KR101081839B1

KR101081839B1 - 모듈러 환자 서포트 시스템

Info

Publication number: KR101081839B1
Application number: KR1020067003034A
Authority: KR
Inventors: 닉 리그니; 단 앤더슨; 데이비드 레지나; 단 밀러; 마이클 모이어스; 치에 쳉; 마이크 바우만; 스티븐 맥칼라스터; 제리 슬레이터
Original assignee: 로마 린다 유니버시티 메디칼 센터
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2011-11-09
Also published as: US20100292847A1; EP2420288A1; US20120104276A1; RU2006103781A; RU2342172C2; RU2360716C2; US20150251019A1; EP3153212A1; US7696499B2; CN1960780B; US8981324B2; US8569720B2; US20140163300A1; JP4889490B2; US8750453B2; US20060002511A1; MXPA06001580A; US9623263B2; US7746978B2; CN1894577A

Abstract

암 환자(108) 신체 내부의 목적 지점에 조준되어 방사선을 정확하게 조사하는 방사선 치료 시스템(100)은 모듈러 환자 서포트 시스템과 환자 포지셔너(positioner)(114)를 포함한다. 모듈러 환자 서포트 시스템은 조절 가능하도록 신장된 환자용 파드(pod)와 적어도 하나의 고정장치, 예를 들어 경화되어 주조될 수 있는 폼(foam) 크레이들(cradle)(350)을 포함한다. 환자용 파드는 일반적으로 반 원통형의 서포트 쉘로서 세로 방향으로 근접 모서리(214)와 원접 모서리(216)로 신장되어 있고, 가로 방향으로 두 개의 측면 모서리(222, 224)를 포함한다. 일 실시예에서, 방사선 빔이 측면 모서리(222, 224)를 때 발생하는 모서리 효과(edge effects) 를 줄이기 위해 측면 모서리(222, 224)가 테이퍼된(tapered) 형태이다.

방사선 치료, 환자 서포트 시스템, 모서리 효과

Description

모듈러 환자 서포트 시스템 {MODULAR PATIENT SUPPORT SYSTEM}

[정부 지원]

이 발명은 미 국방부로부터 수여된 지원 DAMD17-99-1-9477 및 DAMD17-02-1-0205에 의해 정부 지원으로 만들어졌다. 정부는 이 발명에 대해 특정 권리를 가진다.

[관련 출원 명세서]

이 출원서는 2003년 8월 12일에 출원된, 제목 "정밀 환자 정렬 및 빔 테라피 시스템(PRECISION PATIENT ALIGNMENT AND BEAM THERAPY SYSTEM)"의, 미국 가출원 60/494,699호 및 2004년 6월 10일 출원된, 제목 "정밀 환자 정렬 및 빔 테라피 시스템(PRECISION PATIENT ALIGNMENT AND BEAM THERAPY SYSTEM)"의, 미국 가출원 60/579,095호에 대한 우선권을 가지며, 그 전체는 참고를 위해 본 출원서에 인용된다.

[기술분야]

본 발명은 방사선 빔 테라피 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환자 포지셔너(positioner)를 구비한 방사선 치료 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 방 사선 빔 테라피 시스템과 관련된 것으로서, 보다 상세하게는 모듈러 환자 서포트 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 방사선 빔 치료 시스템과 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사선 빔 경로에서 수 등량(water equivalency)의 급격한 변화와 관련되는 모서리 효과(edge effects)를 감소시키는 테이퍼(taper) 모서리를 구비한 환자용 파드에 관한 것이다.

방사선 테라피(radiation therapy) 시스템은 매우 다양한 질환의 환자를 치료하는 데 사용되고 있다. 방사선 치료는 일반적으로 암 조직과 같은 바라지 않는 조직을 죽이거나 그 성장을 억제하기 위해 사용된다. 소정량의 고에너지 전자기 방사선 및/또는 고에너지 입자가 바라지 않는 조직을 향하여 인가되는데, 바라지 않는 조직을 손상시키는 한편, 방사선이 바라지 않는 조직을 향해 지나는 경로에 있어 관통되는 바람직한(desired) 혹은 건강한 조직에 의도하지 않은 손상을 최소화하여야 한다.

양성자 테라피(proton therapy)는 다양한 질환에 특히 유효한 치료법으로 등장하였다. 양성자 치료에서는, 양 전하를 갖는 양성자 원자구성입자들이 가속되고 고밀도 빔으로 집속되어 환자의 지정된 타겟 부위로 인가된다. 양성자들은 환자 조직과의 충돌시 전자기 방사선(electromagnetic radiation) 또는 저 질량 전자 대전입자(low mass electron charged particles)에 비해 가로 확산이 적으며, 이로 인해 빔 축을 따라 더욱 정밀하게 조준 및 전달될 수 있다. 또한, 환자 조직과의 충 돌시, 양성자들은 가속된 질량의 운동 에너지의 큰 부분이 환자 내에 상대적으로 좁은 관통 깊이 범위 내에 작용하는 브래그 피크(Bragg peak) 특유의 특성을 나타낸다.

1989년 9월 29일에 로마 린다 대학 메디컬 센터(Loma Linda University Medical Center)에게 발급된, 제목 "멀티 스테이션 양성자 빔 테라피 시스템(MULTI-STATION PROTON BEAM THERAPY SYSTEM)"의, 미국 특허 4,870,287호는 방사선 빔 치료 시스템에 대하여 묘사 및 설명하고 있다. 이 시스템은 몇 개의 스테이션(station)을 포함하고 있으며, 각각의 스테이션은 치료용 빔을 몇 개의 다른 각도로부터 예정된 환자 내부의 목표부위에 조사하기 위한 방사선 빔 이동 및 전달 시스템을 지지하고 회전축을 중심으로 정지된 환자 주위로 회전시키는 갠트리(gantry)를 포함한다.

많은 방사선 치료 시스템과 프로토콜로, 독특한 치료 계획이 각각의 암환자를 위하여 개발된다. 예를 들어, 양성자 방사선 치료와 같은 치료 계획을 개발함에 있어서, 환자는 일반적으로 서포트 테이블(support table)이나 서포트 구조물(support structure)에 정치되고 환자 신체의 내부조직을 컴퓨터 단층 사진 (computed tomography)과 같은 이미지 기술로 스캐닝한다. 이미지 장치(imaging device)로부터 만들어진 이미지는 분석되어 방사선 빔을 조사하기 위한 목표물을 정의하는 암 부위의 위치를 정밀하게 찾게 된다. 많은 경우, 의사들은 다른 양(magnitudes), 지속성(durations)과 방향의 각도의 방사선 빔으로 다수의 환자에 대해 각각 다른 치료 세션(session)으로 치료 계획을 수립한다.

방사선 치료로 이익을 볼 수 있는 많은 수의 암환자와 세계에서 이용이 가능한 상대적으로 적은 수의 첨단 방사선(예를 들면, 양성자) 치료 시설 및 시스템을 고려할 때, 방사선 치료 공급자들이 기존 시설에서 더 높은 환자 처리량을 달성하는 것이 필요하다. 이에 따라, 자동화 또는 로봇화된 환자 포지셔닝 장비를 이용함으로써 방사선 치료 공급자에게 증가된 환자 처리량을 달성할 수 있게 하는 환자 서포트 및 포지셔닝 시스템(patient support and positioning systems)이 필요하다.

각각의 치료 세션에서 치료 계획 수립에 이용된 초기 이미지 또는 스케닝 세션과 정확히 동일한 위치에(즉, 원래의 위치에) 환자가 서포트 되는 것이 중요하다. 따라서, 방사선 치료 중에 환자를 원래의 위치에 튼튼히 고정하고 이어지는 방사선 치료 세션에서 환자를 동일한 원래 위치에 재배치하기 위한 화자 포지셔닝 및 리포지셔닝(repositioning) 서포트 시스템이 필요하다. 몇몇의 다른 각으로부터 환자의 내부 조직의 여러 부분을 조사하는 것과 관련된 일부 애플리케이션에서는, 환자 포져셔닝 및 리포지셔닝 서포트가 환자를 튼튼히 고정하는 것이 바람직하다.

환자의 방사선 치료 프로토콜은 많은 요인과 관련되는데, 이러한 요인으로는, 환자의 크기 및 신체적 특징; 조사되는 종양의 형태, 크기, 및 위치; 및 치료 프로토콜의 강도(aggressiveness)가 있다. 이에 따라, 상당한 수의 치료 프로토콜을 쉽게 수용할 수 있는 모듈러 환자 서포트 시스템이 필요하다.

일부 치료 프로토콜에서는 환자 파드의 적어도 하나의 측면 모서리를 가로지르는 각도(angle)로 방사선 빔을 인가하는 것이 필요하다. 따라서 파드 측면 모서 리를 관통하거나 이에 근접하는 방사선 빔의 강도 또는 세기(intensity)의 불연속성을 감소키는 파드 모서리 구성(configuration)이 필요하다.

하나의 실시예에 따르면, 암 환자 내부의 목표지점에 조사되기 위한 방사선의 처방된 조사량을 전달하고 환자의 처리량 레벨(through put levels)을 상승시키기 위한 방사선 치료 시스템이 제공된다. 이 치료 시스템은 환자 치료 스테이션, 갠트리(gantry), 방사선 빔 소스(source), 노즐, 모듈러 환자 서포트 시스템(modular patient support system), 환자 포지셔너, 및 제어 시스템을 포함한다.

하나의 실시예에 따르면, 방사선 빔 소스는 양성자 소스와 양성자를 빔으로 가속시키는 가속기(accelerator)를 포함한다.

여기에서 설명되는 하나의 실시예에 따르면, 방사선 치료를 하는 동안 암 환자를 효율적으로 튼튼히 고정하는 모듈러 환자 서포트 시스템이 제공된다. 이 서포트 시스템은 모듈러 환자 파드(pod)를 포함한다.

