WO2014115980A1 - 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치 및 이를 이용한 방사선 영상 장비 - Google Patents

가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치 및 이를 이용한 방사선 영상 장비 Download PDF

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pinhole
radiation
apertures
variable
type collimator
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이학재
이기성
배재건
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고려대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention relates to a variable pinhole type collimator device and a radiographic imaging apparatus using the same, and more particularly, to the passage of radiation in a radiographic imaging apparatus such as a gamma camera or a single photon emission computed tomography (SPECT) device.
  • SPECT single photon emission computed tomography
  • the present invention relates to a variable pinhole type collimator device for determining an area or a direction and a radiographic apparatus using the same.
  • Radiation imaging equipment is a device for obtaining images using radioisotopes, and is one of the devices widely used in the field of nuclear medical diagnostics and non-destructive testing.
  • Radiological imaging equipment used in the field of nuclear medical diagnostics such as gamma ray cameras or single photon emission computed tomography (SPECT) equipment using gamma rays, may be used in other diagnostic equipments that provide structural information of the human body, such as Unlike magnetic resonance imaging (MRI) and ultrasound diagnostic equipment, radiopharmaceuticals provide functional information about the human body.
  • MRI magnetic resonance imaging
  • ultrasound diagnostic equipment radiopharmaceuticals provide functional information about the human body.
  • the general gamma camera 1 is a diagram illustrating a configuration of a general gamma camera 1.
  • the general gamma camera 1 includes a collimator 10, a scintillation crystal, that is, a scintillator 30, and a photomultiplier tube 50 (PMT).
  • PMT photomultiplier tube 50
  • the collimator 10 functions as an aiming device that passes only the gamma rays in the same direction as the camera and blocks the gamma rays coming from other directions among the gamma rays emitted from the in vivo tracer. That is, the collimator 10 geometrically restricts the gamma rays emitted from the living body portion so that only the gamma rays emitted from the necessary portion enter the scintillator 30.
  • the gamma rays passing through the collimator 10 and reacted with the scintillator 30 are converted to low energy electromagnetic waves, such as visible light, which are easily detected by the scintillator 30, and are amplified in the photomultiplier tube 50.
  • the image is converted into an electrical signal, and the detected position or energy is stored in the computer 70 to acquire an image.
  • Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) equipment is similar in principle to the operation of the gamma camera (1), in which a single photon, such as a radiopharmaceutical that emits gamma rays, is generated in vivo.
  • the transmission of the gamma rays through the living body is measured at various angles with a flash camera installed in a head rotating around the living body, and the toned image is obtained by an image reconstruction algorithm.
  • the Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) device is similar to the gamma camera 1, and has a collimator 10, a scintillator 30, and a photomultiplier tube 50. (PMT) applies.
  • a gamma camera 1 or a single photon emission computed tomography (SPECT) device uses a collimator 10 for selectively passing gamma rays. It is produced in the form of fixed shape as a component.
  • SPECT single photon emission computed tomography
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a conventional pinhole collimator 10 applied to a gamma camera 1 or a single photon emission computed tomography (SPECT) device.
  • SPECT single photon emission computed tomography
  • the pinhole collimator 10 includes a main body 11 forming the entire structure and a pinhole 12 through which a gamma ray passes. As illustrated in FIG. 2, the pinhole 12 is divided into a first cone region 13, a passage hole region 15, and a second cone region 14.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a conventional multi-pinhole collimator 10a.
  • a plurality of pinholes 12a are formed in the main body 11a, and the plurality of pinholes 12a are formed in a vertical direction according to their positions (see FIG. 2B) or fixed. Formed at an angle (see FIG. 7A).
  • the shape of the pinhole 12a is determined by the radiation angles of the first cone region 13 and the second cone region 14, the diameter and length of the through hole region 15, and the like.
  • the shape is determined by the size or position of the scintillator 30 and the energy of the gamma ray.
  • the conventional pinhole collimator 10 as shown in Figs. 2 and 3, the shape is fixed, if the shooting conditions such as the size or position of the shooting target is changed, the pinhole collimator 10 corresponding thereto ) Has to be replaced every time.
  • the present invention has been made to solve the above problems, as a variable pinhole type collimator device applied to radiation imaging equipment, such as gamma cameras and single photon emission computed tomography (SPECT) equipment It is an object of the present invention to provide a variable pinhole type collimator device capable of realizing various types of pinhole collimators and a radiographic apparatus using the same.
