KR20240065113A

KR20240065113A - 양전자 방출 단층촬영(pet) 스캐닝 장치

Info

Publication number: KR20240065113A
Application number: KR1020247011489A
Authority: KR
Inventors: 재니스 니콜라우스 루돌프 피셔; 막스 루드윅 아흐넨
Original assignee: 포지트리고 아게
Priority date: 2021-10-01
Filing date: 2022-09-22
Publication date: 2024-05-14
Also published as: CA3231561A1; WO2023052247A1; CN118042987A; EP4159133A1

Abstract

방출된 PET 방사선을 검출하기 위한 검출기 링(2) 및 암(341) 사이에 검출기 링(2)을 유지하기 위한 두 개의 암(341)을 가진 U자형 부분(34)이 부착되는 주 지지 구조체(3)를 포함하는 양전자 방출 단층촬영(PET) 스캐닝 장치(1)가 제공된다. 검출기 링(2)은 U자형 부분(34)을 통해, 특히 U자형 부분(34)의 두 개의 암(341)을 통해 연장되는 회전축(R)을 중심으로 회전될 수 있는 방식으로 2개의 암(341)에 의해 유지된다. 주 지지 구조체(3)는 가이드 레일을 포함하고, U자형 부분(34)이 가이드 레일을 따라 변위될 수 있도록 U자형 부분(34)은 가이드 레일에 부착되고, 가이드 레일은 중력 방향(G)에 대해 경사진 방향을 따라 연장된다.

Description

양전자 방출 단층촬영(PET) 스캐닝 장치

본 발명은 특히 스캔할 대상의 요구에 잘 적응할 수 있는 양전자 방출 단층촬영(PET) 스캐닝 장치에 관한 것이다.

양전자 방출 단층촬영(PET) 스캐닝 장치는 일반적으로 크고 부피가 크며, 병원이나 방사선 전문 시설에서만 사용할 수 있다. 결과적으로, 환자는 필요한 경우 스캔을 받기 위해 PET 스캐닝 장치가 있는 곳으로 이동해야 한다. 그러나, 환자들은 요양원에 거주하는 노인이나 아픈 사람들로, 잘 움직이지 못하거나 침대에만 누워 있는 경우가 많다. 결과적으로, PET 스캐닝 장소로의 이동은 환자에게 번거롭고, 예컨대 종종 환자가 이동 중에 합병증을 겪거나 감염될 수 있는 적지 않은 위험을 수반한다. 따라서, 대부분의 최신 PET 스캐닝 기계는 대상에게 가져갈 수 없다는 단점이 있다.

PET 스캐닝 장치는 또한 스캐닝 과정 동안 환자가 특정 자세, 일반적으로 침대 위에 등을 대고 누워 있는 자세를 취하도록 요구한다. 건강 상태에 따라, 이러한 자세는 환자에게 상당한 부담이 될 수 있으며, 이는 예컨대 환자가 스캐닝을 하는 동안 움직이면 스캐닝 결과를 손상시킬 수도 있다.

더욱이, 병원, 연구원, 재료 과학자 및 수의사는 PET 기계에 쉽게 접근할 수 없는데, 그 이유는 PET 기계가 너무 클 뿐만 아니라, 병원 진료소에서의 표준 종양학 응용 분야 이외의 응용 분야와 관련하여 특히 요구 사항에 맞지 않는 경우가 많기 때문이다.

PET 스캐닝의 상당 부분은 인간 두뇌의 영상화와 관련되어 있다. 그러나, 이를 위해 인체 전체에 맞도록 큰 구경을 가진 전신 PET 스캐너가 사용되는 경우가 많다. 결과적으로, 검출기 요소는 영상화할 영역에서 더 멀리 배치되어 감도와 특이성이 떨어진다.

US 2013/0218010 A1은 휴대 가능하고 환자 침대에 부착될 수 있는 소형 및 경량 PET 스캐너를 개시한다.

WO 2020/015384 A1, US 9,226,717 B2, US 7,884,331 B2 및 CN 109864751 A에는 헬멧형 뇌 영상장치에 통합된 PET 검출기가 개시되어 있다. PET 뇌 영상장치는 모바일 갠트리에 매달려 있다.

US 9,833,208 B2에는 조정 가능한 지지 테이블을 가진 PET 영상 장치가 개시되어 있으며, 이는 영상화 절차 동안 환자가 앉거나, 눕거나 또는 서 있을 수 있게 해준다.

US 10,307,120 B1에 개시된 PET 스캐닝 장치는 스캐닝 과정 동안 환자가 휠체어에 똑바로 앉을 수 있도록 수평으로 위치되고 수직으로 이동 가능한 검출기 링을 포함한다.

JP 3244776 B2는 앉은 자세와 누운 자세 모두에서 환자를 스캐닝할 수 있도록 수평으로 연장되는 상부 축을 중심으로 회전하여 기울일 수 있는 갠트리 본체를 가진 컴퓨터 단층촬영(CT) 기계를 보여준다.

US 10,531,843 B2는 수평으로 회전 가능한 갠트리 장치를 갖는 CT 장치를 환자가 영상화 절차 동안 다양하게 다른 임의의 위치를 선택할 수 있도록 하는 조정 가능한 스캐닝 지지체와 조합하는 것을 제안한다.

US 9,414,789 B2는 감소된 치수를 가진 PET 영상 장치를 보여준다. 이 장치는 지지 구조체에 슬라이드 가능하게 장착되는 다양한 직경의 복수 개의 측정 링을 포함한다.

US 2011/0315884 A1은 인간의 머리를 영상화하기 위한 휠 달린 이동식 PET 스캐너를 개시한다. 휠 달린 또 다른 이동식 PET 스캐너가 US 8,735,834 B2에 개시되어 있다.

JP 4642143 B2는 천장의 풀리를 통해 또는 벽이나 휠체어의 연결된 막대를 통해 매달린 두 개의 암 사이에 유지된 검출기 링을 가진 PET 스캐닝 장치를 개시한다.

US 2016/0166219 A1은 가상 현실 시스템과 PET 뇌 이미징을 조합한 장치에 관한 것이다. 이동식 뇌 영상장치는 배낭 형태로 휴대할 수 있거나 휠이 있는 캐리지에 배치될 수 있는 이동식 지지체에 매달려 있다.

JP 3793320 B2는 두 개의 수직 이동 가능한 홀딩 암이 부착된 U자형 지지 구조체를 갖는 CT 기계를 보여준다. 회전 가능한 이미징 유닛이 두 개의 암 사이에 고정된다.

WO 2014/058772 A1은 소스와 검출기를 수용하는 짐벌 스캐너 장치를 갖는 원추빔 컴퓨터 단층촬영을 위한 장치를 개시한다. 이 스캐너 장치는 수직 지지 칼럼을 따라 이동할 수 있다.

본 발명의 목적은 스캔할 대상의 요구에 쉽게 적응할 수 있는 다용도의 양전자 방출 단층촬영(PET) 스캐닝 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1에 청구된 PET 스캐닝 장치에 의해 해결된다. PET 스캐닝 장치의 추가 실시예는 종속항에서 제공된다.

이 문서의 목적을 위해, "상단(top)", "하단(bottom)", "위(up)", "아래(down)", "위쪽(upwards)", "아래쪽(downwards)" 등과 같은 높이 및 방향 정보는, 정상적이고 의도된 사용 시 PET 스캐닝 장치가 중력 방향에 대해 직립하여 세워져 사람이나 동물 대상 또는 식물을 스캔할 준비가 되어 있는 것을 말하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 양전자 방출 단층촬영(PET) 스캐닝 장치를 제공하고, 상기 장치는,

방출된 PET 방사선을 검출하기 위한 검출기 링; 및

암 사이에 검출기 링을 유지하기 위한 두 개의 암이 있는 U자형 부분이 부착되는 주 지지 구조체를 포함하고;

여기서 검출기 링은 U자형 부분을 통해, 특히 U자형 부분의 2개의 암을 통해 연장되는 회전축을 중심으로 검출기 링이 회전될 수 있는 방식으로 2개의 암에 의해 유지된다.

