KR20040095467A - 영상정합 정확성 평가용 팬텀 - Google Patents

영상정합 정확성 평가용 팬텀 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상정합 정확성 평가용 팬텀에 관한 것이다. 이는 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)나 핵의학영상촬영장치(SPECT)나 양전자방출단층촬영장치(PET) 중 선택된 두 개 이상의 촬영장치에 의해 촬영되어 촬영을 통해 얻은 영상물을 영상정합도구로 영상 정합하여 상호 비교함으로써 영상정합도구의 정확성을 분석할 수 있게 하는 것으로, 물을 저장할 수 있는 수용공간을 제공하는 콘테이너와; 상기 콘테이너의 수용공간내에 설치되는 것으로 신체의 장기나 뇌의 모양을 모사하여 장기나 뇌의 모양에 대응하는 형상의 내부공간을 가지며 상기 내부공간에 물을 수용할 수 있는 팬텀본체와; 상기 팬텀본체를 내부에 수용한 상태로 콘테이너를 밀폐하며 콘테이너의 내부에 물을 공급할 수 있도록 개폐스크류에 의해 개폐 가능한 물공급구멍을 갖는 덮개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 각 의학 영상 촬영장치에 의해 얻은 영상물을 통해 3차원적 정합성 평가를 할 수 있고 또한 영상물에 그 단면형상이 나타나는 다수의 표식막대를 설치하여 영상정합도구의 정확성을 용이하게 평가할 수 있다는 효과가 있다.

Description

영상정합 정확성 평가용 팬텀{Phantom for accuracy evaluation of image registration}
본 발명은 각종 의료용 영상 촬영장치에 장착되어 해당 촬영장치에 의해 촬영되는 팬텀에 관한 것으로서 보다 상세하게는 각 촬영장치에 의해 촬영된 영상내용을 영상 정합도구로 정합하여 상호 비교하도록 함으로써 영상 정합도구의 정확성을 분석할 수 있게 사용하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀에 관한 것이다.
과학기술의 급속한 발전에 따라 의료장비도 첨단화하여 과거에는 불가능했던 각종 시술이나 진단 등이 하나씩 가능해지고 있다. 이러한 의료장비 중에는 인체내부의 상태를 보다 자세히 관찰할 수 있는 촬영장치도 있다.
상기 촬영장치로는 예컨대 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)나 핵의학영상촬영장치(SPECT)나 양전자방출단층촬영장치(PET) 등이 있으며 각종 종양을 진단하고 치료하는데 중요한 역할을 담당한다.
상기 컴퓨터단층촬영장치(이하, CT장치)나 자기공명영상촬영장치(이하, MRI장치)나 핵의학영상촬영장치(이하, SPECT장치)나 양전자방출단층촬영장치(이하, PET장치)는 촬영원리가 상호 달라 각각의 장단점을 가지므로 진단목적에 따라 영상이 잘 나오는 촬영장치를 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 CT장치는 전자밀도의 변화에 따른 엑스선 감쇠계수의 차이를 발현기전으로 삼아 영상을 얻는 장치로서 영상의 왜곡이 적고 양호한 해부학적 영상정보를 제공한다. 특히 뼈조직 촬영에 탁월하며 전자밀도 정보를 선량계산에 바로 활용할 수 있어 방사선 치료계획시 기준영상을 제공할 수 있다.
또한 MRI장치는 인체내 수소원자의 자기화와 이완 과정에서의 주파수 변환신호를 발현기전으로 하여 영상을 얻는 장치로서 뛰어난 연조직 대조도를 보여 우수한 해부학적 영상정보를 제공한다. 하지만 자장의 분균일도 및 여러 가지 영향으로 인한 영상의 왜곡이 발생할 가능성을 가지고 있다.
상기 SPECT장치는 인체내에 감마선을 방출하는 방사성 핵종을 포함한 시약을 주입한 후 진단하고자 하는 관심 부위에 위치하는 방사성 핵종에서 방출된 감마선을 발현기전으로 하여 영상을 얻는 장치이다. 이는 진단 대상부위의 대사적 기능 및 신경기능을 분석하는데 주로 사용하지만 영상의 해상도가 낮아 해부학적 정보를 얻기 힘들다는 단점이 있다.
또한 상기 PET장치는 인체내에 악성 종양이 발생할 경우 그 부분이 다른 부분에 비하여 더 많은 포도당을 소모한다는 점을 이용해 이를 화면상에서 확인할 수 있는 장치이다. 이는, 몸의 변화를 일으키는 당이나 산소 및 단백질의 대사활동 정도를 보여주므로 이상징후를 조기에 잡아낼 수 있게 하기는 하지만 의사가 수술들을 위해 어떤 부위에 얼마나 큰 부위의 종양이 있는지 정확하게 알게 하는데는 취약하다.
상기와 같이 각 촬영장치는 각각의 장단점을 가지므로 보다 정확한 진단 및 치료가 이루어지기 위해서는 가능한 한 여러 종류의 촬영장치로 촬영하고 촬영을 통해 얻은 영상물을 비교해가면서 분석해야 한다.
서로 다른 촬영장치로부터 얻은 촬영내용의 정확한 비교 분석을 위해서는 각 촬영장치로 촬영한 내용을 동일한 좌표에 위치시키는 영상정합(image registration)이 필수적이다. 상기 영상정합은 서로 다른 촬영장치로 획득한 영상내용중 관심부위의 단면형상을 얻어 하나의 참조좌표로 이동시켜 겹쳐보는 것을 의미한다. 이와같이 영상물을 상호 겹쳐 분석함으로써 실제로 보다 정확한 진단 및 치료를 할 수 있음은 상기와 같다.
한편 상기 정합을 위해 사용되는 소프트웨어(즉, 영상정합도구)는 각 촬영장치로 촬영한 영상을 정확하게 맞추기 위해 사용하는 것이므로 영상정합도구의 정확성이 담보되지 않을 경우 정확한 영상정합을 증명할 수 없고 그에 따라 정확한 진단 및 치료를 할 수 가 없게 된다.
이에 따라 영상정합에 관한 연구가 계속적으로 진행되고 있으며 그 연구 결과를 기초로 한 보다 정확하고 편리한 영상정합 도구가 개발되고 있다.
한편 상기 영상정합도구는 그 성능 적합성 및 정밀성을 검증받기 위하여 다중 영상획득이 가능하고 정합결과의 정확한 오차분석이 용이하도록 하는 팬텀을 필요로 한다. 상기 팬텀은 각 촬영장치에 의해 촬영되는 촬영대상이다. 상기 팬텀은 촬영 영상물을 통해 자신의 형상을 영상을 얻을 수 있도록 함은 물론 획득된 영상간의 정합 및 기타 필요한 작업을 가능하게 하는 하나의 도구이다.
한편, 종래에는 영상정합의 정확성 평가만을 위한 전용 팬텀이 없었다. 즉 종래에 사용되던 팬텀은 영상정합 평가만을 위한 것이 아니라 촬영장치나 방사선 치료장비 자체의 정도관리(Quality Control)를 제 1목적으로 그에 맞게 제작된 팬텀으로서 특히 2차원적 영상비교 밖에 할 수 없다는 한계가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 각 의학 영상 촬영장치에 의해 얻은 영상물을 통해 3차원적 정합성 평가를 할 수 있고 또한 영상물에 그 단면형상이 나타나는 다수의 표식막대를 설치하여 영상정합도구의 정확성을 용이하게 평가할 수 있게 제작된 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 제공함에 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀의 분해 사시도.
