KR101177274B1 - 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 ｙ/ｚ 슬라이드 - Google Patents

감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 ｙ/ｚ 슬라이드 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드는, 정위기구(30)가 들어가 위치되는 콜리메이터 헬멧(7)을 기준으로 상기 콜리메이터 헬멧(7)의 깊이방향을 따라 Z축을 설정하고, 상기 Z축에 직교하는 평면의 좌우방향과 상하방향을 따라 각각 X축과 Y축을 설정할 때, 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)에 위치변경이 가능한 방식으로 고정되는 Y/Z 슬라이드 몸체(710); 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 Z축 방향으로 마련된 스틱 삽입홈(711); 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌우측에 연장되어 마련되며 "凸" 형상의 돌출뭉치부(713)를 갖는 결합부(713a); 상기 결합부(713a)의 돌출뭉치부(713)와 결합될 수 있는 "凹" 형상의 수납홈부(728)를 일측에 갖고, 상기 Y축 방향 프레임 부재(32)와 나란한 방향으로 소정길이 만큼 연장되며, 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌측 또는 우측에 결합될 수 있는 연장블록(720, 721); 및 상기 연장블록(720, 721)에 형성되며 상기 연장블록을 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)와 결합시키는 고정수단;을 포함한다. 본 발명은 정위기구의 좌우쪽 및 앞뒤 쪽 가장자리 영역을 수술할 경우에도 Y/Z 슬라이드가 정위기구에 안정적으로 고정될 수 있도록 하여 감마나이프 방사선 수술용 정위기구 안의 전체 영역에 대해 방사선 수술이 가능하도록 하는 장점이 있다.

Description

감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Ｙ/Ｚ 슬라이드{Extension type Y/Z slides improved for enlarging the operational range of the Lecksell stereotactic frame for the Gamma knife radiosurgery}
본 발명은 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드에 관한 것으로서, 특히 감마나이프 방사선 수술용 정위기구를 감마나이프 장치와 결합시키기 위해 사용하는 Y/Z 슬라이드에 별도의 연장블록을 결합하거나 또는 Y/Z 슬라이드를 굴절형으로 개량함으로써 정위기구의 가장자리 영역들에 대해 방사선 수술할 경우에도 Y/Z 슬라이드가 정위기구에 안정적으로 고정될 수 있도록 하여 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대한 Y/Z 슬라이드에 관한 것이다.
감마나이프(Gamma Knife)란 방사성 동위원소를 사용하여 사람의 두개(頭蓋)내의 병변을 비침습적으로 치료하는 무혈 뇌수술 장비로서, 1968년 스웨덴의 신경외과 의사 렉셀(Leksell)이 개발하였으며, 1986년의 미국 식약청(FDA) 승인 이후 전 세계에서 널리 사용되기 시작하였다.
감마나이프는 현존하는 방사선 수술장비 중 최고의 정확도와 안전성을 갖는 장비로 인정되어 1990년대 이후 방사선 수술의 대명사로 확립되었으며, 2010년 기준으로 전 세계에 약 276대가 설치되어 있다. 우리나라에서도 최근 대형 대학병원들에서 감마나이프 방사선 수술장비를 계속 도입하여 현재 16대가 운영 중에 있으며, 이제는 뇌종향 등 뇌질환의 치료에 있어서 두개골을 열고 하는 외과적 수술보다 두개골을 열지 않고 할 수 있는 감마나이프 방사선 수술이 상당히 일반화된 상황이다.
감마나이프 방사선 수술 장비의 개략적인 구조와 작동방식에 대해서는 본 출원인이 앞서 출원하여 등록받은 특허 제647491호(발명의 명칭: 감마나이프 방사선 수술장치에 사용할 수 있는 동물실험용 정위기구), 특허 제687070호(발명의 명칭: 감마나이프 방사선 수술 전 정위기구의 위치정보를 제공하는 방법) 및 특허 제732533호(발명의 명칭: 감마나이프 방사선 수술용 장비에 사용되기에 적합한 세포주용 정위기구)에 소개되어 있다.
이하 본 발명의 특징과 작용효과에 관한 이해를 돕기 위하여 감마나이프 방사선 수술장치와 그 수술방법을 개략적으로 설명한다.
도1은 현재 사용되고 있는 감마나이프 방사선 수술 장치(1)의 개략적 사시도이고, 도2는 도1의 감마나이프 방사선 수술 장치(1)의 측단면 구조도이다.
감마나이프 방사선 수술장치(1)는 차폐방사유닛(2)의 차폐문(3)으로 가려진 안쪽 공간에 방사성 동위원소인 코발트-60 선원들(cobalt-60 radiation source, 20)이 201개가 설치되어 있으며, 각각의 코발트-60 선원들(20)로부터 항시 방출되는 감마선은 내부 시준기와 빔채널들(20a) 및 콜리메이터 헬멧(collimator helmet, 7)에 형성된 시준공들(20b, 도5 참조)을 통과하여 한 점(초점)에 모인다. 이때, 방사선의 초점은 항상 헬멧(7)의 원구 중심에 위치하며 불변이다.
시술용 침대(8)위의 환자가 머리를 놓는 곳에는 정위기구의 위치조절장치(9)가 설치되며 이 위치조절장치(9)에 인접하여 콜리메이터 헬멧(7)이 장착된다.
상기 콜리메이터 헬멧(7)은 그 주위에 골고루 201개의 시준공들(20b)이 뚫려있는 반구 형상으로서(도5 참조), 방사선 시준기(collimator)라고도 한다.
도2를 참고하면, 상기 시술용 침대(8)는 전후로 슬라이딩 가능하며, 시술용 침대(8)가 차폐방사유닛(2)의 안쪽으로 슬라이딩되어 들어가면 콜리메이터 헬멧(7)은 헬멧장착 위치(7a)로 이동하게 되고, 이때 헬멧(7)의 시준공들(20b)은 각각 상기 빔채널들(20a)에 맞춰진다. 상기 감마나이프 방사선 수술장치(1)의 코발트-60 선원들(20)은 항상 감마선을 방출하고 있으므로, 상기 헬멧(7)이 헬멧장착 위치(7a)로 이동하여 헬멧(7)의 시준공들(20a)이 빔채널들(20b)과 맞춰지면 201개의 빔채널들을 각기 통과한 방사선들이 헬멧(7)안의 초점 위치에 집중된다.
도1 및 도2에서 미설명부호 2a는 방사선의 누출을 방지하기 위해 차폐방사유닛(2)의 내부에 채워진 차폐물을 가리키고, 4는 방사선 경고등을 가리키며, 5는 차폐방사유닛(2)의 플라스틱 커버를 가리키고, 8a는 시술용 침대(8)의 좌우측에는 설치된 보호판넬들을 가리킨다.
도3은 감마나이프 방사선 수술을 받을 환자의 머리(50) 부위에 정위기구(stereotaxic frame, 30)를 장착한 상태를 도시한다. 상기 정위기구(30)는 그 발명자의 이름을 따서 렉셀 프레임이라고 하기도 하는데, 환자의 머릿속 공간을 3차원 좌표계로 표현하여 뇌 속의 병소 위치를 좌표화하는 역할을 함과 동시에 감마나이프 방사선 수술 과정중 환자의 머리를 감마나이프 방사선 수술장치의 헬멧(7)에 고정시켜 병소의 정확한 위치에 감마선이 조사될 수 있도록 하는 도구이다.
감마나이프 방사선 수술장비 자체가 처음 만들어질 때부터 유럽인의 두개골을 모델로 하여 만들어진 기기라서, 그에 사용되는 정위기구 역시 가로방향보다 세로방향이 길게 되어 있는데, 우리나라 사람을 포함한 동양인의 두개골 크기가 유럽인들에 비해 큰 것을 고려하면 상대적으로 공간적 여유가 별로 없는 것이 된다. 감마나이프 장비에 사용되는 정위기구는 60년 전에 만들어진 모델 그대로 현재까지 유지되고 있다.