주 지지 구조체는, 중력 방향에 대해 경사진 방향을 따라 연장되고 U자형 부분이 가이드 레일을 따라 변위될 수 있는 방식으로 부착되는 가이드 레일을 포함한다.

중력 방향에 대해 경사진 방향을 따라 연장된다는 것은 가이드 레일이 중력 방향에 대해 평행하게, 즉 0°의 각도로 연장되지도 않고, 수직으로, 즉 90°의 각도로 연장되지도 않음을 의미한다. 대신에, 가이드 레일은 중력 방향에 대해 바람직하게는 0° 내지 60°, 더 바람직하게는 10° 내지 50°, 가장 바람직하게는 20° 내지 40°의 각도로 연장된다. 가이드 레일이 경사지게 연장되는 것은 검출기 링과 함께 U자형 부분이 중력 방향에 대해 경사진 방향을 따라 주 지지 구조체에 대해 변위될 수 있는 결과를 가져온다.

중력 방향에 대해 경사진 또는 비스듬한 방향을 따라 검출기 링을 변위시킬 수 있는 가능성은, 환자가 편안하게 누워 있거나 기대어 앉은 자세에 있는 동안 스캔할 환자에 대해 검출기 링을 최적으로 위치시킬 수 있게 해준다. 따라서, 도시된 PET 스캐닝 장치를 사용하면 검출기 링에 대해 위치되어야 하는 것은 환자가 아니라, 환자를 이동시킬 필요 없이 관심 영역이 최적으로 영상화될 수 있도록 검출기 링이 위치되어질 수 있다. 환자들, 특히 노인 환자들의 경우, 특히 기대어 앉은 자세가 이미징 절차 중에 편안한 것으로 나타났다. 이는 특히 장시간의 이미징 세션 동안 환자의 움직임이 적은 자연스러운 위치이다. 경사진 방향을 따른 검출기 링의 변위 가능성은, 그러한 위치에 있는 환자의 신체 상부의 종방향 주축을 따라 검출기 링을 위치시킬 수 있게 하고, 회전 가능성은 원하는 이미징 평면에 대해 검출기 링의 최적 배향을 가능하게 한다.

더욱이, U자형 부분에 대해 검출기 링을 회전시키는 능력은 U자형 부분을 경사 방향을 따라 변위시키는 능력과 조합되어, PET 스캐닝 장치의 높은 다용도성을 가져온다. 이러한 기능을 갖춘 PET 스캐닝 장치는 인간 환자, 특히 인간의 뇌를 스캔하는 데 적합할 뿐만 아니라, 팔과 다리와 같은 사지의 스캔 및/또는 동물이나 식물의 스캔에도 적합하다. 주 지지 구조체에 대해 검출기 링을 회전 및 변위시킬 수 있는 가능성으로 인해 PET 스캐닝 장치는 특히 다용도가 가능하고, 예를 들어 설치류나 식물의 스캐닝과 같은 다양한 목적에 적응할 수 있다. 따라서, 검출기 링은 개구와 함께 수평 및 수직 위치 모두로 배향될 수 있도록 회전될 수 있는 것이 바람직하다.

검출기 링을 유지하기 위한 U자형 부분을 제공함으로써, 검출기 링을 변위시키고 회전시킬 수 있는 PET 스캐닝 장치의 비교적 간단한 구조가 가능해진다. U자형 부분은 바람직하게는 검출기 링을 주 지지 구조체에 기계적으로 연결하는 유일한 요소를 나타낸다.

두 개의 암을 통해 검출기 링의 회전축이 연장되면, 검출기 링이 회전을 이용하여 환자의 필요에 맞게 쉽게 조정될 수 있는 동시에, 특히 주 지지 구조체 상에 안정적인 방식으로 유지될 수 있다는 이점을 가져온다. 검출기 링을 사용하여 불필요한 요소를 회전할 필요가 없으므로, 회전 가능한 부품의 전체 무게가 줄어들고, 검출기 링의 회전이 사용자에게 더욱 용이하게 된다.

어떤 실시예에서, 검출기 링은 U자형 부분과 함께 변위될 수 있을 뿐만 아니라, U자형 부분에 대해, 특히 2개의 암에 대해 변위될 수도 있다는 것이 생각해볼 수 있다. U자형 부분에 대한 검출기 링의 추가적인 변위 가능성이 예를 들어 미세 조정을 가능하게 하기 위해 제공될 수 있다.

검출기 링은 일반적으로 복수의 센서, 특히 복수의 센서 모듈을 포함하고, 이들은 환자의 뇌에서 방출되는 PET 방사선을 검출하기 위해, 예컨대 환자의 머리 주위에 위치될 수 있도록 원주 링에 배치된다. 검출기 링은 바람직하게는 폐쇄형 링을 형성하는데, 즉 원주 방향으로 폐쇄되어 있다. 폐쇄형 링을 형성함으로써, 센서는 검출 링의 전체 내부 표면을 따라 최적으로 배열될 수 있다.

검출기 링은 일반적으로 적어도 내부 표면이 둥근, 예를 들어 타원형 또는 원형 모양을 가진다. 따라서, 검출기 링은 일반적으로 그리고 바람직하게는 둥근, 특히 원형의 개구를 가지며, 이 개구에 대상의 스캔할 부분이 PET 스캐닝을 위해 삽입된다. 검출기 링의 외부 표면은 또한 둥근, 특히 원형 형상을 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 형태를 가진 검출기 링은 사용자의 눈에 더욱 가벼워 보인다. 그러나, 검출기 링은 각진, 특히 직사각형 또는 정사각형의 내부 및/또는 외부 형상을 가질 수도 있다.

검출기 링은 유리하게는 사용자를 위해 검출기 링의 회전 및 변위를 용이하게 하기 위한 적어도 하나의 핸들을 갖는다. 그러나, PET 스캐닝 장치는 검출기 링을 변위 및/또는 회전시키는 역할을 하는 하나 또는 여러 개의 모터 유닛을 가질 수도 있다. 이러한 경우 회전과 변위를 위한 핸들이 생략되는 것도 생각할 수 있다.

PET 스캐닝 장치의 일반적인 사용 시, 주 지지 구조체는 일반적으로 검출기 링의 전체 중량은 아니더라도 주요 중량을 지탱한다. 따라서, 주 지지 구조체는 일반적으로 스캐닝 절차 중에 검출기 링을 안정적인 위치에 지지하고 유지하는 역할을 한다. 주 지지 구조체를 스캔할 대상에 가깝게 배치하거나 그 반대로 배치한 후, PET 스캐닝 장치를 대상에 맞게 조정하기 위해 그에 따라 검출기 링을 회전하고 변위할 수 있다.

U자형 부분은 특히 두 개의 암으로 정의된다. 2개의 암은 일반적으로 U자형 부분의 일부를 형성하는 수직으로 연장되는 연결 부분에 의해 일단부에서 서로 연결된다. 각 암의 타단부는 일반적으로 자유 단부를 형성한다. 회전축은 연결 부분 중 적어도 하나와 두 개의 암을 통해 연장되는 경우 U자형 부분을 통해 연장된다. 바람직하게는, 회전축은 2개의 암 각각을 통해 연장된다. 회전 축이 2개의 암의 연장 방향에 대해 수직 방향으로 연장되고 유리하게는 연결 부분에 평행하게 연장되는 실시예가 특히 바람직하다. 회전 조인트가 바람직하게는 검출기 링의 회전을 가능하게 하기 위해 두 개의 암 각각에 배열된다.

