KR100912832B1 - 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀에 관한 것이다. 이는 센터구멍과 다수의 관통구멍이 배치되어 있는 본체와; 상기 본체의 관통구멍에 삽입 장착되며 상기 CT장치 및 방사선치료기에 의해 촬영된 영상에 그 단면 형상이 나타나는 것으로서, 서로 다른 밀도를 갖는 물질로 제작된 환봉형 밀도바와; 상기 본체의 양측면에 착탈 가능하게 밀착 결합하며 본체와 같은 직경을 갖는 아크릴제 커버와; 상기 커버와 본체를 관통하여 너트와 결합함으로써 본체에 대해 커버를 밀착시키고 상기 CT장치 및 방사선치료기에 의해 촬영된 영상에 그 단면형상이 나타나며 서로 다른 재질로 제작된 다수의 볼트를 포함한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀은, 영상기반 방사선 치료장치에 장착되어 영상촬영장치와 방사선치료기의 정도관리를 동시에 수행하며 특히 영상촬영장치와 방사선치료기의 센터를 정확히 맞출 수 있어, 그만큼 방사선치료기의 동작이 정밀하게 구현되게 함으로써 치료성공률을 증가시킬 수 있게 한다.

영상기반, 정도관리, 방사선, 치료장치

Description

영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀{Phantom for quality assurance for image base radiation treatment device}

본 발명은 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀에 관한 것이다.

과학기술의 급속한 발전에 따라 의료장비도 첨단화하여 과거에는 불가능했던 각종 시술이나 진단 등이 하나씩 가능해지고 있다. 이러한 의료장비 중에는 인체내부의 상태를 보다 자세히 관찰할 수 있는 각종 촬영장치도 있다.

상기 촬영장치로는 예컨대 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)나 핵의학영상촬영장치(SPECT)나 양전자방출단층촬영장치(PET) 등이 있으며 모두가 종양을 진단하고 치료하는데 중요한 역할을 담당한다.

상기 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)나 핵의학영상촬영장치(SPECT)나 양전자방출단층촬영장치(PET)는 촬영원리가 서로 달라 각각의 장단점을 가지므로, 진단목적에 따라 영상이 가장 정확하고 깨끗하게 나오는 촬영장치를 선택하여 사용한다.

특히, 상기 컴퓨터단층촬영장치(CT장치)는 전자밀도의 변화에 따른 엑스선 감쇠계수의 차이를 발현기전으로 삼아 영상을 얻는 장치로, 영상의 왜곡이 적고 양 호한 해부학적 영상정보를 제공한다. 특히 뼈조직 촬영에 탁월하며 전자밀도 정보를 선량계산에 바로 활용할 수 있어 방사선 치료계획시 기준영상으로 사용할 수 있다.

상기한 의료영상 촬영장치는 환자의 생명과 직결되는 각종 종양을 촬영하는 것이므로 의사로 하여금 올바른 판단을 내릴 수 있도록 정밀하고 정확한 촬영성능이 담보되어야 한다.

이에 따라 의료영상 촬영장치가 설치되어 있는 병원에서는 해당 촬영장치가 올바로 작동하는지 여부를 파악하여야 한다. 이러한 과정은 의료영상촬영장치가 제공하는 여러 가지 정보의 정확성을 보장받기 위한 시스템성능평가와 시스템 메인터넌스를 위해 지속적으로 이루어지는 다양한 측정 및 평가 등을 포함하는 일련의 의료영상 품질관리 작업이다.

사실 대부분의 의료영상 촬영장치는 시간이 지남에 따라 그 성능이 서서히 저하하므로 지속적인 정도관리를 통한 보정작업이 반드시 필요하다. 즉 영상품질을 정기적 또는 비정기적으로 관찰하여 장치의 성능변화에 대한 요인을 분석 평가하여 이를 장치의 유지 보수에 반영함으로써 양질의 영상을 지속적으로 제공받고 장치의 심각한 문제 발생을 미연에 예방할 수 있는 것이다.

한편, 상기 의료영상 촬영장치를 통해 종양의 크기나 위치가 파악되었다면 방사선을 이용해 종양을 제거하는 방사선치료가 이어진다. 상기 방사선치료는 선형가속기(linear accelerator)라고 하는 고가의 의료장비에 의해 이루어진다. 상기 선형가속기는 높은 선량율의 엑스레이 및 전자선을 출력할 수 있음은 물론 출력 에 너지를 세밀하게 조절할 수 있어 현재 방사선 치료의 표준장비로 사용되고 있다.

