KR100517891B1 - 뇌정위 방사선 치료용 프레임 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 뇌정위 방사선 치료용 프레임에 관한 것이다. 이는 환자가 누워 위치하는 치료테이블의 일단부에 설치되며 그 내부에 환자의 머리를 수용하여 고정시킴으로써 외부에서 환자의 뇌에 대한 정위치료를 하게 하는 것으로, 일정한 내경 및 외경을 가지는 링형 부재로서 상기 치료테이블에 고정되며 그 내부로 환자의 머리를 통과시키는 프레임서클과; 상기 프레임서클의 내측 영역에 위치하되 그 사이로 환자의 머리를 위치시키며 환자의 머리에 대해 근접 및 이격 가능한 다수의 지지바와; 상기 지지바에 설치되며 지지바의 이동방향으로 이동 가능하고 그 선단부에는 머리를 가압하여 지지바에 대해 머리를 고정시키는 고정핀을 갖는 고정핀홀더와; 상기 지지바를 구동하여 머리에 대한 지지바의 위치를 조절하는 지지바구동부를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)를 통한 촬영시 촬영에 방해되지 않고 특히 MRI의 동작시 자기장을 교란하지 않아 왜곡 없는 MRI영상을 얻을 수 있게 한다. 또한 방사선치료시 환자의 머리를 최대한 노출시켜 방사선 조사각도를 다양화 할 수 있고 특히 머리를 안정적으로 고정시킬 수 있다는 효과가 있다.
Description
본 발명은 뇌종양을 치료하거나 진단할 때 사용하는 방사선장비에 대해 환자 머리의 위치를 일정하게 고정 및 유지시키는 뇌정위 방사선 치료용 프레임에 관한 것이다.
의료용으로 사용되는 방사선은 치료방사선과 진단방사선으로 나눌 수 있다.
치료방사선은 암환자의 종양에 가해져 암세포를 더 이상 번식하지 못하게 함으로써 암세포가 수명을 다해 죽게 하거나 환자의 고통을 경감하기 위해 사용된다. 이러한 방사선 치료는 예컨대 수술을 한 뒤 암 세포가 남아 있을 가능성이 높은 경우 재발을 방지하기 위해서, 또는 수술을 하지 못하는 경우, 또는 수술보다는 방사선 치료가 더 효과적인 경우, 또는 수술과 방사선 치료를 같이 병행하여 환자의 삶의 질을 높이고자 하는 경우, 또는 항암 약물 치료 후 약물 효과를 극대화하기 위해서 행해진다.
이에 비해 진단방사선은 환자의 머리나 몸속의 종양의 크기나 위치를 파악하기 위한 것으로 상기 치료방사선보다 약한 에너지의 방사선으로 환자의 관심부위를 촬영하여 촬영 내용을 분석하고 세부적인 치료계획을 수립하도록 해준다.
한편, 선형가속기를 이용한 방사선 치료는 종양의 상태에 따라 다르긴 하지만 보통 2주 내지 6주정도 계속된다. 대부분의 경우 상기 치료기간 동안 종양의 크기는 어느 정도 줄어들고 환자의 체중도 대개 5kg 내지 10kg 정도 줄어든다. 이와 같은 체중이나 종양 크기의 변화에 따라 적어도 일주일에 일 회 이상은 종양의 크기를 촬영하여 남아있는 종양의 크기에 대응하는 적절한 방사선의 에너지강도 및 방사선의 조사 넓이를 재 설정하도록 하여야 한다. 즉, 방사선 치료를 통한 암 완치율을 높이기 위해서는 해당 부위를 지속적으로 촬영하여 종양의 크기나 상태변화를 관심있게 관찰하고 그에 맞는 치료계획 및 필요 조치를 취하여야 하는 것이다.
이러한 치료계획은 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI) 등의 촬영장치를 통해 얻은 영상내용을 그 기초로 한다.
상기 CT장치는 전자밀도의 변화에 따른 엑스선 감쇠계수의 차이를 발현기전으로 삼아 영상을 얻는 장치로서 영상의 왜곡이 적고 양호한 해부학적 영상정보를 제공한다. 특히 뼈조직 촬영에 탁월하며 전자밀도 정보를 선량계산에 바로 활용할 수 있어 방사선 치료계획시 기준영상을 제공할 수 있다.
또한 MRI장치는 인체내 수소원자의 자기화와 이완 과정에서의 주파수 변환신호를 발현기전으로 하여 영상을 얻는 장치로서 뛰어난 연조직 대조도를 보여 우수한 해부학적 영상정보를 제공한다. 하지만 자장의 분균일도 및 여러 가지 영향에 의한 영상의 왜곡이 발생할 가능성을 가지고 있다.
상기와 같이 각 촬영장치는 각각의 장단점을 가지므로 보다 정확한 진단 및 치료가 이루어지기 위해서는 가능한 한 여러 종류의 촬영장치로 촬영하고 촬영을 통해 얻은 영상물을 겹치거나 비교해가면서 분석해야 한다.