두 개의 암 및 연결 부분은 바람직하게는 U자형 부분이 배치되는 평면을 정의한다. 이 평면은 특정 두께를 가질 수 있다. 이 평면 내에 배열되지 않고 특히 이 평면에 대해 수직 방향으로 연장되는 요소는, 특히 이러한 요소가 변위 가능하게 부착되는 경우, 일반적으로 U자형 부분의 일부로 간주되지 않는다. U자형 부분은 바람직하게는 PET 스캐닝 장치의 기계적으로 고정된 구조 유닛을 형성하는데, 즉 서로에 대해 이동할 수 있는 어떠한 부품도 포함하지 않는다.

변위 방향은 바람직하게는 2개의 암이 연장되는 방향에 수직으로, 특히 2개의 암이 연결 부분에서 자유 단부로 연장되는 방향에 수직으로 연장된다. 이를 위해, U자형 부분의 두 개의 암은 바람직하게는 중력 방향에 대해 위쪽으로 비스듬하게 연장된다. 원하는 이미징 평면에 최적으로 조정 가능하기 위해, 검출기 링은 유리하게는 적어도 하나의 회전 위치에서, 검출기 링의 개구에 의해 정의된 평면에 대략 수직인 방향으로 변위될 수 있다.

특히 바람직한 실시예에서, 주 지지 구조체와 U자형 부분은 함께 Z자형 구조체를 형성한다. Z자형 구조체는 PET 스캐닝 장치의 특히 안정적인 디자인을 가능하게 한다.

바람직하게는, PET 스캐닝 장치는 사용자를 위해 가이드 레일을 따라 U자형 부분의 변위를 용이하게 하기 위해, U자형 부분과 검출기 링의 무게를 보상하기 위한 무게 보상 장치를 추가로 포함한다. 이를 위해, 무게 보상 장치는 바람직하게는 풀리를 통해 U자형 부분에 연결되는 평형추를 포함한다. 풀리는 특히 주 지지 구조체의 상단에 배치될 수 있다. 평형추는 바람직하게는 U자형 부분에 대해 주 지지 구조체의 반대편에 배치된다. 주 지지 구조체는 평형추가 추가 가이드 레일을 따라 변위될 수 있는 방식으로 평형추가 부착되는 추가 가이드 레일을 포함할 수 있다. 추가 가이드 레일은 바람직하게는 중력 방향에 대해 경사진 방향을 따라, 특히 U자형 부분이 부착되는 가이드 레일에 평행하게 연장된다.

U자형 부분이 부착되는 가이드 레일 및/또는 평형추가 부착되는 추가 가이드 레일은 각각, U자형 부분과 검출링 링 또는 평형추의 무게를 각각 분산시키기 위해, 서로 평행하게 연장되는 2개 이상의 레일 요소를 포함할 수 있다.

가이드 레일을 따라 U자형 부분을 변위시키기 위해 제1 모터 유닛이 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 회전축을 중심으로 검출기 링을 회전시키기 위해 제2 모터 유닛이 제공될 수 있다. 제1 및/또는 제2 모터 유닛의 제공은 유리하게는 운영 인원의 PET 스캐닝 장치의 취급을 용이하게 할 뿐만 아니라, 바람직하게는 검출기 링이 영상화될 대상에 대해 원격으로 변위되고 회전될 수 있게 해준다.

PET 스캐닝 장치는 바람직하게는 가이드 레일을 따라 U자형 부분이 원치 않게 변위되는 것을 방지하기 위한 제1 브레이크 장치를 포함한다. 따라서, 제1 브레이크 장치에 의해, 주 지지 구조체에 대한 검출기 링의 변위 위치가 고정될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제1 브레이크 장치는 제동 효과를 달성하기 위해 U자형 부분에 부착되고 가이드 레일에 직접 작용하도록 구성된 하나 이상의 브레이크 패드를 포함한다. 제1 브레이크 장치는 특히 활성화되지 않을 때 제동 효과를 생성하고 활성화되었을 때 제동 효과를 해제하는 전자기적으로 작동되는 브레이크 장치일 수 있다. 따라서, 안전상의 이유로, 제1 브레이크 장치에 전류가 공급되는 경우에만 U자형 부분과 함께 검출기 링을 변위시킬 수 있는 것이 바람직하다.

대안적으로 또는 추가적으로, PET 스캐닝 장치는 회전축을 중심으로 검출기 링의 바람직하지 않은 회전을 방지하기 위한 제2 브레이크 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 제2 브레이크 장치에 의해 U자형 부분에 대한 검출기 링의 회전 위치가 고정될 수 있다. 이를 위해, 제2 브레이크 장치는 예를 들어 제동 효과를 생성하기 위해 검출 링이 U자형 부분에 부착되어 있는 회전 조인트 중 하나 또는 둘 모두에 작용할 수 있다. 제2 브레이크 장치는 특히 활성화되지 않을 때 제동 효과를 생성하고 활성화되었을 때 제동 효과를 해제하는 전자기적으로 작동되는 브레이크 장치일 수 있다. 따라서, 안전상의 이유로 제2 브레이크 장치에 전류가 공급되는 경우에만 검출기 링을 회전시킬 수 있는 것이 바람직하다.

어떤 바람직한 실시예에서, PET 스캐닝 장치는 PET 스캐닝 장치를 더 쉽게 이동할 수 있도록 주 지지 구조체에 부착되는 휠을 포함할 수 있다. 휠을 사용하면 대상을 PET 스캐닝 장치로 가져오는 대신 PET 스캐닝 장치를 이동하여 스캔할 대상에게 가져갈 수 있다. PET 스캐닝 장치를 이동시키기 위한 휠이 제공되는 경우, 특히 대상을 스캐닝하는 동안 PET 스캐닝 장치의 원치 않는 움직임을 방지하기 위해 장치는 휠 잠금 메커니즘을 포함하는 것이 바람직하다.

이동 가능성으로 인해, PET 스캐닝 장치는 하드론 치료(hadron therapy) 중에 실내 모니터링(in-room monitoring)도 가능하다. 이를 위해, 환자는 치료 지지체 위에서 검출기 링 내로 직접 이동할 수 있는데, 귀중한 시간과 동위원소 추적자 붕괴로부터의 신호를 잃지 않도록 검출기 링은 정확한 높이에 배치되어 있고 사전에 하드론 치료 장치와 공동 등록되어 있는 것이 바람직하다.

검출기 링이 회전될 수 있는 회전축은 바람직하게는 검출기 링의 질량 중심을 통해 연장된다. 그러면 검출기 링은 사용자 및/또는 제2 모터 유닛에 의해 특히 쉽게 회전될 수 있으며, 구조적 구성요소에 작용하는 하중이 최소화된다. 회전축이 검출기 링을 통과해 직경 방향으로 연장되는 실시예가 특히 바람직하다. 따라서, 검출기 링은 바람직하게는 외부 표면의 직경 방향으로 배치된 2개의 위치에서 U자형 부분의 2개의 암에 부착된다.

회전축에 대해 검출기 링의 질량 중심을 균형 맞추기 위해, PET 스캐닝 장치는 바람직하게는 검출기 링에 이동 가능하게 부착되고/되거나 검출기 링에 분리 가능하게 부착 가능한 하나 이상의 추를 포함한다.

정확하고 재현 가능한 방식으로 영상화 대상에 대해 검출기 링를 위치시키고 배향시킬 수 있도록, PET 스캐닝 장치는 바람직하게는, 가이드 레일을 따른 U자형 부분의 변위 위치 및/또는 회전축을 중심으로 한 검출기 링의 회전 각도를 검출하기 위한 하나 이상의 검출기 인코더, 특히 하나 이상의 전자 검출기 인코더를 포함한다. 전자 검출기 인코더는 바람직하게는 검출기 링을 통해 PET 관련 데이터의 획득을 수행하는 데 사용되는 컴퓨팅 장치에 연결된다.

