KR101051051B1 - 자기공명영상촬영기와 양전자방출단층촬영기의 융합 시스템에 사용되는 양전자방출단층촬영기의 가동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기공명영상촬영기와 양전자방출단층촬영기의 융합 시스템에 관한 것으로서,생체 조직의 해부학적 정보를 획득하기 위한 자기공명영상촬영기에 동심상으로 배치되어, 생체 조직의 분자적 및 기능적 정보를 획득하도록 배열된 양전자방출단층촬영기의 섬광 검출부 모듈과, 상기 자기공명영상촬영기에 대하여, 상기 양전자방출단층촬영기의 섬광 검출부 모듈을 직선향으로 진퇴이송시키기 위한 직동수단을 포함하여 이루어는 구성으로 되어, 생체 조직의 해부학적 정보를 획득하는 MRI와 생체 조직의 분자적 정보 및 기능적 정보를 획득하는 PET 가 일체형으로 구성됨으로써, 양전자방출단층촬영 및 자기공명영상촬영이 동시에 또는 개별단위 프로토콜로 설정위치별로 이루어져서, 생체 조직의 정보를 보다 신속하고도 정밀하게 수행할 수 있도록 하였다.

자기공명영상촬영기(Magnetic Resonance Imaging: "MRI"), 양전자방출단층촬영기(Positron Emission Tomagraphy: "PET"), 하이브리드, 직동수단, 리니어가이드

Description

자기공명영상촬영기와 양전자방출단층촬영기의 융합 시스템에 사용되는 양전자방출단층촬영기의 가동장치{Moving apparatus of PET-MRI hybrid system}

본 발명은 자기공명영상촬영기(Magnetic Resonance Imaging: "MRI")와 양전자방출단층촬영기(Positron Emission Tomagraphy: "PET")의 구조와 기능을 융합함으로써 환자의 위치를 변경하지 않으면서 동일 장소에서 환자 생체 조직에 대한 해부학적 정보, 분자적 정보 및 기능적 정보를 모두 포함하는 영상을 제공하기 위한 자기공명영상촬영기와 양전자방출단층촬영기의 융합 시스템에 사용되는 양전자방출단층촬영기의 가동장치에 관한 것이다.

환자의 진단을 위해 사용되는 의료 영상은 일반적으로 크게 구조적인 영상과 기능적인 영상으로 분류된다. 구조적인 영상은 인체의 구조 및 해부학적 영상을 의미하고, 기능적인 영상은 인체의 인지, 감각기능 등에 대한 기능 정보를 직접 또는 간접적인 방법으로 영상화하는 것이다. 구조/해부학적 영상 기술에는 MRI 등이 있고, 인체의 생리적/생화학적 작용을 관찰하여 기능 정보를 영상화하는 기술로서는 PET가 널리 사용되고 있다.

PET는 비침습적으로 인체 기능을 계량화하는 강력한 생물학적 영상 도구로서, 방사성 활성을 갖는 양전자 방출동위원소로 표지된 생물학적 탐지자(probe) 분자를 체내에 주입한 후, 방사능의 분포를 단층촬영으로 재구성하여 영상화하여 인체의 각 장기 내의 생리적, 생화학적인 반응을 정량화할 수 있다. PET에 의해 제공되는 뇌, 장기 등의 인체 구조에 대한 기능적/분자학적 정보는 질병의 병인 연구, 진단 예후 판정 및 항암 치료 후 경과 관찰 등에 유용하게 이용할 수 있다.

또한, 암 종양이나 기타 정밀한 병변 촬영을 필요로 하는 진단에서 있어서는, 자력에 의하여 발생하는 자기장을 이용하여 생체 내 임의의 해부학적 단층상을 얻을 수 있는 MRI 장치와, 포도당과 같은 대사물질에 양전자를 방출하는 방사성 동위원소를 결합시켜 인체에 투여한 후 인체 내에서 일어나는 생화학적 변화를 관찰하여 단층촬영 영상을 얻을 수 있는 PET 장치를 함께 이용할 필요가 있다.

그러나, 종래에는 PET 장치가 자장이 차폐된 독립된 공간에 설치되어 운전되는 것이 일반적이었다. 따라서, 생체의 해부학적 영상 획득 위한 MRI 촬영과 병변의 활성 부위에서의 기능적 위치 영상 획득을 위한 PET 촬영을 위해서는, 서로 다른 장소로 환자를 이동시켜야만 하였다.

