KR102162745B1 - Automated system for radiochromic film analysis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 흡수선량 평가를 위한 RCF(radiochromic film) 자동분석시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a radiochromic film (RCF) automatic analysis system for evaluating absorbed dose.
방사선량 측정을 위해 대표적으로 전리작용을 이용한 방법, 여기작용을 이용한 방법, 화학작용을 이용한방법, 감광작용을 이용한 방법 등이 있는데, 이 중 RCF는 방사선이 조사되면 방사선이 조사된 영역은 색의 진하기가 변하게 되는 감광작용을 이용한 방법이며, 일반 필름에서처럼 화학적 처리 과정이 요구되지 않으므로 방사선량 측정을 위해 많이 이용된다. To measure the radiation dose, there are typically a method using an ionizing action, a method using an excitation action, a method using a chemical action, and a method using a photosensitive action. Among these, RCF is the irradiated area when irradiated with radiation. It is a method using the photosensitive action that changes its intensity, and since it does not require a chemical treatment process as in general films, it is widely used for measuring radiation dose.
도 1은 칼라에 대한 Red, Green, Blue (RGB)분해 그래프를 도시한 것이고, 도 2는 RGB에 대한 도스(Dose)와 흡광도 그래프를 도시한 것이며, 도 3은 통상의 이미지 스캐너를 이용한 분석장치 사진을 도시한 것이다. 1 is a graph showing a red, green, blue (RGB) decomposition graph for color, FIG. 2 shows a graph of dose and absorbance for RGB, and FIG. 3 is an analysis device using a conventional image scanner. It shows a picture.
종래에는 도 3에 도시된 바와 같이, 스캐너를 사용한 필름도시메트리(film dosimetry) 방법을 적용하였다. Conventionally, as shown in FIG. 3, a film dosimetry method using a scanner was applied.
필름투과방식 스캐너를 이용하여 스캔된 이미지를 도 1에 도시된 바와 같이, RGB(red, green, blue)로 분리하고, RCF를 스캐너에서 스캔하면, 넓은 면적의 도스 분포를 볼 수 있다는 장점이 있다. As shown in Fig. 1, when the scanned image using a film-transmitting scanner is separated into RGB (red, green, blue) and the RCF is scanned in the scanner, there is an advantage that a large area of dose distribution can be seen. .
그리고 해당 선량에 맞는 채널(RGB)을 선택한 다음 교정곡선(calibration curve)를 얻고 얻고 방사선에 의해 조사된 필름의 진하기(optical density)를 알면 교정곡선을 사용하여, 조사된 미지의 선량이 얼마가 되는지를 계산할 수 있다. And if you select a channel (RGB) suitable for the dose, get a calibration curve, and know the optical density of the film irradiated by radiation, use the calibration curve to determine how much of the unknown dose to be irradiated. You can calculate whether it works.
그러나 기존에 적용해 오던 전리함, 유리선량계, TLD 등의 소자는 크기, 밀도, 조사 및 측정조건 등에 의해서 피부나 생체조직에 부착하는데 있어서 여러제약을 받는 문제가 존재하였다. However, devices such as ionization boxes, glass dosimeters, and TLDs that have been applied in the past have had a problem of having various limitations in attaching to skin or living tissues depending on size, density, irradiation and measurement conditions, etc.
또한, 스캐너를 사용하면 스캐너의 정해진 광원(예:제논램프 등)을 그대로 사용하므로 광원에 대한 선택성이 없다. 그리고 스캐너의 디텍터에서 얻은 시그널은 다양한 스펙트럼으로 분리할 수 없는 단점이 존재한다. 또한, 현재 상용 스펙트로(포토)미터는 크기가 매우크고 이동이 불편하여 현장측정에 적합하지 않으며 가격이 고가라는 단점이 존재한다. In addition, when a scanner is used, the light source (eg, xenon lamp, etc.) is used as it is, so there is no selectivity for the light source. In addition, there is a disadvantage that the signal obtained from the scanner's detector cannot be separated into various spectra. In addition, the current commercial spectro (photo) meter is very large in size and inconvenient to move, so it is not suitable for on-site measurement and has a disadvantage that the price is high.
또한, 이러한 고가의 스펙트로포토미터는 안정된 분석능력과 흡광도 스캔을 할 수 있는 장점이 있지만, Deuterium UV lamp, Visible QI lamp 등의 광원을 사용하고 이들 광원으로부터 나온 빛은 grating을 거쳐 시료에 도달하기 까지 많은 광학장치를 거치게 된다. 이때 모든 광학장치의 제어가 필요하게 되고 이러한 복잡성으로 인해 스펙트로포토미터의 크기는 커지고 가격이 상승하게 된다. In addition, these expensive spectrophotometers have the advantage of stable analysis capability and absorbance scan, but use light sources such as Deuterium UV lamp and Visible QI lamp, and the light from these light sources goes through grating until reaching the sample. It goes through a lot of optics. At this time, control of all optical devices is necessary, and due to this complexity, the size of the spectrophotometer increases and the price increases.
또한, 기존에 스캐너를 사용한 필름 도시메트리의 경우에는 상당히 많은 방법들과 절차를 거치고, 시간도 오래걸리며 필름분석을 위한 상용소프트웨어 또한 고가라는 단점이 존재한다. In addition, in the case of film citymetry using a scanner, there is a disadvantage that it goes through a lot of methods and procedures, takes a long time, and commercial software for film analysis is also expensive.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, RCF를 작은 크기로 나누어서 사용하므로 어떤 좁은 영역에서의 평균 선량값을 측정하는데 사용될 수 있으며, 필름은 두께가 얇고(0.25 ~ 0.3mm) 유효원자번호가 7.26 으로써 방사선에 대한 반응이 물등가물질에 가깝기 때문에, 작은 패치형태로 사용할 경우 신체조직주변에 부착 후 흡수선량을 측정하는데 유리하다. 또한 밀도가 신체조직과 비슷하여 주변에 산란(scattering)특성이나 방사선 감쇄 등의 영향이 거의 비슷하여, RCF 부착으로 인해 생성되는 주변부에 대한 산란의 영향이 거의 없이 관심지점에서의 선량을 측정할 수 있는 흡수선량 평가용 RCF 자동분석시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, and according to an embodiment of the present invention, since the RCF is divided into small sizes and used, it can be used to measure the average dose value in a certain narrow area, and the film Silver has a thin thickness (0.25 ~ 0.3mm) and an effective atomic number of 7.26, so the reaction to radiation is close to that of a water equivalent material, so when used as a small patch, it is advantageous to measure the absorbed dose after attaching it around the body tissue. In addition, since the density is similar to that of the body tissue, the effect of scattering characteristics and radiation attenuation around the surrounding area is almost similar, so that the dose at the point of interest can be measured with little influence of the scattering to the surrounding area generated by the RCF attachment. Its purpose is to provide an automatic RCF analysis system for evaluating absorbed doses.