또한 다른 바람직한 실시예에서, PET 스캐닝 장치는 스캔할 대상을 수용하기 위해 예를 들어 좌석 유닛, 즉 의자 또는 침대 형태의 스캐닝 지지체를 포함할 수 있다. 주 지지 구조체는 스캐닝 지지체와 일체형으로 형성될 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 주 지지 구조체와 일체로 형성되지 않은 경우, 스캐닝 지지체는 바람직하게는 스캐닝 지지체가 주 지지 구조체에 대해 명확하고 정확하며 재현 가능한 방식으로 위치되도록 해주는 위치결정 수단을 포함한다. 스캐닝 지지체는 바람직하게는 스캐할 대상의 필요에 따라 조정 가능하다. 스캐닝 지지체가 좌석 유닛의 형태인 경우, U자형 부분이 변위될 수 있는 가이드 레일에 평행하게 연장되는 등받이를 포함하는 것이 바람직하다.

바람직하게 조정 가능한 스캐닝 지지체, 특히 조정 가능한 좌석 유닛은 바람직하게는 환자의 위치를 검출하기 위한 하나 이상의 지지체 인코더, 특히 하나 이상의 전자 지지체 인코더를 포함한다. 전자 지지체 인코더는 바람직하게는 검출기 링을 통해 PET 관련 데이터의 획득을 수행하는 데 사용되는 컴퓨팅 장치에 연결된다. 스캐닝 지지체가 주 지지 구조체와 일체로 형성되지 않고 컴퓨팅 장치가 주 지지 구조체의 측면에 배치되는 경우, 지지체 인코더를 컴퓨팅 장치에 연결하기 위해 결합 요소가 제공되는 것이 바람직하다. 지지체 인코더는 예를 들어 좌석 표면의 높이, 머리받침대의 높이, 좌석 유닛의 등받이의 높이 및/또는 이들 부품 중 하나 이상의 경사각을 검출하도록 구성될 수 있다.

어떤 실시예에서, 스캐닝 지지체는 검출기 링 내에 환자의 가슴을 위치시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 경우 스캐닝 지지체는 특히 검출기 링의 센서를 통해 환자의 가슴을 스캐닝하도록 구성된다. 이러한 애플리케이션은 특히 종양학 분야에 적합하다. 스캐닝 지지체는 바람직하게는 PET 이미징 절차 동안 가슴이 개구에 매달리거나 지지체 위에 놓이게 하는 개구 또는 만입부를 포함한다. 따라서, 개구 또는 만입부 어느 것이 적용되든 바람직하게는 중력에 대해 수평으로 배향되거나 배향될 수 있다.

PET 스캐닝 장치는 조정 가능한 머리받침대를 추가로 포함할 수 있으며, 이는 인간 환자가 PET 스캐닝 절차를 위해 누운 자세 및/또는 앉은 자세로 배치될 수 있도록 해준다. 머리받침대는 스캐닝 절차 중에 환자의 머리를 위치시키고 유지하는 역할을 한다. 이를 위해, 바람직하게는 검출기 링의 내부에 배치되도록 구성되는 머리받침대가 검출기 링 또는 스캐닝 지지체에 부착될 수 있다.

머리받침대는 머리를 고정하기 위한 하나 이상의 고정 요소, 특히 정위 방사선 수술 및 하드론 빔 치료에 사용되는 고정 수단과 조합하여 사용될 수 있는 고정 요소를 포함할 수 있는데, 이 수단은 예컨대 환자 프레임에 부착할 수 있는 정위 머리 프레임 및/또는 열가소성 안면 마스크를 포함한다.

PET 스캐닝 장치는 특히 회전축에 수직인 정면 방향에서 볼 때, U자형 부분으로부터 중력 방향을 따라 아래쪽으로 좁아지는 전반적인 외부 형상을 가질 수 있다. 이러한 설계를 사용하면 PET 스캐닝 장치는 특히 공간 절약적일 수 있는데, 왜냐하면 장치의 폭이 주로 적어도 상부 영역에서 검출기 링을 고정하는 데 필요한 U자형 부분의 폭에 의해 정의되기 때문이다. 하단에서는 안정성을 높이기 위해 PET 스캐닝 장치의 외부 형상이 중력 방향을 따라 다시 넓어질 수 있다.

PET 스캐닝 장치는 바람직하게는, 검출기 링의 적어도 한 위치에서 장치가 98.5 cm 이하, 특히 86.0 cm 이하의 폭을 갖는 표준 도어 개구를 통해 정상 직립 위치에서 이동할 수 있도록 해주는 전체 치수를 가진다. 더욱 바람직하게는, PET 스캐닝 장치에 휠이 있는 경우, 장치는 98.5 cm 이하, 특히 86.0 cm 이하의 폭을 갖는 도어 개구를 통해 PET 스캐닝 장치를 굴릴 수 있게 하는 전체 폭을 가진다.

PET 스캐닝 장치는 바람직하게는 검출기 링에 의해 PET 관련 데이터의 획득을 수행하기 위한 컴퓨팅 장치를 추가로 포함한다. 컴퓨팅 장치는 일반적으로 적어도 프로세서, 특히 중앙 처리 유닛 및 저장 요소를 포함한다. PET 스캐닝 장치가 검출기 링에 의해 방출된 PET 방사선을 검출하고 획득된 PET 정보를 안전하게 저장하거나 적어도 캐시 저장(cache)하고/하거나 추가로 예컨대, 유선 또는 무선 전송 장치에 의해 정보를 다른 장치로 전송하도록 지시하기 위해 사전 정의된 명령이 일반적으로 저장 요소에 사전 저장된다. 컴퓨팅 장치는 바람직하게는 주 지지 구조체에 통합된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 도면을 참조하여 이하에 설명되는데, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 것이지 본 발명을 제한하려는 목적은 아니다. 도면에서,
도 1은 좌석 유닛 형태의 지지 장치를 가진 제1 실시예에 따른 독창적인 PET 스캐닝 장치의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 2는 누운 자세에서 환자의 영상을 촬영할 수 있는 지지 장치가 있는 도 1과 동일한 PET 스캐닝 장치의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 3은 설치류의 촬영을 위한 지원 장치가 있는 도 1과 동일한 PET 스캐닝 장치의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 4는 좌석 유닛의 또 다른 변형예를 가진 도 1과 동일한 PET 스캐닝 장치의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 5는 도 4의 좌석 유닛을 가진 제2 실시예에 따른 독창적인 PET 스캐닝 장치의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 6은 주 지지 구조체에 고정적으로 부착된 좌석 유닛을 가진 제3 실시예에 따른 독창적인 PET 스캐닝 장치의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 7은 제4 실시예에 따른 독창적인 PET 스캐닝 장치의 측면도를 도시한다.
도 8은 검출기 링이 없는 도 7의 PET 스캐닝 장치의 정면도를 도시한다.
도 9는 도 7의 PET 스캐닝 장치의 배면도를 도시한다.
도 10은 검출기 링이 없고 회전 구동 유닛이 보이는 도 7의 PET 스캐닝 장치의 사시도를 도시한다.
도 11은 도 10의 PET 스캐닝 장치의 회전 구동 유닛 및 회전 브레이크 장치의 상세도를 도시한다.
도 12는 검출기 링이 없는 제5 실시예에 따른 독창적인 PET 스캐닝 장치의 사시도를 도시한다.
도 13은 환자가 앉은 자세에서 환자의 가슴을 촬영할 수 있는 지지 장치가 있는 도 1과 동일한 PET 스캐닝 장치의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 14는 환자가 누운 자세에서 환자의 가슴을 촬영할 수 있는 지지 장치가 있는 도 1과 동일한 PET 스캐닝 장치의 개략적인 측면도를 도시한다.

도 1 내지 14에는 독창적인 PET 스캐닝 장치(1)의 몇 가지 다른 실시예가 도시되어 있다. 동일하거나 유사한 기능을 가지지만 다른 실시예에 속하는 구성요소에는 각각 동일한 참조번호를 붙인다.