도 2는 상기 도 1의 로컬라이져의 구성을 별도로 설명하기 위하여 도시한 도면.
도 3은 상기 도 1의 팬텀본체를 분해하여 도시한 절제 분해 사시도.
도 4는 상기 도 3의 팬텀본체를 구성하는 다수의 단위슬라이스 중 임의의 하나의 단위슬라이스를 선택하여 도시한 평면도.
도 5는 상기 도 1의 영상정합 정확성 평가용 팬텀의 사시도로서 덮개 및 밀폐커버를 제거한 상태로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 컴퓨터단층촬영장치(CT)로 촬영한 예를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀에서의 로컬라이져의 기능을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 컴퓨터단층촬영장치(CT)와 핵의학영상촬영장치(SPECT)로 촬영한 후 얻은 두 영상과 상기두 영상을 정합한 모습의 영상자료.
도 9는 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 컴퓨터단층촬영장치(CT)와 양전자방출단층촬영장치(PET)로 촬영한 후 얻은 두 영상과 상기 두 영상을 정합한 모습의 영상자료.
도 10은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 자기공명영상촬영장치(MRI)와 핵의학영상촬영장치(SPECT)로 촬영한 후 얻은 두 영상과 상기 두 영상을 정합한 모습의 영상자료.
도 11은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 자기공명영상촬영장치(MRI)와 양전자방출단층촬영장치(PET)로 촬영한 후 얻은 두 영상과 상기 두 영상을 정합한 모습의 영상자료.
도 12는 본 발명의 제 2실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 분해하여 도시한 분해 사시도.
도 13은 상기 도 12에 도시한 팬텀의 팬텀본체를 일부 절제하여 도시한 분해 사시도.
도 14는 상기 도 13의 팬텀본체를 구성하는 다수의 단위슬라이스 중 임의의 하나의 단위슬라이스를 선택하여 도시한 평면도.
도 15는 상기 도 13의 슬라이스조립체의 내부구성을 설명하기 위하여 도시한 단면도.
도 16은 본 발명의 제 2실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀의 슬라이스조립체내에 설치되는 수직표시막대를 도시한 부분 분해 사시도.
도 17은 본 발명의 제 2실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 컴퓨터단층촬영장치(CT)로 촬영하여 얻은 영상을 예로서 도시한 도면.
도 18은 상기 수직표식막대의 기능을 설명하기 위하여 도시한 가상도.
도 19는 컴퓨터단층촬영장치(CT)와 핵의학영상촬영장치(SPECT)로 상기 제 2실시예에 따른 팬텀을 각각 촬영하여 얻은 두 영상과 상기 두 영상을 정합한 모습을 보여주는 영상자료.
도 20은 컴퓨터단층촬영장치(CT)와 자기공명영상촬영장치(MRI)로 상기 제 2실시예에 따른 팬텀을 각각 촬영하여 얻은 두 영상과 상기 두 영상을 정합한 모습을 보여주는 영상자료.
도 21은 본 발명의 제 3실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀의 분해 사시도.
도 22는 상기 도 21에 도시한 팬텀의 사시도로서 덮개를 제외하고 도시한 도면.
도 23은 본 발명의 제 3실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀에 적용되는 다수의 단위슬라이스 중 임의의 하나의 단위슬라이스를 선택하여 예로서 도시한 평면도.
도 24는 본 발명의 제 3실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀의 내부 구조를 나타내 보인 단면도.
도 25는 컴퓨터단층촬영장치(CT)로 상기 제 3실시예에 따른 팬텀을 촬영하여 얻은 영상을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11,30,50:팬텀 13:콘테이너 13a,13b:지지돌기
13c:오링 15:로컬라이져 15a:프레임
15b:상부링 15c:하부링 15d:몸체
15e:구멍 15f:암나사구멍 16:N형표시부
17:표시막대 17a:아크릴관 17b:삽입로드
17c:밀폐나사 17d:수나사부 19:팬텀본체
19a:케이스 19b:밀폐커버 19c:고정볼트
19d:개폐스크류 19e:측벽 19f:바닥판
19g:개방구멍 19h:개폐스크류 19k:홈
19m:수직지지봉 19n:암나사부 19p:슬라이스적층체
19q:단위슬라이스 19r:뇌단면홈 19s,31s:관통구멍
19t:볼트구멍 19u:관통구멍 19v:물공급구멍
21:덮개 21a:물공급구멍 21b:개폐스크류
31:팬텀본체 31a:케이스 31b:밀폐커버
31c:고정볼트 31d:개폐스크류 31e:측벽
31f:바닥판 31g:수직지지봉 31h:슬라이스적층체
31k:단위슬라이스 31m:뇌단면홈 31n:개방구멍
31p:내부공간 31q:지지판 32:수직표식막대
32a:아크릴관 32b:삽입로드 32c:밀폐나사
51:팬텀본체 53:케이스 53a:바닥판
53b:측벽 53c:수직지지봉 55:슬라이스적층체
55a:단위슬라이스 55b:보조구멍 55c:폐단면홈
57:표시부 57a:지지슬라이스 57b:수직표식막대
57c:아크릴관 57d:삽입로드 57e:밀폐나사
59:덮개 59a:개폐스크류 59b:고정볼트
59c:물공급구멍
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)나 핵의학영상촬영장치(SPECT)나 양전자방출단층촬영장치(PET) 중 선택된 두 개 이상의 촬영장치에 의해 촬영되어 촬영을 통해 얻은 영상물을 영상정합도구로 영상 정합하여 상호 비교함으로써 영상정합도구의 정확성을 분석할 수 있게 하는 것으로, 물을 저장할 수 있는 수용공간을 제공하는 콘테이너와; 상기 콘테이너의 수용공간내에 설치되는 것으로 신체의 장기나 뇌의 모양을 모사하여 장기나 뇌의 모양에 대응하는 형상의 내부공간을 가지며 상기 내부공간에 물을 수용할 수 있는 팬텀본체와; 상기 팬텀본체를 내부에 수용한 상태로 콘테이너를 밀폐하며 콘테이너의 내부에 물을 공급할 수 있도록 개폐스크류에 의해 개폐 가능한 물공급구멍을 갖는 덮개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 팬텀본체와 콘테이너의 내벽면 사이에는 촬영을 통해 얻은 영상물이 콘테이너의 바닥면으로부터 어느 높이에 해당하는 단면의 영상물인지 파악하게 하는 기준을 제공하는 로컬라이져가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 팬텀본체는; 내부공간을 제공하는 케이스와; 상기 케이스 내에 차례로 적층 설치되며 적층됨에 따라 그 내부에 상기한 장기나 뇌의 모양에 대응하는 형상의 내부공간을 형성하는 다수의 단위슬라이스로 이루어지는 슬라이스적층체와; 상기 슬라이스적층체를 내부에 수용한 상태로 케이스에 결합하여 케이스를 밀폐하며 케이스내에 물을 공급할 수 있도록 개폐스크류에 의해 개폐가능한 물공급구멍이 마련되어 있는 밀폐커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 단위슬라이스는 케이스의 바닥면에 대해 평행하게 차례로 적층되는 일정두께의 판상플레이트로서, 각 단위슬라이스에는 뇌나 