본 발명의 실시예에 따르면, RCF 흡광도의 스펙트럼분석에 스펙트로(포토)미터를 사용하여 필름분석시 원하는 파장대에서 흡광도를 얻어낼 수 있으며, 최근 다양한 파장영역대에서 LED 제품 개발이 가능하고 고분해능 광원 LED(Full width half maximum of spectral band width: 10nm ~ 수백 nm까지 다양함) 또한 쉽고 저렴한 비용으로 활용할 수 있기 때문에, LED를 흡광도 분석광원으로 선택하여 사용하여 분석하고자 하는 시료에 맞는 단일파장에 근접한 분석광원효과를 낼 수 있고 소형으로 제작가능하여 제작비용을 절감할 수 있는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, a spectro (photo) meter is used for spectrum analysis of RCF absorbance to obtain absorbance in a desired wavelength band during film analysis. Recently, LED products can be developed in various wavelength bands, and high-resolution light source LED (Full width half maximum of spectral band width: varies from 10nm to hundreds of nm) In addition, since it can be used easily and at low cost, an analysis light source close to a single wavelength suitable for the sample to be analyzed by using LED as an absorbance analysis light source Its purpose is to provide an automatic RCF analysis system for evaluating absorbed doses that can be effective and can be manufactured in a small size and thus reduce manufacturing costs.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 스펙트로포토미터를 사용하여 RCF분석을 하게 되므로 원하는 파장대의 광원을 사용할 수 있고, 얻은 흡광도 스펙트럼으로부터 얻고자 하는 파장과 그 범위를 선택적으로 조절할 수 있는 기능을 가진 흡수선량 평가용 RCF 자동분석시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. And according to the embodiment of the present invention, since RCF analysis is performed using a spectrophotometer, a light source of a desired wavelength range can be used, and an absorption having a function of selectively adjusting the desired wavelength and range from the obtained absorbance spectrum Its purpose is to provide an automatic RCF analysis system for dose evaluation.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 패치를 분석장치에 넣기만 하면 결과값(즉, 흡수선량값)이 바로 나오게 되어 매우 편리하며, 시스템에는 소프트웨어에 입력된 교정곡선으로부터 관심영역에 흡수된 선량을 평가해 줄 수 있으므로 사용자 입장에서 매우 편리한 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, it is very convenient that the result value (i.e., the absorbed dose value) comes out immediately by simply inserting the patch into the analysis device, and the system contains the dose absorbed in the region of interest from the calibration curve input to the software The purpose of this is to provide an automatic RCF analysis system for evaluating absorbed dose, which is very convenient from the user's point of view.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.
본 발명의 목적은, 복수의 LED 배열로 구성되어 평평한 광원 스펙트럼을 형성하는 광원부; 상기 광원부에서 조사되는 광의 크기 및 모양을 조절하는 광원가이드부; 암실 내에 설치되며 원주방향을 따라 장착홀이 형성된 샘플로테이션 휠; 상기 샘플로테이션 휠을 회전축 기준으로 구동시키는 구동부; 상기 장착홀에 설치되는 필름패치; 필름패치의 샘플을 통과한 빛이 산란되는 적분구; 및 상기 적분구에서 산란된 빛이 전송되어 파장별로 각 채널에서의 시그널을 수집하여 상기 샘플의 투과광 스펙트럼 분석을 하는 스펙트로미터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템으로서 달성될 수 있다. An object of the present invention is a light source unit configured with a plurality of LED arrays to form a flat light source spectrum; A light source guide unit for adjusting the size and shape of the light irradiated from the light source unit; A sample rotation wheel installed in a darkroom and having a mounting hole formed along the circumferential direction; A driving unit driving the sample rotation wheel based on a rotation axis; A film patch installed in the mounting hole; An integrating sphere through which light passing through the sample of the film patch is scattered; And a spectrometer for analyzing the transmitted light spectrum of the sample by transmitting the light scattered from the integrating sphere and collecting signals from each channel for each wavelength; achieved as an RCF automatic analysis system for evaluating absorbed dose, comprising: Can be.
그리고 상기 필름패치는, RCF와, 상기 RCF를 고정하는 리테이너 링, 방사선 조사시 오염을 방지하며 분석시에는 쉽게 제거될 수 있는 보호필름과, 보호필름 일측에 구비되어 환자의 피부 또는 관심영역에 상기 필름패치가 부착될 수 있도록 구성되는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the film patch, the RCF, a retainer ring that fixes the RCF, a protective film that prevents contamination during irradiation and can be easily removed during analysis, and is provided on one side of the protective film to the patient's skin or an area of interest. It may be characterized in that it includes an adhesive layer configured to be attached to the film patch.
또한, 상기 광원부는 상기 LED 소자를 파장별로 조합하여 평평한 스펙트럼 광원을 얻을 수 있고, 특정파장영역의 스펙트럼 분포를 갖는 LED를 적용하여 샘플의 적합한 흡수파장대의 LED를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the light source unit may be characterized in that it is possible to obtain a flat spectral light source by combining the LED elements for each wavelength, and selectively using an LED having an appropriate absorption wavelength of the sample by applying an LED having a spectral distribution in a specific wavelength region. have.
그리고 상기 광가이드부는, 분산되는 광을 모은 후 평행빔으로 조사시키는 렌즈와, 광원으로부터 원하지 않는 파장대의 잡광이 섞여 있을 경우 이를 걸러내는 필터와, 광원을 시료의 관심영역에 맞게 조절하는 콜리메이터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the optical guide unit includes a lens that collects the scattered light and irradiates it with a parallel beam, a filter that filters out unwanted light of an unwanted wavelength band from the light source, and a collimator that adjusts the light source to the region of interest of the sample. It can be characterized by that.
또한, 상기 샘플로테이션 휠은, 샘플로테이션 휠을 회전시키는 톱니구동축과 모터와, 회전각도 또는 위치를 표시하는 표시자와, 회전각도 또는 위치 값을 읽는 로테이션 센서, 광원의 출력을 교정하는 ND 필터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the sample rotation wheel includes a tooth drive shaft and a motor that rotates the sample rotation wheel, an indicator indicating a rotation angle or position, a rotation sensor reading a rotation angle or position value, and an ND filter for calibrating the output of a light source. It may be characterized by including.
그리고 샘플설치부는, 샘플로테이션 휠의 장착홀에 대응되는 위치의 하단에 구비되는 샘플설치봉과, 샘플설치봉을 구동하는 샘플설치봉 구동부, 상기 샘플설치봉 구동부를 제어하여 샘플설치봉이 수직 상하운동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the sample mounting unit includes a sample mounting rod provided at a lower end of a position corresponding to the mounting hole of the sample rotation wheel, a sample mounting rod driving unit for driving the sample mounting rod, and a control unit for vertically moving the sample mounting rod by controlling the sample mounting rod driving unit. It can be characterized by that.
