KR101027330B1

KR101027330B1 - Ｉｍｒｔ용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀

Info

Publication number: KR101027330B1
Application number: KR1020090030497A
Authority: KR
Inventors: 나정은; 박소현; 서태석
Original assignee: 가톨릭대학교 산학협력단
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2011-04-11
Also published as: KR20100111985A

Abstract

본 발명은 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀에 관한 것이다. 이는 세기조절 방사선 치료(IMRT)용 선형가속기로부터 조사되는 방사선의 조사경로에 위치하는 것으로서, 수용구가 형성되어 있는 메인바디와, 상기 수용구에 삽입되는 선량감지부와, 상기 메인바디의 일단부에 고정되는 고정바디와, 상기 고정바디에 장착되며 하나 이상의 엑스레이필름을 그 사이에 개재시켜 지지하는 다수의 필름지지블록을 구비하는 팬텀본체와; 상기 팬텀본체를 방사선 방출부의 연직 하부에 수평으로 지지하는 지지대를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀은, 구조가 간단하고 세팅이 용이하여 정도관리에 시간이 오래 걸리지 않으며, 또한 다양한 종류의 인체 모사체를 쉽게 적용하거나 교체할 수 있어 실제 환자의 방사선 치료 대상부위를 최대한 유사하게 모사하고 특히 방사선의 절대선량과 상대선량분포를 한 번에 파악하므로, 그만큼 방사선 치료효과를 높일 수 있게 한다.

IMRT, 선형가속기, 정도관리, 모사체, 팬텀

Description

ＩＭＲＴ용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀{Inhomogeneous phantom for quality assurance of Linac for intensity modulated radiation therapy}

본 발명은 각종 방사선 출력장치에서 발생하는 방사선량을 측정하는 계측장치에 관한 것으로서, 특히 고에너지의 방사선을 출력하는 IMRT용 선형가속기로부터 출력되는 방사선의 선량(線量)을 계측하는 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀에 관한 것이다.

의료용으로 사용되는 방사선 중 치료방사선은 암환자의 종양에 가해져 암세포를 더 이상 번식하지 못하게 함으로써 암세포가 수명을 다해 죽게 하거나 환자의 고통을 경감시키기 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 치료와 함께 항암 효과를 극대화하기 위해서 행해진다.

최근에는 다엽콜리메이터(multileaf collimator, MLC)를 이용하여 방사선의 세기를 종양의 모양과 크기 및 위치에 적합하도록 변조시켜, 최적의 에너지로 처방된 방사선을 조사함으로써 정상조직에서의 방사선에 의한 부작용을 감소시키고 치료성적을 극대화 할 수 있는 세기 조절 방사선치료(Intensity Modulated Radiation Therapy, 이하, IMRT)방법이 각광받고 있다. 상기 IMRT 방법은 3차원 입체조형 방사선치료보다 한 단계 발전된, 현재까지 개발된 방사선 치료방법 중 가장 발전된 치료방법이다.

보통 암조직의 모양은 일정하지 않고 때로는 암조직 주위에 아주 약한 정상조직이 있을 수 있는데, 이러한 경우 3차원입체조형 방사선 치료를 하더라도 정상조직에 피해를 줄 수 있다. 상기 IMRT 방법은 이러한 문제를 해결하여 정상조직을 보호하고 암조직에 충분한 양의 방사선을 줄 수 있는 치료법인 것이다. 따라서 IMRT 방법은 특히 방사선에 민감한 장기가 많이 분포된 두경부내의 방사선 치료에 효과적으로 사용된다.

한편, 상기 IMRT방법을 통해 방사선 치료를 수행할 때에 무엇보다 중요한 것은 선형가속기가 정확한 방사선량을 출력하도록 하는 것이다. 종양의 상태나 크기 또는 깊이에 대응한 정확한 선량의 방사선을 조사하여야 최대의 치료효과를 거둘 수 있기 때문이다. 특히 두경부에 종양을 가진 환자에 적용되는 IMRT방법에 있어서 선형가속기가 치료계획에 따라 정확한 선량과 선량 분포를 출력하도록 하는 것은 매우 중요한 일이다.

