KR20050037338A - 의료용 화상 진단 장치 - Google Patents

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KR20050037338A
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Abstract

암을 조기에 발견하는 유효성이 있고 방사선 피폭의 문제가 생기지 않는 PET 검사의 이점을 살리면서 X선 CT 검사에 의한 X선 피폭의 문제를 최소화하여, 조기의 암을 정확하고 안전하게 발견한다.
공통의 검사대(10)에 대하여 PET 갠트리(20)와 CT 갠트리(30)를 순서대로 병설하고, 콘솔(40) 내의 제어부에 의하여 이들 검사대(10), PET 갠트리(20) 및 CT 갠트리(30)를 제어하며, 먼저 검사대(10)의 베드 천판(11)에 배치된 피검자(13)를 PET 갠트리(20)의 터널부(21)에 삽입해서 PET 데이터를 수집하여 PET 화상을 재구성한 후 그 PET 화상을 콘솔(40)에 구비된 화상 모니터 장치로 표시하여 의사의 판단을 따르며, 피검자(13)를 CT 갠트리(30)의 터널부(31)로 들여보내어 수행하는 CT 검사를 이어서 할 것인지 여부에 대한 지시의 입력을 기다려, 그 지시에 따른 동작을 수행한다.

Description

의료용 화상 진단 장치{MEDICAL IMAGE DIAGNOSIS DEVICE}
본 발명은 의료용 화상 진단 장치에 관한 것으로, 특히, 암 등의 조기 발견에도 매우 적합한 의료용 화상 진단 장치에 관한 것이다.
암을 조기 단계에서 발견하는 것은 그 치료를 위해 매우 중요하다. 암의 조기 발견을 위한 수법·장치로서 다양한 것들이 알려져 있지만, 그 중 PET(Positron Emission Tomography: 양전자 단층촬영) 검사는 암세포가 상당히 작은 단계에서도 암의 발견이 용이하고 방사선 피폭의 문제가 생기지 않는 점에서 유망시되고 있다.
PET 검사는 피검자의 특정한 단면에 있어서 양전자 방출성 핵종의 분포상(단층상)을 계산에 의하여 구하는 것이다. 암의 병소에 모이는 성질을 갖는 약제에 양전자 방출성 핵종으로 표지한 다음, 이 약제를 인체 내에 투여한다. 양전자 소멸 시 180°반대 방향으로 감마선이 방출되기 때문에, 이것을 인체의 360°주위에서 검출하고, 그 2 개의 감마선의 동시 입사를 포착한다. 그러한 입사 위치를 연결한 선상에 핵종이 위치하는 것이기 때문에, 이 입사 위치를 연결한 선의 데이터를 위치 데이터로서 얻는다. 이러한 위치 데이터를 일정 시간 수집하고 연산 처리함으로써 핵종의 분포상을 재구성한다. 이 분포상(단층상)은 암 병소 그 자체의 크기와 형상을 나타내기 때문에 직접적인 진단이 가능하다.
그런데, 이 PET 화상은 핵종의 집적 상태와 분포 상태를 나타낼 뿐이므로, 그것이 인체 조직의 어디에 존재하는가에 대해 나타내지는 않는다. 그로 인해, 종래부터 인체 내의 조직의 형상을 구하는 수단으로서 X선 흡수 계수의 분포를 화상화하는 X선 CT 검사가 병용되고 있으며, 이들 PET 화상과 CT 화상으로부터 확실한 진단을 행하도록 하고 있다. 그러나, X선 CT 장치에 의한 검사는, 피검자의 X선 피폭의 문제가 생긴다.
또한, PET 장치와 X선 CT 장치와 이들에 공통된 검사대를 이용한 시스템이 특개평 7-20245 호와 같이 알려져 있지만, 이 시스템의 경우 X선 CT 장치에 의하여 얻은 데이터는 PET 데이터의 흡수 보정에 사용하도록 하는 것이고 X선 CT 장치로부터 진단을 위한 CT 화상을 얻도록 하는 것은 아니다.
본 발명의 과제는 암의 조기 발견의 유효성이 있으면서 방사선 피폭의 문제를 일으키지 않는 PET 검사의 이점을 살리고, X선 CT 검사에 의한 X선 피폭의 문제를 최소화하며, 조기의 암을 정확도 높고 안전하게 발견할 수 있도록 하는 의료용 화상 진단 장치를 제공하는 것이다.