이 경우 측정 장소의 변경 및 진단을 위한 장시간의 이동시간으로 인해 환자의 상태가 변화되기 쉬워 양 장치에서 별개로 수행된 영상 판독으로는 병변의 위치에 대한 정밀한 진단이 어려운 문제가 있었다. 또한 측정 장소가 서로 분리되어야만 하기 때문에 진단 시간이 장시간 소요되고, 양 장치에 대한 설치비용이 증가되 는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자기공명영상촬영장치 내에 양전자방출단층촬영장치를 이동 가능하게 구성함으로써, 환자의 위치를 변경하지 않으면서 동일 장소에서 환자 조직의 해부학적 영상 및 기능적 영상을 동시에 얻을 수 있게 하여 병변 진단의 정밀성을 높이고 진단에 소요되는 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있도록 한 자기공명영상촬영기와 양전자방출단층촬영기의 융합 시스템 및 이에 사용되는 양전자방출단층촬영기의 가동장치를 제공함에 주된 기술적 해결과제가 있다.

또한, 본 발명의 해결과제는, 국소 MR 영상촬영동안 PET 전신영상촬영을 가능하게 하여, 보다 많은 진단정보를 제공할 수 있는 PET 구동장치 및 PET/MR 영상획득 프로토콜을 제공하는 데 있으며, 이는, MRI는 환자 베드를 이동하여 국소 MR 영상촬영, PET는 PET 구동장치를 따라 전신 PET 영상촬영함으로써, 동일시간 촬영으로 환자에게 국소부위 PET/MR 동시영상 및 PET 전신영상을 제공할 수 있는 효과적인 PET/MR 융합영상기기의 구동방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

자기공명영상촬영기와 양전자방출단층촬영기의 융합 시스템에 있어서,

생체 조직의 해부학적 정보를 획득하기 위한 자기공명영상촬영기에 동심상으로 배치되어, 생체 조직의 분자적 및 기능적 정보를 획득하도록 배열된 양전자방출단층촬영기의 섬광 검출부 모듈과,

상기 자기공명영상촬영기에 대하여, 상기 양전자방출단층촬영기의 섬광 검출부 모듈을 직선향으로 진퇴이송시키기 위한 직동수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 PET-MRI 융합 시스템에 의하면, MRI 영상과 PET 영상을 각각은 물론 양자를 동시에 획득할 수 있으며, MRI 장치 내부에 PET 장치의 섬광 검출부를 이동 가능하게 장착함으로써 환자의 이동 없이 PET 영상과 MRI 영상을 동일 장소에서 동시에 획득 할 수 있어 장시간의 검사 시간으로 인한 환자의 병변 오차를 감소시켜 정밀한 진단을 기할 수 있고, 또, MRI 장치와 PET 장치를 동일 장소에 설치함으로써 설치 비용을 현저히 줄일 수 있는 등의 장점이 있다.

다시 말해서, 생체 조직의 해부학적 정보를 획득하는 MRI와 생체 조직의 분자적 정보 및 기능적 정보를 획득하는 PET 가 일체형으로 구성됨으로써, 양전자방출단층촬영 및 자기공명영상촬영이 동시에 또는 개별단위 프로토콜로 설정위치별로 이루어져서, 같은 시간동안 생체 조직의 정보를 보다 많이 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, PET 단독구동에 있어서는 환자베드 대신 PET 기기를 이동함으로써 베드 움직임에 의한 환자의 불안 요소들을 저감시킬 수 있어, 환자중심적인 기기운영이 가능하다.

또한, 같은 시간동안 PET/MR을 촬영하더라도, PET 정보를 환자에게 보다 많이 제공할 수 있다는 장점이 있다.

이하, 본 발명에 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 MRI - PET 융합 시스템의 내부 구조를 나타낸 개략 단면 구조도이고, 도 2는 도 1의 선A-A에 따른 종단면 구조도이며, 도 3은 본 발명에 따른 MRI - PET 융합 시스템의 PET 가동장치를 상세히 예시한 내부 구조 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 MRI - PET 융합 시스템의 PET 가동장치에 의한 PET의 이동상태에 따른 영상 촬상 프로토콜의 순서를 예시한 모식도이다.

