KR100808111B1 - 방사선량 측정용 팬텀 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방사선량 측정용 팬텀에 관한 것이다. 이는 방사선방출부의 연직 하부에 위치한 상태로 방사선 방출부로부터 조사되는 방사선을 받아들여 그 선량(線量)을 측정하는 것으로서, 상기 방사선 방출부로부터 조사되는 방사선을 하부로 통과시키되 그 상면이 경사져 경사면을 이루는 웨지플레이트와; 상기 웨지플레이트의 하부에 위치하며 웨지플레이트를 통과한 방사선의 선량을 측정하는 방사선량 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 방사선량 측정용 팬텀은, 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 신체내 소정부위의 조직밀도와 대응하는 조직밀도를 갖는 다수의 모사체를 가져 체내의 모든 깊이 및 부위에서의 방사선량을 정확히 예측할 수 있고, 특히 경사면을 갖는 웨지플레이트를 구비하므로 깊이가 다른 표적에 대한 방사선 도달 정도를 리니어하게 파악할 수 있게 한다.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선량 측정용 팬텀의 사용 예를 설명하기 위해 나타내 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선량 측정용 팬텀의 분해 사시도이다.
도 3은 상기 도 2에 도시한 팬텀에 추가될 수 있는 이온챔버장착플레이트를 별도로 도시한 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선량 측정용 팬텀의 여러 사용예를 설명하기 위하여 개략적으로 나타내 보인 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11:선형가속기 13:본체
15:회전갠트리 17:방사선방출부
19:치료테이블 21:팬텀
23:모사체 25:웨지플레이트(wedge plate)
25a:관통구멍 25b:경사면
27:베이스플레이트 27a:암나사구
29:모사체수용플레이트 29a:관통구멍
29b,29c:공간부 31:평판플레이트
31a:관통구멍 33:열형광선량계 장착플레이트
33a:관통구멍 33b:열형광선량계 수용구멍
35:고정로드 35a:수나사부
36:너트 39:이온챔버장착플레이트
39a:관통구멍 39b:이온챔버장착구
51:엑스레이필름 53:열형광선량계
55:이온챔버
본 발명은 각종 방사선 출력장치에서 발생하는 방사선의 선량(線量)을 측정하기 위한 방사선량 측정용 팬텀에 관한 것이다.
의료용으로 사용하는 방사선 중 치료방사선은 암환자의 종양에 가해져 암세포를 더 이상 번식하지 못하게 함으로써 암세포가 수명을 다해 죽게 하거나 환자의 고통을 경감하기 위해 사용된다.
상기 치료방사선을 이용한 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 치료와 함께 항암 효과를 극대화하기 위해서 행해진다.
상기 방사선치료는 선형가속기(linear accelerator)라고 하는 고가의 의료장비에 의해 행해진다. 상기 선형가속기는 높은 선량율의 엑스레이 및 전자선을 출력할 수 있음은 물론 출력 에너지를 세밀하게 조절할 수 있어 현재 방사선 치료의 표준장비로 사용되고 있다.
그런데, 상기 선형가속기로 방사선 치료를 수행할 때에 무엇보다 중요한 것은 선형가속기가 적당한 에너지의 방사선을 출력하도록 하는 것이다. 종양의 상태나 크기 또는 깊이에 대응한 최적 에너지의 방사선을 조사하여야 최대의 치료효과를 거둘 수 있으므로 선형가속기가 최적의 에너지를 갖는 방사선을 출력하도록 하는 것은 매우 중요한 일이다.
이에 따라 선형가속기를 사용하기 전에 선형가속기가 제대로 작동하는지 특히 방사선량의 조절이 정상적으로 이루어져 필요한 에너지의 방사선을 출력하는지 등의 동작 정밀성을 미리 체크하여야 한다. 이를 정도관리(Quality Assurance)라고 하며 실제로 병원에서 주기적 또는 비주기적으로 수행한다.
