KR102348018B1 - 방사선 발생장치용 콜리메이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방사선 발생장치용 콜리메이터에 관한 것으로서, 방사선 발생장치에 부착되는 콜리메이터에 있어서, 방사선 발생장치에 고정되며, 링형으로 이루어지는 프레임부; 및 일단부가 상기 프레임부에 대해 힌지결합하여 회전시 타단부가 상기 프레임부의 중앙의 공간으로 출입하며 각각의 일단부가 상기 프레임부 상에서 이격되어 배치되는 다수 개의 차폐 날개를 구비하는 차폐 조절부;를 포함하고, 상기 차폐 날개는 방사선 차폐 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 원형으로 이루어지는 방사선 조사야(Radiation field)의 직경을 용이하게 조절하는 것이 가능하다.

Description

방사선 발생장치용 콜리메이터{Collimator for radiation generating apparatus}
본 발명은 방사선 발생장치용 콜리메이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원형으로 이루어지는 방사선 조사야(Radiation field)의 직경을 조절하는 것이 가능한 방사선 발생장치용 콜리메이터에 관한 것이다.
방사선을 이용한 의료용 방사선 영상은 질병의 진단과 치료에 크게 기여하고 있다.
그런데 의료용 방사선은 상기한 것과 같은 유용한 작용 외에 피폭에 의한 장애를 초래할 수 있는 문제점이 있다.
의료용 방사선의 피폭량을 줄이기 위한 가장 기본적인 방법 중의 하나는 방사선 조사야(Radiation field)의 크기를 줄이는 것이다. 방사선 조사야의 크기가 감소하게 되면 표면입사선량(ESD; Entrance Surface Dose)이 감소할 뿐만 아니라 산란선의 감소로 인하여 영상의 대조도가 증가하는 장점이 있다.
기존에는 방사선 조사야의 크기를 조절하기 위하여 다양한 크기의 원추형 부재를 적절하게 교체하면서 영상을 촬영하거나, 사각형의 개구부를 가지는 가변형 콜리메이터(collimator)를 통해 영상을 촬영하였다.
그러나 다양한 크기의 원추형 부재를 촬영시마다 교체하는 것은 작업에 불편함을 초래하고, 사각형의 개구부를 가지는 가변형 콜리메이터는 원형부위 검사시 불필요한 부위까지 촬영하게 되어 환자의 방사선 피폭량을 증가시킬 수 있다.
KR 20-0455689 Y1
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사용이 용이하면서도 환자의 방사선 피폭량을 최소화하는 것이 가능한 방사선 발생장치용 콜리메이터를 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 방사선 발생장치에 부착되는 콜리메이터에 있어서, 방사선 발생장치에 고정되며, 링형으로 이루어지는 프레임부; 및 일단부가 상기 프레임부에 대해 힌지결합하여 회전시 타단부가 상기 프레임부의 중앙의 공간으로 출입하며 각각의 일단부가 상기 프레임부 상에서 이격되어 배치되는 다수 개의 차폐 날개를 구비하는 차폐 조절부;를 포함하고, 상기 차폐 날개는 방사선 차폐 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방사선 발생장치용 콜리메이터에 의해 달성된다.
상기 차폐 조절부는 상기 프레임부의 중심축 상에서 두 개가 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.
상기 차폐 날개는 두께 중앙에 위치하는 납 재질의 차폐부와 상기 차폐부의 양측면에 부착되는 알루미늄 재질의 보강부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 차폐 날개는 소정 폭을 가지는 호형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 프레임부는 소정 폭을 가지는 납작한 링형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 프레임부의 중심축을 기준으로 상기 프레임부에 대해 회전 가능하게 결합하며, 반경 방향으로 연장되고 원주 방향으로 이격된 다수 개의 조절 슬릿을 구비하는 납작한 링형의 조절부재를 더 포함하고, 상기 차폐 날개의 타단부는 상기 조절 슬릿을 따라 이동과 회전이 가능하게 상기 조절부재에 결합하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터에 의하면 차폐 날개들의 각도를 조절하는 것으로서 조사야의 크기를 용이하게 조절하는 것이 가능하다.
각 차폐 날개를 호형으로 형성하면 조사야를 최대한 원형에 가깝게 형성할 수 있다.
그리고 차폐 조절부를 이중으로 형성하면 반음영이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
차폐 날개를 납 재질의 차폐부와 알루미늄 재질의 보강부로 형성하면 차폐 날개가 쉽게 변형되지 않으므로 차폐 날개가 프레임부에 대해 원활하게 회전할 수 있다.
본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터가 조절부재를 더 구비하면 차폐 날개들을 한꺼번에 일정한 각도로 회전시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터의 평면도,
도 2는 본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터의 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터가 조사야의 크기를 조절하는 방법에 관한 설명도,
도 4는 본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터의 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터를 구성하는 차폐 날개의 단면도,
도 6은 본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터를 구성하는 조절부재에 관한 설명도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.
본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터(1)는 방사선 발생장치에서 방사선을 방출하는 부분에 부착되어 방사선 조사야(Radiation field)의 직경을 조절하는 역할을 하는 것이다.
