KR101358468B1 - Target volume verification phantom - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 뇌정위 방사선 수술 및 치료의 대상이 되는 환자의 두개(頭蓋)내에 위치한 동일한 병소에 대한 영상촬영장비 및 영상촬영조건, 각 조영제의 조영증강의 변화에 따른 병소 체적을 상호 비교하고 검증할 수 있도록 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀에 관한 것이다.The present invention can compare and verify the image capturing equipment and imaging conditions for the same lesion located in the two heads of the patients undergoing stereotactic radiosurgery and treatment, and the volume of the lesion according to the change in contrast enhancement of each contrast agent. To a phantom for verifying the volume and location of the lesion.
뇌정위 방사선 수술 및 치료(Stereotactic radiosurgery and radiation therapy)는 두개(頭蓋)내의 작은 병소에 한 번에 집중적으로 고선량의 방사선을 조사하면서 주위 정상조직에는 최소한의 선량만이 도달하게 하는 수술법이다.Stereotactic radiosurgery and radiation therapy is a surgical procedure that involves irradiating high doses of radiation to small lesions in the cranial follicles at a time, with minimal dose reaching the surrounding normal tissue.
뇌정위 방사선 수술 및 치료에서 방사선 분포의 특징은 위치가 설정된 점으로부터 수 ㎜만 떨어져도 선량이 급격히 감소하는 물리적 특성을 나타낸다. 이러한 방사선 수술에서 요구되는 조건은 우선 정위적 기구가 환자의 두개골에 단단히 부착되어야 하고, 대상 목표점의 위치가 3차원 공간상에서 정확히 결정되어야 하며, 계획된 선량이 목표점에 정확히 전달되어야 한다는 것이다.The characteristic of radiation distribution in cerebral stereotactic radiosurgery and treatment is the physical property that the dose is sharply reduced even a few millimeters away from the set point. The condition required for such radiosurgery is that the stereotactic instrument must first be firmly attached to the patient's skull, the position of the target target point must be accurately determined in three-dimensional space, and the planned dose must be accurately transmitted to the target point.
무엇보다도 환자의 두개 내에 위치한 작은 병소의 위치를 3차원적으로 정확하게 결정하는 것이 중요한 전제 조건인데, 이를 위하여 인체의 내부상태를 보다 자세히 관찰할 수 있게 하는 컴퓨터단층촬영장치(이하, CT 장치)나 자기공명영상촬영장치(이하, MRI 장치)나 핵의학영상촬영장치(이하, SPECT 장치)나 양전자방출단층촬영장치(이하, PET 장치) 등을 활용하게 된다.Above all, it is an important prerequisite to accurately determine the location of small lesions within the patient's skull in three dimensions. To this end, a computer tomography device (hereinafter referred to as CT device) or Magnetic resonance imaging apparatuses (hereinafter referred to as MRI apparatuses), nuclear medical imaging apparatuses (hereinafter referred to as SPECT apparatuses) and positron emission tomography apparatuses (hereinafter referred to as PET apparatuses) may be utilized.
상기 촬영장치는 촬영원리가 서로 달라 각각 장단점이 있기 때문에 진단목적에 따라 영상이 가장 정확하고 깨끗하게 나오는 촬영장치를 선택하여 사용하게 되는데, 가장 널리 보급되어 사용빈도가 높고 촬영비용이 상대적으로 낮은 촬영장치로는 CT 장치와 MRI 장치를 들 수 있다.Since the photographing apparatus has different advantages and disadvantages, the photographing apparatus is used to select the photographing apparatus that provides the most accurate and clean images according to the purpose of diagnosis. The photographing apparatus is the most widely used photographing apparatus with high frequency of use and relatively low photographing cost. Examples include CT devices and MRI devices.
CT 장치는 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 기준영상으로 사용할 수 있다.The CT device obtains an image using the difference in X-ray attenuation coefficient according to the change of electron density as an expression mechanism, and provides a good anatomical image information with little distortion of the image. In particular, it is excellent for photographing bone tissue, and the electronic density information can be directly used for dose calculation, so it can be used as a reference image in radiotherapy planning.
그리고, MRI 장치는 인체내 수소원자의 자기화 및 이완 과정에서의 주파수 변환신호를 발현기전으로 하여 영상을 얻는 장치로서 뛰어난 연조직 대조도를 보여 우수한 해부학적 영상정보를 제공한다. 하지만 자장의 분균일도 및 여러 가지 영향으로 인한 영상의 왜곡이 발생할 가능성을 안고 있다.In addition, the MRI apparatus obtains an image by using the frequency conversion signal in the magnetization and relaxation process of hydrogen atoms in the human body as an expression mechanism, and provides excellent anatomical image information by showing excellent soft tissue contrast. However, there is a possibility of distortion of the image due to the uniformity of the magnetic field and various influences.