본 발명에 따른 MRI(10) - PET 융합 시스템은, 양전자방출단층촬영장치(PET)의 섬광 검출부 모듈이 독립하여 자기공명영상촬영장치(MRI(10))의 원통형 갠트리 내부에 구비된 구조의 MRI(10)-PET(20) 융합 시스템 가동장치의 일환으로서 안출되었다.

상기한 자기공명영상촬영기(10)와 양전자방출단층촬영기(20)의 융합 시스템에 사용되는 양전자방출단층촬영기(20)의 가동장치는, 생체 조직의 해부학적 정보를 획득하기 위한 자기공명영상촬영기(10)에 동심상으로 배치되어, 생체 조직의 분 자적 및 기능적 정보를 획득하도록 배열된 양전자방출단층촬영기(20)의 섬광 검출부 모듈(21)과, 상기 자기공명영상촬영기(10)에 대하여, 상기 양전자방출단층촬영기(20)의 섬광 검출부 모듈(21)을 직선향으로 진퇴이송시키기 위한 직동수단(100)을 포함하는 구성으로 되어 있다.

또한, 상기 직동수단(100)은, 상기 양전자방출단층촬영기(20)의 섬광 검출부 모듈(21) 하부 양측에 고정된 복수의 이동블록(110)을 지지하고, 상기 자기공명영상촬영기(10)의 갠트리 내부를 가로질러 횡단 배열된 리니어 가이드(120)와, 상기 리니어 가이드(120)와 상측 일부가 병행 배열되고, 일부가 고정블록(130)을 매개로 상기 양전자방출단층촬영기(20)의 섬광 검출부 모듈(21)과 일체로 결합되어, 이 섬광 검출부 모듈(21)을 상기 리니어 가이드(120)의 안내 주행 경로를 따라 진퇴이동시키기 위한 진퇴이동장치(200)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

또, 상기 진퇴이동장치(200)는, 상기 고정블록(130)과 고정결속된 타이밍 체인이나 타이밍 벨트와 같은 전동부재(210)와, 상기 전동부재(210)의 양측이 걸어감김결합되어 상기 전동부재(210)를 무한 이동시키기 위한 제1 내지 제4 전동 스프로켓 풀리(220, …)와, 상기 전동 스프로켓 풀리(220, …)들 중 하나를 직간접으로 회전력을 발생하여 구동시키기 위한 구동모터(230)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

또, 상기 리니어 가이드(120)는 단순한 직동 가이드 레일이 아닌 구동형 리니어 모터로 대체되어도 좋다.

상기 섬광 검출부 모듈(21)은, 종래와 같이, 양전자방출에 따른 방사선을 빛 으로 변환하기 위한 복수의 섬광 결정 에레이가 환형으로 정렬된 구조의 섬광 검출기와, 상기 복수의 섬광 결정 어레이 각각에 연결되어 변환된 빛을 PET(20) 장치의 광소자로 전달받아 이를 감지하기 위한 감지센서와, 상기 감지센서와 섬광 검출기를 방사상으로 배열함과 동시에 이들을 둘러싸서 지지하는 커버체(23)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

또한, 상기한 섬광결정은 비자성 섬광결정을 채용함이 바람직하며, 본 발명에서의 광센서는 반도체 광센서를 채용하는 것이 좋다.

상기한 커버체(23)는 상기 커버체(23)의 하부 양측에 배치된 이동블록(110)을 매개로 상기 리니어 가이드(120)를 따라 미끄럼 이동하는 구성으로 되어 있다.

이로써, 상기한 커버체(23)가 상기 섬광 검출기를 MRI(10) 장치의 갠트리 안팎으로 활주시키기 위한 직동수단(100)을 매개로, MRI(10) 장치와 PET(20) 장치가 장소적으로 시간적으로 분리하여 설치되고 구동되어야만 했던 종래의 문제점을 해결할 수 있게 되는 것이다.

이러한 MRI(10) 장치와 PET(20) 장치를 융합은, PET(20) 장치의 섬광 검출부를 PET(20) 장치와 분리하여 MRI(10) 장치 내에 동심상으로 이동 가능하게 배치하고 섬광 검출기를 구성하는 복수의 섬광 결정 어레이의 단위셀로부터 나오는 빛을 감지센서로 이용하여 포집하여 PET(20) 장치에서 전송받아 신호처리를 수행하도록 구성됨은 물론이다.

이하의 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 상기와 같은 본 발명의 기술적 요지를 구성하지 않는 MRI(10) 장치나 PET(20) 장치와 관련된 일반적 사항은 본 발명의 구성을 불명확하게 하지 않는 범위 내에서 적절히 생략되어 있다.

