 일부 영역이 개방된 모습이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 중심부분의 좌우 각각 3개의 단일 엽(220)이 개방위치로 이동되어 있어 중심부분에만 개방된 영역이 형성될 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 선량 조절 시스템의 동작에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 제2 실시예인 선량 조절 시스템의 사용상태도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 제2 실시예인 선량 조절 시스템은 진단용 방사선 장치(10)에 장착가능한 선량 조절 장치(1000)와 컨트롤 디바이스(600)를 포함하여 구성될 수 있다.
컨트롤 디바이스(600)는 사용자로부터 선량 조절 장치(1000)의 조절량을 입력받고 선량 조절 장치(1000)를 조절하는 조절신호를 발생시키도록 구성될 수 있다. 컨트롤 디바이스(600)는 디스플레이부(610), 터치패널 및 통신모듈(400)을 포함하여 구성될 수 있다. 컨트롤 디바이스(600)는 진단용 방사선 조사 장치에서 획득된 진단 영상을 수신하여 디스플레이할 수 있도록 구성된다. 또한 선량 조절 장치(1000)의 조절량을 함께 디스플레이 할 수 있도록 구성된다.
컨트롤 디바이스(600)는 디스플레이부(610) 상에서 다엽 콜리메이터 모듈(200)로 인한 차폐영역과 개방영역의 경계선(L)을 표시할 수 있도록 구성된다. 일 예로 경계선(L)은 각각의 단일 엽(220)이 대칭축을 바라보는 면의 중심을 연결한 선으로 구성될 수 있다. 디스플레이부(610)에서 표시되는 진단 영상에는 실제 차폐된 상태로 영상이 획득되므로 차폐부분에 대한 영상을 육안으로 획득할 수 있다. 또한 차폐영역과 개방영역 사이의 경계선(L)이 표시되므로 인식이 더욱 용이해진다.
도 6(a)를 살펴보면, 환부를 대상으로 획득한 진단 영상이 표시되고 있으며, 도 6(b)에는 도 6(a)에 대응하는 선량 조절 장치(1000)의 다엽 콜리메이터의 위치 조합이 나타나 있다. 도시된 바와 같이, 경계선(L)을 기준으로 차단영역과 개방영역에 음영의 차이가 발생하게 되고, 영상이 필요한 부분, 예를 들어 혈관을 포함한 영역을 제외한 영역은 방사선이 차폐되고 있다.
도 7(a)를 살펴보면 사용자는 컨트롤 디바이스(600)의 화면을 터치 앤 드래그(drag)하여 경계선(L)을 이동시킬 수 있게 된다. 컨트롤 디바이스(600)는 경계선(L) 조절의 입력을 수신하면 선량 조절 장치(1000)와 통신하여 조절의 대상이 되는 단일 엽(220) 및 이동량을 결정하여 구동유닛(241)을 구동시킨다. 결국 사용자의 입력에 따라 방사선을 이용한 진단영상의 획득시 실시간으로 차폐영역을 조절할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예인 선량 조절 장치(1000)의 적용 전후의 비교영상이다. 종래의 방식(도 8(a))과 달리 본 실시예에서는 다엽 콜리메이터 모듈(200)의 방사선 차폐율이 100%가 되지 않도록 구성된다(도 8(b)). 따라서 다엽 콜리메이터 모듈(200)로 방사선 조사영역을 차단하더라도 일정량의 방사선이 다엽 콜리메이터를 투과할 수 있다. 결국 방사선 진단 영상에서는 육안으로 확인이 가능한 반투명 영상을 획득할 수 있게 된다. 본 실시예는 사용자에게 관심영역 외부의 대략적인 영상의 확인이 필요한 경우 단일 엽(220)의 재질 또는 두께를 방사선이 일정량 투과할 수 있도록 구성할 수 있다. 구체적으로 다엽 콜리메이터 모듈(200)은 X선의 투과율이 1 내지 99% 의 범위 내가 될 수 있도록 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예인 선량 조절 장치의 적용 전후의 비교영상이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에는 다엽 콜리메이터 모듈(200)이 진단용 방사선을 완전히 차폐하는 경우를 예를 들고 있다. 이 경우 다엽 콜리메이터가 적용되지 않은 경우(도 9(a))와 비교하여 볼 때, 획득된 진단 영상에는 오로지 다엽 콜리메이터에 의해 개방된 영역만의 영상이 획득되며, 사용자에 의해 선택된 차단영역이 설정되고 해당 영역에 대한 방사선의 차폐가 이루어진다(도 9 (b)). 본 실시예에 의하면 관심영역 외부의 영역에는 방사선 피폭을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.
이하에서는 도 10을 참조하여 본 발명이 고정형 진단 방사선 장치(10)에 적용되는 예에 대하여 설명하도록 한다.
도 10은 본 발명에 따른 선량 조절 시스템이 구비된 고정형 진단용 방사선 장치(10)를 도시한 개념도이다.