또한, 상기 적분구는, 상기 적분구 내에서 반사되는 빛은 파장에 따른 리스판스가 필름 분석 파장 범위 내에서 균일하며, 적분구 내에서 산란된 빛을 스펙트로미터로 전송하는 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the integrating sphere, characterized in that the light reflected in the integrating sphere has a uniform response according to the wavelength within the film analysis wavelength range, and includes an optical fiber that transmits the light scattered in the integrating sphere to a spectrometer. can do.
그리고 상기 스펙트로미터는 적분구에서 광섬유를 통해 전달된 빛이 전달되어 분석하며, 파장별로 각 채널에서의 시그널을 수집하고, 채널은 파장에 대하여 교정하면 샘플의 종류에 따른 적정파장영역의 채널만 고려하여 분석하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the spectrometer analyzes the light transmitted through the optical fiber from the integrating sphere, and collects signals from each channel for each wavelength, and if the channel is calibrated for wavelength, only the channel in the appropriate wavelength region according to the sample type is considered. It can be characterized by analyzing.
또한, 상기 샘플로테이션 휠의 상부 또는 하부측에 설치되는 온도조절판과, 상기 온도조절판에 설치되는 다수의 펠티어 소자와, 온도조절판 일측에 구비되어 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서로 구성되는 온도조절장치를 더 포함하며, 상기 제어부는 온도센서에서 측정된 값을 기반으로 설정된 온도가 유지되도록 상기 온도조절장치를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a temperature control device consisting of a temperature control plate installed on the upper or lower side of the sample rotation wheel, a plurality of Peltier elements installed on the temperature control plate, and a temperature sensor provided on one side of the temperature control plate to measure the temperature in real time. It further includes, and the control unit may be characterized in that controlling the temperature control device to maintain a set temperature based on the value measured by the temperature sensor.
그리고 상기 제어부는, 장비의 전원 인가 및 컴퓨터와 통신연결이상 유무를 확인하고, 광원의 전원을 샘플의 특성 및 분석 선량구간에 맞게 설정한 후 광원을 켜고 안정화시키며, 장착홀에 필름패치 장착여부를 확인하고, 스펙트로미터의 데이터수집 시간 및 반복 측정횟수를 설정하며, 조사되지 않은 샘플의 스펙트럼을 먼저 얻고 나머지 샘플들은 스펙트럼을 얻은 후 조사되지 않은 샘플로부터 각 샘플의 NOD(Net Optical Density)값을 구하고, 교정용 샘플의 NOD 값을 피팅하여 NOD to Dose 선량교정곡선을 구하고 분석용 샘플의 NOD 값으로부터 선량을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다. Then, the control unit checks whether the power of the equipment is applied and the communication connection with the computer is abnormal, sets the power of the light source according to the characteristics and analysis dose range of the sample, turns on and stabilizes the light source, and determines whether a film patch is mounted in the mounting hole. Check, set the data collection time and the number of repeated measurements of the spectrometer, obtain the spectrum of the unirradiated sample first, obtain the spectrum for the remaining samples, and then obtain the NOD (Net Optical Density) value of each sample from the unirradiated sample. , It can be characterized in that the NOD to Dose dose calibration curve is obtained by fitting the NOD value of the sample for calibration, and the dose is determined from the NOD value of the sample for analysis.
본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템에 따르면, RCF를 작은 크기로 나누어 사용하므로 어떤 좁은 영역에서의 평균 선량값을 측정하는데 사용될 수 있으며, 필름은 두께가 얇고(0.25 ~ 0.3mm) 유효원자번호가 7.26 으로써 방사선에 대한 반응이 물등가물질에 가깝기 때문에, 작은 패치형태로 사용할 경우 신체조직주변에 부착 후 흡수선량을 측정하는데 유리하다. 또한 밀도가 신체조직과 비슷하여 주변에 산란(scattering)특성이나 방사선 감쇄 등의 영향이 거의 비슷하여, RCF 부착으로 인해 생성되는 주변부에 대한 산란의 영향이 거의 없이 관심지점에서의 선량을 측정할 수 있는 효과를 갖는다. According to the RCF automatic analysis system for evaluating absorbed dose according to an embodiment of the present invention, since the RCF is divided into small sizes, it can be used to measure the average dose value in a certain narrow area, and the film has a thin thickness (0.25 ~ 0.3mm) Since the effective atomic number is 7.26, the response to radiation is close to water equivalent substances, so when used in the form of a small patch, it is advantageous to measure the absorbed dose after attaching it around the body tissue. In addition, since the density is similar to that of the body tissue, the effect of scattering characteristics and radiation attenuation around the surrounding area is almost similar, so that the dose at the point of interest can be measured with little influence of the scattering to the surrounding area generated by the RCF attachment. Has an effect.
본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템에 따르면, RCF 흡광도의 스펙트럼분석에 스펙트로(포토)미터를 사용하여 필름분석시 원하는 파장대에서 흡광도를 얻어낼 수 있으며, 최근 다양한 파장영역대에서 LED 제품 개발이 가능하고 고분해능 광원 LED(Full width half maximum of spectral band width: 10nm ~ 수백 nm까지 다양함) 또한 쉽고 저렴한 비용으로 활용할 수 있기 때문에, LED를 흡광도 분석광원으로 선택하여 사용하여 분석하고자 하는 시료에 맞는 단일파장에 근접한 분석광원효과를 낼 수 있고 소형으로 제작가능하여 제작비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. According to the RCF automatic analysis system for evaluating absorbed dose according to an embodiment of the present invention, absorbance can be obtained in a desired wavelength band when analyzing a film by using a spectro (photo) meter for spectrum analysis of RCF absorbance. Since it is possible to develop LED products at a large scale and high-resolution light source LED (Full width half maximum of spectral band width: various from 10nm to hundreds of nm) can be used easily and at low cost, select and use LED as the light source for absorbance analysis. The analysis light source effect close to a single wavelength suitable for the intended sample can be produced, and the manufacturing cost can be reduced because it can be manufactured in a small size.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템에 따르면, 스펙트로포토미터를 사용하여 RCF분석을 하게 되므로 원하는 파장대의 광원을 사용할 수 있고, 또한 얻은 흡광도 스펙트럼으로부터 얻고자 하는 파장과 그 범위를 선택적으로 조절할 수 있는 효과를 갖는다. And according to the RCF automatic analysis system for evaluating absorbed dose according to an embodiment of the present invention, since RCF analysis is performed using a spectrophotometer, a light source in the desired wavelength range can be used, and the wavelength and the desired wavelength from the obtained absorbance spectrum It has the effect of being able to selectively adjust its range.
