KR101783881B1 - Remote afterloading brachytherapy machine using liquid radioisotope - Google Patents

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박종민
김정인
우홍균
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서울대학교병원
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Abstract

본 발명은 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 불규칙한 피부 표면에 발병한 피부암 치료를 위한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치에 대한 것이다. 본 발명의 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치는 3D 스캐닝 및/또는 3D 프린팅 기술을 이용한 환자 맞춤형 어플리케이터를 통해 환부와 일정한 간격으로 치료용 액상 방사성 동위원소를 위치시킬 수 있고, 일정한 두께의 액상 방사성 동위원소를 위치시켜, 균질한 처방선량을 전달할 수 있으며, 액상 방사성 동위원소를 사용함으로써 불규칙한 환자의 피부 표면에 유연한 적용이 가능하고, 액상 베타선원 또는 저에너지 감마선원을 사용할 수 있어, 정상 조직의 방사선 피폭을 최소화하여, 기존 외과적 수술 혹은 방사선 치료 기법으로 치료가 어려운 피부암 환자에게 합병증 없이 치료할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 방사성 동위원소를 사용하여 환자의 치료를 수행하는 의료진 및 작업자의 방사선 피폭을 원격 후장착을 통해 예방할 수 있을 것이다.The present invention relates to a remotely mounted posterior radiotherapy apparatus using a liquid radioactive isotope, and more particularly to a remotely mounted posterior radiotherapy apparatus for treatment of skin cancer that develops irregular skin surface. The remote posterior brachytherapy device using the liquid radioactive isotope of the present invention can position the therapeutic liquid radioactive isotope at regular intervals from the lesion through the patient-specific applicator using 3D scanning and / or 3D printing techniques, The use of liquid radioisotopes allows for flexible application to irregular patients' skin surfaces and allows the use of liquid beta sources or low energy gamma sources, It is expected that the radiation dose of the tissue will be minimized, and it will be able to be treated without complications in patients with skin cancer who are difficult to treat with conventional surgical or radiotherapy techniques. In addition, the radioactive isotope can be used to prevent the radiation exposure of the medical personnel and the workers performing the treatment of the patient by remote installation.

Description

액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치 {Remote afterloading brachytherapy machine using liquid radioisotope}[0001] The present invention relates to a remote afterloading brachytherapy machine using liquid radioisotope using a liquid radioisotope,

본 발명은 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 불규칙한 피부 표면에 발병한 피부암 치료를 위한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치에 대한 것이다.The present invention relates to a remotely mounted posterior radiotherapy apparatus using a liquid radioactive isotope, and more particularly to a remotely mounted posterior radiotherapy apparatus for treatment of skin cancer that develops irregular skin surface.

방사선 근접 치료(Brachytherapy)는 표적이 되는 종양 내부 또는 근처에 방사성물질을 근접시켜 방사선원 가까이에 있는 조직에 매우 높은 선량률을 형성하여 치료하는 방법으로 전립선암, 두경부암, 유방암, 방광암, 자궁암, 폐암 또는 직장암 등의 외부에서 접근이 용이한 환부의 치료에 사용된다. 이러한 방사선 근접 치료는 종양 부위에 방사성 물질을 일정시간 동안 위치시킨 후, 다시 회수하는 일시 근접 치료법과 반감기가 짧은 쌀알 크기의 방사성 씨드(seed)를 종양 부위에 영구히 심어두는 이식 근접 치료법으로 나누어진다. 두 경우 모두 방사선원 자체는 작아야 하므로 비방사능이 높은 선원을 사용한다. 방사선원 및 씨드를 목적하는 위치에 정확히 위치시키기 위해, X-선, CT, 또는 MRI 영상을 이용한다. 일시 근접 치료 기술로서 과거에는 바늘형태의 선원들을 수동으로 삽입했으나, 지금은 도관을 미리 설치하고 노출은 컴퓨터 제어로 원격으로 수행하도록 설계된 원격 후장착 방법을 사용한다.Brachytherapy is a method of treating a prostate cancer, head and neck cancer, breast cancer, bladder cancer, uterine cancer, lung cancer or the like by a method of forming a very high dose rate in a tissue near the radiation source by bringing the radioactive material in or near the target tumor. It is used for the treatment of the lesion which is easily accessible from outside such as rectal cancer. Radiation brachytherapy is divided into two types: transient mucosal treatment, in which a radioactive material is placed in a tumor site for a certain period of time, and a transplantation approach in which a seed of a radioactive seed having a short half-life period is implanted permanently in a tumor site. In both cases, the radiation source itself should be small, so use a non-radioactive source. X-ray, CT, or MRI images are used to accurately position the source and seed at the desired location. In the past, needle-shaped crews were manually inserted as a temporary close-up treatment technique, but now, the catheter is pre-installed and the exposure is remotely mounted using a computer-controlled remote post-fix.