또한, 진단 자동화를 더욱 진척시켜, 의사의 판단을 지원하고, 의사의 부담을 더욱 경감할 수 있는 의료용 화상 진단 장치를 제공하는 것도 과제로 삼고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 의료용 화상 진단 장치는, 병설된 PET 데이터 수집부 및 CT 데이터 수집부; 이들 2 개의 데이터 수집부에 공통된, 피검자용 베드 천판을 구비한 검사대; 상기 수집한 PET 데이터에 의해 PET 화상을 재구성하는 PET 화상 재구성부; 상기 수집한 CT 데이터에 의해 CT 화상을 재구성하는 CT 화상 재구성부; 및 먼저 피검자의 검사 부위에 대한 PET 데이터 수집을 수행하여 PET 화상을 재구성하도록 상기 PET 데이터 수집부 및 상기 PET 화상 재구성부를 제어하고, 얻어진 PET 화상을 표시함과 동시에 계속해서 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성을 수행할 것인지 여부의 입력을 촉구하며, 상기 입력 결과에 따라 동일 부위에 대하여 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성을 수행하거나 수행하지 않도록 상기 검사대와 상기 CT 데이터 수집부 및 상기 CT 화상 재구성부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 먼저 상기 피검자의 검사 부위에 대한 PET 데이터 수집을 수행해서 PET 화상을 재구성하도록 상기 PET 데이터 수집부 및 상기 PET 화상 재구성부를 제어하고, 얻어진 PET 화상을 표시함과 동시에 그 화상 속에 소정 임계값 이상의 값으로 되어 있는 화소값이 존재하고 있는지 여부를 판정하며, 존재하는 것으로 판정할 때에는 계속해서 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성을 수행할 것인지 여부의 입력을 촉구하고, 상기 입력 결과에 따라 동일 부위에 대하여 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성을 수행하거나 수행하지 않도록 상기 검사대와 상기 CT 데이터 수집부 및 상기 CT 화상 재구성부를 제어하도록 구성할 수 있다.
제어 장치에 의하여, 먼저 피검자의 검사 부위에 대한 PET 데이터 수집을 수행하고 PET 화상을 재구성하도록 PET 데이터 수집부 및 PET 화상 재구성부를 제어하고, 얻어진 PET 화상을 표시하며, 계속해서 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성을 하는지 여부의 입력을 촉구하도록 하고 있기 때문에, 의사가 표시된 PET 화상을 관찰하여 암의 의심이 있다면 판단하면 다음에 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성을 수행하도록 입력할 수 있고, 또는 암의 의심이 없다고 판단하면 CT 촬영으로는 이행하지 않도록 입력할 수 있다. 이와 같이 우선 PET 촬영을 하여 PET 화상을 표시하고 이것을 관찰한 의사가 다음의 CT 촬영으로 진행할 것인지 여부를 입력하도록 촉구하고 있기 때문에, 의사로서는 PET 화상에 의한 암의 진단에 집중할 수 있고 암인지 여부의 판단에 의해 다음의 CT 촬영으로 진행할 것인지를 용이하게 지시할 수 있어 매우 편리해지며, PET 화상에 의한 암 조기 발견의 유효성과 방사선 피폭이 없다는 점 등의 이점을 살릴 수 있으며, 게다가 암이라는 의심이 강한 경우에만 CT 촬영을 하도록 할 수 있으므로 불필요한 X선 피폭의 문제를 피할 수 있어 안전성을 높여 암을 조기에 발견할 수 있다.
제어 장치가 먼저 수행한 PET 촬영에 의하여 얻은 PET 화상의 화소값이 임계값 이상인 것이 있는지 여부의 판정까지 행한다면, 의사로서는 PET 화상을 자세히 관찰하여 암의 의심이 있는 부분이 없는지 어떤지를 조사하는 작업에 대한 지원을 받게 되어 그 부담을 덜 수 있으며, 보다 편리하고 안전하며 확실하게 조기의 암을 발견할 수 있다.