도 1에는 본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터(1)의 평면도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터(1)의 분해 사시도가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터(1)는 크게, 프레임부(10)와 차폐 조절부(20)로 이루어진다.
프레임부(10)는 방사선 발생장치에 고정되는 부분으로, 전체적인 형상이 방사선이 방출되는 부분의 둘레를 따라 형성되는 링형으로 이루어진다. 즉, 프레임부(10) 중앙의 공간(11)을 통과하여 방사선 발생장치에서 발생한 방사선이 조사될 수 있도록 프레임부(10)가 배치된다.
차폐 조절부(20)는 다수 개의 차폐 날개(21)를 구비한다. 각 차폐 날개(21)는 일단부가 프레임부(10)에 대해 힌지결합하여 프레임부(10)에 대한 차폐 날개(21)의 각도에 따라 차폐 날개(21)의 타단부가 프레임부(10) 중앙의 공간(11)으로 출입할 수 있도록 형성된다. 그리고 차폐 날개(21)들은 일단부가 프레임부(10) 상에서 일정한 간격으로 이격된다.
차폐 조절부(20)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 프레임부(10)에 대한 차폐 날개(21)들의 각도를 조절함으로써 방사선이 통과하는 구멍의 크기, 즉 조사야(F)의 크기를 조절하는 것이 가능하다. 다시 말해, 도 3의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 프레임부(10)에 대해 차폐 날개(21)를 회전시키지 않으면 프레임부(10) 중앙의 공간(11)과 차폐 날개(21)가 겹치지 않아 조사야(F)의 크기가 최대가 되고, 도 3의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 프레임부(10)에 대해 차폐 날개(21)를 소정 각도 회전시키면 차폐 날개(21)의 타단부가 프레임부(10) 중앙의 공간(11)과 겹치면서 조사야(F)의 크기가 작아지게 된다.
각 차폐 날개(21)는 방사선을 차폐할 수 있도록 예를 들어, 납과 같이 밀도가 큰 방사선 차폐 금속으로 이루어진다.
이처럼 본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터(1)는 차폐 날개(21)들의 각도를 조절하는 것으로서 조사야의 크기를 용이하게 조절하는 것이 가능하다.
차폐 날개(21)는 링형으로 이루어지는 상기 프레임부(10)와 동일한 곡률을 가지고 상기 프레임부(10)와 완전히 겹쳐질 수 있는 소정 폭을 가지는 호형으로 이루어질 수 있다.
이러한 차폐 날개(21)의 내측 둘레부는 곡선형으로 이루어지기 때문에 차폐 날개(21)들의 내측 둘레부가 형성하는 구멍이 최대한 원형에 가까운 형상이 될 수 있고, 이에 따라 원형부위 검사시 불필요한 부위에까지 방사선이 조사되는 것을 방지할 수 있다.
도 1 등에서는 본 발명의 방사선 발생장치용 콜리메이터(1)가 5개의 차폐 날개(21)를 구비하는 경우가 도시되어 있으나 더 적거나 많은 수의 차폐 날개(21)를 구비할 수도 있으며, 더 많은 수의 차폐 날개(21)를 구비하면 차폐 날개(21)들에 의해 형성되는 구멍을 원형에 더 가까운 형상으로 형성하는 것이 가능하다.
프레임부(10)는 소정 폭을 가지는 납작한 링형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
프레임부(10)의 폭에 의해 프레임부(10)에 대해 차폐 날개(21)를 회전시키지 않았을 때 차폐 날개(21)가 프레임부(10)와 완전히 겹쳐지게 되므로, 조사야의 크기를 작게 하기 위해 프레임부(10)에 대해 차폐 날개(21)를 소정 각도 회전시켰을 때에 차폐 날개(21)의 본래 위치가 비게 되더라도 프레임부(10)가 차폐 날개(21)의 본래 위치를 통해 방사선이 조사되는 것을 방지할 수 있다.
방사선을 차폐할 수 있도록 프레임부(10)는 방사선 차폐 금속으로 이루어지거나 방사선 차폐 재질로 이루어지는 별도의 부재를 구비할 수 있다.
차폐 조절부(20)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 프레임부(10)의 중심축 상에서 두 개가 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.
이 경우, 두 개의 차폐 조절부(20)가 방사선을 이중으로 막아주기 때문에, 다시 말해 프레임부(10)의 중심축을 따라 두 개의 조사야(F)를 형성하기 때문에 반음영(penumbra)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
각 차폐 날개(21)는 차폐부(21a)와 보강부(21b)로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 5에는 이러한 경우에 있어 차폐 날개(21)의 단면도가 도시되어 있다.
차폐부(21a)는 차폐 날개(21)의 두께 중앙에 위치하는 것으로서, 납 재질로 이루어져 방사선을 차폐하는 역할을 한다. 그리고 보강부(21b)는 상기 차폐부(21a)의 양측면에 부착되는 알루미늄 재질의 것으로서, 납으로 이루어져 연성이 큰 납을 보강하는 역할을 한다.
이에 따라, 차폐 날개(21)가 쉽게 변형되지 않으므로 차폐 날개(21)가 프레임부(10)에 대해 원활하게 회전할 수 있다.