이를 위해 서로 다른 촬영장치로부터 얻은 촬영 내용을 동일한 좌표에 위치시키는 영상정합(image registration)이 수행된다. 상기 영상정합은 서로 다른 촬영장치로 획득한 다수의 영상내용 중 관심부위의 단면형상을 취하여 하나의 참조좌표로 이동시켜 겹쳐보는 것이다. 이와 같이 영상물들을 동일좌표로 이동시켜 분석함으로써 보다 정확한 진단 및 치료를 할 수 있다.
한편, 상기 치료계획에 기초한 본격적 방사선치료시 방사선을 뇌속의 종양에 가하되 방사선의 조사각도를 달리하여 되도록 여러 방향에서 조사가 이루어지도록 하여야 한다.
이에 따라 환자의 머리를 수용 고정하는 프레임은 방사선을 조사하는데 방해되지 않도록 최대한 머리를 가리지 않고 노출시켜야 한다. 또한 머리의 무게를 안정적으로 지탱하여야 함은 물론이고 치료 중 머리가 움직이지 않도록 하여야 한다.
상기와 같이 머리를 수용 지지하되 방사선 장치에 대해 머리를 보다 안정적으로 고정하여 뇌 속의 종양에 대한 정위 치료를 가능하게 하기 위해 사용되는 것이 뇌정위 방사선 치료용 프레임이다.
그러나 종래 대부분의 뇌정위 방사선 치료용 프레임은 강철이나 기타 금속합금으로 제작되어 왔다. 프레임을 상기 재질로 제작할 경우 머리의 무게를 안정적으로 지탱 할 수 는 있지만 MRI를 통한 진단시 MRI의 동작을 방해하여 영상을 왜곡시킴으로써 정확한 영상을 얻을 수 없게 하는 문제가 있었다. 또한 머리를 제대로 노출시키지 못하여 방사선 조사각도를 다양화하는 데에도 한계가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)를 통한 촬영시 촬영에 방해되지 않고 특히 MRI의 동작시 자기장을 교란하지 않아 왜곡 없는 MRI영상을 얻을 수 있게 하며, 또한 방사선치료시 환자의 머리를 최대한 노출시켜 방사선 조사각도를 다양화 할 수 있고 특히 머리를 안정적으로 고정시킬 수 있는 뇌정위 방사선 치료용 프레임을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 환자가 누워 위치하는 치료테이블의 일단부에 설치되며 그 내부에 환자의 머리를 수용하여 고정시킴으로써 외부에서 환자의 뇌에 대한 정위치료를 하게 하는 것으로, 일정한 내경 및 외경을 가지는 링형 부재로서 상기 치료테이블에 고정되며 그 내부로 환자의 머리를 통과시키는 프레임서클과; 상기 프레임서클의 내측 영역에 위치하되 그 사이로 환자의 머리를 위치시키며 환자의 머리에 대해 근접 및 이격 가능한 다수의 지지바와; 상기 지지바에 설치되며 지지바의 이동방향으로 이동 가능하고 그 선단부에는 머리를 가압하여 지지바에 대해 머리를 고정시키는 고정핀을 갖는 고정핀홀더와; 상기 지지바를 구동하여 머리에 대한 지지바의 위치를 조절하는 지지바구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지바에는 그 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 암나사구멍이 지지바의 연장방향을 따라 다수개가 마련되고, 상기 고정핀홀더는 외주면에 수나사산이 형성된 봉형부재로서 상기한 암나사구멍 중 임의의 암나사구멍에 길이방향으로 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 프레임서클에는 프레임서클의 외주면으로부터 내주면으로 연장되며 프레임서클 중심부를 향하고 그 일측 내벽면에는 부분원통형 내주면을 제공하는 곡면홈이 마련되어 있는 다수의 구동블록설치구멍이 관통 형성되며, 상기 지지바구동부는; 상기 구동블록설치구멍내에 삽입된 상태로 구동블록설치구멍의 연장방향으로 이동 가능한 것으로, 프레임서클의 중심부를 향하는 선단부에 상기 지지바가 지지되고, 그 일측면에는 상기 곡면홈에 대응하는 나사홈이 형성되어 있는 지지바구동블록과, 상기 지지바구동블록과 더불어 구동블록설치구멍내에 삽입되어 곡면홈과 나사홈 사이에 위치하고 외부로부터 회전토오크를 제공받아 축회전하여 상기 지지바구동블록을 이동시키는 것으로 그 외주면에 수나사산이 형성되어 있는 수나사봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수나사봉의 외주면에는 수나사산이 형성되어 있지 않은 일정폭의 걸림홈이 수나사봉의 원주방향을 따라 형성되며, 상기 곡면홈의 내부에는 상기 걸림홈에 삽입되어 수나사봉의 축회전시 수나사봉이 축방향으로 이동하지 않게 하는 돌출핀이 고정 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지바구동블록의 선단부에는 결합수나사가 