상기 정도관리를 위해 다양한 종류의 방사선량 계측장치가 사용되고 있다. 상기 방사선량 계측장치는, 방사선 방출부의 하부에 위치하여 방사선을 조사(照射)받고 조사된 에너지의 크기에 대응하는 신호를 발생하여 외부로 알려주는 것이다.
상기한 계측장치 없이는 출력방사선 에너지의 크기를 환자 종양의 특성에 맞추어 최적화하기가 불가능하므로 최적의 방사선을 처방할 수 없게 되어 치료효과가 매우 낮으며, 경우에 따라 환자에게 필요이상의 강한 에너지의 방사선을 가하여 의 료 사망사고를 일으킬 수 도 있다.
한편, 종래의 방사선량 계측장치는 대부분 수입에 의존하고 있으며 더욱이 그 가격이 수만 내지 수십만 달러에 이르러, 중소규모 병원에서는 재정상 이러한 계측장치를 보유 및 운용하기가 현실적으로 거의 불가능하다. 또한 종래의 방사선량 계측장치는 장치를 세팅하는데 시간이 많이 소요된다는 문제가 있었다. 따라서 바쁜 아침마다 방사선 치료장치를 일일이 정도관리하기가 번거로워 정도관리 자체가 소홀해 질 수 있는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 신체내 소정부위의 조직밀도와 대응하는 조직밀도를 갖는 다수의 모사체를 가져 체내의 모든 깊이 및 부위에서의 방사선량을 정확히 예측할 수 있고, 특히 경사면을 갖는 웨지플레이트를 구비하므로 깊이가 다른 표적에 대한 방사선 도달정도를 파악할 수 있게 하는 방사선량 측정용 팬텀을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 방사선방출부의 연직 하부에 위치한 상태로 방사선 방출부로부터 조사되는 방사선을 받아들여 그 선량(線量)을 측정하는 것으로서, 상기 방사선 방출부로부터 수직으로 하향 조사되는 방사선을 하부로 통과시키되 하부로 통과한 후의 방사선의 평면적 에너지 준위를 선형적으로 파악할 수 있도록 그 상면이 경사져 직각삼각형의 측면 형상을 이루는 웨지플레이트와; 상기 웨지플레이트의 하부에 위치하며 웨지플레이트를 통과한 방사선의 선량을 측정하는 방사선량 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방사선량측정부는; 일정두께의 아크릴판으로서 열형광선량계를 수용할 수 있는 하나 이상의 수용구멍이 그 내부에 마련되어 있는 선량계장착플레이트와, 상기 수용구멍에 삽입되는 열형광선량계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수용구멍은 다수개가 나란하게 수평 연장되고 각각의 양단부가 선량계장착플레이트 외부로 개방되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 방사선량측정부는; 일정두께의 아크릴판으로서 그 내부에 튜브형 이온챔버를 삽입 설치할 수 있는 설치구가 마련되어 있는 이온챔버장착플레이트와, 상기 설치구에 장착되는 이온챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 웨지플레이트와 방사선량 측정부 사이에는, 상기 방사선 방출부로부터 조사된 방사선을 통과시키되, 신체내 소정부위의 조직밀도에 대응하는 조직밀도를 갖는 모사체를 수용하는 모사체수용플레이트가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모사체수용플레이트는; 일정두께를 갖는 아크릴부재로서 그 내부에 상기 모사체를 수용할 수 있는 하나 이상의 공간부를 갖는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 공간부는, 수평으로 연장되어 양단이 모사체수용플레이트의 외부로 개방되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모사체는; 테프론으로 제작되며 일정두께를 갖는 하나 이상의 테프론판 또는 코르크로 제작되며 일정두께를 갖는 하나 이상의 코르크판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 웨지플레이트의 상부에는 웨지플레이트와 동일한 형상을 가지되 그 경사면이 상기 웨지플레이트에 밀착하도록 적층되는 다른 웨지플레이트가 더 구비되며, 상호 밀착하고 있는 웨지플레이트의 사이에는 외부로부터 조사된 방사선량을 측정하기 위한 엑스레이필름이 삽입되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선량 측정용 팬텀의 사용 예를 설명하기 위해 나타내 보인 도면으로서, 본 실시예에서는 방사선 방출장치로서 선형가속기(11)를 예로 들었다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 팬텀(21)이 치료테이블(19)에 올려진 상태로 방사선방출부(17)의 연직 하부에 위치함을 알 수 있다. 상기 치료테이블(19)은 선형가속기(11)와 한 세트를 이루는 것으로서 치료할 환자가 그 위에 드러눕는 베드이다.
