KR102080162B1 - 방사선 치료기 및 방사선 치료기의 정도 관리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 본체부; 상기 본체부의 일 측에 결합하며, 상기 본체부에 대해 적어도 일 방향으로 회전가능하도록 형성되는 갠트리; 상기 갠트리의 일 측에 형성되어 방사선을 조사하는 방사선 조사 헤드; 상기 방사선 조사 헤드와 마주보도록 형성되어 상기 방사선 조사 헤드에서 조사되는 방사선을 검출하고 이를 전기적 신호로 변환하여 영상을 획득하는 영상 획득부; 및 상기 방사선 조사 헤드의 일 측에 형성되며 복수 개의 마커가 형성된 기준 영상 획득용 프레임;을 포함하는 방사선 치료기를 개시한다.

Description

방사선 치료기 및 방사선 치료기의 정도 관리 방법{DEVICE FOR RADIOTHERAPY AND METHOD FOR QUALITY ASSURANCE FOR THE SAME}

본 발명의 실시예들은 방사선 치료기 및 방사선 치료기의 정도 관리 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 EPID와 같은 영상 획득부를 이용한 방사선 치료기의 정도 관리 방법에 있어서 EPID의 위치 변화로 인해 발생하는 오차를 산출하여 이를 보정하는 방사선 치료기 및 방사선 치료기의 정도 관리 방법에 관한 것이다.

방사선 치료는 엑스선, 감마선과 같은 고에너지 파동 또는 전자선, 양성자선과 같은 고에너지 입자를 이용하여 타겟 조직에 손상을 가하거나 파괴함으로써 악성 조직의 성장을 지연시키거나 저지하거나 나아가 소멸시키는 방법이다. 방사선 치료는 암뿐 아니라, 양성 종양, 내과적 질병, 일부 피부질환의 치료에 이용되기도 한다. 최근에는 두개골을 절개하는 신경외과적 수술방식을 대체하여, 절개 수술 없이 한번에 다량의 방사선을 조사하여 치료하는 방사선 수술 방법도 개발된다.

최근에는 암환자의 약 60% 이상이 방사선 치료를 받을 정도로 일반화되어 있다. 방사선 치료는 그 자체로 종양을 치료하는 데에 이용될 뿐 아니라, 종양이 크고 침습이 되어 수술이 어렵거나, 수술로 제거하지 못한 국부를 치료하는 다른 외과적 수술과 함께 사용되어 종양의 크기를 줄여 외과적 수술을 쉽게 만들거나 수술 후에 남은 악성 세포를 파괴하는 용도로 이용될 수 있다.

외부에서 방사선을 조사하는 체외 방사선 치료 기기는 고에너지 입자나 방사선을 생성하는 방식에 따라 저에너지 엑스선 치료기, 방사성 동위원소 치료 장치, 선형 가속기, 입자 가속기 등으로 분류될 수 있다.

저에너지 엑스선 치료기는 엑스선 발생 장치를 이용하여 피부질환이나 심부 치료에 이용되었으나 현재에는 거의 사용되지 않는다.

방사성 동위원소 치료 장치는 코발트60(Co-60)과 같은 방사성 동위원소에서 발생하는 감마선을 이용한다. 저에너지 엑스선 치료기보다 다소 강한 에너지의 감마선을 이용하지만, 점차 사용이 줄어들고 있다.

선형 가속기는 방사선 치료의 표준처럼 이용되는 장비로서, 엑스선 및 전자선 출력이 가능하고 다양한 에너지를 전달할 수 있으며, 높은 선량율, 빔 형상의 조절(beam-forming)이 가능하다.

입자 가속기는 사이클로트론 가속기에서 가속한 중성자나 양성자 입자들을 빔 이송관을 통해 이송하고 노즐에서 원하는 부위로 방출하는 구조를 가지는데, 선형 가속기보다 깊은 브래크 피크(Bragg's peak)를 가질 수 있어 정상 조직에는 선량을 최소화하고 심부의 종양에만 에너지를 집중시킬 수 있다.