장기의 해당단면에서의 윤곽형상을 모사하여 형성한 단면홈이 관통 형성되어 각 단위슬라이스가 적층됨에 따라 상기 단면홈이 슬라이스적층체의 내부에 뇌나 장기의 형상을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 팬텀본체의 내부공간에는 케이스의 바닥면에 대해 수직으로 연장되며 영상물에 그 단면형상이 나타나는 하나 이상의 수직표식막대가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로컬라이져는; 일정높이를 갖는 원통의 형태를 취하며 상기 팬텀본체를 그 내부영역에 포함하는 몸체와, 상기 몸체의 상하단부에 각각 고정되는 일정폭의 상부링 및 하부링으로 이루어진 프레임과; 상단부 및 하단부가 상기 상부링 및 하부링에 각각 결합하여 상부링과 하부링을 연결하며, 그 단면형상이 단층촬영을 통해 얻은 영상물에 나타나는 것으로, 콘테이너 바닥면에 대해 수직으로 연장되며 일정거리 이격된 두 개의 표시막대와, 상기 표시막대의 사이에 설치되며 그 하단부가 일측표시막대의 하단부에 근접위치하고 상단부는 타측 표시막대의 상단부에 근접 위치하여 경사진 다른 표시막대를 포함하는 한 세트 이상의 N형표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 N형표시부는 적어도 두 세트 이상이 구비되되 상기 몸체의 중심축을 기준으로 등각 위치하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 각 표시막대는 그 양단이 상기 상하부링에 고정되며 내부에는 직선형 공간을 갖는 아크릴관과; 상기 아크릴관의 내부공간에 삽입되며 영상물에 그 단면형상이 나타나는 삽입로드와; 상기 아크릴관의 내부공간을 개폐하는 밀폐나사를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 팬텀본체는; 상기 콘테이너의 내부에 차례로 수평 적층되며 적층됨에 따라 그 내부에 장기나 뇌의 모양에 대응하는 형상의 내부공간을 형성하는 것으로 소정두께를 갖는 다수의 단위슬라이스로 이루어진 슬라이스적층체와; 상기 슬라이스적층체와 콘테이너 내벽면 사이의 공간에 콘테이너 바닥면에 대해 수직으로연장되며 영상물에 그 단면형상이 나타나는 하나 이상의 표시막대를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표시막대를 지지하기 위하여 상기 슬라이스적층체의 상부에는 슬라이스적층체를 커버하는 일정두께의 지지슬라이스가 구비되고, 상기 표시막대는 그 상단이 상기 지지슬라이스에 고정되며 하부로 연장되고 상부로 개방 가능하며 수직의 내부공간을 제공하는 아크릴관와; 상기 아크릴관의 내부공간에 삽입되며 영상물에 그 단면형상이 나타나는 삽입로드와; 상기 아크릴관을 개폐하는 밀폐나사를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 단위슬라이스는 케이스의 바닥면에 대해 평행하게 차례로 적층되는 일정두께의 판상플레이트로서, 각 단위슬라이스에는 뇌나 장기의 해당단면에서의 윤곽형상을 모사하여 형성한 단면홈이 관통 형성되어 각 단위슬라이스가 적층됨에 따라 상기 단면홈이 슬라이스적층체의 내부에 뇌나 장기의 형상을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 팬텀본체에는 팬텀본체를 수직으로 관통하는 하나 이상의 보조구멍이 더 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 다수의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
기본적으로 본 발명의 영상정합 정확성 평가용 팬텀은, 아크릴계수지로 제작하며 후술할 삽입로드(17b,32b,57d)는 촬영장치의 종류에 따라 아크릴계수지봉이나 납봉을 선택적으로 사용한다. 상기 아크릴계수지로 사용 가능한 구체적인 것으로서는 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 그것들의 혼합물, 메틸아크릴레이트와 메틸메타크릴레이트의 공중합체가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀의 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀(11)은, 그 내부에 물을 수용할 수 있는 콘테이너(13)와, 상기 콘테이너(13)의 내부에 장착되며 콘테이너(13)의 내벽면에 밀착 지지되고 중앙부에 공간을 갖는 로컬라이져(15,localizer)와, 상기 로컬라이져(15)의 중앙 공간부에 삽입 설치되는 팬텀본체(19)와, 상기 로컬라이져(15) 및 팬텀본체(19)를 콘테이너(13)내에 포함한 상태로 콘테이너(13)를 밀폐하는 덮개(21)를 포함하여 이루어진다.
상기 콘테이너(13)는 소정 용적을 갖는 원통형 케이스로서 그 바닥면에는 지지돌기(13a,13b)가 돌출 형성되어 있다. 상기 지지돌기(13a,13b) 중 콘테이너의 벽면에 근접 위치한 지지돌기(13b)는 로컬라이져(15)의 하부링(15c)에 형성되어 있는 구멍(15e)에 끼워지는 돌기이고, 나머지 두 개의 돌기(13a)는 펜톰본체(19)의 저면에 형성되어 있는 두 개의 홈(도 3의 19k)에 끼워지는 돌기이다. 상기 돌기(13a,13b)는 콘테이너(13)에 대해 로컬라이져(15) 및 팬텀본체(19)가 상대 이동하지 못하게 하는 스토퍼이다.
상기 콘테이너(13)의 상단부에는 오링(13c)이 구비된다. 상기 오링(13c)은 덮개(21)에 의해 밀폐된 콘테이너(13)의 물이 외부로 새나가지 않도록 하는 밀폐용 패킹이다.
상기 로컬라이져(15)는 프레임(15a)과 네 세트의 N형표시부(16)로 이루어진다. 상기 프레임(15a)은 상기 콘테이너(13)의 내벽면에 면접하는 원통형 몸체(15d)와, 상기 몸체(15d)의 상하단부에 각각 고정되는 상하부링(15b,15c)으로 구성된다. 상기 상부링(15b) 및 하부링(15c)은 동일한 폭을 가지며 그 외측 에지부가 몸체(15d)에 고정되어 상부링(15b)과 하부링(15c)과 몸체(15d)의 내주면의 사이에 공간을 형성한다.
상기 N형표시부(16)는 그 상단부가 상부링(15b)에 결합하고 하단부가 하부링(15c)에 결합하여 상하부링(15b,15c)을 연결한다. 또한 상기 N형표시부(16)는 로컬러이져(15)의 중심축을 기준으로 등각 위치한다. 상기 각 N형표시부(16)는 세 개의 표시막대(17)로 구성되며 그 측면형상이 영문 알파벳 N자의 형태를 취한다. 후술하는 바와같이 상기 표시막대(17)의 종단면 형상은 촬영을 통해 얻은 영상물에 점으로 표현된다.
각 N형표시부(16)에 있어서 두 개의 표시막대(17)는 콘테이너(13) 바닥면에 대해 수직으로 연장되어 상하부링(15b,15c)을 연결하고 나머지 하나의 표시막대(17)는 수직의 표시막대에 사이에 경사지도록 고정된다. 즉 중간의 표시막대(17)는 그 상단부가 일측의 수직 표시막대의 상단부에 근접하여 상부링(15b)에 고정되고 하단부는 타측 수직 표시막대의 하단부에 근접하여 하부링(15c)에 고정된다.
따라서 화살표 Z방향(액셜방향)으로 수회의 단층촬영을 실시하여 다수의 영상물을 얻었을 경우 각 영상물에 나타나는 N형표시부(16)의 종단면형상 즉 점의 간격패턴은 액셜방향 높이에 따라 상이하고 이를 통해 해당 영상의 액셜방향 높이를 알아낼 수 있는 것이다. 이에 대해서는 도 7을 통해 후술된다.