또한 상기 선형가속기(11)는, 본체(13)와, 상기 본체(13)에 회전 가능하게 설치되는 회전갠트리(15)로 구성된다. 상기 본체(13)내에는 고전압발생장치나 마이크로웨이브발생장치 등이 설치되어 있고, 회전갠트리(15)의 내부에는 전자를 가속시키는 가속관과 자기장발생장치와 방사선방출부(17) 등의 장치가 구비되어 있다. 상기 방사선방출부(17)로부터 출력된 방사선은 치료테이블(19)에 누워있는 환자의 종양에 조사된다.
한편, 본 실시예에 따른 팬텀(21)은, 상기 방사선방출부(17)의 연직 하부에 세팅된 상태로 방사선방출부(17)로부터 하향 조사되는 방사선을 받아들이며 조사된 방사선의 선량을 파악할 수 있게 한다.
상기 팬텀(21)은, 하나 이상의 베이스플레이트(27)와, 필요에 따라 다양한 종류의 모사체(23)가 내장되어 있는 모사체수용플레이트(29)와, 다수의 평판플레이트(31)와, 웨지플레이트(25)와, 열형광선량계장착플레이트(이하, TLD장착플레이트)(도 2의 33)와, 이온챔버장착플레이트(도 3의 39) 등을 조합하여 구성된다. 상기한 여러 구성요소들의 조합 예는 경우에 따라 얼마든지 달라지며 예컨대 도 4 내지 도 6에 도시한 적층구조를 가질 수 있다.
도면부호 51은 엑스레이필름이다. 상기 엑스레이필름(51)은 웨지플레이트(25)와, 평판플레이트(31)와, 모사체수용플레이트(29)를 차례로 통과한 방사선의 표적으로서 그 표면에 도달한 방사선의 에너지 준위가 표현된다.
결국, 상기 엑스레이필름(51)은 방사선방출부(17)로부터 조사된 방사선의 (해당 깊이에서의) 선량을 계측하는 방사선량 측정부이다. 상기 방사선량 측정부에는, 엑스레이필름(51) 이외에 TLD장착플레이트(33) 및 이에 적용되는 열형광선량계(Thermoluminescent dosimeter(이하, TLD)(도 2의 53)와, 이온챔버장착플레이트(도 3의 39) 및 이에 적용되는 이온챔버(도 4c의 55)가 더 포함된다.
상기 방사선량 측정부는, 방사선량 측정부가 위치한 깊이에서의 방사선의 선량을 측정하는 목적을 갖는다. 상기 방사선량 측정부가 위치하는 깊이는 상기한 조합 예에 따라 달라지며, 또한 방사선량 측정부의 상부에 어떤 종류의 모사체(23)가 위치할지 모사체가 위치하지 않을지 등은 경우에 따라 달라진다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선량 측정용 팬텀의 일 조합예를 나 타내 보인 분해 사시도이다.
도시한 바와같이, 일 조합예에 따른 방사선량 측정용 팬텀(21)은, 일정두께의 사각판 형태를 취하는 베이스플레이트(27)와, 상기 베이스플레이트(27)의 상부에 적층되는 TLD장착플레이트(33)와, 상기 TLD장착플레이트(33)의 상부에 차례로 적층되는 모사체수용플레이트(29), 평판플레이트(31), 웨지플레이트(25)와, 상기 구성요소들을 상호 결합시키는 고정로드(35)를 포함하는 구성을 갖는다.