조사된 필름패치를 분석장치에 넣기만 하면 결과값(즉, 흡수선량값)이 자동으로 계산되어 바로 볼 수 있으므로 매우 편리하며, 시스템에는 소프트웨어에 입력된 교정곡선으로부터 관심영역에 흡수된 선량을 평가해 줄 수 있으므로 사용자 입장에서 매우 편리한 장점이 있다.It is very convenient because the result value (i.e., absorbed dose value) is automatically calculated and can be viewed immediately by simply inserting the irradiated film patch into the analysis device, and the system evaluates the dose absorbed in the region of interest from the calibration curve entered into the software. It has the advantage of being very convenient from the user's point of view.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 흡수선량(Dose)의 증가에 따른 흡광도변화와 칼라이미지에 대한 RGB분해 그래프,
도 2는 흡수선량(Dose)의 증가에 따른 각 채널 (RGB)에 대한 도스(Dose)와 흡광도 관계,
도 3은 통상의 이미지 스캐너를 이용한 필름분석의 예,
도 4a는 Varian Cary 4000 스펙트로포터미터(SPM)으로 측정한 흡광도(Optical density 또는 Absorbance) 스펙트럼,
도 4b는 Varian Cary 4000 스펙트로포터미터(SPM)으로 측정한 알짜흡광도(Net Optical density 또는 Net Absorbance) 스펙트럼,
도 5a 및 도 5b는 Varian Cary 4000 스펙트로포터미터(SPM)으로 측정한 피크파장(Spectral bandwidth(SBW) : 25nm) 주변만 수집한 경우(도 5a)와, 풀 스펙트럼(SBW : 400nm)을 수집한 경우(도 5b)의 선량반응곡선(dose-response curve),
도 6은 MD-55-2 RCF의 파장별 스텍트럼분석과 선량반응곡선,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템의 구성도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광원부의 평면도,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 광원부에 의해 여러 파장의 광원들을 조합하여 원하는 영역에서 넓고 평평한 광원 스펙트럼을 없을 수 있는 것을 이론적으로 계산한 그래프,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 샘플로테이션 휠의 평면도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 샘플 설치부 측의 단면도,
도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 필름패치의 평면도,
도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 필름패치의 단면도,
도 13a는 본 발명의 실시예에 따른 적분구의 단면도,
도 13b는 본 발명의 실시예에 따른 적분구에서의 파장에 대한 반사율 그래프,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석방법의 흐름도를 도시한 것이다. The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention, so the present invention is limited to the matters described in such drawings. And should not be interpreted.
1 is an RGB decomposition graph for a color image and a change in absorbance according to an increase in absorbed dose,
2 is a relationship between dose and absorbance for each channel (RGB) according to an increase in absorbed dose (Dose),
3 is an example of film analysis using a conventional image scanner,
Figure 4a is an absorbance (Optical density or Absorbance) spectrum measured with a Varian Cary 4000 spectrophotometer (SPM),
4B is a net optical density or Net Absorbance spectrum measured with a Varian Cary 4000 spectrophotometer (SPM),
Figures 5a and 5b is a case of collecting only around the peak wavelength (Spectral bandwidth (SBW): 25 nm) measured with a Varian Cary 4000 spectrophotometer (SPM) (Fig. 5a) and a full spectrum (SBW: 400 nm) The dose-response curve of the case (Fig. 5b),
6 is a spectrum analysis and dose response curve for each wavelength of MD-55-2 RCF,
7 is a block diagram of an RCF automatic analysis system for evaluating absorbed dose according to an embodiment of the present invention,
8 is a plan view of a light source unit according to an embodiment of the present invention;
9A and 9B are graphs theoretically calculating that there may be no wide and flat light source spectrum in a desired area by combining light sources of several wavelengths by a light source unit according to an embodiment of the present invention;
10 is a plan view of a sample rotation wheel according to an embodiment of the present invention;
11 is a cross-sectional view of a sample installation portion according to an embodiment of the present invention,
12A is a plan view of a film patch according to an embodiment of the present invention;
12B is a cross-sectional view of a film patch according to an embodiment of the present invention,
13A is a cross-sectional view of an integrating sphere according to an embodiment of the present invention;
13B is a graph of reflectance versus wavelength in an integrating sphere according to an embodiment of the present invention;
14 is a flowchart of an RCF automatic analysis method for evaluating absorbed dose according to an embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features, and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed between them. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of the technical content.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the shape of the exemplary diagram may be modified by manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include a change in form generated according to the manufacturing process. For example, an area shown at a right angle may be rounded or may have a shape having a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of a device region and are not intended to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first and second are used to describe various elements, but these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, a number of specific contents have been prepared to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, readers who have knowledge in this field to the extent that they can understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific contents. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known in describing the invention and are not largely related to the invention are not described in order to prevent confusion without any reason in describing the invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템에 따르면, 스펙트로포토미터를 사용하여 RCF분석을 하게 되므로 원하는 파장대의 광원을 사용할 수 있고, 도 얻은 흡광도 스펙트럼으로부터 얻고자 하는 파장과 그 범위를 선택적으로 조절할 수 있다. Hereinafter, an automatic RCF analysis system for evaluating absorbed dose according to an embodiment of the present invention will be described. According to the RCF automatic analysis system for evaluating absorbed dose according to an embodiment of the present invention, since RCF analysis is performed using a spectrophotometer, a light source in the desired wavelength range can be used, and the desired wavelength and the wavelength obtained from the obtained absorbance spectrum You can optionally adjust the range.
도 4a는 상용제품인 Varian Cary 4000 스펙트로포터미터(SPM)으로 측정한 흡광도(Optical density 또는 Absorbance) 스펙트럼을 도시한 것이고, 도 4b는 Varian Cary 4000 스펙트로포터미터(SPM)으로 측정한 알짜흡광도(Net Optical density 또는 Net Absorbance) 스펙트럼을 도시한 것이다. Figure 4a shows the absorbance (Optical density or Absorbance) spectrum measured by a commercial Varian Cary 4000 spectrophotometer (SPM), Figure 4b is a net optical absorption measured by the Varian Cary 4000 spectrophotometer (SPM). density or Net Absorbance) spectrum.
또한, 도 5a 및 도 5b는 상용제품인 Varian Cary 4000 스펙트로포터미터(SPM)으로 측정한 피크파장(Spectral bandwidth(SBW) : 25nm) 주변만 수집한 경우(도 5a)와, 풀 스펙트럼(SBW : 400nm)을 수집한 경우(도 5b)의 선량반응곡선(dose-response curve)을 도시한 것이다. In addition, Figures 5a and 5b is a case of collecting only around the peak wavelength (Spectral bandwidth (SBW): 25nm) measured with a commercial product Varian Cary 4000 spectrophotometer (SPM) (Figure 5a) and full spectrum (SBW: 400nm) ) Is a dose-response curve in the case of collecting (FIG. 5B).