상기 팬텀본체(19)는 상기 로컬라이져(15)의 중앙부 내부에 삽입 설치되며 그 외주면이 로컬라이져(15)의 상하부링(15b,15c)의 내측 테두리부에 면접 지지된다. 상기 팬텀본체(19)는 물을 담을 수 있는 원통형 케이스(19a)와, 상기 케이스(19a)의 내부에 설치되는 슬라이스적층체(19p)와, 상기 케이스(19a)를 밀폐하는 밀폐커버(19b)로 구성된다.
상기 슬라이스적층체(19p)는 다수의 원판형 단위슬라이스(도 3의 19q)를 적층하여 구성된다. 상기 슬라이스적층체(19p)는 원하는 장기(臟器)나 뇌의 형상을 모사한 내부공간을 그 내부에 갖는 것으로 본 실시예에서는 상기 내부공간을 뇌(腦)의 형상으로 제작하였다.
상기 밀폐커버(19b)의 중앙부에는 물공급구멍(도 3의 19v)을 개폐하는 개폐스크류(19d)가 구비된다.
상기 콘테이너(13)를 밀폐하는 덮개(21)의 중앙부에도 물공급구멍(21a)이 형성되어 있다. 상기 물공급구멍(21a)은 개폐스크류(21b)에 의해 개방되거나 밀폐되는 구멍이다. 결국 상기 물공급구멍(21a,19v)을 개방하면 슬라이스적층체(19p)의 내부공간에 물을 채울 수 있게 된다.
도 2는 상기 도 1의 로컬라이져의 구성을 보다 자세히 설명하기 위하여 로컬라이져를 절단하여 도시한 일부 분해 사시도이다.
도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 로컬라이져(15)는 원통 형태의몸체(15d)와 상기 몸체(15d)의 상하단부에 각각 고정되는 상하부링(15b,15c)을 포함하여 구성된다. 상기 상하부링(15b,15c)은 일정폭 및 두께를 갖는 링형부재로서 상기 N형표시부(16)를 고정하기 위하여 소정위치에 암나사구멍(15f)을 갖는다.
상기한 바와같이 N형표시부(16)는 상부링(15b)과 하부링(15c)에 대해 수직으로 연장되며 상호 일정간격 이격된 두 개의 수직 표시막대(17)와 상기 수직 표시막대(17)의 사이에 경사지도록 고정된 표시막대(17)로 구성된다.
상기 각 표시막대(17)는 길이방향의 내부공간을 제공하는 아크릴관(17a)과, 상기 아크릴관(17a)의 내부에 삽입 설치되는 삽입로드(17b)와, 상기 아크릴관(17a)의 상단부를 밀폐하는 밀폐나사(17c)를 포함하여 구성된다.
상기 아크릴관(17a)의 양단부 외주면에는 수나사산이 형성되어 상하부링(15b,15c)의 암나사구멍(15f)에 나사 결합한다. 상기 아크릴관(17a)은 그 내부에 상기 삽입로드(17b)를 수용하여 삽입로드(17b)의 단면형상이 영상물에 나타나도록 지지한다. 아울러 상기 아크릴관(17a)의 상단부는 개방되며 밀폐나사(17c)에 의해 밀폐 가능하므로 아크릴관(17a)으로부터 삽입로드(17b)를 교체할 수 있다.
상기 삽입로드(17b)는 일정 단면을 갖는 원형봉으로서 촬영장치의 종류에 따라 아크릴봉이나 납봉을 선택하여 사용한다. 예컨대 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)로 팬텀을 촬영할 때에는 아크릴봉을 사용하고, 핵의학영상촬영장치(SPECT)나 양전자방출단층촬영장치(PET)로 촬영할 때에는 아크릴봉을 빼내고 납봉을 삽입하여 촬영을 수행한다.
공지의 사실과 같이 CT장치나 MRI장치로 촬영한 영상물에는 아크릴봉의 단면형상이 나타나지만 SPECT장치나 PET장치에는 아크릴봉의 단면형상이 나타나지 않으므로 그 대신 납봉을 사용하는 것이다.
도 3은 상기 도 1의 팬텀본체를 분해하여 도시한 절제 분해 사시도 이다.
도면을 참조하면, 팬텀본체(19)를 구성하는 케이스(19a)는 원판형 바닥판(19f)과, 상기 바닥판(19f)의 상부에 밀착 고정되는 원통형 측벽(19e)으로 이루어진다.
상기 바닥판(19f)의 저면에는 상기한 홈(19k)과 더불어 두 개의 개방구멍(19g)이 형성되어 있다. 상기 개방구멍(19g)은 개폐스크류(19h)에 의해 밀폐 가능한 구멍으로서 내부에 공급되었던 물을 외부로 신속히 빼낼 수 있게 한다.
아울러 상기 바닥판(19f)의 상면에는 네 개의 수직지지봉(19m)이 고정되어 있다. 상기 수직지지봉(19m)은 동일한 직경 및 길이를 가지며 바닥판(19f)에 대해 수직을 이룬다. 아울러 상기 각 수직지지봉(19m)의 상단부에는 암나사부(19n)가 형성되어 있다. 상기 암나사부(19n)는 도 5에 도시한 바와같이 슬라이스적층체(19p)의 상부로 돌출되어 밀폐커버(19b)를 사이에 두고 고정볼트(19c)와 결합한다.
상기 케이스(19a)의 내부를 채우는 슬라이스적층체(19p)는 다수의 원판형 단위슬라이스(19q)를 적층하여 구성한 것으로서 그 내부에는 뇌의 형상을 모사한 공간이 형성되어 있다. 상기 내부공간은 외부로부터 공급된 물을 받아들일 수 있도록 외부로 개방되어 있음은 물론이다.
상기 각 단위슬라이스(19q)의 일정 위치에는 네 개씩의 관통구멍(19s)이 형성되어 있다. 상기 관통구멍(19s)은 상기 수직지지봉(19m)이 상향 통과하는 구멍이다. 상기 수직지지봉(19m)이 각 단위슬라이스(19q)의 관통구멍(19s)을 통과함으로서 단위슬라이스(19q)는 일정방향으로 가지런히 정리된 상태를 유지한다.
상기 각 단위슬라이스(19q)의 중앙부에는 해당높이에서의 뇌의 형상을 모사한 뇌단면홈(19r)이 관통 형성되어 있다. 상기 각 뇌단면홈(19r)은 실제 뇌를 액셜방향(수평면에 대해 수직한 방향)을 따라 소정 간격으로 단층 촬영하여 얻은 영상물로부터 뇌의 윤곽을 취하여 모사한 것이다.
여하튼 상기 각 단위슬라이스(19q)를 수직지지봉(19m)에 끼움으로써 슬라이스적층체(19p)의 내부에는 뇌의 형상을 취하는 내부공간이 형성되고, 물공급구멍(19v)을 통해 상기 내부공간에 물을 주입하면 슬라이스적층체(19p)의 내부에는 물로 채워진 뇌의 형상이 구현된다.
상기 슬라이스적층체(19p)의 상부에 위치하는 두 장의 단위슬라이스(19q)는 밀폐커버(19b)의 저면에 대해 최상층 뇌단면홈(19r)의 간격을 확보하기 위한 것이다. 상기 두 장의 단위슬라이스(19q)의 중앙부에는 관통구멍(19u)이 형성되어 물이 하부로 이동하는데 방해되지 않는다.