상기 베이스플레이트(27)는 도 1에 도시한 바와같이 치료테이블(19)에 놓여진 상태로 TLD장착플레이트(33)를 치료테이블(19)로부터 소정 높이로 수평 지지한다. 상기 베이스플레이트(27)는 방사선방출부(17)에 대한 방사선량 측정부의 이격거리를 조절하는 것이다. 예컨대 상기 베이스플레이트(27)의 두께를 두껍게 제작하거나 또는 베이스플레이트(27)의 개수를 증가시켜, 방사선방출부(17)에 대한 방사선량 측정부의 이격 거리를 좁힐 수 있다.
상기 베이스플레이트(27)의 네 귀퉁이부에는 암나사구(27a)가 형성되어 있다. 상기 암나사구(27a)는 그 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 홈으로서 상기 고정로드(35) 하단부의 수나사부(35a)가 결합한다. 상기 고정로드(35)는 암나사구(27a)에 결합한 상태로 수직으로 연장되며 각 구성요소들을 밀착 고정시킨다.
상기 TLD장착플레이트(33)는 일정두께를 갖는 사각 아크릴판으로서 그 내부에 수평으로 연장된 다섯 개의 TLD수용구멍(33b)을 갖는다. 상기 TLD수용구멍(33b)은 일정 직경을 가지며 나란하고 그 양단부가 외부로 개방되어 있다. 상기 TLD수용구멍(33b)의 개수가 경우에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
참고적으로 아크릴은 신체내의 일반조직의 밀도에 대응하는 조직밀도를 가진다.
상기 TLD수용구멍(33b)의 내부에는 TLD(53)가 삽입된다. 공지의 사실과 같이 TLD는 열형광특성을 갖는 물질로 제작된 선량계로서, 칩의 형태로 제작할 수 도 있고, 분말형태로 제작할 수 도 있다. 분말형태일 경우 원통형 캡슐에 밀봉된다.
본 실시예의 경우 캡슐형 TLD(53)를 사용한다. 즉 캡슐형 TLD(53)를 TLD수용구멍(33b)에 삽입한 후 이를테면 중앙부분 까지 밀어 넣어 정위치 시키는 것이다. 특히 상기 TLD(53)는 하나의 TLD수용구멍(33b)에 복수개 삽입할 수 도 있고, 선택된 TLD수용구멍(33b)에만 적용할 수 도 있다. 상기 TLD(53)는 TLD수용구멍(33b)에 위치된 상태로 상부로부터 조사되는 방사선을 받아들이며, 추후에 작업자에 의해 수거되어 TLD리더(미도시)를 통해 피폭받은 방사선량을 정량적으로 평가할 수 있게 한다.
상기 TLD장착플레이트(33)의 네 귀퉁이부에는 관통구멍(33a)이 형성되어 있다. 상기 관통구멍(33a)은 고정로드(35)가 통과하는 구멍이다.
특히 도 2에서는 TLD장착플레이트(33)를 도시하였지만, TLD장착플레이트(33)를 대신하여 도 3에 도시한 이온챔버장착플레이트(39)(이온챔버가 삽입되어 있는 상태)나 엑스레이필름(도 1의 51)을 선택적으로 사용할 수 도 있음은 물론이다. 즉 TLD장착플레이트(33)나 이온챔버장착플레이트(39)나 엑스레이필름은 선택적으로 사용되는 것이다.
상기 TLD장착플레이트(33)의 상부에는 모사체수용플레이트(29)가 구비된다. 상기 모사체수용플레이트(29)는 네 귀퉁이부에 수직의 관통구멍(29a)을 갖는 육면체형 아크릴블록으로서 그 내부에 두 개의 공간부(29b,29c)를 포함한다. 상기 공간부(29b,29c)는 상호 나란한 상태로 수평 연장되며 양단부가 외부로 개방된 사각 구멍이다. 상기 공간부(29b,29c)의 단면형상이나 크기는 경우에 따라 얼마든지 달라질 수 있다.