따라서, 위와 같은 CT 장치 및 MRI 장치 각각의 장점을 살리고 단점을 보완하기 위해 임상에서는 뇌정위 방사선 수술 및 치료 시 MRI 영상과 CT 영상을 융합하여 이용하게 되는데, CT 장치와 MRI 장치는 영상을 만드는 방법이 다르고 병소를 확인하기 위하여 사용하는 조영제의 성분이 다르기 때문에 영상융합 후 병소의 체적과 모양에서 차이가 날 수 있다.Therefore, in order to make use of the advantages and disadvantages of each of the above CT device and MRI device, the clinic uses MRI image and CT image for cerebral stereotactic radiosurgery and treatment. Because of these differences and the composition of contrast agents used to identify the lesions, there may be differences in the volume and shape of the lesions after image fusion.
병소의 체적과 모양이 달라지면 방사선 수술 및 치료시 치료계획에서 기준으로 삼는 영상에 따라 정상조직을 병소로 오인하여 과다치료를 하거나 또는 실제의 병소 크기보다 작게 수술 및 치료를 함으로써 추후 병소 재발의 가능성을 남기게 된다. If the volume and shape of the lesion is different, the possibility of later recurrence of the lesion may be determined by over-treatment by misdiagnosing normal tissue as the lesion according to the images used in the treatment plan during radiation surgery and treatment, or by performing surgery and treatment smaller than the actual lesion size. Left.
따라서, 동일한 병소에 대한 영상촬영장비 및 영상촬영조건, 각 조영제의 조영증강에 따른 병소 체적을 상호 비교하고 검증할 수 있도록 하는 팬텀을 개발함으로써 영상융합의 신뢰도를 측정하고 평가할 필요성이 매우 높게 요구되고 있다.Therefore, the need for measuring and evaluating the reliability of image fusion is highly demanded by developing phantoms that can compare and verify the imaging equipment and imaging conditions for the same lesions, and the volume of lesions according to the contrast enhancement of each contrast agent. have.
뇌정위 방사선 수술 및 치료와 관련된 팬텀으로는 한국공개특허 제2012-0011575호의 "뇌정위 방사선 수술의 목표점 및 방사선 분포의 검증장치"를 소개할 수 있다.As a phantom associated with stereotactic radiosurgery and treatment, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0011575 discloses a device for verifying a target point and radiation distribution of cerebral stereotactic radiosurgery.
한국공개특허 제2012-0011575호는 인체의 두상을 형상화한 팬텀의 공동부에 액상의 충진물을 충진하고, 검증 대상 위치에 각각 대응하도록 배치하여 각 병변(종양)을 모사하는 젤(Gel) 상태의 근육 등가물로 만들어진 복수 개의 젤 계측기를 구비함으로써, 실제 방사선 수술의 대상이 되는 종양에 대한 3차원적인 방사선 분포를 확인하여 치료 전 방사선 수술 계획의 3차원적인 검증 도구로서 사용할 수 있도록 구성되어 있다.Korean Laid-Open Patent No. 2012-0011575 fills the cavity of a phantom shaped to the head of a human body with a liquid filling material, and arranges it to correspond to the verification target position, so as to simulate each lesion (tumor) in a gel state. By providing a plurality of gel measuring instruments made of muscle equivalents, it is configured to be used as a three-dimensional verification tool of the radiosurgical plan before treatment by confirming the three-dimensional radiation distribution of the tumor that is the target of the actual radiation surgery.
그러나, 위 종래기술은 실제 방사선 수술의 대상이 되는 종양에 대한 3차원적인 방사선 분포를 확인할 수 있는 것뿐이기 때문에, 동일한 병소에 대한 영상촬영장비 및 영상촬영조건, 각 조영제의 조영증강에 따른 병소 체적을 상호 비교하고 검증할 수 있도록 하는 새로운 팬텀의 개발이 여전히 요구되고 있다. However, since the above prior art can only confirm the three-dimensional radiation distribution of the tumor that is the target of the actual radiation surgery, the imaging equipment and imaging conditions for the same lesion, the lesion according to the contrast enhancement of each contrast agent. There is still a need for the development of new phantoms that allow for volume comparison and verification.
본 발명은 임상에서 사용하는 여러 종류의 치료계획 프로그램(감마나이프, 노발리스, 사이버나이프, 선형가속기 등의 각각의 치료계획 프로그램)에 대한 병소 체적 구성의 정확도와 신뢰성 평가에 사용할 수 있는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀을 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention relates to the volume of lesions that can be used to evaluate the accuracy and reliability of lesion volume composition for various types of treatment planning programs (gamma knife, Novalis, cyber knife, linear accelerator, etc.) used in clinical practice. The purpose is to provide a phantom for position verification.
또한, 본 발명은 CT 장치 및 MRI 장치의 영상왜곡 및 조영제 없이 또는 조영제에 따라 조영 증강된 영상품질을 영상 촬영장치 사이에 상호 비교함으로써 촬영장치의 품질관리에 사용할 수 있는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀을 제공하는 것에 또 하나의 목적이 있다.In addition, the present invention is for verifying the volume and location of lesions that can be used for quality control of the imaging device by comparing the image quality of the CT device and the MRI device with or without contrast and contrast-enhanced image quality according to the contrast agent. Another purpose is to provide phantoms.
