WO2014042351A1

WO2014042351A1 - 갠트리 포지셔닝 장치 및 이를 이용한 영상 획득 장치

Info

Publication number: WO2014042351A1
Application number: PCT/KR2013/006555
Authority: WO
Inventors: 김덕준; 지상훈; 이광희
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2014-03-20
Also published as: KR20140035107A; KR101386062B1

Abstract

본 발명은 자유도를 최소화하여 갠트리의 웨그 모션을 쉽게 구현할 수 있는 갠트리 포지셔닝 장치 및 이를 이용한 영상 획득 장치를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 갠트리 포지셔닝 장치는, 전후 방향으로 순차적으로 놓이는 영상 획득 장치의 갠트리와 본체를 캔틸레버 방식으로 연결하는 갠트리 포지셔닝 장치로, 갠트리에 구비되는 제1 연결 브라켓과, 본체에 구비되는 제2 연결 브라켓과, 그리고 제1 및 제2 연결 브라켓 사이에 구비되며 갠트리가 웨그 모션을 갖도록 제1 연결 브라켓을 좌우 방향으로 원호를 그리며 이송시키는 웨그 모션 유닛을 포함한다.

Description

갠트리 포지셔닝 장치 및 이를 이용한 영상 획득 장치

본 발명은 갠트리 포지셔닝 장치 및 이를 이용한 영상 획득 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 갠트리의 위치를 조정하면서 촬영을 하는 영상 획득 장치로는 컴퓨터 단층 촬영(CT; computed tomography) 장치 등이 있다. 이 컴퓨터 단층 촬영 장치는 일반 촬영으로 나타낼 수 없는 신체의 단층 면상을 나타내는 첨단 의료 장치로, X선 촬영 모듈을 통해 인체의 여러 각도에서 투과한 X선을 컴퓨터로 측정하고 인체의 단면에 대한 흡수치를 재구성하여 영상으로 나타낸다.

이 컴퓨터 단층 촬영 장치의 원리는 인체의 골, 내장, 혈관 등 조직에 따라 X선 흡수율이 서로 차이가 있으므로 X선을 비추이고 그 흡수율의 차이를 컴퓨터로 계산해 단면도를 그리는 것이다.

이러한 단면도를 그리기 위해서는, 환자가 누워 있는 테이블에 대해 C형 또는 O형 갠트리에 장착된 X선 촬영 모듈이 회전하면서 환자의 조직을 촬영하게 된다.

특히, 갠트리의 위치를 조정하기 위한 종래의 기술로 미국특허등록공보 제7,338,207호에는 3개의 자유도를 이용하여 갠트리의 중심(center)을 동일 위치에 고정한 상태(iso-centric state)로 유지하면서 갠트리를 웨그(wag) 또는 틸트(tilt) 시킬 수 있는 갠트리 포지셔닝 장치가 개시되어 있다.

웨그 모션에 대해 설명하면, 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 캔틸레버 방식의 갠트리 포지셔닝 장치(미도시)를 통해 갠트리(11)를 각도 θ만큼 회전시켜 웨그 모션을 구현하게 된다. 하지만, θ만큼 회전되는 동안 갠트리(11)의 중심이 이동되므로 이를 보상하여 갠트리(11)의 중심이 원 위치에 고정된 상태로 유지하기 위해 갠트리 포지셔닝 장치를 다시 이용하여 갠트리(11)를 도 1(a) 및 도 1(b)와 같이 dZ만큼 그리고 도 1(b) 및 도 1(c)와 같이 dX만큼 이동시키게 된다. 따라서, 웨그 모션을 구현하기 위해서는 총 3개의 자유도가 이용된다.

틸트 모션에 대해 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 캔틸레버 방식의 갠트리 포지셔닝 장치(20)를 통해 갠트리(11)를 회전시켜 틸트 모션을 구현하게 된다. 하지만, 갠트리(11)의 중심선의 연장선 상에 틸팅용 회전축(미도시)이 구비되어 있지 않은 관계로 갠트리(11)가 회전되는 동안 갠트리(11)의 중심이 이동된다. 이를 보상하여 갠트리(11)의 중심이 원위치에 고정된 상태로 유지하기 위해 갠트리 포지셔닝 장치(20)를 다시 이용하여 갠트리(11)를 위와 같은 개념으로 dY 및 dZ만큼 이동시키게 된다. 따라서, 틸트 모션을 구현하기 위해서도 총 3개의 자유도가 이용된다.