도 4는 PET(20) 장치의 섬광 검출부가 MRI(10) 장치 내외측에서 진퇴이동하여 위치별로 영상 프로토콜 촬영을 수행하는 각각 나타낸 모식도로서, 본 발명에 따른 MRI(10)-PET(20) 융합 시스템은, PET(20) 장치의 섬광 검출부가 독립하여 MRI(10) 장치의 원통형 갠트리 내부에 이동 가능하게 동심상 배열되어 설치되는 구조로 되어 있음을 예시하고 있다.

도 4에서는, 상기 MRI(10) 장치와 PET(20) 장치 각각을 단독으로 또는 동시에 구동하여 획득되는 영상들은 단독으로 또는 서로 합성되어 도시하지 않은 디스플레이를 통해 표시되도록 함이 바람직하다.

일예로, 도 1에 예시된 바와 같이, 상기 갠트리 입구에는 환자를 적재한 상태에서 갠트리 안팎으로 이송되는 환자 테이블이 베이스 상에서 이동 가능하게 설치되어 있음이 예시되어 있다.

먼저, 상기 섬광 검출부는 갠트리를 기준으로 환자 테이블의 반대편에서 삽입되고, 섬광 검출기 모듈이 PET(20) 영상의 획득을 위하여 갠트리 안팎으로 이송된다.

도 2를 참조하면, 상기 PET(20)의 섬광 검출부 모듈(21)이 상기 리니어 가이드(120)의 주행결로를 따라 이동하도록 상기 리니어 가이드(120)에 결합됨에 있어, 구동력의 전달수단으로서의 전동부재(210)를 무한궤도 이동시키는 구동모터(230)의 구동력을 매개로 회전 구동시킴으로서, 상기 갠트리의 축 방향으로 직선 운동을 함 으로써 상기 섬광 검출부모듈을 이송하게 된다.

본 실시예에서, 상기 리니어 가이드(120)는 상기 PET(20)의 하부 양측에 유동을 방지할 목적으로 대칭적으로 한 쌍으로 구비된 것을 예시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, MRI(10) 시스템의 신호 처리 과정을 설명한다. 영상획득 장치의 구동에 있어 전체적인 신호를 제어를 위한 회로부로 순차메모리회로가 제공된다. 게이트 변조회로는 기존신호발생기로부터 오는 정현파를 정자장에 의해 결정되는 자기공명주파수로 변환한다. 그 후 선택여기파형으로 진폭변조하여 90˚puls나 180˚puls를 생성한다. 이 변조된 신호는 고주파 전력증폭기에 공급된다. 전력증폭기로부터 공급된 공명주파수의 고주파 신호는 감쇄기를 원하는 여기 각도 (flip angle)로 진폭 조정되어 조사 코일에 전송되고 생체 내 일정 영역의 프로톤(proton)을 여기한다.

이렇게 발생한 신호는 노이즈의 헤드 앰프(head amp) 또는 전치증폭기로 증폭되고 다시 주증폭기로 증폭된다. 주증폭기에서 슈퍼헤테로다인 방식등에 의해 중간주파수로 변조되어 최종적으로는 가청주파수대역으로 변환된다. 중간주파에서 저주파로는 DBM(double balanced mixer)에 의해 변환된다. 이 출력은 저역통과형 필터에 의해 대역을 제한한 후 아날로그 디지털 변환기에 의해 디지털 신호로 변환된다. 이렇게 변환된 MRI(10) 디지털 신호와 PET(20)에서 발생한 디지털 신호를 컴퓨터 영상재구성 프로그램에 의해 영상으로 구현되어 디스플레이에 표시된다.

다음으로, PET(20) 시스템에서의 신호 처리 과정을 설명한다. 양전자방출단 층촬영장치의 섬광 결정 에레이는 생체 내에서 방출되는 감마선에 의해 빛을 방출한다. 방출된 빛은 감지센서를 매개로 PET(20) 장치로 신호 처리를 위해 전송된다. 전송된 빛은 광소자로서의 감지센서에 의해 전기적인 신호로 변환되고, 변환된 미세한 전기적 신호는 증폭기에 의해 증폭된다. 증폭된 아날로그 신호는 빠른 영상처리를 위해 아날로그 디지털 변환회로를 거쳐 디지털 신호로 변환되어진다. 디지털 신호는 MRI(10) 영상신호와 함께 재구성 프로그램을 통해 합성된 MRI(10)-PET(20) 영상으로 구현된다.

