KR101479701B1 - High Intensity Monochromatic Parallel X-ray Module Control System and Method Thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 평행 X-선 모듈 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 갑상선암, 전립선암, 유방암, 피부암 등 피부 근처의 암 조직에 대해 고강도 단파장 평행 X-선의 국부적인 조사가 이루어지도록 하여 암 조직 주변의 건강한 조직에 대한 손상을 최소화시킬 수 있도록 하며, 효과적인 X-선 치료가 이루어지도록 하는 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a parallel X-ray module control system and a control method thereof, more particularly, to a local examination of a high-intensity short-wavelength parallel X-ray for cancer tissue near the skin such as thyroid cancer, prostate cancer, breast cancer and skin cancer Wavelength parallel-X-ray module control system and a control method thereof, which enable effective X-ray therapy to be performed while minimizing damage to healthy tissue around the cancer tissue.
방사선 치료는 질병의 치료를 위해 X-선, 감마선, 양성자선과 같은 방사선을 이용하여 다양한 암 및 악성 질병의 조직 성장을 지연시키거나 멈추게 하고, 더 나아가서는 파괴시켜 치료를 돕니다.Radiation therapy uses radiation, such as X-rays, gamma rays, and proton beams, to delay or stop tissue growth of various cancers and malignancies, and then breaks them down to treat the disease.
우리나라의 암 발생 환자의 경우, 2007년 한해 기준 16만1,920명이며 발생순서는 위암, 폐암, 간암, 자궁경부암의 순이다. 이러한 암의 치료를 위해서는 다양한 방사선 중에서 특히, X-선의 역할이 중요하다.In the case of cancer patients in Korea, the number of patients in the year 2007 is 161,920, and the order of occurrence is gastric cancer, lung cancer, liver cancer, and cervical cancer. For the treatment of these cancers, the role of x-rays, in particular of various radiations, is important.
일반적으로 암에 대한 X-선 치료는 종양이 크고 침습이 되어 수술이 어렵거나 수술로 제거하지 못한 국한 부위를 치료(local/regional control)하는 수단으로서 모든 암환자의 60%가 이러한 X-선 치료를 받고 있다. In general, X-ray therapy for cancer is a means of local / regional control of the localized areas where the tumor is large and invasive and difficult to operate or can not be surgically removed. As a result, 60% .
그러나, 종래의 X-선 치료는 도 1에 도시한 바와 같이 X-선 소스로부터 방사형으로 방출되는 X-선 자체의 특성으로 인하여 암 조직에 대한 국부적인 조사가 이루어지기 힘들어, 암 발생 부위 주변의 건강한 세포조직도 X-선에 노출되는 문제점이 있으며, 이러한 문제점으로 인해 X-선 치료를 받게 되는 환자는 세포조직 손상, 탈모, 면역력 약화 및 부가적인 합병증에 시달리게 된다. However, as shown in FIG. 1, the conventional X-ray treatment is difficult to locally investigate cancer tissues due to the characteristics of the X-ray itself radiated from the X-ray source, There is a problem that the healthy cell tissue is exposed to the X-ray. As a result, the patient suffering from the X-ray treatment suffer from cell tissue damage, hair loss, weakening of immunity and additional complications.
이러한 문제점을 개선을 위하여 최근에는 환자의 암 조직 이외의 건강한 조직에 대한 손상의 최소화시키는 고강도 단파장 평행 X-선 치료기법이 개발되고 있다.Recently, high-intensity short-wavelength parallel X-ray therapy techniques have been developed to minimize the damage to healthy tissues other than cancer tissues.
따라서, 고강도 단파장 평행 X-선 치료 기법을 이용하여 암 조직에 대한 국부적인 치료가 이루어지도록 하는 제어시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다.
Therefore, it is urgently required to develop a control system for local treatment of cancer tissues using a high-intensity short-wavelength parallel X-ray therapy technique.
한국공개특허: 10-2012-0138003 (공개일 2012. 12. 24)Korea Published Patent: 10-2012-0138003 (Published on December 24, 2012)
한국등록특허: 10-1039108 (공고일 2011. 06. 07)
Korean Registered Patent: 10-1039108 (Published on June 06, 2011)
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems,
본 발명의 목적은 암 조직을 촬영한 촬영장비로부터 암 정보를 제공받아 고강도 단파장 평행 X-선을 조사하는 평행 X-선 모듈의 위치를 제어하여 암 조직에 대한 국부적인 조사가 이루어지도록 하며, 평행 X-선의 조사 강도를 조절하여 암 조직 주변의 건강한 조직에 대한 손상을 최소화시킬 수 있도록 함과 아울러 효과적인 X-선 치료가 이루어지도록 하는 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.