한편, 원격 후장착(Remote afterloading)은 치료 방사선을 원격 조작으로 뒤에 장전하는 것으로, 치료 세팅 단계에서 치료 장치를 치료 부위에 위치시킨 다음, 의료진 등의 관련 종사자는 퇴실하여 원격으로 치료를 개시하면 선량 계획 시스템에서 프로그램 된 순서에 따라 방사선원이 자동적으로 지정된 위치에 지정된 시간만큼 머무르면서 조사하는 방식을 의미한다. 치료가 종료되면 방사선원은 자동으로 안전위치로 되돌아가며, 정확한 치료를 기대할 수 있는 동시에 치료를 수행하는 의료진의 방사선 피폭을 감소시킬 수 있다.On the other hand, remote afterloading is a method of remotely manipulating the therapeutic radiation to position the treatment device at the treatment site at the treatment setting stage, and when the related workers such as the medical staff are removed and the treatment is started remotely, Means the way in which the source is automatically surveyed while staying in the designated location for a specified time according to the order programmed in the planning system. At the end of the treatment, the radiation source automatically returns to the safe position, expecting the correct treatment and reducing the radiation exposure of the medical staff performing the treatment.

이러한 원격 후장착 방사선 근접 치료는 보다 정확한 치료를 기대할 수 있는 동시에 치료를 시행하는 시술자의 방사선 피폭을 감소시킬 수 있으나, 광범위한 영역에 발병한 피부암 방사선 치료에 있어서는 한계가 있다. 외부 광자선을 이용한 치료(external photon beam therapy)의 경우, 고에너지 광자선의 높은 투과성으로 인하여, 치료가 적용 가능한 피부암의 종류가 매우 제한적이고, 치료의 적용이 가능한 경우에도 상당한 내부 정상 장기의 방사선 피폭이 수반된다. 외부 전자선을 이용한 치료(external electron beam therapy)의 경우에는 비정(range) 거리가 짧은 전자선을 사용하여, 얕은 깊이에서 대부분의 방사선량을 전달할 수 있기 때문에 편평한 피부암의 경우, 깊은 곳에 위치한 정상 조직에는 방사선을 거의 전달하지 않으며 치료를 수행할 수 있는 장점이 있다. 그러나 두피, 손 또는 발 등과 같은 부위에 발병한 피부암은 불규칙한 곡면을 이루고 있어 전자선을 피부의 동일한 깊이에 전달하지 못하고, 처방 방사선량을 정확하게 전달하지 못하여 정상 조직이 과 피폭될 위험성이 있다. 또한, 고선량률 근접 치료(High dose rate brachytherapy)의 경우에는 Freiburg flap applicator, Leipzig applicator 또는 Valencia applicator 등의 환자 표면 치료용 어플리케이터를 사용하여 피부암을 치료할 수 있으나, 고선량률 근접 치료 기법으로 피부암을 치료할 경우, 환자셋업, 병변의 크기 및 표면굴곡에 민감하기 때문에 치료에 적용할 수 있는 부위는 제한적이며, 이 때 사용되는 방사선원인 이리듐은 투과성이 강한 감마선을 발생시키는 방사성 동위원소이므로, 피부 아래 정상 조직의 불필요한 피폭은 피할 수 없어, 광범위한 피부암 영역에 있어서 기존의 광자선 또는 방사성 동위원소를 이용하는 고선량률 근접 치료로도 치료가 어렵다.These remote posterior brachytherapy proximal therapies are expected to provide more accurate treatment and reduce the radiation exposure of the practitioner. However, there is a limit to the radiation therapy for skin cancer that occurs in a wide area. In the case of external photon beam therapy, due to the high permeability of high-energy photon beams, the types of skin cancers that can be treated are very limited, and even when the treatment can be applied, . In the case of external electron beam therapy, most of the radiation dose can be delivered at a shallow depth by using an electron beam having a short range. Therefore, in the case of flat skin cancer, And the treatment can be performed. However, skin cancer that develops in areas such as the scalp, hands or feet has an irregular curved surface, which can not transmit the electron beam to the same depth of the skin, and can not accurately transmit the prescription dose. In the case of high dose rate brachytherapy, skin cancer can be treated using a patient's surface treatment applicator such as a Freiburg flap applicator, a Leipzig applicator or a Valencia applicator. However, in the case of treating skin cancer by high dose rate brachytherapy , Iridium is a radioactive isotope that generates a highly transmissive gamma ray. Therefore, the iridium, which is used as a radiation source in this case, Unnecessary exposure can not be avoided and it is difficult to treat high dose rate proximal therapy using conventional photon or radioisotope in a wide range of skin cancer.