  • radiation imaging equipment such as gamma cameras and single photon emission computed tomography (SPECT) equipment
  • a variable pinhole type collimator device which is applied to a radiographic apparatus, comprising: a pinhole forming module including a plurality of apertures stacked in an irradiation direction of radiation to form passage regions through which radiation passes; A plurality of drive modules for varying the passage area of each aperture independently of each other; And a collimating control unit for controlling the driving module to form a pinhole through which the radiation passes through the pinhole forming module independently of the aperture region of the respective apertures. Achieved by a collimator device.
  • each aperture may be circular or elliptical.
  • Each aperture may be made of a material that shields radiation.
  • the above object is also achieved by the radiographic imaging apparatus to which the variable pinhole type collimator device is applied.
  • variable pinhole type collimator device applied to radiation imaging equipment, such as gamma cameras or single photon emission computed tomography (SPECT) equipment, the change in pinhole shape
  • radiation imaging equipment such as gamma cameras or single photon emission computed tomography (SPECT) equipment
  • SPECT single photon emission computed tomography
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a general gamma camera.
  • FIG. 2 is a view showing a conventional pinhole collimator
  • FIG. 3 is a view showing the configuration of a conventional multi-pinhole collimator
  • FIG. 4 is a view showing the configuration of a variable pinhole type collimator device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing the operating state of the aperture of the pinhole forming module according to the present invention.
  • FIG. 6 and 7 are views for explaining the operation principle of the pinhole forming module of the variable pinhole type collimator device according to the present invention.
  • a variable pinhole type collimator device applied to the radiographic imaging apparatus comprises: a pinhole forming module including a plurality of apertures stacked in a radiation direction to form a passage area through which radiation passes; A plurality of drive modules for varying the passage area of each aperture independently of each other; And a collimating control unit configured to control the driving module so that the passage region of each of the apertures is independently changed so that the pinhole forming module forms a pinhole through which radiation passes.
  • variable pinhole type collimator device is applied to radiation imaging equipment such as a gamma camera or a single photon emission computed tomography (SPECT) device.
  • radiation imaging equipment such as a gamma camera or a single photon emission computed tomography (SPECT) device.
  • SPECT single photon emission computed tomography
  • the variable pinhole type collimator device according to the present invention can be applied to non-destructive radiographic imaging using gamma rays of course.
  • the variable pinhole type collimator device includes a pinhole forming module 110, a plurality of driving modules 121a, 121b, 121c, 121n, and a collimating controller 130.
  • the pinhole forming module 110 includes a plurality of apertures 111a, 111b, 11c, and 111n stacked in the radiation direction.
  • the plurality of stops 111a, 111b, 11c, and 111n respectively form a passage area F through which radiation passes.
  • each of the stops 111a, 111b, 11c, and 111n may be made of a material that shields radiation, for example, a material containing lead or tungsten.
  • each of the driving modules 121a, 121b, 121c, and 121n independently changes the passage region F of each of the apertures 111a, 111b, 11c, and 111n. That is, the apertures 111a, 111b, 11c, and 111n operate according to the operation of the driving modules 121a, 121b, 121c, and 121n, so that the size of the passage area F of each of the apertures 111a, 111b, 11c, and 111n is increased.
  • FIG. 5 is a view showing the operating state of the aperture (111a, 111b, 11c, 111n) of the pinhole forming module 110 according to the present invention, one of the aperture (111a, 111b, 11c, 111n) is driven module 121a, It is a figure which shows the example in which the passage area
  • the collimating control unit 130 controls the plurality of driving modules 121a, 121b, 121c, 121n so that the passage region F of each of the apertures 111a, 111b, 11c, and 111n is independently changed. More specifically, the collimating control unit 130 includes a plurality of driving modules 121a, 121b, 121c, and 121n such that the passage region F of each of the apertures 111a, 111b, 11c, and 111n is independently changed. By controlling this, the pinhole forming module 110 forms the pinholes 113, 114, and 115 through which radiation passes.
  • FIG. 6 and 7 are views for explaining the operation principle of the pinhole forming module 110 of the variable pinhole type collimator device according to the present invention, the cross section in the transmission direction of the radiation of the pinhole forming module 110 according to the present invention. It is a diagram showing.
  • the pinhole forming module 110 includes a plurality of apertures 111a, 111b, 11c, and 111n stacked in the radiation direction as described above.
  • each of the apertures 111a, 111b, 11c, and 111n is independently changed from each other according to the driving of the driving modules 121a, 121b, 121c, and 121n, it is shown in FIGS. 6 and 7.