상기 선형가속기로 방사선 치료를 수행할 때에 무엇보다 중요한 것은 방사선을 종양부위에만 집중적으로 조사하고 정상조직에는 도달하지 않도록 하는 것이다. 그런데 치료계획을 정밀하게 수행하였다 하더라도, 방사선 치료시 카우치(couch)위에 누워있는 환자 몸속 종양의 상태를 실시간으로 관찰할 수 없는 이상, 정상조직에도 방사선이 가해지는 것을 확실히 막지는 못한다.

이에 따라 최근에 영상기반 방사선 치료장치가 개발되었다. 상기 영상기반 방사선 치료장치는 영상촬영장치와 방사선치료기를 통합시킨 의료용 방사선 치료장치로서, 카우치에 누워있는 환자의 몸속 종양 상태를 파악하고 그 상태로 (환자의 이동 없이) 바로 방사선 치료에 들어갈 수 있어, 치료방사선을 매우 정확한 포인트에 집중시킬 수 있어 차세대 방사선 치료장치로 기대되고 있다.

그러나 상기 영상기반 방사선 치료장치는 최신 기계인 만큼 아직까지 품질관리 방법이 정립되어 있지 않다는 문제를 갖는다. 즉, 영상기반 방사선 치료장치를 정도관리 하는데 사용할 만족스러운 품질관리 시스템이 없는 것이다. 이에 따라 상기 치료장치를 새로이 들여놓은 병원이나 기관에서는 정도관리용 기구를 자체적으로 제작하거나 중소 규모의 의료기구 회사로부터 공급받고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 영상기반 방사선 치료장치에 장착되어, 영상촬영장치와 방사선치료기의 정도관리를 동시에 수행하며 특히 영상촬영장치와 방사선치료기의 센터를 정확히 맞출 수 있어, 그만큼 방사선치료기의 동작이 정밀하게 구현되게 함으로써 치료성공률을 증가시킬 수 있는 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 컴퓨터단층촬영장치(CT장치)와 방사선치료기가 결합된 영상기반 방사선치료장치의 카우치에 올려져, 상기 CT장치와 방사선치료기에 의해 촬영되고 촬영을 통해 얻은 영상을 통해 해당 CT장치와 방사선치료기를 정도관리 할 수 있게 하는 것으로서, 일정직경을 갖는 실린더형 아크릴부재로서 그 중심축부에 센터구멍이 형성되고 상기 센터구멍으로부터 일정거리 이격된 외곽부에는 다수의 관통구멍이 배치되어 있는 본체와; 상기 본체의 관통구멍에 삽입 장착되며 상기 CT장치 및 방사선치료기에 의해 촬영된 영상에 그 단면 형상이 나타나는 것으로서, 서로 다른 밀도를 갖는 물질로 제작된 환봉형 밀도바와; 상기 본체의 양측면에 착탈 가능하게 밀착 결합하며 본체와 같은 직경을 갖는 아크릴제 커버와; 상기 커버와 본체를 관통하여 너트와 결합함으로써 본체에 대해 커버를 밀착시키고 상기 CT장치 및 방사선치료기에 의해 촬영된 영상에 그 단면형상이 나타나며 서로 다른 재질로 제작된 다수의 볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센터구멍의 내부에는 CT장치의 해상도 검증에 사용되는 것으로서 디스크의 형태를 취하며 서로 다른 직경의 구멍이 다수 형성되어 있는 플러그가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센터구멍의 내부 중심부에는 상기 CT장치 및 방사선치료기에 의해 촬영된 영상에 그 단면이 팬텀의 중심포인트로서 나타나는 구슬이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 밀도바와 볼트는, 폴리아세탈, MC나일론, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 테프론, 폴르프로필렌, 폴리염화비닐 중 어느 하나로 제작된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 팬텀의 하부에는 팬텀을 카우치 위에 지지하는 받침대가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 팬텀의 외주면에는 하나 이상의 홈이 형성되어 있고, 상기 받침대는; 카우치의 평평한 상면에 대해 일정각도로 기울어진 경사면을 가지며, 상기 경사면에는 경사면위에 팬텀을 지지시킬 수 있도록 다수의 고정홈이 형성되어 있고, 상기 고정홈에는, 고정홈에 삽입된 상태로 경사면 위로 돌출되어 팬텀 외주면의 홈에 끼워짐으로써 팬텀을 받침대 위에 위치시키는 지지블록이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 받침대위에 올려진 팬텀을 소정 각도로 기울일 수 있도록, 상기 받침대 상부로 돌출된 지지블록의 상단면은 수평면에 대해 소정각도로 기울어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀은, 영상기반 방사선 치료장치에 장착되어 영상촬영장치와 방사선치료기의 정도관리를 동시에 수행하며 특히 영상촬영장치와 방사선치료기의 센터를 정확히 맞출 수 있어, 그만큼 방사선치료기의 동작이 정밀하게 구현되게 함으로써 치료성공률을 증가시킬 수 있게 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정도관리용 팬텀을 영상기반 방사선 치료장치에 장착한 모습을 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 팬텀(29)이 영상기반 방사선 치료장치(11)의 카우치(25) 위에 올려져 있음을 알 수 있다.