따라서 부작용을 억제하며, 치료에 효과적인 방사선 근접 치료 장치에 대한 개발이 요구되고 있고, 다양한 방사선 근접 치료 기구의 개발(등록 실용신안 20-0222949)이 진행되고 있으나, 별다른 성과가 나타나지 않고 있는 실정이다.Therefore, it is required to develop a radiotherapy apparatus for treatment which is effective in suppressing side effects, and various radiotherapy apparatuses for proximal treatment (Registration Practice Model 20-0222949) are underway, but no results have been shown yet.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 불규칙한 피부 표면에 광범위하게 발병한 피부암에 대해, 정상 조직의 방사선 피폭을 최소화하며, 충분한 처방선량을 균질하게 환부에 전달할 수 있는, 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치를 발명하였다.Disclosure of the Invention The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a skin care device for minimizing the radiation exposure of normal tissues and delivering a sufficient dose uniformly to the lesion, Invented a brachytherapy brachytherapy device.

이에, 본 발명의 목적은 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly,

환부의 표면 굴곡 특성과 일치하도록 3D 스캐너 및 3D 프린터로 제작된 어플리케이터(100);An applicator (100) made of a 3D scanner and a 3D printer to match the surface curvature characteristics of the affected part;

상기 어플리케이터(100)와 연결되어 치료용 액상 방사성 동위원소가 주입되는 주입부(200); 및An injector 200 connected to the applicator 100 for injecting therapeutic liquid radioactive isotopes; And

상기 주입부(200) 일단에 연결되어 치료용 액상 방사성 동위원소의 주입을 제어하는 제어부(300)를 포함하는 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치를 제공하는 것이다.And a controller 300 connected to one end of the injector 200 to control injection of the therapeutic liquid radioactive isotope.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, In order to accomplish the object of the present invention as described above,

환부의 표면 굴곡 특성과 일치하도록 3D 스캐너 및 3D 프린터로 제작된 어플리케이터(100);An applicator (100) made of a 3D scanner and a 3D printer to match the surface curvature characteristics of the affected part;

상기 어플리케이터(100)와 연결되어 치료용 액상 방사성 동위원소가 주입되는 주입부(200); 및An injector 200 connected to the applicator 100 for injecting therapeutic liquid radioactive isotopes; And

상기 주입부 일단에 연결되어 치료용 액상 방사성 동위원소의 주입을 제어하는 제어부(300)를 포함하는 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치(10)를 제공한다.And a control unit 300 connected to one end of the injection unit for controlling the injection of the therapeutic liquid radioactive isotope.

바람직하게는, 상기 주입부(200)는 상기 어플리케이터(100) 내에 배치되어 주입되는 치료용 액상 방사성 동위원소를 수용하는 수용부(210) 및 상기 수용부(210)와 연결되어 상기 치료용 액상 방사성 동위원소의 이동을 위한 통로를 제공하는 유동관(220)을 포함할 수 있다.Preferably, the injector 200 includes a receptacle 210 for receiving a therapeutic liquid radioactive isotope disposed within the applicator 100, and a receiver 210 coupled to the receptacle 210 for receiving the therapeutic liquid radioactive isotope And a flow tube 220 that provides a passage for movement of the isotope.

바람직하게는, 상기 어플리케이터(100)는 환부와 치료용 액상 방사성 동위원소와의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있다.Preferably, the applicator 100 can maintain a constant distance between the lesioned portion and the therapeutic liquid radioactive isotope.

바람직하게는, 상기 어플리케이터(100)는 치료용 액상 방사성 동위원소의 두께를 일정하게 유지시킬 수 있다.Preferably, the applicator 100 can maintain a constant thickness of the therapeutic liquid radioactive isotope.

더욱 바람직하게는, 상기 수용부(210)의 재질은 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테트라프탈레이트(PET; polyethylene tetrephthalate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE; Low-density polyethylene) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High-density polyethylene)일 수 있다.More preferably, the receiving portion 210 is made of polypropylene, polystyrene, polyethylene tetraflthalate (PET), low-density polyethylene (LDPE), or high-density polyethylene (HDPE) Lt; / RTI >

바람직하게는, 상기 치료용 액상 방사성 동위원소는 베타선원 또는 저에너지 감마선원일 수 있다.Preferably, the therapeutic liquid radioisotope may be a beta source or a low energy gamma source.

더욱 바람직하게는, 상기 베타선원은 인-32, 스트론튬-89, 이트륨-90, 요오드-131 또는 사마륨-153일 수 있다.More preferably, the beta source may be phosphorus-32, strontium-89, yttrium-90, iodine-131 or samarium-153.