본 발명에 따른 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀은, 내부에 물을 수용하는 공간이 형성된 실린더 형상의 팬텀 본체;와, 상기 팬텀 본체 내부에 길이 방향을 따라 평행하게 배열되고, 상판과 하판 사이에 고정되는 복수 개의 고정봉; 및 상기 고정봉과 동심을 이루도록 상기 고정봉 상에 각각 고정되고, 그 내부에 CT 조영제와 MRI 조영제의 혼합액이 충진되는 캡슐이 적어도 하나 이상 포함된 복수 개의 캡슐;을 포함하고, 상기 복수 개의 캡슐은 상기 팬텀 본체의 높이 전체에 걸쳐 고르게 분포되도록 배치된 것을 특징으로 한다.The volume and position verification phantom of the lesion according to the present invention includes a cylindrical phantom body having a space accommodating water therein; and arranged in parallel in the longitudinal direction inside the phantom body, between the upper plate and the lower plate. A plurality of fixing rods fixed; And a plurality of capsules fixed on the fixing rods so as to be concentric with the fixing rods, the capsules including at least one capsule filled with a mixture of CT contrast medium and MRI contrast medium therein. It is characterized in that it is arranged to be evenly distributed throughout the height of the phantom body.
여기서, 상기 복수 개의 고정봉은 상기 팬텀 본체의 길이 방향에 대해 수직한 평면상에서 동일반경의 원주를 따라 배열되는 적어도 하나 이상의 열을 포함한다.Here, the plurality of fixing rods includes at least one row arranged along the circumference of the same radius on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the phantom body.
그리고, 상기 열은 적어도 두 개 이상 포함되고, 상기 각 열에 포함된 어떤 캡슐도 상기 팬텀 본체의 길이 방향에 대해 수직한 평면상에서 반경방향을 따라 중첩되지 않는 것이 바람직하다.And, it is preferable that at least two rows are included, and any capsules included in each row do not overlap radially on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the phantom body.
상기 열은 상기 팬텀 본체의 외곽으로부터 시작하는 제1열 내지 제3열의 세 개의 열로 이루어질 수 있으며, 또한 상기 제1열 내지 제3열은 상기 반경방향을 따라 등간격으로 배열된다.The rows may consist of three rows of first to third rows starting from the outer side of the phantom body, and the first to third rows are arranged at equal intervals along the radial direction.
그리고, 상기 각 열에 포함된 상기 캡슐은 인접한 고정봉을 따라 상기 팬텀 본체의 높이 전체에 걸쳐 순차적으로 분포되어 원주방향을 따라 전체적으로 나선형을 이룰 수 있다.In addition, the capsules included in each row may be sequentially distributed over the entire height of the phantom body along adjacent fixing rods to form a spiral in the circumferential direction.
본 발명의 실시예에서, 상기 열은 상기 팬텀 본체의 외곽으로부터 시작하는 제1열 내지 제3열의 세 개의 열로 이루어지고, 제1열에는 12개의 캡슐이 포함되고, 제2열 및 제3열에는 각각 6개의 캡슐이 포함된다.In an embodiment of the present invention, the row consists of three rows of first to third rows starting from the outside of the phantom body, the first row includes 12 capsules, the second row and the third row Each contains six capsules.
그리고, 상기 제1열에 포함된 12개의 캡슐 중 일련의 6개 캡슐로 이루어진 2개의 캡슐 그룹은 각각 반원주 상에서 나선형을 이루도록 배열된다.In addition, two capsule groups consisting of a series of six capsules among the twelve capsules included in the first row are arranged to form a spiral on a semi-circle.
특히, 상기 2개의 캡슐 그룹은 동일한 나선 방향을 이루도록 하는 것이 바람직하다.In particular, the two capsule groups are preferably in the same spiral direction.
한편, 상기 복수 개의 고정봉 중의 하나는 상기 팬텀 본체의 길이 방향 중심축을 따르도록 배치되는 중심봉이고, 상기 중심봉에는 복수 개의 캡슐이 고정될 수 있다.On the other hand, one of the plurality of fixing rod is a central rod disposed along the longitudinal center axis of the phantom body, a plurality of capsules may be fixed to the central rod.
여기서, 상기 중심봉에 고정되는 복수 개의 캡슐은 등간격을 이루는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시예에서는 중심봉에 고정되는 복수 개의 캡슐의 개수는 3개이다.Here, it is preferable that the plurality of capsules fixed to the center rod form an equal interval, and in the embodiment of the present invention, the number of the plurality of capsules fixed to the center rod is three.
본 발명에 따른 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀은 임상에서 사용하는 여러 종류의 방사선 치료기기 각각의 치료계획 프로그램에서 이루어지는 병소 체적 구성의 정확도와 신뢰성을 상호 대비하여 평가할 수 있는 기준을 제시함으로써 정상조직을 병소로 오인하여 과다치료를 하거나 실제의 병소 크기보다 작게 수술 및 치료를 함으로써 추후 병소 재발의 가능성을 남길 수 있는 가능성을 저감시킬 수 있게 한다.The phantom for verifying the volume and location of the lesion according to the present invention provides a standard for evaluating the accuracy and reliability of the volume composition of the lesions in the treatment planning program of each type of radiotherapy device used in the clinic. By misdiagnosing the lesion as an overtreatment or performing surgery and treatment smaller than the actual lesion size, the possibility of later recurrence of the lesion can be reduced.