상기 밀폐커버(19b)의 중앙부에는 개폐스크류(19d)에 의해 개폐 가능한 물공급구멍(19v)이 형성되어 있고, 상기 물공급구멍(19v)의 주위에는 네 개의 볼트구멍(19t)이 마련되어 있다. 상기 각 볼트구멍(19t)은 고정볼트(19c)를 하향 통과시켜 암나사부(19n)에 결합하게 한다.
도 4는 상기 도 3의 슬라이스적층체를 구성하는 다수의 단위슬라이스 중 임의의 단위슬라이스를 발췌하여 도시한 평면도이다.
도시한 바와같이, 단위슬라이스(19q)의 테두리부에는 네 개의 관통구멍(19s)이 형성되어 있고 중앙부에는 해당 높이에서의 뇌의 단면형상을 모사한 뇌단면홈(19r)이 형성되어 있다. 상기 뇌단면홈의 형상이 단위슬라이스의 종류에 따라 달라짐은 물론이다.
도 5는 상기 도 1의 영상정합 정확성 평가용 팬텀의 사시도로서 덮개 및 밀폐커버를 제외한 도면이다.
도시한 바와같이, 콘테이너(13)의 내부에 로컬라이져(15)가 삽입되어 있고 상기 로컬라이져(15)의 중앙부에는 팬텀본체(19)가 설치되어 있다. 이 때 상기 팬텀본체(19)의 슬라이스적층체(19p)가 상기 수직지지봉(19m)에 의해 지지되고 있음은 물론이다.
아울러 상기 네 개의 수직지지봉(19m)이 슬라이스적층체(19p)의 상부로 돌출되어 있다. 이 상태로 최상층 단위슬라이스의 관통구멍(19u)을 통해 물을 주입하면 슬라이스적층체(19p)의 내부공간에 물이 채워진다. 상기와 같이 슬라이스적층체(19p)의 내부에 물이 채워진 후 팬텀을 밀폐하고 원하는 촬영장치에서 여러 각도로 촬영을 수행한다.
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 CT장치로 액셜(axial)방향을 따라 단층 촬영하여 얻은 영상물의 하나를 예로서 도시한 도면이다. 이 때 상기 아크릴관에는 아크릴봉이 적용되어 있음은 물론이다.
도시한 바와같이, 영상물에 콘테이너(13)와 측벽(19e)의 단면형상이 링형상으로 나타나 있고 상기 측벽(19e)의 내부 영역에는 해당 높이에서의 뇌의 단면형상이 나타나 있다.
또한 상기 콘테이너(13)와 측벽(19e)의 사이에는 상기 N형표시부(16)를 구성하는 세 개의 삽입로드(17b)의 단면형상이 점(A1,A2,A3)으로 나타나 있다. 상기 세 개의 점(A1,A2,A3) 중에서 점 A1과 점 A3은 액셜방향의 촬영높이에 관계없이 항상 고정되어 고정점을 이루며 일정한 간격(w)만큼 이격되어 있다. 반면에 점 A2는 액셜방향의 촬영높이에 따라 상기 고정점(A1,A2)의 사이에서 이동하여 점 A1측으로 근접하거나 또는 점 A3측으로 근접한다.
한편 상기 A1점(고정점)에 대한 A2점(이동점)의 간격(S)을 알아냄으로써 영상물의 액셜방향 높이를 계산해 낼 수 있다. 즉, 현재 얻은 영상물이 케이스(13) 바닥면으로부터 과연 얼마의 높이에 해당하는 단면의 영상인지 상기 고정점에 대한 이동점의 간격을 조사함으로서 알 수 있는 것이다.
즉, 도 7에 도시한 바와같이, 양측의 고정점(A1,A3)간의 간격이 W이고 일측고정점(A1)으로부터 이동점(A2)이 폭 S만큼 벌어져 있을 때의 영상(R)의 액셜방향 높이(Z)는 수직 삽입로드(17b)의 높이(H)* 이격 폭(S)/고정점간의 간격(W)이 된다.
즉, Z=(H*S)/W이다.
결국 팬텀(11)을 단층 촬영한 후 필요한 단면의 영상을 컴퓨터 모니터로 불러 왔을 때 상기 고정점(A1,A3) 및 이동점(A2)의 간격을 파악하기만 함으로써 불러온 영상의 액셜방향의 높이를 계산해 낼 수 있는 것이다.
도 8은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀(11)을 컴퓨터단층촬영장치(CT)와 핵의학영상촬영장치(SPECT)를 통해 각각 촬영한 두 영상과상기 두 영상을 정합한 모습을 참고적으로 나타낸 칼라 영상자료이다.
상기 영상자료를 참조하면, SPECT장치로 촬영한 영상을 256*256 픽셀 사이즈로 변환하였고 또한 CT장치로 촬영한 512*512픽셀 사이즈의 영상을 256*256픽셀 사이즈로 변환한 후 상기 SPECT장치의 영상과 겹쳐 영상정합을 수행함을 알 수 있다.
상기와 같은 영상정합을 수행하기 위하여 CT장치로 촬영한 영상과 SPECT장치로 촬영한 영상의 액셜방향의 높이가 동일하여야 하므로 CT장치로 촬영한 영상에서 고정점 및 이동점의 간격을 참조하여 SPECT장치로 촬영한 영상과 같은 액셜방향의 높이의 영상을 얻어 양 영상을 겹쳐 정합을 수행하는 것이다.
한편, 준비된 두 영상의 정합을 수행함에 있어서 두 영상에서의 뇌의 형상을 겹친 후 상기 고정점의 어긋남 정도를 파악하여 정합도구의 정확성 여부를 평가한다. 예컨대 CT장치로 촬영한 영상의 고정점과 SPECT장치로 촬영한 영상의 고정점이 정확히 겹칠 경우에는 정합도구가 정상적으로 동작하고 있는 것이고 어긋나 있다면 정합도구의 보정이 필요한 것이다.
도 9는 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀(11)을 컴퓨터단층촬영장치(CT)와 양전자방출단층촬영장치(PET)로 각각 촬영한 후 얻은 두 영상 및 상기 두 영상을 정합한 영상자료이다.
상기 영상자료를 참조하면, PET장치로 촬영한 영상을 일단 256*256픽셀 사이즈로 변환하고 CT장치로 촬영된 영상도 상기 PET장치의 픽셀 사이즈와 동일하게 변형함과 아울러 동일한 액셜방향의 높이를 갖는 단면을 가지도록 리슬라이스(reslice)한다.
상기와 같이 CT장치로 촬영한 영상과 PET장치로 촬영한 영상자료의 픽셀과 액셜방향 높이를 동일화 하였다면 두 개의 영상을 겹쳐 어긋남 정도를 파악하고 어긋남 정도를 통해 정합도구의 정확성을 확인한다.
도 10은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 자기공명영상촬영장치(MRI)와 핵의학영상촬영장치(SPECT)로 각각 촬영한 후 얻은 두 영상 및 상기 두 영상을 정합한 모습의 영상자료이며, 도 11은 본 발명의 제 1실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 자기공명영상촬영장치(MRI)와 양전자방출단층촬영장치(PET)로 각각 촬영한 후 얻은 두 영상 및 상기 두 영상을 정합한 모습의 영상자료이다.
상기 도 10 및 도 11에 나타난 바와같이 MRI장치를 통해 획득한 영상과 SPECT장치에서 획득한 영상을 정합하고, 또한 MRI장치를 통해 획득한 영상과 PET장치에서 획득한 영상을 정합하여 정합도구의 정확성을 평가한다. 이러한 정확성평가의 기본적 원리 및 방법은 상기 도 8 및 도 9와 같다.