본 발명의 MRI(10)-PET(20) 융합 시스템은 다음과 같은 다양한 효과를 갖는다.

본 발명의 시스템은 MRI(10)와 PET(20)을 일체형으로 구성하고 있기 때문에, 고해상도의 MRI(10) 영상과 분자적 기능 정보를 제공하는 PET(20) 영상이 시공간적으로 최적으로 동기화된 융합 영상을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 PET(20)-MRI(10) 융합 시스템은, 인체조직에 대한 기능적 영상뿐만 고해상도의 다양한 해부학적 정보를 제공하기 위하여 양전자를 방출하는 방사선 핵종을 이용하는 PET(20)와 고주파 자기장을 이용하는 MRI(10)를 일체형으로 결합한 것이다.

상기 PET(20)-MRI(10) 융합 시스템은, MRI(10)용 자기 경사 코일(magnet and gradient coil: 140), RF코일 및 PET(20)용 비자성 검출기(non-magnetic detector)로서의 섬광 검출기를 포함한다. MRI(10)는 자기 경사 코일을 이용하여 생성되는 자기장을 이용하여 인체 내부의 수소 원자핵을 공명시키고, 이를 통해 그 원자핵의 분포와 원자핵을 함유하는 조직의 고유한 물리적/화학적 변화를 영상화하기 때문에, 자장에 영향을 받기 쉬운 PET(20)를 MRI(10)와 일체형으로 결합한 경우에는 PET(20)의 정상 동작을 보장하기 어렵게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 PET(20)/MRI(10) 스캐너(110)에서는, PET(20)의 검출기에서 자장에 영향을 많이 받는 소자인 PMT(Photo-Multiplier Tube) 부분을 APD(Avalanche Photo-Diode)와 같이 자장에 영향을 받지 않는 소자로 대체시킨 비자성 PET(20) 검출기로서의 섬광 검출기를 이용하였다.

상기한 전동 풀리(220, …)를 지지하는 지지프레임(250)은, 예컨대 로울러 등을 포함하는 구동 수단(도시되지 않음)에 의해 전동부재(210) 등이 구름 구동되는 방식으로 구성되어, 상기 PET(20)/MRI(10) 장치 사이에서 환자에 대해 동일 좌표가 유지되는 방식으로 이동될 수 있도록 조력한다.

또한, PET(20)와 MRI(10) 장치가 내에서 일체형으로 결합되어 있기 때문에, PET(20)/MRI(10) 장치에 의해 시간적/공간적으로 정확히 일치하는 PET(20) 및 MRI(10) 영상을 얻을 수 있게 되는 것이다.

도시되지는 않았지만, 본 발명에 따른 PET(20)/MRI(10) 융합 시스템은 푸리에 변환(Fourier Transformation) 및 3차원 재구성과 같은, PET(20) 영상, MRI(10) 영상 및 CT 영상(삭제요망)을 융합하는데 필요한 알고리즘을 수행하는 영상 처리 수단을 포함한다. 상기 알고리즘은 또한, MRI(10) 및 PET(20) 영상을 결합하는데 필요한 기하학적 에러 조정(error calibration) 및 정정(correction)과 같은 다양한 수학적 변환을 포함한다.

