KR100314902B1 - 신체상에있는병소위치확인에이용되는장치 - Google Patents

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Abstract

환자의 체내에 있는 병소의 위치를 확인하는 장치와 방법은 환자가 가속기의 치료대에 누워있는 동안에 발생되는 초음파상에서의 병소의 위치와 CT 플라이스에서 병소의 위치를 비교한다.

Description

신체상에 있는 병소 위치 확인에 이용되는 장치{Method and Apparatus For Lesion Position Verification}
본 발명은 방사선 치료면에 따라 작동되는 방사선 치료장치에 의해 치료되는 병소의 위치를 확인하는 방법과 장치에 관계한다.
암종양 또는 병소의 현대 방사선 치료는 종양을 제거하고 종양부근에 있는 건강한 조직과 기관에 손상을 피하고자 하는 두가지 목적을 가진다. 종양의 대부분은 종양에 충분한 방사능이 조사될 경우에 완전히 제거될 수 있다고 믿었으나 필요한 효과량의 방사능의 사용으로 인하여 종양주변의 건강한 조직에 손상 또는 종양에 근접한 건강한 신체기관의 손상으로 인한 복합적인 문제가 발생될 수 있다. 적합한 방사치료법의 목적은 종양의 외면에 의해 한정된 종양부위에만 조사하고, 주변의 건강한 조직 또는 인접한 건강한 기관에 방사능 조사량을 최소화하는 것이다.
일반적으로 적합한 방사능 치료는 종양을 치료하는데 사용되는 방사능원으로 직선 가속기를 사용한다. 직선 가속기는 일반적으로 방사능원이환자의 주변을 회전하여 치료해야할 종양 또는 병소에 대해 직접적으로 방사능을 발사한다. 방사능원이 회전하는 동안에 직선 가속기의 회전대에 탑재된 환자를 통하여 조사되어 방사능 치료에 의해 볼 수 있는 종양의 모양에 따라 방사능 치료광선의 형태를 맞추기 위해 다양한 장치가 있다. 이와 같은 장치의 예로는 방사선 통로의 내측 외측으로 개별적으로 이동할 수 있도록 프로그램된 다중 돌출부가 있는 멀티리프 시준장치가 된다. 다양한 형태의 방사선 치료시스템은 주변의 건강한 조직 또는 인접한 건강한 기관에는 방사능 조사량을 최소화하면서 병소 또는 종양에 맞는 모양의 특정량의 방사능을 조절하는 방사능 치료를 할 수 있다.
방사능 치료에 있어서 기본적인 문제점은 방사능 치료를 할 때 표적 즉 병소 또는 종양의 위치를 아는 것이다. 환자내에 표적기관의 위치와 환자의 위치는 방사선 치료시에 대체적으로 동일해야 한다. 표적기관 또는 병소 또는 종양의 위치가 방사능 치료시에 결정된 위치와 동일하지 않는 경우에 환자의 신체내에 정확한 위치에 방사능 양이 전달되지 않는 것이다. 환자가 일반적으로 직선 가속기와 같은 방사능 치료장치의 치료대에 위에 적절한 위치에 있지 않다든지, 환자의 기관이 매일 다르게 이동하여 표적기관 또는 병소 또는 병소가 방사능 치료시 추정한 정확한 위치에 있지 않기 때문이다. 따라서 현재 방사능 치료요법은 환자내에 표적기관 또는 종양 또는 병소의 위치에 관계없이 표적내에 소요의 방사능 치료량을 수용하기 위해서 이보다 더 큰 면적의 공간에 조사하도록 되어 있다. 이와 같은 통상의 치료요법은 실제 표적기관이 소요의 방사능량의 수용을 확실히 하기 위하여 치료하는 조직의 면적이 증가된다는 것이다. 표적 기관 주변의 일부 건강한 조직 또는 표적기관에 인접한 건강한 기관이 있기 때문에 이와 같은 빙대조직에 최대 소요의 방사능량의 수송은 이와 같은 비-표적조직 또는 주변 건강조직 또는 인접한 건강한 기관에 위험을 발생시킨다, 이와 같이 위험률의 증가는 표적기관의 일부에 약량 이하의 양으로 제공하는 불이익과 함께 비-표적조직에는 안정한 거대 치료면적에 방사능량을 수송하게 된다.
따라서, 본 발명의 개발이전에, 방사능 치료시 환자의 신체내에 병소의 위치를 확인하는 병소위치 확인 시스템 또는 방법이 없었는데, 치료대에서 환자의 위치에 관계없이 방사치료에 이용되는 병소의 위치에 적응하는 병소의 위치를 확인하고; 병소주변에 건강한 조직 또는 기관은 바람직하지 못한 방사능량에 노출을 막아준다.