여기에서 설명되는 하나의 실시예에 따르면, 암 환자가 방사선 치료를 받을 때 캔틸레버 형태의 서포트를 제공하기 위한 모듈러 환자 파드가 제공된다. 이 파드는 세로로 신장된 서포트 쉘(longitudinally-extending support shell), 근접 확장 트랙(proximal extension track), 원접 확장 트랙(distal extension track), 및 포지셔너 파드 연결 부재(positioner-pod connector)를 포함한다.

하나의 실시예에서, 서포트 쉘은 탄소 섬유와 같은 트릿 스루(treat-through) 소재로 만들어 질 수 있다.

하나의 실시예에서, 원접 파드 부착물(distal pod attachment)은 원접 확장 트랙(distal extension track)에 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 근접 파드 부착물(proximal pod attachment)은 근접 확장 트랙(proximal extension track)에 결합될 수 있다.

여기서 설명되는 하나의 실시예에 따르면, 모서리 효과(edge effects)를 감소시키기 위하여 형성된 모듈러 환자 파드(modular patient pod)가 제공된다. 이 파드는 제1 측면 모서리와 제2 측면 모서리를 포함하는 서포트 쉘을 포함한다.

하나의 실시예에서, 제1 측면 모서리는 미소구(microsphere) 형태의 에폭시와 같은 제1 저밀도 소재로 만들어진 제1레일(rail)과 제1 테이퍼 모서리(tapered edge)를 포함한다. 다른 실시예에서는, 제2 측면 모서리는 제2 저밀도 소재로 만들어진 제2 레일(rail)과 제2 테이퍼 모서리를 포함한다.

도 1은 하나의 실시예로서 로봇식 환자 포지셔닝 시스템을 구비한 방사선 치료 시스템의 개략도.

도 2는 다른 실시예로서 로봇식 환자 포지셔닝 시스템을 구비한 방사선 치료 시스템의 개략도.

도 3은 일 실시예로서 로봇식 환자 포지셔너의 측면 사시도.

도 4A는 일 실시예에 따른 모듈러 환자 파드의 사시도.

도 4B는 도 4A의 환자 파드의 횡단면도.

도 4C는 도 4B의 파드 쉘 측면 모서리의 확대 단면도.

도 5는 일 실시예로서 모듈러 환자 서포트 시스템의 횡단면도.

도 6은 포지셔너 파드 연결 부재의 사시도.

도 7A는 일 실시예로서 짧은 평판형 부착물에 대한 사시도.

도 7B는 일 실시예로서 긴 평판형 부착물에 대한 사시도.

도 7C는 일 실시예로서 다리 또는 머리 확장부의 사시도.

도 7D는 일 실시예로서 고정 장치에 수용되는 평판형 확장부의 사시도.

도 7E는 일 실시예로서 짧은 머리 받침대 확장부의 사시도.

도 7G는 일 실시예로서 엎드림 머리 받침대의 사시도.

도 8은 일 실시예로서 목표된 체적에 대응하는 모듈러 환자 서포트 시스템의 개략적인 부분 단면도.

A. 로봇식 환자 포지셔너를 구비한 방사선 치료 시스템

여기서 설명되는 일 실시예에 따르면, 환자 포지셔너를 구비한 방사선 치료 시스템이 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여한다. 도 1은 방사선 테라피 시스템(radiation therapy system, 100) 의 일 실시예를 도시한다. 방사선 테라피 시스템(100)은 악성 혹은 기타 질환의 치료를 위한 테라피용 방사선 조사량을 환자에 대해 하나 이상의 각도나 향(orientation)에서 환자(108) 내부의 목표 영역에 전달하도록 고안되었다.

일 실시예에서, 방사선 치료 시스템(100)은 환자 내부의 목표지점에 양성자 빔의 테라피용 조사량을 전달(deliver)하도록 고안되었다. 시스템(100)의 보다 상세한 구조와 작동은, 그 전체가 참조를 위해 인용되는 제목 "멀티 스테이션 양성자 빔 테라피 시스템(MULTI-STATION PROTON BEAM THERAPY SYSTEM)"의, 미국 특허 4,870,287호에 기재되어 있다. 다른 실시예에서 시스템(100)은 X-선(x-ray)과 감마선(gamma ray), 하드론(hadron), 및 중성자(neutron)와 같은 방사선의 임상적으로 적합한 형태를 조사하도록 고안되었다.

방사선 치료 시스템(100)은 전형적으로 환자 치료 스테이션과, 방사선 치료 시스템(100)의 다른 구성 요소의 서포트나 부착물을 위한 일반적으로 반구형 또는 절두원추형(frustoconical)인 형태의 서포트 프레임을 구비한 갠트리(102)를 포함한다. 보다 상세한 구조와 작동은, 모두 제목이 "롤러로 지지되는, 모듈러, 아이소센트릭 겐트리 및 조립 방법(ROLLER-SUPPORTED, MODULAR, ISOCENTRIC GENTRY AND METHOD OF ASSEMBLY)"인 미국 특허 4,917,344호 및 미국 특허 5,039, 057호에 기재되어 있으며, 이들은 그 전체가 참조를 위하여 여기에 포함된다.

도 1을 계속 참조하면, 하나의 실시예로서, 시스템(100)은 또한 갠트리(gantry, 102)에 부착되어 지지되는 노즐(110)을 포함하는데, 노즐(110)은 갠트리 아이소센터(gantry isocenter)(120)에 대하여 비교적 정밀하게 회전할 수 있다. 시 스템(100)은 또한 노즐(110)의 원접 끝단(distal end)에 위치한 개구부(aperture)(110)를 통과하고 이에 의해 모양이 형성되는 가속된 양성자 빔 등의 테라피용 빔을 전달하는 방사선 소스(source)를 포함한다. 빔 경로는 146번으로 표시되어 있다. 개구부는 테라피용 방사선 테라피에 따른 환자의 특별한 처방에 따라 형성되는 것이 바람직하다.

도 1을 계속 참조하면, 시스템(100)은 본 실시예에서는 펼쳐진 위치와 수축된 위치에서 갠트리(102)에 접어(retractable) 넣을 수 있는 하나 이상의 이미저(imager, 112)를 포함한다. 일 실시예에서, 이미저(112)는 환자의 몸을 관통하는 X-선 방사선의 이미지 정보를 현상할 수 있는 고체 상태의 비결정 실리콘 X-선 이미저를 포함한다. 시스템(100)은 또한 이미저(112)를 경유하여 개재된 물질의 방사선 사진(radiographic)을 생성하기 위하여 환자의 조직을 관통하는 선택적으로 적절한 X-선을 조사하는 X-선 소스(130)을 포함한다. 접철(retractable)이 가능한 형태의 이미저(112)는 방사선 소스(106)의 빔 경로로부터 이미저(112)가 필요하지 않을 때 이미저 스크린을 철수할 수 있는 이점을 제공하는데, 이미저(112)를 철수 가능하게 하는 것은, 이미저(112)가 필요하지 않은 경우 방사선 소스(106)의 전달축(142)으로부터 이미저 스크린을 회수하여 갠트리(102) 봉입체(enclosure) 내에 추가의 여유공간(clearance)을 제공하는 것과, 또한 방사선 소스(106)의 유해할 수 있는 조사의 경로 외로 이미저(112)를 배치하여 이미저(112)에 차폐물(shielding)을 제공할 필요를 감소시키는 장점을 지닌다. 본 실시예에서, 이미저와 방사선 소스(130)는 두 방향에서 환자의 방사선 사진 이미지를 제공하기 위하여 직각으로 배 열된다.

이 시스템(100)은 또한 환자 포지셔너(114) 및 환자 포지셔너(114) 끝단의 작업 단부(working end)(116)의 포져서너 파드 연결 부재(234)에 결합되는 환자 파드(200)를 포함한다. 이 환자 포지셔너(114)는 적절한 이동 명령의 수신시 복수의 병진축 및 회전축에 대해 환자 파드(200)를 배치하도록 구성되어 있으며, 바람직하게는 세 개의 병진축(즉, 세로, 수직, 및 가로)과 세 개의 회전축 (즉, 피치(pitch), 롤(roll), 및 요(yaw))에 환자 파드(200)를 배치할 수 있어 환자 파드(200) 배치를 온전한 6 자유도 운동으로 제공할 수 있다.

자동, 반자동(예를 들면, 핸드 펜던트(hand pendent)를 구비하여), 포지셔너 제어부에 직접적인 인터페이스를 갖는 수동, 및 완전 수동(예를 들면, 브레이크를 풀고 핸드 크랭크(hand crank)로 각각의 장치 축(device axis)을 움직이는) 제어를 포함하지만 이에 한정되지 않는 수많은 방법에 의해 환자가 배치될 수 있음을 이해할 것이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 일 실시예에서 환자 포지셔너(114)는, 예를 들면 KUKA KR500-L420 로봇과 같은 로봇식 암(150)을 포함할 수 있다. 일 실시예로 KUEA KR500-L420 로봇은 회전 플렛폼(132) 아래에 위치해 있는 페데스탈(pedestal) 상면에 안전하게 올려져 있고, 플렛폼(132)에 있는 컷 아웃(cut-out)(134)을 통하여 연장되어 있다. 이 플렛폼(132)은 일반적으로 치료 영역의 바닥과 면하여 있다. 로봇식 암(150)은 전형적으로 6 자유도로 이돌할 수 있고 갠트리(102) 내에서 모든 가능한 치료 위치를 달성할 수 있는 리치(reach)를 갖는다. 로봇식 암(150)은 베이스 (118)와 원접의 작동 단부(116)사이에 신장된다.