상기 PET(20)/MRI(10) 융합 시스템은, PET(20) 영상을 생성하기 위해, 환자의 동일 부위를 검사하여 감마선(소멸(annihilation) 양전자)을 검출하기 시작한다. 생물학적 탐지자 분자에 표지되어 인체에 주입된 양전자 방출 동위원소의 원자들의 일부는 일정 시간 동안 양전자와 중성 미자(neutrino)를 방출하면서 자연붕괴되는데, 중성 미자는 별 작용 없이 인체 밖으로 통과되어 나오기 때문에 검출할 수 없지만, 양전자는 조직에서 전자들과 충돌하여 에너지를 잃고 1mm 이하의 아주 짧은 거리 내에서 이들 전자와 함께 소멸(annihailation)되면서 감마선 형태로 변환된다. 이러한 소멸 과정에 있어서, 운동량이 보존되어야 하기 때문에 한 쌍의 감마선(소멸광자)이 180도 서로 반대 방향으로 생성된다. 이와 같은 소멸 특성으로 인하여, PET(20)/MRI(10) 장치에서는 섬광 검출기가 원형으로 배열되어, 서로 반대 방향에 있는 한 쌍의 검출기가 동시에 한 쌍의 감마선을 검출한다. 이러한 검출은, 2개의 수신 검출기 사이를 연결하는 선 상의 어딘가에서 양전자와 전자의 충돌이 있었다는 것을 의미하고, 이러한 선을 반응선이라고 일컫는다. 따라서, 다수의 일치하는 반응선이 PET(20)/MRI(10) 장치 내에서 획득되고 영상 처리 수단의 수학적 재구성을 거쳐 단면 영상을 생성한다. 위에 언급된 PET(20) 및 MRI(10) 촬영은, MRI(10) 촬영이 완료된 후 PET(20) 촬영을 수행할 수도 있으며, 또는 이들 촬영을 동시에 수행할 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 MRI(10) 장치와 PET(20) 장치를 일체화하여 융합하는 구성을 취함에 있어, PET(20)의 섬광 검출기를 MRI(10) 장치 내에서 이송할 수 있도록 전동부재(210)와 구동모터(230)로 섬광 검출기를 이송하면서 상대적인 이미지 촬상이 가능하도록 함으로써, 피검자의 크레이들을 구동하지 않고도, 순차적으로 MRI(10) 장치와 PET(20) 장치의 동시 촬상이 가능하도록 한 기술이다.

본 발명의 MRI(10)-PET(20) 융합 시스템의 이송장치에 의하면, MRI(10) 영상과 PET(20) 영상을 각각은 물론 양자를 동시에 획득함에 있어, MRI(10) 장치 내부에서 PET(20) 장치의 섬광 검출부를 자기장의 왜곡이나 변형없이 이송 가능케 구성함으로써, 환자의 이동 없이 PET(20) 영상과 MRI(10) 영상을 동일 장소에서 동시에 획득 할 수 있음과 동시에, 촬영 시간 및 효율을 증대시켜 신속하고도 정밀한 진단을 수행할 수 있도록 하는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

이는 1회 촬영으로 전신체 PET(20) 영상 및 국소 MRI(10) 영상을 획득하도록 이송됨 과 동시에 및 영상획득 프로토콜이 가동되는 양전자방출단층촬영기(20)기(PET(20))와 자기공명영상기기(MRI(10))를 결합한 융합의료영상기기 프로토콜 가동기법이다.

이로써, 종래의 경우, PET(20)은 전신체 촬영을 위해 약 50분이 소요(1 슬라이스= 5분)되며, 전신 MRI(10)의 경우 대체로 20분 정도가 소요되지만, 신호대잡음비가 낮고 공간분해능이 떨어지는 영상을 획득하기 때문에, 상호보완적인 PET(20)/MR로 사용하는 것이 어려운 단점을 해소하였으며, 환자 테이블만을 이동하여 전신체 PET(20)/MR 영상 획득할 경우, 분해능이 뛰어난 MR영상을 얻기 위해서는 많은 시간이 필요하므로 임상적 적용이 어렵고, 국소병변 PET(20)/MR 영상 획득할 경우, PET(20)의 활용도가 많이 떨어지는 단점을 해소할 수 있게 되는 것이다.

환자 테이블은 기설치된 리니어 가이드(120)를 따라 MRI(10) 보어내부로 위치를 이동하고 특정장기 MR 영상획득하면서, 환자전신에 대한 영상을 획득할 수 있으며, 이때, 획득한 전신체 PET(20) 영상에 특정장기 MR 영상을 융합하여 PET(20)/MRI 영상 제공할 수 있게 됨으로써, 1회 촬영으로, 특정장기에 대한 PET(20)/MRI 동시영상획득 및 전신체에 대한 PET(20) 영상을 제공하는 것이 가능하게 되는 것이다.

이는 기존의 환자 테이블이 움직이며 촬영하는 방식보다 전신체 영상획득 촬영시간이 줄어들고, 각각의 영상장비가 갖는 고유의 영상획득기법들을 그대로 적용하여 PET(20)/MR 구동이 가능케 되는 것으로서, 한번 촬영으로 종양이나 암이 의심되는 기관에서 PET(20)/MR 동시영상 획득, 전신체 PET(20) 영상으로 암의 전위여부를 알 수 있는 등의 핵심적인 작용이 구현되게 되는 것이다.