이에 따라 선형가속기를 사용하기 전에 선형가속기가 제대로 작동하는지 특히 방사선량의 조절이 정상적으로 이루어져 정확한 치료선량의 방사선을 출력하는 지 등의 동작 정밀성을 미리 체크하여야 한다. 이를 정도관리(Quality Control)라고 한다.

상기 정도관리는 실제로 병원에서 세기조절 방사선치료를 받는 모든 환자에 대해 별도로 반드시 수행되어야 하는 과정으로, 이온챔버와 엑스레이필름과 열형광선량계(이하, TLD)를 이용한 절대선량 및 상대선량분포의 측정을 통해 이루어진다.

이러한 장비의 정도관리를 위해 다양한 종류의 정도관리용 팬텀이 사용되고 있다. 상기 팬텀은 방사선 방출부로부터 방사선을 조사(照射)받고 조사된 방사선량의 크기에 대응하는 전기적 신호를 발생하여 외부로 알려주는 기본 메카니즘을 갖는다.

그런데, 종래의 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀은, 그 자체의 구조가 복잡하여 선량해석이 매우 까다롭고 세팅이 번거로워 정도관리에 시간이 많이 소요된다. 정도관리가 번거롭고 시간이 오래 걸리면 아무래도 정도관리가 소홀해질 수 있고 실제 치료에 들어가 환자에게 과도한 방사선을 조사할 수 도 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 구조가 간단하고 세팅이 용이하여 정도관리에 시간이 오래 걸리지 않으며, 또한 다양한 종류의 인체 모사체를 쉽게 적용하거나 교체할 수 있어 실제 환자의 방사선 치료 대상부위를 최대한 유사하게 모사하고 특히 방사선의 절대선량과 상대선량분포를 한 번에 파악하므로, 그만큼 방사선 치료효과를 높일 수 있게 하는 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀은, 세기조절 방사선 치료(IMRT)용 선형가속기로부터 조사되는 방사선의 조사경로에 위치하며, 상기 선형가속기로부터 출력되는 방사선을 그 내부로 받아들여 조사된 방사선의 선량을 측정하기 위한 것으로서, 길이방향으로 연장된 원기둥의 형태를 취하며 상기 방사선 방출부의 연직 하부에 수평으로 위치하고 그 내부에는 수평으로 나란하게 연장된 다수의 수용구가 형성되어 있는 메인바디와, 상기 수용구 중 선택된 수용구에 삽입되는 것으로서 상기 선형가속기로부터 조사된 방사선에 반응하여 방사선의 에너지준위를 센싱하는 선량감지부와, 상기 메인바디와 동일한 직경을 가지며 메인바디의 길이방향 일단부에 고정되고 그 중심에 설치구멍이 형성되어 있는 고정바디와, 상기 고정바디의 설치구멍에 착탈 가능하게 끼워지며 선량의 측정을 위해 사용할 하나 이상의 엑스레이필름을 그 사이에 개재시켜 지지하는 다수의 필름지지블록을 구비하는 팬텀본체와; 상기 팬텀본체를 방사선 방출부의 연직 하부에 수평으로 지지하는 지지대를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선량감지부가 점유하고 있는 수용구 이외의 수용구 중 선택된 수용구에는, 인체내 관심부위의 조직밀도와 등가의 조직밀도를 갖는 모사체가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메인바디와 고정바디의 사이에는 메인바디에 대한 고정바디의 간격을 조절하기 위한 하나 이상의 간격조절디스크가 더 장착되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 팬텀본체는 아크릴로 제작되고 그 외측면에는 선형가속기의 방사선 방출부에 대한 팬텀본체의 위치를 정위치시키기 위하여 사용되는 인덱스라인이 마킹되며, 상기 모사체는, 상기 수용구의 내부에 착탈 가능하게 삽입되는 일정직경의 환봉형 부재로서, 아크릴, PVC, 아세탈, 테프론 중 어느 하나로 제작된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선량감지부는; 일정직경을 갖는 환봉형 부재로서 그 내부에 열형광선량계(Thermoluminescent, TLD)를 수용하는 TLD수용로드인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 선량감지부는; 일정직경을 갖는 환봉형 부재로서 그 내부에 이온챔버를 수용하는 이온챔버수용로드인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 메인바디와 고정바디를 서로에 대해 결합하기 위한 것으로서, 메인바디의 길이방향으로 연장되며 메인바디 및 고정바디를 통과하는 수나사봉과, 상기 메인바디와 고정바디의 외부로 연장된 수나사봉의 양단부에 나사 결합하며 메 인바디와 고정바디를 상호 근접하는 방향으로 가압하는 너트가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필름지지블록은; 상호 다른 크기를 갖는 다수의 육면체형 블록으로서 이웃하는 블록과의 사이에 엑스레이필름을 지지하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀은, 구조가 간단하고 세팅이 용이하여 정도관리에 시간이 오래 걸리지 않으며, 또한 다양한 종류의 인체 모사체를 쉽게 적용하거나 교체할 수 있어 실제 환자의 방사선 치료 대상부위를 최대한 유사하게 모사하고 특히 방사선의 절대선량과 상대선량분포를 한 번에 파악하므로 그만큼 방사선 치료효과를 높일 수 있게 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀의 사용 모습을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, IMRT용 선형가속기(11)의 방사선방출부(17) 연직 하부에 본 실시예의 팬텀(21)이 위치하고 있음을 알 수 있다. 상기 팬텀(21)은 치료테이블(19)의 상면에 올려진 상태로 선형가속기(11)로부터 방출되는 방사선을 그 내부로 통과시키며 받아들인 방사선의 선량을 감지한다.