로봇식 암(150)의 측면 끝단(116)에 있는 스위블 조인트(swivel joint)(152)는 그 원접 끝단에 연결된 어떠한 장치도 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시킬 수 있다. 스위블 조인트(152)는 일반적으로 포지셔너 파드 연결 부재(234)와 접합해 있으며, 환자 파드(200)와 연결되어 있다. 로봇식 암 세그먼트(Robotic arm segment)(162) 및 원접하게 위치한 암 부재(arm component)는 스위블 조인트(154) 주위로 회전이 가능하다. 로봇식 암 세그먼트(164) 및 원접하게 위치한 암 부재는 스위블 조인트(156) 주위로 회전이 가능하다. 로봇식 암 세그먼트(166) 및 원접하게 위치한 암 부재는 스위블 조인트(158) 주위로 회전이 가능하다. 회전 암 세그먼트(168) 및 원접하게 위치한 암 부재는 스위블 조인트(159) 주위로 회전이 가능하다. 로봇식 암 세그먼트(170) 및 원접하게 위치한 암 부재는 스위블 조인트(160) 주위로 회전이 가능하다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에서, 방사선 테라피 시스템(100)은 접혀진 위치에 또는 접혀진 구성으로 있는 이미저(112)를 포함하며, 이는 시야에서 가려져 있다. 환자 포지셔너(114)는 회전 플렛폼(132) 아래에 위치된 페데스탈에 올려져 있다. 플렛폼(132)은 일반적으로 치료 영역 바닥(130)에 면해 있고 일반적으로 포지셔너(114)의 베이스(118)에 있는 포지션(114)의 회전 움직임을 따른다. 포지셔너(114)의 로봇식 암(150)은 플렛폼(132)에 있는 컷 아웃(cut-out 134)을 통하여 연장되어 있다. 일 실시예로서, 도 2와 도 3에서 보여주는 바와 같이, 플렛폼(132)는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하고 스위블 조인트(160) 주위의 회전 움직임을 따른다.

도 2와 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 방사선 치료 시스템(100)은 환자 포지셔너(114)와 접합된 모듈러 환자 서포트 시스템(199)을 포함한다. 보다 상세하게는 로봇식 암(150)의 원접 끝단(116)은 환자 파드(200)와 접합되어 있으며, 세부사항은 이하 설명된다.

시스템(100)은 로마 린다 대학의 메디컬 센터 200의 MeV 싱크로트론 시설(Loma Linda University Medical Center 200 MeV synchrotron facility)에 사용된 시스템에 따라 정해지는 컨트롤 시스템에 의해 통제되고 작업자 제어된다. 이 콘트롤 시스템은 갠트리(102)의 회전 위치뿐만 아니라 환자 포지셔너(114)의 병진 및 회전 위치를 제어할 수 있는 작업자 제어 가능 시스템을 포함한다. 이 컨트롤 시스템은 전체 시스템(100)에 타이밍 펄스(timing pulse)를 제공한다.

일 실시예에 따르면 컨트롤 시스템은 LAN(Local Area Network) 표준을 사용하여 서로 네트워크되고 워크스테이션 컴퓨터에 연결된 복수의 분포된 마이크로프로세서 기반 시스템을 포함한다. LAN은 이더넷(Ethernet) 기반의 프로토콜이다. 워크스테이션은 테라피 시스템의 치료 스테이션으로부터 빔 요청과 또한 프로그램된 빔 에너지 제어에 대한 중앙 코디네이션(coordination)을 수행한다.

방사선 테라피 시스템의 구조와 작동의 상세한 설명은 공동 출원되는 "방사선 테라피 환경에서 기구의 이동을 위한 경로 계획 및 충돌 방지(PATH PLANNING AND COLLISION AVOIDANCE FOR MOVEMENT OF INSTRUMENTS IN A RADIATION THERAPY ENVIRONMENT)" (일련번호 미상, 대리인 명부번호 LOMARRL. 134A) 및 "방사선 테라 피 시스템에서 외부 측정 및 물체 코디네이션을 갖는 환자 정렬 시스템(PATIENT ALIGNMENT SYSTEM WITH EXTERNAL MEASUREMENT AND OBJECT COORDINATION FOR RADIATION THERAPY SYSTEM)"(일련번호 미상, 대리인 명부번호 LOMARRL. 135A)에 기재되어 있으며, 이들은 그 전체가 참조를 위하여 여기에 포함된다.

B. 모듈러 환자 서포트 시스템

여기서 설명되는 일 실시예에 따르면, 일반적으로 모듈러 환자 파드와 고정 장치를 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템이 제공된다.

도 4A와 도 4B는 방사선 치료를 위한 모듈러 환자 파드(200)의 일 실시예를 도시하고 있다. 파드(200)는 세로로 확장된 쉘 구조(212)를 포함한다. 본 실시예에서, 포지셔너 파드 연결 부재(234)는 쉘 구조(212)의 중간부로부터 오프셋(offset)되어 위치하고, 이에 따라 결과적으로 환자 포지셔너(114)의 작동 단부(116)에 대하여 캔틸레버된(cantilevered) 파드(200)가 된다. 포지셔너(114)에 대해 캔틸레버된 파드(200)는 방사선 치료 시스템(100) 내부의 환자를 위치시키기 위한 보다 많은 방법을 가능하게 한다는 장점을 지닌다. 캔틸레버형 파드(200)는 파드(200) 및/또는 포지셔너(114)가 시스템(100)에 잘 배치되어 있기 때문에 시스템(100)의 구성 요소들과의 충돌 가능성을 줄인다. 캔틸레버형 파드(200)는 파드(200)에 들어가는 환자의 진입 및 배치를 용이하게 한다. 다른 실시예에서(도시 되지 않음), 연결 부재(234)는 쉘 구조(shell structure, 212)의 중심부 혹은 그 근처에서 파드(200)의 세로 축을 따라 위치해 있다.

파드(200)와 그것의 어떠한 구성요소와 그것에 부착되는 어떠한 확장부 또는 부착물은 포지셔너 파드 연결 부재(234)를 거쳐 환자 포지셔너(114)에 접합하는 파드(200)의 섹션(section)을 참조하여 설명될 수 있다. 파드(200)의 가상의 세로축을 따라 있는 어떠한 구성요소, 확장부, 그리고 가까이에 부착물 연결 부재(234)는 여기에서 근접(proximal,) 으로 설명되고, 반면에 파드의 끝단의 반대편을 향하여 위치한 어떤 구성 요소, 확장부와 파드는 여기에서 원접의 반대 끝단을 향하여 위치한 부착물은 원접(distal)으로 설명된다.

세로로 신장된 쉘 구조(212)는 쉘 근접 모서리(214)와 쉘 원접 모서리(216)사이에 연장되어 있다. 쉘(212)은 가로로 오목한 상부 표면(218)과 가로로 오목한 하부 표면(220)을 가지고 있다. 쉘(212)는 상부로 연장된 제1 측면 모서리(222)와 상부로 연장된 제2 측면 모서리(224)사이에 가로로 연장되어 있다.

도 4A와 도 4B를 참조하면, 일 실시예서는 서포트 쉘(212)은 반 원통형 구조로서 방사선 치료 중 환자를 위한 캔틸레버형 서포트 역할을 한다. 여기서, 쉘(212)의 반 원통형 구조는 물리적 지지와 이하 후술되는 바와 같이 폼 삽입물(foam inserts) 또는 진공 백(vacuum bags)과 같은 고정 장치가 사용될 때 지속적인 인덱싱(consistent indexing)의 제공을 용이하게 한다. 파드(200)의 곡선의 형태는 또한 빔 형성 장치를 환자 근처에 위치하도록 한다.

환자는 환자 파드(200) 내에 다수의 위치로 배치될 수 있다. 한 가지 방법으로, 쉘 근접 모서리(214) 근처에 다리와 쉘 원접 모서리(216)의 머리로 하여 반듯하게 누워서 파드(200)에 위치된 경우, 측면 모서리(224)는 환자의 좌측에 위치하 고 환자의 우측은 측면 모서리(222)에 있게 된다. 다른 방법으로, 환자가 그의 머리는 쉘 원접 모서리(216)에 그의 다리는 쉘 근접 모서리(214)에 위치하는 채 엎드린(prone) 위치를 취한 경우, 측면 모서리(224)는 환자의 우측 위에 있고 측면 모서리(222)는 환자의 좌측에 있게 된다. 또 다른 방법으로, 환자는 그의 발은 쉘 원접 모서리(216)에 위치하고 그의 머리는 쉘 근접 모서리(214)에 위치한 채 반듯하게 누워 파드(200)에 위치한 경우, 측면 모서리(224)는 환자의 우측 상면에 위치하고 측면 모서리(222)는 환자의 좌측에 위치한다.

도 4A와 도 4B를 참조하면, 파드(200)의 일 실시예는 각각 쉘 모서리(214, 216)에 위치하는 부착물 또는 확장 트랙(226, 228)을 포함한다. 확장 트랙(226,228)은, 예를 들어 복수의 선형으로 배열된 개구부(230, 232)와 같이, 쉘(212)의 상부 및 하부 표면(218, 220) 사이의 통신을 용이하게 하는 기존의 일반적인 부착 메커니즘을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는 개구부(230, 232)를 관통하여 삽입(slotted) 또는 스크류(screwed)된 제거 가능한 핀 또는 볼트에 의해 하나 이상의 모듈러 확장부가 부착물 트랙(226, 228)에 조정 가능하게 결합되어 있다.

환자의 머리 부위 근처에서 치료와 관련된 하나의 사용 방법에서, 환자는 트랙(228)에 부착된 머리 받침대 확장부(310) 상부에 있는 쉘 모서리(216) 너머에 머리가 위치하도록 배치된다. 환자의 폐 부위의 치료와 관련된 다른 사용 방법에서, 환자는 방사선 빔이 쉘(212)을 관통하여 폐 부위로 지나도록 그의 어깨가 트랙(228)에 나란하게 머리가 안쪽으로(head-first)(즉, 머리가 쉘 모서리(216)와 근접하도록) 배치된다. 환자의 폐 부위의 치료와 관련된 또 다른 방법에서, 치료가 쉘 (212)의 외부에서 일어나도록 환자의 어깨가 트랙(228) 너머에 위치하여 쉘 밖에서 치료가 이루어지도록 머리가 안쪽으로 배치된다.