본 발명의 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치는 3D 스캐닝 및/또는 3D 프린팅 기술을 이용한 환자 맞춤형 어플리케이터를 통해 환부와 일정한 간격으로 치료용 액상 방사성 동위원소를 위치시킬 수 있고, 일정한 두께의 액상 방사성 동위원소를 위치시켜, 균질한 처방선량을 전달할 수 있으며, 액상 방사성 동위원소를 사용함으로써 불규칙한 환자의 피부 표면에 유연한 적용이 가능하고, 액상 베타선원 또는 저에너지 감마선원을 사용할 수 있어, 정상 조직의 방사선 피폭을 최소화하여, 기존 외과적 수술 혹은 방사선 치료 기법으로 치료가 어려운 피부암 환자에게 합병증 없이 치료할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 발명의 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치는 단독으로 방사선 치료에 사용될 수 있으나, 기존의 방사선 치료 기법과 조합하여 환자에게 보다 나은 방사선량분포를 제공할 수 있으며, 방사성 동위원소를 사용하여 환자의 치료를 수행하는 의료진 및 작업자의 방사선 피폭을 원격 후장착을 통해 예방할 수 있을 것이다.The remote posterior brachytherapy device using the liquid radioactive isotope of the present invention can position the therapeutic liquid radioactive isotope at regular intervals from the lesion through the patient-specific applicator using 3D scanning and / or 3D printing techniques, The use of liquid radioisotopes allows for flexible application to irregular patients' skin surfaces and allows the use of liquid beta sources or low energy gamma sources, It is expected that the radiation dose of the tissue will be minimized, and it will be able to be treated without complications in patients with skin cancer who are difficult to treat with conventional surgical or radiotherapy techniques. In addition, the remote posterior brachytherapy apparatus of the present invention can be used for radiation therapy alone, but it can provide a better radiation dose distribution to patients in combination with conventional radiation therapy techniques, Of the radiation dose of the medical staff and the worker performing the treatment of the patient.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치(10)의 세부 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치(10)를 두피 피부암에 적용할 때 치료용 액상 방사성 동위원소의 주입 과정을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치(10)를 두피 피부암에 적용한 경우의 단면을 나타낸 것이며, 치료용 액상 방사성 동위원소를 채운 상태를 나타낸 것이다.FIG. 1 is a block diagram showing a detailed configuration of a remote after-placement radiopacity treatment apparatus 10 using a liquid radioactive isotope according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a process of injecting a therapeutic liquid radioactive isotope into a scalp skin cancer using a remote posterior brachytherapy apparatus 10 using a liquid radioactive isotope according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a remote posterior brachytherapy apparatus 10 using a liquid radioactive isotope according to an embodiment of the present invention when applied to scalp skin cancer. FIG. 3 shows a state in which a therapeutic liquid radioisotope is filled will be.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, and the like disclosed in the drawings for describing the embodiments of the present invention are illustrative, and thus the present invention is not limited thereto. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결' 되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결' 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결' 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함' 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a remote posterior brachytherapy apparatus using a liquid radioactive isotope according to an embodiment of the present invention.

이와 같은 구성을 채택함으로써, 치료용 액상 방사성 동위원소를 이용하여, 환자의 불규칙한 피부에 균일한 처방 방사선량을 전달함으로써 치료 효과를 증대시킴과 동시에, 원격 후장착 방사성 동위원소를 사용하여 환자의 방사선 근접 치료를 수행하는 의료진 및 작업자의 방사선 피폭을 예방할 수 있다.By adopting such a constitution, it is possible to increase the therapeutic effect by delivering a uniform prescription dose of radiation to irregular skin of a patient using a therapeutic liquid radioactive isotope, and at the same time, It is possible to prevent radiation exposure of medical personnel and workers performing close-up treatment.

본 발명에서, "원격 후장착(remote afterloading)"은 치료 방사선을 원격 조작으로 뒤에 장전하는 것으로, 보다 구체적으로, 치료 세팅 단계에서 후술할 어플리케이터(100)를 치료 부위에 위치시킨 다음, 유동관(220)을 어플리케이터(100)와 제어부(300)의 방사선원 출구에 연결한 후, 시술자는 퇴실하여 원격으로 치료를 개시하면 선량 계획 시스템에서 프로그램 된 순서에 따라 방사선원이 자동적으로 지정된 위치에 지정된 시간만큼 머무르면서 조사하는 방식을 의미한다. 치료가 종료되면 방사선원은 자동으로 안전위치로 되돌아가며, 정확한 치료를 기대할 수 있는 동시에 치료를 수행하는 의료진의 방사선 피폭을 감소시킬 수 있다.In the present invention, "remote afterloading" is a remote manipulation of the therapeutic radiation, and more specifically, placing the applicator 100, described below in the treatment setting step, Is connected to the outlet of the applicator 100 and the control unit 300 and then the operator goes out and remotely starts the treatment, the radiation source automatically remains in the specified position for the designated time in the order programmed in the dose planning system, . At the end of the treatment, the radiation source automatically returns to the safe position, expecting the correct treatment and reducing the radiation exposure of the medical staff performing the treatment.

본 발명에서 "방사선 근접 치료"는 근접 치료의 표적이 되는 종양에 액상 방사성 동위원소를 위치시켜, 방사선원 가까이에 있는 조직에 방사선을 조사하여 치료하는 방법으로, 근접 치료 장치를 환부에 미리 설치하고, 방사선 조사는 컴퓨터 제어를 통해 원격으로 수행하도록 설계된 원격 후장착을 이용한다.In the present invention, " radiopacity treatment "is a method for treating a tissue located near a radiation source by irradiating a liquid radioisotope to a tumor targeted for proximal therapy, Irradiation uses a remote back mount designed to be carried out remotely via computer control.