감지된 방사선의 선량 정보는 추후 체크되어 선형가속기(11)의 정도관리용 데이터로 사용됨은 물론이다.

상기 IMRT용 선형가속기(11)는, 본체(13)와, 상기 본체(13)에 연결되며 본체(13)에 대해 축회전 가능한 회전갠트리(15)를 포함하여 구성된다. 상기 본체(13)내에는 고전압발생장치나 마이크로웨이브발생장치 등이 설치되어 있고, 회전갠트리(15)의 내부에는 전자를 가속시키는 가속관과 자기장발생장치와 다엽폴리메이터와, 방사선방출부(17) 등이 구비되어 있다. 또한 상기 치료테이블(19)은 방사선 치료를 요하는 환자가 드러눕는 수평의 베드로서 수평 및 수직 위치조절이 자유롭다.

상기 팬텀(21)은, 대략 원통의 형태를 취하는 팬텀본체(25)와, 상기 팬텀본체(25)를 수평으로 지지하는 지지대(23)로 구성된다.

도 2는 상기 도 1에 도시한 팬텀의 개략적인 외부 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 상기 도 2에 도시한 팬텀 중 팬텀본체를 다른 각도에서 바라본 모습을 일부 절제하여 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 정도관리를 위한 팬텀(21)은, 상기 치료테이블(19)에 놓여져 설치되는 지지대(23)와, 상기 지지대(23)에 안착되며 방사선방출부(17)로부터 조사되는 방사선을 통과시키는 팬텀본체(25)로 구성된다.

상기 지지대(23)는 전체가 아크릴로 제작되며, 일정두께의 플레이트 형태를 취하는 수평판(23c)과, 상기 수평판(23)의 상부에 구비되며 상기 팬텀본체(25)를 수평으로 지지하는 고정받침(23a) 및 이동받침(23b)으로 이루어진다.