먼저, 상기 영상기반 방사선 치료장치(11)는, 수직으로 고정되어 있는 본체(13)와, 상기 본체(13) 앞에 축회전 가능하게 설치되는 회전갠트리(15)를 포함한다. 상기 본체(13)내에는 고전압발생장치나 마이크로웨이브발생장치 등이 설치되어 있고, 회전갠트리(15)의 내부에는 전자를 가속시키는 가속관과 자기장발생장치와 방사선방출부(17)등의 장치가 내장되어 있다. 상기 방사선방출부(17)는 목표지점에 방사선을 조사하는 부위이다.

또한 상기 회전갠트리(15)의 도면상 하단부에는 방사선디텍터(19)가 구비되 어 있다. 상기 방사선디텍터(19)는 방사선방출부(17)로부터 방출되는 방사선의 선량을 감지하는 역할을 하는 것으로서 정도관리시 펼쳐져 사용된다.

상기한 구성을 갖는 방사선 방출장치로서 선형가속기가 있으며 후술하는 설명에서는 이를 방사선치료기라 칭하기로 한다.

특히 상기 회전갠트리(15)의 양측부에는 CT장치가 구비되어 있다. 상기 CT장치는 엑스레이를 조사하는 CT소스(21)와, 상기 CT소스(21)에 대향 설치되는 CT디텍터(23)로 구성된다. 상기 CT소스(21)와 CT디텍터(23)는 회전갠트리(15)의 측부에 고정되어 회전갠트리(15)와 동시에 회전하며 치료 대상 부위를 촬영한다. 아울러 상기한 CT소스(21)와 CT디텍터(23)를 포괄하여 CT장치라 일컫기로 한다.

상기 카우치(25)는 환자가 그 위에 눕는 베드로서 상부의 평평한 평판(25a)이 전후 좌우 상하로 이동 가능하다. 도 1에서는 상기 평판(25a)의 일단부가 방사선방출부(17)와 방사선디텍터(19) 사이에 위치하고 그 위에 팬텀(29)을 지지한다.

상기 팬텀(29)은 아크릴로 제작되며 전체적으로 실린더의 형태를 취한다. 이와같이 팬텀(29)이 실린더의 형태를 취하므로 팬텀(29)이 카우치(25) 위에서 굴러가지 않도록 받침대(27)로 받쳐 놓음이 바람직하다. 상기 받침대(27)는 아크릴로 제작되며 원통형 팬텀(29)을 카우치 위에 안정적으로 지지한다.

상기 팬텀(29)은 일정 직경 및 두께를 갖는 실린더형 본체(29a)와, 상기 본체(29a)의 양측면에 밀착 고정되는 커버(29b)와, 상기 커버(29b) 및 본체(29a)를 관통하여 본체(29a)에 대해 커버(29b)를 고정하는 다수의 볼트(35)와, 상기 본체(29a) 내부에 내장되며 CT장치의 단층 촬영시 그 단면 형상이 나타나는 다수의 밀도바(도 3의 39)로 이루어진다. 도면부호 29c는 지지홈으로서 이에 대한 설명은 후술된다.

여하튼, 본 실시예에 따른 팬텀(29)은 상기 방사선방출부(17)의 연직 하부에 위치되어, CT장치와 방사선방출부(17)에 의해 (동시에 또는 따로 따로)그 형상이 촬영되고, 촬영을 통해 얻은 영상을 통해 영상기반 방사선 치료장치(11)를 정도관리 할 수 있게 한다.