하지만, 웨그 모션을 구현하기 위해 3개의 자유도가 이용되고, 틸트 모션을 구현하기 위해서도 3개의 자유도가 이용되므로, 구성이 복잡하고 조작이 번잡한 문제가 있다.

본 발명의 기술적 과제는, 자유도를 최소화하여 갠트리의 웨그 모션을 쉽게 구현할 수 있는 갠트리 포지셔닝 장치 및 이를 이용한 영상 획득 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 자유도를 최소화하여 갠트리의 틸트 모션을 쉽게 구현할 수 있는 갠트리 포지셔닝 장치 및 이를 이용한 영상 획득 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치는, 전후 방향으로 순차적으로 놓이는 영상 획득 장치의 갠트리(gantry)와 본체를 캔틸레버(cantilever) 형태로 연결하는 갠트리 포지셔닝 장치로, 상기 갠트리에 구비되는 제1 연결 브라켓; 상기 본체에 구비되는 제2 연결 브라켓; 및 상기 제1 및 제2 연결 브라켓 사이에 구비되며 상기 갠트리가 웨그 모션(wag motion)을 갖도록 상기 제1 연결 브라켓을 좌우 방향으로 원호를 그리며 이송시키는 웨그 모션 유닛을 포함한다.

상기 웨그 모션 유닛은 상기 제1 또는 제2 연결 브라켓 중 어느 하나에 구비되는 원호 형상의 곡선 이송 레일; 상기 제1 또는 제2 연결 브라켓 중 상기 어느 하나와 다른 하나에 구비되며 상기 곡선 이송 레일을 따라 이동 가능하게 구비되는 곡선 이송 슬라이더; 및 상기 곡선 이송 레일 또는 상기 곡선 이송 슬라이더를 구동시키는 제1 구동부를 포함할 수 있다.

상기 제1 구동부는 상기 곡선 이송 슬라이더에 구비되는 제1 기어; 상기 제1 기어에 기어 결합되도록 상기 곡선 이송 레일에 구비되는 제2 기어; 및 상기 제1 또는 제2 기어를 회전시키는 제1 구동 모터를 포함할 수 있다.

상기 제1 기어는 제1 고정 브라켓을 통해 상기 곡선 이송 슬라이더에 고정되며 상기 곡선 이송 레일과 같은 원호 형상의 둘레면을 가질 수 있고, 상기 제2 기어는 제2 고정 브라켓을 통해 상기 곡선 이송 레일에 고정되며 원 형상을 하여 상기 제1 기어의 둘레면에 그 외주면이 기어 결합될 수 있으며, 그리고 상기 제1 구동 모터는 상기 제2 기어에 축 결합될 수 있다.

상기 갠트리를 상기 전후 방향으로 직선 이송시키기 위해, 상기 제1 연결 브라켓은 직선 이송 유닛을 통해 상기 웨그 모션 유닛에 상기 전후 방향으로 이동 가능하게 구비될 수 있다.

상기 직선 이송 유닛은 상기 제1 연결 브라켓 또는 상기 웨그 모션 유닛 중 어느 하나에 구비되는 직선 형상의 직선 이송 레일; 상기 제1 연결 브라켓 또는 상기 웨그 모션 유닛 중 상기 어느 하나와 다른 하나에 구비되며 상기 직선 이송 레일을 따라 이동 가능하게 구비되는 직선 이송 슬라이더; 및 상기 직선 이송 레일 또는 상기 직선 이송 슬라이더를 구동시키는 제2 구동부를 포함할 수 있다.

상기 직선 이송 유닛은 상기 직선 이송 슬라이더가 상기 직선 이송 레일을 따라 전방으로 이동될 경우 상기 갠트리의 하중을 원활하게 지지하도록 하중 지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 하중 지지부는 상기 제1 연결 브라켓에 구비되되 상기 전후 방향으로 구비되는 봉 형상의 지지 레일; 및 상기 직선 이송 슬라이더에 구비되며 상기 지지 레일을 따라 이동 가능하게 구비되는 고리 형상의 지지 슬라이더를 포함할 수 있다.

상기 직선 이송 레일이 상기 제1 연결 브라켓에 구비될 경우, 상기 직선 이송 레일과 상기 지지 레일은 상기 제1 연결 브라켓을 그 사이에 두고 각각 구비될 수 있다.