일반적으로 이러한 의료용 방사선 장치는 의도적으로 환자의 위치를 바꿀수록 또는 환자가 무의식적으로 몸을 움직일수록 진단의 정확도나 치료 효과가 떨어지고, 병변 주변의 정상 조직에 흡수되는 방사선 선량이 높아지며, 시간과 비용이 증가하게 된다. 이에 따라 의료용 방사선 장치는 방사선 방출 헤드와 검출부가 단순히 고정된 위치에서 마주보는 방식으로 개발되었다가, 방사선 방출 헤드와 검출부가 차츰 환자 주위를 움직일 수 있는 형태로 발전하였다.

최근의 의료용 방사선 장치는 암을 가진 갠트리에 방사선 방출 헤드를 장착하는 형태 또는 링 형태의 갠트리를 가지는 방식으로 각각 발전하고 있으며, 방사선 방출 헤드와 방사선 검출기가 생체 조직을 사이에 두고 마주하며, 방사선 소스와 방사선 검출기가 생체 조직을 중심으로 회전하여야 하므로, 링 갠트리(ring gantry) 구조 또는 C-암 갠트리(C-arm gantry) 구조가 주로 사용된다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 실시예들은 EPID와 같은 영상 획득부를 이용한 방사선 치료기의 정도 관리 방법에 있어서 EPID의 위치 변화로 인해 발생하는 오차를 산출하여 이를 보정하는 방사선 치료기 및 방사선 치료기의 정도 관리 방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는 본체부; 상기 본체부의 일 측에 결합하며, 상기 본체부에 대해 적어도 일 방향으로 회전가능하도록 형성되는 갠트리; 상기 갠트리의 일 측에 형성되어 방사선을 조사하는 방사선 조사 헤드; 상기 방사선 조사 헤드와 마주보도록 형성되어 상기 방사선 조사 헤드에서 조사되는 방사선을 검출하고 이를 전기적 신호로 변환하여 영상을 획득하는 영상 획득부; 및 상기 방사선 조사 헤드의 일 측에 형성되며 복수 개의 마커가 형성된 기준 영상 획득용 프레임;을 포함하는 방사선 치료기를 개시한다.

본 실시예에 있어서, 상기 기준 영상 획득용 프레임은 내부에 개구부가 형성된 윈도우(window) 형태로 형성되며, 테두리 영역에 복수 개의 마커(marker)가 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 방사선 조사 헤드의 일 측에는 프레임 장착 가이드가 형성되고, 상기 프레임 장착 가이드에 상기 기준 영상 획득용 프레임이 고정 결합될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 영상 획득부는 전자포탈영상장치(electronic portal imaging device, EPID)일 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 영상 획득부는, 복수 개의 상기 마커가 포함된 기준 영상과, 하나 이상의 분석 대상 영상을 획득하고, 상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점을 기준으로 상기 분석 대상 영상을 분석할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 영상 획득부는, 상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점과 상기 영상 획득부의 중심점을 비교하여, 상기 영상 획득부의 위치 오차를 산출하고, 상기 산출된 위치 오차를 반영하여 상기 분석 대상 영상을 분석할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 갠트리, 상기 방사선 조사 헤드 또는 상기 영상 획득부를 적어도 어느 일 방향으로 이동시킬 수 있도록 형성되는 위치 오차 보정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는 방사선 조사 헤드의 일 측에, 복수 개의 마커가 형성된 기준 영상 획득용 프레임이 배치되는 단계; 상기 방사선 조사 헤드로부터 방사선이 조사되어, 상기 복수 개의 마커가 포함된 기준 영상이 획득되는 단계; 상기 기준 영상으로부터 빔 중심점이 산출되는 단계; 상기 방사선 조사 헤드로부터 방사선이 조사되어, 하나 이상의 분석 대상 영상이 획득되는 단계; 및 상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점을 기준으로 상기 분석 대상 영상이 분석되는 단계;를 포함하는 방사선 치료기의 정도 관리 방법을 개시한다.