기본적으로, 상기 공간부(29b,29c)는 신체내의 모사 대상에 따라 비워둘 수 도 있고 모사체(23)로 채울 수 도 있다. 예컨대 구강(口腔)과 같이 비어있는 공간을 모사할 경우 상기 공간부(29c)를 비워둔다. 또한 폐(Lung)를 모사할 경우에는 폐와 조직밀도가 비슷하다고 알려진 코르크를, 뼈를 모사할 경우에는 뼈와 조직밀도가 유사한 테프론을 삽입한다. 상기 모사체(23)는 한 덩어리의 블록형식으로 제작할 수 도 있고, 얇은 플레이트 형태로 제작한 후 필요에 따라 적층하여 사용할 수 도 있다. 상기 모사체수용플레이트(29)는 경우에 따라 사용하지 않을 수 있다.
상기 모사체수용플레이트(29)의 상부에 위치하는 평판플레이트(31)는 다양한 두께를 갖는 사각 아크릴판이다. 상기 평판플레이트(31)는 방사선방출부(17)에 대한 표적의 이격거리를 조절하는 역할을 한다. 따라서 상기 평판플레이트(31)의 위치나 사용 매수는 필요에 따라 달라질 수 있다. 예컨대 베이스플레이트(27)와 TLD장착플레이트(33) 사이에 위치할 수 도 있고, 도시한 바와같이 웨지플레이트(25)와 모사체수용플레이트(29) 사이에 설치될 수 도 있다. 상기 평판플레이트(31)의 네 귀퉁이에도 관통구멍(31a)이 마련되어 있음은 물론이다.
한편, 상기 웨지플레이트(25)는 직각삼각형의 측면 형상을 갖는 아크릴부재 이다. 상기 웨지플레이트(25)는 수평의 저면과 상기 저면에 대해 소정각도로 경사진 경사면(25b)을 갖는다. 상기 경사면(25b)의 바람직한 경사각도는 15도 내지 30도 정도이다.
기본적으로 상기 웨지플레이트(25)는 깊이가 다른 표적에 대한 방사선 도달정도를 선형적으로 파악할 수 있게 하는 역할을 한다. 예컨대 상기 웨지플레이트(25)의 하부에 엑스레이필름을 위치시킨 상태로 웨지플레이트(25)에 방사선을 수직 조사하면, 방사선의 에너지는 웨지플레이트(25)(웨지플레이트의 두께는 웨지플레이트가 경사져 있으므로 선형적으로 감소한다.)를 하향 통과하면서 점차 작아지고 작아진 에너지의 방사선이 엑스레이 필름에 반영되는데, 이를 통해 아크릴의 두께에 대한 방사선의 감쇄율 정보를 얻을 수 있는 것이다. 방사선이 웨지플레이트(25)의 두꺼운 부분을 통과하면 감쇄율이 그만큼 크고 상대적으로 얇은 부분을 통과하면 적게 감쇄한다.
상기 웨지플레이트(25)의 네 귀퉁이부에도 관통구멍(25a)이 형성되어 있다.
상기 고정로드(35)는 베이스플레이트(27)의 상부에 각 구성요소들을 수직으로 지지하는 것으로서(이 때 각 구성요소의 조합 예는 달라질 수 있다.), TLD장착플레이트(33)와 모사체수용플레이트(29)와 평판플레이트(31)와 웨지플레이트(25)의 관통구멍(33a,29a,31a,25a)을 관통하여 그 하단부의 수나사부(35a)가 베이스플레이트(27)의 암나사구(27a)에 고정된다.
도면부호 36은 고정로드(35) 상단부의 수나사부(35a)에 결합함으로써 구성요소들을 상호 죄어 밀착시키는 너트이다.