도3을 참고하면, 정위기구(30)는 전방, 후방 및 측면 프레임 부재들(31,32,33)의 모서리마다 4개의 앞뒤 고정 포스트들(35a, 35b)이 설치되어 있고, 상기 앞뒤 고정포스트들(35a,35b)의 상단에는 4개의 고정 나사들(37)이 각각 설치되어 있다. 상기 고정나사들(37)은 환자 머리(50)의 피부를 뚫고 두개골에 접촉함으로써 정위기구(30)를 환자의 머리에 단단히 고정하게 된다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 감마나이프 장비 내부는 201개의 방사선 소스(source)들이 반구 형태로 위치하고 있기 때문에, 정위기구(30)는 사각형 형태가 아니라 팔각형 형태를 취하고 있다. 즉, 상기 프레임 부재들(31,32,33)의 모서리 부분을 형성하는 연결부재들(36a, 36b)이 프레임 부재들에 대해서 약 45도의 각도를 이루고 있으므로, 정위기구(30)는 전체적으로 팔각형의 형태를 갖게 된다.
상기 전방프레임 부재(31)의 표면에는 X축 방향의 좌표눈금(31b)이 표시되어 있고, 상기 측면프레임 부재(32)의 표면에는 Y축 방향의 좌표눈금(32b)이 표시되어 있다. 그리고 상기 측면프레임 부재(32)의 중앙에 형성된 삽입구멍(32a)은 정위기구(30)를 감마나이프 방사선 수술장치(1)의 자동위치조절장치(200)에 결합시킬 때 사용된다(도5 참조)
도4는 도3의 정위기구(30)에 적용되는 x,y,z축의 좌표계를 표시한 것이다. 좌표계의 기준이 되는 (0,0,0)점은 환자가 상기 정위기구(30)를 머리에 장착한 것을 상정하였을 때에 머리 뒤쪽의 오른쪽 모서리이며, 좌표점 (100,100,100)은 상기 정위기구(30)의 정중앙 지점으로서, 정위기구(30)가 감마나이프 방사선 수술장치(1)의 자동위치 조절장치(200, 도5 참조)에 결합되었을 때에 헬멧(7)의 초점 부분에 놓이는 지점이 된다.
한편, 도3 및 도4에서 미설명부호 34는 영상촬영기기(자기공명영상,전산화단층촬영,혈관조영검사 등)의 연결 아답터와 결합하기 위한 고정볼트를 가리킨다.
도5는 환자가 머리 부위에 정위기구(30)를 착용하고 감마나이프 방사선 수술 장치(1)의 헬멧(7)안에 들어가 자동위치 조절모드에서 감마나이프 수술을 받는 상태를 도시한 것이다.
감마나이프 방사선 수술장치(1)는 자동위치 조절모드와 수동위치 조절모드로 모두 운전될 수 있는데, 이 중에서 자동위치 조절모드는 컴퓨터 제어장치가 미리 입력된 수술위치의 좌표 데이터에 따라 정위기구를 자동으로 이동시키면서 수술을 진행하는 상태를 말하고(도5 참조), 수동위치 조절모드는 감마나이프 방사선 수술장치 안에 놓인 정위기구의 위치를 시술자가 일일이 수작업으로 바꿔주면서 수술을 진행하는 상태를 말한다(도7 참조).
도5에서와 같이 자동위치 조절장치(200)에 정위기구(30)가 결합된 경우에는, 자동위치 조절장치(200)가 미리 프로그램된 수술좌표들에 따라서 정위기구(30)를 X축, Y축 및 Z축 방향으로 각각 이동시키면서 방사선 수술위치를 변경시키게 된다.
도6은 정위기구(30)의 좌우측에 각각 Y/Z 슬라이드 기구들(60)이 결합된 상태를 도시한 것으로서, 상기 Y/Z 슬라이드 기구(60)는 감마나이프 방사선 수술장치의 수동위치 조절모드에서 수술위치를 설정하기 위해 필요한 보조기구이다. 즉 Y/Z 슬라이드 기구(60)는 정위기구와 감마나이프 장비 사이에서 가교 역할을 한다.
상기 Y/Z 슬라이드 기구(60)는, 정위기구(30)의 측면 프레임 부재(32)상에 끼워진 Y/Z 슬라이드(61)와 Z축 슬라이드 스틱(62)으로 구성된다. 상기 Y/Z 슬라이드 기구(60)는 정위기구(30) 상에서 Y축 및 Z축 방향으로 이동한다는 의미에서 그러한 명칭이 붙었으며, 상기 Z축 슬라이드 스틱(62)은 Z축 방향으로 움직인다고 하여 그러한 명칭이 붙었다.
상기 Y/Z 슬라이드(61)는 체결나사들(61a)에 의해 측면 프레임부재(32)에 고정되며, 상기 Z축 슬라이드 스틱(62)은 잠금볼트들(62a)에 의해 Y/Z 슬라이드(61)의 삽입홈 안에 고정된다.
도7은 환자가 도6에 도시된 Y/Z 슬라이드 기구(60)를 정위기구(30)에 착용한 상태에서 감마나이프 방사선 수술장치(1)의 수동위치 조절모드에 따라 감마나이프 수술을 받는 상태를 도시한다. 감마나이프 방사선 수술장치(1)를 수동위치조절모드로 운전할 때에는 도5에 도시된 자동위치조절장치(200)를 제거하고 대신 헬멧(7)의 좌우측에 있는 결합지지대들(8b)에 각각 좌측 수동위치조절장치(250)와 우측 수동위치조절장치(260)를 장착한다.
상기 좌측 및 우측 수동위치조절장치들(250,260)은 각각 결합지지대(8b)에 장착된 좌측 및 우측 수동위치 조절자들(251, 261)과 상기 수동위치 조절자들(251, 261)에 회전가능하게 끼워진 좌측 및 우측 각도조절기들(252,262)로 구성된다. 수동위치 조절자들(251,261)의 결합돌기들(251a,261a)은 각도조절기들(252,262)의 구멍에 끼워진 상태에서, 정위기구(30)에 장착된 Z축 슬라이드 스틱(62)의 2개의 삽입지지홀들(62b, 도6 참조) 중 한 개의 삽입지지홀에 끼워지며, 상기 각도조절기들(252,262)의 지지돌기들(252a,262a)은 나머지 삽입지지홀에 끼워진다. 이로써 정위기구(30)는 감마나이프 방사선 수술장치(1)의 수동위치 조절장치들(250,260)과 결합된다. 한편, 도7에서 도면부호 251b와 261b는 좌측 및 우측의 수동위치 조절자들(251, 261)에서 상기 각도조절기들(252,262)을 고정하는 고정수단들을 가리키고, 도면부호 251c와 261c는 상기 수동위치 조절자들(251, 261)에 표시된 X축 방향의 좌표눈금을 가리킨다.
방사선 수술을 시행할 위치는 도4에 도시된 바와 같이 정위기구(30)를 기준으로 설정된 (x,y,z)의 3차원 좌표 값으로서 특정되는데, 감마나이프 방사선 수술장치를 수동모드로 운전할 경우에 이 수술위치가 헬멧(7)의 초점 위치에 놓이도록 하기 위해서는, 수술위치의 X축 좌표 값에 따라 상기 수동위치 조절장치(250,260)의 수동위치 조절자들(251,261)의 위치를 맞추고, 수술위치의 Y축 좌표 값에 따라 Y/Z 슬라이드(61)의 위치를 맞추며, 이어서 수술위치의 Z축 좌표 값에 따라 Z축 슬라이드 스틱(62)의 위치를 맞추어야 한다.