따라서, 방사능 치료에서 환자의 신체내에 병소의 위치를 확인하는 방법과 장치에 대한 연구가 있었는데; 방사능 치료장치에 의해 치료된 병소의 위치는 방사능 치료에 사용되는 병소의 위치와 상응하여 주변의 건강한 조직 또는 기관이 방사능에 노출되는 것을 막아준다.
본 발명에 따르면, 전술한 장점은 병소의 외측면의 윤곽을 나타내는 다수의 진단성 영상이 포함된 방사능 치료에 사용을 위해 환자의 신체내에 외측면을 가지는 병소의 위치를 확인하는 본 발명의 방법에 의해 이루어진다. 본 발명은 방사능 치료장치의 치료대에 환자를 누이고; 초음파 상을 발생시키는 수단을 치료대에 배치하고; 발생된 각 초음파 상에 대해 공지의 방향에 초음파 상 발생수단을 배치시켜 환자의 신체에서 병소의 적어도 하나의 2차원 초음파 상을 발생시키고, 적어도 하나의 초음파 상에서 병소의 외측면을 윤곽을 나타내고, 진단성 상에서 병소의 외측면의 윤곽과 적어도 하나의 초음파 상의 병소의 윤곽을 비교하여 방사능 발생장치에 대해 병소의 위치를 방사능 치료에서 병소의 소요의 위치와 상응하는지를 증명할 수 있다.
본 발명의 또다른 특징은 방사선 치료에서 병소의 소요위치를 확인하기 위해 방사능 치료장치에 대해 병소를 배치시키는데 요구되는 병소의 이동량을 결정하는 단계가 포함된다. 본 발명의 또다른 특징은 방사능 치료장치에서 병소의 소요의 위치에 맞게 병소를 배치시키기 위한 방사능 치료장치에 대해 병소를 이동시키는 단계가 포함된다. 본 발명의 또다른 특징은 병소의 이동단계가 방사능 치료장치에 대해 치료대를 이동시키고, 방사능치료장치에 대해 치료대를 회전시키고, 방사능 치료대의 받침대를 회전시키고, 그리고, 방사능 치료장치의 시준을 회전시켜 실행할 수 있다.
본 발명의 또다른 특징은 병소의 회측면의 윤곽을 나타내는 다수의 2차원 초음파 상으로부터 병소의 외곽 3차원을 형성하고; 방사능 치료의 병소 외곽의 3차원 상과 초음파의 병소외곽의 3차원상을 비교하는 단계가 포함된다. 본 발명의 또다른 특징은 공지방향에서 환자 고정장치가 있는 테이블에 환자를 고정시켜 치료대에 환자를 배치하는 단계가 포함된다.
본 발명의 또다른 특징에 따르면 전술한 장점은 환자의 신체내에 병소를 치료하기 위한 방사능 치료상에 이용되는 병소위치 확인 시스템을 통하여 이루어진다. 본 발명에는 환자의 신체에 병소의 초음파 상을 발생시키는 수단; 초음파 상이 발생될 때 적어도 하나의 초음파 상을 발생시키는 수단의 위치를 나타내는 수단이 포함되고, 이때 초음파 상에서 병소의 위치는 방사능 치료 계획서에서의 병소의 위치와 비교할 수 있다. 본 발명의 또다른 특징은 초음파 상을 발생시키는 수단은 초음파 프로브이고 이는 방사능치료장치에 초음파 프로브를 탑재시키는 수단이 포함된다.
본 발명의 또다른 특징은 적어도 하나의 초음파 상을 발생시키는 수단의 위치를 결정하는 수단은 초음파 치료장치에 대해 초음파 상 발생수단의 위치를 나타내는 위치감지 시스템이다. 본 발명의 또다른 특징은 방사능치료 계획상에서 병소의 위치와 초음파 상에서의 병소의 위치를 비교하는 수단이 포함된다.
본 발명의 병소위치를 확인하는 병소위치 확인 시스템과 방법은 병소주변의 건강한 조직 또는 병소에 인접한 건강한 기관에 바람직하지 못하고 방사능의 야에 노출시키는 것을 방지하고; 방사능 치료 계획상에 소요의 병소의 위치에 맞도록 방사능 치료장치에 대해 병소의 위치의 확인이 가능하다.
본 발명은 적절한 구체예에 의해 설명하나 이 구체예에 본 발명을 국한시키지 않으며, 대조적으로, 모든 변형, 수정 등은 첨부된 청구범위 영역내에 속한다.