도 1 내지 14에 도시된 모든 실시예에서, PET 스캐닝 장치(1)는 원형 내부 표면을 따라 배열된 복수의 센서를 갖는 검출기 링(2)을 포함한다. 도면에 보이지 않는 센서는 검출기 링(2)의 개구 영역에서 방출되는 PET 방사선을 검출하고 측정하는 역할을 한다. 검출기 링(2)은 각각 원형 내부 및 외부 표면을 갖는 링의 기본 형상을 갖는다.

모든 실시예에서, 검출기 링(2)은 그 사이에서 검출기 링(2)을 유지하는 2개의 홀딩 암(41) 사이에 배치된다. 2개의 홀딩 암(41)은 주 지지 구조체(3)에 부착되는 U자형 부분(4)의 일부를 형성한다. 검출기 링(2)은 U자형 부분(4)의 두 개의 홀딩 암(41)을 통해 연장되는 회전축(R)을 중심으로 회전 가능하다. 또한, 검출기 링(2)은 모든 실시예에서 주 지지 구조체(3)에 대해 경사진 방향(D)을 따라 U자형 부분(4)과 함께 변위 가능하다. 검출기 링(2)의 회전 및 변위를 용이하게 하기 위해, 하나 또는 수개의 핸들이 검출기 링(2)의 외부 표면에 부착될 수 있다.

U자형 부분(4)이 따라서 변위 가능한 방향은 중력 방향(G)에 대해 기울어져 있는데, 이는 중력 방향(G)에 평행하지도 않고 수직하지도 않음을 의미한다. 모든 실시예에서, U자형 부분(4)은 주 지지 구조체(3)에 제공되는 가이드 레일에 부착되고, 언급된 바와 같이 U자형 부분(4)이 경사진 방향(D)을 따라 변위되도록 허용한다. 따라서, 가이드 레일도 경사진 방향을 따라 연장된다.

회전축(R)은 수평 방향을 따라, 즉 중력 방향(G)에 수직으로 연장된다. 또한, 회전축(R)은 U자형 부분(4)이 변위될 수 있는 방향에 수직으로 연장된다. 변위 방향(D)은 홀딩 암(41)의 종방향 연장에 대략 수직이다.

도 1에 도시된 제1 실시예에서, 주 지지 구조체(3)은 하부 수직 부분과 상부 경사 부분을 포함한다. U자형 부분(4)은 U자형 부분(4)이 상부 경사 부분의 전체 길이를 따라 변위 가능하도록 주 지지 구조체(3)의 상부 경사 부분의 상부측에 부착된다. U자형 부분(4)의 두 개의 홀딩 암(41)은 그 사이에 검출기 링(4)을 유지하는 역할을 한다. 이를 위해 두 개의 고정 러그(22)가 검출기 링(2)의 외부 표면에 부착된다. 고정 러그(22)는 검출기 링(2)의 직경 방향 반대쪽에 제공된다. 고정 러그(22)는 각 홀딩 암(41)의 관통 구멍과 맞물린다.

각각의 고정 러그(22)와 각각의 관통 구멍의 맞물림은 회전 축(R)을 중심으로 한 검출기 링(2)의 회전이 가능하도록 이루어진다. 회전축(R)은 고정 러그(22)의 위치에 의해 정의된다. 따라서, 회전축(R)은 두 개의 고정 러그(22) 각각을 통해서 및 홀딩 암(41) 각각을 통해서 중심에서 연장된다. 검출기 링(2)과 관련하여, 회전축(R)은 링을 통해, 바람직하게는 검출기 링(2)의 질량 중심을 통해 직경방향으로 연장된다.

PET 이미지 획득을 수행하기 위해, 컴퓨팅 장치(5)가 주 지지 구조체(3) 내에 수용된다. 컴퓨팅 장치(5)로의 또는 컴퓨팅 장치(5)로부터의 데이터 및/또는 에너지 전송은 하나 또는 수개의 케이블을 통해 및/또는 무선으로 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 컴퓨팅 장치(5)는 외부에 배치될 수도 있다. 컴퓨팅 장치(5)는 바람직하게는 케이블 또는 무선으로 사용자 입력 및 출력 장치에 연결된다. 사용자 입력 및 출력 장치는 예를 들어 외부 개인용 컴퓨터의 형태일 수 있거나, 또는 디스플레이, 특히 PET 스캐닝 장치에 부착된 터치 스크린을 갖춘 디스플레이일 수 있다.

스캐닝 과정 동안 경사진 앉은 자세로 인간 환자를 수용하기 위해 스캐닝 지지체(6)가 제공된다. 스캐닝 지지체(6)는 PET 스캐닝 장치(1)의 일부일 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 이미지 획득에 앞서, 환자는 스캐닝 지지체(6)에 수용되고, 검출기 링(2)은 주 지지 구조체(3)의 최상부 위치에 있다. 그러면 검출기 링(2)은 의료진에 의해 핸들(들)(도 1에는 미도시)을 사용하여 이미지 획득을 위한 최적의 위치로 회전되고 변위된다.

의자형 좌석 유닛 형태의 스캐닝 지지체(6)는 시트 베이스(62)를 지지하는 베이스 구조체(61) 및 스캐닝 과정 동안 환자의 다리를 지지하기 위한 다리 지지체(63)를 포함한다. 또한, 베이스 구조체(61)에는 경사진 등 지지체(64)가 부착되어 있다. 등 지지체(64)의 상부측에는 등받이(65) 및 회전 가능한(도 1의 화살표 참조) 팔걸이(67)가 부착되어 있다. 등받이(65)는 PET 스캐닝 과정 동안 환자를 최적으로 수용하기 위해 등 지지체(64) 를 따라 변위될 수 있다(도 1의 이중 화살표). 상부 단부에는 머리받침대(66)가 등받이(65)에 부착되어 있어서, 스캐닝 지지체(6)를 환자에 대해 추가로 조정하기 위해 등받이(65)의 길이 방향을 따라 머리받침대(66)가 변위될 수 있다(도 1의 이중 화살표). 이미지 획득을 위해, 환자의 머리는 머리받침대(66)에 안착되고, 검출기 링(2)은 환자의 머리가 검출기 링(2) 내부에 배치되도록 변위 및 회전된다. 따라서, 머리받침대(66)는 마찬가지로 영상화 절차 동안 검출기 링(2)의 내부에 배치된다.

주 지지 구조체(3)에 부착된 가이드 레일(도 1에 미도시)의 길이방향 연장에 의해 정의되는 검출기 링(2)의 변위 방향(D)은 대략적으로 등 지지체(64) 및 등받이(65)의 길이방향 연장에 대응할 뿐만 아니라 등 지지체(64)와 등받이(65)가 변위 가능한 방향에도 대응된다. 따라서, 검출기 링(2)의 변위 방향(D)은 환자가 의도한 대로 스캐닝 지지체(6)에 앉아 스캐닝 절차를 수행할 준비가 된 경우 환자 신체 상부의 길이방향 주축에 대응된다. 이미지 획득 중에 환자가 머리를 움직이는 것을 방지하기 위해 머리 끈을 사용할 수 있다.

도 1의 실시예에서, 스캐닝 지지체(6)는 PET 스캐닝 장치(1)의 나머지 부분, 특히 주 지지 구조체(3)로부터 분리되어 있다. PET 스캐닝 장치(1)의 주 지지 구조체(3)는 휠(33)이 부착되는 베이스 구조체(32)를 포함한다. 휠(33)을 이용하여 PET 스캐닝 장치(1)를 환자에게 가져가도록 PET 스캐닝 장치(1)가 이동할 수 있다. 여기에서 스캐닝 지지체(6)에는 휠이 없다. 따라서, 스캐닝 지지체(6)의 위치는 고정되고, 이는 스캐닝 절차와 관련하여 외부 매개변수 및 조건이 잘 정의되고 알려져 있다는 이점을 갖는다. 이러한 세팅에서, 예를 들어 병원이나 요양원과 같은 여러 지정된 위치에서 PET 스캔을 수행하기 위해 동일한 PET 스캐닝 장치(1)를 사용하도록, PET 스캐닝 장치(1)는 예를 들어 하나 이상의 이러한 스캐닝 지지체(6)와 조합하여 사용될 수 있다. 바람직하게는 주 지지 구조체(3)가 스캐닝 지지체(6)에 대해 명확하고 정확하며 재현 가능한 방식으로 위치되도록 하는 위치결정 수단이 제공된다.