  • the cross-sectional shape in the irradiation direction of the radiation as described above can be adjusted.
  • FIG. 6 illustrates an example of implementing the shape of the conventional pinhole collimator 10 shown in FIG. 2B by adjusting the passage region F of the apertures 111a, 111b, 11c, and 111n.
  • the first cone region 113 is formed by gradually decreasing the passage region F of the apertures 111a, 111b, 11c, and 111n from the upper portion of FIG. 6, and the apertures 111a, 111b, 11c, and 111n of the middle portion.
  • the second cone region 114 is formed by gradually increasing the passage region F of the apertures 111a, 111b, 11c, and 111n from the passage hole region 115.
  • FIG. 7A is a diagram illustrating a cross section of a conventional pinhole collimator 10 and illustrates an example applied to the multi-pinhole collimator 10a illustrated in FIG. 3. As shown in FIG. 7A, the pinholes 113, 114, and 115 are formed to have a predetermined angle with respect to the vertical direction.
  • the pinhole 12 of the pinhole collimator 10 illustrated in FIG. 7A is formed by the pinhole forming module 110 of the variable pinhole type collimator device according to the present invention. Implementation is possible.
  • the passage region F formed by each of the stops 111a, 111b, 11c, and 111n constituting the pinhole forming module 110 may be provided to have an ellipse. Through this, the implementation of the pinhole shape as shown in Figure 7 (b) can be more smoothly.
  • variable pinhole type collimator device is able to implement a variety of pinholes 113, 114, 115, the size or position of the shooting target without replacing the pinhole collimator 10, scintillator (Scintillator It is also possible to adapt adaptively to changes in the size, position, and energy of gamma rays. In addition, it is possible to enlarge and reduce the captured image according to the adjustment of the pinhole forming module 110 without replacing the pinhole collimator 10.
  • the size of the photodetector should also be increased to correspond to the FOV of the pinholes 113, 114, and 115, but through the present invention, the conventional multi-pinhole collimator (PMT) is maintained as it is. It can replace the function of 10a).
  • PMT multi-pinhole collimator
  • variable pinhole type collimator device and the radiation imaging apparatus using the same according to the present invention are used to determine the area or direction of radiation passing through the radiation imaging equipment such as a gamma camera or a single photon emission computed tomography (SPECT) device. Can be applied.
  • the radiation imaging equipment such as a gamma camera or a single photon emission computed tomography (SPECT) device.
  • SPECT single photon emission computed tomography

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Abstract

본 발명은 방사선 영상 장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치는 방사선의 조사 방향으로 적층되어 각각 방사선이 통과하는 통과 영역을 형성하는 복수의 조리개를 포함하는 핀홀 형성 모듈과; 상기 각 조리개의 상기 통과 영역을 상호 독립적으로 가변시키는 복수의 구동 모듈과; 상기 각 조리개의 상기 통과 영역이 독립적으로 가변되어 상기 핀홀 형성 모듈이 방사선이 통과하는 핀홀을 형성하도록 상기 구동 모듈을 제어하는 콜리메이팅 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치에 의해서 달성된다. 이에 따라, 핀홀 형상의 변화가 가능하여 다양한 형태의 핀홀 콜리메이터의 구현이 가능하게 된다.

Description

가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치 및 이를 이용한 방사선 영상 장비
본 발명은 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치 및 이를 이용한 방사선 영상 장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감마 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비와 같은 방사선 영상 장비에서 방사선의 통과 영역이나 방향을 결정하는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치 및 이를 이용한 방사선 영상 장비에 관한 것이다.
방사선 영상 장비는 방사선 동위원소를 이용하여 영상을 얻는 장치로, 핵의학 진단 분야를 비롯하여 비파괴 검사 분야에서 널리 사용되고 있는 장비의 하나이다.
핵의학 진단 분야에 사용되는 방사선 영상 장비, 예컨대, 감마선을 이용하는 감마선 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비는 인체의 구조적 정보를 제공하는 다른 진단 장비들, 예컨대, 자기공명촬영장비(MRI)나 초음파 진단 장비들과는 달리 방사성 약품을 이용하여 인체의 기능적 정보를 제공하게 된다.
도 1은 일반적인 감마 카메라(1)의 구성을 도시한 도면이다. 일반적인 감마 카메라(1)는 콜리메이터(10)(Collimator), 섬광결정, 즉 신틸레이터(30)(Scintillator), 그리고 광전자증배관(50)(PMT)로 구성된다.