제 1 도에서 통상의 상형성 장치(300)를 구조적으로 나타내는데, 신체(302)내에 병소(303)를 가지는 환자(302)가 누워있는 통상의 상형성 대(301)가 포함된다. 상형성 장치는 도면1에서 설명하는 것과 같이 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캐닝장치이거나 또는 공지된 것과 같이 자기공명(MR) 상형성장치이다. 상형성 장치(300)와 같은 CT 장치는 신체조직(304)의 단편 도면 2 의 점선을 나타내는 상을 만드는데 이와 같은 단편은 도면 3에서 설명한다. 다수의 상 또는 진단학적 상(304)은 상형성 장치(300)에서 수득되는데, 이와 같은 "단편"의 연속은 완전한 CT 연구로 구성되어 환자의 병소(303)가 포함된 신체(302)내에 특정부분의 3차원적 모양을 나타낸다. "단편" 또는 진단상(304)은 도면 2와 같이 화살표(305)방향으로 상형성 장치(300)를 통하여 상형성대(301)에 배치된 환자(302)를 이동시켜 얻을 수 있다.
원하는 경우, 하기에서 상술하겠지만 상(304)이 만들어질 때 상형성대(301)에 있는 환자의 방향은 예정되거나 또는 통상의 고정장치(306)에 의해 환자의 신체(302)를 고정시킨다. 도면 1과 2 그리고, 도면 3 의 상(304)에서 나타내는 고정장치(306)는 상형성 대(301)에 환자를 안전하게 고정시키고, 환자에 부착시킬 수 있는 침투성 또는 비침투성 고정장치일 수 있다. 일반적으로, 코디네이트 시스템은 상형성 대(301)에 상측면(308)에 있는 평면(307)과 공평면이 되는 부착 기작에 의한 것이나, 이와 같은 코오디네이트 시스템을 가지는 고정장치(306)는 환자(302)를 고정시킬 때 코오디네이트 시스템과 상형성 대(301)의 상관관계를 제공하는데 사용될 수 있다.
제 3 도에서 병소(303)는 통상의 X, Y, Z 좌표에서 특정위치에 환자(302)를 배치되고 이는 도면 1 의 X, Y, Z에서 상형성 장치의 또는 코오디네이트 시스템에 대해 CT 스캐너에 의해 결정할 수 있다. 청구범위를 포함한 명세서를 통하여 "병소" 용어는 방사능 치료가 필요한 병소, 종상, 이상 성장체 또는 이와 유사한 구조 또는 신체기관을 포함하는 것이다. 도면 3에서 병소(303)의 단면은 원형으로 나타내었으나 이는 단지 설명을 위함이다.
병소(303)를 포함하는 환자 신체(302)의 슬라이스 또는 상(304)이 형성된 후에 각 슬라이스(304)에서 병소(303)의 외측(310)의 윤곽을 알기 위해 통상의 소프트웨어가 포함된 통상의 치료계획 시스템에 통상의 방식으로 진단상이 전달된다. 방사능 치료 계획시스템의 컴퓨터 소프트웨어는 다수의 슬라이스 또는 진단상(304)으로부터 병소(303)의 외면(310)의 3차원적 묘사를 만들어낸다. 병소(303)의 외곽의 3차원적 묘사의 예를 도면 9에 나타내며 3차원 묘사(311)는 상형성 장치에 배열된다. 도면 1의 상형성 장치의 경우에 참고의 축의 상형성대(301)의 종축(312) 또는 Z축이다. 통상의 방식에서 방사능 치료면은 방사능 치료 계획 시스템에 의해 발생되는데, 병소(303)는 병소(303)를 치료하기에 적절한 필요방사능을 수용한다. 적절하게는 방사능 치료형태는 적응성 방사능 치료형인데, 방사능형은 방사능이 병소(303)를 통과할 때 또는 병소(303)에 대해 방사능 원의 회전동안에 병소(303)의 "광선 눈관찰"에 의해 병소(303)의 외곽(310) 또는 공간적 윤곽에 적응한다.