본 실시예에 있어서, 상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점을 기준으로 상기 분석 대상 영상이 분석되는 단계는, 상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점과 상기 영상 획득부의 중심점을 비교하여, 상기 영상 획득부의 위치 오차가 산출되는 단계; 및 상기 산출된 위치 오차를 반영하여 상기 분석 대상 영상을 분석하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 산출된 위치 오차를 반영하여 상기 분석 대상 영상을 분석하는 단계는, 상기 분석 대상 영상의 중심점이 상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)을 기준으로 얼마만큼 이격되어 있는지를 여부에 기초하여 분석할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 방사선 조사 헤드로부터 방사선이 조사되어, 상기 복수 개의 마커가 포함된 기준 영상이 획득되는 단계는,

상기 복수 개의 마커들이 모두 기준 영상에 포함되도록 상기 방사선이 조사될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 기준 영상 및 상기 분석 대상 영상은 전자포탈영상장치(electronic portal imaging device)에 의해 획득될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 갠트리, 상기 방사선 조사 헤드 또는 상기 영상 획득부를 적어도 어느 일 방향으로 이동하여 위치 오차를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 따른 방사선 치료기 및 방사선 치료기의 정도 관리 방법에 의해, EPID의 위치 변화로 인해 발생하는 오차를 산출하여 이를 보정하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, EPID를 이용해 정확/정밀한 정도 관리가 가능하며, 디지털 영상을 이용하므로 정확도 향상이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다.

나아가 EPID를 이용함으로써 종래의 방사선용 필름을 사용하지 않을 수 있게 되어, 필름 사용에 따른 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이와 같이 EPID를 이용함으로써 자동화된 정도 관리가 가능하며, 또한 정도 관리에 소요되는 시간, 비용, 인력을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료기를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 방사선 치료기를 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 4는 도 1의 방사선 치료기를 이용하여 정도 관리를 수행하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료기의 정도 관리 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료기(100)를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 방사선 치료기(100)를 개략적으로 나타낸 개념도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료기(100)는 본체부(110), 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130), 영상 획득부(140), 베드부(150) 및 기준 영상 획득용 프레임(160)을 포함한다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

방사선 치료는 종양에 고선량 방사선을 집중 조사하여 암을 치료하는 치료법이다. 성공적인 방사선 치료를 위해서는 주변 정상 장기의 장해를 최소화하면서 종양에 방사선을 집중시키는 치료 기술과, 정밀한 방사선 치료기, 그리고 다양한 영상확인장치가 반드시 필요하다.

최근 고정밀 방사선 치료기의 보급이 확산되면서 고난도 치료 기술을 이용한 고선량 조사가 보편화되고 있다. 이와 같은 고선량 조사를 통해 종양 제거 효율은 향상되었지만 오조사로 인한 잠재적 방사선 사고 위험도 함께 증가하고 있다. 따라서 최근 이러한 사고 예방을 위해 치료기의 엄격한 정도 관리(quality assurance)를 법으로 규정하고 있다.

한편, 전자포탈영상장치(electronic portal imaging device, EPID)는 정확한 치료를 목적으로 주로 환자의 치료자세 확인을 위해 사용되고 있으나, 최근 방사선 치료기의 정도 관리(quality assurance)를 위한 수단으로 사용하기 위한 시도가 증가하고 있다. 정도 관리에서 EPID의 사용은 기존 방법과 비교하여 편리하고 효율성이 높은 장점이 있지만, EPID의 위치 재현성이 측정 시마다 다를 수 있을 뿐 아니라, 방사선 치료기의 갠트리 회전 시 중력으로 인한 EPID의 위치 변동이 발생할 수 있어, EPID 영상을 이용하여 정도 관리를 수행 및 영상의 분석하는데 많은 어려움과 제한이 존재하였다. 이로 인해 EPID를 이용한 정도 관리 수행을 위해서는 다양한 갠트리 각도에서 촬영한 영상을 보정함으로써 EPID 위치의 오차를 제거하고 위치 오차의 정확도를 개선하는 시스템이 요구된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료기(100)는 갠트리(120)의 일 측에 기준 영상 획득용 프레임(160)을 구비하여 기준 영상을 획득한 후, 이를 이용하여 분석용 영상을 분석함으로써, EPID와 같은 영상 획득부(140)의 위치 변화로 인해 발생하는 측정 오차를 산출하여 이를 보정하는 것을 특징으로 한다. 이하에서는 이에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본체부(110)는 방사선 치료기(100)의 기저부를 형성하며, 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130) 및 영상 획득부(140)의 회전의 기준이 된다.