도 2a 및 도 2b는 상기 도 1에 도시한 팬텀(29)의 받침대를 도시한 도면이다.

기본적으로 본 실시예에 따른 팬텀(29)을 받치는 받침대에는 두 가지 타입이 있다.

도 2a에 도시한 받침대(27)는, 일정두께를 갖는 지지판(27a)과 상기 지지판(27a)의 양단부 상면에 고정되는 걸림턱(27b)으로 이루어져 있다. 상기 걸림턱(27b)은 팬텀(29)의 외주면에 접하여 팬텀(29)이 지지판(27a)으로부터 굴러 떨어지지 않도록 한다.

도 2b에 도시한 받침대(31)는, 상기 카우치(25)의 평판(25a)에 대해 일정 각도로 경사진 경사면(31a)을 제공하고 상기 경사면에 다수의 고정홈(31b)을 갖는 경사판(31c)과, 상기 고정홈(31b)중 하나의 고정홈에 끼워지는 지지블록(33)과, 상기 지지블록(33)을 사용하지 않을 때 사용하는 한 쌍의 사각봉(31d)을 포함한다. 상기 사각봉(31d)은 길이방향으로 일정한 정사각형의 단면 형태를 갖는 막대이다.

상기 지지블록(33)은 고정홈(31b)에 끼워진 상태로 경사면(31a) 상부로 돌출 된다. 특히 고정홈(31b)에 끼워진 상태의 지지블록(33)의 상면은 수평면에 대해 각도 θ만큼 기울어진다. 따라서 상기 고정홈(31b)에 지지블록(33)을 끼우고 지지블록(33) 상단부를 지지홈(도 1의 29c)에 삽입하면 팬텀이 도 11에 도시한 바와같이 각도 θ만큼 기울어지게 위치된다. 팬텀을 기울여 위치시킨 이유에 대해서는 후술된다.

상기 지지블록(33)이 팬텀(29)을 기울여 지지하는 것임에 비해, 사각봉(31d)은 지지블록(33)에 지지되고 있는 상태의 팬텀(29)을 수평으로 들어올려 받치는 역할을 한다. 즉, 팬텀(29)이 지지블록(33)에 지지되고 있는 상태를 유지할 수 있을 정도의 높이만큼 수평으로 들어올려 지지하는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정도관리용 팬텀의 분해 사시도이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 팬텀(29)은, 일정 직경 및 두께를 갖는 실린더형 본체(29a)와, 상기 본체(29a)의 양측면에 밀착 결합하는 커버(29b)와, 상기 본체(29a)에 내장되는 다수의 밀도바(39)와, 상기 본체(29a)에 대해 커버(29b)를 결합시키되 서로 다른 재질로 제작된 볼트(35) 및 너트(37)를 포함한다.

상기 본체(29a)는 투명 또는 반투명의 아크릴로 제작되며 그 중심축부에 센터구멍(29k)를 갖는다. 상기 센터구멍(29k)은 일정직경을 갖는 구멍으로서 본체(29a)를 관통한다. 또한 상기 센터구멍(29k)으로부터 일정거리 이격된 본체(29a)의 외곽부에는 네 개의 볼트관통구멍(29d)과 네 개의 밀도바수용구멍(29e)이 마련되어 있다.

상기 각 볼트관통구멍(29d)은 밀도바수용구멍(29e)의 사이에 위치하며 일정 간격으로 이격되어 있다. 상기 볼트관통구멍(29d)은 볼트(35)를 통과시키는 구멍이다. 또한 밀도바수용구멍(9e)은 밀도바(39)를 그 내부에 수용 고정하는 구멍이다.

상기 밀도바(39)는 일정직경 및 길이를 갖는 환봉형 부재로서 각 밀도바수용구멍(29e)에 박혀 고정된다. 상기 밀도바(39)는 네 개가 모두 다른 재질로 제작된다. 또한 볼트(35)는 일정직경을 가지며 길이방향으로 연장되고 그 일단부에는 수나사부(35b)가 형성되어 있고 반대편 단부에는 헤드부(35a)를 갖는다.