이하에서는, 본 발명에 따른 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치를 구성하는 각각의 구성요소에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, each component constituting the remotely mounted posterior radiopacity treatment apparatus using the liquid radioisotope according to the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치는 액상 방사성 동위원소를 사용함으로써 불규칙한 환자의 피부 표면에 균질한 처방선량을 전달함과 동시에, 치료를 수행하는 의료진 및 작업자의 방사선 피폭을 방지할 수 있는 치료 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치(10)는 어플리케이터(100), 주입부(200) 및 제어부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.First, a remote posterior brachytherapy apparatus using a liquid radioactive isotope according to an embodiment of the present invention uses a liquid radioactive isotope to deliver a uniform prescription dose to an irregular patient's skin surface, As shown in FIG. 1, a remotely mounted posterior radioprocess apparatus 10 using a liquid radioactive isotope according to an embodiment of the present invention includes an applicator (100), an injection unit (200), and a control unit (300).

어플리케이터(100)는, 후술할 하기의 구성들이 배치되어, 환자의 피부 병변에 치료 방사선을 조사하기 위한 구성으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 환부와 맞닿아 환자의 병변을 치료하기 위해, 환부의 표면 굴곡 특성과 일치하도록 제작되어야만 한다. 이를 위해 3D 스캐너를 이용하여 환자 개인마다 다른 환부의 피부 표면 굴곡을 스캔한 후, 수집한 정보를 사용하여 3D 프린터를 이용하여 환자맞춤형으로 제작되는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때, 상기 어플리케이터(100)의 소재에 있어, 베타선원의 차폐를 최소화하여 방사선 치료 효과를 높일 수 있으며, 3D 프린터를 통해 제작될 수 있는 재료에서 채택하는 것이 바람직하며, 예컨대 고무, 섬유 또는 플라스틱 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The applicator 100 is configured to irradiate therapeutic radiation to a skin lesion of a patient by arranging the following structures to be described later, and as shown in Fig. 2, in order to treat a lesion of the patient, Should be made to match the surface curvature characteristics of the substrate. For this purpose, it is preferable, but not limited, to use a 3D scanner to scan skin surface curvatures of different lesions for individual patients, and then to make patient-customized using the 3D printer using the collected information. At this time, in the material of the applicator 100, the shielding of the beta source may be minimized to enhance the radiation treatment effect, and it is preferable to adopt it from a material that can be manufactured through a 3D printer. For example, And the like, but the present invention is not limited thereto.

또한, 상기 어플리케이터(100)는, 환자의 피부 표면의 굴곡을 반영하여 환부와 수직한 방향으로 일정한 거리를 유지하고 있는 틀인바, 환부와 치료용 액상 방사성 동위원소와의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 치료용 액상 방사성 동위원소를 수용하는 어플리케이터(100) 내부의 두께도 일정하게 유지할 수 있어, 환자 피부의 균일한 깊이까지 동일한 처방 방사선량을 전달하는 것이 가능하다.In addition, the applicator 100 can maintain the distance between the diseased part and the therapeutic liquid radioisotope constantly, because the applicator 100 maintains a constant distance in the direction perpendicular to the affected part by reflecting the bending of the skin surface of the patient In addition, the thickness of the interior of the applicator 100 containing the therapeutic liquid radioactive isotope can be kept constant, and it is possible to deliver the same prescription dose to a uniform depth of the patient's skin.

주입부(200)는, 본 발명의 일실시예에 따른 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치에 치료용 액상 방사성 동위원소를 주입하여 환자의 방사선 치료를 수행하기 위한 구성으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 주입부(200)는, 수용부(210) 및 유동관(220)을 포함할 수 있다.The injector 200 is configured to inject a therapeutic liquid radioactive isotope into a remote posterior brachytherapy apparatus using a liquid radioisotope according to an embodiment of the present invention to perform radiation therapy of a patient, 1, the injection unit 200 may include a receiving part 210 and a flow pipe 220.