상기 갠트리는 틸트 모션 유닛을 통해 상기 제1 연결 브라켓에 회동 가능하게 구비될 수 있다.

상기 틸트 모션 유닛은 상기 갠트리의 외주면 중 상기 갠트리의 횡방향 중심선이 위치한 부위에 상기 전후 방향으로 구비되는 틸팅 축; 및 상기 제1 연결 브라켓에 구비되며 상기 틸팅 축을 회동시키는 제3 구동부를 포함할 수 있다.

상기 틸팅 축은 장착 브라켓을 통해 상기 갠트리에 구비될 수 있고, 그리고 상기 제3 구동부는 상기 제1 연결 브라켓에 고정됨과 함께 상기 틸팅 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징; 및 상기 베어링 하우징의 일단에 구비되어 상기 틸팅 축을 회전시키는 틸팅용 구동 모터를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 영상 획득 장치는 갠트리; 본체; 상기 갠트리와 상기 본체를 캔틸레버 형태로 연결하는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치; 및 상기 갠트리에 구비되는 촬영 모듈을 포함한다.

상기 촬영 모듈은 X선 촬영 모듈일 수 있다.

상기 X선 촬영 모듈은 상기 갠트리에 구비되며 X선을 발진시키는 X선 발진기; 및 상기 갠트리에 구비되되 상기 X선 발진기와 대향되게 구비되며 상기 X선을 받는 디텍터부를 포함할 수 있다.

상기 본체는 지면에 이동 가능하게 구비될 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치 및 이를 이용한 영상 획득 장치는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 웨그 모션 유닛에 의해 원호를 그리며 이송되는 1개의 자유도로 갠트리의 웨그 모션의 구현이 가능하므로 갠트리의 웨그 모션을 단순한 조작으로 쉽게 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 갠트리의 횡방향 중심선을 기준으로 회동되는 1개의 자유도로 갠트리의 틸트 모션의 구현이 가능하므로 갠트리의 틸트 모션을 단순한 조작으로 쉽게 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 직선 이송 유닛을 통해 전후 방향으로 갠트리의 직선 이송이 가능하므로 다른 직경을 갖는 갠트리가 적용되더라도 그 직경에 맞게 웨그 모션 유닛의 원호의 중심을 이동시켜 갠트리의 중심에 정확하게 위치시킬 수 있다.

도 1은 종래의 갠트리 포지셔닝 장치를 통해 갠트리의 웨그 모션이 구현되고 있는 상태를 나타낸 개념상의 평면도이다.

도 2는 종래의 갠트리 포지셔닝 장치를 갠트리의 틸트 모션이 구현되고 있는 상태를 개략적으로 나타낸 정면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치를 포함한 영상 획득 장치를 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 3의 갠트리 포지셔닝 장치를 확대하여 나타낸 사시도이다.

도 5는 도 3의 갠트리 포지셔닝 장치를 확대하여 나타낸 측면도이다.

도 6은 도 3의 VI-VI 선을 따라 잘라 본 단면도이다.

도 7은 도 3의 갠트리 포지셔닝 장치 중 웨그 모션 유닛에 의해 갠트리의 웨그 모션이 구현되는 상태를 나타낸 평면도이다.

도 8은 도 3의 갠트리 포지셔닝 장치 중 직선 이송 유닛에 의해 갠트리가 직선 이동되는 상태를 나타낸 측면도이다.

도 9는 도 3의 갠트리 포지셔닝 장치 중 틸트 모션 유닛에 의해 갠트리의 틸트 모션이 구현되는 상태를 나타낸 정면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치(300)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전후 방향으로 순차적으로 놓이는 영상 획득 장치(A)의 갠트리(100)와 본체(200)를 캔틸레버 형태로 연결하는 것으로, 제1 연결 브라켓(310)과, 제2 연결 브라켓(320)과, 그리고 웨그 모션 유닛(330)을 포함한다.

제1 연결 브라켓(310)은 갠트리(100)와 본체(200)를 연결하기 위해 갠트리(100)에 구비된다. 일예로, 제1 연결 브라켓(310)은 제2 연결 브라켓(320)을 향해 개방된 한글 자음 "ㄷ"자 형상을 가질 수 있다.