보강부(21b)를 이루는 알루미늄은 강성이 크면서도 경량이기 때문에 보강부(21b)에 의해 차폐 날개(21)의 무게가 커지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 차폐 날개(21)는 프레임부(10)에 대한 힌지결합을 위해 상기 차폐부(21a)와 보강부(21b)를 관통하는 통공(도 2 참조)을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 방사선 발생장치용 콜리메이터(1)는 각 차폐 날개(21)를 회전시키기 위하여 조절부재(30)를 더 포함할 수 있다. 도 6에는 조절부재(30)에 관한 설명도가 도시되어 있다.
조절부재(30)는 전체적인 형상이 프레임부(10)와 유사하게 소정 폭을 가지는 납작한 링 형상으로 이루어지며, 반경 방향으로 연장되고 원주 방향으로 이격된 다수 개의 조절 슬릿(31)을 구비한다.
이러한 조절부재(30)는 프레임부(10)의 중심축을 기준으로 프레임부(10)에 대해 회전 가능하게 결합하고, 각 차폐 날개(21)의 타단부는 조절부재(30)의 각 조절 슬릿(31)을 따라 이동과 회전이 가능하게 조절부재(30)에 결합한다. 예를 들어, 각 차폐 날개(21)에는 조절 슬릿(31)의 폭보다 작은 직경을 가지는 장볼트(B)가 부착되고 상기 장볼트가 조절 슬릿(31)을 통과한 상태에서 너트(N)를 체결함으로써 차폐 날개(21)를 조절 부재의 조절 슬릿(31)에 대해 이동 및 회전 가능하게 결합시킬 수 있다. 참고로, 도 6은 설명의 편의성을 위하여 조절부재(30)에 하나의 차폐 날개(21)가 결합한 상태로 도시하였지만, 실제로는 각 조절 슬릿(31)별로 차폐 날개(21)가 결합되어야 한다.
도 6의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 조절부재(30)의 슬릿(31) 중앙에 차폐 날개(21)와의 결합부가 위치하는 경우에는 차폐 날개(21)가 프레임부(10)에 대해 회전하지 않아 조사야의 크기를 최대로 할 수 있고, 도 6의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 조절부재(30)를 일측 방향으로 회전시킨 경우에는 차폐 날개(21)들의 타단부가 조절 슬릿(31)의 일단부 측으로 이동하면서 조절부재(30)를 따라 프레임부(10)에 대해 회전하여 조사야의 크기가 작아지게 된다. 그리고 반대로 조절부재(30)를 타측 방향으로 회전시키면 차폐 날개(21)들의 타단부가 조절 슬릿(31)의 타단부 측으로 이동하면서 조절부재(30)를 따라 회전하여 조사야의 크기가 다시 커지게 된다.
다시 말해, 조절부재(30)를 회전시키는 것으로서 차폐 날개(21)들이 한꺼번에 일정한 각도로 회전하게 된다.
차폐 조절부(20)가 2개 형성되는 경우, 조절부재(30)는 각 차폐 조절부(20) 별로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
1 : 방사선 발생장치용 콜리메이터
10 : 프레임부 20 : 차폐 조절부
21 : 차폐 날개 21a : 차폐부
21b : 보강부 30 : 조절부재
31 : 조절 슬릿

Claims (6)

  1. 방사선 발생장치에 부착되는 콜리메이터에 있어서,
    방사선 발생장치에 고정되며, 링형으로 이루어지는 프레임부; 및
    일단부가 상기 프레임부에 대해 힌지결합하여 회전시 타단부가 상기 프레임부의 중앙의 공간으로 출입하며 각각의 일단부가 상기 프레임부 상에서 이격되어 배치되는 다수 개의 차폐 날개를 구비하는 차폐 조절부;를 포함하고,
    상기 차폐 날개는 두께 중앙에 위치하는 납 재질의 차폐부와 상기 차폐부의 양측면에 부착되는 알루미늄 재질의 보강부로 이루어지고, 힌지결합을 위해 상기 차폐부와 보강부를 관통하는 통공을 포함하고,
    상기 프레임부는 소정 폭을 가지는 납작한 링형으로 이루어지고, 상기 차폐 날개는 상기 프레임부와 동일한 곡률을 가지고 상기 프레임부와 완전히 겹쳐질 수 있는 소정 폭을 가지는 호형으로 이루어지며,
    상기 차폐 조절부는 방사선을 이중으로 막아 반음영(penumbra)의 발생을 방지하기 위해, 상기 프레임부의 중심축 상에서 방사선의 조사 방향을 따라 두 개가 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 방사선 발생장치용 콜리메이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프레임부의 중심축을 기준으로 상기 프레임부에 대해 회전 가능하게 결합하며, 반경 방향으로 연장되고 원주 방향으로 이격된 다수 개의 조절 슬릿을 구비하는 납작한 링형의 조절부재를 더 포함하고,
    상기 차폐 날개의 타단부는 상기 조절 슬릿을 따라 이동과 회전이 가능하게 상기 조절부재에 결합하는 것을 특징으로 하는 방사선 발생장치용 콜리메이터.
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