그런데 정위기구(30)가 사각형 형태가 아니라 팔각형 형태로 되어 있기 때문에, 도8과 같이 Y/Z 슬라이드(61)를 정위기구(30)의 앞쪽 가장자리 또는 뒤쪽 가장자리 쪽으로 이동시켜야 할 경우에는, Y/Z 슬라이드(61)를 정위기구의 측면 프레임 부재(32)에 고정시키는 것 자체가 곤란해진다.
즉, Y/Z 슬라이드(61)는 2개의 체결나사들(61a)이 정위기구(30)의 측면 프레임부재(32)에 체결됨으로써 위치가 지지되게 되어 있는 것인데, Y/Z 슬라이드(61)가 정위기구(30)의 앞뒤쪽 가장자리로 지나치게 치우칠 경우(즉 연결부분(36a,36b)에 걸쳐질 경우)에는 체결나사들(61a)을 고정시킬 수 있는 공간적 여유가 없게 되는 문제점이 발생하게 되는 것이다. 우선, Y/Z 슬라이드(61)의 2개의 체결나사들(61a) 전부를 체결할 수 없는 경우에는 Y/Z 슬라이드(61)를 정위기구(30)에 결합시킬 방법이 없으므로 아예 방사선 수술 자체를 시행할 수가 없다. 그리고 Y/Z 슬라이드(61)의 2개의 체결나사들 중 한 개만 고정 가능한 경우에는 정위기구의 위치가 정확히 확보되지 못하여 수술의 정확성을 기할 수 없을 뿐만 아니라 수술 중 정위기구가 감마나이프 장비로부터 이탈되는 사고가 염려된다.
도9는 정위기구(30)의 X/Y 좌표평면(310) 안에 환자의 머리 부분(50)의 영역과 Y/Z 슬라이드의 위치에 따른 체결나사의 고정가능 상태를 표시한 것이다. 도9에서 S1은 종래의 Y/Z 슬라이드의 2개의 체결나사 전부를 완전하게 고정시킬 수 있는 영역을 가리킨다. 반면, S2는 Y/Z 슬라이드의 2개의 체결나사들 중에서 한쪽 나사만 고정시킬 수 있는 영역을 표시하고, S3은 Y/Z 슬라이드의 2개의 체결나사 전부가 고정 불가능한 영역을 표시한다.
현재 감마나이프 방사선 수술장치에서 사용되고 있는 정위기구(30)는 X축 방향의 가로길이(d)가 190mm이고, Y축 방향의 세로길이(e)가 220mm인데, 체결나사 2개를 모두 고정할 수 있는 S1 영역의 Y축 방향 길이(c)는 120mm이고, 체결나사 1개만이 고정가능한 S2 영역까지의 길이(b)는 150mm이다. 따라서 체결나사를 하나도 체결할 수 없는 S3 영역의 길이(f)는 정위기구의 Y축 방향 앞뒤 쪽에서 각각 35mm씩 존재한다.
도9와 같이 환자의 머리(50)에 정위기구(30)가 장착된 경우, 환자의 머리 앞뒤 쪽에 존재하는 병변 B와 병변 C에 대해서는 Y/Z 슬라이드의 체결나사 2개 중 한 개만이라도 체결하고 방사선 수술을 시행할 수 있으나, 더 앞쪽과 더 뒤쪽에 위치하는 병변A와 병변D에 대해서는 체결나사를 한 개도 고정시킬 수가 없기 때문에 이 상태로는 방사선 수술이 불가능하다. 따라서 병변 A와 병변 D를 방사선 수술하기 위해서는 정위기구(30)를 환자 머리(50)로부터 일단 분리하고, 병변A와 D의 위치가 S1 혹은 S2 영역에 위치할 수 있도록 다시 위치를 잡아 정위기구를 장착해야만 한다.
도10은 종래의 Y/Z 슬라이드(61)를 사용할 경우 Y/Z 슬라이드(61)가 헬멧(7)의 안쪽 면에 걸려서 정위기구(30)가 X축 방향으로 더 이상 이동할 수 없게 되어 환자의 머리 측면 부분에 대한 방사선 수술이 불가능한 상태를 도시한다.
정위기구(30)의 좌우측 프레임 부재에 설치되는 Y/Z 슬라이드(61)는 그 자체가 일정한 높이를 가지고 있기 때문에, 정위기구(30)가 헬멧(7)의 한쪽 가장자리로 너무 근접하게 되면 Y/Z 슬라이드(61) 또는 그 Y/Z 슬라이드에 끼워진 Z축 슬라이드 스틱(62a)이 헬멧(7)의 내벽면에 부딪히는 일이 발생한다. 이와 같이 Y/Z 슬라이드가 헬멧(7)에 부딪혀서 정위기구(30)가 X축 방향으로 더 이상 갈 수 없으면 환자의 머리 측면에 있는 병소에 대해서는 방사선 치료를 할 수 없다. 이 경우에도 병소의 위치가 치료가능 범위에 들어오도록 환자의 머리 위치, 방향 등을 조절해서 다시 정위기구를 설치해야 하는 불편이 따른다.
그러나 정위기구를 해체하고 다시 재설치하는 과정은 이미 병마와 싸우느라 지친 환자에게 너무 고통스러울 뿐만 아니라 수술비용 증가로 환자와 가족들에게 경제적인 부담이 크고, 수술준비 작업에 추가적인 시간이 소요되어 치료가 지체되는 등의 여러 가지 문제점들이 있었다.
따라서 기왕에 설치한 정위기구를 해체하고 다시 설치하는 번거로운 작업을 거치지 않고서도 정위기구 안의 전체 영역에 대해서 방사선 수술이 가능하게끔 하는 새로운 방안을 강구할 필요가 절실하였다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 감마나이프 방사선 수술용 정위기구에 설치하는 Y/Z 슬라이드의 형상을 L자 형태로 개량함으로써 정위기구의 앞뒤 쪽 가장자리 영역을 수술할 경우에도 Y/Z 슬라이드가 정위기구에 안정적으로 고정될 수 있도록 하여 감마나이프 방사선 수술용 정위기구 안의 전체 영역(100%)에 대해 방사선 수술이 가능하도록 하는 L자형 Y/Z 슬라이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드는, 정위기구(30)가 들어가 위치되는 콜리메이터 헬멧(7)을 기준으로 상기 콜리메이터 헬멧(7)의 깊이방향을 따라 Z축을 설정하고, 상기 Z축에 직교하는 평면의 좌우방향과 상하방향을 따라 각각 X축과 Y축을 설정할 때, 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)에 위치변경이 가능한 방식으로 고정되는 Y/Z 슬라이드 몸체(710); 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 Z축 방향으로 마련된 스틱 삽입홈(711); 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌우측에 연장되어 마련되며 "凸" 형상의 돌출뭉치부(713)를 갖는 결합부(713a); 상기 결합부(713a)의 돌출뭉치부(713)와 결합될 수 있는 "凹" 형상의 수납홈부(728)를 일측에 갖고, 상기 Y축 방향 프레임 부재(32)와 나란한 방향으로 소정길이 만큼 연장되며, 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌측 또는 우측에 결합될 수 있는 연장블록(720, 721); 및 상기 연장블록(720, 721)에 형성되며 상기 연장블록을 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)와 결합시키는 고정수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 확장형 Y/Z 슬라이드는, 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)에 위치변경이 가능한 방식으로 고정되는 측면 프레임 부재 결합지지부(750); 상기 측면 프레임 부재 결합지지부(750)로부터 정위기구의 안쪽 방향을 향하여 절곡되어 연장된 굴절 연장부(751); 및 상기 굴절 연장부(751)로부터 상기 정위기구의 높이 방향으로 연장되며 내부에 그 길이방향을 따라 스틱 삽입홈(711)이 형성된 슬라이드 스틱 결합부(752);를 포함함으로써, 그 길이방향에 따른 전체 단면 형상이
Figure 112011027946352-pat00001
형태로 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 확장형 Y/Z 슬라이드들 중 분리결합형 Y/Z 슬라이드(도11-도14, 도17 참조)는 정위기구의 프레임 부재에 고정되는 부분을 길게 확보함으로써, 정위기구의 앞뒤 쪽 가장자리에 위치한 영역을 수술해야 할 경우 L자형으로 연장된 부분이 프레임 부재에 안정적으로 고정될 수 있도록 하여, 기존의 Y/Z 슬라이드를 사용할 경우에는 결코 방사선 수술을 시행할 수 없었던 영역에 대해서도 손쉽게 방사선 수술이 가능하도록 하는 장점이 있다. 그리고 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드는 정위기구의 앞뒤 가장자리 영역을 방사선 수술해야 할 경우에만 연장블록들을 슬라이드 몸체에 결합시켜 사용하고, 그러한 필요가 없는 경우에는 연장블록들을 분리한 채로 슬라이드 몸체만을 사용할 수 있으므로, 방사선 수술 현장에서 실용성이 매우 높은 장점이 있다.