콜리메이터(10)는 생체 내 추적자에서 방출되는 감마선 중 카메라와 같은 방향의 감마선만을 통과시키고 다른 방향에서 오는 감마선을 차단하는 조준기로서의 기능을 수행한다. 즉, 콜리메이터(10)는 생체 부위에서 방출되는 감마선을 기하학적으로 제한하여 필요한 부위에서 방출되는 감마선만이 신틸레이터(30)에 입사되도록 한다.
여기서, 콜리메이터(10)를 통과하여 신틸레이터(30)와 반응한 감마선은 신틸레이터(30)에 의해 검출하기 쉬한 형태의 낮은 에너지 전자기파, 예컨대 가시광을 변환되고, 광전자증배관(50)에서 증폭 및 전기신호로 변환되고, 검출된 위치나 에너지 등이 컴퓨터(70)에 저장됨으로써, 영상을 획득하게 된다.
이와 같은 감마 카메라의 예는 한국등록특허 제0841123호에 개시되어 있다.
한편, 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비는 1976년. W. I. Keys에 의해 처음으로 개발되었고, 1979년. R. J. Jaszczak에 의해 뇌 전용 장비가 개발되었다.
단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비는 감마 카메라(1)의 작동 원리와 유사한데, 생체 내에 단일광자, 예컨대, 감마선을 방출하는 방사성 의약품을 주입하여 생체 내에서 발생하는 감마선이 생체를 투과한 것을 생체의 주위를 회전하는 헤드에 설치된 섬광 카메라로 여러 각도에서 측정하고, 검출된 신호를 영상 재구성 알고리즘에 의해 단층 영상을 획득한다. 따라서, 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비에도 감마 카메라(1)와 마찬가지로 콜리메이터(10)(Collimator), 신틸레이터(30)(Scintillator), 그리고 광전자증배관(50)(PMT)이 적용된다.
감마 카메라(1)나 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비는 상술한 바와 같이, 감마선을 선택적으로 통과시키기 위한 콜리메이터(10)가 사용되는데, 일반적으로 납 또는 텅스텐을 주 성분으로 하여 형상이 고정된 형태로 제작된다.
도 2는 감마 카메라(1)나 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비에 적용되는 종래의 핀홀 콜리메이터(10)의 구성을 도시한 도면이다.
핀홀 콜리메이터(10)는 전체 구조를 형성하는 본체(11)와 감마선이 통과하는 핀홀(12)를 포함한다. 핀홀(12)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 콘 영역(13), 통과홀 영역(15), 그리고, 제2 콘 영역(14)으로 구분된다.
도 3은 종래의 멀티 핀홀 콜리메이터(10a)의 예를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(11a)에 복수개의 핀홀(12a)이 형성되어 있는데, 복수의 핀홀(12a)은 그 위치에 따라 수직 방향으로 형성(도 2의 (b) 참조)되거나 일정 각도로 형성(도 7의 (a) 참조)된다.
여기서, 핀홀(12a)의 형상은 제1 콘 영역(13) 및 제2 콘 영역(14)의 방사 각도, 통과홀 영역(15)의 직경 및 길이 등에 의해 결정되는데, 촬영 대상의 사이즈나 위치, 신틸레이터(30)(Scintillator)의 크기나 위치, 그리고 감마선의 에너지 크기에 따라 그 형상이 결정된다.
그런데, 종래의 핀홀 콜리메이터(10)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 그 형상이 고정되어 있어, 촬영 대상의 사이즈나 위치가 바뀌는 등의 촬영 조건이 바뀌게 되면 이에 맞는 핀홀 콜리메이터(10)를 매번 교체하여 사용하여야 하는 불편함이 있다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 감마 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비와 같은 방사선 영상 장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치로서, 핀홀 형상의 변화가 가능하여 다양한 형태의 핀홀 콜리메이터의 구현이 가능한 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치 및 이를 이용한 방사선 영상 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 방사선 영상 장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치에 있어서, 방사선의 조사 방향으로 적층되어 각각 방사선이 통과하는 통과 영역을 형성하는 복수의 조리개를 포함하는 핀홀 형성 모듈과; 상기 각 조리개의 상기 통과 영역을 상호 독립적으로 가변시키는 복수의 구동 모듈과; 상기 각 조리개의 상기 통과 영역이 독립적으로 가변되어 상기 핀홀 형성 모듈이 방사선이 통과하는 핀홀을 형성하도록 상기 구동 모듈을 제어하는 콜리메이팅 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 각 조리개에 의해 형성되는 상기 통과 영역은 원형 또는 타원형일 수 있다.