상기 고정받침(23a) 및 이동받침(23b)은 상호 동일한 형태를 취하며 상기 팬텀본체(25)의 외주면에 밀착하는 지지곡면(도 4의 23d)을 갖는다. 상기 지지곡 면(23d)의 곡률과 팬텀본체(25) 외주면의 곡률은 상호 동일하여, 고정받침(23a) 및 이동받침(23b)에 안착된 팬텀본체(25)는 세팅된 상태를 안정적으로 유지한다.

또한 상기 고정받침(23a)은 수평판(23c)의 상면에 고정되어 이동하지 않는다. 이에 비해 이동받침(23b)은 수평판(23c)에 위치하되 화살표 e방향으로 그 위치를 조절할 수 있다. 이와같이 이동받침(23b)을 이동 가능하게 구성함으로써 팬텀본체(25)의 길이 변화에 대응할 수 있다. 즉 간격조절디스크(29)의 설치 매수를 가감하여 팬텀본체(25)의 전체적인 길이(수평방향으로의 길이)가 늘거나 줄 때, 이동받침(23b)의 위치를 적절히 조절하여 팬텀본체(25)를 수평 지지하는 것이다.

한편, 상기 팬텀본체(25)는 일정직경의 원기둥의 형태를 취하며 다수의 수용구(도 4의 27d,27e,27f,27m,27n)를 갖는 메인바디(27)와, 상기 메인바디(27)의 일단부에 구비되는 간격조절디스크(29)와, 상기 간격조절디스크(29)에 밀착하는 고정바디(31)로 구성된다. 상기 메인바디(27)와 간격조절디스크(29)와 고정바디(31)는 동일한 직경을 가지며 모두 아크릴로 제작된다. 또한 상기 간격조절디스크(29)는 경우에 따라 사용하지 않을 수 도 있다.

상기 고정바디(31)의 중앙부에는 사각 단면의 설치구멍(31a)이 형성되어 있다. 상기 설치구멍(31a)은 팬텀본체의 길이방향인 수평방향으로 일정 단면을 가지며 그 내부에 다수의 필름지지블록(43)을 수용한다. 상기 필름지지블록(43)은 아크릴로 제작된 사각 블록으로서, 도 9에 도시한 바와같이 엑스레이필름(도 9의 49)을 그 사이에 끼워 지지한다.

아울러 상기 메인바디(27)와 간격조절디스크(29)와 고정바디(31)는 두 개의 스크류봉(33)과 너트(35)에 의해 상호 밀착하여 하나의 덩어리를 이룬다. 상기 스크류봉(33)은 그 외주면에 수나사산이 형성되어 있는 막대로서 상기 메인바디(27)와 간격조절디스크(29)와 고정바디(31)를 관통하여 그 양단부가 외부로 연장되어 있다. 또한 상기 너트(35)는 스크류봉(33)의 양단부에 나사 결합함으로써 메인바디(27)와 고정바디(31)를 상호 근접하는 방향으로 가압한다.

또한 상기 메인바디(27)의 일단면(51) 테두리부에는 눈금(27z)이 새겨져 있다. 상기 눈금(27z)은 메인바디(27)의 중심축을 기준으로 등각을 이룬다. 상기 눈금(27z)은 필요시 팬텀본체(25)를 원하는 각도만큼 회전시켜 놓을 때 사용된다.

상기 팬텀본체(27)의 외부면에는 상호 직교하는 세 개의 인덱스라인(27a,27b,27c)이 그어져 있다. 상기 인덱스라인(27a,27b,27c)은 방사선방출부(17)의 연직 하부에 팬텀(21)을 정위치 시키기 위한 기준을 제공한다. 즉, 상기 치료테이블(19) 위에 팬텀(21)을 정위치 시킬 때, 외부로부터 팬텀(21)측으로 조사되는 레이저빔의 조사라인에 맞추어지는 기준 라인이다. 상기 팬텀(21)에 투영되는 레이저빔의 라인에 인덱스라인(27a,27b,27c)을 맞춤으로써, 팬텀(21)을 정위치 시킬 수 있는 것이다.