제2 연결 브라켓(320)은 갠트리(100)와 본체(200)를 연결하기 위해 본체(200)에 구비된다. 일예로, 제2 연결 브라켓(320)은 위 "ㄷ"자 형상의 제1 연결 브라켓(310)에 삽입될 수 있도록 제1 연결 브라켓(310)을 향해 돌출된 직육면체 형상을 가질 수 있다.

웨그 모션 유닛(330)은 제1 및 제2 연결 브라켓(310)(320) 사이에 구비되며 갠트리(100)가 웨그 모션(wag motion)을 갖도록 제1 연결 브라켓(310)을 좌우 방향으로 원호를 그리며 이송시키는 역할을 한다.

이하, 도 4에 참조하여, 웨그 모션 유닛(330)에 대해 상세히 설명한다.

도 4는 도 3의 갠트리 포지셔닝 장치(300)를 확대하여 나타낸 사시도이다.

웨그 모션 유닛(330)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 곡선 이송 레일(331)과, 곡선 이송 슬라이더(332)와, 그리고 제1 구동부(333)를 포함할 수 있다.

곡선 이송 레일(331)은 곡선 이송 슬라이더(332)가 이에 원호를 그리며 이송되도록 원호 형상을 하며, 제2 연결 브라켓(320)에 구비될 수 있다. 곡선 이송 슬라이더(332)는 제1 연결 브라켓(310)에 그 일면이 구비되며 그 타면이 곡선 이송 레일(331)을 따라 이동 가능하게 구비될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 다른 예로서, 곡선 이송 레일(331)은 제1 연결 브라켓(310)에 구비되어도 무방할 것이며, 이 경우 곡선 이송 슬라이더(332)는 제2 연결 브라켓(320)에 구비될 수 있을 것이다.

제1 구동부(333)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 곡선 이송 슬라이더(332)를 구동시키도록 설치될 수도 있고, 도시되지 않았지만 곡선 이송 레일(331)을 구동시키도록 설치될 수도 있을 것이다. 이하, 도 4를 다시 참조하여, 곡선 이송 슬라이더(332)를 구동시킬 수 있도록 설치된 제1 구동부(333)에 대해 상세히 설명한다.

제1 구동부(333)는 제1 기어(333a)와, 제2 기어(333b)와, 그리고 제1 구동 모터(333c)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 기어(333a)는 곡선 이송 슬라이더(332) 측에 구비되고, 제2 기어(333b)는 제1 기어(333a)에 기어 결합되도록 곡선 이송 레일(331) 측에 구비되며, 그리고 제1 구동 모터(333c)는 제2 기어(333b)에 회전력을 제공하도록 설치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 기어(333a)는 제1 고정 브라켓(333d)을 통해 곡선 이송 슬라이더(332)에 고정되며 곡선 이송 레일(331)과 같은 원호 형상의 둘레면을 가질 수 있고, 제2 기어(333b)는 제2 고정 브라켓(333e)을 통해 곡선 이송 레일(331)에 고정되며 원 형상을 하여 제1 기어(333a)의 둘레면에 그 외주면이 기어 결합될 수 있으며, 그리고 제1 구동 모터(333c)는 제2 기어(333b)에 축 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치(300)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 갠트리(100)를 전후 방향으로 직선 이송시키기 위한 직선 이송 유닛(340)을 더 포함할 수 있다. 이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 직선 이송 유닛(340)에 대해 상세히 설명한다.

직선 이송 유닛(340)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 갠트리(100)가 구비된 제1 연결 브라켓(310)을 상술한 웨그 모션 유닛(330)에 대해 전후 방향으로 이동 가능하게 구비시키는 것으로, 직선 이송 레일(341)과, 직선 이송 슬라이더(342)와, 그리고 제2 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.

직선 이송 레일(341)은 직선 이송 슬라이더(342)가 전후 방향으로 이송되도록 직선 형상을 하며, 제1 연결 브라켓(310)에 구비될 수 있다. 직선 이송 슬라이더(342)는 웨그 모션 유닛(330)에 그 일면이 구비되며 그 타면이 직선 이송 레일(341)을 따라 이동 가능하게 구비될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 다른 예로서, 직선 이송 레일(341)은 웨그 모션 유닛(330)에 구비되도록 설계될 수도 있으며, 이 경우 직선 이송 슬라이더(342)는 제1 연결 브라켓(310)에 구비될 수 있을 것이다.