제 4도에서 적절하게는, 통상의 투시 가속기(401)인 방사능 치료장치에는 대(402), 치료대(404)를 회전시키는 턴테이블(403) 치료된 병소의 광선눈에 적응하도록 광선의 모양을 맞추는 시준의(405)가 포함된다. 겐트리(402), 턴테이블과 치료대(403,404)와 시준의(405)의 회전3축은 G, T, C 로 각각 나타낸다. 환자의 신체(302)내에 병소(303)는 도면 4에서와 같이 환자의 머리에 배치되고; (설명을 위함), 그러나 본 발명의 방법과 장치는 환자의 머리를 제외한 환자의 신체에 있는 병소에 사용을 제한시킨다. 투시 가속기(401)에 의해 치료될 병소(303)는 투시가속기(401)의 등각점(406)에 배치된다. 등각점(406)은 가속기(401)의 C, G, T축의 교차점이 된다. 기존의 설명된 방사치료 계획은 통상의 방식으로 시준의(405)의 작동, 겐트리(402)의 회전과 치료대(404)의 위치를 조절한다. 전술한 것과 같이 가속기(401)에 대해 환자의 신체(302)내에 병소(303)의 위치와 방향은 방사능 치료상에서 이용되는 병소(303)의 위치와 방향과 동일할 필요는 없다. 따라서, 본 발명은 환자의 신체(302)내에 병소(303)의 위치와 방향이 방사능 치료동안에 이용되는 진단 슬라이스(304)에서의 병소의 위치와 방향과 일치하도록 하는데 사용된다.
제 5 도에서 치료대(404), 겐트리(402) 그리고 시준의(405) 제 4 도의 가속기(401)는 치료대(404)에 누워있는 환자(302)를 설명한다. 제 5 도에서, 치료대(404)는 도면 4 의 화살표(407)방향으로 90도 회전되었다. 환자(302)는 치료대(404)에 편평하게 누워있으나 환자(302)가 치료대(404)에 대해 동일방향으로 정확하게 누워있을 필요는 없으며, 이는 치료시간이 길어질 경우 방사능 치료 동안에 환자(302)를 움직이지 않도록 해야하나 치료대(404)에서의 환자의 방향이 상형성 대(301)에 방향과 정확히 일치할 필요는 없으나 환자(302)는 치료대(404)에 편평하게 누워있어야 한다. 환자신체(302)의 방향이 상형성 장치(300)에 의해 상이 형성될 때 이와 동일할 필요는 없으나 치료대(404)와 가속기(401)에 대해 병소(303)의 위치와 방향은 가속기(401)의 방사능 치료 계획에 기초한 치료 계획에서 얻어진 방향과 소요의 위치에 상응하는가를 결정하기 위해 병소(303)의 위치와 방향을 확인할 필요가 있다. 병소(303)의 위치와 방향이 방사능 치료 계획에 요구되는 위치와 방향에 상응시키기 위해 가속기(401)에 대해 병소(303)를 재배치시킬 필요가 있다.
병소의 위치와 방향은 다음의 방식으로 확인한다. 초음파 상(421)을 발생시키는 수단(420)이 치료대(404)에 있다. 적절하게는 초음파 상(421)을 발생시키는 수단(420)은 통상의 초음파 프로브(422)이다. 초음파 프로브(422)는 환자가치료대(404)에 있는 동안에 병소(303)를 포함하는 환자의 신체(302)의 일부인 2차원 초음파 상을 발생시킨다. 초음파 프로브(422)는 치료대(404)에 적절하게 고정된 브래킷(423)에 의해 치료대(404)에 탑재된다. 적절한 통상의 연결수단(423)에 의해 초음파 프로브(422)는 브래킷(423)에 대해 상하로 이동할 수 있도록 탑재되고, 초음파 상(421)을 발생시키기 위해 신체(302)와 접촉할 수 있도록 되어 있다.
도면 6에서 가상선으로 나타낸 병소(303)는 다수의 평면(430)내에 배치되어 있는데, 각 면은 병소(303)의 초음파 상(421)이 발생되는 동안에 초음파 프로브(422)의 특정방향을 나타낸다. 하기에서 상술하는 것과 같이 테이블(404)에 대해 초음파 프로브(422)를 회전시키거나 또는 이동시켜 도면 7A-7D 의 초음파 상 421a-421d가 발생된다. 도면 7A-7D에서 보는 것과 같이, 각 초음파 상(421a-421d)에서 병소의 외면이 윤곽을 나타내고, 이의 면은 통상의 소프트웨어 프로그램에 의해 실시되는데 이는 전술한 방사능 치료 계획 시스템에서 이루어지며, 이를 사용하여 진단상 또는 슬라이스(304)에서 병소(303)의 외면(310)이 윤곽을 나타내는 것과 유사한 방식으로 각 초음파 상(421a-421d)의 외면(310)을 윤곽을 알아보게 된다. 4개의 초음파 상이 설명되는데 이는 설명을 위한 것이며, 병소(303)의 크기에 따라 더 이상의 초음파 상(421)이 요구될 수도 있다.