본 명세서에서, 음의 피치(negative pitch)는 일반적으로 파드(200) 원접 단부의 강하 또는 딥핑(dipping)을 의미하고, 양의 피치(positive pitch)는 일반적으로 파드(200) 원접 단부의 상승을 의미한다. 음의 롤(roll)은 일반적으로 파드(200)의 반시계방향 회전을 의미하며, 양의 롤(roll)은 파드(200)의 시계방향 회전을 의미한다. 음의 요(yaw)는 축-6(Axis-6)에 대한 파드(200)의 좌측 회전을 의미하며, 양의 요(yaw)는 축-6에 대한 파드(200)의 우측 회전을 의미한다.

쉘(212)은 예를 들어 바로 눕거나 엎드린 상태의 어떤 위치 위에 있는 환자의 대부분 또는 모든 몸을 수용할 수 있도록 충분히 길고 넓은 것이 바람직하다. 부착물 없이 축-6에서 원접 모서리(216)까지의 구조적인 쉘(212) 길이는 전형적으로 약75cm에서 약175cm 범위이고, 종종 약 80cm에서 125cm이며, 소아와 같은 특별한 크기 및/또는 대형 크기에 예정된 환자에 따라 길이가 변활 수 있다. 일 실시예로 축-6에서 원접 모서리(216)에 이르는 쉘(212)의 길이는 90cm이다. 여기에 사용되는 바와 같이, 축-6은 포지셔너(114)의 최종 요{yaw, 예를 들어 리스트(wrist)}에 있는 부착물을 관통하여 수직으로 연장된 포지셔너(114, 예를 들어 일 실시예로 도 2와 도 3에서, 리스트(wrist)는 로봇식 암(150)의 원접 끝단(116)에 있는 스위블 조인트(152)를 포함한다.)의 축과 관련된다. 이에 의해 환자 파드(200)는 야 (yaw) 회전이 가능하게 된다.

쉘 근접 모서리(214)와 쉘 원접 모서리(216)에 해당하는 전체적인 쉘(212)세 로 길이는 약 90cm에서 약 235cm, 종종 약 95cm에서 약 175cm인 것이 전형적이다. 일 실시예에서, 쉘(212)의 전체적인 세로 길이는 약 106cm이다. 쉘(212)의 외곽 직경은 소아나 큰 신체의 환자와 같은 특별한 크기의 환자에 맞추어 약 35cm에서 약 65cm 범위, 종종 약 35cm에서 약 55cm 가 전형적이다. 일실시예에서는 쉘(212)의 외부 직경이 약 46cm이다.

일 실시예에서, 쉘(212)은 쉘(212)을 관통하여 방사선 빔 치료를 촉진하기 위하여 탄소 섬유와 같은 비금속 성분 구조체이다. CT(computed tomography imaging), PET(positron emission tomography), MRI(magnetic resonance imaging), 콘 빔 이미지(cone beam imaging)와 같은 기술의 많은 수의 이미지 시뮬레이터(imaging simulators)는 쉘(212)에 트릿 스루(treat-through) 소재를 설명하는 데 사용될 수 있다. 여기서, "트릿 스루(treat-through)"는 방사선 빔이 표면을 관통하여 조사되는 것이 가능한 물질이나 표면의 물리적 성질을 일반적으로 나타낸다.그리고 이것은 방서선 소스로부터 처방된 방사선 조사량을 전달할 수 있게 하며, 하나의 표면을 관통하여 환자의 내부 목표지점이 있는 다른 표면으로 전달 할 수 있게 한다. 트릿 스루(treat-through) 성질은 물의 분자 수 등량(molecular equivalence of water)이라는 용어에 의해서 측정 또는 측량된다. 여기서 사용되는 비 트릿 스루(non- treat through)는 트릿 스루 표면 또는 영역과 연관된 비 금속 물질로 만들진 쉘(212)의 표면 영역을 관통하여 조사되는 방사선 빔이 관통되지 않는 물리적 성질을 가진 물질이나 표면을 일반적으로 의미한다.

여기서 사용되는 수 등량(water equivalency)은 물과 비교하여 양성자 빔을 흡수하는 물질의 효과를 일반적으로 의미한다. 여기서 묘사되는 표면, 영역, 스릿 스루 섹션(treat-through section)에 관해서는 수등량은 관통 표면에 수직을 이루는 방사선 빔으로 측정된다.

일 실시예에서, 도 4C에 도시된 쉘(212)은 구조적 외판(skin, 242)에 쌓인 코어 소재(240)를 포함한다. 코어 소재(240)는 구조적 폼(structural foam)과 같은 적절한 저밀도 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 구조적 외판(242)은 탄소 섬유나, 스펙트라 섬유(spectra fiber)와 같은 단단하고, 경량의 절절한 소재로 구성될 수 있다.

2004년 5월 25일에 출원된 미국의 가출원 번호 60/583,063, 제목 "METHOD AND DEVICE FOR REGISTRATION AND IMMOBILIZATION'은 참고 문헌으로서 여기에 전체적으로 부합하는 명세서이며, 축조될 수 있는 쉘(212)의 몇몇 적절한 소재를 명시하고 있다.

일 실시예로서, 쉘(212)은 폴리 비닐 클로 라이드(PVC)와 같은 소재로 만들어 질수 있다. 다른 실시예로서, 쉘(212)는 유리 섬유로 만들어질 수 있다. 또 다른 실시예로서, 쉘(212)은 저밀도 폼(foam)과 같은 것으로 구성될 수 있다.

일 실시예로서, 쉘(212)은 에폭시 레진과 저밀도 스티로폼 코어 내부에 폴리 에틸렌 섬유 가 내장된 형태로 구성된 합성 외판으로 축조될 수 있다. 쉘(212)로 제조될 수 있는 몇몇 소재의 목록은 아래의 테이블 1에 기재되어 있다.

#	메트릭스(Matrix)	섬유 형태(Fiber Type)	섬유 구조(Fiber Structure)
1	high impact polystyrene(HIPS)	none	n.a.
2	polymethylmethacrylate(PMMA)	none	n.a.
3	polycarbonate(PC)	none	n.a.
4	polyvinylchloride(PVC)	none	n.a.
5	polyethylene (PE)	none	n.a.
6	epoxy resin	none	n.a.
7	epoxy resin	fiberglass	random
8	epoxy resin	fiberglass	woven
9	epoxy resin	aramid	woven
10	epoxy resin	UHMW PE	unidirectional tape
11	epoxy resin	carbon	twill woven
12	epoxy resin	carbon	unidirectional tape
13	epoxy resin	ultrahigh modulus carbon	unidirectional tape

하나의 실시예에서 탄소 섬유 합성체는 약 0.25mm 두께의 층으로 각각 이루어진 우븐 플라이(woven ply)로 이루어져 있다. 일 실시예에 따르면, 합성층은 약 50 중량%의 섬유와 50중량%의 레진으로 이루어져 있다. 일 실시예에서는에 따르면, 섬유는 레진 함량이 최소가 될 때 섬유의 함량은 최대가 된다. 일 실시예에 따르면, 파드(200)의 쉘(212)은 버지나아주 콜로니얼 하이츠(Colonial Heights, Virginia)에 있는 하니웰 퍼포먼스 섬유(Honeywell Performance Fibers)의 스펙트라(Spectra)로 만들 수 있다.

일 실시예에 따르면, 적어도 확장 트랙(226, 228)중 하나는 알루미늄같은 금속으로 만들어 질 수 있다. 그러나 메탈을 사용하면 비 트릿 스루(non-treat through) 영역이 발생한다. 이와 같이 메탈의 사용은 비 트릿 트루 표면을 최소화하기 위하여 사용이 제한된다. 다른 실시예에 따르면, 적어도 트랙(226, 228)중 하나는 탄소 합성체와 같은 적절한 비금속으로 만들어 지는 것이 바람직하다.

확장 트랙(226, 228)은 파드(200)의 쉘 모서리(214, 216)에 유리하게 위치하며, 이에 따라 파드(200)의 서포트 쉘(212)을 통과하는 방사선 치료를 용이하게 한다. 쉘 모서리(214, 216)의 확장 트랙(226, 228)의 위치는 또한 아래에서 설명될 바와 같이 파드(200)에 하나 이상의 파드 확장부를 부착하기 용이하게 한다.

일 실시예에 따르면, 확장 트랙(226, 228)은 어떤 치료 위치를 위하여 둥글게 되어 있고, 환자는 트랙(226, 228)에 접촉으로 인한 고통이나 불편함은 경함하지 않게 된다. 확장 트랙(226, 228)은 쉘(212)의 내부 표면(218)과 근접하여 프러쉬(flush)하는 인터페이스 확장부(interface extension)를 포함한다. 일 실시예에서, 내부 표면(218)과 트랙 인터 페이스 확장부의 최고 스텝(step) 또는 수직 거리는 약 1cm이다.

확장 트랙(226, 228)은 파드(200)와 연결된 하나 이상의 파드 확장부를 포함하며, 모든 디자인에 모듈(modularity)을 제공한다. 예를 들어 트랙(228)은 2-pi 머리와 목 치료를 가능하게 하는 다양한 머리 확장부를 수용할 수 있다. 파드 구성 요소의 모듈 방식과 선택적 파드 확장부는 헤드 퍼스트(head-first)와 핏 퍼스트(feet-first) 치료 위치와 같은 파드(220) 내부의 다양한 환자 위치를 수용할 수 있다. 파드(200)는 환자가 등쪽, 옆쪽, 배쪽 또는 다양한 형태의 치료 위치에 적합하도록 되어 있다. 환자의 신체적 특징과 의사 및/또는 방사선 물리학자의 결정에 의한 방사선 치료 프로토콜과 같은 다양한 요인에 의해 파드(200) 내부의 환자는 실질적으로 위치할 수 있다고 설명(noted)될 수 있다.