일체로 형성되고, 상기 지지바에는 상기 결합수나사에 결합하며 지지바와 지지바구동블록을 연결하는 연결너트가 설치된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 프레임서클에는 프레임서클에 대해 착탈 가능하며 프레임서클에 장착된 상태로 상기 지지바를 그 내부 영역에 포함하고 환자 뇌의 단층 촬영시 관심부위의 3차원 좌표를 파악하게 하는 로컬라이져가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로컬라이져는 상기 프레임서클에 결합하는 제 1지지링과; 상기 제 1지지링에 대해 평행하게 이격되는 동일사이즈의 제 2지지링과; 상기 제 1지지링과 제 2지지링을 연결하는 것으로 머리의 종방향 단층 촬영을 통해 얻은 영상물에 세 개의 점으로 표현되되 촬영 단층의 위치에 따라 점의 간격이 상이하게 나타나 점의 패턴을 통해 해당 단층의 종방향 위치를 알게 해주는 하나 이상의 N형표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 N형표시부는; 양단이 제 1지지링 및 제 2지지링에 대해 수직으로 고정되며 상호 평행하고 소정거리 이격된 두 개의 표시막대와, 상기 두 개의 표시막대 사이에 위치하며 그 상단이 일측 표시막대의 상단부에 근접위치하고 하단이 타측 표시막대의 하단부에 근접 위치하여 경사지게 설치된 하나의 표시막대를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌정위 방사선 치료용 프레임의 치료테이블에 대한 설치구조를 설명하기 위하여 도시한 분해 사시도이다.
기본적으로 본 실시예에 따른 뇌정위 방사선 치료용 프레임(10)은, 치료할 환자가 드러눕는 치료테이블(11)의 일단부에 설치되며 환자의 머리를 그 내부에 수용 고정한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 뇌정위 방사선 치료프레임(10)은, 치료테이블(11)의 일단부에 설치되어 있는 장착마운트(13)에 고정되는 헤드프레임(15)과, 상기 헤드프레임(15)에 대해 착탈 가능하며 환자의 진단시 헤드프레임(15)에 고정되며 치료시에는 헤드프레임(15)으로부터 분리되는 로컬라이져(27)를 포함하여 구성된다.
상기 헤드프레임(15)은 환자의 머리를 그 내부로 통과시켜 정위치 시키는 것으로 링형태의 프레임서클(17)과, 상기 프레임서클(17)의 내측에 위치하며 머리의 이마와 뒤통수를 지지하는 네 개의 지지바(23)를 갖는다.
상기 프레임서클(17)은 일정 내경과 외경 및 두께를 가지는 링형 부재로서 환자의 머리를 통과시킬 수 있도록 세워져 고정된다. 상기 프레임서클(17)을 장착마운트(13)에 고정시키기 위하여 프레임서클(17)에는 장착볼트(19)가 결합하는 두 개의 암나사구멍(21)이 형성되어 있고 상기 장착마운트(13)에는 상기 암나사구멍(21)에 대응하는 관통구멍(13a)이 마련되어 있다.
따라서 상기 각 관통구멍(13a)에 암나사구멍(21)을 대응하게 위치시킨 상태로 장착볼트(19)가 관통구멍(13a)을 통과한 후 암나사구멍(21)에 결합하게 함으로써 장착마운트(13)에 대해 프레임서클(17)을 고정시킬 수 있다.
상기 프레임서클(17)은 알루미늄합금으로 제작되며 그 표면은 비전도처리막으로 코팅 처리되어 MRI의 자기장을 교란시키지 않는다. 상기 프레임서클(17)에 관한 자세한 구성은 후술된다.
상기 지지바(23)는 그 일단부가 상기 프레임서클(17)내에 지지된 상태로 로컬라이져 측으로 연장된 사각 봉이다. 상기 지지바(23)는 엔지니어링플라스틱으로 제작할 수 있다. 상기 네 개의 지지바(23)는 서로에 대해 근접 및 이격되는 방향으로 진퇴 가능하다. 따라서 각 지지바(23)를 머리측으로 이동시켜 머리를 고정 할 수 있고 반대방향으로 이동시켜 지지바(23)의 사이에서 머리를 빼낼 수 있다.
한편, 상기 로컬라이져(27)는 상기 프레임서클(17)에 면접 결합하는 제 1지지링(27a)과, 상기 제 1지지링(27a)에 평행하게 이격된 동일사이즈의 제 2지지링(27b)과, 상기 제 1지지링(27a)과 제 2지지링(27b)을 연결하는 네 개의 N형표시부(27c)를 포함하여 구성된다.
도 2는 상기 로컬라이져를 보다 자세히 설명하기 위하여 도시한 일부 절제 사시도 이다.
상기한 바와같이 본 실시예에서의 로컬라이져(27)는, 상기 프레임서클(17)에 면접 고정되는 제 1지지링(27a)과, N형표시부(27c)를 통해 상기 제 1지지링(27a)과 연결되는 제 2지지링(27b)을 포함하여 구성된다.