제2 구동부(미도시)는, 도시되지는 않았지만, 직선 이송 레일(341) 또는 직선 이송 슬라이더(342)를 구동시키기 위해 설치되며, 모터(미도시)를 포함한 구성을 가질 수 있다.

이러한 직선 이송 유닛(340)은, 도 4에 도시된 바와 같이, LM 가이드 방식으로 구현되거나, 도시되지는 않았지만, 다른 예로, 볼-스크류 방식으로 구현될 수도 있을 것이다.

이와 더불어, 직선 이송 유닛(340)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 직선 이송 슬라이더(342)가 직선 이송 레일(341)을 따라 전방으로 이동될 경우 갠트리(100)의 하중을 원활하게 지지하도록 하중 지지부(344)를 더 포함할 수 있다. 이하, 도 5를 참조하여, 하중 지지부(344)를 상세히 설명한다.

도 5는 도 3의 갠트리 포지셔닝 장치(300)를 확대하여 나타낸 측면도이다.

하중 지지부(344)는 제1 연결 브라켓(310)에 구비되되 전후 방향으로 구비되는 봉 형상의 지지 레일(344a)과, 그리고 직선 이송 슬라이더(342)에 구비되며 지지 레일(344a)을 따라 이동 가능하게 구비되는 고리 형상의 지지 슬라이더(344b)를 포함할 수 있다.

갠트리(100)의 하중을 보다 원활하게 지지하기 위해, 직선 이송 슬라이더(342)와 지지 슬라이더(344b)는 제1 연결 브라켓(310)을 그 사이에 두고 각각 구비될 수 있다. 즉, 제1 연결 브라켓(310)은 직선 이송 유닛(340)과 하중 지지부(344)에 의해 구속된 상태로 전후 방향으로 이동되므로 갠트리(100) 및 제1 연결 브라켓(310)의 하중은 직선 이송 유닛(340) 및 하중 지지부(344)를 통해 보다 원활하게 지지될 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치(300)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 갠트리(100)를 제1 연결 브라켓(310)에 회동 가능하게 구비시키는 틸트 모션 유닛(350)을 더 포함할 수 있다. 이하, 도 4 및 도 6을 참조하여, 틸트 모션 유닛(350)에 대해 상세히 설명한다.

도 6은 도 3의 VI-VI 선을 따라 잘라 본 단면도이다.

틸트 모션 유닛(350)은, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 틸팅 축(351)과, 제3 구동부(352)를 포함할 수 있다. 여기서, 틸팅 축(351)은 갠트리(100)의 외주면 중 갠트리(100)의 횡방향 중심선(CL)이 위치한 부위에 전후 방향으로 구비되고, 그리고 제3 구동부(352)는 제1 연결 브라켓(310)에 구비되며 틸팅 축(351)을 회동시킬 수 있도록 설치된다. 보다 구체적으로, 틸팅 축(351)은 장착 브라켓(353)을 통해 갠트리(100)에 구비될 수 있고, 그리고 제3 구동부(352)는 제1 연결 브라켓(310)에 고정됨과 함께 틸팅 축(351)을 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징(352a)과, 베어링 하우징(352a)의 일단에 구비되어 틸팅 축(351)을 회전시키는 틸팅용 구동 모터(352b)를 포함할 수 있다.

이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치(300)의 웨그 모션 유닛(330)에 의해 갠트리(100)가 웨그(wag) 되는 과정을 설명한다.

도 7은 도 3의 갠트리 포지셔닝 장치(300) 중 웨그 모션 유닛(330)에 의해 갠트리(100)의 웨그 모션이 구현되는 상태를 나타낸 평면도이다.

도 7(a)과 같이 갠트리(100)와 본체(200)가 일직선이 된 상태에서, 제2 기어(333b)가 제1 구동 모터(333c)에 의해 시계방향으로 회전되면 이에 맞물린 제2 기어(333b)가 반 시계방향으로 회전된다. 이 때, 곡선 이송 슬라이더(332)[제2 기어(333b)에 제1 고정 브라켓(333d)을 통해 고정된 것]는 곡선 이송 레일(331)[본체(200)에 제2 연결 브라켓(320) 및 제2 고정 브라켓(333e)을 통해 고정된 것]을 따라 원호를 그리며 도 7를 기준으로 보았을 때 좌측 방향으로 이동된다(도 4 참조). 이 때, 제1 연결 브라켓(310)[곡선 이송 슬라이더(332)에 직선 이송 유닛(340)을 통해 구비된 것] 또한 원호를 그리며 도 7을 기준으로 보았을 때 좌측 방향으로 이송되면서(도 4 참조), 도 7(b)와 같이 갠트리(100)의 중심(C)이 원위치를 유지하면서 갠트리(100)의 중심(C)을 기준으로 도면상 시계방향으로 회전되면서 웨그 모션을 구현하게 된다.