도 4A와 도 4B, 도 6을 참조하면, 일 실시예로서, 포지셔너 파드 커넥터 (positioner-pod connector, 234)는 포지셔너(114)에 컨벤션(convection)이 가능한 단단한 베이스 요소이다. 연결 부재(234)는 환자 포지셔너(114)에 파드(200)을 부착하고 결합하기 위한 포지셔너 인터페이스 클렘핑 플레이트(positioner interface clamping plate, 236)를 포함한다. 클렘핑 플레이트(236)는 볼트나 다른 적절한 조임 장치를 수용할 수 있는 원형형태의 복수의 피메일 엔드(female end, 238)를 포함한다. 이러한 클렘프 플레이트(236)의 특별한 실시예는 KUKA KR500-L420 로봇식 포지셔너에 사용가능한 볼트형을 수용할 수 있도록 적합하게 되어 있다.

하나의 실시예로서, 클렘프 플레이트(clamping plate)와 같은 연결 부재(236)는 높이 H가 약 1.75인치로 쉘(212)에 돌출되어 있고, 세로 L은 쉘(212)를 따라 로봇 커넥션(robot connection) 를 쪽으로 약 12인치 연장되어 있으며, 넓이 W는 약 11인치이다. 다른 실시예(도시되지 않음)는, 연결 부재는 쉘(212)에 포함되어 있으며, 쉘(212)의 내부 표면의 윤곽으로 플러쉬(flush)된다.

파드(200)와 어떤 기계 장치는 요(yaw)치료 각도 동안에 포지셔너(114)와의 충돌을 피하기 위하여 위치되어 지도록 설치된다고 메모될 수 있다. 쉘(212)의 내부 표면(218)과 연결 부재(234)의 거리는 전형적으로 약 5mm에서 35mm이며 종종 약 12mm에서 약 25mm이다. 일 실시예로서, 쉘(212)의 내부 표면(218)과 연결 부재(234)는 약 19mm이다.

환자 파드(200)은 하나 이상의 부착물, 확장부, 어뎁터 플레이트(adapter plate) 또는 이것들의 조합을 포함할 수 있다. 도 4A에서 보여주는 실시예에서 파드(200)는 캔틸레버(cantilever) 형의 머리 받침대 확장부(head rest extension, 310)과 로봇 끝단(robot end), 다리 부분 확장부(320)를 포함한다. 도 2에 도시된 다른 실시예에서는 파드(200)은 반듯이 누운(supine) 머리 확장부(258)과 로봇 끝단 확장부(320)를 포함한다.

도 7A에서 7G를 참조하면, 하나 이상의 파드 부착물이 파드 확장 트랙(226, 228)의 일측 또는 양측에 제거가 가능한 형태로 부착되어 있다. 일 실시예에서는, 파드(200)의 확장 트랙(226, 228)으로부터 파드 부착물을 부착하거나 제거하는 데 어떠한 도구도 필요하지 않는다. 파드 부착물은 트릿 스루(treat-through) 소재와 표면으로 구성되는 것이 바람직하다.

파드 부착물이 다양한 수 등량의 두께를 가지는 트릿 스루 표면인 반면에, 트릿 스루 표면은 관통 거리가 약 0.5mm의 수등량/mm(equivalent thickness/ mm)의 변화도 보다 더 큰 수등량 두께는 선택하지 않는다. 그 변화도의 제한은 모서리 효과(edge effects), 두께 변화와, 물질 전이 뿐만 아니라 보이드(void)와 재질 표면 결함과 같은 일반적 제조 톨러런스(tolerance)에 의해서 결정된다. 일 실시예에 따르면, 부착물은 2cm보다 크지 않은 수 등량을 가진다. 일 실시예에 따르면 쉘(212)은 부착물 트랙 (226) 또는 부착물 트랙(228)에 올려져 있기 때문에 약 25mm 넓이의 비 트릿 스루 지역(non-treat through region)을 가지게 된다. 트랙(226, 228)에 있는 어떤 실시예는 금속으로 만들어 질 수 있으며, 트랙은 비 트릿 스루이고, 반면, 트랙(226, 228)에 있는 다른 실시예에서는 탄소섬유와 같은 비금속으로 만들어 질 수 있으며, 트랙(226, 228) 은 트릿 스루 영역을 제공한다. 쉘(212)로서 어떤 파드 부착물은 트랙(226, 228)로 인하여 비 트릿 스루 지역이 약 25mm가 될 수 있다.

도 7A-7G에서 보여주는 실시예를 참조하면, 각각의 파드 부착물(270, 280, 290, 300, 310, 320, 330)은 확장 트랙 (226) 및/또는 확장 트랙(228)과 연결되고 인터페이스된 확장 트랙 인게이징 끝단 (extension track engaging end, 262)을 포함한다. 트랙 인게이징 끝단(track engaging end, 262)은 상부 립(upper lip, 264)과 하부 립(lower lip, 266)을 포함하며, 립(264)와 립(266)은 확장 트랙(226)과 트랙(228)의 내부 및 외부 직경 사이의 거리와 거의 동등하다. 상부 또는 하부 립 264와 266은 각각 복수의 개구부(aperture, 268)를 함하며, 각각의 상부 립 개구부(upper lip aperture)는 반 구형 쉘(212)의 중심으로부터 외부로 연장된 가상의 반경을 따라 하부 립 개구부(lower lip aperture)과 대응되도록 정렬되어 있다. 일 실시예로서 개구부(aperture,268)는 트랙 인게이징 끝단(262)이 트랙 (226) 또는 트랙(228)과 맞물릴 때 반 구형 쉘(212)로부터 외부로 연장된 가상의 반경을 따라 확장 트랙 개구부(aperture,230) 또는 또는 확장 트랙 개구부(aperture, 232)에 정렬하기 위하여 트랙 인게이징 끝단(track engaging end, 262) 내부의 장소에 드릴되거나(drilled) 몰드(molded) 된다. 일 실시예로서, 부착물(270)은 방사상으로(radially) 배열된 개구부(aperture, 230, 232, 268)를 관통하는 제거 가능한 핀, 볼트, 또는 이와 동등한 슬롯 형식 또는 스크류와 같은 수단으로 부착물 트랙(226) 또는 부착물 트랙(228)에 적합하게 부착된다.

도 7A를 참조하면 , 일 실시예는 파드 부착물은 길이가 약 30cm이고 넓이가 약 23cm인 짧고 평평한 부착물(270)로 구성될 수 있다. 부착물(270)은 물질과 허용 5-도 피치(permits 5-degree pitch)와 롤 코렉션(roll correction)을 관통하는 최소 발사 정점을 포함하여 머리 치료를 위한 중심부에 환자를 위치시키는 것을 용이하도록 한다. 부착물(270)은 트릿 스루 영역(271)과 트릿 스루 모서리(272, 273)를 포함한다.

도 7B를 참조하면, 일 실시예로, 파드 부착물은 길이가 약 48cm이고 넓이가 약 23cm인 길고 평평한 부착물(280)로 구성되어 있다. 부착물(280)은 ENT/어께 부위를 어떠한 비 트릿 스루 파드 부착물 트랙(226, 228)로부터 떨어지도록 위치하는 것을 용이하도록 한다. 부착물(280)은 트릿 스루 영역(281)과 트릿 스루 모서리(282, 283)을 포함한다.

도 7C를 참조하면, 일 실시예로, 파드 부착물은 67cm 길이에 가까운 파드 쉘(212)의 가까운 직경을 가지는 쉘 다리 또는 머리 확장 부착물(290)로 구성되어 있고, 이것으로 파드(200)는 75인치 키의 환자를 수용할 수 있게 된다. 부착물(290)은 트릿 스루 영역(291), 트릿 스루 모서리(292,293), 비 트릿 스루 영역(295)와 비 트릿 스루 모서리(296, 297)를 포함한다.

도 7D를 참조하면, 일 실시예에서는, 파드 부착물은 길이가 약 40cm이고 넓이가 약 36cm인 평판 확장부(300)로 구성된다. 확장부(300)는 트릿 스루 섹션(section, 301), 비 트릿 스루 섹션(section, 302, 303, 304)과 비 트릿 스루 모서리(305, 306)을 포함한다. 여기서 섹션(section, 301)은 버리 받침 부위이고, 반면에 섹션(section, 302, 303, 304)은 고정 장치 부착 부위로 만들어 진다. 일 실시예에서, 확장부(300)는 아래에서 설명될 모든 기법과 고정 장치를 수용할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예로서, 확장부(300)은 선택적 카니얼 링 고정 장비의 결합를 용이하게 하는 크기로 될 수 있다.

도 7E를 참조하면, 일 실시예로서, 파드 부착물은 근접 확장 트랙(226)과 원접 확장 트랙(228) 사이를 연장하는 가상적인 세로 방향 축에 대하여 45도 정도의 각으로 챔퍼(chamfered)된 로봇 끝단 확장부(320)로 구성되고, 축-6부터 약 19cm 되는 지점에서 시작하여 축-6으로부터 상향으로 약 43cm 거리에 있으며, 이것으로 환자 포지셔너(114)와의 충돌을 방지하게 된다. 확장부(320)는 어떠한 트릿 스루 영역 또는 모서리를 포함하지 않으며, 오히려 영역 (321, 322, 323)과 모서리(324, 325, 326)은 비 스릿 트루이다.