도 3은 상기 도 2에 도시한 팬텀에 추가될 수 있는 이온챔버장착플레이트(39)를 별도로 도시한 사시도이다.
도시한 바와같이, 상기 이온챔버장착플레이트(39)는 일정두께를 갖는 사각 아크릴판으로서 네 귀퉁이부에 고정로드(35)가 통과하는 관통구멍(39a)을 갖는다. 또한 그 내부에는 하나의 이온챔버장착구(39b)가 마련되어 있다.
상기 이온챔버장착구(39b)는 도 4c 또는 도 5c에 도시한 이온챔버(55)를 끼우는 홈으로서 수평으로 연장되어 있다. 상기 이온챔버(55)는 외부로부터 방사선을 받아들이고 받아들인 방사선량에 비례하는 전기신호를 발생하는 공지의 방사선량 측정장치이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선량 측정용 팬텀의 여러 사용 예를 설명하기 위하여 개략적으로 나타내 보인 도면이다. 편의상 상기 고정로드(35)는 도시하지 않았다.
도 4a를 참조하면, 베이스플레이트(27)의 상부에 두 개의 평판플레이트(31)와, 웨지플레이트(25)가 차례로 적층되어 하나의 팬텀(21)을 구조체를 이루고 있음을 알 수 있다. 특히 상기 베이스플레이트(27)와 평판플레이트(31)의 사이에는 엑스레이필름(51)이 끼워져 있다. 상기 엑스레이필름(51)의 위치는 요구되는 조건에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.
상기 엑스레이필름(51)은 베이스플레이트(27)에 밀착된 상태로 상부로부터 조사된 방사선을 받아들여, 웨지플레이트(25)와 두 개의 평판플레이트(31)를 차례로 통과한 방사선의 선량을 나타내 보여준다. 즉, 상기 엑스레이필름(51)은 추후 현상되어 필름이 위치한 깊이에서의 방사선 에너지의 평면적 준위를 표시하는 것이다.
도 4b에는 상기 엑스레이필름(51)을 대신하여 TLD장착플레이트(33)가 구비되어 있다. 즉, 도 4b에 도시한 팬텀(21)은, 베이스플레이트(27)와, 상기 베이스플레이트(27)의 상부에 적층되는 TLD장착플레이트(33)와, 상기 TLD장착플레이트(33)의 상부에 위치하는 한 장의 평판플레이트(31)와, 웨지플레이트(25)로 조합 구성된다.상기 TLD장착플레이트(33)의 TLD수용구멍(33b)에 TLD(53)가 삽입되어 있음은 물론이다.
상기와 같이 적층 구성된 팬텀(21)에 방사선이 조사되면, 방사선은 웨지플레이트(25)와 평판플레이트(31)를 차례로 통과하여 TLD(53)에 도달한다. 상기 TLD(53)는 해당위치에서의 방사선 선량을 기억하고, 추후에 회수되어 공지의 리더(reader)를 통해 조사되었던 방사선량을 알려준다.
또한 도 4c는 상기 방사선량 측정부로서 이온챔버(55)를 적용한 경우를 도시한 도면이다.
도 4c에 도시한 바와같이, 베이스플레이트(27)의 상부에 이온챔버장착플레이트(39)와 웨지플레이트(25)가 적층되어 있다. 아울러 상기 이온챔버장착플레이트(39)의 내부에는 이온챔버(55)가 삽입 설치되어 있다.
따라서 상기 방사선방출부(17)로부터 조사된 방사선은 웨지플레이트(25)를 통과하여 이온챔버(55)에 도달한다. 상기 이온챔버(55)는 받아들인 방사선량에 대응하는 전기신호를 발생하여 외부로 전달하고 작업자로 하여금 웨지플레이트(25)를 통과한 방사선량을 파악할 수 있게 한다.