다음으로, 본 발명을 실시한 의료용 화상 진단 장치에 관해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 의료용 화상 진단 장치에는 검사대(10), PET 갠트리(PET Gantry: 20), CT 갠트리(CT Gantry: 30) 및 콘솔(Console: 40)이 갖춰져 있다. PET 갠트리(20)는 PET 데이터 수집부를 구성하는 것으로, 중앙부에 터널부(21)가 형성되어 있으며, 방사선 검출기(22)가 그 터널부(21)를 감싸도록 링 모양으로 배치되어 있다. 이 터널부(21)는 그 속으로 방사성 약제가 투여된 피검자(13)를 삽입하기 위한 것으로, 피검자(13)의 체내의 방사성 약제로부터 방출된 방사선이 그 주위에 링 모양으로 배치된 방사선 검출기(22)에서 검출될 수 있도록 구성되어 있다. 양전자 방출성 핵종이 소멸할 때 180°반대 방향으로 방출된 감마선이 링 모양으로 배치된 2 개의 방사선 검출기(22)에 동시에 입사한 것을 검출하고, 그 2 개의 방사선 검출기(22)를 연결한 직선상에 방사성 약제가 존재한다는 위치 데이터를 얻도록 하여 데이터를 수집한다.
CT 갠트리(30)는 X선 CT 데이터를 수집하는 데이터 수집부로 되어 있고, 중앙에 터널부(31)가 형성되며, 이 터널부(31)의 주위에 X선관(32)과 X선 검출기(33)를 회전시키는 회전기구(미도시)가 구비되어 있다. X선 검출기(33)는 소정 길이를 가진 1 차원의 검출기 또는 이들을 다층으로 배치한 검출기로, 이 X선 검출기(33)와 X선관(32)이 회전하는 것에 의하여, 터널부(31) 속에 삽입된 피검자(13)의 단면에 대한 X선 스캔을 수행하고, 각 방향에서의 X선 흡수 분포 데이터를 수집한다.
검사대(10)는 이들 PET 갠트리(20)와 CT 갠트리(30)에 대하여 공통으로 사용되도록 제공된다. 검사대(10)에 대하여, PET 갠트리(20), CT 갠트리(30)의 순서로 이들 갠트리(20, 30)가 병설되고 그 터널부(21, 31)로 베드 천판(11)에 배치된 피검자(13)가 삽입되는 위치 관계로 되어 있다. 콘솔(40)에는 이들 검사대(10), PET 갠트리(20) 및 CT 갠트리(30)를 제어하는 제어부가 설치됨과 동시에, 키보드나 마우스 등의 입력 장치나 화상 모니터 장치가 갖춰진다. 또한, 여기에서는, 이 콘솔(40) 속에 PET 화상 재구성부와 CT 화상 재구성부가 수용되어 있다.
이 콘솔(40)의 키보드 등을 조작하여 검사 시작의 지령을 입력하면, 제어부가 도 2 의 순서도에 나타낸 바와 같이 검사를 시작하고(단계 51), PET 데이터 수집부에 의한 PET 데이터 수집이 작동함과 동시에 PET 화상 재구성부가 수집된 데이터로부터 화상 재구성 처리를 수행한다(단계 52). 이 때, 피검자(13)에게는 미리 FDG 등의 양전자 방출성 핵종으로 표지된 약제가 투여되어 있으며, 그 후 40분에서 60분 정도 경과하여 이 약제가 암 병소에 집적한 상태로 되어 있다. 그리고, 피검자(13)는 검사대(10)의 베드 천판(11) 위에 눕혀지고, 제어부에 의하여 검사대(10)가 제어되어 베드 천판(11)이 이동하며, 피검자(13)의 전신(또는 미리 검사 부위가 한정되어 있는 경우에는 그 검사 부위)에 대한 스캔이 이루어진다.
이렇게 피검자(13)의 전신의 각 단면에 있어서 PET 화상이 재구성되면, 각 단면에 관하여 SUV 화상이 작성되고 이것이 표시된다(단계 53). 이 SUV 값은 암화를 나타내는 지표로 된 값이고 PET 화상의 화소값과 대응 관계가 있다. SUV 화상은 이 SUV 값을 화소값으로서 가지는 화상이다. 이 SUV 화상은 제어부에서 작성해도 좋고, PET 화상 재구성부에 있어 작성해도 좋다.