또한 본 발명의 확장형 Y/Z 슬라이드들 중 굴절형 Y/Z 슬라이드(도18 참조)는
Figure 112011027946352-pat00002
형태로 굽어져 있어서 정위기구를 감마나이프 장비의 헬멧 한쪽으로 밀 경우라도 슬라이드 몸체가 헬멧의 내벽면에 걸리지 않게 되므로, 정위기구의 X축 방향 영역에 대해서 보다 넓게 수술가능 범위를 확보할 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 굴절 및 분리결합형 Y/Z 슬라이드(도19 참조)는 굴절형과 분리결합형의 장점을 결합함으로써 정위기구의 X축 방향 및 Y축 방향의 전 영역으로 수술가능범위를 확대할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 정위기구 안의 전체 영역에 대해서 방사선 수술을 가능하게 하므로, 환자의 머리 안의 병소들이 머리의 앞뒤 혹은 측면에 치우쳐 존재하는 경우에도 기왕에 설치한 정위기구를 해체하고 다시 재설치할 필요없이 그대로 방사선 수술을 진행할 수 있다. 그 결과 본 발명은 방사선 수술이 불가능했던 부분까지 방사선 수술을 할 수 있도록 하며, 종래 정위기구의 재설치로 인해 환자가 겪었던 극심한 고통과 불안을 해소하고 신속히 수술을 마칠 수 있도록 하여 환자의 치료 및 회복에 유리한 효과를 발휘할 수 있는 장점이 있다.
도1은 감마나이프 방사선 수술 장치(1)의 개략적 사시도이고, 도2는 도1의 감마나이프 방사선 수술 장치(1)의 측단면 구조도이다.
도3은 사람의 머리(50) 부위에 정위기구(Leksell frame, 30)를 장착한 상태를 도시한다.
도4는 도3의 정위기구(30)에 적용되는 x,y,z축의 좌표계를 표시한 것이다.
도5는 환자가 머리 부위에 정위기구(30)를 착용하고 감마나이프 방사선 수술 장치(1)의 콜리메이터 헬멧(7)안에 들어가 자동위치조절모드에서 감마나이프 수술을 받는 상태를 도시한 것이다.
도6은 감마나이프 방사선 수술장치의 수동위치조절모드에서 수술을 받기 위해, 환자가 머리 부위에 정위기구(30)를 착용하고, 감마나이프 방사선 수술장치의 수동위치조절장치와 결합되는 Y/Z 슬라이드 기구(60)를 정위기구(30)에 장착한 상태를 도시한다.
도7은 환자가 도6에 도시된 Y/Z 슬라이드 기구(60)를 정위기구(30)에 착용한 상태에서 감마나이프 방사선 수술장치(1)의 수동위치조절모드에 따라 감마나이프 수술을 받는 상태를 도시한다.
도8은 Y/Z 슬라이드 기구(60)가 정위기구(30)의 앞쪽 가장자리 쪽으로 치우치게 이동되었을 때 체결나사(61a)가 측면 프레임 부재(32)에 제대로 체결되지 못해 Y/Z 슬라이드 기구(60)가 고정되지 못하는 상황을 도시한다.
도9는 정위기구(30)의 X/Y 좌표평면 상에서 종래의 Y/Z 슬라이드를 이용할 경우 Y/Z 슬라이드가 정위기구(30)에 제대로 고정되지 못해 감마나이프 방사선 수술이 불가능하거나 곤란을 겪는 영역을 표시한다.
도10은 종래의 Y/Z 슬라이드(61)를 사용할 경우 Y/Z 슬라이드(61)가 헬멧(7)의 안쪽 면에 걸려서 정위기구(30)가 X축 방향으로 더 이상 이동할 수 없게 되어 환자의 머리 측면 부분에 대한 방사선 수술이 불가능한 상태를 도시한다.
도11은 본 발명의 제1실시예에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)의 분해사시도이다.
도12는 도11에 도시된 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)중의 Y/Z 슬라이드 몸체(710)와 그 좌우 연장블록들(720)을 정면도 및 저면단면도 형태로 도시한 것이고, 도13은 배면도 및 측단면도 형태로 도시한 것이다.
도14는 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)를 정위기구(30)에 장착한 상태의 사시도로서, Y/Z 슬라이드 몸체(710)가 정위기구(30)의 앞쪽 가장자리 쪽에 치우쳐 위치하더라도 연장블록(720, 721)에 의해서 측면 프레임 부재(32)에 안정적으로 지지되는 것을 도시한다.
도15는 본 발명에 따른 확장형 Y/Z 슬라이드들을 이용하여 감마나이프 방사선 수술을 할 경우 정위기구의 X/Y 좌표평면(310) 안에 위치하는 모든 영역에서 방사선 수술이 가능한 것을 표시한다.
도16은 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)를 정위기구(30)에 결합한 상태에서 환자가 감마나이프 방사선 수술을 받는 상황을 도시한다.
도17은 본 발명의 제2실시예에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700a)의 분해사시도이다.
도18은 본 발명의 제3실시예에 따른 굴절형 Y/Z 슬라이드(700b)의 분해사시도이다.
도19는 본 발명의 제4실시예에 따른 굴절 및 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700c)의 분해사시도이다.
도20은 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에 따른 Y/Z 슬라이드(700b, 700c)를 사용할 경우 종래의 Y/Z 슬라이드를 사용할 때보다 정위기구를 X축 방향으로 더 이동시킬 수 있어 정위기구의 측면에 치우친 부분들에 대해서도 방사선 수술을 가능하게 된 것을 도시한다.
이하 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드의 구성 및 작용효과를 상세히 설명한다.
본 발명의 확장형 Y/Z 슬라이드들은 4개의 실시예들로 구성되어 있으며, 제1실시예와 제2실시예는 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700, 700a)로서 도11 내지 도17을 참고하여 각각 설명하고, 제3실시예는 굴절형 Y/Z 슬라이드(700b)로서 도18을 참고하여 설명하며, 제4실시예는 굴절 및 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700c)로서 도19를 참고하여 설명한다.