상기 커버(29b)는 본체(29a)의 양측면에 밀착하여 상기 밀도바(39)를 밀도바수용구멍(29e)에 지지함과 아울러 후술할 플러그(도 4a의 43)나 유리구슬(도 5의 47)을 센터구멍(29k) 내부에 유지시키는 디스크형 부재이다. 상기 커버(29b)는 본체(29a)와 같은 아크릴로 제작되며 그 테두리부에 네 개씩의 볼트관통구멍(29f)을 갖는다.

상기 볼트관통구멍(29f)이 본체(29a)에 형성되어 있는 볼트관통구멍(29d)에 대응함은 물론이다. 따라서 상기 본체(29a)의 양측면에 커버(29b)를 위치시키되 볼트관통구멍(29d,29f)을 대응시켜 맞추면 상기 볼트(35)가 통과할 수 있는 경로가 확보된다.

결국, 상기 각 밀도바수용구멍(29e)에 밀도바(39)를 삽입한 상태로, 본체(29a)의 양측면에 커버(29b)를 씌우고 볼트(35)를 상기 커버(29b)와 본채(29a)와 반대편 커버(29b)에 통과시킨 후 볼트(35)의 수나사부(35b)에 너트(37)를 나사 결합시킴으로써 팬텀(29)의 세팅이 완료된다.

한편, 상기 네 개의 밀도바(39)와 네 개의 볼트(35)는 서로 다른 재질로 제 작된다. 이를테면 다음 8가지 즉, 폴리아세탈, MC나일론, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 테프론, 폴르프로필렌, 폴리염화비닐 중 어느 하나를 각각 선택하여 제작할 수 있는 것이다. 아울러 상기 볼트(35)와 너트(37)는 동일한 재질로 제작된다.

상기한 밀도바(39)와 볼트(35)는 CT장치의 정도관리를 위해 사용되는 것이며 이에 대해서는 후술하기로 한다.

도 4a는 상기 도 3에 도시한 정도관리용 팬텀에 포함되는 본체의 일 사용예를 설명하기 위하여 도시한 분해 사시도이다. 도면에서 밀도바(도 3의 39)는 생략하였다.

도면을 참조하면, 상기 센터구멍(29k) 내부에 플러그(43)가 설치될 수 도 있음을 알 수 있다. 상기 플러그(43)는 서로 다른 직경의 관통 구멍(43a)이 다수개 형성되어 있는 디스크형 부재로서, 지지부재(41)에 의해 센터구멍(29k)의 중심부에 위치된다. 상기 플러그(42)는 CT장치의 해상도를 검증하기 위한 것이다.

상기 플러그(43)에 마련되어 있는 구멍(43a)은 직경이 예컨대 최소 0.4mm 부터 1.9mm까지 16개를 직경이 0.1mm씩 커지도록 가공 할 수 있다.

도 4b는 상기 도 4a에 도시한 본체(29a)를 (상기 볼트관통구멍(29d) 및 밀도바수용구멍(29e)에 볼트(35)와 밀도바(39)를 장착한 상태로) CT장치로 단층 촬영하여 얻은 영상을 도면화 하여 개략적으로 나타낸 모습이다.

도시한 바와같이, 볼트(35)와 밀도바(39)의 단면이 서로 다른 패턴으로 구분 지어져있다. 실제 획득 영상에는 밀도바와 볼트의 단면이 명도(明度)의 차이로 구 분지어 진다. 공지의 사실과 같이 상이한 밀도를 갖는 물체를 CT장치로 단층 촬영했을 때, 획득한 단층영상에는 밀도의 차이가 명암의 차이로 나타내게 된다. 즉 밀도가 높은 물질일수록 영상에는 밝게 나오고 밀도가 상대적으로 낮은 물질일수록 어둡게 나오는 것이다.

여하튼 CT장치로 단층 촬영한 영상을 통해, 영상에 디스플레이 되어있는 각 밀도바(39)와 볼트(35)의 전자밀도(electron density)를 계산하고 이를 실제 밀도바(39)와 볼트(35)의 전자밀도와 각각 비교하여, 피촬영물의 밀도를 CT장치가 정밀하게 파악하는지 검증한다.

아울러 도면의 중앙부에는 상기 플러그(43)의 형상이 나타나 있다. 특히 상기 플러그(43)에 마련되어 있는 다수의 구멍(43a)은 해당 CT장치의 해상도에 따라 명확하게 보일 수 도 있고 그렇지 않을 수 도 있다. 상기 구멍(43a)의 선명도를 기준으로 CT장치의 해상능력을 판별한다.