도 5a 내지 도 5c는 상기한 방사선량 측정부(엑스레이필름(51), TLD(53), 이온챔버(55))의 상부에 모사체(23)를 위치시킨 예를 도시한 도면이다.
도 5a에 도시한 팬텀(21)은, 베이스플레이트(27)와, 상기 베이스플레이트(27)의 상부에 끼워져 있는 엑스레이필름(51)과, 상기 엑스레이필름(51)의 상부에 적층되는 모사체수용플레이트(29)와, 상기 모사체수용플레이트(29)의 위에 차례로 적층되는 평판플레이트(31) 및 웨지플레이트(25)로 조합된다.
특히 상기 모사체수용플레이트(29)의 한쪽 공간부(29b)에는 모사체(23)가 삽입되어 있다. 상기 모사체는 위에 언급한 바와같이 코르크나 테프론으로 제작된 부재로서 폐나 뼈를 모사한다. 모사체로서 코르크를 사용할지 테프론을 사용할지는, 선형가속기를 이용하여 치료할 실제 환자의 방사선 조사 부위에 따라 달라진다.
예컨대 환자의 폐에 방사선을 조사하여야 할 경우 상기 모사체(23)로서 코르크를 사용하고, 뼈의 아래쪽이나 뼈속에 방사선을 조사해야 할 경우에는 테프론을 사용한다. 상기 모사체(23)의 두께는 방사선을 조사할 관심부위(예컨대, 종양)의 깊이에 대응한다.
상기와 같이 (실제환자를 대신하는) 모사체(23)를 사용하여, 실제 환자의 방사선 조사대상부위에 가해질 방사선량을 미리 파악하고, 이를 통해 방사선이 적절하게 조사되는지 여부를 판단하여 선형가속기의 정확성을 검증할 수 있는 것이다. 이와 같이, 실제 환자를 대신하는 모사체를 사용하여 선형가속기 등의 방사선 발생장치의 정밀성을 체크하는 것은 의공학분야에서 널리 알려진 내용이다.
여하튼, 도 5a를 참조하면, 방사선방출부로부터 조사된 방사선이 웨지플레이트(25)와 평판플레이트(31)와 모사체수용플레이트(29)를 차례로 통과하여 엑스레이필름(51)에 도달함을 알 수 있다. 특히 조사되는 방사선의 일부는 모사체(23)와 공간부(29c)를 통과하여, 엑스레이필름(51)에 모사체(23)와 공간부(29c)를 통과한 방사선 에너지의 평면적 준위가 표시되도록 한다.
도 5b에 도시한 팬텀(21)은 상기 모사체수용플레이트(29)의 하부에 TLD장착플레이트(33)가 위치되어 있는 경우이다. 상기 TLD장착플레이트(33)에 적용되어 있는 TLD(53)는 상부로부터 조사되며 모사체(23)와 공간부(29c)를 통과한 방사선을 받아들여, 해당위치에서의 방사선의 선량을 기억하며 공지의 방법을 통해 사용자에게 알려준다.
계속하여 도 5c를 참조하면, 상기 모사체수용플레이트(29)의 하부에 이온챔버장착플레이트(29) 및 이온챔버(55)가 설치되어 있음을 알 수 있다. 상기 이온챔버(55)는, 웨지플레이트(25)와 평판플레이트(31)와 모사체(23) 및 공간부(29c)를 통과한 방사선의 선량을 계측하여 알려준다.
한편, 도 6에 도시한 팬텀(21)은, 베이스플레이트(27)와, 상기 베이스플레이트(27)의 상부에 적층되는 평판플레이트(31)와, 상기 평판플레이트(31)의 상면에 설치되는 웨지플레이트(25)와, 상기 웨지플레이트(25)의 상부에 적층되되 그 경사면이 하부를 향하여 아래쪽 웨지플레이트의 경사면에 밀착하도록 설치되는 다른 웨지플레이트(25)로 조합 구성된다.