제8도에서 볼 수 있는 것과 같이, 병소의 3차원 묘사(311)(도면 9)는 전술한 것과 같이 슬라이스(304)에서 만들어지고 이와 유사한 방식으로 된 통상의 소프트웨어 프로그램에 의해 2차원 초음파 상(421a-421d)에서 병소(303)의 3차원적 묘사(425)가 형성된다.
병소(303)를 적절하게 복합시키기 위해 제 8 과 9 도의 3차원적 묘사(425)(311)를 상술하는 것과 같이 비교하는데, 초음파 프로브(422)(도면 5)를 적절한 방향에서 배치시켜야 한다. 초음파 프로브(422)의 방향은 초음파 프로브(422)에 의해 발생된 각 초음파 상(421a-421d)에 공지되어 있다. 적절한 방향은 도면 5에서 설명한 X, Y와 Z축에 상응하는 치료대(404)의 종축을 따라 있는 가속기(401) 또는 코오디네이트 시스템에 대해 초음파 프로브(422)의 방향이다.
적절하게는 초음파 프로브(422)의 방향을 나타내는 수단이 가속기(401)가 장치된 방(432)내에 배치되어 있다. 각 초음파 상(421)이 발생될때 초음파 프로브(422)의 위치를 나타내는 수단(431) 또는 초음파 프로브의 방향을 나타내는 수단(431)은 가속기(401)와 나란히 배열된 위치 감지 시스템(433)이다. 통상의 위치감지시스템의 가속기(401)에 대해 초음파 프로브(422)의 위치를 결정하는데 사용된다. 여기에는 초음파 프로브(422)에 탑재된 LED(434)를 향하고 있는 방(432)에 고정된 카메라 시스템, 이는 적어도 두 개의 LED 사이의 위치관계에 의해 초음파 프로브(422)의 위치를 결정하고, 초음파 프로브(422)에 고정된 초음파 발생기(434)는 방에 있는 마이크로폰에 의해 들을 수 있고 이때 초음파 프로브(422)의 방향과 위치는 각 초음파발생기로부터 나온 소리가 치료실(432)에 있는 고정위치의 마이크로폰으로 도달하는 시간으로 심각 측정하여 결정한다. 적절한 위치 감지 시스템(433)에 사용될 경우 가속기(401)에 대해 초음파 프로브(422)의 방향과 위치를 결정할 수 있다. 가속기(401)에 대해 나란히 배열된 위치 감지 시스템(433)은 가속기(401)의 축에 대해 초음파 프로브(422)의 위치와 방향이 초음파가 발생된 각시간에 결정된다. 초음파 프로브(422)의 종축과 평행하게 LED 또는 초음파 발생기(434)와 같은 위치 감지 시스템(433)의 일부에 탑재하고, 치료대(404)의 상면(438)에 있는 평면(437)에 수직으로 배치된 종축(436)을 가지도록 초음파 프로브(422)를 배치하여 고유 진단상(304)에 대해 각 초음파 상(421a-421d)의 방향을 결정하고 비교한다. 전술한 것과 같이, 가속기(401)에 대해 초음파 프로브(422)의 방향은 발생된 각 초음파 상(421)에 대한 공지의 방향을 제공하도록 선택된다. 그러나, 상형성 대(301)의 종축(312)과 치료대(404)의 종축(435) 또는 가속기(401)와 상형성 장치(404)의 축에 대해 직각 또는 수직이 되게 초음파 프로브(422)를 탑재하여 도면 8과 9의 3차원 상의 비교가 보다 용이하다, 도면 8과 9의 3차원 상(425,311)의 비교는 초음파 프로브(422)가 각 초음파 상(421a-421d)을 발생시킬 때 초음파 프로브(422)의 위치와 방향이 공지되는 한 실행된다.
도면 8, 9, 10A-10C에서 3차원 상(425,311)이 전술한 것과 같이 형성될 때 초음파 상(421a-421d)에서 형성된 3차원 상(425)은 방사능 치료 계획에서의 진단상(304)에서 형성된 병소(303)의 외곽의 3차원상(311)과 비교한다. 3차원상(425,311)은 3차원상(311)에 3차원상(425)을 겹쳐서 비교할 수 있다. 3차원상(425,311)이 데이터의 참고 프레임과 동일하기 때문에 가속기(401)의 종축(435,311)과 상형성 장치(300), 2개의 3차원상(425,311)에 배열하기 위해 요구되는 변형 매트릭스는 공지의 기술을 이용한 통상의 알고리즘을 이용한 컴퓨터 프로그램에 의해 결정된다. 두 개의 3차원상의 방향이 서로 상응하는 경우 이때, 3차원상(425)이 3차원상(311)과 상응하는 경우, 방사능 치료장치(400) 또는가속기(401)에 대한 명소의 위치는 방사능치료 계획에 사용된 병소의 소요의 위치의 상응하는지를 확인하고, 방사능치료가 시작된다. 도면 8 과 9에서 설명한 것과 같이 가속기(401)에 대한 병소의 위치는 방사능 치료 계획상의 병소(303)의 위치와 상응하지 않는다. 도면 10A에서 볼 수 있는 것과 같이, 적절한 연산으로 요구되는 좌표변형을 결정하고, 이 좌표는 도면 8 과 9의 3차원상과 적절히 배열한다. 연산은 3차원상(425)을 -15도 회전시키는데 필요한 것을 결정하며 병소(303)는 도면 10B에서 설명한 위치로 추정한다. 연산은 도면 10B의 병소(303)를 -30도 정도로 회전시켜야 한다.