도 1의 측면도에서 알 수 있는 바와 같이, U자형 부분(4) 및 베이스 구조체(32)을 포함하는 주 지지 구조체(3)은 함께 Z자형 구조체를 형성한다. PET 스캐닝 장치(1)의 안정성은 이러한 형상에 의해 최적화된다.

U자형 부분(4)의 두 개의 홀딩 암(41)은 여기에서 홀딩 베이스(42)로 지칭되는 연결 부분에 의해 일단부에서 연결된다. 홀딩 베이스(42)로부터 두 개의 홀딩 암(41)은 중력 방향(G)에 대해 비스듬하게 위쪽 방향으로 평행하게 연장된다. 홀딩 베이스(42)는 두 개의 홀딩 암(41)에 대해 수직 방향으로 연장된다. PET 스캔 이미지를 획득하는 동안 환자의 머리는 두 개의 홀딩 암(41) 사이 영역에 위치한다.

도 2는 도 1과 동일한 PET 스캐닝 장치(1)를 여기에서 침대 형태인 스캐닝 지지체(6)와 조합하여 사용하는 것을 보여준다. 따라서, PET 스캐닝 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 앉은 자세에서 환자를 스캔하는 것뿐만 아니라 도 2에 도시된 바와 같이 누워 있는 자세에서도 환자를 스캔하도록 사용될 수 있다. 주 지지 구조체(3)에 대한 변위 가능성 및 회전 가능성으로 인해, 검출기 링(2)은 두 경우 모두 최적으로 위치될 수 있다.

도 3에서, 도 1과 동일한 PET 스캐닝 장치(1)가 설치류, 즉 본 경우에서 생쥐(M)를 스캔하는 데 사용된다. 도 2의 경우에서와 같이, 이를 위해 검출기 링(2)은 주 지지 구조체(3)에 대해 더 낮은 위치로 변위되고, 수직 위치에서 회전축(R)을 중심으로 회전된다. 검출기 링(2)의 이러한 위치와 배향을 사용하면 검출기 링(2)의 개구를 통해 스캔할 설치류를 일측에서 타측으로 완전히 이동할 수 있다. 검출기 링(2)의 높이 조정 및 회전 가능성은 PET 스캐닝 장치(1)가 스캐닝 상황에 대해 최적으로 조정될 수 있을 뿐만 아니라, 특히 공간 절약적 방식으로 보관될 수 있게 해준다.

도 4는 스캐닝 지지체(6)의 또 다른 변형예를 가진 도 1과 동일한 PET 스캐닝 장치를 다시 한 번 보여준다. 본 경우에는 등받이(65)와 머리받침대(66) 대신에, 시트 베이스(62)와 다리 지지체(63)의 높이가 조정 가능하다.

도 5는 추가 실시예에 따른 PET 스캐닝 장치(1)를 도시하는데, 이것은 휠이 없다는 점에서 도 1과 상이하다. 따라서, PET 스캐닝 장치(1)는 여기에서 움직이지 않도록 설계된다. PET 스캐닝 장치(1) 대신에 스캐닝 지지체(6)가 이동 가능하도록 휠을 가질 수 있거나, 또는 도 5의 경우처럼 고정식일 수도 있다.

도 5에 도시된 스캐닝 지지체(6)는, PET 스캐닝 장치(1)에 대해, 특히 주 지지 구조체(3)에 대해 환자의 위치를 검출하고 측정하기 위해, 등받이 위치 인코더(651) 및 머리받침대 위치 인코더(661) 형태의 인코더를 포함한다. 등받이 위치 인코더(651)는 등 지지체(64)에 대해 등받이(65)의 위치를 검출하도록 구성되고, 머리받침대 위치 인코더(661)는 등받이(65)에 대해 머리받침대(66)의 위치를 검출하도록 구성된다. 2개의 인코더(651, 661)는 바람직하게는 컴퓨팅 장치(5)와 케이블 또는 무선으로 연결된다. 스캐닝 지지체(6)의 베이스 구조체(61)가 주 지지 구조체(3)의 베이스 구조체(32)와 접촉하는 영역에 커플링이 제공될 수 있으며, 이는 컴퓨팅 장치(5)가 주 지지 구조체(3) 내에 배치되는 경우 인코더(651, 661)와 컴퓨팅 장치(5) 사이에서 데이터를 전송할 수 있게 해준다. 물론, 스캐닝 지지체에서 스캔할 대상의 위치를 검출하기 위한 인코더가 다른 모든 실시예에도 제공될 수 있다.

도 6은 주 지지 구조체(3)가 스캐닝 지지체(6)와 일체형으로 만들어지는 PET 스캐닝 장치(1)의 또 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 주 지지 구조체(3)와 스캐닝 지지체(6)의 상대적인 위치가 잘 정의되고 변경될 수 없다는 장점을 갖는다.

도 7 내지 11은 PET 스캐닝 장치(1)의 특히 바람직한 추가 실시예를 도시한다. 도 7, 8 및 10을 보면, U자형 부분(4)이 따라서 변위될 수 있는 주 지지 구조체(3)의 가이드 레일(31)을 볼 수 있다. 도 1 내지 14의 모든 실시예에서 존재하지만 반드시 보이지는 않는 가이드 레일(31)은 여기서는 평행하게 연장되는 2개의 레일 요소를 포함한다(도 8 및 10 참조). 가이드 레일(31)은 U자형 부분(4)의 변위 방향을 정의한다.

U자형 부분(4)의 변위를 용이하게 하기 위해 무게 보상 장치(7)가 제공된다. 무게 보상 장치(7)는 케이블(74)을 이용하여 풀리(73)를 통해 U자형 부분(4)에 연결되는 평형추(71)를 포함한다. 풀리(73)는 주 지지 구조체(3)의 상단에 배치되고, U자형 부분(4)에서 평형추(71)로 케이블(74)을 안내한다. 평형추(71)는 바람직하게는 U자형 부분(4) 및 검출기 링(2)에 의해 형성되는 전체 변위 가능한 유닛과 대략 동일한 중량을 갖는다. 본 실시예에서, 평형추(71)는 가이드 레일(72)에 의해 주 지지 구조체(3)의 후면에 부착된다(도 9 참조). 따라서, 평형추(71)는 U자형 부분(4)이 변위 가능한 가이드 레일(31)에 평행하게 연장되는 가이드 레일(72)을 따라 변위 가능하다. 가이드 레일(31)과 유사하게, 여기서 가이드 레일(72)도 평행하게 연장되는 2개의 레일 요소를 포함한다.

평형추(71) 및 풀리(73)와 PET 스캐닝 장치(1)의 추가 부품은 설계 및 안전상의 이유로 커버로 덮이는 것이 바람직하다. 그러나, 설명을 위해 도 7 내지 11 및 도 12에서는 덮개가 제거되어 있다.

도 7 내지 10에 도시된 것과 같은 무게 보상 장치(7)는 바람직하게는 도 1 내지 11에 도시된 모든 실시예에 존재한다. 물론, 무게 보상 장치가 제공되지 않거나, 또는 무게 보상 장치는 존재하지만 평형추와 풀리를 기반으로 하지 않는 것도 생각할 수 있다. 대신, 예를 들어 기체 압력 스프링을 기반으로 하는 무게 보상 장치가 제공될 수 있다.