도 7G를 참조하면, 일 실시예에서, 파드 부착물은 엎드린 형태의(prone)치료에 적합하도록 프론 머리 받침대(prone headrest, 330)로 구성된다. 프론 머리 받침대는 환자가 자신의 머리를 통과할 수 있는 안면 관통 홀(331)로 형성되어 있다. 프론 머리 받침대(330)은 비 트리 스루 영역(332, 333)을 포함한다.

어떠한 고정 장치가 환자 파드(200)에 사용될 수 있다. 도 5를 참고하면, 일 실시예로서, 모듈러 환자 서포트 시스템(199)은 환자 파드(200)와 고정 장치, 추가적으로 파드 쉘 상부 표면(218)에 부착된 경화되어 몰드할 수 있는 (moldable) 크레이들(cradle, 350)을 포함한다. 크레이들(350)은 등쪽 앞쪽, 측면쪽의 선택된 부위에 적합하고 방사선 치료를 하는 동안 환자를 위치에 안정하게 잡아줄 수 있도록 환자의 몸에 적합한 몰드(mold, 352)로 구성된다. 경화 폼 크레이들(rigid foam cradle, 350)은 미국 번호 4,905, 267, 발명의 'METHOD OF ASSEMBLY AND WHOLE BODY, PATIENT POSITIONING AND REPOSITIONING SUPPORT FOR USE IN RADIATION BEAM THERAPY SYSTEMS'에 사용된 방법과 비슷하게 형성할수 있으며, 이 문헌에서 공개된 것은 참고 문헌으로서 전체가 여기에 부합된다.

하나의 해결 방법으로서, 팽창가능한 액체 포밍 용재(foaming agent)로서 소울사(Soule Co., Inc., Lutz, Florida) 또는 스미더스 의료 제품(Smithers Medical Products, Inc. , Akron,Ohio)의 ACMM 폼밍 용재(325)는 경화 폼 크레이들(350)을 형성하는데 사용된다. 하나의 해결 방법으로, 포밍 용재는 쉘 내부에 주입될 수 있고, 환자는 포밍 용재가 실내 온도에서 냉각되고 환자 신체 몰드(352)가 형성될 때까지 약 15분 동안 다리가 움직이지 한고 쉘 내부에 위치된다.

환자와 파드 사이의 폼은 환자를 치료하는 중이나 사이에 움직이고 이탈하는 것 막아 로부터 구조적으로 안정되게 한다. 하나의 해결 방법으로, 폼은 매우 얇은 플라스틱 백(bag) 내부에 위치할 수 있다. 다른 방법으로 폼 화학체를 적용하기 전에 파드 내부에 매우 얇고 일회용의 플라스틱 쉘이 삽입될 수 있다. 또 다른 방법으로 파드와 폼 사이에 안감이 없을 수 있고, 내부 파드 표면은 고 질의 알루미늄 몰드의 구성 층(composite layers)으로 매우 부드럽게 만들 수 있다. 또 다른 방법으로, 파드의 내부 표면은 테플론이나 다른 비 반응 소재로 코팅될 수 있다.

평판 확장부를 가지거나 가지지 않는 환자 파드(200)에 사용될 수 있는 다른 적절한 고정 장치는 바이트 블록(bite blocks), 안면 마스크, 진공 백, 할로(halos) 또는 크레니얼 링(cranial rings), 로컬라이져 Z-프레임 박스(localizer Z-frame boxes), 삼각 다리 배게, 폼 삽입물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 바이트 블록 마우스 피스는 MRI "Head Coils."이 존재하는 중에도 사용할 수 있는 것이어야 한다. 일 실시예로서, 바이트 블록 프레임은 어떤 방향으로 30파운드의 힘이 주어진 상태에서 약 1.0mm 를 넘지 않게 치료가능한 공간의 어떤 지점에서의 횡적 움직임이 제한되는 것이 바람직하다. 다른 실시예는, 바이트 블록 프레임은 어떤 방향에서 라도 약 30 파운드의 힘에서 약 1도 정도와 동일하거나 작은 머리 회전을 하도록 제한하여야 한다. 다른 실시예는 바이트 블록 프레임은 약 9psi의 압력이 제공되는 진공 시스템에서 쉘(212) 및/ 또는 어떠한 파드 부착물에 탑재할 수 있다.

상기한 다양한 파드 부착물에 관해서, 파드 부착물의 무게는 30파운드의 무게를 넘지않고, 파드 쉘(212)에서 파드 부착물을 설치하고 옮기는 것이 각각의 사람에게 쉽도록 만들어 진다. 축-6 가까이의 측면에 부착된 파드 부착물은 충돌과 사고를 없애기 위하여 포지셔너나 로봇식 암을 따라 각이져서 있는 것이 바람직하다.

하나의 실시예로서, 환자의 무게 중심이 축-6에서 37인치를 초과하지 않은체 파드(200)는 고정장치를 포함하지 않고 환자의 무게를 분산시킬 수 있도록 400 파운드를 지지할 수 있어야 한다. 파드(200)은 캔틸레버(cantilevered) 형의 끝단(216)위에 위치하는 각각의 사람을 수용할 수 있도록 확장부를 포함하거나 포함하지 않은 체로 300파운드의 끝단 무게를 지지할 수 있는 것이 바람직하다. 다른 실시예로서, 파드(200)는 환자 무게 300lbf, 50lbf의 고정장치와, 확장부에 위치한 200lbf의 세로방향의 무게를 지지할 수 있어야 한다.

일 실시예로, 파드(200)은 근접 확장 트랙(226)에 275파운드(125kg)의 워터 팬텀 로드(water phantom load)를 지지할 수 있어야 한다.

일 실시예로서, 파드(200)는 2mm보다 많지 않은 기울기로 부착물에 위치한 고정 장치와 환자의 무게를 약 150파운드 이상으로 지지하여야 한다. 확장부는 확장부에 사람이 앉아 있는 경우 끝단에서 300파운드의 무게를 지지하는 것이 바람직하며, 이것으로 확장부를 구비한 파드가 과도하게 휘어지지 않게 된다.

도 4A와 도 4B를 계속 참조하면, 일 실시예는 환자의 무게로 인한 캔틸레버형 (cantilevered) 끝단(216)의 쉘(212)의 기울어짐은 약 5mm와 동등하거나 작은 것이 바람직하다. 일 실시예로, 이러한 기울어짐은 내재하는 구조적 결함을 교정할 외부 측정 시스템을 사용하여 치료 기간동안 보상할 수 있다. 일 실시예로서, 파드(200)는 포지셔너(114)가 수평으로부터 약 5.5도 보다 크게 각의 기울어짐을 만들어 내는 것을 방지하기 위하여 안전한 수단으로 경사계(inclinometer)를 동반하거나 내장할 수 있다. 경사계 또는 경사 센서는 전자 및 기계식으로 중력에 대하여 물체의 기울어짐을 측정한다.

300 파운드의 환자무게와 50 파운드의 고정장치 무게로 인한 원접 캔틸레버형 끝단(확장부를 갖추거나 갖추지 않은 체)으로부터 파드(20)의 수직 기울어짐은 4mm보다 작은 것이 바람직하다. 100 파운드의 환자 측면 무게로 인한 파드(200)의(확장부를 갖추거나 갖추지 않은 체) 측면 기울어짐은 약 0.5mm보다 작은 것이 바람직하다. 이는 수직과 측면 기울어짐을 내제된 구조적 결함을 수정할 수 있는 외부 측정 시스템을 사용하여 치료 중에 보상하기 때문이라고 설명될 수 있다.

모든 테이블을 구성하는 소재와 구성 요소는 20년의 수명으로, 일년에 52주로, 일주일에 5일로, 평균 약 9,000 rads의 방사선 조사량을 견딜 수 있다. 모든 하드웨어(hardware)와 구성 요소는 상대 습도 25~78%, 주위 온도 40~95F에서 일반적으로 잘 작동하는 것이 바람직하다.

파드(200)의 트릿 스루 표면은 어떠한 가로 거리를 따라 mm당 0.5mm 수등량 두께 (water equivalent thickness) 보다 크게 경사진 두께로 변경하는 않는 것이 바람직하다. 파드(200)의 트릿 스루 영역의 모서리는 0.5mm의 수 등량 두께 보다 작게 되어 있다. 일 실시예에 따르면, 파드(200)의 트릿 스루 두께는 약 2cm보다 작은 수 등량을 가지고 있다.

환자와 방사선 사진 이미지 수진 장치에 있는 파드(200)의 구성 요소는 환자와 FDA CFR 파트 1020 당(per FDA CFR part 1020) 약 5mm와 동등하거나 작은 알루미늄 등가 (equivalence)를 가지는 것이 바람직 하다.

도 4A와 도 4B를 계속 참조하면, 일 실시예는 파드(200)의 외형과 크기는 이미지 재구현 직경이 48cm이고 물리적 개구부(aperture)가 68cm인 CT스케너에 적합하도록 되어 있다. 쉘(212)의 트릿 스루 표면은 두께가 다양하지 않다. 여기서 트릿 스루 영역의 목서리는 0.5mm의 수 등량 두께 보다 작게 되어 있고, 일 실시예에 따라 쉘(212)의 두께는 약 2cm 보다 많지 않은 수 등량을 가지고 있다.

파드 부착물은 FDA CFR 파트1020 당 약 5mm의 알루미늄 등가를 가지고 있다. (컴플라이언스(Compliance)는 알루미늄에 2.7HVL을 가지는 X-선 빔과 100 킬로볼트(kilovolts)의 변압에서 만들어지는 X-선 크기(measurements)에 의해서 결정된다. 여기서 사용되는 바와 같이, 알루미늄 등가(1100 타입의 합금)는 동일한 특정한 조건에서 문제되는 물질이 동일한 방사선 감소를 하는 알루미늄 두께를 의미한다. 모듈러 환자 서포트 시스템(199)는 로봇 끝단에서 65cm x 60cm x 60cm의 워터 펜텀 (water phantom)에 수용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 방사선 치료 시스템(100)은 외부 측정 장치 또는 비젼 시스템 마커(vision system marker)를 더 포함하는 비젼 시스템(vision system)을 포함할 수 있다. 비젼 시스템 마커는 금속으로 만들어진 트랙(226, 228)과 같은 비 트릿 스루 영역에 부착될 수 있다.