도 12는 본 발명의 제 2실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
이하, 상기한 제 1실시예와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재로서 그에 관한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
도시한 바와같이, 본 실시예의 팬텀(30)은 상기 제 1실시예와 거의 동일하며 단지 팬텀본체(31)의 구조가 다르다.
도 13은 상기 도 12에 도시한 팬텀본체(31)를 절제하여 도시한 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 팬텀본체(31)는 내부에 수용공간을 제공하며 외부로부터 공급된 물을 수용하는 케이스(31a)와, 상기 케이스(31a)의 내부에 수납되는 슬라이스적층체(31h)와, 상기 케이스(31a)를 커버하며 밀폐시키는 밀폐커버(31b)를 포함하여 구성된다.
상기 케이스(31a)는 일정두께를 갖는 디스크형 바닥판(31f)과, 상기 바닥판(31f)의 상부에 고정되는 측벽(31e)으로 이루어진다. 상기 측벽(31e)의 상단에는 고정볼트(31c)가 결합하는 다수의 암나사구가 형성되어 있다. 또한 상기 바닥판(31f)의 상면에는 네 개의 수직지지봉(31g)이 고정된다. 상기 수직지지봉(31g)은 동일한 직경 및 길이를 갖는 봉으로서 제 1실시예의 수직지지봉(도 3의 19m)과 동일한 기능을 하는 것이다.
상기 슬라이스적층체(31h)는 다수의 단위슬라이스(31k)를 적층하여 이루어진 것으로 그 내부에 뇌의 형태를 모사한 내부공간이 마련되어 있다. 촬영을 위해 상기 내부공간에 물이 채워짐은 상기와 같다. 아울러 상기 내부공간을 형성하기 위하여 각각의 단위슬라이스(31k)에는 소정 형상의 뇌단면홈(31m)이 형성되어 있다. 각 단위슬라이스에 소정형상의 뇌단면홈을 형성함으로써 각 단위슬라이스를 적층하였을 때 적층체 내에 뇌 형상의 내부공간이 얻어지는 원리는 상기 제 1실시예와 동일하다.
상기 밀폐커버(31b)의 중앙부에는 개방구멍(31n)이 마련되어 있다. 상기 개방구멍(31n)은 슬라이스적층체(31h)의 내부에 물을 주입하기 위한 주입구로서 개폐스크류(31d)에 의해 밀폐 가능하다. 또한 상기 밀폐커버(31b)의 외곽부에는 고정볼트(31c)를 하향 통과시켜 측벽(31e)에 결합하게 하는 다수의 구멍이 형성되어 있다.
도 14는 상기 도 13의 슬라이스적층체를 구성하는 다수의 단위슬라이스 중 임의의 단위슬라이스를 선택하여 도시한 평면도이다.
도시한 바와같이, 본 실시예에서의 단위슬라이스(31k)는 상기 제 1실시예의 단위슬라이스(도 4의 19q)보다 상대적으로 간단한 형상을 취한다. 상기 제 1실시예에서의 뇌단면홈(19r)은 뇌의 백질과 회백질을 1:1의 비율로 잡아 모사한 형상이고 본 실시예에서의 뇌단면홈(31m)은 뇌의 외부 형상만을 모사하여 형성한 것이다.
여하튼 상기 단위슬라이스(31k)의 테두리부에는 네 개의 관통구멍(19s)이 마련되어 있고 중앙부에는 해당 높이에서의 뇌의 단면형상을 모사한 뇌단면홈(31m)이 형성되어 있다. 상기 뇌단면홈의 형상이 단위슬라이스의 차례에 따라 달라짐은 물론이다.
한편, 본 실시예에 따른 슬라이스적층체(31h)의 내부공간에는 다수의 수직표식막대(도 15의 32)가 구비되어 있다.
도 15는 상기 도 13의 슬라이스조립체의 내부구성을 설명하기 위하여 도시한 슬라이스조립체의 단면도이다.
도시한 바와같이, 다수의 단위슬라이스(31k)가 차례로 적층되어 슬라이스적층체(31h)를 이루고 슬라이스 적층체 내부에 뇌의 형상을 갖는 내부공간(31p)을 형성한다. 상기 내부공간(31p)은 각 단위슬라이스(31k)의 뇌단면홈(31m)에 의해 구획된 것임은 물론이다.
상기 내부공간(31p)에는 총 8개의 수직표식막대(32)가 수직으로 고정되어 있다. 상기 수직표식막대(32)의 기능은 후술된다. 상기 수직표식막대(32)를 내부공간(31p)에 수직으로 위치시키기 위하여 두 장의 지지판(31q)이 구비된다.
상기 지지판(31q)은 일정두께를 가지며 상호 평행하도록 단위슬라이스(31k)의 중간에 끼워져 있다. 상기 지지판(31q)은 단위슬라이스(31k)와 동일한 재질로 형성되고 일측에는 물을 하부로 통과시키는 관통구멍(31s)이 마련되어 있다.
도 16은 상기 지지판(31q)에 대한 수직표시막대(32)의 결합구조를 설명하기 위하여 도시한 부분 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 두 장의 지지판(31q)은 상호 평행하고 그 외곽부 소정위치에 관통구멍(19s)이 형성되어 있다. 상기 관통구멍(19s)은 상기한 수직지지봉(도 13의 31g)이 통과하는 구멍이다. 도시되어 있는 다른 관통구멍(31s)은 외부로부터 주입된 물을 지지판(31q) 하부로 이동시키기 위한 구멍이다.
한편, 상기 지지판(31q)의 중앙부에는 총 8개의 수직표식막대(32)가 고정되어 있다. 상기 수직표식막대(32)는 상기한 N형표시부와 같이 그 단면 형상이 촬영으로 얻은 영상물에 나타나는 부재로서 그 길이는 상호 다르다. 상기 수직표식막대(32)의 길이는 내부공간(도 15의 31p)의 기하학적 형상에 따라 결정된 것으로 별 의미는 없다.
상기 각 수직표식막대(32)는 지지판(31q)에 수직으로 고정 지지되며 길이방향 내부공간을 갖는 아크릴관(32a)과, 상기 아크릴관(32a)에 삽입되는삽입로드(32b)와, 상기 아크릴관(32a)을 밀폐하는 밀폐나사(32c)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성은 상기 N형표시부의 표시막대와 같은 것이다.
상기 삽입로드(32b)는 본 실시예의 팬텀을 CT장치나 MRI장치로 촬영할 때는 아크릴봉을 사용하고 SPECT장치나 PET장치로 촬영할 때에는 납봉을 사용한다. 아울러 상기 밀폐나사(32c)에 의해 아크릴관(32a)이 개폐 가능하므로 필요에 따라 아크릴봉과 납봉을 쉽게 교체할 수 있다.
도 17은 컴퓨터단층촬영장치(CT)로 본 발명의 제 2실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀을 촬영하여 얻은 영상을 예로서 도시한 도면이다.
도시한 바와같이, 영상물에 콘테이너(13)와 측벽(31e)의 단면이 나타나 있고 상기 측벽(31e)의 내부 영역에는 해당 높이에서의 뇌의 단면형상이 나타나 있다. 특히 상기 뇌의 단면형상내에는 여덟 개의 삽입로드(32b)의 단면이 이루는 점이 표시되어 있다. 상기 삽입로드(32b)의 단면은 C1 내지 C8의 고정점을 이루며 콘테이너 바닥면에 대한 해당 영상단면의 평행 여부를 증명하는 자료를 제공한다. 이에 대해서는 후술된다.