갠트리(120)는 본체부(110)의 일 측에 결합하며, 본체부(110)에 대해 적어도 일 방향으로 회전가능하도록 형성된다. 이때, 갠트리(120)의 방사선 조사 헤드(130)와 마주보도록 형성되는 영상 획득부(140)가 갠트리(120)와 함께 회전할 수도 있다. 즉, 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130) 및 영상 획득부(140)가 도 1의 화살표 A 방향(또는 그 반대 방향)으로 회전 가능하도록 형성되는 것이다.

갠트리(120)의 일 측에는 방사선을 조사하는 방사선 조사 헤드(130)가 형성된다. 여기서, 방사선 조사 헤드(130)는, 엑스선, 감마선, 고에너지 전자, 고에너지 양성자 또는 그 밖의 고에너지 미립자를 방출할 수 있다.

또한, 방사선 조사 헤드(130)는 엑스선 발생 장치, 방사선 동위원소 소스, 또는 선형 가속기 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는, 방사선 조사 헤드(130)는 방사선 치료기(100)의 외부에 설치된 입자 가속기에서 가속시켜 생성한 고에너지 미립자 빔을 전달받아 방출할 수 있다. 또는, 방사선 조사 헤드(130)는 다엽 콜리메이터(MLC: Multi-leaf Collimator)로 구현될 수 있다. 다엽 콜리메이터를 이용하면, 방사선 조사 헤드(130)는 내부적으로 빔 성형이 가능하므로 좀더 효율적인 방사선 에너지 전달을 가능하게 할 수 있다.

한편, 방사선 조사 헤드(130)에서 방사선이 조사되는 방향으로 프레임 장착 가이드(131)가 돌출 형성될 수 있으며, 이와 같은 프레임 장착 가이드(131)에 기준 영상 획득용 프레임(160)이 결합될 수 있다.

영상 획득부(140)는 일종의 이미지 센서로서, 방사선을 검출하고 이를 전기적 신호로 변환하여 영상을 획득하는 장치이다. 이와 같은 영상 획득부(140)의 일 실시예로써 전자포탈영상장치(electronic portal imaging device, EPID)가 사용될 수 있다. 상세히, EPID 기술은, 고 에너지의 방사선을 이용한 방사선 치료 시, 환자의 환부위치 확인을 위해 환자를 투과한 방사선을 검출, 전기적 신호로 변환하여 영상을 획득하는 기술이다. 이와 같은 영상 획득부(140)는 후술할 기준 영상 및 분석 대상 영상을 획득할 수 있다.

베드부(150)는 환자가 누울 수 있도록 형성되며, 조사 헤드(130)로부터 조사되는 방사선에 대해 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.

기준 영상 획득용 프레임(160)은 내부에 개구부가 형성된 일종의 윈도우 형태로 형성될 수 있으며, 그 가장자리 부분에는 복수 개의 마커(marker)(161)가 형성될 수 있다. 기준 영상 획득용 프레임(160)은 방사선 조사 헤드(130)의 프레임 장착 가이드(131)에 끼워진 상태에서 방사선 조사 헤드(130)와 고정 결합될 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료기(100)는 위치 오차 보정부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 위치 오차 보정부(미도시)는 소정의 모터, 액츄에이터 등을 포함할 수 있으며, 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130), 영상 획득부(140) 중 적어도 하나에 설치되어, 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130) 또는 영상 획득부(140) X축, Y축 또는 Z축에 대해 이동가능하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 위치 오차 보정부(미도시)를 구비하여, 위치 오차를 보정함으로써, 방사선 치료기의 정도 관리를 수행할 수 있는 것이다.