상기 세 개의 인덱스라인(27a,27b,27c)은, 메인바디(27) 일단면(51)의 12시방향 눈금과 6시방향 눈금을 연결하며 메인바디(27)의 외주면으로 연장된 인덱스라인(27a)과, 상기 눈금(27z)중 3시방향 눈금과 9시방향 눈금을 연결하며 메인바디(27)의 외주면으로 연장된 인덱스라인(27b)과, 상기 두 개의 인덱스라인(27a,27b)과 직교하며 메인바디(27)의 원주방향으로 연장되는 인덱스라인(27c)으 로 이루어진다. 상기 인덱스라인(27c)을 포함하는 가상의 평면은 도 9에 도시한 바와같이 TLD칩(45)이나 이온챔버(47)의 센싱부위를 통과한다.

도 4는 상기 도 1에 도시한 팬텀의 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 상기 팬텀본체(25)가, 다수의 수용구를 갖는 메인바디(27)와, 상기 메인바디(27)의 뒤쪽에 구비되는 간격조절디스크(29)와, 상기 간격조절디스크(29)에 접하는 고정바디(31)로 이루어짐을 알 수 있다. 상기 간격조절디스크(29)는 사용하지 않을 수 도 있다.

상기 메인바디(27)에 구비되어 있는 수용구(27d,27e,27f,27m,27n)는 일정직경 및 깊이를 갖는 홈으로서 상호 평행하며 일단면(51) 방향으로 개방되어 있다. 상기 각 수용구에는 환봉형태의 모사체(27)나 이온챔버수용로드(39)나 TLD수용로드(41)를 선택적으로 삽입한다.

가령, 메인바디(27)의 중심축에 마련되어 있는 수용구(27e)나 그 양측부 및 하부의 수용구(27m,27n,27f)에는 이온챔버수용로드(39)나 TLD수용로드(41)를 끼울 수 있고, 상부의 수용구(27d)에는 모사체(27)를 끼울 수 있다. 또한 상기한 수용구 중 임의의 수용구를 비워둘 수 도 있다.

상기 5개의 수용구 중 상측 수용구(27d)는 환자의 비강(鼻腔)을 모사하기 위한 것이다. 또한 하측 수용구(27f)는 척수나 척추를 모사하기 위한 공간이며, 양측의 수용구(27m,27n)는 이하선(耳下腺, parotid)을 모사하기 위한 것이다.

아울러 상기 간격조절디스크(29)는 메인바디(27)에 대한 고정바디(31)의 이격거리를 조절하기 위한 것이다. 상기 이격거리를 조절함으로써, 엑스레이필름(49) 에 조사되는 방사선량에 변화를 줄 수 있다.

상기 메인바디(27)와 간격조절디스크(29)와 고정바디(31)에는 스크류봉관통구멍(27p,29a,31b)이 두 개씩 마련되어 있다. 상기 스크류봉관통구멍(27p,29a,31b)은, 메인바디(27)와 간격조절스크류(29)와 고정바디(31)를 일직선으로 맞추었을 때 하나의 통로를 이루어 스크류봉(33)을 통과시킨다.

상기 스크류봉(33)은 스크류봉관통구멍(27p,29a,31b)을 통과해 그 양단부가 외부로 노출되며 너트(35)에 나사 결합한다. 상기한 바와같이 너트(35)는 스크류봉(33)에 결합함으로써 메인바디(27)와 고정바디(31)를 상호 근접하는 방향으로 가압한다.

상기 수용구(27d,27e,27f,27m,27n)에 선택적으로 끼워지는 모사체(37)와 이온챔버수용로드(39)와 TLD수용로드(41)에 대한 설명은 도 5 내지 도 8을 통해 후술한다.