도면 11에서 변환 좌표 또는 요구된 좌표변환은 -15도 각으로 시준의(405)를 회전하여 가속기(401)에서 제공되며, 치료대(404)는 -30도 각으로 회전축(T)에대해 회전하며, 병소(303)는 상형성 장치(300)에 의해 상이 형성되고, 방사능 치료 계획이 진행될 때 기존의 위치와 방향에 상응하도록 가속기(401)에 대해 위치한다. 따라서, 병소(303)는 가속기(401)에 대해 정확히 위치하고, 그리고 시준의(405)에서 방사선의 등각점(406)에 대해 위치하고 있다(도면 4). 원하는 경우 도면 11에서 설명한 위치와 방향에서 병소(303)에 대해 또다른 다수의 초음파 상이 발생되고, 이는 통상의 방식으로 가속기(401)에 의한 방사능 치료를 개시하기 전에 방사능 치료 계획을 위한 소요의 위치에 병소가 위치하고 있는지를 확인하는 도면 7-10과 연관된 단계로 실시한다.
변형좌표는 방사능 치료 계획에서 병소의 소요의 위치에 상응하게 가속기(401)에 대해 병소(303)를 배치시키는데 요구되는 병소(303)의 움직임 양이되는 연산에 의해 결정된다. 요구되는 이동량은 도면 11에서 설명하는 X, Y, Z 축을 따라 가속기(401)에서 상하 좌우로 치료대(404)를 이동시키고; 도면 11에서 상술한 것과 같이 T축에 대해 치료대(404)를 회전시키고; 회전축G에 대해 겐트리(402)를 회전시키고; 도면 11에서와 같이 시준의(405)를 회전시키는 단계로 실행한다.
도면 12-15에서는 병소(303)의 위치를 확인하는 또다른 방법에 대해 상술하고 있다. 전술한 방법을 실행하는데 요구되는 시간은 도면 1-3에서 설명한 환자로부터 상을 형성할 때 환자(302)의 방향이 치료대(404)의 방향과 동일하게, 그리고 치료대에 고정되어 있을 때 시간이 감소된다. 환자(302)가 도면 1-3과 같이 고정장치(306)에 의해 상형성 테이블(301)에 고정될 때 환자가 도면 12에서와 같이 동일 고정장치(306)에 의해 치료대(404)에 고정될 때 적어도 하나의 진단상 또는 슬라이스(304)에서 수득된 병소(303)의 외면에 대한 2차원 윤곽과 적어도 하나의 초음파 상(421)에서 얻어진 병소(303)의 외면(310)의 2차원 윤곽을 비교할 필요가 있다. 병소위치확인방법에서 환자(302)는 도면 1-3과 연관하여 상술한 동일한 방식으로 고정장치(306)에 의해 상형성대(301)에 고정될 때 상형성 수단(300)에서 환자에 대해 상이 형성된다. 그 다음 의사는 도면 3과 연관하여 전술한 동일방식으로 슬라이스(304)에 대해 각 병소(303)의 윤곽을 알아본다. 방사능 치료 계획은 기존의 동일방식으로 치료 계획 시스템에 의해 변소(303)의 치료를 위해 진행된다. 치료 계획 시스템은 병소(303)의 외면(310)의 3차원 상(311)(도면 9)에 결합된 사각, 구, 큐브 또는 또다른 모양의 고형체의 중앙을 결정하고 이에 대한 정보는 하기에서 상술한다.