또한, 본 발명의 팬텀을 활용하여 CT 장치 및 MRI 장치의 영상왜곡 및 조영제 없이 또는 조영제에 따라 조영 증강된 영상품질을 영상 촬영장치 사이에 상호 비교함으로써 촬영장치의 품질관리에 사용할 수도 있게 한다.In addition, by utilizing the phantom of the present invention, it is possible to use the quality control of the photographing apparatus by comparing the image quality of the CT apparatus and the MRI apparatus without the image distortion and the contrast agent or the contrast-enhanced image quality between the imaging apparatuses.
도 1은 본 발명에 따른 팬텀의 전체적인 구조를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 팬텀에 포함된 제1열의 고정봉의 배열을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 팬텀에 포함된 제2열의 고정봉의 배열을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 팬텀에 포함된 제3열의 고정봉의 배열을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 팬텀에 포함된 중심봉을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 팬텀을 CT 장치와 MRI 장치 각각에 대해 동일한 세팅 조건으로 환자의 두정부 위치에 고정한 후 촬영한 이미지. 1 is a view showing the overall structure of the phantom according to the present invention.
2 is a view showing the arrangement of the fixing rods of the first row included in the phantom of the present invention.
3 is a view showing the arrangement of the second row of fixed rods included in the phantom of the present invention.
4 is a view showing the arrangement of the third row of fixed rods included in the phantom of the present invention.
5 is a view showing a central rod included in the phantom of the present invention.
Figure 6 is an image taken after fixing the phantom of the present invention to the head position of the patient in the same setting conditions for each of the CT device and MRI device.
이하, 본 발명에 따른 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀(10)의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the
도 1은 본 발명에 따른 팬텀의 전체적인 구조를 보여주는 도면이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 팬텀에 포함된 제1열 내지 제3열의 고정봉의 배열을 각각 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 팬텀에 포함된 중심봉을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 팬텀을 CT 장치와 MRI 장치 각각에 대해 동일한 세팅 조건으로 환자의 두정부 위치에 고정한 후 촬영한 이미지를 보여주는 것이다.1 is a view showing the overall structure of the phantom according to the present invention, Figures 2 to 4 are views showing the arrangement of the fixing rods of the first row to the third row included in the phantom of the present invention, Figure 5 is the present invention Figure 6 is a view showing a central rod included in the phantom of, Figure 6 shows the image taken after fixing the phantom of the present invention to the position of the head of the patient in the same setting conditions for each of the CT device and the MRI device.
본 발명에 따른 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀(이하 간략히 '팬텀'이라 한다)은 물 팬텀(water phantom)의 일종으로서, 내부에 물을 수용하는 공간이 형성된 실린더 형상의 팬텀 본체(100), 팬텀 본체(100) 내부에 길이 방향을 따라 평행하게 배열되는 복수 개의 고정봉(200), CT 조영제와 MRI 조영제의 혼합액(310)이 충진된 복수 개의 캡슐(300)을 포함한다.Phantom for verifying the volume and position of the lesion according to the present invention (hereinafter, simply referred to as 'phantom') is a kind of water phantom, and has a
본 발명에 따른 팬텀의 전체적인 구성은 도 1에 도시되어 있으며, 도 1을 참조하여 본 발명의 팬텀을 상세히 설명한다.The overall configuration of the phantom according to the present invention is shown in FIG. 1, and the phantom of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