도 4는 도 1의 방사선 치료기를 이용하여 정도 관리를 수행하는 과정을 도시한 도면이다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 방사선 조사 헤드(130)의 일 측에 복수 개의 마커(161)가 형성된 기준 영상 획득용 프레임(160)이 배치된 상태에서, 방사선 조사 헤드(130)로부터 방사선(R)이 조사되어, 상기 복수 개의 마커가 포함된 기준 영상이 획득된다.

이때, 방사선 조사 헤드(130)로부터 조사되는 방사선(R)은 충분히 넓은 영역에 조사되어, 기준 영상 획득용 프레임(160)의 테두리부에 형성된 복수 개의 마커(161)들이 모두 기준 영상 내에 포함되도록 할 수 있다.

그리고, 이와 같이 획득한 기준 영상으로부터 빔 중심점(BC)을 산출한다. 이와 같은 빔 중심점(BC)은, 예를 들어 기준 영상에 촬영된 네 개의 마커의 대각선의 교차점으로부터 산출할 수도 있고, 또는 네 개의 마커가 형성하는 직사각형의 가로/세로에서의 중심점으로부터 산출할 수도 있으며, 이 외에도 다양한 방법으로 기준 영상으로부터 빔 중심점(BC)을 산출할 수 있다.

한편, 이 상태에서 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130) 및 영상 획득부(140)가 본체부(110)를 중심으로 일정 각도 회전할 수 있으며, 이때 영상 획득부(140)의 자중 등의 요인에 의해 영상 획득부(140)의 위치가 변할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130) 및 영상 획득부(140)가 본체부(110)를 중심으로 화살표 B 방향으로 회전할 경우, 영상 획득부(140)의 자중에 의해 그 위치가 변할 수 있다. 따라서, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 영상 획득부(140) 자체의 중심점(EC)과 기준 영상으로부터 산출한 빔 중심점(BC) 사이에 오차(D)가 발생할 수 있다.

이와 같이 영상 획득부(140)의 위치가 일정 정도 변경된 상태에서, 방사선 조사 헤드(130)로부터 여러 각도에서 방사선이 조사되어, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같은 하나 이상의 분석 대상 영상이 획득된다. 여기서 분석 대상 영상은 방사선 조사 헤드(130)가 45˚회전할 때마다 획득한 영상일 수 있으며, 이 경우 총 8개의 분석 대상 영상이 획득될 수 있다.

이때, 영상 획득부(140)의 위치가 일정 정도 변경된 상태이기 때문에, 영상 획득부(140) 자체의 중심점(EC)을 기준으로 정도 관리를 수행할 경우, 필연적으로 위치 오차가 발생하게 되며, 따라서 정밀한 정도 관리가 수행되지 못한다는 문제점이 존재한다. 따라서, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 영상 획득부(140) 자체의 중심점(EC)이 아닌, 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)을 기준으로 분석 대상 영상을 분석하여 정도 관리를 수행함으로써, 보다 정확하고 신뢰성 높은 정도 관리를 수행하는 것이다.

정도 관리의 일 예로써, 상술한 8개의 분석 대상 영상에서의 빔 조사 영역의 중심점을 산출하고, 이와 같이 산출된 분석 대상 영상의 중심점이 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)을 기준으로 얼마만큼 이격되어 있는지를 검사할 수 있다. 즉, 분석 대상 영상의 중심점이 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)으로부터 소정 거리(예를 들어, 1mm) 이내로 이격되어 있으면 정도 관리를 통과한 것으로 판단하고, 상기 소정 거리보다 멀리 이격되어 있을 경우, 정도 관리를 통과하지 못한 것으로 판단하여, 방사선 치료기(100)에 대한 소정의 조정 절차를 수행할 수 있다. 이와 같이, 영상 획득부(140) 자체의 중심점(EC)이 아닌, 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)을 기준으로 분석 대상 영상을 분석하여 정도 관리를 수행함으로써, 보다 정확하고 신뢰성 높은 정도 관리를 수행하는 것이다.