이와 반대로, 제2 기어(333b)가 제1 구동 모터(333c)에 의해 반 시계방향으로 회전되면 이에 맞물린 제2 기어(333b)가 시계방향으로 회전된다. 이 때, 곡선 이송 슬라이더(332)[제2 기어(333b)에 제1 고정 브라켓(333d)을 통해 고정된 것]는 곡선 이송 레일(331)[본체(200)에 제2 연결 브라켓(320) 및 제2 고정 브라켓(333e)을 통해 고정된 것]을 따라 원호를 그리며 도 7를 기준으로 보았을 때 우측 방향으로 이동된다(도 4 참조). 이 때, 제1 연결 브라켓(310)[곡선 이송 슬라이더(332)에 직선 이송 유닛(340)을 통해 구비된 것] 또한 원호를 그리며 도 7을 기준으로 보았을 때 우측 방향으로 이송되면서(도 4 참조), 도 7(b)와 같이 갠트리(100)의 중심(C)이 원위치를 유지하면서 갠트리(100)의 중심(C)을 기준으로 도면상 반 시계방향으로 회전되면서 웨그 모션을 구현하게 된다.

결과적으로, 웨그 모션 유닛을 통한 단 1개의 자유도로 웨그 모션이 구현된다.

이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치(300)의 직선 이송 유닛(340)에 의해 갠트리(100)가 직선 이송되는 과정을 설명한다.

도 8은 도 3의 갠트리 포지셔닝 장치(300) 중 직선 이송 유닛(340)에 의해 갠트리(100)가 직선 이동되는 상태를 나타낸 측면도이다.

도 8(a)와 같이 갠트리(100)와 본체(200)가 위치된 상태에서, 제2 구동부(미도시)에 의해 직선 이송 슬라이더(342)가 직선 이송 레일(341)을 따라 갠트리(100)가 있는 전방으로 이동되면(도 4 참조), 도 8(b)와 같이 갠트리(100)는 전방으로 이송된다.

이와 반대로, 제2 구동부(미도시)에 의해 직선 이송 슬라이더(342)가 직선 이송 레일(341)을 따라 본체(200)가 있는 후방으로 이동되면(도 4 참조), 도 8(c)와 같이 갠트리(100)는 후방으로 이송된다.

이하, 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치(300)의 틸트 모션 유닛(350)에 의해 갠트리(100)가 틸트(tilt) 되는 과정을 설명한다.

도 9는 도 3의 갠트리 포지셔닝 장치(300) 중 틸트 모션 유닛(350)에 의해 갠트리(100)의 틸트 모션이 구현되는 상태를 나타낸 정면도이다.

도 9(a)과 같이 갠트리(100)와 본체(200)가 위치된 상태에서, 틸팅 축(351)[갠트리(100)에 장착 브라켓(353)을 통해 구비되며, 베어링 하우징(352a)에 의해 지지된 것]이 틸팅용 구동 모터(352b)에 의해 시계방향으로 회전되면(도 4 및 도 6 참조), 도 9(b)와 같이 갠트리(100)의 중심(C)이 원위치를 유지하면서 갠트리(100)의 중심(C)을 기준으로 도면상 시계방향으로 회전되면서 틸트 모션을 구현하게 된다.

이와 반대로, 틸팅 축(351)[갠트리(100)에 장착 브라켓(353)을 통해 구비되며, 베어링 하우징(352a)에 의해 지지된 것]이 틸팅용 구동 모터(352b)에 의해 반 시계방향으로 회전되면(도 4 및 도 6 참조), 도 9(c)와 같이 갠트리(100)의 중심(C)이 원위치를 유지하면서 갠트리(100)의 중심(C)을 기준으로 도면상 반 시계방향으로 회전되면서 틸트 모션을 구현하게 된다.

결과적으로, 틸트 모션 유닛(350)을 통한 단 1개의 자유도로 틸트 모션이 구현된다.