도11은 본 발명의 제1실시예에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)의 분해사시도이다. 도11을 참고하면, 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)에 있어서 Z축 방향으로 연장된 Y/Z 슬라이드 몸체(710)는 종래의 Y/Z 슬라이드(61, 도6 참조)와 거의 동일하고, 다만 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌우측면에 각각 소정길이와 너비로 연장된 결합부들(713a)이 존재한다는 점에서 차이가 있다. 그리고 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌우측면에 각각 결합될 수 있는 우 연장블록(720)과 좌 연장블록(721)이 각각 존재한다.
여기서 상기 우 연장블록(720) 및 좌 연장블록(721)은 한꺼번에 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 결합되는 것이 아니라, 필요한 경우에 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 한쪽 측면에만 결합되므로, 본 발명에 따른 Y/Z 슬라이드(700)는 상기 좌우 연장블록들(720,721) 중 한 개가 체결된 상태에서 전체적으로 L자형 형상을 갖게 된다(도14 참조).
상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 내부에는 Z축 방향으로 스틱 삽입홈(711)이 마련되어 있으며, 상기 스틱 삽입홈(711)에는 Z축 슬라이드 스틱(62)이 삽입되어 고정될 수 있다.
상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌우측에 각각 마련된 결합부들(713a)은 전체적으로 "凸" 형상을 가지며, 돌출뭉치부(713)가 돌출 형성되어 있다. 그리고 상기 좌우 연장블록(721, 720)에는 각각 상기 결합부(713a)의 돌출뭉치부(713)와 대응되게 "凹" 형상의 단면을 가진 수납홈부(728)가 마련되어 있어서, 연장블록(720, 721)이 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 끼워질 수 있다. 연장블록(720, 721)의 수납홈부(728)와 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 돌출뭉치부(713)에는 각각 볼트공들(726a, 726b)이 형성되어 있으므로, 결합볼트(726)를 이 볼트공들(726a, 726b)에 체결하면 연장블록(720, 721)을 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 단단히 고정할 수 있다.
한편, 연장블록(720, 721)에는 고정나사공(725a, 도12 참조)이 형성되어 있으며, 이 고정나사공(725a)에는 고정나사(725)가 체결된다.
Y/Z 슬라이드 몸체(710)와 연장블록(720, 721)의 뒷면에는 정위기구의 측면 프레임 부재(32, 도6 및 도8 참조)와 결합될 수 있는 측면 프레임 부재 결합홈(717, 727)이 각각 형성되어 있다(도11 및 도13 참조). 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)와 연장블록(720, 721)의 요철(凹凸)부분을 서로 결합시킨 상태에서 그 측면 프레임 부재 결합홈들(717, 727)에 정위기구의 측면 프레임 부재를 끼우고 결합볼트들(726)을 조이면 Y/Z 슬라이드 몸체(710)와 연장블록을 서로 고정시킬 수 있으며, 이어서 연장블록(720, 721)에 있는 고정나사(725)를 조이면 상기 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700) 전체가 정위기구의 측면 프레임 부재 상에 고정된다.
한편, 상기 연장블록(720, 721)의 끝 쪽에는 정위기구의 측면프레임 부재(즉 Y축 방향 프레임부재; 도6 및 도8에서 도면부호 32로 표시됨)에 표시된 눈금을 확인할 수 있도록 시준홈(723)이 형성되어 있고, 그 시준홈(723) 안에는 새로운 Y축 눈금좌표 기준점(724)이 표시되어 있다.
본 발명의 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)는 방사선 조사 위치가 정위기구의 앞뒤 가장자리에 위치해서 종래의 Y/Z 슬라이드(61; 도6 참조)를 더 이상 사용할 수 없을 경우에 사용하기 위한 것이므로, 본 발명의 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)를 사용할 경우라고 한다면 이미 종래의 Y축 눈금좌표 기준점(714; 도8에서 도면부호 61b에 해당)은 정위기구의 측면 프레임부재(32)로부터 벗어나 있게 되며, 그 결과 종래의 Y축 눈금좌표 기준점(714)을 가지고서는 Y축 좌표 눈금을 읽을 수가 없게 된다. 따라서 본 발명의 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)를 사용할 경우에는 시준홈(723)안에 표시된 새로운 Y축 눈금좌표 기준점(724)을 보고 Y축 좌표를 잡아야 한다.
본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)에서 종래의 Y축 눈금좌표 기준점(714)과 새로운 Y축 눈금좌표 기준점(724) 사이의 거리를 반드시 얼마로 해야만 한다고 정해진 것은 아니지만, 감마나이프 수술의 엄격성과 그에 따른 장비조작의 용이성 및 통일성에 관한 요구를 고려하면, 본 발명에 따른 새로운 타입의 Y/Z 슬라이드(700)를 사용하더라도 의료진이 아무런 혼란을 겪지 않도록 미리 배려하여 그 길이를 설정하는 것이 바람직하다.
즉 종래의 Y/Z 슬라이드(61; 도6 및 도8 참조)를 사용할 경우 읽게 되는 Y축 좌표눈금과 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)를 사용할 경우 읽게 되는 Y축 좌표눈금 간의 차이를 직관적으로 쉽게 이해할 수 있도록 하여 의료진이 정위기구의 방사선 조사 위치를 세팅함에 있어 조금이라도 혼란이 생기지 않도록 할 필요가 있다.
이러한 이유에서 본 발명의 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)는 연장블록(720, 721)의 시준홈(723)안에 표시된 새로운 Y축 눈금좌표 기준점(724)이 종래의 Y축 눈금좌표 기준점(714)으로부터 100mm 만큼 떨어진 것으로 설정하였다. 종래의 Y축 눈금좌표 기준점(714)에서 읽게 되는 좌표 값과 새로운 눈금좌표 기준점(724)에서 읽게 되는 좌표 값을 정확히 100mm만큼 차이가 나게 하였으므로, 본 발명의 분리결합형 Y/Z 슬라이드(600)를 사용하는 의료진은 원래 세팅해야 할 Y축 좌표 값에 100mm 만큼을 더하거나 빼줌으로써 Y/Z 슬라이드의 좌표를 쉽고 정확하게 맞출 수 있다.
도11을 참고하면, 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)는 전체적으로 L자 형태로서 "l"자 형태인 종래의 Y/Z 슬라이드(61; 도6 및 도8 참조)와 Z축 방향의 모양은 같으나, Y축의 좌측 또는 우측 방향으로 길이가 100mm더 길게 되어 있는 점에서 차이가 있다. 그리고 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)에는 Y/Z 슬라이드 몸체(710)와 연장블록(720, 721) 전체에 복수 개의 고정나사들(715, 725)이 설치되어 있는데, 이들 고정나사들 중 적어도 2개의 고정나사가 정위기구의 프레임 부재에 고정됨으로써 Y/Z 슬라이드(700)를 안정적으로 지지할 수 있도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 좌우 2개의 고정나사들(715)을 설치하고, 연장블록(720, 721)에 각각 2개씩 고정나사들(725)을 설치하여, 연장블록 중 한 개와 결합되었을 때 총 4개의 고정나사가 있게 되는 것으로 설계하였다.
한편 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)는 정위기구의 프레임부재와 결합되는 곳에 개구부(712, 722)들을 마련함으로써 프레임 부재에 표시된 눈금을 읽을 수 있도록 하였다.
도12의 도면 <A>에는 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)의 정면도가 도시되어 있으며, 도면 <B>에는 그에 대응되는 저면 단면도가 도시되어 있다. 미설명부호 715a는 고정나사(715)가 끼워지는 고정나사공을 가리킨다.
도13은 도11에 도시된 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)의 배면도 및 측단면도를 도시한다. 도13에서 도면부호 717과 727은 정위기구의 측면 프레임 부재(32, 도6 및 도8 참조)가 끼워져 결합될 수 있는 측면 프레임부재 결합홈을 가리킨다.