나아가, 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130), 영상 획득부(140) 중 적어도 하나에 설치된 위치 오차 보정부(미도시)를 이용하여, 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130) 또는 영상 획득부(140)를 X축, Y축 또는 Z축에 대해 이동함으로써, 위치 오차를 보정하여 방사선 치료기의 정도 관리를 수행할 수도 있다.

이와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 방사선 치료기에 의해, EPID의 위치 변화로 인해 발생하는 오차를 산출하여 이를 보정하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, EPID를 이용해 정확/정밀한 정도 관리가 가능하며, 디지털 영상을 이용하므로 정확도 향상이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다. 나아가 EPID를 이용함으로써 종래의 방사선용 필름을 사용하지 않을 수 있게 되어, 필름 사용에 따른 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이와 같이 EPID를 이용함으로써 자동화된 정도 관리가 가능하며, 또한 정도 관리에 소요되는 시간, 비용, 인력을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료기의 정도 관리 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료기의 정도 관리 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 방사선 조사 헤드의 일 측에, 복수 개의 마커가 형성된 기준 영상 획득용 프레임이 배치되는 단계(S110 단계), 상기 방사선 조사 헤드로부터 방사선이 조사되어, 상기 복수 개의 마커가 포함된 기준 영상이 획득되는 단계(S120 단계), 상기 기준 영상으로부터 빔 중심점이 산출되는 단계(S130 단계), 상기 방사선 조사 헤드로부터 방사선이 조사되어, 하나 이상의 분석 대상 영상이 획득되는 단계(S140 단계), 상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점과 상기 EPID의 중심점을 비교하여, 상기 영상 획득부의 위치 오차가 산출되는 단계(S150 단계), 상기 산출된 위치 오차를 반영하여 상기 분석 대상 영상을 분석하는 단계(S160 단계)를 포함한다.

먼저, 방사선 조사 헤드의 일 측에, 복수 개의 마커가 형성된 기준 영상 획득용 프레임을 배치(S110 단계)한다. 상세히, 기준 영상 획득용 프레임(160)은 내부에 개구부가 형성된 일종의 윈도우 형태로 형성될 수 있으며, 그 가장자리 부분에는 복수 개의 마커(marker)(161)가 형성될 수 있다. 기준 영상 획득용 프레임(160)은 방사선 조사 헤드(130)의 프레임 장착 가이드(131)에 끼워진 상태에서 방사선 조사 헤드(130)와 고정 결합될 수 있다.

다음으로, 방사선 조사 헤드로부터 방사선이 조사되어, 상기 복수 개의 마커가 포함된 기준 영상이 획득(S120 단계)된다. 즉, 방사선 조사 헤드(130)의 일 측에 복수 개의 마커(161)가 형성된 기준 영상 획득용 프레임(160)이 배치된 상태에서, 방사선 조사 헤드(130)로부터 방사선(R)이 조사되어, 상기 복수 개의 마커가 포함된 기준 영상이 획득된다. 이때, 방사선 조사 헤드(130)로부터 조사되는 방사선(R)은 충분히 넓은 영역에 조사되어, 기준 영상 획득용 프레임(160)의 테두리부에 형성된 복수 개의 마커(161)들이 모두 기준 영상 내에 포함되도록 할 수 있다.

다음으로, 기준 영상으로부터 빔 중심점이 산출(S130 단계)된다. 이와 같은 빔 중심점(BC)은, 예를 들어 기준 영상에 촬영된 네 개의 마커의 대각선의 교차점으로부터 산출할 수도 있고, 또는 네 개의 마커가 형성하는 직사각형의 가로/세로에서의 중심점으로부터 산출할 수도 있으며, 이 외에도 다양한 방법으로 기준 영상으로부터 빔 중심점(BC)을 산출할 수 있다.