다음에, 이 SUV 화상에 근거하여 제어부에서 자동 진단을 수행한다(단계 54). 이것은 SUV 화상의 화소값을 소정 임계값과 비교함으로써 수행되며, 그 임계값을 초과한 부분이 있으면 암이라는 의심이 강한 부분인 것으로 판정하고, 그 부분을 명확하게 색 분류하여 표시함과 동시에 예를 들면「암의 의심 있음」,「CT 검사로 진행」,「예」,「아니오」등의 메시지를 표시한다. 임계값을 초과한 부분이 없는 경우에는 단계 59 로 이동하여 검사를 종료한다.
임계값을 초과한 부분이 있는 경우, 상기와 같은 화상 표시와 메세지 표시에 의하여 의사에게 확인받으며, CT 검사로 진행할 것인지 여부의 입력을 촉구한다(단계 55). 의사는 화면에 표시된 SUV 화상을 관찰하여 CT 검사로 진행할지 여부를 판단하고, 화면의「예」,「아니오」중 어느 한쪽을 마우스 등으로 클릭하거나 콘솔에 설치된 키 등의 스위치 조작을 통해 그 판단 결과를 입력한다. 「아니오」(CT 검사로 진행하지 않음)가 입력될 때에는 단계 59 로 이동하여 검사를 종료한다.
「예」(CT 검사로 진행함)가 입력될 때에는 제어부에 의하여 검사대(10)가 제어되어 베드 천판(11)이 이동하고, 피검자(13)가 CT 갠트리(30)의 터널부(31)에 삽입된 상태로 된다(단계 56). 이 상태에서 피검자(13)에 대한 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성이 행해지도록 제어부가 CT 데이터 수집부 및 CT 화상 재구성부를 제어한다(단계 57). 또한, CT 데이터를 수집하고 화상을 재구성하는 범위는, 피검자(13)의 전신으로 하여도 좋지만, 상기 SUV 값이 높은 부분의 근방만으로 하는 편이 X선 피폭을 억제하는 점에서 바람직하다. 이와 같은 CT 검사 범위의 제어도 SUV 화상에 기초하여 제어부에 의해 자동적으로 수행할 수 있다.
이렇게 CT 화상을 얻을 수 있으면, 제어부에 있어 CT 화상과 앞의 PET 화상은 중합·합성된 융합 화상으로 작성되어 표시되고, 검사가 종료된다(단계 59). 의사는 이 융합 화상을 차분히 관찰하여 정밀한 진단을 한다.
또한, 상기 설명에서, 검사대(10)에 대하여 PET 갠트리(20), CT 갠트리(30)의 순서로 이들이 병설되도록 하였지만 반대 순서라도 좋으며, 다른 광체가 아니라 하나의 광체에 PET 데이터 수집부와 CT 데이터 수집부를 수용하는 일체형의 갠트리로서 구성할 수 있다. 또, PET 화상 재구성부와 CT 화상 재구성부를 콘솔(40) 내에 수용하는 것으로 설명하였으나, 제각기 구성하는 것도 가능하고, 이 경우 개별적으로 구성된 PET 장치와 CT 장치를 제어부에서 결합하는 시스템으로 하는 것이 된다.
또한, 상기에서, SUV 화상을 작성하여 의사의 판단을 지원하도록 했지만, 보다 간이하게는, 이것을 생략하고 재구성된 PET 화상을 표시함과 동시에 그 화상을 관찰한 의사에게 CT 검사로 진행할 것인지 여부의 입력을 촉구하는 메시지를 표시하는 정도의 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 경우 SUV 값이 높은 부분이 색 분류되어 표시되는 것은 아니고 PET 화상 그 자체가 표시되는 것 뿐이기 때문에 이 PET 화상으로부터 의사가 암으로 추측되는 부분을 발견하는 작업의 부담이 증가하지만, 경험 등을 쌓으면 오히려 정확한 판단을 기대할 수 있게 된다.
또, 상기에서, PET 데이터 수집만 수행하는 것으로 하고 있지만, 흡수 보정용의 트랜스미션 데이터의 수집도 같이 수행하고 이 데이터에 의하여 흡수 보정한 정밀도가 높은 PET 화상을 얻도록 하는 것도 가능하다.