도면 12에서와 같이, 환자(302)는 상형성 테이블(301)에 누워있는 동일방향에서 치료대(404)에 배치되어 있다. 이는 상형성대(404)에 있는 동일고정장치를 이용하여 실행되며 이는 동일한 방향에서 두 개의 테이블(404,301)에 관계한다. 환자(302)는 치료대(404)에 평편하게 누워있게 된다. 테이블(404)을 치료 계획 시스템의 방사능 치료 계획에 의해 결정된 기존의 위치에 가속기(401)에 대한 병소(303)를 배치시키기 위해 가속기(401)에 대해 이동된다. 방사능 치료 계획에 의해 결정된 기존의 3차원 좌표에 대해 X, Y, Z 축을 따라 치료대(404)를 이동시켜 시준의(405)로부터 치료선 아래 적절한 위치에 병소를 배치시킨다.
초음파 프로브(422)는 공지된 방향에서 치료테이블(404)에 고정시키고 이는 도면 5와 연결하여 브래킷(423)과 같이 동일방식의 기능을 하는 고정장치(306)에 의해 고정된다. 적어도 하나의 그리고 적절하게는 하나의 2차원 초음파 상(421)(도면 13,14)은 발생된 초음파 상에 대해 공지의 방향으로 배치된 초음파 프로브(422)에 의해 발생된다. 도면 5와 같이 위치 감지 시스템(433)은 도면 5와 연관된 전술한 것과 같은 방식으로 초음파 프로브(422)의 위치와 방향을 결정하는데 이용된다. 도면 5와 연관하여 초음파 프로브(422)는 치료대(404)의 종축에 대해 수직으로 배치된 종축(436)에 있고, 치료대(404)의 상면(438)에 있는 평면(437)에는 수직이다. 초음파 프로브(422)는 치료 계획 시스템에서 병소(303)의 위치를 결정하기 위해 병소(303)의 위치에 대해 직접적으로 환자와 접하기 위해 하방향으로 이동시킨다. 초음파 프로브(422)는 치료대(404)의 종축을 따라 공지의 거리로 이동되고, 원하는경우 또다른 초음파 상이 발생될 수도 있다. 초음파 프로브(422)는 치료대(404)의 종축(435)을 따라, 고정장치(306)를 색인함으로써 병소(303)에 대해 이동한다. 초음파 프로브(422)는 축(436)을 따라 병소(303) 전체에 상이 형성될 때까지 병소(303)의 초음파를 발생시키기 위해 축(435)을 따라 이동한다.
적어도 하나의 초음파 상의 병소(303)의 외면(310)은 도면 7과 연관된 기술방식으로 윤곽을 형성한다. 병소(303)의 3차원상(425)(도면 8)에 연결된 기하학적 고형물의 중앙은 병소(303)의 3차원상(311)에 한정되는 기하학적 고형물의 중앙의 3차원 좌표와 동일한 방식으로 결정된다.
적어도 하나의 초음파 상(421)의 병소(303)의 외면(310)의 윤곽은 진단상 또는 슬라이스(304)의 병소(303)의 외면(310)의 윤곽과 비교한다. 병소(303)가 상형성 과정에서 위치로부터 이동되지 않는 경우, 초음파 상과 진단상의 윤곽이 정확하게 일치된다, 병소(303)의 위치가 상형성 과정동안에 이동되는 경우 치료테이블(404)의 X, Y, Z 축을 따른 병소(303)의 이동 량은 도면 12의 X, Y, Z 축을 따라 치료테이블(404) 또는 병소(303)에 대한 요구되는 좌표변환을 결정하기 위한 전술한 연산에 의해 결정된다. 또는 이미 결정된 기하학적 고형물의 중앙은 방사능 치료 계획에 의해 요구되는 위치에 병소(303)의 위치를 맞추기 위해 필수적인 가속기(401)에 대한 X, Y, Z 축을 따라 병소(303)의 이동량을 결정하기 위해 비교되어야 한다.
도면 13에서는 초음파 상(421a')을 설명하는데, 병소(303)의 외면(310)의 윤곽은 가속기(401)에 대해 적절히 배치되는데, 특정 초음파 상에 대해 병소(303)의중앙은 상형성 장치(300)의 종축을 따라 동일위치에서 취한 진단상 또는 진단상의 중앙에 상응한다. 도면 14는 병소(303)의 초음파상(421b')을 설명하는데 병소(303)의 중앙은 상형성 장치(300)의 종축을 따라 동일위치에 대해 병소(303)의 소요의 중앙(451)으로 이동된다.
도면 15에서는 치료대(404)는 가속기(401)의 X, Y, Z 축을 따라 이동하며 치료대(404)는 방사능 치료 계획의 병소(303)의 소요의 위치에 병소(303)의 위치를 맞추기 위함이다. 초음파 프로브(422)는 방사능 치료가 될 때 제거된다. 원하는 경우, 전술한 것과 같이 또다른 초음파 연구에서 적절한 위치에 병소가 있을 수 있도록 하며 이는 방사능 요법이 실행되기 전에, 방사능 치료 계획에 의해 이루어진다.