그리고, 상기 각 조리개는 방사선을 차폐하는 재질로 마련될 수 있다.
한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시 형태에 따라, 상기의 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치가 적용되는 방사선 영상 장비에 의해서도 달성된다.
상기와 같은 구성에 따라 본 발명에 따르면, 감마 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비와 같은 방사선 영상 장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치로서, 핀홀 형상의 변화가 가능하여 다양한 형태의 핀홀 콜리메이터의 구현이 가능한 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치 및 이를 이용한 방사선 영상 장비가 제공된다.
도 1은 일반적인 감마 카메라의 구성을 도시한 도면이고,
도 2는 종래의 핀홀 콜리메이터를 도시한 도면이고,
도 3은 종래의 멀티 핀홀 콜리메이터의 구성을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치의 구성을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 핀홀 형성 모듈의 조리개의 작동 상태를 나타낸 도면이고,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치의 핀홀 형성 모듈의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 방사선 영상 장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치는 방사선의 조사 방향으로 적층되어 각각 방사선이 통과하는 통과 영역을 형성하는 복수의 조리개를 포함하는 핀홀 형성 모듈과; 상기 각 조리개의 상기 통과 영역을 상호 독립적으로 가변시키는 복수의 구동 모듈과; 상기 각 조리개의 상기 통과 영역이 독립적으로 가변되어 상기 핀홀 형성 모듈이 방사선이 통과하는 핀홀을 형성하도록 상기 구동 모듈을 제어하는 콜리메이팅 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치는 감마 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비와 같은 방사선 영상 장비에 적용된다. 본 발명에서는 핵의학용 방사선 영상 장비에 적용되는 것을 예로 하고 있으나, 감마선을 이용한 비파괴 검사용 방사선 영상 장비에도 본 발명에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치가 적용 가능함은 물론이다.
본 발명에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 핀홀 형성 모듈(110), 복수의 구동 모듈(121a,121b,121c,121n) 및 콜리메이팅 제어부(130)를 포함한다.
핀홀 형성 모듈(110)은 방사선의 조사 방향으로 적층되는 복수의 조리개(111a,111b,11c,111n)를 포함한다. 그리고, 복수의 조리개(111a,111b,11c,111n)는 각각 방사선이 통과하는 통과 영역(F)을 형성한다. 여기서, 각각의 조리개(111a,111b,11c,111n)는 방사선을 차폐하는 재질, 예를 들어, 납이나 텅스텐을 포함하는 재질로 마련될 수 있다.
여기서, 각각의 구동 모듈(121a,121b,121c,121n)은 각 조리개(111a,111b,11c,111n)의 통과 영역(F)을 상호 독립적으로 가변시킨다. 즉, 구동 모듈(121a,121b,121c,121n)의 작동에 따라 조리개(111a,111b,11c,111n)가 작동하여 각 조리개(111a,111b,11c,111n)의 통과 영역(F)의 사이즈가 가변된다. 도 5는 본 발명에 따른 핀홀 형성 모듈(110)의 조리개(111a,111b,11c,111n)의 작동 상태를 나타낸 도면으로, 하나의 조리개(111a,111b,11c,111n)가 구동 모듈(121a,121b,121c,121n)에 의해 조절되어 통과 영역(F)이 조절되는 예를 도시한 도면이다.
콜리메이팅 제어부(130)는 각 조리개(111a,111b,11c,111n)의 통과 영역(F)이 독립적으로 가변되도록 복수의 구동 모듈(121a,121b,121c,121n)을 제어한다. 보다 구체적으로 설명하면, 콜리메이팅 제어부(130)는 각각의 조리개(111a,111b,11c,111n)의 통과 영역(F)이 상호 독립적으로 가변되도록 복수의 구동 모듈(121a,121b,121c,121n)을 제어함으로써, 핀홀 형성 모듈(110)이 방사선이 통과하는 핀홀(113,114,115)을 형성하도록 한다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치의 핀홀 형성 모듈(110)의 작동 원리를 설명하기 위한 도면으로, 본 발명에 따른 핀홀 형성 모듈(110)의 방사선의 투과 방향으로의 단면을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 핀홀 형성 모듈(110)은 상술한 바와 같이, 복수의 조리개(111a,111b,11c,111n)가 방사선의 조사 방향으로 적층되어 구성된다. 여기서, 각각의 조리개(111a,111b,11c,111n)가 각 구동 모듈(121a,121b,121c,121n)의 구동에 따라 통과 영역(F)이 상호 독립적으로 가변되면, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 방사선의 조사 방향으로의 단면 형상이 조절 가능하게 된다.