건강 진단으로 암이 발견되는 확률은 2 내지 3% 정도라고 말해지고 있고, PET 검사와 CT 검사를 병용한 경우에는 PET 검사와 CT 검사를 각각 단독으로 하는 경우보다도 높은 확률로 발견할 수 있지만, 그래도 암의 의심이 전혀 없는 건강인에 있어서는 CT 검사에 의한 X선 피폭은 피할 수 있다면 피하는게 상책이므로, 본 발명에 의하여 X선 피폭을 피하면서 암의 조기 발견에 기여할 수 있는 화상 진단 장치를 실현할 수 있는 것은 의의가 있는 것이다.
본 발명에 따르면, 먼저 PET 촬영을 하여 PET 화상을 표시하고 이것을 관찰한 의사가 다음의 CT 촬영으로 진행할 것인지 여부를 입력하도록 촉구하는 구성의 의료용 화상 진단 장치를 구현할 수 있으며, 의사로서는 PET 화상에 의한 암의 진단에 집중할 수 있고 암인지 여부의 판단에 의해 다음의 CT 촬영으로 진행할 것인지를 용이하게 지시할 수 있어 암진단이 매우 편리하게 되며, PET 화상에 의한 암 조기 발견의 유효성과 방사선 피폭이 없다는 점 등의 이점을 살릴 수 있으며, 게다가 암이라는 의심이 강한 경우에만 CT 촬영을 하도록 할 수 있으므로 불필요한 X선 피폭의 문제를 피할 수 있어 안전성을 높여 암을 조기에 발견할 수 있다.
또한, 제어 장치가 먼저 수행한 PET 촬영에 의하여 얻은 PET 화상의 화소값이 임계값 이상인 것이 있는지 여부의 판정까지 행한다면, 의사로서는 PET 화상을 자세히 관찰하여 암의 의심이 있는 부분이 없는지 어떤지를 조사하는 작업에 대한 지원을 받게 되어 그 부담을 덜 수 있으며, 보다 편리하고 안전하며 확실하게 조기의 암을 발견할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 블록도.
도 2 는 동 실시예의 동작 설명을 위한 순서도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 검사대 11 베드 천판
13 피검자 20 PET 갠트리
21, 31 터널부
22 방사선 검출기 30 CT 갠트리
32 X선관 33 X선 검출기
40 콘솔

Claims (2)

  1. 병설된 PET 데이터 수집부 및 CT 데이터 수집부;
    이들 2 개의 데이터 수집부에 공통된, 피검자용 베드 천판을 구비한 검사대;
    상기 수집한 PET 데이터에 의해 PET 화상을 재구성하는 PET 화상 재구성부;
    상기 수집한 CT 데이터에 의해 CT 화상을 재구성하는 CT 화상 재구성부; 및
    먼저 피검자의 검사 부위에 대한 PET 데이터 수집을 수행하여 PET 화상을 재구성하도록 상기 PET 데이터 수집부 및 상기 PET 화상 재구성부를 제어하고, 얻어진 PET 화상을 표시함과 동시에 계속해서 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성을 수행할 것인지 여부의 입력을 촉구하며, 상기 입력 결과에 따라 동일 부위에 대하여 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성을 수행하거나 수행하지 않도록 상기 검사대와 상기 CT 데이터 수집부 및 상기 CT 화상 재구성부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 의료용 화상 진단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 먼저 상기 피검자의 검사 부위에 대한 PET 데이터 수집을 수행해서 PET 화상을 재구성하도록 상기 PET 데이터 수집부 및 상기 PET 화상 재구성부를 제어하고, 얻어진 PET 화상을 표시함과 동시에 그 화상 속에 소정 임계값 이상의 값으로 되어 있는 화소값이 존재하고 있는지 여부를 판정하며, 존재하는 것으로 판정할 때에는 계속해서 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성을 수행할 것인지 여부의 입력을 촉구하고, 상기 입력 결과에 따라 동일 부위에 대하여 CT 데이터 수집 및 CT 화상 재구성을 수행하거나 수행하지 않도록 상기 검사대와 상기 CT 데이터 수집부 및 상기 CT 화상 재구성부를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 의료용 화상 진단 장치.
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