팬텀 본체(100)는 도시된 것과 같이 내부에 물의 수용공간이 형성된 실린더 형상을 가지고 있으며, 원형의 상판(110)과 하판(120)이 양면에 각각 조립되어 내부를 폐쇄하는 구조를 갖는다.The
그리고, 고정봉(200)은 복수 개가 구비되어 팬텀 본체(100) 내부에 길이 방향을 따라 평행하게 배열되며, 상판(110)과 하판(120)에 각각 형성된 삽입공(130)에 끼워져서 고정된다.In addition, a plurality of
위와 같은 고정봉(200)은 CT 조영제와 MRI 조영제의 혼합액(310)이 충진된 캡슐(300)이 적어도 하나 이상 포함된 복수 개의 캡슐(300)을 정위치에 고정시키기 위한 것이다. 캡슐(300)은 방사선 수술 및 치료의 대상이 되는 병소의 위치와 모양을 모사하기 위한 기준물체라 할 수 있으며, 그 중에는 대표적인 방사선 촬영장치인 CT 장치와 MRI 장치 사이에서 얻어지는 병소의 위치와 체적을 상호 비교하여 검증할 수 있도록 CT 조영제와 MRI 조영제의 혼합액(310)이 그 내부에 충진되는 캡슐(300)이 포함되어 있다. 물론 방사선 촬영장치가 달라지게 되면 이에 맞춰 혼합되는 조영제가 달라지게 된다.The
복수 개의 캡슐(300)은 팬텀 본체(100)의 높이 전체에 걸쳐 고르게 분포되도록 배치되어야 하며, 이는 임의의 형상을 갖는 병소의 위치와 체적을 모사하기 위해서는 팬텀 본체(100)의 내부에서 공간적으로 복수 개의 캡슐(300)이 편중되지 않고 가능한 균일하게 분포되어 있을 필요가 있기 때문이다.The plurality of
또한, 캡슐(300)의 고정위치는 사전에 설계된 사양대로 정확한 위치를 유지하여야만 CT 영상이나 MRI 영상에 나타난 캡슐(300) 영상을 기준으로 3차원적으로 영상을 구성하고 부피와 위치를 계산하여 비교 분석한 결과를 신뢰할 수 있게 된다.In addition, the fixed position of the
이를 위해 캡슐(300)은 고정봉(200)과 동심을 이루도록 고정봉(200)의 중간에 고정되는데, 캡슐(300)의 길이를 합하여 팬텀 본체(100)의 높이에 대응하는 길이를 갖는 두 조각의 고정봉(200)을 마련하고 그 사이에 캡슐(300)을 고정하는 구성을 취할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 두 조각의 고정봉(200) 길이(길이의 총합은 일정)를 바꾸면 캡슐(300)의 고정위치(높이)를 임의로 조절할 수 있게 된다. 본 발명의 실시예에서는 캡슐(300)을 실린더 형상의 외피를 가지고 그 가운데에 조영제의 혼합액(310)이 충진되는 공간이 형성된 짧은 파이프 형태로 구성하고, 고정봉(200)의 단부에 삽입돌기(205)를 형성함으로써 캡슐(300) 양단부의 삽입구(320)에 삽입돌기(205)가 끼워져 동심을 이루면서 고정될 수 있도록 구성되어 있다(도 1에 포함된 부분확대도 참조). 즉, 고정봉(200)에 형성된 삽입돌기(205)가 캡슐(300) 안에 충진된 조영제의 혼합액(310)의 누출을 막는 마개 역할을 하게 되는 것이다. 그리고, 본 발명의 실시예에서 상기 캡슐(300)은 조영제의 혼합액(310)에 대한 내화학성이 강하고 가공이 용이한 아크릴 재질로 만들어졌다.To this end, the
한편, 복수 개의 고정봉(200)은 팬텀 본체(100)의 길이 방향에 대해 수직한 평면상에서 동일반경의 원주를 따라 배열되는 적어도 하나 이상의 열을 포함하도록 배열될 수 있다. 캡슐(300)이 고정되는 고정봉(200)이 원주방향을 따르는 열을 이루도록 하면 캡슐(300) 공간분포를 균일하면서도 대칭적으로 구성하는 것이 용이해지며, 대칭성은 캡슐(300) 영상을 기준으로 3차원적으로 영상을 구성하고 부피와 위치를 계산하는 것을 쉽게 만든다는 점에서 바람직하다.On the other hand, the plurality of fixing
이러한 고정봉(200)의 열은 적어도 두 개 이상 포함될 수 있는데, 이때 각 열에 포함된 어떤 캡슐(300)도 팬텀 본체(100)의 길이 방향에 대해 수직한 평면상에서 반경방향을 따라 중첩되지 않는 것이 좋은데, 이는 정해진 위치에 고정된 복수 개의 캡슐(300)을 이용하여 임의의 불규칙한 형상을 갖는 병소의 위치와 체적을 모사한다는 측면에서 한층 유리하기 때문이다.At least two rows of the fixing
상기 열은 상기 팬텀 본체(100)의 외곽으로부터 시작하는 제1열(210) 내지 제3열(230)의 세 개의 열로 이루어질 수 있으며, 또한 상기 제1열(210) 내지 제3열(230)은 반경방향을 따라 등간격으로 배열된다. 여기서, 도 1에는 사시도 상에 여러 개의 열을 함께 도시하는 것은 혼란을 줄 수 있기 때문에, 최외곽의 제1열(210) 및 후술할 중심봉(240)만을 도시하고 있음에 유의하여야 한다. The row may be formed of three rows of
그리고, 각 열에 포함된 캡슐(300)은 인접한 고정봉(200)을 따라 상기 팬텀 본체(100)의 높이 전체에 걸쳐 순차적으로 분포되어 원주방향을 따라 전체적으로 나선형을 이룰 수 있다.In addition, the
본 발명의 실시예에서, 고정봉(200)의 열은 팬텀 본체(100)의 외곽으로부터 시작하는 제1열(210) 내지 제3열(230)의 세 개의 열로 이루어지는데, 제1열(210)에는 12개의 캡슐(300)이 포함되고, 제2열(220) 및 제3열(230)에는 각각 6개의 캡슐(300)이 포함된다.In the embodiment of the present invention, the row of the fixing
도 2는 제1열(210)에 포함된 고정봉(200) 및 캡슐(300)의 배열을 펼쳐서 도시한 도면이다. 최외곽의 제1열(210)에는 등각도로 배열된 총 12개의 고정봉(200)과 각 고정봉(200)에 하나씩 고정되는 12개의 캡슐(300)이 포함된다. 도 2에는 제1열(210)의 12개 고정봉(200)에 대해 1-1∼1-12의 순번을 표시하였는데, 도시된 바와 같이, 제1열(210)에 포함된 12개의 캡슐(300)은 일련의 6개 캡슐(300)로 이루어진 2개의 캡슐 그룹(300', 1-1∼1-6 및 1-7∼1-12)을 포함하며, 각 캡슐 그룹(300')의 6개 캡슐(300)은 각각 반원주 상에서 나선형을 이루도록 배열된다. 여기서 12개의 캡슐(300) 전체가 원주상에서 하나의 나선을 이루는 구성 대신 2개의 구별되는 그룹(300')이 각각 반원주상에서 나선을 이루도록 구성한 것은 CT 촬영이나 MRI 촬영을 했을 때 캡슐(300)의 위치가 서로 혼돈되지 않고 구별이 용이하도록 하기 위한 것이다.FIG. 2 is a view illustrating an arrangement of the fixing