도 5는 상기 도 4에 도시한 모사체를 별도로 도시한 사시도이다.

도 5에 도시한 모사체(37)는 상기 메인바디(27)에 마련되어 있는 여러개의 수용구(27d,27e,27f,27m,27n) 중 선택된 하나 이상의 수용구에 끼워지는 환봉형 솔리드 부재이다. 상기 모사체는 인체내의 여러 기관을 모사하는 역할을 하는 것이다.

상기 모사체(37)는 팬텀본체(27)와 마찬가지로 아크릴로 제작하거나, 아니면 PVC, 아세탈, 테프론 등으로 제작할 수 있다. 상기 아크릴이나 PVC 또는 아세탈이나 테프론은 각각 다른 물리적 특징을 가지며 방사선의 투과율이 각각 다르다. 따 라서 각 모사체가 모사하는 대상이 다르다.

가령 아크릴은 그 밀도가 인체내의 일반조직의 밀도와 비슷하므로 인체조직을 모사할 때 주로 사용하고, PVC는 두경부 내의 피부(human skin)를, 아세탈은 장기물질(organ-matter)을, 테프론은 뼈를를 모사하는 것이다.

상기 모사체(37)의 직경은 수용구의 내경과 같고 길이는 수용구의 깊이보다 길다. 따라서 모사체(37)를 수용구에 완전히 삽입하면 수용구가 모사체(37)로 채워지며, 모사체(37)는 도 2에 도시한 바와같이 일단면(51)으로부터 외부로 돌출된다.

상기 모사체(37)의 일단부 외주면에는 홈(37a)이 형성되어 있다. 상기 홈(37a)은 수용구로부터 모사체(37)를 뽑아낼 때 손으로 잡는 부분이다.

도 6은 상기 도 4에 도시한 TLD수용로드(41)의 분해 사시도이다.

상기 TLD수용로드(41)는 방사선에 반응하는 TLD칩(45)을 내부에 수용하여 메인바디(27)의 내부에 위치시키는 환봉형 부재이다.

도시한 바와같이, 상기 TLD수용로드(41)는 아크릴로 제작되며 그 단부에 절제부(41b)를 갖는다. 상기 절제부(41b)는 TLD수용로드(41)의 측부로 개방된 홈으로서 반원통형 로드편(41c)에 의해 채워진다. 상기 절제부(41b)에 로드편(41c)을 끼우면 TLD수용로드(41)는 상기 모사체(37)와 마찬가지로 (외주면이 매끄러운) 환봉의 형태를 취한다

아울러, 상기 절제부(41b)의 바닥면과 이에 대향하는 로드편(41c)의 저면에는 TLD홈(41e)이 마련되어 있다. 상기 TLD홈(41e)에는 하나 이상의 TLD칩(45)이 수용된다.

상기 TLD칩(45)은 방사선량을 측정하기 위하여 많이 사용되는 방사선 검출용 칩이다. 이는 방사선을 조사 받았을 때 방사선의 일부를 흡수하여 전자에너지가 기저상태로부터 여기(勵起)상태로 천이하게 되는 물리적 특성을 갖는 것으로서, 열형광 정도가 조사된 방사선의 선량과 비례관계를 유지하기 때문에, 열형광 정도를 측정하여 조사되었던 선량을 알아낼 수 있게 한다.

여하튼 상기 TLD칩(45)은 TLD홈(41e)에 끼워진 상태로 선택된 수용구 내부에 수납됨으로써 방사선방출부(17)로부터 조사된 방사선을 받아들인다. 방사선을 받아들인 TLD칩(45)은 추후 리더기로 옮겨져 그동안 받아들였던 방사선의 선량을 알게 한다.

도면부호 41a는 TLD수용로드(41)를 수용구로부터 뽑아낼 때 손으로 잡는 홈이다.