그리고 도 6은 MD-55-2 RCF의 파장별 스텍트럼분석과 선량반응곡선을 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 스펙트로미터로 수집하는 광원의 파장대마다 서로 다른 선량반응곡선의 특성을 나타내며, 필름(RCF)의 종류별로도 스펙트럼 특성이 각각 가르며, 선호되는 스펙트럼영역이 다를 수 있음을 알 수 있다. And Figure 6 shows the spectrum analysis and dose response curve for each wavelength of the MD-55-2 RCF. As shown in FIG. 6, the characteristics of the dose response curves are different for each wavelength band of the light source collected by the spectrometer, and the spectral characteristics are different for each type of film (RCF), and the preferred spectral region may be different. Able to know.
도 5a, 도 5b, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 스펙트로포터미터를 사용한 스펙트럼분석의 장점은 원하는 파장대의 광원을 사용할 수 있고, 또 얻은 흡광도스펙트럼으로부터 얻고자 하는 파장과 그 범위를 개별적으로 선택 및 조절할 수 있다는 것이다. As shown in FIGS. 5A, 5B, 6A, and 6B, the advantage of spectrum analysis using a spectrophotometer is that a light source of a desired wavelength range can be used, and the desired wavelength and its range can be individually determined from the obtained absorbance spectrum. It can be selected and adjusted with
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템의 구성 및 기능에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration and function of the automatic RCF analysis system for evaluating absorbed dose according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.
먼저, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템(100)은 광원부(20), 광원가이드부(30), 샘플분석장치, 샘플설치부(60), 적분구(70), 스펙트로미터(80), 온도조절장치(90), 제어부(110) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. First, FIG. 7 shows a configuration diagram of an RCF
본 발명의 실시예에 따른 광원부(20)는 패널(22) 상에 설치된 복수의 LED(21)(배열)로 구성될 수 있다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 광원부(20)의 평면도를 도시한 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광원부(20)는 완판형의 패널(22) 상에 복수의 LED(21) 배열로 구성되어 광원을 넓은 면적에 균일하게 만들 수 있게 된다. The
또한, 제어부(110)를 통해 대상 필름(RCF)의 감광도에 따라서 광원의 강도를 다르게 설정할 수 있다. In addition, the intensity of the light source may be differently set according to the photosensitivity of the target film RCF through the
본 발명의 실시예에서는 LED(21) 배열에서 각각의 LED(21) 소자들은 서로 다른 파장을 갖고 있는 개별소자 또는 몇 개의 동일파장그룹 LED(21)로 구성된다. 또한, LED(21) 파장 선택범위가 매우 다양할 수 있다. 최근에는 다양한 파장의 Vis(가시광영역) LED(21) 뿐만아니라 UV(자외선영역) LED, NIR(근적외선영역) LED 등이 많이 개발되었으며, 최근 LED는 SBW가 좁은 영역(FWHM으로 10nm)에서 아주 넓은 영역(수백 nm)까지 매우 다양하다. 따라서 도 9(a), 9(b) 와 같이 여러 LED(21)의 조합으로 평평(flat)한 광원스펙트럼을 만들어 낼 수 있다. In the embodiment of the present invention, each of the
즉, LED(21) 소자들을 파장별로 적절히 조합하면 평평한 스펙트럼의 광원을 얻을 수 있다. 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 광원부(20)에 의해 여러 파장의 광원들을 조합하여 원하는 영역에서 넓고 평평한 광원 스펙트럼을 없을 수 있는 것을 이론적으로 계산한 그래프를 도시한 것이다. 예를 들어, 도 9a는, 피크파장 600nm ~ 700nm, FWHM 10nm 22개의 광원(도 9a)을 조합한 경우 평평한 스펙트럼(도 9b)을 얻을 수 있다(개별 LED 출력광의 피크강도는 모두 동일하고, 출력광은 가우시안 분포를 갖는다고 가정하였을 때, 이론적 스펙트럼은 도 9a, 도 9b와 같이 계산될 수 있다.That is, if the
넓고 평평한 스텍트럼을 얻을 수 있는 장점은 일반적인 스펙트로포토미터(80)에서는 grating 및 silt을 통해 분광된 빛이 파장별로 스캔되므로 시간이 다소 걸리지만(약 수십 초), 평평한 광원스펙트럼을 사용하면 매우 짧은 시간(1~2초내)에 스펙트럼 측정이 가능하다. 물론 LED(21)에 대한 개별 on/off를 할 수 있으므로 일정한 파장범위에서 스캐닝도 가능하다. The advantage of obtaining a wide and flat spectrum is that it takes a little time (about tens of seconds) because light spectroscopically through grating and silt is scanned by wavelength in a general spectrophotometer (80), but a very short time when using a flat light source spectrum. Spectrum measurement is possible (within 1~2 seconds). Of course, since it is possible to individually turn on/off the
RCF의 종류나 감광정도(optical density 는 흡수선량에 비례함)에 따라 선호되는 광원의 파장이 다를 수 있다. 따라서 특정파장영역의 스펙트럼 분포를 갖는 LED(21)를 적절히 사용하면, 해당 RCF의 적합한 흡수파장대의 LED(21)를 선택적으로 사용할 수 있다(예를 들어, EBT3 0-8 Gy 조사 영역에서는 광원 약 620nm ~ 660nm 대의 파장에서 선량에 따른 OD 변화(Dose-response)가 크다. Dose-response가 크가는 것은 필름이 방사선에 대한 민감도(sensitive)가 크다는 것과 같은 의미임.).The wavelength of the preferred light source may differ depending on the type of RCF or the degree of photosensitivity (optical density is proportional to the absorbed dose). Therefore, if the
또한 각각의 LED(21)는 개별 on/off가 가능하므로, 필름의 종류가 바뀌거나 측정하고자 하는 선량의 범위가 바뀌면, LED(21)를 선택적으로 사용함으로써 광원의 파장도 변경하여 분석할 수 있다. In addition, since each
또한 본 발명의 실시예에 따른 광원부(20)는 전체를 탈부착할 수 있는 구조를 채용하며, LED(21) 수명이 다하거나 분석시료(필름에만 국한된 것이 아니라 다른 시료 측정도 가능)의 특성에 따라서 그에 맞는 LED(21) 조합으로 된 광원을 사용할 수 있다. In addition, the