An object of the present invention is to provide a method and apparatus for locally investigating a cancer tissue by controlling the position of a parallel X-ray module that irradiates high intensity short-wavelength parallel X- To provide a high-strength short-wavelength parallel X-ray module control system and method for controlling X-ray irradiation intensity so as to minimize damage to healthy tissue around cancer tissue and to perform effective X-ray treatment There is.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 일 관점에 따른 평행 X-선 모듈 제어 시스템은 X-선 소스로부터 발생되는 X-선을 집광하여 고강도 단파장 평행 X-선을 조사하는 평행 X-선 모듈; 상기 평행 X-선 모듈에 결합되어 평행 X-선 모듈의 위치를 조절하는 다자유도 운동이 가능한 로봇 암; 및 상기 고강도 단파장 평행 X-선이 암 조직에 대해 국부적인 조사가 이루어지도록 암 조직을 촬영한 촬영장비로부터 암 정보를 제공받아 로봇 암의 작동을 제어하는 제어부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a parallel X-ray module control system for converging X-rays generated from an X-ray source and irradiating a parallel X- Line module; A robot arm coupled to the parallel X-ray module and capable of multi-DOF movement to adjust the position of the parallel X-ray module; And a control unit for controlling the operation of the robot arm by receiving cancer information from an imaging device that photographs the cancer tissue so that the high-intensity short-wavelength parallel X-ray is locally irradiated to the cancer tissue.
이에 더하여 상기 평행 X-선 모듈에는 조사되는 고강도 단파장 평행 X-선의 강도를 조절하는 위치조정장치가 포함되고, 상기 제어부는 로봇 암의 작동을 제어하여 암 조직에 고강도 단파장 평행 X-선의 국부적인 조사가 이루어지면 제공받은 암 정보를 근거로 상기 위치조정장치를 제어하여 평행 X-선의 강도를 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, the parallel X-ray module includes a position adjusting device for adjusting the intensity of the irradiated high-intensity short-wavelength parallel X-ray, and the controller controls the operation of the robot arm to perform local examination of the high intensity short wavelength parallel X- The intensity of the parallel X-ray is controlled by controlling the position adjusting device based on the received cancer information.
여기서, 상기 평행 X-선 모듈은 외부로부터 전력을 공급받아 X-선을 발생시키는 X-선 소스; 상기 X-선 소스로부터 발생되는 X-선을 집광하여 고강도 단파장 평행 X-선 바늘을 출력하는 X-선 거울; 상기 X-선 소스 및 X-선 거울을 커버하고 상기 고강도 단파장 평행 X-선 바늘이 출사되는 출사구가 형성된 하우징;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the parallel X-ray module includes an X-ray source that receives X-rays from an external source; An X-ray mirror for condensing the X-ray generated from the X-ray source and outputting a high-intensity short-wavelength parallel X-ray needle; And a housing covering the X-ray source and the X-ray mirror and having an exit port through which the high-intensity short-wavelength parallel X-ray needle is emitted.
상기 X-선 거울은 다중 박막 적층 X-선 거울인 것을 특징으로 하며, 상기 위치조정장치는 X-선 거울이 다중 박막 적층 X-선 거울일 때 기울기를 제어하여 평행 X-선의 강도를 조절하는 것을 특징으로 한다. The X-ray mirror is a multi-layer laminated X-ray mirror, which adjusts the intensity of the parallel X-ray by controlling the tilt when the X-ray mirror is a multi-layer laminated X-ray mirror .
또한, 상기 X-선 거울은 링 형상의 틀에 방사형으로 끼움 고정되어 원형의 내경을 이루는 파이프형 X-선 거울인 것을 특징으로 하며, 상기 위치조정장치는 X-선 거울이 파이프형 X-선 거울일 때 전후 위치이동을 제어하여 평행 X-선의 강도를 조절하는 것을 특징으로 한다.Also, the X-ray mirror is a pipe-type X-ray mirror which is radially inserted and fixed into a ring-shaped frame to form a circular inner diameter, and the position adjusting device is characterized in that the X- And the intensity of the parallel X-ray is controlled by controlling the forward and backward movement when the mirror is a mirror.