C. 테이퍼된 모서리 형태를 가지는 환자 파드

여기에서 설명도는 일 실시에에 따르면, 방사선 빔 경로에 수 등량의 갑작스런 변화와 관련된 모서리 효과(edge effects)를 감소시키기 위한 테이퍼된 모서리 형태(tapered edge configuration)를 가지는 환자 파드가 제공된다.

어떤 방사선 치료 프로토콜은, 처방된 강도의 방사선 빔이 측면 위치로부터 조사된다. 예를 들어 방사선 빔이 나오는 곳은 환자 파드의 상부에 있는 측면 위치로부터 조사되고, 방사선 빔은 환자 파드를 관통하여 조사되지 않는다. 다른 형태는, 방사선 빔이 나오는 곳이 환자 파드의 아래에 있는 측면 위치로부터 조사되고, 방사선 빔은 일정한 밀도와 수 등량의 파드 쉘 표면을 관통하여 지나갈 수 있다. 그러나 방사선 빔은 일측 또는 양측의 측면 모서리(예를 들어 도 4A에 묘사된 파드 쉘(212)의 측면 모서리(222) 또는 측면 모서리(224))를 횡단하는 경우가 있다. 파 드 쉘과 파드 쉘 측면 모서리 상부의 공간 사이의 갑작스런 수 등량의 전이나 변화는 방사선 빔이 비균등 또는 예측하기 어려운 강도를 가지게 한다. 빔 경로상의 수등량의 갑작스런 전이는 여기에서 모서리 효과와 관련된다.

환자 파드의 측면 모서리 섹션(section)은 모서리 효과를 최소화하거나 줄이기 위하여 테이퍼(tapered) 된다. 도 4C를 참조하면, 일 실시예에서, 측면 모서리(222)는 점차적으로 테이퍼된 모서리(243)와 세로로 연장된 레일(299)를 포함한다. 테이퍼된 모서리(243)는 상부 모서리(248)의 끝단과 하부 모서리(244)에서 시작하여 외부로 향하여 테이퍼되는 내부 표면(245)으로 구성되어 있다. 표면(245)과 표면(247)은 궁극적으로 상부 모서리(248)에 모인다. 모서리(244,246)의 테이퍼되는 정도와 위치는 모서리 효과를 줄이기 위하여 다양하게 변화될 수 있다.

도 4A에서 도 4C를 참조하면, 테이퍼된 모서리(243)는 고정장치의 반복성과 정확성 요구에 의해 약 0.1mm의 수 등량/mm(water equivalency/mm)에서 약 5mm 수 등량/mm(water equivalency/mm)까지의 기울기로 전형적으로 테이퍼된다. 일 실시예에서, 테이퍼 일부(243)는 약 0.5mm 수 등량/mm(water equivalency/mm)의 기울기로 테이퍼 된다.

파드의 측면 모서리는 상대적으로 얇고, 따라서 어떠한 측면 모서리의 근처나 통과하는 치료용 양성자 빔을 교란하지 않는다.

저밀도 레일(299)은 테이퍼된 모서리(243)을 덮고, 따라서 날카로운 모서리로 되는 경향이 있는 상부 모서리(248)로부터 방사선 치료 공급자와 환자를 보호하게 된다. 도 4C에는 모범적으로 참고할 만한 쉘 측면 모서리(222)가 묘사되어 있 고, 측면 모서리(222)는 일반적으로 둥글거나 무디게 되어 있는 상급 부위와 테이퍼된 모서리(243) 형태의 보충물로 된 하급 부위로 일반적으로 구성된다.

레일(299)는 미소구(microspheres)형태 에폭시, 돌출되거나 몰드된 플라스틱(나일론, 우레탄 등), 고무 등, 또는 이들의 조합한 것과 같은 저밀도 물질로 구성된다. 일 실시예에서, 레일(299)은 쉘(212)에 0.5mm의 수 등량(water equivalent) 기울기를 유지한다.

일 실시예에서, 레일(299)은 레일(299)의 홀딩(holding)과 긍정적인 로케이팅(positive locating)를 위하여 내부 잠금 수신기가 쉘(212)에 몰드되는 것과 같이 알려진 기술의 부착 메커니즘을 통하여 쉘 테이퍼 에지(243)에 탈착이 가능하도록 고정되어 있다. 다른 실시예는, 레일(299)은 어떠한 부착 메커니즘의 도움 없이 테이퍼된 모서리(243)에 간단하게 안착된다. 또 다른 실시예는, 레일(299)은 미소구 에폭시와 같은 알려진 적절한 부착 메커니즘으로 영구적으로 테이퍼된 모서리(243)에서 고정된다. 환자의 안전과 편안함은 각각의 실시예로서 완전하게 된다. 몇몇의 변이(transitions)와, 방법, 과 소재는 대체 가능한 헨드 레일이나 유연한 모서리와 같은 안전 수준과 환자의 안락을 위한 특별한 기울기(specified gradient)를 위하여 사용될 수 있다.

D. 모듈러 환자 지원 시스템에 목적하는 체적(Aimable Volume)

목적하는 체적(aimable volume)은 직각으로 병진운동 하고 회전하는 회전축을 따라 환자 파드(200)와 결합하고 있는 환자 포지셔너(114)와 환자 파드(200)의 방향에 따라 일반적으로 결정된다.

도 8은 파드 쉘(212)에 대한 목적하는 체적(352, 354)의 형태와 관련된 부분적 단면도의 개요도이다. 여기서, 파드(200)은 포지셔너 파드 연결 부재(234) 상부에 약 1.9cm 정도의 두께를 가고 있다. 피치나 롤 수정을 하거나 하지 않은 93도 이상의 어떠한 요(yaw) 각도로 목적하는 체적(352)과 체적(354)으로 만들어 지는)은 축-6에서 약 31.9cm 에 해당하는 원거리 높이까지 테이블을 따라 약 120cm 연장되었으며 높이는 약 40cm이고 넓이는 50cm인 사다리꼴의 체적이다. 목적하는 체적의 절반은 목적하는 체적의 바닥이 아이소센터에 있을 때 93도의 정점 위치를 가능하게 한다. 예를 들어, 일 실시예로, 93도 요(yaw)의 좌측 정점 위치에서 환자의 머리의 좌측 절반(파드의 말단에 머리가 마주보도록 위차하는)은 최대 로봇 길이이기 때문에 도달하기 어렵다. 이것을 제거하기 위하여 환자 자신은 측면 쉬프트(lateral shift)에 위치할 수 있다. 정점 치료를 위한 목적하는 볼륨(352, 354)은 전형적으로 쉘 표면(218)에서 약 3cm 밖에서 시작한다.

여기서 셜명되는 발명과 그것의 구성요소 부분은 치료 시스템의 어떠한 경우의 결합으로 청구될 수 있음을 이해할 수 있으며, 제한되지 않고 양성자 치료, 일반적인 방사선 치료와, 이미지 시스템(CT, PET, MRI, 콘 빔(cone beam)과 같은)을 포함한다.

본 발명의 특징이 바람직한 실시예들에 의해 기술되었지만, 본 발명의 기술적 사상 내에서 예시된 장치의 형태에 대한 다양한 생략, 치환, 및 변경이 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함을 이해할 것이다. 결과적으로, 본 발 명의 범위는 전술된 설명에 한정될 것이 아니라 첨부된 청구항에 의해 정의될 것이다.

Claims

방사선 치료 프로토콜에 따라 방사선 치료 중에 암 환자를 고정된 위치에 효율적으로 고정시키고, 차후 방사선 치료를 위하여 상기 고정된 위치에 재위치 시키기 위한 모듈러 환자 서포트 시스템에 있어서,

쉘 근접 모서리에서부터 쉘 세로 중심부를 지나 쉘 원접 모서리까지 신장되어 있고, 가로로 오목한 하부 표면, 가로로 오목한 상부 표면, 상향 연장된 제1 측면 모서리, 및 상향 연장된 제2 측면 모서리를 포함하는, 세로 방향으로 신장되고 일반적으로 반 원통형인 서포트 쉘,

상기 쉘 근접 모서리에 연결된 근접 확장 트랙,

상기 쉘 원접 모서리에 연결된 원접 확장 트랙, 및

상기 쉘 근접 모서리와 상기 쉘 세로 중심 섹션(section) 사이에 위치하여 상기 쉘 하부 표면에 부착된 포지셔너-파드(positioner- pod) 연결 부재를 포함하는 모듈러 환자 파드(pod); 및

제1 고정 장치를 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 고정 장치는, 적어도 환자 신체의 일부분과 대응하는 형상을 갖는 성형물을 포함하는 경화된 성형 가능한 폼(foam) 크레이들(cradle)을 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 고정장치는 바이트 블록 시스템(bite block system))을 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 고정 장치는 안면 마스크(mask)를 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 고정 장치는 크래이니얼 링(cranial ring)을 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제1항에 있어서,

상기 파드(pod)는 상기 원접 확장 트랙과 결합되는(engages) 원접 파드 부착물을 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제3항에 있어서,

상기 원접 파드 부착물은 세로로 신장되는, 일반적으로 평판형인 부착물로서, 캔틸레버(cantilever) 형태로 환자 머리를 지지하는 모듈러 환자 서포트 시스 템.
제3항에 있어서,

상기 원접 파드 부착물은 세로로 신장되는 평판형인 부착물로서, 머리 받침대 영역과 고정 장치 부착물 영역을 포함하되, 캔틸레버 형태로 환자 머리를 지지하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제1항에 있어서,