또한, 제어부(110)는 광원부(20)를 제어하여 광의 강도를 조절할 수 있다. 조사되지 않은 필름(시료)의 투과 스펙트럼을 측정하여 최대강도가 스펙트로미터(80) ADC의 Limit을 넘지 않도록 한다. 파워 서플라이 전압, 전류값은 LED(21)의 최대 허용전류를 넘지 않는 범위에서 조정한다. 또한, 데이터 수집동안에 LED(21)에 일정한 전류를 흘릴 수 있는 정전류모드(Constant Current mode)로 운용한다. In addition, the
전류를 LED(21)에 인가하면 LED(21)의 광량이 충분히 안정화될 때까지 기다리고 전류 레귤레이터를 사용하여 배터리로도 시스템을 운용할 수 있도록 설계할 수 있다(이 경우 필름의 종류와 LED(21)에 따라 regulating current가 선택이 가능하도록 구성해야한다.).When a current is applied to the
또한 되도록 광량은 줄이고 스펙트로미터(80)의 데이터 수집시간을 늘이는 방향으로 제어하되 모든 필름데이터를 수집하는 동안은 광량이 일정할 수 있도록 운용되어야 한다(즉, 되도록 광량은 줄이되 파워서플라이의 안정도에 따라 스펙트로미터(80)의 데이터 수집적정시간을 찾아야한다.). 동일한 필름에 대하여 다른 LED(21)를 사용해야할 시(멀티채널분석)에는 LED(21)의 광량이 안정화되는데 시간이 걸리므로 동일 LED(21)에 대하여 모든 필름을 분석한 후 다른 LED(21)로 스위칭한다. In addition, the amount of light should be reduced as much as possible and controlled in the direction of increasing the data collection time of the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템(100)의 광원가이드부(30)는 도 7에 도시된 바와 같이, 렌즈(31), 필터(32), 콜리메이터(collimator,33)를 포함하여 구성될 수 있다. 렌즈(31)를 적절히 배합하여 분산되는 광을 모은 후 평행빔으로 조사시킬 수 있다(렌즈의 위치 및 타입 조절기능). 그리고 필터(32)는 광원으로부터 원하지 않는 파장대의 잡광이 섞여 있을 경우 이를 걸러내는 역할을 수행하게 된다(High pass, low pass, band pass filter 등, 잡광의 파장영역에 따라 교체가능). 그리고 콜리메이터(33)는 넓은 면적의 광원을 시료의 관심영역(필름의 ROI)에 맞게 빔을 줄여주는 역할을 수행한다(시료의 크기 및 분석영역의 크기에 따라 사이즈 조절 및 교체 가능).In addition, the light
다음으로는 본 발명의 실시예에 따른 샘플분석장치에 대해 설명하도록 한다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 샘플로테이션 휠(40)의 평면도를 도시한 것이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 샘플분석장치는 샘플로테이션 휠(40)로 구성될 수 있다. Next, a sample analysis apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. 10 is a plan view showing a
도 10에 도시된 바와 같이, 샘플로테이션 휠(40)은 외곽측의 원주방향을 따라 복수의 다각형 또는 원형홀 형태의 장착홀이 형성되어 샘플(시료, 필름패치)을 설치할 수 있도록 구성된다. As shown in FIG. 10, the
샘플로테이션 휠(40)을 회전시킬 수 있는 톱니구동축(48)과 모터(49)를 포함하여 회전을 담당하며 미세조절이 가능한 스텝모터(49)를 적용한다. 회전각도(또는 위치)를 표시하는 표시자(마그넷스케일러, 46)가 새겨져 있고, 이 값을 읽을 수 있는 로테이션 센서(51)가 있어서, 샘플로테이션 휠(40)이 회전할 때 샘플이 정확한 분석위치에 오도록 조절해준다. 또한, 광원의 출력을 교정하기 위해 ND 필터를 포함할 수 있고, 샘플로테이션 휠(40)에 들어올 수 있는 주변부의 빛을 제거하기 위해 샘플로테이션 휠(40)은 도 7에 도시된 바와 같이, 암실(41) 내부에 설치됨을 알 수 있다. The
본 발명의 실시예에 따른 샘플설치부(60)는 샘플설치봉(61)과, 샘플설치봉 구동부(62)를 포함하여 구성된다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 샘플 설치부(60) 측의 단면도를 도시한 것이다. 이러한 샘플설치봉(61)은 샘플로테이션 휠(40)의 장착홀에 대응되는 위치의 하단에 위치되며 솔레노이드코일 또는 모터로 구성되는 샘플설치봉 구동부(62)에 의해 구동될 수 있도록 구성되며, 제어부(110)는 이러한 샘플설치봉 구동부(62)를 제어하여 샘플설치봉(61)이 수직 상하운동을 하여 샘플을 밀어올릴 수 있도록 한다. The
다음으로 샘플로테이션 휠(40)의 장착홀에 장착되어지는 본 발명의 실시예에 따른 필름패치(10)의 구성에 대해 설명하도록 한다. 도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 필름패치(10)의 평면도를 도시한 것이다. 그리고 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 필름패치(10)의 단면도를 도시한 것이다. Next, the configuration of the
도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 필름패치(10)는 RCF(11)와 리테이너 링(12), 보호필름(13) 등으로 구성될 수 있음을 알 수 있다. RCF(11)는 리테이너 링(12)에 의해 고정되어 있다. 그리고 리테이너 링(12)은 RCF의 ID를 포함하며 리테이너 링(12)의 윗면과 아래면에 보호필름(13)이 있어 방사선 조사시 오염을 보호하며, 투명 보호필름(13)의 주변부에는 접착제가 도포된 접착층(14)이 존재하여 환자의 피부 및 관심영역에 부착할 수 있다. 이러한 투명보호필름(13)은 분석 시에는 제거하고 분석하게 된다. As shown in FIGS. 12A and 12B, it can be seen that the
그리고 샘플을 통과한 빛은 백색 적분구(70) 안에서 산란된다. 도 13a는 본 발명의 실시예에 따른 적분구(70)의 단면도를 도시한 것이다. 도 13b는 본 발명의 실시예에 따른 적분구(70)에서의 파장에 대한 반사율 그래프를 도시한 것이다. And the light passing through the sample is scattered in the white integrating sphere (70). 13A is a cross-sectional view of an integrating
적분구(70) 내에서 반사되는 빛은 파장에 따른 response가 필름 분석 파장 범위 내에서 매우 균일하다. 적분구(70) 내에서 산란된 빛은 도 7에 도시된 바와 같이, 광섬유 센서부(71)와, 광섬유(72)를 통해 광섬유 허브(73)에 모인 후 스펙트로미터(80)로 전송된다(광섬유 연결포트(74)를 통해 스펙트로미터(80)로 연결된다.).The light reflected in the integrating
적분구(70)에서 광섬유(72)를 통해 전달된 빛은 스펙트로미터(80)로 전달되어 분석된다. 스펙트로미터(80)는 파장별로 각 채널에서의 시그널을 수집한다. 채널은 파장에 대하여 교정하면 필름의 종류에 따른 적정파장영역의 채널만 고려하여 분석할 수 있다. 조사되지 않은 필름에서 나온 시그널의 최대값이 스펙트로미터(80) ADC의 최대값을 넘지 말아야 한다. 동일한 필름에 대하여 LED(21)의 파장(RGB)에 따라 분석영역을 달리 고려할 수 있다. Light transmitted from the integrating
또한, 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템(100)은 도 7에 도시된 바와 같이, 온도조절장치(90)를 포함하여 구성될 수 있다. 온도조절장치(90)는 온도조절판(91)에 설치되는 다수의 펠티어 소자(92)로 구성될 수 있다. 펠티어 소자(92)의 방향 또는 전압인가 방향을 교대로 하여 온도 상승 및 하강을 조절할 수 있으며 온도조절판(91) 일측에 써모커플, 써미스터, 백금저항 등으로 구성될 수 있는 온도센서가 구비되어 온도를 실시간으로 측정할 수 있다. 이러한 온도조절장치(90)는 파워서플라이 및 제어부(110)에 연결되어 설정된 값으로 제어되도록 구성된다. In addition, the RCF
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 제어부(110)의 기능에 대해 설명하도록 한다. 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석방법의 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, functions of the