제1열(210)에서 하나의 캡슐 그룹(300')을 기준으로 할 때 6개의 캡슐(300)은 높이방향을 따라 순차적으로 등간격으로 배치되며, 또한 2개의 캡슐 그룹(300')은 동일한 나선 방향을 이루도록 아래에서 위를 향하여(도면 기준) 각 캡슐(300)의 고정 위치가 점점 높아지도록 배치된다. 그리고, 하나의 나선을 이루는 캡슐(300)은 높이상에서 서로 중첩되지 않도록 균등하게 배치되는 것이 바람직하다.Based on one
도 3 및 도 4는 각각 제2열(220) 및 제3열(230)에 포함된 6개의 고정봉(200)과 캡슐(300)의 배열을 펼쳐서 도시한 도면이다. 제2열(220)의 고정봉(200)에는 2-1∼2-6의 순번이, 그리고 제3열(230)에는 3-1∼3-6의 순번이 표시되어 있으며, 제1열(210)에 포함된 캡슐의 순번인 1-1∼1-12를 함께 표시하여 상대적인 위치를 알아보기 쉽게 하였다.3 and 4 illustrate an arrangement of six fixing
제2열(220)과 제3열(230)의 구성은 제1열(210)에 포함된 하나의 캡슐 그룹(300')과 거의 동일하며, 단지 제2열(220) 및 제3열(230)은 원주상에서 등각도로 배열되기 때문에 인접한 고정봉(200) 사이의 각도가 60°로서 제1열(210)에 포함된 각 캡슐(300)의 경우보다 2배로 크다는 점에서만 차이가 있다.The configuration of the
그리고, 전술한 바와 같이, 제1열(210) 내지 제3열(230)에 각각 포함된 캡슐(300)은 팬텀 본체(100)의 길이 방향에 대해 수직한 평면상에서 반경방향을 따라 중첩되지 않도록 서로 엇갈리게 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다.As described above, the
또한, 복수 개의 고정봉(200) 중의 하나는 팬텀 본체(100)의 길이 방향 중심축을 따르도록 배치되는 중심봉(240)으로 포함될 수 있는데, 중심봉(240)에는 복수 개의 캡슐(300)이 고정될 수 있다. 중심봉(240)에 포함된 캡슐(300)은 원주방향으로 배열된 다른 캡슐(300)의 상대적 위치를 보다 쉽게 결정하기 위한 기준점으로 이용될 수도 있다.In addition, one of the plurality of fixing
여기서, 중심봉(240)에 고정되는 복수 개의 캡슐(300)은 등간격을 이루는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시예에서는 중심봉(240)에 고정되는 복수 개의 캡슐(300)의 개수는 3개이며, 도 5에 4-1∼4-3의 순번으로 표시되어 있다. 그리고, 4-1∼4-3의 순번으로 표시된 3개의 캡슐(300)이 고정됨에 따라, 중심봉(240)은 4개의 조각으로 분리되는 구조로 만들어진다.Here, it is preferable that the plurality of
도 6은 본 발명의 팬텀을 CT 장치와 MRI 장치 각각에 대해 동일한 세팅 조건으로 환자의 두정부 위치에 고정한 후 촬영한 이미지이다. 도 6에서 상측 사진인 CT 영상에서 흰색으로 보이는 둥근 원은 CT 조영제와 MRI 조영제의 혼합액(310)을 채워 넣은 캡슐(300)의 단면 영상이며, 하측의 MRI 영상에서 대응되는 원으로 나타남을 확인할 수 있다. MRI 영상에서 원 주위의 링은 아크릴 재질의 캡슐(300) 용기 부분인데, 아크릴 재질은 MRI 영상에서는 검은 링 형태로 나타난다.6 is an image taken after fixing the phantom of the present invention to the position of the head of the patient in the same setting conditions for each of the CT device and the MRI device. In FIG. 6, the round circle that appears white in the upper CT image is a cross-sectional image of the
도 6과 같은 2차원 이미지는 연속적으로 촬영되며, 각각의 연속된 2차원 이미지 이용하여 3차원으로 재구성한 후 상호 비교하면 캡슐(300)의 위치 및 체적을 측정비교할 수 있다. 즉, 연속된 CT 및 MRI의 다이콤(DICOM, Digital Image and Communication in Medicine) 이미지를 각각의 방사선 수술/방사선 치료 장비의 치료계획 프로그램에서 로딩하여 3차원 체적으로 재구성하면 CT 조영제와 MRI 조영제의 혼합액(310)이 충진된 캡슐(300)로 모사된 병소의 위치 및 입체적 형상의 체적을 상호비교하고 신뢰도를 측정할 수 있게 되는 것이다.The two-dimensional image as shown in FIG. 6 is continuously photographed. When the two-dimensional image is reconstructed in three dimensions by using each consecutive two-dimensional image, the position and volume of the
아래의 표 1은 대표적인 방사선 수술장비인 노발리스(Novalis), 감마나이프(Gammaknife), 사이버나이프(Cyberknife) 각각의 방사선 수술용 치료계획 프로그램인 Brainscan, Leksell GammaPlan, MultiPlan을 통해 계산된 전체 27개 캡슐(300)에 대한 체적의 평균값을 비교한 테이블이다.Table 1 below shows a total of 27 capsules calculated using Brainscan, Leksell GammaPlan, and MultiPlan, which are radiation planners of Novalis, Gammaknife, and Cyberknife. This is a table comparing the average value of the volume for 300).