도 5a는 상기 도 3에 도시한 정도관리용 팬텀에 포함되는 본체의 다른 사용예를 설명하기 위하여 도시한 분해 사시도이다.

도 5a를 참조하면, 상기 센터구멍(29k) 내부 중심부에 유리구슬(47)이 설치될 수 있음을 알 수 있다. 상기 유리구슬(47)은 팬텀(29)의 중심부에 정위치하여 기준점의 역할을 한다. 상기 유리구슬(47)을 해당 위치에 고정시킬 수 있도록 두 개의 지지부재(45)가 센터구멍(29k)에 함께 들어간다.

상기 지지부재(45)는 원기둥형 부재로서 센터구멍(29k)의 내주면에 밀착하고, 상호 대향하는 대향면에 반구형홈(45a)을 갖는다. 상기 반구형홈(45a)은 유리 구슬(47)을 절반씩 수용하는 홈이다. 따라서 상기 지지부재(45)를 상호 맞대어 밀착시키면 유리구슬(47)이 지지부재(45)의 사이에 수용 고정된다.

도 5b는 상기 도 5a에 도시한 본체를 (도 4b와 마찬가지로 상기 볼트관통구멍(29d) 및 밀도바수용구멍(29e)에 볼트(35)와 밀도바(39)를 장착한 상태로) 단층촬영 했을 때 얻는 단면형상을 나타내 보인 도면이다.

도시한 바와같이, 본체(29a)의 단면 중앙에 상기 유리구슬(47)의 단면이 나타나 있다. 상기 유리구슬(47)은 CT장치는 물론 방사선치료기의 단층촬영을 통해 얻은 영상에 그 위치가 점의 형태로 나타난다. 방사선치료기로도 출력 엑스레이의 에너지를 낮추어 피촬영물을 촬영할 수 있다.

상기 유리구슬(47)은, CT장치와 방사선치료기의 센터를 맞추기 위하여 사용되는 기준점의 역할을 한다. 영상기반 방사선 치료장치에 있어서 방사선치료기로부터 조사되는 방사선의 타겟포인트가, CT장치로 촬영하여 얻은 방사선조사 목표 포인트에 일치하여야 정확한 치료가 이루어지므로, CT장치로 파악한 상기 유리구슬(47)의 위치에 상기 방사선방출부(17)로부터 발생하는 방사선이 맞추어지는지 검증하는 것이 정도관리의 가장 큰 부분이다.

이러한 정도관리를 수행하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 상기 유리구슬(47)이 설치된 상태의 팬텀(29)을 상기 방사선방출부(17)의 연직 하부에 위치시킨다. 이 상태로 회전갠트리(15)를 360도 회전시키며 팬텀(29)을 촬영한다. 회전갠트리(15)가 회전하는 동안 CT장치와 방사선치료기는 각자의 촬영방식대로 팬텀(29)을 촬영한다. 특히 방사선치료기는 방출 에너지를 낮 추고 또한 상기 방사선디텍터(도 1의 19)를 펼친 상태에서 촬영한다.

상기 CT장치와 방사선치료기의 촬영이 완료되었다면, 촬영한 내용을 컴퓨터에서 각각 재구성한다. 재구성된 영상에는 9개의 기준점이 표시된다. 상기 기준점은 4개의 밀도바(29)의 양단부를 포인트화 한 8개의 점과, 유리구슬(47)을 포인트화한 한 개의 점이다. 유리구슬(47)은 재구성된 영상에 점으로 표현된다. 따라서 영상에는 모두 9개의 기준점이 표시되는 것이다.

여하튼 CT장치에 의한 재구성영상과 방사선치료기에 의한 재구성 영상을 정합하여 모니터 상에서 상기 9개의 기준점을 맞춘다. 상기 정합과정을 통해 모든 기준점이 정확히 겹쳐질 수 도 있고 부분적 또는 전체적으로 어긋날 수 도 있다. 상기 기준점이 어긋난 경우는 CT장치나 방사선치료기가 정확히 동작하지 않는 것으로 하드웨어적 또는 소프트웨어적 보수가 필요하다.

도 6은 상기 도 3에 도시한 정도관리용 팬텀에 엑스레이필름을 적용한 모습을 도시한 도면이다.