본 발명은 설명된 구체예 또는 이외 구조, 작동, 재질에 한정되지 않으며, 이의 수정 또는 변형이 본 발명에 속함을 인지할 것이다. 따라서 본 발명은 청구범위에만 국한시킨다.
제1도는 상형성 대에서 신체내에 병소가 있는 환자와 통상의 상형성장치의 사시도이다.
제 2 도는 상형성 장치를 통과하는 환자와 제1도의 상형성 장치의 사시도이다.
제 3 도는 환자의 신체내에 병소의 위치를 설명하는 제 1 도의 상형성 장치에서 생성된 상을 나타낸다.
제 4 도는 회전침상, 시준의, 받침대를 포함하는 통상의 방사능장치 또는 투시가속기의 사시도이다.
제 5 도는 환자의 신체내에 병소의 초음파 상을 발생시키는 수단이 포함된 제 4 도의 가속기의 사시도와 구조도이다.
제 6 도는 병소의 위치를 잡은 다중 초음파 상을 나타낸다.
제 7 도는 병소의 외측윤곽을 나타내는 제 6 도의 병소가 있는 2차원 초음파 상이다.
제 8 도는 제 7 도의 다중 초음파 상에서 만들어진 병소의 외곽을 나타내는 3차원적 묘사이다.
제 9 도는 제 1 도의 상형성 장치에서 수득된 제 3 도의 것과 유사한 다중상에서 만든 제 6 도의 병소의 윤곽을 나타내는 3차원적 묘사이다.
제 10A-10C도는 제 9 도의 병소와 동일모양이 되도록 방향을 하고 있는 제 8 도의 3차원 묘사에서 요구되는 회전변형을 설명한다.
제 11 도는 제 5 도의 방사능 치료장치의 사시도로써 제 9 도의 병소의 방향에 맞도록 방사능 치료장치에 대해 방향을 이루고 있는 제 8 도의 병소를 설명한다.
제 12 도는 제 5 도의 방사능 치료장치의 사시도로써, 환자가 제 1 도의 상형성 장치에 대해 상이 형성될 때 환자의 방향에서 방사능 치료장치의 치료대에 환자를 고정시키기 위한 환자 고정장치가 있는 것을 나타낸다.
제 13 도는 제 12도의 장치에 의해 만들어진 2차원 초음파 상을 나타내고
제 14 도는 제 12 도의 장치에 의해 만들어진 또다른 2차원 초음파 상을 나타내고
제 15 도는 제 12 도의 방사능 치료장치에 방사능 치료 계획상의 병소의 위치에 환자내 병소의 위치를 상응시키기 위해 재방향시키는 치료테이블을 나타낸다.
부호설명
300... 상형성 장치 301... 상형성대
302... 환자 303... 병소
304... 신체조직 306... 환자고정장치
400... 방사능 치료장치 402... 겐트리
403... 턴테이블 404... 치료대
420... 초음파 발생기 421... 초음파 상
422... 초음파 프로브 423... 브래킷
433... 위치감지 시스템

Claims (5)

  1. 환자의 신체 내에 있는 병소를 치료하기 위한 방사능 치료 계획시에 이용되는 방사능 치료용 병소 위치 확인 장치에 있어서;
    (a) 환자의 신체 내에 방사능 치료에 대한 적어도 하나의 초음파 상을 발생시키는 수단; 그리고
    (b) 초음파 상이 발생될 경우 적어도 하나의 초음파 상을 발생시키는 수단의 위치를 지시하는 수단, 이때 초음파 상에서 병소의 위치는 방사능치료 계획상의 병소의 위치와 비교되는 것을 특징으로 하는 병소 위치 확인장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 초음파 상을 발생시키는 수단이 초음파 프로브인 것을 특징으로 하는 병소 위치 확인 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 방사능 치료장치에 초음파 프로브를 탑재하는 수단이 포함된 것을 특징으로 하는 병소 위치 확인 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 초음파 상을 발생시키는 수단의 위치를 지시하는 수단은 방사능 치료장치에 대해 초음파 상 발생수단의 위치를 나타내는 위치 감지 시스템인 것을 특징으로 하는 병소 위치 확인 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 방사능 치료 계획에서의 병소 위치와 적어도 하나의 초음파 상에서의 병소 위치를 비교하는 수단이 포함된 것을 특징으로 하는 병소 위치 확인 장치.
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