특히 스캐닝 과정 동안 검출기 링(2)의 원하지 않는 변위 또는 회전을 방지하기 위해, 가이드 레일(31)을 따른 U자형 부분(4)의 원하지 않는 변위를 방지하기 위한 브레이크 장치 및 회전축을 중심으로 하는 검출기 링의 바람직하지 않은 회전을 방지하기 위한 브레이크 장치가 바람직하게는 모든 실시예에서 제공된다. 브레이크 장치는 바람직하게는 컴퓨팅 장치(5)에 의해 자동으로 작동될 수 있도록 전자기적으로 작동되는 장치이다. 컴퓨팅 장치(5)는 특히 이미지 획득 동안 검출기 링(2)의 임의의 변위 및 회전을 차단하도록 구성될 수 있다.

도 7 내지 11의 실시예에서, U자형 부분(4)의 원하지 않는 변위를 방지하기 위한 변위 브레이크 장치(43)는 브레이크 요소가 가이드 레일(31)에 직접 작용할 수 있는 방식으로(도 8 참조) U자형 부분(4)에 고정적으로 부착된다.

검출기 링(2)의 원하지 않는 회전을 방지하기 위한 회전 브레이크 장치(44)가 도 10에 도시되어 있으며, 특히 도 11의 상세도에 도시되어 있다. 회전 브레이크 장치(44)는 홀딩 암(41) 중 하나 또는 둘 모두에 배치되고, 각각의 경우 고정 러그(22)를 홀딩 암(41)과 함께 배치된 구동 휠(452)과 연결하는 치형 벨트(451)에 작용하는 브레이크 요소를 포함한다. 치형 벨트(451)의 이동을 차단함으로써, 회전 브레이크 장치(44)에 의해 검출기 링(2)의 회전이 방지될 수 있다.

사용자를 위한 검출기 링(2)의 변위 및 회전을 용이하게 하기 위해, 핸들(21)이 각 고정 러그(22)의 외측에 제공된다. 핸들(21)은 변위 및 회전을 능동적으로 가능하게 하는, 즉 검출기 링(2)의 변위 및/또는 회전이 가능하도록 브레이크 장치(43 및 44)를 작동시키는 스위치를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 핸들이 예를 들어 검출기 링(2)에 직접 제공될 수도 있다.

주 지지 구조체(3)에 대한 검출기 링(2)의 이동은 변위 구동 장치 및/또는 회전 구동 장치에 의해 모든 실시예에서 사용자를 위해 더욱 용이해질 수 있다. 도 11은 구동 휠(452)을 포함하는 회전 구동 유닛(45)을 도시한다. 구동 휠(452)은 모터(453)에 의해 구동될 수 있으며, 이는 도 11에서는 볼 수 없으나 도 12에서는 볼 수 있다. 치형 구동 휠(452)의 회전은 치형 벨트(451)에 의해 고정 러그(22)로 전달된다. 고정 러그(22)를 회전시킴으로써, 검출기 링(2)이 회전축(R)을 중심으로 회전된다. 설계 및 안전상의 이유로, 홀딩 암(41)의 내측면은 회전 구동 유닛(45)을 덮는 커버를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 설명을 위해 도 10 내지 12에서는 이러한 덮개가 제거되어 있다.

변위 구동 장치는 도 8 내지 12에서는 보이지 않지만 제공될 수 있다. 예를 들어, 풀리(73)가 구동될 수 있거나 하나 이상의 추가 케이블이 U자형 부분(4)에 부착되어 모터에 연결된 스풀에 감길 수 있다. 하나 이상의 스풀을 회전시킴으로써, U자형 부분(4)은 위쪽 또는 아래쪽으로 당겨질 수 있다. 웜 샤프트(341)를 갖는 변위 구동 유닛(34)은 도 12와 관련하여 아래에서 추가 설명된다.

가이드 레일(31)을 따라 U자형 부분(4)의 위치를 검출하기 위해, 모든 실시예에서 검출기 변위 인코더(46)가 바람직하게 제공된다. 도 8 내지 12의 실시예에서, 검출기 변위 인코더(46)는 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이 U자형 부분(4)에 부착된다.

회전축(R)을 중심으로 한 검출기 링(2)의 회전 각도를 검출하기 위해, 바람직하게는 검출기 회전 인코더(47)가 모든 실시예에 제공된다. 도 8 내지 12의 실시예에서, 검출기 회전 인코더(47)는 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이 고정 러그(22) 중 하나에 제공된다.

검출기 변위 인코더(46) 및 검출기 회전 인코더(47)는 바람직하게는 케이블에 의해 또는 무선으로 컴퓨팅 장치(5)에 연결된다.

도 9는 또한 검출기 링(2)에 부착된 균형추(23)가 제공되는 것을 도시한다. 균형추(23)는 회전축이 검출기 링(2)의 질량 중심을 통해 연장되도록 검출기 링(2)의 균형을 맞추는 역할을 한다. 이를 위해, 균형추(23)는 예를 들어 검출기 링(2)의 원주를 따라 이동 가능할 수 있고/있거나, 검출기 링(2)에 분리 가능하게 부착될 수 있는데, 이는 필요에 따라 검출기 링(2)에서 제거될 수 있음을 의미한다. 균형추(23)는 내부 표면 및/또는 외부 표면 또는 검출기 링(2)의 임의의 다른 부분에 부착 가능할 수 있다. 물론, 도면에 도시되지는 않았지만 검출기 링에 균형추를 제공하는 것은 다른 모든 실시예에서도 가능하다.

도 12는 무게 보상 장치를 포함하지 않는 PET 스캐닝 장치(1)의 또 다른 실시예를 도시한다. U자형 부분(4) 및 검출기 링(2)에 대한 평형추를 갖지 않음으로써, PET 스캐닝 장치(1)는 보다 경량화될 수 있다.

U자형 부분(4)을 변위시키기 위해, 도 12의 실시예는 웜 샤프트(341)를 갖는 변위 구동 장치(34)를 갖는다. 모터(342)는 길이방향 중심축을 중심으로 웜 샤프트(341)를 회전시키기 위한 구동 장치로서 제공된다. 웜 샤프트(341)는 웜 샤프트(341)의 회전이 가이드 레일(31)을 따른 U자형 부분(4)의 변위를 초래하는 방식으로 U자형 부분(4)의 나사산 요소(도 12에서는 보이지 않음)와 맞물린다. 웜 샤프트(341)는 또한 U자형 부분(4)의 바람직하지 않은 변위를 방지하는 역할을 한다.

도 13에는 도 1과 동일한 PET 스캐닝 장치(1)가 도시되어 있다. PET 스캐닝 장치(1)는 여기서 여성 환자(P)의 가슴을 영상화하는 데 사용된다. PET 스캔은 특히 종양학 분야에서, 즉 환자의 가슴(PB) 내의 발암성 조직을 검출 및/또는 측정하는 데 사용될 수 있다. 이를 위해, 환자(P)는 이미지를 획득하는 동안 좌석 유닛 형태의 스캐닝 지지체(6) 상에 앉아 있는다. 좌석 유닛은 가슴 지지체(68)를 포함하고, 가슴 지지체는 예컨대 등받이(65)에 부착될 수 있고, PET 스캐닝 과정 동안 환자의 가슴(PB)을 지지하는 역할을 한다. PET 스캐닝을 위해, 환자의 가슴이 그 위에 있는 가슴 지지체(68)가 검출기 링(2)의 개구 내에 삽입된다. 검출기 링(2)은 도 13에 도시된 바와 같이 이러한 목적을 위해 바람직하게는 수직 배향으로 회전되고, 주 지지 구조체(3)의 하부 위치로 변위된다. 가슴 지지체(68)는 반드시 스캐닝 지지체(6)의 다른 부분에 부착될 필요는 없지만, 대안적으로 스캐닝 지지체(6)의 별도 부분을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 가슴 지지체(68)는 검출기 링(2)의 내부에 부착될 수 있는 인서트의 형태일 수도 있다. 다른 실시예에서, 가슴 지지체(68)는 환자(P)의 상체에 부착될 수도 있다. 어떤 경우에도, 가슴 지지체(68)는 환자의 가슴(PB)을 인체공학적으로 수용하기 위해 만입부를 가질 수 있다.