상기 모듈러 환자 파드는 상기 근접 확장 트랙과 결합하는 근접 파드 부착물을 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제9항에 있어서,

상기 근접 파드 부착물은 상기 근접 및 원격 확장 트랙 사이에 신장되는 가상의 세로축을 기준으로 45도로 챔퍼되며(chamfered) 세로로 신장된 포지셔너 끝단의(positioner-end) 확장부로서, 상기 확장부는 상기 파드에 결합된 환자 위치 장치와 상기 파드와의 충돌을 방지하고, 상기 확장부는 캔틸레버 형태로 환자의 다리 부위를 지지하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제1항에 있어서,

제2 고정 장치를 더 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제11항에 있어서,

상기 제2 고정 장치는 바이트 블록 시스템을 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제11항에 있어서,

상기 제2 고정 장치는 안면 마스크를 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제11항에 있어서,

상기 제2 고정 장치는 크래이니얼 링을 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제1항에 있어서,

상기 쉘은 제1 트릿-스루(treat-through) 소재를 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제15항에 있어서,

상기 제1 트릿-스루 소재는 탄소 섬유를 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
제1항에 있어서,

상기 방사선 치료 프로토콜은 환자의 신체 내부의 목표지점에 양성자 빔의 전달을 포함하는 모듈러 환자 서포트 시스템.
치료 프로토콜에 따라 방사선 치료를 받는 암환자를 캔틸레버 형태로 지지하는 모듈러 환자 파드에 있어서,

쉘 근접 모서리에서부터 쉘 세로 중심부를 지나 쉘 원접 모서리까지 신장되어 있고, 가로의 오목한 하부 표면, 가로의 오목한 상부 표면, 제1 상향 연장된 측면 모서리, 및 제2 상향 연장된 측면 모서리를 포함하는, 세로 방향으로 신장되고 일반적으로 반 원통형인 서포트 쉘;

상기 쉘 근접 모서리에 연결된 근접 확장 트랙;

상기 쉘 원접 모서리에 연결된 원접 확장 트랙; 및

상기 쉘 근접 모서리와 상기 쉘 세로 중심부 사이에 위치하여 상기 쉘 하부 표면에 부착된 포지셔너-파드 연결 부재를 포함하는 모듈러 환자 파드.
제18항에 있어서,

상기 쉘은 제1 트릿-스루 소재를 포함하는 모듈러 환자 파드.
제19항에 있어서,

상기 제1 트릿-스루 소재는 탄소 섬유를 포함하는 모듈러 환자 파드.
제18항에 있어서,

원접 확장 트랙과 결합되는 원접 파드 부착물을 더 포함하는 모듈러 환자 파드.
제21항에 있어서,

상기 원접 파드 부착물은 세로로 신장되는, 일반적으로 평판형인 부착물로서, 캔틸레버 형태로 환자 머리를 지지하는 모듈러 환자 파드.
제21항에 있어서,

상기 원접 파드 부착물은 세로로 신장되는, 일반적으로 반원통형인 부착물로서, 캔틸레버 형태로 환자 머리를 지지하는 모듈러 환자 파드.
제21항에 있어서,

상기 원접 파드 부착물은 세로로 신장되는 평판형의 부착물로서, 머리 받침대 영역과 고정 장치 부착물 영역을 포함하되, 캔틸레버 형태로 환자 머리를 지지하는 모듈러 환자 파드.
제21항에 있어서,

상기 원접 파드 부착물은 세로로 신장되는 엎드림 머리 받침대(prone headrest)를 포함하되, 상기 머리 받침대는 환자가 안면을 위치시킬 수 있는 안면 관통 홀을 포함하며, 상기 부착물은 캔틸레버 형태로 환자 머리를 지지하는 모듈러 환자 파드.
제18항에 있어서,

상기 근접 확장 트랙에 결합되는 근접 파드 부착물을 더 포함하는 모듈러 환자 파드.
제26항에 있어서,

상기 근접 파드 부착물은 상기 근접 및 원격 확장 트랙 사이에 신장되는 가상의 세로축을 기준으로 45도로 챔퍼되며 세로로 신장된 포지셔너 끝단의(positioner-end) 확장부로서, 상기 확장부는 상기 파드에 결합된 환자 위치 장치와 상기 파드와의 충돌을 방지하고, 상기 확장부는 캔틸레버 형태로 환자의 다리 부위를 지지하는 모듈러 환자 파드.
제26항에 있어서,

상기 근접 파드 부착물은 세로로 신장되는, 일반적으로 평판형인 부착물로서, 캔틸레버 형태로 환자의 다리 부위를 지지하는 모듈러 환자 파드.
제26항에 있어서,

상기 근접 파드 부착물은 세로로 신장되는, 일반적으로 반원통형인 부착물로 서, 캔틸레버 형태로 환자의 다리 부위를 지지하는 모듈러 환자 파드.
제18항에 있어서,

상기 방사선 치료 프로토콜은 환자의 신체 내부의 목표지점에 양성자 빔의 전달을 포함하는 모듈러 환자 파드.
방사선 치료 프로토콜에 따라 암 환자를 방사선 치료하는 도중에 일어날 수 있는 모서리 효과(edge effects)를 감소시키도록 설정된 모듈러 환자 파드에 있어서,

쉘 근접 모서리에서부터 쉘 세로 중심부를 지나 쉘 원접 모서리까지 신장되어 있고, 가로로 오목한 하부 표면, 가로로 오목한 상부 표면, 제1 상향 연장된 측면 모서리, 및 제2 상향 연장된 측면 모서리를 포함하는, 세로 방향으로 신장되는 서포트 쉘;

상기 쉘 근접 모서리에 연결된 근접 확장 트랙; 및

상기 쉘 원접 모서리에 연결된 원접 확장 트랙을 포함하되,

상기 제1 측면 모서리는 제1 테이퍼(taper) 모서리와 세로 방향으로 신장되는 제1 레일(rail)을 포함하고, 상기 제1 레일은 제1 테이퍼 모서리의 형상에 상응하는 제1 레일 하부와 둥글게 처리된(rounded) 제1 레일 상부를 포함하며, 상기 제1 레일은 제1 저밀도 소재를 포함하고;

상기 제1 테이퍼 모서리는 방사선 치료 프로토콜에 따라 제1 측면 모서리를 통한 방사선 빔 조사량의 방출을 촉진하는 모듈러 환자 파드.
제31항에 있어서,

상기 제1 테이퍼 모서리는 0.1 mm 수 등량(water equivalency)/mm에서 5 mm 수 등량/mm의 기울기로 테이퍼되는 모듈러 환자 파드.
제31항에 있어서,

상기 제1 테이퍼 모서리는 0.5 mm 수 등량/mm의 기울기로 테이퍼되는 모듈러 환자 파드.
제31항에 있어서,

상기 제1 저밀도 소재는 미소구(microsphere) 형태를 갖는 에폭시를 포함하는 모듈러 환자 파드.
제31항에 있어서,

상기 제1 저밀도 소재는 나일론을 포함하는 모듈러 환자 파드.
제31항에 있어서,

상기 제1 저밀도 소재는 우레탄을 포함하는 모듈러 환자 파드.
제31항에 있어서,

상기 제2 측면 모서리는 제2 테이퍼 모서리와 세로 방향으로 신장되는 제2레일을 포함하고, 상기 제2 레일은 제2 테이퍼 모서리의 형상에 상응하는 제2 레일 하부와 둥글게 처리된 제2 레일 상부를 포함하며, 상기 제2 레일은 제2 저밀도 소재를 포함하고, 상기 제2 테이퍼 모서리는 방사선 치료 프로토콜에 따라 제2 측면 모서리를 통한 방사선 빔 조사량의 방출을 촉진하는 모듈러 환자 파드.
제37항에 있어서,

상기 제2 테이퍼 모서리는 0.1 mm 수 등량/mm에서 5 mm 수 등량/mm의 기울기로 테이퍼되는 모듈러 환자 파드.
상기 제37항에 있어서,

상기 제2 테이퍼 모서리는 0.5 mm 수 등량/mm의 기울기로 테이퍼링되는 모듈러 환자 파드.
제37항에 있어서,

상기 제2 저밀도 소재는 미소구(microsphere) 형태를 갖는 에폭시를 포함하는 모듈러 환자 파드.
제37항에 있어서,

제2 저밀도 소재는 나일론을 포함하는 모듈러 환자 파드.
제37항에 있어서,

제2 저밀도 소재는 우레탄을 포함하는 모듈러 환자 파드.
제31항에 있어서,

상기 방사선 치료 프로토콜은 환자의 신체 내부의 목표지점에 대한 양성자 빔의 전달을 포함하는 모듈러 환자 파드.
방사선 치료 프로토콜에 따라 암 환자의 치료를 위한 모듈러 환자 파드에 있어서,

쉘 근접 모서리에서부터 쉘 세로 중심부를 지나 쉘 원접 모서리까지 신장되어 있고, 제1 측면 모서리 및 제2 측면 모서리를 구비하는 서포트 쉘;

상기 쉘 근접 모서리에서 상기 파드의 길이를 연장시키기 위한 수단; 및

상기 쉘 원접 모서리에서 상기 파드의 길이를 연장시키기 위한 수단을 포함하되;

상기 제1 측면 모서리는 치료 포르토콜에 따라 상기 제1 측면 모서리를 통과하는 어떤 빔과 연관된 모서리 효과(edge effects)를 감소하기 위한 수단을 포함하고;

상기 제2 측면 모서리는 치료 프로토콜에 따라 상기 제2 측면 모서리를 통과 하는 어떤 빔과 연관된 모서리 효과(edge effects)를 감소하기 위한 수단을 포함하는 모듈러 환자 파드.