기본적으로 본 실시예에 따른 팬텀(29)은, 본체(29a)의 양측부에 커버(29b)를 착탈 가능하게 고정시키는 구조를 가지므로, 필요에 따라 본체(29a)와 커버(29b)의 사이에 엑스레이필름(F)을 끼울 수 있다.

상기 엑스레이필름(F)은 타겟포인트(도 9의 T)를 중심으로 회전하는 방사선방출부(17)의 회전반경이, 회전하는 동안 일정하게 유지되는지 검증하는 목적으로 사용될 수 있다. 공지의 사실과 같이 회전갠트리(15)의 방사선방출부(17)측은 중량이 무거워 아래로 미세하게 기울어질 수 있는데, 상기 엑스레이필름(F)이 이러한 기계적인 오류를 잡아낼 수 있는 것이다.

상기 방사선방출부(17)로부터 조사되는 방사선은 그 궤적이 엑스레이필름에 나타나도록 고에너지를 가지며 엑스레이필름(F)을 포함하는 평면과 일치한다.

도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 정도관리용 팬텀을 통해 영상기반 방사선 치료장치를 정도관리 하는 모습을 도시한 도면이다.

도 7를 참조하면, 상기 팬텀(29)이 방사선방출부(17)의 연직 하부에 정위치하고 있다. 이 때 상기 팬텀(29)에는 상기한 엑스레이필름(도 6의 F)이 내장되어 있다.

상기 팬텀(29)의 세팅이 완료되었다면 회전갠트리(15)를 구동하여 방사선방출부(17)를 회전시키며 방사선을 조사한다. 조사된 방사선이 타겟포인트(T)에 도달하는지 여부를 통해 방사선치료기의 동작 정밀성을 파악함은 상기한 바와 같다.

도 8a 및 도 8b는 상기 도 3에 도시한 팬텀을 카우치의 상면으로부터 기울어진 상태로 이격 지지시키는 원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 8a에 도시한 바와같이, 상기 경사판(31c)의 경사면(31a)에 형성되어 있는 임의의 고정홈(31b)에 지지블록(33)을 끼우고 상기 지지블록(33)은 팬텀 외주면의 지지홈(29c)에 삽입하면, 팬텀이 평판(25a)으로부터 해당 높이만큼 올라가 위치된다.

상기 다수의 고정홈(31b) 중 다른 고정홈에 팬텀(29)을 지지시킬 경우 팬텀(29)의 높이를 변경할 수 있음은 물론이다. 이와같은 경사진 받침대(31)를 사용함으로써 평판(25a)에 대한 팬텀의 높이를 필요에 따라 변경할 수 있다.

도 8b는 상기 지지블록(33)의 역할을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 상기 고정홈(31b)에 삽입되어 고정홈 바닥면에 밀착한 지지블록(33)의 상단면이 수평면에 대해 각도 θ만큼 기울어져 있다.

이와같이 지지블록(33)의 상단면이 기울어져 있으므로, 지지블록(33)에 지지된 팬텀(29)이 도 9에 도시한 바와같이 각도 θ만큼 기울어진다.

도 9는 상기 도 8a에 도시한 받침대에 팬텀이 장착된 모습을 나타낸 측면도이다.

도면을 참조하면, 상기 팬텀(29)이 지지블록(33)을 통해 경사판형 받침대(31)에 지지됨으로써 평판(25a)으로부터 이격됨과 아울러 기울어져 있음을 알 수 있다. 이와같이 팬텀(29)을 기울여 놓음으로서, 상기 CT장치 및 방사선치료기가 기울어진 상태의 팬텀을 촬영하게 하여 상기한 원리에 따른 영상정합을 통한 정도관리를 할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정도관리용 팬텀을 영상기반 방사선 치료장치에 장착한 모습을 도시한 사시도이다.

도 2a 및 도 2b는 상기 도 1에 도시한 팬텀의 받침대를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정도관리용 팬텀의 분해 사시도이다.

도 4a는 상기 도 3에 도시한 정도관리용 팬텀에 포함되는 본체의 일 사용예를 설명하기 위하여 도시한 분해 사시도이다.

도 4b는 상기 도 4a에 도시한 본체를 단층촬영 했을 때 얻는 단면형상을 나타내 보인 도면이다.

도 5a는 상기 도 3에 도시한 정도관리용 팬텀에 포함되는 본체의 다른 사용예를 설명하기 위하여 도시한 분해 사시도이다.