먼저 장비를 초기화하고 장착홀에 필름패치(10)를 장착하게 된다(S1). 장비의 초기화는 장비의 전원 인가 및 컴퓨터와 통신연결이상 유무를 확인하고 필름패치(10)를 분석용 슬롯(장착홀)에 장착 후 슬롯을 파킹 포지션으로 이동한다. First, the equipment is initialized and the
그리고 광원부(20)를 제어한다(S2). 광원의 전원을 필름의 특성 및 분석 선량구간에 맞게 설정한 후 광원을 켜고 안정화시킨다.And the
그리고 필름의 용도(교정용 또는 분석용) 설정 및 스펙트로미터(80)를 설정한다(S3). 장착홀에 필름 장착여부를 확인하고, 교정용 필름인지 분석용 필름인지를 체크한다. 그리고 스펙트로미터(80)의 데이터수집 시간 및 반복 측정횟수를 설정한다. And the purpose of the film (for calibration or analysis) is set and the
그리고 스펙트로미터(80) 데이터를 수집한다(S4). 조사되지 않은 필름의 스펙트럼을 먼저 얻고 나머지 필름들은 스펙트럼을 얻은 후 조사되지 않은 필름으로부터 각 필름의 NOD(Net Optical Density)값을 구한다. And the
그리고 장비교정 및 분석용 필름의 선량을 분석, 평가한다(S5). 교정용 필름의 NOD 값을 피팅하여 NOD to Dose 선량교정곡선을 구하고 분석용 필름의 NOD 값으로부터 선량을 결정한다. And it analyzes and evaluates the dose of the film for equipment calibration and analysis (S5). The NOD to Dose dose calibration curve is obtained by fitting the NOD value of the calibration film, and the dose is determined from the NOD value of the analysis film.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the above-described apparatus and method are not limitedly applicable to the configuration and method of the above-described embodiments, but all or part of each of the embodiments may be selectively combined so that various modifications can be made. It can also be configured.
10:필름패치
11:RCF
12:리테이너 링
13:보호필름
14:접착층
20:광원부
21:LED
22:광원 패널
30:광원가이드부
31:렌즈
32:필터
33:콜리메이터
40:샘플로테이션 휠
41:암실
42:설치홀
43:덮개
44:톱니
45:회전축
46:표시자
47:장착홀
48:톱니구동축
49:스텝모터
51:로테이션 센서
60:샘플설치부
61:샘플설치봉
62:샘플설치봉 구동부
70:적분구
71:광섬유센서부
72:광섬유
73:광섬유 허브
74:연결포트
80:스펙트로미터
90:온도조절장치
91:온도조절판
92:펠티어소자
93:히트싱크 어레이
100:흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템
110:제어부
111:DAQ PC
112:데이터 케이블10: film patch
11:RCF
12: retainer ring
13: protective film
14: adhesive layer
20: light source part
21: LED
22: light source panel
30: light source guide part
31: lens
32: filter
33: collimator
40: sampling wheel
41: Darkroom
42: installation hole
43: cover
44: tooth
45: rotating shaft
46: indicator
47: mounting hole
48: tooth drive shaft
49: step motor
51: rotation sensor
60: sample installation part
61: sample mounting rod
62: sample mounting rod drive unit
70: integrating sphere
71: optical fiber sensor unit
72: optical fiber
73: fiber optic hub
74: connection port
80: Spectrometer
90: temperature control device
91: temperature control plate
92: Peltier element
93: heat sink array
100: RCF automatic analysis system for absorbed dose evaluation
110: control unit
111:DAQ PC
112: data cable
Claims (10)
다양한 파장으로 구성된 다수의 LED로 구성되어 평평한 광원 스펙트럼을 형성하는 광원부;
상기 광원부에서 생성된 광원 빔의 크기와 모양을 조절하는 광원가이드부;
암실 내에 설치되며 원주방향을 따라 장착홀이 형성된 샘플로테이션 휠;
상기 샘플로테이션 휠을 회전축 기준으로 구동시키는 구동부;
상기 장착홀에 설치되는 필름패치;
필름패치의 샘플을 통과한 빛이 산란되는 적분구; 및
상기 적분구에서 산란된 빛이 광섬유를 통하여 전송되어 파장별로 각 채널에서의 시그널을 수집하여 상기 샘플의 투과광 스펙트럼 분석을 하는 스펙트로미터; 스펙트로미터를 통하여 얻은 스펙트럼을 적절한 파장을 선택하여 분석하고, calibration curve를 적용하여 미지의 선량으로 조사된 필름패치의 흡수선량을 계산할 수 있는 소프트웨어; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템.
A light source unit configured with a plurality of LED arrays to form light having a uniform distribution over a large area;
A light source unit configured with a plurality of LEDs having various wavelengths to form a flat light source spectrum;
A light source guide unit for adjusting the size and shape of the light source beam generated by the light source unit;
A sample rotation wheel installed in a darkroom and having a mounting hole formed along the circumferential direction;
A driving unit driving the sample rotation wheel based on a rotation axis;
A film patch installed in the mounting hole;
An integrating sphere through which light passing through the sample of the film patch is scattered; And
A spectrometer for transmitting the light scattered from the integrating sphere through an optical fiber to collect signals from each channel for each wavelength to analyze the transmitted light spectrum of the sample; Software that selects and analyzes the spectrum obtained through the spectrometer, and applies the calibration curve to calculate the absorbed dose of the irradiated film patch with an unknown dose; RCF automatic analysis system for evaluating absorbed dose, comprising a.
상기 필름패치는,
RCF와, 상기 RCF를 고정하는 리테이너 링, 분석시 제거되며 방사선 조사시 오염을 방지하는 보호필름과, 보호필름 일측에 구비되어 환자의 피부 또는 관심영역에 상기 필름패치가 부착될 수 있도록 구성되는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템.