수용부(210)는 상기 어플리케이터(100) 내부의 빈 공간에 형성되어, 치료용 액상 방사성 동위원소를 수용하기 위한 구성으로서, 상기 수용부(210)는 액상 방사성 동위원소를 밀봉할 수 있는 신축성이 좋으며, 찢어지지 않는 얇은 재질의 고분자 화합물로 이루어질 수 있으며, 보다 구체적으로는 베타선원의 치료용 액상 방사성 동위원소의 차폐를 최소화하여 방사선 근접 치료 효과를 높이기 위해, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테트라프탈레이트(PET; polyethylene tetrephthalate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE; Low-density polyethylene) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High-density polyethylene)등과 같은 고분자 소재를 사용할 수 있다. 이러한 소재를 채택함으로써, 상기 어플리케이터(100)의 내부에 일정한 두께로 형성되어 있는 빈 공간에 배치되어, 치료용 액상 방사성 동위원소를 주입하였을 때, 환자맞춤형으로 제작된 어플리케이터(100)의 내부의 빈 공간과 일치하는 액상 방사성 동위원소의 분포가 가능하여, 환자 피부 병변의 균일한 방사선 조사를 확보할 수 있다. 또한, 상기 수용부(210)를 상기 어플리케이터(100)의 내부에 장착하지 않고, 치료용 액상 방사성 동위원소를 직접 어플리케이터 내부에 주입하여 치료를 수행할 수 있다. 이 때, 어플리케이터는 밀봉되어 액상 방사성 동위원소와 환자의 접촉을 방지한다.The receiving part 210 is formed in a hollow space inside the applicator 100 to accommodate a therapeutic liquid radioactive isotope. The receiving part 210 has elasticity capable of sealing the liquid radioactive isotope And may be made of a thin polymeric compound that does not tear. More specifically, in order to minimize the shielding of liquid radioisotope for therapeutic use of beta-ray source and to enhance the effect of radiation proximity treatment, polypropylene, polystyrene, polyethylene tetrapthalate A polymer material such as polyethylene terephthalate (PET), low-density polyethylene (LDPE), or high-density polyethylene (HDPE) can be used. By adopting such a material, when the therapeutic liquid radioactive isotope is injected into the empty space formed inside the applicator 100 to have a constant thickness, the empty space inside the applicator 100 manufactured in the patient- It is possible to distribute the liquid radioactive isotope coinciding with the space, thereby ensuring uniform irradiation of the skin lesion of the patient. Also, the therapeutic liquid radioisotope can be directly injected into the applicator without performing the mounting of the accommodating portion 210 inside the applicator 100, so that the treatment can be performed. At this time, the applicator is sealed to prevent contact of the patient with the liquid radioactive isotope.

유동관(220)은 상기 수용부(210)와 연결되어 상기 치료용 액상 방사성 동위원소의 이동을 위한 통로를 제공하기 위한 구성으로서, 상기 유동관(220)을 통해 피부에 발생한 병변에 방사선을 조사하기 위해 상기 액상 방사성 동위원소가 수용부(210) 내로 주입되고, 치료가 끝난 후, 수용부(210)로부터 제거될 수 있다. 이 때, 상기 수용부(210) 및 상기 유동관(220)은 치료용 액상 방사성 동위원소의 밀봉을 위한 스파우트(spout) 또는 치어 팩(cheer pack) 형태(도시하지 않음)로 체결될 수 있고, 밀봉 또는 분리될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The flow tube 220 is connected to the receiving part 210 to provide a passage for the therapeutic liquid radioactive isotope. The flow tube 220 is configured to irradiate a lesion generated in the skin through the flow tube 220 The liquid radioactive isotope may be injected into the receiving portion 210 and removed from the receiving portion 210 after the treatment is finished. At this time, the receptacle 210 and the flow tube 220 may be fastened in a spout or cheer pack form (not shown) for sealing the therapeutic liquid radioactive isotope, Or may be separated, but are not limited thereto.

한편, 본 발명에 따른 치료용 액상 방사성 동위원소는 베타선원 또는 저에너지 감마선원인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 상기 베타선원은 인(P)-32, 스트론튬(Sr)-89, 이트륨(Y)-90, 요오드(I)-131 또는 사마륨(Sm)-153 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 비정(range)이 짧은 상기 베타선원 또는 저에너지 감마선원을 치료에 사용함으로써, 얕은 깊이의 피부 병변에 충분한 처방 방사선량을 전달할 수 있으며, 투과성이 높지 않은 방사선을 사용하기 때문에, 심부에 위치한 정상 장기 또는 조직의 불필요한 방사선 피폭을 방지할 수 있고, 정상 장기 또는 조직에 피폭되는 방사선량을 줄여, 처방 방사선량을 증가시킴으로써, 피부 병변 또는 피부암 치료의 효율을 높일 수 있다. 또한, 액상의 방사성 동위원소를 사용함으로써, 환자의 불규칙한 굴곡의 병변에도 방사선 치료의 적용이 가능하며, 인체의 굴곡과 무관하게 균일한 깊이에 처방선량을 전달할 수 있고, 상기 어플리케이터(100) 및 상기 수용부(210)를 통해 다양한 형태를 재현할 수 있다.(Beta) -32, strontium (Sr) -89, yttrium (Y), and yttrium (Y) are preferably used as the beta source or the low energy gamma source. -90, iodine (I) -131, or samarium (Sm) -153. By using the beta source or the low energy gamma source having such a short range, it is possible to deliver a sufficient amount of prescription dose to a skin lesion of a shallow depth, and since a radiation having a low permeability is used, It is possible to prevent unnecessary radiation exposure of tissues and reduce the amount of radiation to be exposed to normal organs or tissues and increase the amount of prescription radiation dose to increase the efficiency of treatment of skin lesions or skin cancer. In addition, by using the liquid radioisotope, it is possible to apply radiation therapy to lesions of irregular bending of a patient, and to transmit a prescribed dose to a uniform depth irrespective of the bending of the human body, And various forms can be reproduced through the accommodating portion 210.