도시된 바와 같이, 진단용 방사선 장치(10)의 다양한 타입중 하나로서, C-arm(14)은 천장 고정형으로 구성되며, 복수의 리니어 가이드에 의해 진단실 내부의 평면상에서 이동될 수 있도록 구성된다. C-arm(14)은 평면상으로 이동되어 환자 지지부(15)에 누워있는 환자의 방사선 진단 영상을 획득할 수 있도록 구성된다. 사용자가 진단용 방사선 장치(10)를 사용할 수 있도록 디스플레이부(610)와 컨트롤 패널(13)이 천장으로부터 연결되어 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 선량 조절 시스템은 선량 조절 장치(1000)가 전술한 실시예와 마찬가지로 C-arm(14)의 방사선 조사부(11)의 단부에 장착될 수 있다. 한편, 컨트롤 디바이스(600)는 진단용 방사선 장치(10)를 이용할 수 있다. 이 경우 별도의 컨트롤 디바이스(600) 없이 진단용 방사선 장치(10)의 컨트롤 패널(13)을 이용하여 선량 조절 장치(1000)를 제어할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 선량 조절 장치 및 이를 포함하는 선량 조절 시스템은 진단영상의 획득시 실시간으로 사용자의 입력에 따라 부분별로 차폐율을 조절할 수 있어 환자의 방사선 피폭을 줄일 수 있다. 또한 일체형으로 구성된 선량 조절 장치를 진단용 방사선 장치에 장착하여 선량을 조절할 수 있으므로 종래의 진단용 방사선 장치의 설계변경 없이도 기능을 추가할수 있는 효과가 있다.
10: 진단용 방사선 장치
11: 방사선 조사부
12: 방사선 검출부
13: 컨트롤 패널
14: C-arm
15: 환자 지지부
1000: 선량 조절 장치
100: 하우징
110: 상부캡
120: 하부캡
130: 연결부
140: 중공
200: 다엽 콜리메이터 모듈
220: 단일 엽
210: 베이스
230: 샤프트
240: 구동부
241: 구동유닛
300: 제어부
400: 통신모듈
500: 전원부
600: 컨트롤 디바이스
610: 디스플레이부
L: 경계선

Claims (14)

  1. 전원부;
    진단용 방사선의 조사영역 중 부분별로 투과량을 조절할 수 있도록 구성된 다엽 콜리메이터(multi-leaf collimator);
    상기 다엽 콜리메이터에 포함된 단일 엽(single-leaf)의 위치를 각각 독립적으로 조절할 수 있도록 구성된 구동부;
    외부와 통신할 수 있도록 구성되는 통신모듈;
    상기 통신모듈로부터 수신된 신호에 따라 상기 진단용 방사선의 조사영역 중 부분별로 투과량이 조절될 수 있도록 상기 구동부를 제어하는 제어부; 및
    상기 전원부, 상기 다엽 콜리메이터, 상기 구동부, 상기 통신모듈 및 상기 제어부를 수용가능하도록 구성되며, 중심부분에 상기 진단용 방사선이 통과할 수 있도록 구성되는 중공이 형성된 원통형의 하우징을 포함하며,
    상기 하우징은,
    진단용 방사선 장치의 단부에 선택적으로 착탈 가능하도록 구성된 연결부를 포함하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 선량 조절 장치는,
    진단용 방사선 장치의 방사선 조사부와 방사선 검출부 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 단일 엽은,
    각각 방사선 조사 방향에 직교하는 평면상에서 연장되어 형성되며,
    서로 나란하며, 서로 밀착되어 구비되는 것을 특징으로 하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 단일 엽을 상기 단일 엽이 연장된 방향으로 각각 이동시킬 수 있도록 구성되는 복수의 구동유닛을 포함하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치.
  6. 삭제
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 다엽 콜리메이터는 상기 평면 상에서 2열로 구성되며,
    각각의 열은 상기 중공의 절반영역의 투과량을 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 다엽 콜리메이터, 상기 전원부, 상기 통신모듈 및 상기 제어부는 상기 하우징의 내부에서 복수의 단으로 적층되어 구비되는 것을 특징으로 하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 방사선은 X선인 것을 특징으로 하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 단일 엽은 상기 X선을 차폐할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 단일 엽은 상기 X선이 1 내지 99% 투과되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 장치.
  12. 진단용 방사선 장치에 탈착 가능하도록 구성되는 선량 조절 장치;
    상기 선량 조절 장치와 통신하며, 부분별로 방사선을 투과율을 조절량을 입력받을 수 있도록 구성되는 컨트롤 디바이스를 포함하여 구성되며,
    상기 선량 조절 장치는,
    전원부;
    진단용 방사선의 조사영역 중 부분별로 투과량을 조절할 수 있도록 구성된 다엽 콜리메이터 (multi-leaf collimator);
    상기 다엽 콜리메이터에 포함된 단일 엽(single-leaf)의 위치를 각각 독립적으로 조절할 수 있도록 구성된 구동부;
    상기 컨트롤 디바이스와 통신할 수 있도록 구성되는 통신모듈;
    상기 통신모듈로부터 수신된 신호에 따라 상기 진단용 방사선의 조사영역 중 부분별로 투과량이 조절될 수 있도록 상기 구동부를 제어하는 제어부; 및
    상기 전원부, 상기 다엽 콜리메이터, 상기 구동부, 상기 통신모듈 및 상기 제어부를 수용가능하도록 구성되며, 중심부분에 상기 진단용 방사선이 통과할 수 있도록 구성되는 중공이 형성된 원통형의 하우징을 포함하며,
    상기 하우징은,
    상기 진단용 방사선 장치의 단부에 선택적으로 착탈 가능하도록 구성된 연결부를 포함하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 컨트롤 디바이스는,
    디스플레이부를 포함하여 구성되며,
    외부의 상기 진단용 방사선 장치로부터 획득된 진단영상을 수신하여 상기 디스플레이부에 표시할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 컨트롤 디바이스는 사용자가 상기 디스플레이부의 영상에서 터치 앤 드래그하는 경우 터치한 위치 및 드래그 량에 따라 상기 다엽 콜리메이터를 조절하는 조절신호를 생성하며,
    상기 제어부는 상기 조절신호에 따라 상기 구동부를 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 진단용 방사선 장치에 장착 가능한 선량 조절 시스템.
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