수술장비Modality
Surgical Equipment
(mean ±S.D ㎣)CT
(mean ± SD ㎣)
(mean ±S.D ㎣)MRI
(mean ± SD ㎣)
(Brainscan)Novalis
Brainscan
2224±73
2224 ± 73
2080±57
2080 ± 57
(Leksell GammaPlan)Gammaknife
(Leksell GammaPlan)
2129±72
2129 ± 72
1940±50
1940 ± 50
(MultiPlan)Cyberknife
(MultiPlan)
2239±95
2239 ± 95
2151±75
2151 ± 75
전체 평균
Overall average
2198±93
2198 ± 93
2057±106
2057 ± 106
그리고, 표 2는 위 3가지 사양의 방사선 수술장비에 있어 CT 장치 사이에, 그리고 MRI 장치 사이의 차이를 윌콕슨 부호 순위 검정(Wilcoxon matched- pairs sign-rank test)을 통하여 95% 신뢰구간에서 평가한 것이다.
And, Table 2 evaluates the difference between CT devices and MRI devices in the above three specifications at 95% confidence intervals through the Wilcoxon matched-pairs sign-rank test. It is.
CT1, MRI1: Novalis(Brainscan)CT 1 , MRI 1 : Novalis (Brainscan)
CT2, MRI2: Gammaknife(Leksell GammaPlan)CT 2 , MRI 2 : Gammaknife (Leksell GammaPlan)
CT3, MRI3: Cyberknife(MultiPlan)CT 3 , MRI 3 : Cyberknife (MultiPlan)
T +: The sum of the ranks of positive differenceT +: The sum of the ranks of positive difference
T -: The sum of the ranks of negative differenceT-: The sum of the ranks of negative difference
T: The sum of the ranks of equalT: The sum of the ranks of equal
n.s: No significantly differencen.s: No significantly difference
p-value: The differences are significant in 0.05 level (both sides)
p-value: The differences are significant in 0.05 level (both sides)
위 표 2의 결과를 분석하면, 윌콕슨 부호 순위 검정의 95% 신뢰구간에서 노발리스와 사이버나이프에서 각각 취득한 CT 영상에서 통계적 의미로서의 차이가 있음이 확인되었으나, 그 외 나머지 영상에서는 유의한 차이가 없는 것으로 확인되었다.Analyzing the results in Table 2 above, the 95% confidence interval of the Wilcoxon code rank test showed that there was a statistically significant difference in CT images obtained from Novalis and Cyberknife, but there were no significant differences in the other images. It was confirmed that.
따라서, 노발리스와 사이버나이프에서 취득한 CT 영상에 대해서는 임상적 허용한계를 설정할 필요가 있다고 할 것이다.
Therefore, it is necessary to set the clinical tolerance for CT images acquired from Novalis and CyberKnife.