도면을 참조하면, 상기 제 1지지링(27a)은 프레임서클(17)과 동일한 내경 및 외경을 갖는 링형부재로서 그 저면에 세 개의 암나사핀(27f)이 고정되어 있다. 상기 암나사핀(27f)은 암나사산이 형성되어 있는 암나사구(27g)를 갖는 요소로서 핀고정볼트(도 3의 27k)에 의해 제 1지지링(27a)에 고정된다. 상기 암나사핀(27f)은 제 1지지링(27a)의 저면에서 등각 위치한다.
상기 암나사핀(27f)은 제 1지지링(27a)을 프레임서클(17)에 고정시키는 것으로서 프레임서클(17)의 암나사핀삽입공(도 4의 31)내에 삽입되며 세팅스크류(33)에 결합한다. 상기 세팅스크류(33)는 상기 암나사구(27g)에 결합하는 수나사를 갖는 일반적인 스크류이다. 상기 수나사는 프레임서클(17)의 내부에서 암나사구(27g)에 결합함으로써 프레임서클(17)과 제 1지지링(27a)을 결합한다.
상기 제 2지지링(27b)은 제 1지지링(27a)과 동일한 내외경 및 두께를 갖는 부재이다.
또한, 상기 각 N형표시부(27c)는 도시한 좌표축 중 Z축으로 연장된 두 개의 표시막대(27d)와, 상기 두 개의 표시막대(27d)의 사이에 경사지도록 설치된 한 개의 표시막대(27p)로 구성된다. 상기 중간의 경사진 표시막대(27p)는 그 상단부가 일측 표시막대(27d)의 상단부에 근접 위치하고 하단부는 타측 표시막대(27d)의 하단부에 근접 위치한다.
기본적으로 상기 표시막대(27d,27p)는 그 단면형상이 MRI나 CT를 통해 얻은 영상물에 점으로 나타나는 봉형부재이다. 네 개의 N형표시부(27c)에 세 개씩의 표시막대가 구비되어 있으므로 영상물에는 모두 12개의 점이 나타난다.
한편 Z축 방향으로 단층 촬영하여 얻은 다수의 영상물에 있어서 평행한 두 개의 표시막대(27d)에 의한 점은 고정점으로서 모든 영상물에 있어서 일정간격을 유지하지만 경사진 표시막대(27p)에 의한 점은 이동점으로서 상기 두 개의 점 사이에서 이동한다. 상기 고정점과 이동점 간의 간격을 통해 해당 단층의 Z방향 높이 즉, 해당 영상이 Z방향으로 어떤 높이에서 촬영한 영상인지 알 수 있다.
상기 각 표시막대(27d)를 제 1,2지지링(27a,27b)에 고정시키기 위해 제 1,2지지링(27a,27b)에는 막대삽입구멍(27n)이 형성되어 있고 각 표시막대(27d)의 단부는 상기 막대삽입구멍(27n)의 내부에 삽입된 후 표시막대고정나사(27e)에 의해 고정된다. 이를 위해 각 표시막대(27d)의 단부에는 나사고정구(27h)가 형성되어 있다. 상기 나사고정구(27h)의 내주면에는 암나사산이 형성되어 표시막대고정나사(27e)가 결합한다.
아울러 상기 경사진 표시막대(27p)를 설치하기 위하여 제 1,2지지링(27a,27b)의 대향면에는 막대삽입홈(27m)이 형성되어 있다. 상기 막대삽입홈(27m)은 제 1,2지지링(27a,27b)을 관통하지 않게 형성되어 표시막대(27p)의 단부를 그 내부에 수용 고정한다.
도 3은 상기 도 2의 로컬라이져의 암나사핀의 고정구조를 나타내 보인 단면도이다.
도시한 바와같이, 암나사핀(27f)과 핀고정볼트(27k)가 제 1지지링(27a)을 사이에 두고 상호 결합하고 있다. 상기 암나사핀(27f)은 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 핀으로서 선단부가 오므라진 형태를 취하여 암나사핀삽입공(31)에 보다 용이하게 삽입될 수 있다. 상기 핀고정볼트(27k)는 일반적인 나사로서 제 1지지링(27a)을 관통하여 암나사핀삽입공(31)의 암나사 일부에 결합한다. 상기 암나사핀(27f)내의 빈 암나사산에는 세팅스크류(33)가 결합한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌정위 방사선 치료용 프레임에 있어서 헤드프레임측 구조를 나타내 보인 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 실시예에서의 헤드프레임(15)은, 상기한 프레임서클(17)과, 네 개의 지지바(23)와, 상기 지지바(23)를 화살표 a방향으로 이동시키는 구동부를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 프레임서클(17)에는 두께 방향으로 두 개의 암나사구멍(21)이 형성되어 있다. 상기 암나사구멍(21)은 프레임서클(17)의 중심부를 사이에 두고 반대편에 위치하며 장착볼트(19)가 결합한다. 상기 장착볼트(19)는 그 나사산부가 도 1을 통해 설명한 바와 같이 관통구멍(도 1의 13a)을 통과한 후 암나사구멍(21)에 결합함으로써 프레임서클(17)을 수직으로 세워 고정시킨다.