또한, 상기 콘테이너(13)와 측벽(31e)의 사이에는 상기 N형표시부(16)를 구성하는 세 개의 삽입로드(17b)의 단면형상이 점(A1,A2,A3)으로 나타나 있다. 상기 점(A1,A2,A3)간의 상대위치를 파악함으로서 현재 얻은 영상물이 케이스(13) 바닥면으로부터 액셜방향으로 과연 얼마의 높이에 해당하는 단면의 영상인지 알 수 있음은 상기와 같다.
도 17에 도시한 영상에 있어서 고정점 C4와 C5 및 C6을 X축으로 삼고 C5와C2를 Y축으로 삼는 좌표를 설정했을 때 다른 점들 이를테면 C3의 XY좌표값을 알 수 있다. 또한 이 때 각 점(A1,A2,A3)이 상대위치를 통해 점 C3의 액셜방향 거리인 Z축 값을 계산해 낼 수 있다.
도 18은 상기 수직표시막대의 기능을 설명하기 위하여 도시한 가상도로서 도 17에서의 뇌의 영상을 XYZ 좌표축에 옮겨 도시한 도면이다.
도시한 바와같이, 예컨대 점 C5의 연직하부의 콘테이너 바닥면과 만나는 점을 원점으로 삼았을 때 상기와 같은 방법으로 C3점의 X,Y,Z의 좌표값을 알 수 있다. 상기 좌표값을 통하여 원점에 대한 점 C3의 벡터값을 알아낼 수 있음은 물론이다.
이와같이 원점에 대한 다른 고정점의 벡터값도 상기와 같이 알아 낼 수 있으므로 CT장치나 MRI장치 또는 SPECT장치나 PET장치를 통해 얻은 엑셜방향으로 동일한 높이의 영상을 3차원적으로도 비교 분석할 수 있게 된다.
즉, 각각의 촬영장치로 촬영한 영상 중 액셜방향으로 동일한 높이의 영상을 얻었다면 각 영상을 정합하여 상기 고정점(C1~C8)의 어긋남 정도를 파악함으로써 2차원적인 정합 정확성을 평가할 수 있음은 물론 더 나아가 그 때의 임의의 고정점의 벡터값을 구하여 벡터값이 상이한지의 여부를 확인하여 3차원적인 정합 정확성 평가도 가능하다.
벡터값이 일치한다면 각 정합도구가 정상적으로 작동하고 있는 것이고 이와 반대로 일치하지 않는다면 촬영내용으로부터 리슬라이스 하여 픽업한 평면영상이 상호 평행하지 않은 것이므로 정합도구가 부정확한 것임을 알 수 있는 것이다.
도 19는 컴퓨터단층촬영장치(CT)와 핵의학영상촬영장치(SPECT)로 상기 제 2실시예에 따른 팬텀을 각각 촬영한 영상 및 촬영후 영상 정합한 모습을 보여주는 칼라 영상자료이고, 도 20은 컴퓨터단층촬영장치(CT)와 자기공명영상촬영장치(MRI)로 상기 제 2실시예에 따른 팬텀을 각각 촬영한 영상 및 촬영 후 정합한 모습을 참고적으로 보여주는 칼라 영상자료이다.
도 21은 본 발명의 제 3실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀의 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀(50)은 물을 수용하며 네 개의 수직지지봉(53c)을 갖는 케이스(53)과, 상기 케이스(53)내의 중앙부에 안착 설치되는 펜텀본체(51)와, 상기 케이스(53)을 밀폐하는 덮개(59)를 포함하여 구성된다.
상기 케이스(53)은 원판형 바닥판(53a)과 원통형 측벽(53b)을 가지며 상기 바닥면(53a)에 상기 수직지지봉(53c)이 고정되어 있다. 상기 수직지지봉(53c)은 슬라이스적층체(55)의 관통구멍(19s)을 통과하여 지지력을 제공하기 위한 아크릴 봉이다.
한편, 상기 펜텀본체(51)는 슬라이스적층체(55)와 표시부(57)로 이루어진다.
상기 슬라이스적층체(55)는 다수의 단위슬라이스(55a)로 이루어진다. 상기 각 단위슬라이스(55a)는 본 실시예에서는 폐의 해당단면에서의 형상을 모사한 폐단면홈(55c)을 갖는다. 따라서 상기 단위슬라이스(55a)를 적층한 슬라이스적층체(55)의 내부에는 폐의 형상을 갖는 내부공간이 형성되어 있다.
상기 슬라이스적층체(55)의 테두리에는 상기 관통구멍(19s)이외에도 보조구멍(55b)이 더 형성되어 있다. 상기 보조구멍(55b)은 슬라이스적층체(55) 내에서 수직으로 관통되며 물이 채워져 영상물에 점으로 나타난다.
상기 표시부(57)는 상기 슬라이스적층체(55)의 상면을 커버하는 지지슬라이스(57a)와, 상기 지지슬라이스(57a)의 저면에 고정되며 수직 하부로 연장되는 네 개의 수직표식막대(57b)로 구성된다. 상기 수직표식막대(57b)의 기본 기능은 제 2실시예의 수직표식막대(32)와 동일하다.
상기 수직표식막대(57b)는 그 상단이 지지슬라이스(57a)의 상부로 개방 가능한 아크릴관(57c)과, 상기 아크릴관(57c)의 내부에 삽입 설치되는 삽입로드(57d)와, 상기 아크릴관의 상단부를 밀폐하는 밀폐나사(57e)를 포함하여 구성된다. 상기 삽입로드(57d)로 아크릴봉 또는 납봉을 선택적으로 사용함은 상기와 같다. 아울러 상기 수직표식막대(32)는 두 개가 상대적으로 짧고 다른 두 개가 상대적으로 길다.
상기 덮개(59)는 상기 팬텀본체(51)를 케이스(31)의 내부에 위치시킨 상태로 케이스(31)를 밀폐한다. 상기 덮개(59)의 테두리부에는 고정볼트(59b)가 하향 통과하여 케이스(31)에 결합하는 다수의 구멍이 형성되어 있다.
또한 상기 덮개(59)의 중앙부에는 개폐스크류(59a)에 의해 밀폐되는 물공급구멍(59c)이 형성되어 있다.
도 22는 상기 도 21에 도시한 팬텀의 사시도로서 덮개 및 표시부를 제외하고 도시한 도면이다.
도시한 바와같이, 케이스(53)의 내부에 위치한 슬라이스적층체(55)는 수직지지봉(53c)에 의해 가지런히 정렬된 상태를 유지한다. 특히 상기 슬라이스적층체(55)의 외주면은 케이스(53) 내벽면으로부터 이격되어 공간을 이루고 있다. 상기 공간에는 물이 채워진다.
도 23은 본 발명의 제 3실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀에 적용되는 다수의 단위슬라이스 중 임의의 하나의 단위슬라이스를 선택하여 예로서 도시한 평면도이다.
도시한 바와같이, 단위슬라이스(55a)의 테두리부에는 네 개씩의 관통구멍(19s)과 보조구멍(55b)이 형성되어 있다.
또한 상기 단위슬라이스(55a)의 중앙부에는 폐단면홈(55c)이 관통 형성되어 있다. 상기한 바와같이 폐단면홈(55c)은 폐의 해당 높이의 단면형상을 모사하여 그 외곽 형상을 나타낸 홈이다.