도 7 및 도 8은 상기 도 4에 도시한 이온챔버수용로드를 이온챔버와 함께 도시한 도면이다.

상기 이온챔버수용로드(39)는 일정 길이 및 외경을 갖는 아크릴봉으로서 내부에 이온챔버삽입구(39b)를 갖는다. 상기 이온챔버삽입구(39b)는 길이방향으로 연장된 홈으로서 그 내부에 이온챔버(47)를 수용한다. 상기 이온챔버(47)는 외부로부터 조사된 방사선량에 대응하는 전기신호를 발생하여 외부로 전달하고 작업자로 하여금 조사된 방사선량을 파악할 수 있게 한다. 상기 이온챔버삽입구(39b)의 형상은 사용할 이온챔버의 모양에 대응하여 다양하다. 상기 이온챔버수용로드(39)의 일단부 외주면에도 손으로 잡는 홈(39a)이 형성되어 있다.

도 9는 상기 도 1에 도시한 팬텀의 사용 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 치료테이블(19)에 지지대(23)가 배치되어 있고, 지지대(23)에 팬텀본체(23)가 올려져 있음을 알 수 있다. 상기 지지대(23)가 팬텀본체(23)를 방사선 방출부의 연직 하부에 수평으로 지지함은 상기한 바와 같다.

또한 상기 수용구 중 상부의 수용구(27d)는 비어 있고, 그 하부의 수용구에는 이온챔버수용로드(39)가 삽입되어 있다. 아울러 상기 이온챔버수용로드(39)의 하부에는 TLD수용로드(41)가 위치하고 있다. 상기 이온챔버수용로드(39)에 이온챔버(47)가 끼워져 있고, TLD수용로드(41)에 TLD칩(45)이 적용되어 있음은 물론이다.

특히 고정바디(31)에는 다수의 엑스레이필름(49)이 끼워져 있다. 상기 엑스레이필름(49)은 필름지지블록(43)의 사이에 개재된 상태로 수평 위치한다.

한편, 상기 방사선방출부(17)로터 조사된 방사선은 수용구(27d)를 통과한 후 이온챔버(47)와 TLD칩(45) 및 엑스레이필름(49)에 도달한다. 상기 이온챔버(47) 및 TLD칩(45)은 조사된 방사선의 절대선량을 알아내며, 엑스레이필름(49)은 조사된 방사선에 반응하여 2차원적 선량분포를 파악할 수 있게 한다.

아울러 도 9의 경우 이온챔버(47)에 도달한 방사선은 속이 빈 수용구(27d)를 통과한 방사선이다. 상기한 바와같이 속이 비어있는 수용구(27d)는 환자의 비강을 모사한 것이므로, 이온챔버(47)가 감지한 방사선의 에너지 준위는 실제 환자의 비강를 통과한 방사선의 에너지 준위에 해당한다.

결국 상기한 본 실시예의 팬텀본체(25)에 여러 종류의 모사체(37)나 이온챔 버수용로드(39)나 TLD수용로드(41)를 요구 상황에 맞게 배치하여 실제 환자의 두경부에 조사될 방사선의 에너지 준위를 파악할 수 있으며 이를 기초자료로 하여 해당 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 할 수 있는 것이다.

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.

도 2는 상기 도 1에 도시한 팬텀의 사시도이다.

도 3은 상기 도 2에 도시한 팬텀을 다른 각도에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.

도 4는 상기 도 1에 도시한 팬텀의 분해 사시도이다.