상기 암나사구멍(21) 이외에도 세 개의 암나사핀삽입공(31)이 마련되어 있다. 상기 암나사핀삽입공(31)은 제 1지지링(도 2의 27a)에 고정되어 있는 암나사핀(27f)을 내부로 받아들이는 구멍으로서 프레임서클(27)의 중심점을 기준으로 등각 위치한다.
아울러 상기 각 암나사핀삽입공(31)에는 한 개씩의 세팅스크류(33)가 구비된다. 상기 세팅스크류(33)는 수나사산부(미도시)와 헤드부를 갖는 통상적인 나사로서 수나사부가 암나사핀삽입공(31)의 내부에 삽입되어 있고 헤드부는 프레임서클(17)의 하부에 위치한다.
따라서 상기 암나사핀(도 2의 27f)을 암나사핀삽입공(31)에 각각 삽입하면 암나사구(27g)와 수나산부가 만나고 세팅스크류(33)를 회전시켜 상호 결합할 수 있게 된다.
한편, 상기 프레임서클(17)에는 외주면으로부터 내주면으로 향하는 방향의 구동블록설치구멍(37)이 관통 형성된다. 본 실시예에서 상기 구동블록설치구멍(37)은 두 개씩 쌍을 이루며 네 군데 위치한다. 상기 구동블록설치구멍의 설치갯수 및 설치간격은 실시예에 따라서 얼마든지 변경 가능하다.
상기 구동블록설치구멍(37)은 사각의 내벽면을 갖는 사각구멍이다. 또한 상기 구동블록설치구멍(37)의 일측내면에는 곡면홈(37a)이 형성되어 있고 각 곡면홈(37a)에는 돌출핀(37b)이 고정되어 있다. 상기 곡면홈(37a)은 반원통형 내주면을 가지며 그 내부에 후술할 수나사봉(41)을 부분적으로 수용한다.
상기 여덟 개의 구동블록설치구멍(37) 중 네 개의 구동블록설치구멍(37)에는 지지바구동블록(35)이 끼워진다. 상기 지지바구동블록(35)은 일정한 사각 단면을 갖는 부재로서 그 외측면이 상기 지지바구동블록(35)의 내벽면에 면접 지지된다.
아울러 후술하는 바와같이 각 지지바구동블록(35)의 한쪽면에는 나사홈(도 5의 35b)이 형성되어 있다. 상기 나사홈(35b)은 반원통형 내주면을 가지며 암나사산이 형성되어 있다. 상기 나사홈(35b)은 곡면홈(37a)과 마주하며 하나의 원통형 내부공간을 이루고 그 내부에 상기 수나사봉(41)을 수용한다.
상기 수나사봉(41)은 지지바구동블록(35)과 더불어 구동블록설치구멍(37)내에 삽입된다. 상기 수나사봉(41)은 외부로부터 회전토오크를 제공받아 장착된 자리에서 축회전하고 그에 따라 지지바구동블록(35)을 길이방향으로 직선운동시킨다.
상기 수나사봉(41)은 그 외주면에 수나사산이 형성된 봉형 부재로서 중간에 걸림홈(41a)이 마련되어 있다. 상기 걸림홈(41a)은 수나사산이 형성되어 있지 않은 부위로서 상기 돌출핀(37b)이 그 내부에 수용된다. 따라서 상기 수나사봉(41)이 축회전 하더라도 수나사봉(41)은 축방향으로 움직이지 않고 지지바구동블록(35)을 직선운동시키는 역할을 담당한다.
상기 각 지지바구동블록(35)의 내측 선단부에는 결합수나사(35a)가 일체로 마련된다. 상기 결합수나사(35a)에는 연결너트(43)가 고정된다. 상기 연결너트(43)는 압착나사(45)에 의해 지지바(23)의 하단부에 고정된다. 상기 결합수나사(35a)와 연결너트(43)와 압착나사(45)의 결합관계는 도 6을 통해 후술된다.
상기 지지바(23)는 그 하단부가 상기 지지바구동블록(35)에 지지된 상태로 도면상 상부로 연장된 사각 기둥이다. 상기 지지바(23)는 지지바구동블록(35)의 동작에 의해 화살표 a방향으로 병진 이동 가능한 부재이다.
상기 각 지지바(23)에는 하나의 연결구멍(23a)과 세 개의 암나사구멍(23c)이 형성되어 있다. 상기 연결구멍(23a)은 압착나사(45)와 연결너트(43)를 연결하는 구멍이다. 상기 연결구멍(23a)에는 압착나사(45)의 헤드부를 지지하는 지지턱(23b)이 마련되어 있다.