도 24는 본 발명의 제 3실시예에 따른 영상정합 정확성 평가용 팬텀의 내부 구조를 나타내 보인 단면도이다.
도시한 바와같이, 다수의 단위슬라이스(55a)가 적층되어 슬라이스적층체(55)를 이루고 상기 슬라이스적층체(55)의 내부에는 폐의 형상을 갖는 내부공간(31p)이 마련되어 있다. 상기 내부공간(31p)은 각 단위슬라이스(55a)의 폐단면홈(55c)에 의해 구획된 것임은 물론이다.
또한 상기 측벽(53b)과 슬라이스적층체(55)의 사이에 수직표식막대(57b)가 위치하고 있음을 알 수 있다. 촬영시 상기 내부공간(31p) 및 수직표식막대(57b)가 위치한 공간에 물이 채워짐은 물론이다.
도 25는 컴퓨터단층촬영장치(CT)로 상기 제 3실시예에 따른 팬텀을 촬영하여 얻은 영상을 도시한 도면이다.
도시한 바와같이, 영상물에는 측벽(53b)과 삽입로드(57d)의 단면형상이 점의 형상으로 나타나 있다. 또한 점 S1은 상기한 보조구멍(55b)에 주입된 물기둥의 단면이 이루는 점이다. 상기 보조구멍(55b)이 이루는 점 S1 및 삽입로드(57d)가 이루는 점 S2를 통해서 상기와 동일한 원리에 의거 서로 다른 촬영장치에서 촬영을 통해 얻은 영상물의 정합을 수행할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 영상정합 정확성 평가용 팬텀은, 각 의학 영상 촬영장치에 의해 얻은 영상물을 통해 3차원적 정합성 평가를 할 수 있고 또한 영상물에 그 단면형상이 나타나는 다수의 표식막대를 설치하여 영상정합도구의 정확성을 용이하게 평가할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)나 핵의학영상촬영장치(SPECT)나 양전자방출단층촬영장치(PET) 중 선택된 두 개 이상의 촬영장치에 의해 촬영되어 촬영을 통해 얻은 영상물을 영상정합도구로 영상 정합하여 상호 비교함으로써 영상정합도구의 정확성을 분석할 수 있게 하는 것으로,
    물을 저장할 수 있는 수용공간을 제공하는 콘테이너와;
    상기 콘테이너의 수용공간내에 설치되는 것으로 신체의 장기나 뇌의 모양을 모사하여 장기나 뇌의 모양에 대응하는 형상의 내부공간을 가지며 상기 내부공간에 물을 수용할 수 있는 팬텀본체와;
    상기 팬텀본체를 내부에 수용한 상태로 콘테이너를 밀폐하며 콘테이너의 내부에 물을 공급할 수 있도록 개폐스크류에 의해 개폐 가능한 물공급구멍을 갖는 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 팬텀본체와 콘테이너의 내벽면 사이에는 촬영을 통해 얻은 영상물이 콘테이너의 바닥면으로부터 어느 높이에 해당하는 단면의 영상물인지 파악하게 하는 기준을 제공하는 로컬라이져가 더 구비된 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 팬텀본체는;
    내부공간을 제공하는 케이스와;
    상기 케이스 내에 차례로 적층 설치되며 적층됨에 따라 그 내부에 상기한 장기나 뇌의 모양에 대응하는 형상의 내부공간을 형성하는 다수의 단위슬라이스로 이루어지는 슬라이스적층체와;
    상기 슬라이스적층체를 내부에 수용한 상태로 케이스에 결합하여 케이스를 밀폐하며 케이스내에 물을 공급할 수 있도록 개폐스크류에 의해 개폐가능한 물공급구멍이 마련되어 있는 밀폐커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 각 단위슬라이스는 케이스의 바닥면에 대해 평행하게 차례로 적층되는 일정두께의 판상플레이트로서, 각 단위슬라이스에는 뇌나 장기의 해당단면에서의 윤곽형상을 모사하여 형성한 단면홈이 관통 형성되어 각 단위슬라이스가 적층됨에 따라 상기 단면홈이 슬라이스적층체의 내부에 뇌나 장기의 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 팬텀본체의 내부공간에는 케이스의 바닥면에 대해 수직으로 연장되며 영상물에 그 단면형상이 나타나는 하나 이상의 수직표식막대가 더 구비된 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 로컬라이져는;
    일정높이를 갖는 원통의 형태를 취하며 상기 팬텀본체를 그 내부영역에 포함하는 몸체와, 상기 몸체의 상하단부에 각각 고정되는 일정폭의 상부링 및 하부링으로 이루어진 프레임과;
    상단부 및 하단부가 상기 상부링 및 하부링에 각각 결합하여 상부링과 하부링을 연결하며, 그 단면형상이 단층촬영을 통해 얻은 영상물에 나타나는 것으로, 콘테이너 바닥면에 대해 수직으로 연장되며 일정거리 이격된 두 개의 표시막대와, 상기 표시막대의 사이에 설치되며 그 하단부가 일측표시막대의 하단부에 근접위치하고 상단부는 타측 표시막대의 상단부에 근접 위치하여 경사진 다른 표시막대를 포함하는 한 세트 이상의 N형표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 N형표시부는 적어도 두 세트 이상이 구비되되 상기 몸체의 중심축을 기준으로 등각 위치하는 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 각 표시막대는 그 양단이 상기 상하부링에 고정되며 내부에는 직선형 공간을 갖는 아크릴관과;
    상기 아크릴관의 내부공간에 삽입되며 영상물에 그 단면형상이 나타나는 삽입로드와;
    상기 아크릴관의 내부공간을 개폐하는 밀폐나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 팬텀본체는;
    상기 콘테이너의 내부에 차례로 수평 적층되며 적층됨에 따라 그 내부에 장기나 뇌의 모양에 대응하는 형상의 내부공간을 형성하는 것으로 소정두께를 갖는 다수의 단위슬라이스로 이루어진 슬라이스적층체와;
    상기 슬라이스적층체와 콘테이너 내벽면 사이의 공간에 콘테이너 바닥면에 대해 수직으로 연장되며 영상물에 그 단면형상이 나타나는 하나 이상의 표시막대를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 표시막대를 지지하기 위하여 상기 슬라이스적층체의 상부에는 슬라이스적층체를 커버하는 일정두께의 지지슬라이스가 구비되고,
    상기 표시막대는 그 상단이 상기 지지슬라이스에 고정되며 하부로 연장되고 상부로 개방 가능하며 수직의 내부공간을 제공하는 아크릴관와;
    상기 아크릴관의 내부공간에 삽입되며 영상물에 그 단면형상이 나타나는 삽입로드와;
    상기 아크릴관을 개폐하는 밀폐나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 각 단위슬라이스는 케이스의 바닥면에 대해 평행하게 차례로 적층되는 일정두께의 판상플레이트로서, 각 단위슬라이스에는 뇌나 장기의 해당단면에서의 윤곽형상을 모사하여 형성한 단면홈이 관통 형성되어 각 단위슬라이스가 적층됨에 따라 상기 단면홈이 슬라이스적층체의 내부에 뇌나 장기의 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
  12. 제 1항 또는 제 9항 내지 제 11항에 있어서,
    상기 팬텀본체에는 팬텀본체를 수직으로 관통하는 하나 이상의 보조구멍이 더 형성된 것을 특징으로 하는 영상정합 정확성 평가용 팬텀.
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