한편, 도 3을 다시 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 갠트리 포지셔닝 장치(300)를 이용한 영상 획득 장치(A)를 설명한다.

영상 획득 장치(A)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 갠트리(100)와, 갠트리(100)의 뒤에 놓이는 본체(200), 갠트리(100)와 본체(200)를 캔틸레버 형태로 연결하는 상술한 갠트리 포지셔닝 장치(300)와, 그리고 갠트리(100)에 구비되는 촬영 모듈(400)을 포함한다.

갠트리(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, O형 갠트리일 수 있고, 도시되지는 않았지만, 다른 예로 C형 갠트리일 수도 있다.

또한, 촬영 모듈(400)은 X선 촬영 모듈일 수 있다. 구체적으로, X선 촬영 모듈(400)은 갠트리(100)에 구비되며 X선을 발진시키는 X선 발진기(410)와, 그리고 갠트리(100)에 구비되되 X선 발진기(410)와 대향되게 구비되며 X선을 받는 디텍터부(420)를 포함한다. 따라서, X선 발진기(410)에서 발진된 X선이 피검체(미도시)를 통과하면서 디텍터부(420)에 수집되고, 이 수집된 검출 신호를 본체(200)로 보내면 본체(200)에서는 이미지를 생성하게 된다.

또한, X선 촬영 모듈(400)은 갠트리(100)에 의해 360도 회전될 수 있다. 따라서, 플루오르스코피(fluoroscopy) 영상뿐만 아니라 CT(computed tomography) 이미지도 획득이 가능하다.

또한, 본체(200)는 바퀴(210)를 통해 지면에 이동 가능하게 구비되고, 그리고 본체(200)는 이미지를 생성하기 위한 제어부(미도시)를 포함한다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 갠트리 포지셔닝 장치(300) 및 이를 이용한 영상 획득 장치(A)는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 웨그 모션 유닛(330)에 의해 원호를 그리며 이송되는 1개의 자유도로 갠트리(100)의 웨그 모션의 구현이 가능하므로 갠트리(100)의 웨그 모션을 단순한 조작으로 쉽게 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 갠트리(100)의 횡방향 중심선(CL)을 기준으로 회동되는 1개의 자유도로 갠트리(100)의 틸트 모션의 구현이 가능하므로 갠트리(100)의 틸트 모션을 단순한 조작으로 쉽게 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 직선 이송 유닛(340)을 통해 전후 방향으로 갠트리(100)의 직선 이송이 가능하므로 다른 직경을 갖는 갠트리(미도시)가 적용되더라도 그 직경에 맞게 웨그 모션 유닛(330)의 원호의 중심을 이동시켜 갠트리(미도시)의 중심에 정확하게 위치시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

본 발명은 의료용 영상 획득 장치에 적용될 수 있어 산업상 이용가능성이 있다.

Claims

전후 방향으로 순차적으로 놓이는 영상 획득 장치의 갠트리와 본체를 캔틸레버 형태로 연결하는 갠트리 포지셔닝 장치로,

상기 갠트리에 구비되는 제1 연결 브라켓;

상기 본체에 구비되는 제2 연결 브라켓; 및

상기 제1 및 제2 연결 브라켓 사이에 구비되며 상기 갠트리가 웨그 모션을 갖도록 상기 제1 연결 브라켓을 좌우 방향으로 원호를 그리며 이송시키는 웨그 모션 유닛

을 포함하는 갠트리 포지셔닝 장치.
제1항에서,

상기 웨그 모션 유닛은

상기 제1 또는 제2 연결 브라켓 중 어느 하나에 구비되는 원호 형상의 곡선 이송 레일;

상기 제1 또는 제2 연결 브라켓 중 상기 어느 하나와 다른 하나에 구비되며 상기 곡선 이송 레일을 따라 이동 가능하게 구비되는 곡선 이송 슬라이더; 및

상기 곡선 이송 레일 또는 상기 곡선 이송 슬라이더를 구동시키는 제1 구동부를 포함하는 갠트리 포지셔닝 장치.
제2항에서,

상기 제1 구동부는

상기 곡선 이송 슬라이더에 구비되는 제1 기어;