상기 암나사구멍(23c)은 그 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 관통구멍으로서 세 개가 일직선으로 배열되어 있다. 상기 암나사구멍(23c)의 개수나 간격은 실시예에 따라서 달라짐은 물론이다.
상기 핀홀더(47)는 길이방향으로 연장되며 그 외주면에 수나사산이 형성된 봉형 부재로서 필요한 위치의 암나사구멍(23c)내에 위치한다. 상기 핀홀더(47)는 외부로부터 회전토오크를 전달받아 축회전하고 그에 따라 길이방향으로 직선운동 한다.
상기 핀홀더(47)의 선단부에는 고정핀(25)이 고정되어 있다. 상기 고정핀(25)은 티타늄으로 제작되며 환자의 머리와 직접 접하여 머리를 고정시킨다.
도 5는 상기 도 4의 프레임서클의 일부분을 절제하여 도시한 프레임서클의 도립 사시도 이다.
상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.
도시한 바와같이, 프레임서클(17)의 원주방향을 따라 모두 여덟 개의 구동블록설치구멍(37)이 마련되어 있고 그 중 네 개의 구동블록설치구멍(37)에 지지바구동블록(35)이 삽입되어 있다. 또한 상기한 바와같이 각 구동블록설치구멍(37)의 한 쪽 내면에 곡면홈(37a)이 형성되어 있고 상기 곡면홈(37a)에 돌출핀(37b)이 고정되어 있다. 상기 돌출핀(37b)은 일정길이를 갖는 핀형 부재로서 프레임서클(17)의 외부로부터 곡면홈(37a)측으로 박혀 곡면홈(37a)의 내주면으로부터 돌출된다.
또한 상기 지지바구동블록(35)의 한 쪽 면에 나사홈(35b)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 상기 나사홈(35b)은 기본적으로 반원통형 내주면을 갖는 홈으로서 상기 곡면홈(37a)과 더불어 수나사봉(41)을 수용하는 원통공간을 제공한다. 특히 상기 나사홈(35b)의 내주면에는 암나사가 형성되어 있다.
한편 상기 수나사봉(41)은 상기 곡면홈(37a)과 나사홈(35b)이 이루는 원통공간의 내부에 설치되되 상기 돌출핀(37b)이 걸림홈(41a)에 삽입되게 설치된다. 따라서 상기 수나사봉(41)이 외부로부터 회전력을 제공받아 축회전하더라도 지지바구동블록(35)만 화살표 b방향으로 진퇴 운동할 뿐 수나사봉(41)은 그 자리에서 길이방향으로 움직이지 않는다.
상기 수나사봉(41)의 일단부에는 렌치삽입공(41b)이 형성되어 있다. 상기 렌치삽입공(41b)은 육각의 내주면을 갖는 구멍으로서 공지의 육각 L렌치를 삽입할 수 있다.
또한 상기 프레임서클(17)의 일측면에는 다수의 장공이 형성되어 프레임서클의 무게를 최대한 경량화 하였다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌정위 방사선 치료용 프레임에 있어서 고정핀의 위치조절 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 일부 단면도이다.
도시한 바와같이, 프레임서클(17)의 구동블록설치구멍의 내부에 지지바구동블록(35) 및 수나사봉(41)이 삽입 설치되어 있다. 상기 수나사봉(41)과 나사홈(35b)의 암나사산은 상호 치합하고 있음은 물론이다. 또한 상기 수나사봉(41)의 걸림홈(41a)의 내부에 돌출핀(37b)이 위치하고 있다.
아울러 상기 지지바구동블록(35) 선단부에 형성되어 있는 결합수나사(35a)에 연결너트(43)가 결합하고, 상기 연결너트(43)에는 압착나사(45)가 결합하고 있음을 알 수 있다.
상기 연결너트(43)는 그 내부에 제 1암나사부(43a)와 제 2암나사부(43b)를 갖는 너트 부재이다. 상기 제 1암나사부(43a)와 제 2암나사부(43b)는 그 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 동축상의 구멍으로서 상호 연결되어 있다. 아울러 상기 제 1암나사부(43a)의 내경이 제 2암나사부(43b)의 내경보다 크다.
상기 연결너트(43)는 연결구멍(23a)의 내부에 부분적으로 수용된 상태로 압착나사(45)에 결합한다. 상기 압착나사(45)는 연결너트(43)의 제 2암나사부(43b)에 결합함으로써 연결너트(43)를 지지바(23)에 고정시킨다.
상기 상태에서 수나사봉(41)의 렌치삽입공(41b)에 L렌치(미도시)를 삽입하여 좌우로 돌리면 지지바구동블록(35)은 수나사봉(41)의 축회전에 의해 화살표 b방향을 따라 직선운동 하고 지지바(23)를 환자의 머리에 대해 진퇴운동 시킨다.
도 7은 상기 도 6의 고정핀에 대해 환자의 머리가 고정된 상태를 도시한 사시도이다.