다음으로, 상기 방사선 조사 헤드로부터 방사선이 조사되어, 하나 이상의 분석 대상 영상이 획득(S140 단계)된다. 예를 들어, 분석 대상 영상은 방사선 조사 헤드(130)가 45˚회전할 때마다 획득한 영상일 수 있으며, 이 경우 총 8개의 분석 대상 영상이 획득될 수 있다.

다음으로, 상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점과 상기 EPID의 중심점을 비교하여, 상기 영상 획득부의 위치 오차를 산출(S150 단계)하고, 상기 산출된 위치 오차를 반영하여 상기 분석 대상 영상을 분석(S160 단계)한다.

예를 들어, 상술한 8개의 분석 대상 영상에서의 빔 조사 영역의 중심점을 산출하고, 이와 같이 산출된 분석 대상 영상의 중심점이 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)을 기준으로 얼마만큼 이격되어 있는지를 검사할 수 있다. 즉, 분석 대상 영상의 중심점이 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)으로부터 소정 거리(예를 들어, 1mm) 이내로 이격되어 있으면 정도 관리를 통과한 것으로 판단하고, 상기 소정 거리보다 멀리 이격되어 있을 경우, 정도 관리를 통과하지 못한 것으로 판단하여, 방사선 치료기(100)에 대한 소정의 조정 절차를 수행할 수 있다. 이와 같이, 영상 획득부(140) 자체의 중심점(EC)이 아닌, 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)을 기준으로 분석 대상 영상을 분석하여 정도 관리를 수행함으로써, 보다 정확하고 신뢰성 높은 정도 관리를 수행하는 것이다.

나아가, 도면에는 도시되지 않았지만, 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130), 영상 획득부(140) 중 적어도 하나의 위치 오차를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130), 영상 획득부(140) 중 적어도 하나에 설치된 위치 오차 보정부(미도시)를 이용하여, 갠트리(120), 방사선 조사 헤드(130) 또는 영상 획득부(140)를 X축, Y축 또는 Z축에 대해 이동함으로써, 위치 오차를 보정하여 방사선 치료기의 정도 관리를 수행할 수도 있다.

이와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 방사선 치료기에 의해, EPID의 위치 변화로 인해 발생하는 오차를 산출하여 이를 보정하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, EPID를 이용해 정확/정밀한 정도 관리가 가능하며, 디지털 영상을 이용하므로 정확도 향상이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다. 나아가 EPID를 이용함으로써 종래의 방사선용 필름을 사용하지 않을 수 있게 되어, 필름 사용에 따른 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이와 같이 EPID를 이용함으로써 자동화된 정도 관리가 가능하며, 또한 정도 관리에 소요되는 시간, 비용, 인력을 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 방사선 치료기
110: 본체부
120: 갠트리
130: 방사선 조사 헤드
140: 영상 획득부
150: 베드부
160: 기준 영상 획득용 프레임

Claims (8)