상기 제1 기어에 기어 결합되도록 상기 곡선 이송 레일에 구비되는 제2 기어; 및

상기 제1 또는 제2 기어를 회전시키는 제1 구동 모터를 포함하는 갠트리 포지셔닝 장치.
제3항에서,

상기 제1 기어는 제1 고정 브라켓을 통해 상기 곡선 이송 슬라이더에 고정되며 상기 곡선 이송 레일과 같은 원호 형상의 둘레면을 갖고,

상기 제2 기어는 제2 고정 브라켓을 통해 상기 곡선 이송 레일에 고정되며 원 형상을 하여 상기 제1 기어의 둘레면에 그 외주면이 기어 결합되며, 그리고,

상기 제1 구동 모터는 상기 제2 기어에 축 결합되는 갠트리 포지셔닝 장치.
제1항에서,

상기 갠트리를 상기 전후 방향으로 직선 이송시키기 위해, 상기 제1 연결 브라켓은 직선 이송 유닛을 통해 상기 웨그 모션 유닛에 상기 전후 방향으로 이동 가능하게 구비되는 갠트리 포지셔닝 장치.
제5항에서,

상기 직선 이송 유닛은

상기 제1 연결 브라켓 또는 상기 웨그 모션 유닛 중 어느 하나에 구비되는 직선 형상의 직선 이송 레일;

상기 제1 연결 브라켓 또는 상기 웨그 모션 유닛 중 상기 어느 하나와 다른 하나에 구비되며 상기 직선 이송 레일을 따라 이동 가능하게 구비되는 직선 이송 슬라이더; 및

상기 직선 이송 레일 또는 상기 직선 이송 슬라이더를 구동시키는 제2 구동부를 포함하는 갠트리 포지셔닝 장치.
제6항에서,

상기 직선 이송 유닛은

상기 직선 이송 슬라이더가 상기 직선 이송 레일을 따라 전방으로 이동될 경우 상기 갠트리의 하중을 원활하게 지지하도록 하중 지지부를 더 포함하는 갠트리 포지셔닝 장치.
제7항에서,

상기 하중 지지부는

상기 제1 연결 브라켓에 구비되되 상기 전후 방향으로 구비되는 봉 형상의 지지 레일; 및

상기 직선 이송 슬라이더에 구비되며 상기 지지 레일을 따라 이동 가능하게 구비되는 고리 형상의 지지 슬라이더를 포함하는 갠트리 포지셔닝 장치.
제8항에서,

상기 직선 이송 레일이 상기 제1 연결 브라켓에 구비될 경우,

상기 직선 이송 레일과 상기 지지 레일은 상기 제1 연결 브라켓을 그 사이에 두고 각각 구비되는 갠트리 포지셔닝 장치.
제1항에서,

상기 갠트리는 틸트 모션 유닛을 통해 상기 제1 연결 브라켓에 회동 가능하게 구비되는 갠트리 포지셔닝 장치.
제10항에서,

상기 틸트 모션 유닛은

상기 갠트리의 외주면 중 상기 갠트리의 횡방향 중심선이 위치한 부위에 상기 전후 방향으로 구비되는 틸팅 축; 및

상기 제1 연결 브라켓에 구비되며 상기 틸팅 축을 회동시키는 제3 구동부를 포함하는 갠트리 포지셔닝 장치.
제11항에서,

상기 틸팅 축은 장착 브라켓을 통해 상기 갠트리에 구비되고, 그리고

상기 제3 구동부는

상기 제1 연결 브라켓에 고정됨과 함께 상기 틸팅 축을 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징; 및

상기 베어링 하우징의 일단에 구비되어 상기 틸팅 축을 회전시키는 틸팅용 구동 모터를 포함하는 갠트리 포지셔닝 장치.
갠트리;

본체;

상기 갠트리와 상기 본체를 캔틸레버 형태로 연결하는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 갠트리 포지셔닝 장치; 및

상기 갠트리에 구비되는 촬영 모듈

을 포함하는 영상 획득 장치.
제13항에서,

상기 촬영 모듈은 X선 촬영 모듈인 영상 획득 장치.
제14항에서,

상기 X선 촬영 모듈은

상기 갠트리에 구비되며 X선을 발진시키는 X선 발진기; 및

상기 갠트리에 구비되되 상기 X선 발진기와 대향되게 구비되며 상기 X선을 받는 디텍터부를 포함하는 영상 획득 장치.
제13항에서,

상기 본체는 지면에 이동 가능하게 구비되는 영상 획득 장치.