도시한 바와같이, 환자 머리의 이마부위와 반대측 뒤통수 부위에 두 개씩의 지지바(23)가 위치하고 있고 각 지지바(23)의 상단에 구비되어 있는 고정핀(25)이 머리를 가압 고정하고 있다. 머리에 대한 상기 고정핀(25)의 위치 조절은 상기 수나사봉(41)에 의해 조절할 수 있음은 물론 핀홀더(47)를 좌우로 돌려 조절할 수 도 있음은 물론이다.
도 8은 상기 도 7에 도시되어 있는 프레임서클에 로컬라이져를 장착한 모습을 도시한 사시도 이다.
도시한 바와같이, 프레임서클(17)의 상부에 로컬라이져(27)가 고정되어 있다. 상기 프레임서클(17)에 대한 로컬라이져(27)의 결합은 암나사핀(도 2의 27f)과 세팅스크류(33)의 결합에 의해 이루어짐은 상기한 바와같다.
여하튼 상기와 같이 프레임서클(17)에 로컬라이져(27)를 설치함으로써 머리가 로컬라이져(27)의 내부 영역안에 포함된다. 따라서 이 상태로 머리에 대한 CT나 MRI촬영을 통해 머리 내부 관심부위의 위치를 3차원적으로 알아내어 정위 치료를 가능하게 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌정위 방사선 치료용 프레임의 사용예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 치료테이블(11)의 상부에 환자가 누워있고 환자의 머리는 방사선 치료용 프레임(10)에 지지되어 있다. 상기 프레임(10)에 대한 머리의 고정은 상기한 방법에 따른다.
프레임(10)에 머리가 완전히 고정되었다면 상기 촬영장치를 통해 머리를 종방향으로 단층 촬영하여 머리 속의 종양의 위치를 파악한다. 종양의 위치를 파악함에 있어서 상기 로컬러이져(27)를 이용함은 물론이다.
상기 촬영과정을 통해 종양의 정확한 위치를 알아내었다면 로컬라이져(27)를 분리하여 머리 주위로부터 제거하고 종양이 위치한 부위에 방사선을 집중적으로 조사하여 정위 치료를 수행한다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 뇌정위 방사선 치료용 프레임은, 컴퓨터단층촬영장치(CT)나 자기공명영상촬영장치(MRI)를 통한 촬영시 촬영에 방해되지 않고 특히 MRI의 동작시 자기장을 교란하지 않아 왜곡 없는 MRI영상을 얻을 수 있게 한다. 또한 방사선치료시 환자의 머리를 최대한 노출시켜 방사선 조사각도를 다양화 할 수 있고 특히 머리를 안정적으로 고정시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌정위 방사선 치료용 프레임의 치료테이블에 대한 설치구조를 설명하기 위하여 도시한 분해 사시도.
도 2는 상기 도 1의 로컬라이져를 도시한 일부 절제 사시도.
도 3은 상기 도 2의 로컬라이져의 암나사핀의 고정구조를 나타내 보인 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌정위 방사선 치료용 프레임에 있어서 헤드프레임측 구조를 나타내 보인 사시도.
도 5는 상기 도 4의 프레임서클의 일부분을 절제하여 도시한 도립 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌정위 방사선 치료용 프레임에 있어서 고정핀의 위치조절 메카니즘을 설명하기 위하여 도시한 일부 단면도.
도 7은 상기 도 6의 고정핀에 대해 환자의 머리가 고정된 상태를 도시한 사시도.
도 8은 상기 도 7에 로컬라이져를 장착한 모습을 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌정위 방사선 치료용 프레임의 사용예를 설명하기 위하여 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10:치료용 프레임 11:치료테이블
13:장착마운트 13a:관통구멍
15:헤드프레임 17:프레임서클
19:장착볼트 21:암나사구멍
23:지지바 23a:연결구멍
23b:지지턱 23c:암나사구멍
25:고정핀 27:로컬라이져
27a:제 1지지링 27b:제 2지지링
27c:N형표시부 27d,27p:표시막대
27e:표시막대고정나사 27f:암나사핀
27g:암나사구 27h:나사고정구
27k:핀고정볼트 27m:막대삽입홈
27n:막대삽입구멍 31:암나사핀삽입공
33:세팅스크류 35:지지바구동블록
35a:결합수나사 35b:나사홈
37:구동블록설치구멍 37a:곡면홈
37b:돌출핀 41:수나사봉
41a:걸림홈 41b:렌치삽입공
43:연결너트 43a:제 1암나사부
43b:제 2암나사부 45:압착나사
47:핀홀더
H:머리
Claims (8)
- 환자가 누워 위치하는 치료테이블(11)의 일단부에 설치되며 그 내부에 환자의 머리를 수용하여 고정시킴으로써 외부에서 환자의 뇌에 대한 정위치료를 하게 하는 것으로,일정한 내경 및 외경을 가지는 링형 부재로서 상기 치료테이블(11)에 고정되며 그 내부로 환자의 머리를 통과시키는 프레임서클(17)과;상기 프레임서클(17)의 내측 영역에 위치하되 그 사이로 환자의 머리를 위치시키며 환자의 머리에 대해 근접 및 이격 가능한 다수의 지지바(23)와;상기 지지바(23)에 설치되며 지지바(23)의 이동방향으로 이동 가능하고 그 선단부에는 머리를 가압하여 지지바에 대해 머리를 고정시키는 고정핀(25)을 갖는 핀홀더(47)와;상기 지지바(23)를 구동하여 머리에 대한 지지바(23)의 위치를 조절하는 지지바구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌정위 방사선 치료용 프레임.