제어부(300)는 본 발명의 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치를 구현하는 구성으로서, 상기 어플리케이터(100) 및 상기 수용부(210)에 원격 후장착을 이용하여, 의료진 및 작업자의 방사선 피폭을 방지하면서 상기 근접 치료 장치에 치료용 액상 방사성 동위원소를 주입하고, 환부에 머무르며 방사선을 조사하여 치료를 수행한 후, 충분한 처방 방사선량을 전달한 후에 치료용 액상 방사성 동위원소를 상기 수용부(210)로부터 제거할 수 있다. 상기 제어부(300)를 이용하여 상기 어플리케이터(100) 및 상기 수용부(210)를 환자의 병변에 장착한 후, 상기 어플리케이터(100) 및 상기 수용부(210)에 원격으로 치료용 액상 방사성 동위원소를 상기 유동관(220)을 통해 주입 또는 제거하는 제어가 가능하다. 보다 구체적으로, 환자 두피로부터 수직한 방향으로 일정한 거리를 유지하는 환자 맞춤형 어플리케이터(100)를 장착하고, 유동관(220)을 통해 액상 방사성 동위원소가 수용부(210)에 주입되며, 환자의 두피 피부암 영역의 균일한 깊이에 처방 방사선량이 전달되도록 방사성 동위원소를 분포시킬 수 있으며, 이 때, 방사성 동위원소는 수용부(210) 내부에 위치하기 때문에 방사성 동위원소는 환자의 피부에 직접적으로 접촉되지 않는다. 또한, 상기 제어부(300)는 원격 후장착을 구현하기 위해, 액상 방사성 동위원소 저장부, 모터부 또는 컴퓨터 치료 계획부(도시하지 않음) 등을 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The control unit 300 is configured to implement a remote posterior placement brachytherapy apparatus using the liquid radioactive isotope of the present invention. The remote control unit 300 is configured to remotely mount the applicator 100 and the receiving unit 210, The therapeutic liquid radioisotope is injected into the proximal treatment device while the patient is staying in the affected area and irradiated with radiation to perform treatment. As shown in FIG. The applicator 100 and the receptacle 210 are mounted on the lesion of the patient using the controller 300 and then the therapeutic liquid radioactive isotope May be injected or removed through the flow pipe 220. More specifically, a patient-customized applicator (100) maintaining a constant distance in a vertical direction from the patient's scalp is mounted, liquid radioisotope is injected into the receiving portion (210) through the flow tube (220) The radioactive isotope may be distributed so that the prescription radiation dose is delivered to a uniform depth of the region. Since the radioactive isotope is located inside the receptacle 210, the radioactive isotope does not directly contact the skin of the patient . In addition, the controller 300 may include a liquid radioactive isotope storage unit, a motor unit, or a computerized treatment planning unit (not shown), for example, but is not limited thereto.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액상 방사성 동위원소를 이용한 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치를 두피 피부암에 적용한 경우를 나타낸 것이며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치를 이용하여 치료를 필요로 하는 환부의 표면 굴곡 특성과 일치하도록 상기 어플리케이터(100)를 3D 스캐너 및/또는 3D 프린터를 이용하여 제작하고, 상기 어플리케이터(100)를 환부에 부착시킨 후, 상기 어플리케이터(100) 내부에 위치한 상기 수용부(210)에 치료용 액상 방사성 동위원소를 상기 유동관(220)을 이용하여 주입하고, 환자의 환부에 처방 방사선량이 전달되도록 일정 시간 동안 방사성 동위원소를 분포시켜, 방사선을 조사한 뒤, 상기 유동관(220)을 통해 액상 방사성 동위원소가 상기 주입부(200)로부터 제거될 수 있으며, 이 때, 액상 방사성 동위원소는 상기 수용부(210) 및 상기 유동관(220)의 내부에 밀봉되어 위치하기 때문에 액상 방사성 동위원소는 환자의 피부에 직접적으로 접촉되지 않으며, 원격으로 치료를 개시하기 때문에, 정상적인 사용 절차에서 의료진 및 작업자 등 관련 종사자의 방사선 피폭을 막을 수 있다.FIG. 2 and FIG. 3 are views showing a case where a remote posterior brachytherapy apparatus using a liquid radioisotope according to an embodiment of the present invention is applied to scalp skin cancer. As shown in FIGS. 2 and 3, The 3D applicator 100 is fabricated using a 3D scanner and / or a 3D printer so as to match the surface curvature characteristics of the affected part requiring treatment using a remote posterior brachytherapy apparatus according to the present invention, The therapeutic liquid radioactive isotope is injected into the receiving part 210 located inside the applicator 100 using the flow tube 220 and the flow of the prescribed amount of radioactive isotope The radioactive isotope is distributed from the injection unit 200 through the flow pipe 220 after irradiation with the radioactive isotope, Since the liquid radioactive isotope is hermetically sealed in the receptacle 210 and the flow pipe 220, the liquid radioisotope is not in direct contact with the skin of the patient, It is possible to prevent radiation exposure of related workers such as medical personnel and workers in normal use procedures.