도14는 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)를 정위기구(30)에 장착한 상태의 사시도로서, Y/Z 슬라이드 몸체(710)가 정위기구(30)의 앞쪽 가장자리 쪽에 치우쳐 위치하더라도 연장블록(720, 721)에 의해 Y/Z 슬라이드(700)가 정위기구(30)의 측면 프레임 부재(32)에 안정적으로 지지되는 것을 도시한다.
도14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)를 정위기구(30)에 장착하여 사용할 경우에는, 종래의 Y축 눈금좌표 기준점(714)이 정위기구(30)의 앞쪽 혹은 뒤쪽 가장자리 쪽에 치우쳐서 위치하게 되므로, 종래의 Y축 눈금좌표 기준점(714)으로는 Y축 좌표 값을 읽을 수 없게 되는 경우가 많다. 이때는 연장블록(720, 721)에 마련된 새로운 Y축 눈금좌표 기준점(724)에 의해서 Y축 좌표를 설정해야만 한다. 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)는 정위기구(30)의 좌우측에 하나씩 장착해야 하므로, 서로 거울(mirror)식으로 대칭된 L자형의 2개의 분리결합형 Y/Z 슬라이드들(700)이 한 벌을 이루게 된다.
도15는 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드를 이용하여 감마나이프 방사선 수술을 할 경우 정위기구의 X/Y 좌표평면(310) 안에 위치하는 모든 영역에서 방사선 수술이 가능한 것을 표시한다.
앞서 도9에서 종래의 "l"자형 Y/Z 슬라이드를 사용할 경우에는 Y축 방향으로 시술할 수 있는 범위가 매우 제한적이라는 것을 설명한 바 있다. 즉 도9에 도시된 바와 같이 종래의 Y/Z 슬라이드는 정위기구의 측면 프레임부재(32)에 표시된 눈금 중 25mm부터 175mm까지의 길이부분(즉 150mm)만을 사용할 수 있을 뿐이었다. 이 150mm라는 사용가능 범위는 종래의 Y/Z 슬라이드의 2개의 고정나사들 중 한 개라도 고정되는 경우의 사용가능 범위를 말하는 것이며(도9 및 도15에서 "b" 영역), 고정나사들 2개를 모두 고정시킬 수 있는 범위는 표시눈금 40mm부터 160mm까지의 길이부분(즉 120mm)에 불과하였다(도9 및 도15에서 "c" 영역).
따라서 종래의 "l"자형 Y/Z 슬라이드에서 2개의 고정나사들을 모두 체결하여 Y/Z 슬라이드를 정위기구 상에 안정적이고 확실하게 고정시킨 상태에서 방사선 수술을 시행할 수 있는 안전 영역(도9에서 S1 부분)은 정위기구의 X/Y 좌표평면(310)의 내부 공간 중에서 단 55%에 불과하였으며, 2개의 고정나사들 한 개라도 체결하여 사용할 수 있는 최대 사용가능범위(도9에서 S1+S2 부분) 또한 전체 공간 중의 68%에 불과하였다.
환자의 머리가 작거나 한 개의 병변이 있는 뇌종양 환자의 경우에는, 머리와 정위기구의 프레임 위치를 적당히 조절하여 종양이 가능한 한 정위기구의 중앙부에 위치하도록 프레임 부재들을 고정할 수가 있고, 그러면 종양의 위치가 종래의 Y/Z 슬라이드의 범위 안에 위치하므로, 종래의 Y/Z 슬라이드로도 방사선 수술이 가능하다(도6의 경우). 그러나 환자의 머리가 크거나 여러 개의 병변이 있는 전이성 뇌종양 환자의 경우에는, 모든 종양이 종래의 Y/Z 슬라이드의 범위 안에 위치할 수가 없기 때문에 종래의 Y/Z 슬라이드를 가지고서는 치료범위가 제한적일 수밖에 없었던 것이다.
그러나 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)를 사용하면 Y축 방향의 좌표눈금 -10mm부터 210mm까지 총 220mm의 측면 프레임부재(32) 길이 전체에 대해서 Y/Z 슬라이드를 사용할 수 있다(도15 참조).
본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)는 도15에 표시된 바와 같이 정위기구(30) 내부의 X/Y 평면(310) 전체 영역에 대해서 감마나이프 방사선 수술이 가능하도록 하므로, 일단 정위기구(30)를 환자의 머리에 장착하기만 하면 환자의 머리 크기, 뇌종양의 개수, 종양의 위치 등에 관계없이 L자형 Y/Z 슬라이드(700)를 사용하여 안전하고 정확하게 정위기구의 Y축 전체 영역에 대해서 방사선 수술이 가능한 장점이 있다.
도16은 본 발명에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)를 정위기구(30)에 결합한 상태에서 환자가 감마나이프 방사선 수술을 받는 상황을 도시한다. 도16에 도시된 바와 같이 환자의 머리 앞쪽 부분을 수술하기 위해 Y/Z 슬라이드의 몸체(710)가 앞쪽으로 나온 경우라도, 그 옆의 연장블록(720)이 고정나사들로 안전하게 정위기구(30)에 결합됨으로써, 본 발명의 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)는 원하는 위치에 안정적으로 고정될 수 있고, 그 결과 감마나이프 방사선 수술을 안전하고 정확하게 시행할 수 있다.
도17은 본 발명의 제2실시예에 따른 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700a)의 분해사시도이다. 도17에 도시된 제2실시예의 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700a)는, 앞서 도11 내지 도16에서 설명한 제1실시예의 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700)와 비교할 때, 결합부(713a)의 "凸" 형태로 돌출된 부분이 결합부 전체의 면적이 아니라 일부 면적만이 돌출되고, 그에 따라 연장블록(720, 721)의 "凹" 형태로 오목한 부분도 접촉 면적 전체가 아니라 일부 면적만이 수납공간부(728a)로서 오목하게 함몰된 상태로 되었다는 점에서 차이가 있다.
제1실시예처럼 Y/Z 슬라이드 몸체(710)와 연장블록(720, 721)간의 결합이 이루어지는 요철(凹凸) 부분을 결합부(713a)의 아래 위 끝까지 만들면, 요철 결합부분에 아래 위 유격이 있어 상하 방향으로 움직일 수가 있다. 따라서 제1실시예의 경우에는 결합볼트(726)를 꼭 죄어야만 하는 부담이 있는데, 도17에 도시된 제2실시예처럼 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 결합부(713a)와 연장블록(720, 721)이 만나는 요철(凹凸) 부분을 접촉면적의 중앙에 만들면 상하좌우 방향으로 유격이 없게 되어 결합볼트(726)를 꼭 채우지 않더라도 흔들리지 않게 된다.
도18은 본 발명의 제3실시예에 따른 굴절형 Y/Z 슬라이드(700b)의 분해사시도이다. 앞서 도10에서 설명한 바와 같이 종래의 Y/Z 슬라이드는 그 자체가 일정한 높이를 갖고 있으므로 정위기구가 감마나이프 장비의 헬멧의 가장자리로 근접하게 되면 Y/Z 슬라이드가 헬멧 내벽에 부딪혀서 더 이상 이동할 수가 없고, 그 결과 환자의 머리 좌우측에 병소가 있는 경우에는 방사선 수술을 할 수 없는 문제점이 있었다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 제3실시예에서는 도18과 같은 굴절형 Y/Z 슬라이드(700b)를 제안한다.