The method of claim 1,
The film patch,
RCF, a retainer ring that fixes the RCF, a protective film that is removed during analysis and prevents contamination when irradiated with radiation, and an adhesive layer provided on one side of the protective film so that the film patch can be attached to the patient's skin or an area of interest Automatic RCF analysis system for evaluating absorbed dose, comprising: a.
상기 광원부는,
상기 LED 소자를 파장별로 조합하여 평평한 스펙트럼 광원을 얻을 수 있고, 특정파장영역의 스펙트럼 분포를 갖는 LED를 적용하여 샘플의 적합한 흡수파장대의 LED를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템.
The method of claim 2,
The light source unit,
RCF for evaluating absorbed dose, characterized in that it is possible to obtain a flat spectral light source by combining the LED elements for each wavelength, and selectively using an LED having an appropriate absorption wavelength of the sample by applying an LED having a spectral distribution in a specific wavelength region. Automatic analysis system.
상기 광원가이드부는,
분산되는 광을 모은 후 평행빔으로 조사시키는 렌즈와, 광원으로부터 원하지 않는 파장대의 잡광이 섞여 있을 경우 이를 걸러내는 필터와, 광원을 시료의 관심영역에 맞게 조절하는 콜리메이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템.
The method of claim 3,
The light source guide unit,
Absorption characterized in that it includes a lens that collects the scattered light and irradiates it with a parallel beam, a filter that filters out unwanted light from the light source when it is mixed, and a collimator that adjusts the light source to the region of interest of the sample. RCF automatic analysis system for dose evaluation.
상기 샘플로테이션 휠은,
샘플로테이션 휠을 회전시키는 톱니구동축과 모터와, 회전각도 또는 위치를 표시하는 표시자와, 회전각도 또는 위치 값을 읽는 로테이션 센서, 광원의 출력을 교정하는 ND 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템.
The method of claim 4,
The sample rotation wheel,
Absorbed dose comprising a toothed drive shaft and a motor that rotates the sample rotation wheel, an indicator indicating a rotation angle or position, a rotation sensor reading a rotation angle or position value, and an ND filter for calibrating the output of a light source. RCF automatic analysis system for evaluation.
샘플설치부는
샘플로테이션 휠의 장착홀에 대응되는 위치의 하단에 구비되는 샘플설치봉과, 샘플설치봉을 구동하는 샘플설치봉 구동부, 상기 샘플설치봉 구동부를 제어하여 샘플설치봉이 수직 상하운동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템.
The method of claim 5,
Sample installation part
It characterized in that it comprises a sample mounting rod provided at the lower end of the position corresponding to the mounting hole of the sample rotation wheel, a sample mounting rod driving unit for driving the sample mounting rod, and a control unit for vertically moving the sample mounting rod by controlling the sample mounting rod driving unit. RCF automatic analysis system for absorbed dose evaluation.
상기 적분구는,
상기 적분구 내에서 반사되는 빛은 파장에 따른 리스판스가 필름 분석 파장 범위 내에서 균일하며, 적분구 내에서 산란된 빛을 스펙트로미터로 전송하는 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템.
The method of claim 6,
The integrating sphere,
The light reflected in the integrating sphere has a uniform response according to the wavelength within the film analysis wavelength range, and includes an optical fiber that transmits the light scattered in the integrating sphere to a spectrometer. RCF automatic analysis system.
상기 스펙트로미터는 적분구에서 광섬유를 통해 전달된 빛이 전달되어 분석하며, 파장별로 각 채널에서의 시그널을 수집하고, 채널은 파장에 대하여 교정하면 샘플의 종류에 따른 적정파장영역의 채널만 고려하여 분석하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템.
The method of claim 7,
The spectrometer analyzes the light transmitted through the optical fiber from the integrating sphere, and collects signals from each channel for each wavelength, and if the channel is calibrated for the wavelength, only the channel in the appropriate wavelength region according to the sample type is considered. RCF automatic analysis system for absorbed dose evaluation, characterized in that the analysis.
상기 샘플로테이션 휠의 상부 또는 하부측에 설치되는 온도조절판과, 상기 온도조절판에 설치되는 다수의 펠티어 소자와, 온도조절판 일측에 구비되어 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서로 구성되는 온도조절장치를 더 포함하며, 상기 제어부는 온도센서에서 측정된 값을 기반으로 설정된 온도가 유지되도록 상기 온도조절장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템.
The method of claim 8,
A temperature control device comprising a temperature control plate installed on the upper or lower side of the sample rotation wheel, a plurality of Peltier elements installed on the temperature control plate, and a temperature sensor provided at one side of the temperature control plate to measure the temperature in real time. And the control unit controls the temperature control device to maintain a set temperature based on a value measured by a temperature sensor.
상기 제어부는, 장비의 전원 인가 및 컴퓨터와 통신연결이상 유무를 확인하고, 광원의 전원을 샘플의 특성 및 분석 선량구간에 맞게 설정한 후 광원을 켜고 안정화시키며, 장착홀에 필름패치 장착여부를 확인하고, 스펙트로미터의 데이터수집 시간 및 반복 측정횟수를 설정하며, 조사되지 않은 샘플의 스펙트럼을 먼저 얻고 나머지 샘플들은 스펙트럼을 얻은 후 조사되지 않은 샘플로부터 각 샘플의 NOD(Net Optical Density)값을 구하고, 교정용 샘플의 NOD 값을 피팅하여 NOD to Dose 선량교정곡선을 구하고 분석용 샘플의 NOD 값으로부터 선량을 결정하는 것을 특징으로 하는 흡수선량 평가를 위한 RCF 자동분석시스템.
The method of claim 9,
The control unit checks whether the power of the equipment is applied and the communication connection with the computer is abnormal, sets the power of the light source according to the characteristics and analysis dose range of the sample, turns on and stabilizes the light source, and checks whether a film patch is installed in the mounting hole Then, set the data collection time and the number of repeated measurements of the spectrometer, obtain the spectrum of the unirradiated sample first, obtain the spectrum for the remaining samples, and then obtain the NOD (Net Optical Density) value of each sample from the unirradiated sample, RCF automatic analysis system for absorbed dose evaluation, characterized in that the NOD to Dose dose calibration curve is obtained by fitting the NOD value of the calibration sample and the dose is determined from the NOD value of the sample for analysis.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190049940A KR102162745B1 (en) | 2019-04-29 | 2019-04-29 | Automated system for radiochromic film analysis |
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KR102162745B1 true KR102162745B1 (en) | 2020-10-07 |
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Family Applications (1)
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2019
- 2019-04-29 KR KR1020190049940A patent/KR102162745B1/en active IP Right Grant
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