도 5b는 상기 도 5a에 도시한 본체를 단층촬영 했을 때 얻는 단면형상을 나타내 보인 도면이다.

도 6은 상기 도 3에 도시한 정도관리용 팬텀에 엑스레이필름을 적용한 모습을 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정도관리용 팬텀을 통해 영상기반 방사선 치료장치를 정도관리 하는 모습을 도시한 도면이다.

도 8a 및 도 8b는 상기 도 3에 도시한 팬텀을 카우치의 상면으로부터 기울어진 상태로 이격 지지시키는 원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도 9은 상기 도 8a에 도시한 받침대에 팬텀이 장착된 모습을 나타낸 측면도 이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11:영상기반 방사선 치료장치 13:본체

15:회전갠트리 17:방사선방출부 19:방사선디텍터

21:CT소스 23:CT디텍터 25:카우치(couch)

25a:평판 27:받침대 27a:지지판

27b:걸림턱 29:팬텀 29a:본체

29b:커버 29c:지지홈 29d,29f:볼트관통구멍

29e:밀도바수용구멍 29k:센터구멍 31:받침대

31a:경사면 31b:고정홈 31c:경사판

31d:사각봉 33:지지블록 35:볼트

35a:헤드부 35b:수나사부 37:너트

39:밀도바 41:지지부재 43:플러그

43a:구멍 45:지지부재 45a:반구형홈

47:유리구슬

Claims (7)

1. 컴퓨터단층촬영장치(CT장치)와 방사선치료기가 결합된 영상기반 방사선치료장치의 카우치에 올려져, 상기 CT장치와 방사선치료기에 의해 촬영되고 촬영을 통해 얻은 영상을 통해 해당 CT장치와 방사선치료기를 정도관리 할 수 있게 하는 것으로서,

   일정직경을 갖는 실린더형 아크릴부재로서 그 중심축부에 센터구멍이 형성되고 상기 센터구멍으로부터 일정거리 이격된 외곽부에는 다수의 관통구멍이 배치되어 있는 본체와;

   상기 본체의 관통구멍에 삽입 장착되며 상기 CT장치 및 방사선치료기에 의해 촬영된 영상에 그 단면 형상이 나타나는 것으로서, 서로 다른 밀도를 갖는 물질로 제작된 환봉형 밀도바와;

   상기 본체의 양측면에 착탈 가능하게 밀착 결합하며 본체와 같은 직경을 갖는 아크릴제 커버와;

   상기 커버와 본체를 관통하여 너트와 결합함으로써 본체에 대해 커버를 밀착시키고 상기 CT장치 및 방사선치료기에 의해 촬영된 영상에 그 단면형상이 나타나며 서로 다른 재질로 제작된 다수의 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 센터구멍의 내부에는 CT장치의 해상도 검증에 사용되는 것으로서 디스크의 형태를 취하며 서로 다른 직경의 구멍이 다수 형성되어 있는 플러그가 설치되는 것을 특징으로 하는 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 센터구멍의 내부 중심부에는 상기 CT장치 및 방사선치료기에 의해 촬영된 영상에 그 단면이 팬텀의 중심포인트로서 나타나는 구슬이 설치되는 것을 특징으로 하는 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 각 밀도바와 볼트는, 폴리아세탈, MC나일론, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 테프론, 폴르프로필렌, 폴리염화비닐 중 어느 하나로 제작된 것을 특징으로 하는 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 팬텀의 하부에는 팬텀을 카우치 위에 지지하는 받침대가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 팬텀의 외주면에는 하나 이상의 홈이 형성되어 있고,

   상기 받침대는;

   카우치의 평평한 상면에 대해 일정각도로 기울어진 경사면을 가지며, 상기 경사면에는 경사면위에 팬텀을 지지시킬 수 있도록 다수의 고정홈이 형성되어 있고,

   상기 고정홈에는, 고정홈에 삽입된 상태로 경사면 위로 돌출되어 팬텀 외주면의 홈에 끼워짐으로써 팬텀을 받침대 위에 위치시키는 지지블록이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 받침대위에 올려진 팬텀을 소정 각도로 기울일 수 있도록, 상기 받침대 상부로 돌출된 지지블록의 상단면은 수평면에 대해 소정각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 영상기반 방사선 치료장치의 정도관리용 팬텀.

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