이상과 같이 본 발명에 따른 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀(10)에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.As described above with reference to the drawings illustrated for the volume and
10: 팬텀 100: 팬텀 본체
110: 상판 120: 하판
130: 삽입공 200: 고정봉
205: 삽입구 210: 제1열
220: 제2열 230: 제3열
240: 중심봉 300: 캡슐
300': 캡슐 그룹 310: 조영제 혼합액
320: 삽입홈10: phantom 100: phantom body
110: upper plate 120: lower plate
130: insertion hole 200: fixed rod
205: insertion hole 210: first row
220: second row 230: third row
240: center rod 300: capsule
300 ': capsule group 310: contrast medium mixture
320: insertion groove
Claims (12)
상기 팬텀 본체 내부에 길이 방향을 따라 평행하게 배열되고, 상판과 하판 사이에 고정되는 복수 개의 고정봉; 및
상기 고정봉과 동심을 이루도록 상기 고정봉 상에 각각 고정되고, 그 내부에 CT 조영제와 MRI 조영제의 혼합액이 충진되는 캡슐이 적어도 하나 이상 포함된 복수 개의 캡슐;
을 포함하고, 상기 복수 개의 캡슐은 상기 팬텀 본체의 높이 전체에 걸쳐 고르게 분포되도록 배치된 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.A cylindrical phantom body having a space accommodating water therein;
A plurality of fixing rods arranged in parallel in the longitudinal direction inside the phantom body and fixed between an upper plate and a lower plate; And
A plurality of capsules each fixed on the fixing rods so as to be concentric with the fixing rods and including at least one capsule filled therein with a mixed solution of CT contrast medium and MRI contrast medium;
And the plurality of capsules are arranged to be evenly distributed throughout the height of the phantom body.
상기 복수 개의 고정봉은 상기 팬텀 본체의 길이 방향에 대해 수직한 평면상에서 동일반경의 원주를 따라 배열되는 적어도 하나 이상의 열을 포함하는 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.The method of claim 1,
The plurality of stationary rods are phantom for verifying the volume and position of the lesion, characterized in that it comprises at least one row arranged along the circumference of the same radius on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the phantom body.
상기 열은 적어도 두 개 이상 포함되고, 상기 각 열에 포함된 어떤 캡슐도 상기 팬텀 본체의 길이 방향에 대해 수직한 평면상에서 반경방향을 따라 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.3. The method of claim 2,
At least two rows are included, and none of the capsules included in each row are overlapped in a radial direction on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the phantom body, wherein the phantom for verifying volume and location of the lesion is phantom.
상기 열은 상기 팬텀 본체의 외곽으로부터 시작하는 제1열 내지 제3열의 세 개의 열로 이루어진 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.The method of claim 3,
The row is phantom for verifying the volume and position of the lesion, characterized in that consisting of three rows of first to third rows starting from the outside of the phantom body.
상기 제1열 내지 제3열은 상기 반경방향을 따라 등간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.5. The method of claim 4,
The first to third rows are phantom for verifying the volume and position of the lesion, characterized in that arranged at equal intervals along the radial direction.
상기 각 열에 포함된 상기 캡슐은 인접한 고정봉을 따라 상기 팬텀 본체의 높이 전체에 걸쳐 순차적으로 분포되어 원주방향을 따라 전체적으로 나선형을 이루는 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The capsules included in each row are sequentially distributed throughout the height of the phantom body along adjacent fixing rods to form a spiral in the circumferential direction as a whole.
상기 열은 상기 팬텀 본체의 외곽으로부터 시작하는 제1열 내지 제3열의 세 개의 열로 이루어지고, 제1열에는 12개의 캡슐이 포함되고, 제2열 및 제3열에는 각각 6개의 캡슐이 포함되는 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.The method according to claim 6,
The row is composed of three rows of rows 1 to 3 starting from the outside of the phantom body, the first row includes 12 capsules, and the second row and third row each contain six capsules. Phantom for verifying the volume and location of the lesion, characterized in that.
상기 제1열에 포함된 12개의 캡슐 중 일련의 6개 캡슐로 이루어진 2개의 캡슐 그룹은 각각 반원주 상에서 나선형을 이루는 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.The method of claim 7, wherein
Two capsule groups consisting of a series of six capsules of the 12 capsules included in the first row are each helical in a semicircle, the volume and location verification phantom of the lesion.
상기 2개의 캡슐 그룹은 동일한 나선 방향을 이루는 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.9. The method of claim 8,
The two capsule groups are in the same spiral direction, the volume and position verification phantom of the lesion.
상기 고정봉 중의 하나는 상기 팬텀 본체의 길이 방향 중심축을 따르도록 배치되는 중심봉이고, 상기 중심봉에는 복수 개의 캡슐이 고정된 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.The method of claim 7, wherein
One of the fixing rods is a central rod disposed along the longitudinal center axis of the phantom body, wherein the plurality of capsules are fixed to the central rod.
상기 중심봉에 고정되는 복수 개의 캡슐은 등간격을 이루는 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.11. The method of claim 10,
Volume and location verification phantom of the lesion, characterized in that the plurality of capsules are fixed to the center rod to form an equal interval.
상기 중심봉에 고정되는 복수 개의 캡슐은 3개인 것을 특징으로 하는 병소의 체적 및 위치 검증용 팬텀.12. The method of claim 11,
Phantom for verifying the volume and location of the lesion, characterized in that the plurality of capsules are fixed to the central rod three.
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KR1020130005754A KR101358468B1 (en) | 2013-01-18 | 2013-01-18 | Target volume verification phantom |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101920911B1 (en) | 2017-04-12 | 2018-11-21 | 한국표준과학연구원 | Liver phantom and mri using thereof |
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2013
- 2013-01-18 KR KR1020130005754A patent/KR101358468B1/en not_active IP Right Cessation
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