1. 본체부의 일 측에 결합하며, 상기 본체부에 대해 적어도 일 방향으로 회전가능하도록 형성되는 갠트리;
   상기 갠트리의 일 측에 형성되어 방사선을 조사하는 방사선 조사 헤드;
   상기 방사선 조사 헤드와 마주보도록 형성되어 상기 방사선 조사 헤드에서 조사되는 방사선을 검출하고 이를 전기적 신호로 변환하여 영상을 획득하는 영상 획득부; 및
   상기 방사선 조사 헤드의 일 측에 형성되며 복수 개의 마커가 형성된 기준 영상 획득용 프레임;을 포함하고,
   상기 기준 영상 획득용 프레임은 내부에 개구부가 형성된 윈도우(window) 형태로 형성되며, 테두리 영역에 복수 개의 마커(marker)가 형성되고,
   상기 영상 획득부는,
   상기 테두리 영역에 형성된 복수 개의 상기 마커가 모두 포함된 기준 영상과, 복수 개의 분석 대상 영상을 획득하고,
   상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)과 상기 영상 획득부 자체의 중심점(EC), 즉 서로 다른 기준에 의해 도출된 서로 다른 두 종류의 중심점을 비교하여, 상기 영상 획득부의 위치 오차를 산출하고,
   상기 산출된 위치 오차를 반영하여 상기 분석 대상 영상을 분석하며,
   여기서 상기 분석은, 상기 산출된 위치 오차를 반영하여 상기 분석 대상 영상의 중심점을 산출하고, 상기 산출된 분석 대상 영상의 중심점이 상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)을 기준으로 얼마만큼 이격되어 있는지 여부에 기초하여 분석하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 방사선 조사 헤드의 일 측에는 프레임 장착 가이드가 형성되고, 상기 프레임 장착 가이드에 상기 기준 영상 획득용 프레임이 고정 결합되는 것을 특징으로 하는 방사선 치료기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 영상 획득부는 전자포탈영상장치(electronic portal imaging device, EPID)인 것을 특징으로 하는 방사선 치료기.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 갠트리, 상기 방사선 조사 헤드 또는 상기 영상 획득부를 적어도 어느 일 방향으로 이동시킬 수 있도록 형성되는 위치 오차 보정부를 더 포함하는 방사선 치료기.
5. 방사선 조사 헤드의 일 측에, 내부에 개구부가 형성된 윈도우(window) 형태로 형성되며, 테두리 영역에 복수 개의 마커(marker)가 형성된 기준 영상 획득용 프레임이 배치되는 단계;
   상기 방사선 조사 헤드로부터 방사선이 조사되어, 상기 테두리 영역에 형성된 복수 개의 마커가 모두 포함된 기준 영상이 획득되는 단계;
   상기 기준 영상으로부터 빔 중심점이 산출되는 단계;
   상기 방사선 조사 헤드로부터 방사선이 조사되어, 복수 개의 분석 대상 영상이 획득되는 단계; 및
   상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)을 기준으로 상기 분석 대상 영상이 분석되는 단계;를 포함하고,
   상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점을 기준으로 상기 분석 대상 영상이 분석되는 단계는,
   상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)과 영상 획득부 자체의 중심점(EC), 즉 서로 다른 기준에 의해 도출된 서로 다른 두 종류의 중심점을 비교하여, 상기 영상 획득부의 위치 오차가 산출되는 단계; 및
   상기 산출된 위치 오차를 반영하여 상기 분석 대상 영상을 분석하는 단계;를 포함하고,
   상기 산출된 위치 오차를 반영하여 상기 분석 대상 영상을 분석하는 단계는,
   상기 산출된 위치 오차를 반영하여 상기 분석 대상 영상의 중심점을 산출하고,
   상기 산출된 분석 대상 영상의 중심점이 상기 기준 영상으로부터 산출된 빔 중심점(BC)을 기준으로 얼마만큼 이격되어 있는지 여부에 기초하여 분석하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료기의 정도 관리 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 방사선 조사 헤드로부터 방사선이 조사되어, 상기 복수 개의 마커가 포함된 기준 영상이 획득되는 단계는,
   상기 복수 개의 마커들이 모두 기준 영상에 포함되도록 상기 방사선이 조사되는 것을 특징으로 하는 방사선 치료기의 정도 관리 방법.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 기준 영상 및 상기 분석 대상 영상은 전자포탈영상장치(electronic portal imaging device)에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는 방사선 치료기의 정도 관리 방법.
8. 제 5 항에 있어서,
   갠트리, 상기 방사선 조사 헤드 또는 상기 영상 획득부를 적어도 어느 일 방향으로 이동하여 위치 오차를 보정하는 단계를 더 포함하는 방사선 치료기의 정도 관리 방법.

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