특히 상기 두 개의 웨지플레이트(25) 사이에 엑스레이필름(51)이 끼워져 있 다. 상기 엑스레이필름(51)은 웨지플레이트(25) 경사면에 밀착하므로, 경사면의 경사각도로 기울어진 상태로 방사선을 조사받는다. 따라서 상기 엑스레이필름(51)은 추후 현상되어 웨지플레이트(25)를 통과한 방사선의 3차원적 에너지 준위를 알게 해 준다.
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 방사선량 측정용 팬텀은, 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 신체내 소정부위의 조직밀도와 대응하는 조직밀도를 갖는 다수의 모사체를 가져 체내의 모든 깊이 및 부위에서의 방사선량을 정확히 예측할 수 있고, 특히 경사면을 갖는 웨지플레이트를 구비하므로 깊이가 다른 표적에 대한 방사선 도달 정도를 리니어하게 파악할 수 있게 한다.
Claims (9)
- 방사선방출부의 연직 하부에 위치한 상태로 방사선 방출부로부터 조사되는 방사선을 받아들여 그 선량(線量)을 측정하는 것으로서,상기 방사선 방출부로부터 수직으로 하향 조사되는 방사선을 하부로 통과시키되 하부로 통과한 후의 방사선의 평면적 에너지 준위를 선형적으로 파악할 수 있도록 그 상면이 경사져 직각삼각형의 측면 형상을 이루는 웨지플레이트와;상기 웨지플레이트의 하부에 위치하며 웨지플레이트를 통과한 방사선의 선량을 측정하는 방사선량 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선량 측정용 팬텀.
- 제 1항에 있어서,상기 방사선량측정부는;일정두께의 아크릴판으로서 열형광선량계를 수용할 수 있는 하나 이상의 수용구멍이 그 내부에 마련되어 있는 선량계장착플레이트와, 상기 수용구멍에 삽입되는 열형광선량계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선량 측정용 팬텀.
- 제 2항에 있어서,상기 수용구멍은 다수개가 나란하게 수평 연장되고 각각의 양단부가 선량계장착플레이트 외부로 개방되는 것을 특징으로 하는 방사선량 측정용 팬텀.
- 제 1항에 있어서,상기 방사선량측정부는;일정두께의 아크릴판으로서 그 내부에 튜브형 이온챔버를 삽입 설치할 수 있는 설치구가 마련되어 있는 이온챔버장착플레이트와, 상기 설치구에 장착되는 이온챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선량 측정용 팬텀.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 웨지플레이트와 방사선량 측정부 사이에는,상기 방사선 방출부로부터 조사된 방사선을 통과시키되, 신체내 소정부위의 조직밀도에 대응하는 조직밀도를 갖는 모사체를 수용하는 모사체수용플레이트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 방사선량 측정용 팬텀.
- 제 5항에 있어서,상기 모사체수용플레이트는;일정두께를 갖는 아크릴부재로서 그 내부에 상기 모사체를 수용할 수 있는 하나 이상의 공간부를 갖는 것을 특징으로 하는 방사선량 측정용 팬텀.
- 제 6항에 있어서,상기 공간부는, 수평으로 연장되어 양단이 모사체수용플레이트의 외부로 개방되는 것을 특징으로 하는 방사선량 측정용 팬텀.
- 제 6항에 있어서,상기 모사체는;테프론으로 제작되며 일정두께를 갖는 하나 이상의 테프론판 또는 코르크로 제작되며 일정두께를 갖는 하나 이상의 코르크판을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선량 측정용 팬텀.
- 제 1항에 있어서,상기 웨지플레이트의 상부에는 웨지플레이트와 동일한 형상을 가지되 그 경사면이 상기 웨지플레이트에 밀착하도록 적층되는 다른 웨지플레이트가 더 구비되며,상호 밀착하고 있는 웨지플레이트의 사이에는 외부로부터 조사된 방사선량을 측정하기 위한 엑스레이필름이 삽입되는 것을 특징으로 하는 방사선량 측정용 팬텀.
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