도 14는 스캐닝 지지체(6)가 환자(P)의 가슴을 스캔하도록 또한 구성되는 또 다른 실시예를 도시한다. 그러나, 이미지를 획득하는 동안 환자(P)는 여기에서 엎드린 자세로 있다. 스캐닝 지지체(6)는 도 14에 도시된 바와 같이, 환자의 가슴(PB)이 PET 스캔을 위해 수평으로 배향된 검출기 링(2) 안으로 매달리거나/확장되도록 하는 개구 또는 만입부를 포함한다.

물론, 본 발명은 설명되고 도 1 내지 14에 도시된 실시예에 제한되는 것은 아니다. 도 1 내지 14의 다양한 실시예와 관련하여 제시된 요소는 물론 실시예 사이에서 교환 및 조합될 수 있으며, 많은 수정이 가능하다. 특정 실시예에 대해서만 표시된 특징은 다른 실시예에서도 제공될 수 있다. 예를 들어, 평형추(71)는 반드시 U자형 부분(4)에 대해 주 지지 구조체(3)의 반대 측에 배치될 필요가 없지만, 주 지지 구조체(3)의 동일한 측 또는 내부에 배치될 수도 있다. PET 스캐닝 장치의 이동을 보다 쉽게 하기 위한 휠이 모든 실시예에 제공될 수 있지만, 생략될 수도 있다. U자형 부분(4)을 안내하기 위한 가이드 레일은 또한 단일 레일 요소만을 포함하거나 또는 2개 이상의 레일 요소를 포함할 수도 있다. U자형 부분(4)은 구동되는 대신에 손으로, 즉 근력에 의해 변위 및/또는 회전 가능할 수도 있다. 스캐닝 지지체(6)가 반드시 제공될 필요는 없다. 많은 추가 수정이 가능하다.

1 PET 스캐닝 장치
2 검출기 링
21 핸들
22 고정 러그
23 균형추
3 주 지지 구조체
31 가이드 레일
32 베이스 구조체
33 휠
34 변위 구동 유닛
341 웜 샤프트
342 모터
4 U자형 부분
41 홀딩 암
42 홀딩 베이스
43 변위 브레이크 장치
44 회전 브레이크 장치
45 회전 구동 유닛
451 치형 벨트
452 구동 휠
453 모터
46 검출기 변위 인코더
47 검출기 회전 인코더
5 컴퓨팅 장치
6 스캐닝 지지체
61 베이스 구조체
62 시트 베이스
63 다리 지지체
64 등 지지체
65 등받이
651 등받이 위치 인코더
66 머리받침대
661 머리받침대 위치 인코더
67 팔걸이
68 가슴 지지체
7 무게 보상 장치
71 평형추
72 가이드 레일
73 풀리
74 케이블
M 생쥐
P 환자
PB 환자의 가슴
R 회전축
D 변위 방향
G 중력 방향

Claims

양전자 방출 단층촬영(PET) 스캐닝 장치(1)로서,
방출된 PET 방사선을 검출하기 위한 검출기 링(2); 및
암(341) 사이에 상기 검출기 링(2)을 유지하기 위한 두 개의 암(341)이 있는 U자형 부분(34)이 부착되는 주 지지 구조체(3)를 포함하고,
상기 검출기 링(2)이 U자형 부분(34)을 통해, 특히 U자형 부분(34)의 두 개의 암(341)을 통해 연장되는 회전축(R)을 중심으로 회전될 수 있는 방식으로 검출기 링(2)은 2개의 암(341)에 의해 유지되고,
상기 주 지지 구조체(3)는 가이드 레일을 포함하고, 상기 U자형 부분(34)이 상기 가이드 레일을 따라 변위될 수 있도록 U자형 부분(34)이 가이드 레일에 부착되고,
상기 가이드 레일은 중력 방향(G)에 대해 경사진 방향으로 연장되는, PET 스캐닝 장치(1).
제1항에 있어서,
상기 주 지지 구조체(3)와 상기 U자형 부분(34)은 함께 Z자형 구조체를 형성하는, PET 스캐닝 장치(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
사용자를 위해 가이드 레일을 따라 U자형 부분(34)이 변위되는 것을 용이하게 하기 위하여, U자형 부분(34) 및 검출기 링(2)의 무게를 보상하기 위한 무게 보상 장치를 추가로 포함하는 PET 스캐닝 장치(1).
제3항에 있어서,
상기 무게 보상 장치는 평형추를 포함하고, 상기 평형추는 풀리를 통해 U자형 부분(34)에 연결되고, 또한 바람직하게는 U자형 부분(34)에 대해 주 지지 구조체의 반대편에 배치되는, PET 스캐닝 장치(1).
제4항에 있어서,
평형추가 추가 가이드 레일을 따라 변위될 수 있는 방식으로 평형추가 추가 가이드 레일에 부착되는, PET 스캐닝 장치(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
가이드 레일을 따라 U자형 부분(34)을 변위시키기 위한 제1 모터 유닛이 제공되는, PET 스캐닝 장치(1).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
회전축(R)을 중심으로 검출기 링(2)을 회전시키기 위한 제2 모터 유닛이 제공되는, PET 스캐닝 장치(1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
가이드 레일을 따라 U자형 부분(34)이 원하지 않게 변위되는 것을 방지하기 위한 제1 브레이크 장치를 추가로 포함하는 PET 스캐닝 장치(1).
제8항에 있어서,
상기 제1 브레이크 장치는, 활성화되지 않을 때 제동 효과를 발생시키고 활성화되었을 때 제동 효과를 해제하는 전자기적으로 작동되는 브레이크 장치인, PET 스캐닝 장치(1).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
회전축(R)을 중심으로 검출기 링(2)이 원하지 않게 회전하는 것을 방지하기 위한 제2 브레이크 장치를 추가로 포함하는 PET 스캐닝 장치(1).
제10항에 있어서,
상기 제2 브레이크 장치는, 활성화되지 않을 때 제동 효과를 발생시키고 활성화되었을 때 제동 효과를 해제하는 전자기적으로 작동되는 브레이크 장치인, PET 스캐닝 장치(1).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
검출기 링(2)이 회전될 수 있는 회전축(R)은 검출기 링(2)의 질량 중심을 통과해 연장되는, PET 스캐닝 장치(1).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 추(weight)를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 추는, 회전축(R)에 대하여 검출기 링(2)의 질량 중심의 균형을 맞추기 위해, 검출기 링(2)에 이동 가능하게 부착되고/되거나 검출기 링(2)에 분리 가능하게 부착 가능한, PET 스캐닝 장치(1).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
U자형 부분(34)의 두 개의 암(341)은 중력 방향(G)에 대해 위쪽으로 비스듬하게 연장되는, PET 스캐닝 장치(1).
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 PET 스캐닝 장치(1)는, 가이드 레일을 따른 U자형 부분(34)의 변위 위치 및/또는 회전축(R)을 중심으로 한 검출 링(2)의 회전 각도를 검출하기 위한 하나 이상의 검출기 인코더, 특히 하나 이상의 전자 검출기 인코더를 포함하는, PET 스캐닝 장치(1).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
스캐닝 지지체(6)를 추가로 포함하고, 상기 스캐닝 지지체(6)는 스캐할 대상, 바람직하게는 인간 환자(P)가 PET 스캐닝 절차를 위해 검출기 링(2)에 대해, 바람직하게는 앉은 자세 또는 누운 자세로 위치되도록 해주고, 상기 스캐닝 지지체(6)는 환자의 위치를 검출하기 위한 하나 이상의 지지체 인코더, 특히 하나 이상의 전자 지지체 인코더를 포함하는, PET 스캐닝 장치(1).
제16항에 있어서,
상기 스캐닝 지지체(6)는 환자의 가슴(PB)을 검출기 링(2) 내에 위치시키도록 구성되는, PET 스캐닝 장치(1).