이상의 설명과 같이, 본 발명은 생체 조직의 해부학적 정보를 획득하는 MRI(10)와 생체 조직의 분자적 정보 및 기능적 정보를 획득하는 PET(20) 가 일체형으로 구성됨으로써, 양전자방출단층촬영 및 자기공명영상촬영이 동시에 또는 개별단위 프로토콜로 설정위치별로 이루어져서, 생체 조직의 정보를 보다 신속하고도 정밀하게 수행할 수 있도록 하는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위 가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 MRI - PET 융합 시스템의 내부 구조를 나타낸 개략 단면 구조도,

도 2는 도 1의 선A-A에 따른 종단면 구조도,

도 3은 본 발명에 따른 MRI - PET 융합 시스템의 PET 가동장치를 상세히 예시한 내부 구조 단면도, 및

도 4는 본 발명에 따른 MRI - PET 융합 시스템의 PET 가동장치에 의한 PET의 이동상태에 따른 영상 촬상 프로토콜의 순서를 예시한 모식도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

10 : 자기공명영상촬영기 20 : 양전자방출단층촬영기

23 : 섬광검출기 모듈 커버체

100 : 직동수단 110 : 이동블록

120 : 리니어 가이드 130 : 고정블록

200 : 진퇴이동장치 210 : 전동부재

220 : 전동 스프로켓 풀리 230 : 구동모터

Claims (6)

1. 자기공명영상촬영기와 양전자방출단층촬영기의 융합 시스템의 가동장치에 있어서,

   생체 조직의 해부학적 정보를 획득하기 위한 자기공명영상촬영기 내부에 동심상으로 배치되어, 생체 조직의 분자적 및 기능적 정보를 획득하도록 배열된 양전자방출단층촬영기의 섬광 검출부 모듈과,

   상기 자기공명영상촬영기에 대하여, 상기 양전자방출단층촬영기의 섬광 검출부 모듈을 직선향으로 진퇴이송시키기 위한 직동수단을 포함하고,

   상기 직동수단은,

   상기 양전자방출단층촬영기의 섬광 검출부 모듈 하부 양측에 고정된 복수의 이동블록을 지지하고, 상기 자기공명영상촬영기의 갠트리 내부를 가로질러 횡단 배열된 복수의 리니어 가이드와,

   상기 리니어 가이드의 사이에서 상기 리니어 가이드와 상측 일부가 병행 배열되고, 일부가 고정블록을 매개로 상기 양전자방출단층촬영기의 섬광 검출부 모듈과 일체로 결합되어, 이 섬광 검출부 모듈을 상기 리니어 가이드의 안내 주행 경로를 따라 진퇴이동시키기 위한 진퇴이동장치를 포함하며,

   상기 진퇴이동장치는,

   상기 고정블록과 고정결속된 타이밍 체인이나 타이밍 벨트와 같은 전동부재와,

   상기 전동부재의 양측이 걸어감김결합되어 상기 전동부재를 무한 이동시키기 위한 제1 내지 제4 전동 스프로켓 풀리와,

   상기 전동 스프로켓 풀리들 중 하나를 직간접으로 회전력을 발생하여 구동시키기 위한 구동모터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기공명영상촬영기와 양전자방출단층촬영기의 융합 시스템에 사용되는 양전자방출단층촬영기의 가동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 리니어 가이드는 리니어 모터인 것을 특징으로 하는 자기공명영상촬영기와 양전자방출단층촬영기의 융합 시스템에 사용되는 양전자방출단층촬영기의 가동장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 섬광 검출부 모듈은, 양전자방출에 따른 방사선을 빛으로 변환하기 위한 복수의 섬광 결정 에레이가 환형으로 정렬된 구조의 섬광 검출기와, 상기 복수의 섬광 결정 어레이 각각에 연결되어 변환된 빛을 PET 장치의 광소자로 전달받아 이를 감지하기 위한 감지센서와, 상기 감지센서와 섬광 검출기를 방사상으로 배열함과 동시에 이들을 둘러싸서 지지하는 커버체를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기공명영상촬영기와 양전자방출단층촬영기의 융합 시스템에 사용되는 양전자방출단층촬영기의 가동장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항에 따른 가동장치를 채용하여, PET/MR 융합영상획득을 위해, PET 기기를 이동함으로써 전신 PET 영상을 획득하는 프로토콜 단계를 포함하는 PET/MR 융합영상획득방법.
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