- 제 1항에 있어서,상기 지지바(23)에는 그 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 암나사구멍(23c)이 지지바(23)의 연장방향을 따라 다수개가 마련되고,상기 핀홀더(47)는 외주면에 수나사산이 형성된 봉형부재로서 상기한 암나사구멍(23c) 중 임의의 암나사구멍에 길이방향으로 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 뇌정위 방사선 치료용 프레임.
- 제 1항에 있어서,상기 프레임서클(17)에는 프레임서클(17)의 외주면으로부터 내주면으로 연장되며 프레임서클(17) 중심부를 향하고 그 일측 내벽면에는 부분원통형 내주면을 제공하는 곡면홈(37a)이 마련되어 있는 다수의 구동블록설치구멍(37)이 관통 형성되며,상기 지지바구동부는;상기 구동블록설치구멍(37)내에 삽입된 상태로 구동블록설치구멍(37)의 연장방향으로 이동 가능한 것으로, 프레임서클(17)의 중심부를 향하는 선단부에 상기 지지바(23)가 지지되고, 그 일측면에는 상기 곡면홈(37a)에 대응하는 나사홈(35b)이 형성되어 있는 지지바구동블록(35)과,상기 지지바구동블록(35)과 더불어 구동블록설치구멍(37)내에 삽입되어 곡면홈(37a)과 나사홈(35b) 사이에 위치하고 외부로부터 회전토오크를 제공받아 축회전하여 상기 지지바구동블록(35)을 이동시키는 것으로 그 외주면에 수나사산이 형성되어 있는 수나사봉(41)을 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌정위 방사선 치료용 프레임.
- 제 3항에 있어서,상기 수나사봉(41)의 외주면에는 수나사산이 형성되어 있지 않은 일정폭의 걸림홈(41a)이 수나사봉(41)의 원주방향을 따라 형성되며, 상기 곡면홈(37a)의 내부에는 상기 걸림홈(41a)에 삽입되어 수나사봉(41)의 축회전시 수나사봉이 축방향으로 이동하지 않게 하는 돌출핀(37b)이 고정 설치된 것을 특징으로 하는 뇌정위 방사선 치료용 프레임.
- 제 3항에 있어서,상기 지지바구동블록(35)의 선단부에는 결합수나사(35a)가 일체로 형성되고,상기 지지바(23)에는 상기 결합수나사(35a)에 결합하며 지지바(23)와 지지바구동블록(35)을 연결하는 연결너트(43)가 설치된 것을 특징으로 하는 뇌정위 방사선 치료용 프레임.
- 제 1항에 있어서,상기 프레임서클(17)에는 프레임서클(17)에 대해 착탈 가능하며 프레임서클에 장착된 상태로 상기 지지바(23)를 그 내부 영역에 포함하고 환자 뇌의 단층 촬영시 관심부위의 3차원 좌표를 파악하게 하는 로컬라이져(27)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 뇌정위 방사선 치료용 프레임.
- 제 6항에 있어서,상기 로컬라이져(27)는 상기 프레임서클(17)에 결합하는 제 1지지링(27a)과;상기 제 1지지링(27a)에 대해 평행하게 이격되는 동일사이즈의 제 2지지링(27b)과;상기 제 1지지링(27a)과 제 2지지링(27b)을 연결하는 것으로 머리의 종방향 단층 촬영을 통해 얻은 영상물에 세 개의 점으로 표현되되 촬영 단층의 위치에 따라 점의 간격이 상이하게 나타나 점의 패턴을 통해 해당 단층의 종방향 위치를 알게 해주는 하나 이상의 N형표시부(27c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌정위 방사선 치료용 프레임.
- 제 7항에 있어서,상기 N형표시부(27c)는;양단이 제 1지지링(27a) 및 제 2지지링(27b)에 대해 수직으로 고정되며 상호 평행하고 소정거리 이격된 두 개의 표시막대(27d)와,상기 두 개의 표시막대(27d) 사이에 위치하며 그 상단이 일측 표시막대(27d)의 상단부에 근접위치하고 하단이 타측 표시막대(27d)의 하단부에 근접 위치하여 경사지게 설치된 하나의 표시막대(27p)를 포함하는 것을 특징으로 하는 뇌정위 방사선 치료용 프레임.
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