도 6은 상기 도 4에 도시한 TLD수용로드의 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11:선형가속기 13:본체 15:회전갠트리

17:방사선방출부 19:치료테이블 21:팬텀

23:지지대 23a:고정받침 23b:이동받침

23c:수평판 23d:지지곡면 25:팬텀본체

27:메인바디 27a,27b,27c:인덱스라인

27d,27e,27f,27m,27n:수용구 27p:스크류봉관통구멍 27z:눈금

29:간격조절디스크 29a:스크류봉관통구멍 31:고정바디

31a:설치구멍 31b:스크류봉관통구멍 33:스크류봉

35:너트 37:모사체 37a:홈

39:이온챔버수용로드 39a:홈 39b:이온챔버삽입구

41:TLD수용로드 41a:홈 41b:절제부

41c:로드편 41e:TLD홈 43:필름지지블록

45:TLD칩 47:이온챔버 49:엑스레이필름

51:일단면

Claims

세기조절 방사선 치료(IMRT)용 선형가속기로부터 조사되는 방사선의 조사경로에 위치하며, 상기 선형가속기로부터 출력되는 방사선을 그 내부로 받아들여 조사된 방사선의 선량을 측정하기 위한 것으로서,

길이방향으로 연장된 원기둥의 형태를 취하며 상기 방사선 방출부의 연직 하부에 수평으로 위치하고 그 내부에는 수평으로 나란하게 연장된 다수의 수용구가 형성되어 있는 메인바디와, 상기 수용구 중 선택된 수용구에 삽입되는 것으로서 상기 선형가속기로부터 조사된 방사선에 반응하여 방사선의 에너지준위를 센싱하는 선량감지부와, 상기 메인바디와 동일한 직경을 가지며 메인바디의 길이방향 일단부에 고정되고 그 중심에 설치구멍이 형성되어 있는 고정바디와, 상기 고정바디의 설치구멍에 착탈 가능하게 끼워지며 선량의 측정을 위해 사용할 하나 이상의 엑스레이필름을 그 사이에 개재시켜 지지하는 다수의 필름지지블록을 구비하는 팬텀본체와;

상기 팬텀본체를 방사선 방출부의 연직 하부에 수평으로 지지하는 지지대를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀.
제 1항에 있어서,

상기 선량감지부가 점유하고 있는 수용구 이외의 수용구 중 선택된 수용구에 는, 인체내 관심부위의 조직밀도와 등가의 조직밀도를 갖는 모사체가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 메인바디와 고정바디의 사이에는 메인바디에 대한 고정바디의 간격을 조절하기 위한 하나 이상의 간격조절디스크가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀.
제 2항에 있어서,

상기 팬텀본체는 아크릴로 제작되고 그 외측면에는 선형가속기의 방사선 방출부에 대한 팬텀본체의 위치를 정위치시키기 위하여 사용되는 인덱스라인이 마킹되며,

상기 모사체는, 상기 수용구의 내부에 착탈 가능하게 삽입되는 일정직경의 환봉형 부재로서, 아크릴, PVC, 아세탈, 테프론 중 어느 하나로 제작된 것을 특징으로 하는 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀.
제 1항에 있어서,

상기 선량감지부는;

일정직경을 갖는 환봉형 부재로서 그 내부에 열형광선량계(Thermoluminescent, TLD)를 수용하는 TLD수용로드인 것을 특징으로 하는 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀.
제 1항에 있어서,

상기 선량감지부는;

일정직경을 갖는 환봉형 부재로서 그 내부에 이온챔버를 수용하는 이온챔버수용로드인 것을 특징으로 하는 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀.
제 1항에 있어서,

상기 메인바디와 고정바디를 서로에 대해 결합하기 위한 것으로서, 메인바디의 길이방향으로 연장되며 메인바디 및 고정바디를 통과하는 수나사봉과, 상기 메인바디와 고정바디의 외부로 연장된 수나사봉의 양단부에 나사 결합하며 메인바디와 고정바디를 상호 근접하는 방향으로 가압하는 너트가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀.
제 1항에 있어서,

상기 필름지지블록은;

상호 다른 크기를 갖는 다수의 육면체형 블록으로서 이웃하는 블록과의 사이에 엑스레이필름을 지지하는 것을 특징으로 하는 IMRT용 선형가속기의 정도관리를 위한 팬텀.