도18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 굴절형 Y/Z 슬라이드(700b)는 전체적으로
Figure 112011027946352-pat00003
형태로 굴절되어 있으며, 정위기구의 측면 프레임 부재에 장착된 상태에서 Z축 슬라이드 스틱(62)이 끼워지는 스틱 삽입홈(711) 부분이 정위 기구 안쪽으로 들어간다. 이와 같이 Y/Z 슬라이드를 굴절형으로 만들면 최소한 수평으로 굴절되어 연장된 부분(도18에서 도면부호 751)만큼 X축 방향의 공간을 더 확보할 수 있게 되어, 감마나이프 장비의 헬멧 안에서 정위기구를 X축 방향으로 더 이동시킬 수가 있다. 즉 본 발명에 따른 굴절형 Y/Z 슬라이드 기구(700b)는 정위기구 안의 방사선 수술가능 영역을 X축 방향에 관해서 획기적으로 확대시킬 수가 있는 것이다.
도18을 참고하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 굴절형 Y/Z 슬라이드(700b)는 측면 프레임 부재 결합지지부(750), 굴절 연장부(751) 및 슬라이드 스틱 결합부(752)로 구성되며, 상기 굴절 연장부(751)는 정위기구에 장착된 경우를 상정했을 때 정위기구의 안쪽 방향으로(즉 환자의 머리에 보다 가깝게) 절곡되어 연장된다.
도19는 본 발명의 제4실시예에 따른 굴절 및 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700c)의 분해사시도이다. 제4실시예에서는 앞서 제1실시예(도11 참조) 및 제3실시예(도18 참조)의 장점들을 결합하여 Y/Z 슬라이드를 굴절형인 동시에 분리결합형으로 설계한 것이다. 제4실시예에 따른 굴절 및 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700c)는 좌우에 연장블록(720, 721)이 결합되는 방식과 구조에 관해서는 제1실시예의 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700; 도11 참조)와 동일하고, Y/Z 슬라이드 몸체(710a)가
Figure 112011027946352-pat00004
형태의 굴절형으로 되어 있다는 점에서는 상기 제3실시예의 굴절형 Y/Z 슬라이드(700b)와 동일하다.
도20은 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에 따른 Y/Z 슬라이드(700b, 700c)를 사용할 경우 종래의 Y/Z 슬라이드를 사용할 때보다 정위기구를 X축 방향으로 더 이동시킬 수 있어 정위기구의 측면에 치우친 부분들에 대해서도 방사선 수술을 가능하게 된 것을 도시한다. 도20에서는 편의상 그림 우측의 앞고정 포스트(35a)를 생략하고 도시하지 않았다.
도20에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예 또는 제4실시예에 따른 확장형 Y/Z 슬라이드들(700b, 700c)을 이용하면 Y/Z 슬라이드가 헬멧(7)의 내벽에 부딪힘이 없이 정위기구(30)를 X축 방향으로 좀 더 이동시킬 수 있어서, 정위기구를 동일하게 환자의 머리에 장착한 상태에서도 환자 머리의 좌측 혹은 우측 가장자리에 위치한 병소까지 방사선 수술을 할 수 있는 장점이 있다.
즉 본 발명의 굴절형 Y/Z 슬라이드(700b)와 굴절 및 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700c)는 정위기구의 X축 방향의 수술가능 범위를 대폭 확대하는 효과가 있으며, 특히 굴절 및 분리결합형 Y/Z 슬라이드(700c)는 정위기구의 X축 방향 및 Y축 방향으로 방사선 수술가능 범위를 획기적으로 확대할 수 있는 장점이 있다.
이상 본 발명에서는 감마나이프 방사선 수술의 수술가능범위를 확대할 수 있는 4가지의 실시예들에 관해 설명하였는데, 본 발명에 따른 확장형 Y/Z 슬라이드들을 사용하면 환자의 머리 크기와 병변의 위치 때문에 감마나이프 방사선 수술을 포기해야 하는 상황이 없어지며, 2개 이상의 병변이 두뇌 앞뒤(frontal/occipital) 위치 또는 좌우의 위치에 존재할 경우에도 동시 치료가 가능한 장점이 있다.
결론적으로, 본 발명은 정위기구내의 전체 영역을 방사선 수술 가능 영역으로 활용할 수 있도록 함으로써 치료할 수 있는 좌표범위를 획기적으로 확대하여 종전에 치료불가능했던 영역을 치료할 수 있는 효과를 거둘 수 있을 뿐만 아니라 정위기구를 여러 번 장착함으로 인한 환자의 고통과 부담을 덜 수 있는 장점이 있다.
1: 감마나이프 방사선 수술 장치 2: 차폐 방사 유닛
2a: 차폐물 3: 차폐문
4: 방사선 경고등 5: 플라스틱 커버
7: 콜리메이터 헬멧(collimator helmet)
7a: 방사선 조사시 헬멧 장착 위치 8: 시술용 침대
8a: 보호판넬 8b: 결합지지대
9: 위치조절장치 20: 코발트-60 선원
20a: 빔채널들 30: 정위기구(렉셀 프레임)
31: 전방 프레임부재 31a: 체결볼트
31b: X축 좌표눈금
32: 측면 프레임부재, Y축 방향 프레임부재
32a: 삽입구멍 32b: Y축 좌표눈금
33: 후방 프레임부재 34: 고정볼트
35a: 앞 고정포스트 35b: 뒤 고정포스트
36a, 36b: 연결부분 37: 고정나사
50: 환자머리부 60: Y/Z 슬라이드 기구
61: Y/Z 슬라이드 61a: 체결나사
62: Z축 슬라이드 스틱 62a: 잠금볼트
62b: 삽입지지홀 62c: Z축 좌표눈금
67: Z축 눈금좌표 기준점 200: 자동위치조절장치
250: 좌측 수동위치 조절장치 251: 좌측 수동위치 조절자
251a: 결합돌기 251b: 고정수단
251c: 눈금 252: 좌측 각도조절기
252a: 지지돌기 260: 우측 수동위치 조절장치
261: 우측 수동위치 조절자 261a: 결합돌기
261b: 고정수단 261c: 눈금
262: 우측 각도조절기 262a: 지지돌기
300: 정위기구의 3차원 좌표공간 310: 정위기구의 X/Y 좌표평면
700, 700a: 분리결합형 Y/Z 슬라이드
700b: 굴절형 Y/Z 슬라이드
700c: 굴절 및 분리결합형 Y/Z 슬라이드
710, 710a: Y/Z 슬라이드 몸체 711: 스틱 삽입홈
712: 개구부 713: 돌출뭉치부
713a: 결합부 713b: 돌출결합편
714: 종래의 Y축 눈금좌표 기준점 715: 고정나사
715a: 고정나사공 717: 측면 프레임부재 결합홈
718: Z축 좌표눈금 720: 우 연장블록
721: 좌 연장블록 722: 개구부
723: 시준홈 724: 새로운 Y축 눈금좌표 기준점
725: 고정나사 725a: 고정나사공
726: 결합볼트 726a, 726b: 볼트공
727: 측면 프레임부재 결합홈 728: 수납홈부
728a: 수납공간부 750: 측면 프레임부재 결합지지부
751: 굴절연장부 752: 슬라이드 스틱 결합부

Claims (12)

  1. 감마나이프 방사선 수술에서 환자의 머리를 고정하는 정위기구를 감마나이프 방사선 수술 장치에 결합시키기 위해 사용되는 Y/Z 슬라이드에 있어서,
    상기 정위기구(30)가 들어가 위치되는 콜리메이터 헬멧(7)을 기준으로 상기 콜리메이터 헬멧(7)의 깊이방향을 따라 Z축을 설정하고, 상기 Z축에 직교하는 평면의 좌우방향과 상하방향을 따라 각각 X축과 Y축을 설정할 때, 상기 Y/Z 슬라이드는,
    상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)에 위치변경이 가능한 방식으로 고정되는 Y/Z 슬라이드 몸체(710);
    상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 Z축 방향으로 마련된 스틱 삽입홈(711);
    상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌우측에 연장되어 마련되며 "凸" 형상의 돌출뭉치부(713)를 갖는 결합부(713a);
    상기 결합부(713a)의 돌출뭉치부(713)와 결합될 수 있는 "凹" 형상의 수납홈부(728)를 일측에 갖고, 상기 Y축 방향 프레임 부재(32)와 나란한 방향으로 소정길이 만큼 연장되며, 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌측 또는 우측에 결합될 수 있는 연장블록(720, 721); 및
    상기 연장블록(720, 721)에 형성되며 상기 연장블록을 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)와 결합시키는 고정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정수단은,
    상기 연장블록(720, 721)에 형성된 적어도 하나 이상의 고정나사공(725a); 및