또한, 본 발명에 따른 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치는 단독으로 방사선 치료에 사용될 수 있으나, 기존의 방사선 치료 기법과 조합하여 환자에게 보다 나은 방사선량 분포를 제공할 수 있으며, 피부 조직을 치료 대상으로 하고, 피부암, 피부 표면에 위치한 암 또는 피부 표면에 위치한 방사선 치료가 가능한 병변에 적용 가능하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 도면에서 도시한 두피 피부암 방사선 치료는 예시일 뿐, 이에 한정되지 않고, 인체 모든 부위의 피부 표면에 적용 가능하다. 또한, 외과적 수술이 불가능한 광범위한 영역의 치료가 가능하며, 치료 범위 또는 치료 부위에 있어 제약을 받지 않고, 방사선 치료의 불확실성(uncertainty)을 줄이고, 임상에서의 적용이 용이하도록 치료 절차를 간소화할 수 있다.In addition, the remote posterior brachytherapy apparatus according to the present invention can be used for radiation therapy alone, but it can provide a better radiation dose distribution to patients in combination with conventional radiation therapy techniques, And is applicable to, but not limited to, skin cancer, cancer located on the skin surface, or lesions capable of radiotherapy located on the surface of the skin. In addition, the scalp skin cancer radiotherapy shown in the drawings of the present invention is merely an example, and the present invention is not limited thereto, and can be applied to skin surfaces of all parts of the human body. In addition, it is possible to perform a wide range of treatments that are impossible for surgical operations, to reduce the uncertainty of radiotherapy and to simplify the treatment procedure so that it is easy to apply in clinical practice, have.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

10 : 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치
100 : 어플리케이터 200 : 주입부
210 : 수용부 220 : 유동관
300 : 제어부10: remote posterior brachytherapy device
100: applicator 200: injection part
210: accommodating portion 220:
300:

Claims (7)

원격 후장착 방사선 근접 치료 장치에 있어서,
환부의 표면 굴곡 특성과 일치하도록 3D 스캐너 및 3D 프린터로 제작된 어플리케이터(100);
상기 어플리케이터(100)와 연결되어 치료용 액상 방사성 동위원소가 주입되는 주입부(200); 및
상기 주입부(200) 일단에 연결되어 치료용 액상 방사성 동위원소의 주입을 제어하는 제어부(300)를 포함하는 것을 특징으로 하되,
상기 어플리케이터(100)는 환부와 치료용 액상 방사성 동위원소와의 간격을 일정하게 유지시키면서 상기 치료용 액상 방사성 동위원소의 두께를 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는, 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치.
A remote posterior brachytherapy apparatus,
An applicator (100) made of a 3D scanner and a 3D printer to match the surface curvature characteristics of the affected part;
An injector 200 connected to the applicator 100 for injecting therapeutic liquid radioactive isotopes; And
And a controller 300 connected to one end of the injector 200 to control the injection of the therapeutic liquid radioactive isotope,
Wherein the applicator (100) maintains the thickness of the therapeutic liquid radioisotope constant while maintaining a constant distance between the lesion and the therapeutic liquid radioactive isotope.
제 1 항에 있어서, 상기 주입부(200)는
상기 어플리케이터(100) 내에 배치되어 주입되는 치료용 액상 방사성 동위원소를 수용하는 수용부(210); 및
상기 수용부(210)와 연결되어 상기 치료용 액상 방사성 동위원소의 이동을 위한 통로를 제공하는 유동관(220)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the injection unit (200)
A receiving portion 210 for receiving the therapeutic liquid radioactive isotope disposed and injected into the applicator 100; And
And a flow conduit (220) connected to the receptacle (210) to provide a passage for movement of the therapeutic liquid radioactive isotope.
삭제delete 삭제delete 제 2 항에 있어서, 상기 수용부(210)의 재질은 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테트라프탈레이트(PET; polyethylene tetrephthalate), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE; Low-density polyethylene) 또는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High-density polyethylene)인 것을 특징으로 하는, 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치.
The container according to claim 2, wherein the accommodation part (210) is made of polypropylene, polystyrene, polyethylene tetraflthalate (PET) ). ≪ / RTI >
제 1 항에 있어서, 상기 치료용 액상 방사성 동위원소는 베타선원 또는 저에너지 감마선원인 것을 특징으로 하는, 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치.
2. The remote posterior fixation radiation therapy apparatus of claim 1, wherein the therapeutic liquid radioisotope is a beta source or a low energy gamma source.
제 6 항에 있어서, 상기 베타선원은 인-32, 스트론튬-89, 이트륨-90, 요오드-131 또는 사마륨-153인 것을 특징으로 하는, 원격 후장착 방사선 근접 치료 장치.7. The remote after-placement radiation proximity treatment apparatus of claim 6, wherein said beta source is phosphorus-32, strontium-89, yttrium-90, iodine-131 or samarium-153.
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