도 6은 조리개(111a,111b,11c,111n)의 통과 영역(F)의 조절을 통해, 도 2의 (b)에 도시된 종래의 핀홀 콜리메이터(10)의 형상을 구현한 예를 도시하고 있다. 도 6의 상부로부터 조리개(111a,111b,11c,111n)의 통과 영역(F)을 점진적으로 감소시켜 제1 콘 영역(113)을 형성하고, 중간 부분의 조리개(111a,111b,11c,111n)를 이용하여 통과홀 영역(115)을 형성하고, 마찬가지로 통과홀 영역(115)으로부터 조리개(111a,111b,11c,111n)의 통과 영역(F)을 점진적으로 증가시켜 제2 콘 영역(114)을 형성함으로써, 도 2의 (b)에 도시된 종래의 핀홀 콜리메이터(10)의 형상을 구현할 수 있게 된다.
도 7의 (a)는 종래의 핀홀 콜리메이터(10)의 단면을 도시한 도면으로, 도 3에 도시된 멀티 핀홀 콜리메이터(10a)에 적용되는 예를 도시한 도면이다. 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 핀홀(113,114,115)이 수직 방향에 대해 일정 각도를 갖도록 형성된 예를 도시한 도면이다.
도 7의 (a)에 도시된 핀홀 콜리메이터(10)의 핀홀(12)는 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치의 핀홀 형성 모듈(110)에 의해 구현이 가능하게 된다.
여기서, 핀홀 형성 모듈(110)을 구성하는 각각의 조리개(111a,111b,11c,111n)에 의해 형성되는 통과 영역(F)은 타원형을 갖도록 마련될 수 있다. 이를 통해, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같은 핀홀 형상의 구현이 보다 원활해질 수 있다.
상기와 같은 구성에 따라, 본 발명에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치는 다양한 형상의 핀홀(113,114,115)의 구현이 가능하게 되어, 핀홀 콜리메이터(10)의 교체 없이도 촬영 대상의 사이즈나 위치, 신틸레이터(Scintillator)의 크기나 위치, 그리고 감마선의 에너지 크기 등의 변화에도 적응적으로 대응 가능하게 된다. 또한, 핀홀 콜리메이터(10)의 교체 없이 핀홀 형성 모듈(110)의 조절에 따라 촬영된 영상의 확대 및 축소가 가능하게 된다.
그리고, 멀티 핀홀 콜리메이터(10a) 구현시 광검출기의 크기 또한 핀홀(113,114,115)들의 FOV에 대응하여 커져야 하지만, 본 발명을 통해서 광전자증배관(PMT)의 크기는 그대로 유지한 채로 종래의 멀티 핀홀 콜리메이터(10a)의 기능을 대신할 수 있게 된다.
그리고, 저에너지부터 고에너지까지 다양한 에너지의 감마선에 대응이 가능하여, 핀홀 콜리메이터(10)의 교체 없이 다양한 동위원소에 대한 촬영이 가능하게 된다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
<부호의 설명>
110 : 핀홀 형성 모듈
111a,111b,111c,111n : 조리개
121a,121b,121c,121n : 구동 모듈
130 : 콜리메이팅 제어부
본 발명에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치 및 이를 이용한 방사선 영상 장비는 감마 카메라나 단일광자방출전산화단층촬영(Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) 장비와 같은 방사선 영상 장비에서 방사선의 통과 영역이나 방향을 결정하는데 적용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 방사선 영상 장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치에 있어서,
    방사선의 조사 방향으로 적층되어 각각 방사선이 통과하는 통과 영역을 형성하는 복수의 조리개를 포함하는 핀홀 형성 모듈과;
    상기 각 조리개의 상기 통과 영역을 상호 독립적으로 가변시키는 복수의 구동 모듈과;
    상기 각 조리개의 상기 통과 영역이 독립적으로 가변되어 상기 핀홀 형성 모듈이 방사선이 통과하는 핀홀을 형성하도록 상기 구동 모듈을 제어하는 콜리메이팅 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 영상장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 조리개에 의해 형성되는 상기 통과 영역은 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 방사선 영상 장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각 조리개는 방사선을 차폐하는 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 방사선 영상 장비에 적용되는 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치.
  4. 제1항에 따른 가변형 핀홀 타입 콜리메이터 장치가 적용되는 방사선 영상 장비.
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