    상기 고정나사공(725a)에 각각 삽입되어 결합되는 고정나사(725);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연장블록(720, 721)의 수납홈부(728)와 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 돌출뭉치부(713)에는 서로 대응되는 볼트공들(726a, 726b)이 각각 형성되고, 상기 볼트공들(726a, 726b)에 결합볼트(726)가 체결됨으로써 상기 연장블록이 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 착탈가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 슬라이드 몸체(710)와 연장블록(720, 721)에는 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)가 끼워질 수 있는 결합홈(717, 727)이 각각 형성된 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연장블록(720, 721)은 그 일부분이 제거되어 시준홈(723)이 형성되고, 이 시준홈(723)을 통해 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)에 표시된 Y축 좌표눈금(32b)이 보여지며, 상기 시준홈(723) 안에는 상기 Y축 좌표눈금(32b)을 계측할 수 있는 Y축 눈금좌표 기준점(724)이 표시된 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  6. 감마나이프 방사선 수술에서 환자의 머리를 고정하는 정위기구를 감마나이프 방사선 수술 장치에 결합시키기 위해 사용되는 Y/Z 슬라이드에 있어서,
    상기 정위기구(30)가 들어가 위치되는 콜리메이터 헬멧(7)을 기준으로 상기 콜리메이터 헬멧(7)의 깊이방향을 따라 Z축을 설정하고, 상기 Z축에 직교하는 평면의 좌우방향과 상하방향을 따라 각각 X축과 Y축을 설정할 때, 상기 Y/Z 슬라이드는,
    상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)에 위치변경이 가능한 방식으로 고정되는 Y/Z 슬라이드 몸체(710);
    상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 Z축 방향으로 마련된 스틱 삽입홈(711);
    상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌우측에 연장되어 마련되며 그 면적 중 일부 면적이 돌출되어 돌출블록편(713b)을 형성한 결합부(713a);
    상기 Y축 방향 프레임 부재(32)와 나란한 방향으로 소정길이 만큼 연장되고 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌측 또는 우측에 결합될 수 있으며, 그 일부 면적이 상기 돌출블록편(713b)에 대응하게 오목하게 함몰되어 수납공간부(728a)를 형성한 연장블록(720, 721); 및
    상기 연장블록(720, 721)에 형성되며 상기 연장블록을 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)와 결합시키는 고정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  7. 감마나이프 방사선 수술에서 환자의 머리를 고정하는 정위기구를 감마나이프 방사선 수술 장치에 결합시키기 위해 사용되는 Y/Z 슬라이드에 있어서,
    상기 정위기구(30)가 들어가 위치되는 콜리메이터 헬멧(7)을 기준으로 상기 콜리메이터 헬멧(7)의 깊이방향을 따라 Z축을 설정하고, 상기 Z축에 직교하는 평면의 좌우방향과 상하방향을 따라 각각 X축과 Y축을 설정할 때, 상기 Y/Z 슬라이드는,
    상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)에 위치변경이 가능한 방식으로 고정되는 측면 프레임 부재 결합지지부(750);
    상기 측면 프레임 부재 결합지지부(750)로부터 정위기구의 안쪽 방향을 향하여 절곡되어 연장된 굴절 연장부(751); 및
    상기 굴절 연장부(751)로부터 상기 정위기구의 높이 방향으로 연장되며 내부에 그 길이방향을 따라 스틱 삽입홈(711)이 형성된 슬라이드 스틱 결합부(752);를 포함함으로써, 그 길이방향에 따른 전체 단면 형상이
    Figure 112011027946352-pat00005
    형태로 된 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  8. 감마나이프 방사선 수술에서 환자의 머리를 고정하는 정위기구를 감마나이프 방사선 수술 장치에 결합시키기 위해 사용되는 Y/Z 슬라이드에 있어서,
    상기 정위기구(30)가 들어가 위치되는 콜리메이터 헬멧(7)을 기준으로 상기 콜리메이터 헬멧(7)의 깊이방향을 따라 Z축을 설정하고, 상기 Z축에 직교하는 평면의 좌우방향과 상하방향을 따라 각각 X축과 Y축을 설정할 때, 상기 Y/Z 슬라이드는,
    상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)에 위치변경이 가능한 방식으로 고정되는 Y/Z 슬라이드 몸체(710a);
    상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 Z축 방향으로 마련된 스틱 삽입홈(711);
    상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌우측에 연장되어 마련되며 "凸" 형상의 돌출뭉치부(713)를 갖는 결합부(713a);
    상기 결합부(713a)의 돌출뭉치부(713)와 결합될 수 있는 "凹" 형상의 수납홈부(728)를 일측에 갖고, 상기 Y축 방향 프레임 부재(32)와 나란한 방향으로 소정길이 만큼 연장되며, 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 좌측 또는 우측에 결합될 수 있는 연장블록(720, 721); 및
    상기 연장블록(720, 721)에 형성되며 상기 연장블록을 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)와 결합시키는 고정수단;을 포함하며,
    상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710a)는, 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)에 결합되는 측면 프레임 부재 결합지지부(750), 상기 측면 프레임 부재 결합지지부(750)로부터 정위기구의 안쪽 방향을 향하여 절곡되어 연장된 굴절 연장부(751), 및 상기 굴절연장부(751)로부터 상기 정위기구의 높이 방향으로 연장된 슬라이드 스틱 결합부(752)로 구성됨으로써, 그 길이방향에 따른 전체 단면 형상이
    Figure 112011027946352-pat00006
    형태로 된 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  9. 제8항에 있어서, 상기 고정수단은,
    상기 연장블록(720, 721)에 형성된 적어도 하나 이상의 고정나사공(725a); 및
    상기 고정나사공(725a)에 각각 삽입되어 결합되는 고정나사(725);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  10. 제8항에 있어서, 상기 연장블록(720, 721)의 수납홈부(728)와 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)의 돌출뭉치부(713)에는 서로 대응되는 볼트공들(726a, 726b)이 각각 형성되고, 상기 볼트공들(726a, 726b)에 결합볼트(726)가 체결됨으로써 상기 연장블록이 상기 Y/Z 슬라이드 몸체(710)에 착탈가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  11. 제8항에 있어서, 상기 슬라이드 몸체(710)와 연장블록(720, 721)에는 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)가 끼워질 수 있는 결합홈(717, 727)이 각각 형성된 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
  12. 제8항에 있어서, 상기 연장블록(720, 721)은 그 일부분이 제거되어 시준홈(723)이 형성되고, 이 시준홈(723)을 통해 상기 정위기구(30)의 Y축 방향 프레임 부재(32)에 표시된 Y축 좌표눈금(32b)이 보여지며, 상기 시준홈(723) 안에는 상기 Y축 좌표눈금(32b)을 계측할 수 있는 Y축 눈금좌표 기준점(724)이 표시된 것을 특징으로 하는, 감마나이프 방사선 수술용 정위기구의 시술 가능 범위를 확대하기 위해 개량된 확장형 Y/Z 슬라이드.
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