그리고, 상기 로봇 암은 평행 X-선 모듈과 결합되는 결합유닛과, 상기 결합유닛의 좌,우 회전각을 조절하는 제1 구동유닛과, 상기 제 1 구동유닛의 상,하 회전각을 조절하는 제 2 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제어부는 제 1 구동유닛과 제 2 구동유닛을 각각 제어하는 것을 특징으로 한다.The robot arm includes a coupling unit coupled to the parallel X-ray module, a first driving unit for adjusting the rotational angle of the coupling unit, and a control unit for controlling the rotational angle of the first driving unit And a second drive unit, wherein the control unit controls the first drive unit and the second drive unit, respectively.
본 발명의 다른 관점에 따른 평행 X-선 모듈 제어 방법은 촬영장비로부터 암 정보를 제공받아 암의 위치에 대한 정확한 좌표를 설정하는 단계; 상기 설정된 좌표를 향해 고강도 단파장 평행 X-선의 조사가 이루어지도록 로봇 암의 동작을 제어하여 평행 X-선 모듈의 조사방향을 조절하는 단계; 상기 평행 X-선 모듈의 고강도 단파장 평행 X-선의 조사방향이 결정되면, 암 조직에 대해 고강도 단파장 평행 X-선의 국부적인 조사가 이루어지는 단계; 및 상기 촬영장비로부터 제공된 암 정보를 토대로 조사되는 고강도 단파장 평행 X-선의 출력강도를 조절하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a parallel X-ray module control method comprising the steps of: setting precise coordinates of a position of a cancer by receiving cancer information from an imaging device; Adjusting the irradiation direction of the parallel X-ray module by controlling the operation of the robot arm so as to irradiate the high-intensity short-wavelength parallel X-ray toward the set coordinates; When the irradiation direction of the high-intensity short-wavelength parallel X-ray of the parallel X-ray module is determined, a local examination of the high-intensity short-wavelength parallel X-ray is performed on the cancer tissue; And adjusting the output intensity of the high-intensity short-wavelength parallel X-ray irradiated based on the cancer information provided from the imaging equipment.
여기서, 상기 로봇 암은 평행 X-선 모듈과 결합되는 결합유닛의 좌,우 회전각을 조절하는 제1 구동유닛과, 상기 제 1 구동유닛의 상,하 회전각을 조절하는 제 2 구동유닛의 동작이 각각 제어되어 평행 x-선 모듈의 조사방향을 조절하는 것을 특징으로 한다.Here, the robot arm includes a first driving unit for adjusting the rotational angle of the coupling unit coupled with the parallel X-ray module, and a second driving unit for adjusting the rotational angle of the first driving unit And the operation is respectively controlled to adjust the irradiation direction of the parallel x-ray module.
그리고, 상기 고강도 단파장 평행 X-선의 출력강도는 X-선 소스로부터 발생되는 X-선을 집광하여 고강도 단파장 평행 X-선을 출력하는 X-선 거울의 기울기 또는 전,후 위치이동을 통해 조절되는 것을 특징으로 한다.
The output intensity of the high-intensity short-wavelength parallel X-ray is adjusted through the inclination of the X-ray mirror for condensing the X-ray generated from the X-ray source and outputting the high-intensity short-wavelength parallel X- .
본 발명의 평행 X-선 모듈 제어 시스템 및 그 제어 방법에 따르면, 고강도 단파장 평행 X-선을 조사하는 평행 X-선 모듈을 다자유도 운동이 가능한 로봇 암에 결합시키고, 촬영장비로부터 암 정보를 제공받아 평행 X-선의 조사방향에 대해 정밀한 좌표를 설정한 다음 로봇 암의 동작을 제어하여 암 조직에 대해 고강도 단파장 평행 X-선의 국부적인 조사가 이루어지도록 함으로써 암치료의 효과를 극대화시킬 뿐만 아니라 암 조직 주변의 건강한 조직에 대한 손상을 최소화시킬 수 있게 되는 효과가 있다. According to the parallel X-ray module control system and the control method of the present invention, a parallel X-ray module for irradiating a high-intensity short-wavelength parallel X-ray is coupled to a robot arm capable of multi-DOF motion, Ray tube, it is possible to precisely coordinate the irradiation direction of the parallel X-ray and to control the operation of the robot arm so as to localize the high intensity short-wavelength parallel X-ray to the cancer tissue, thereby maximizing the effect of the cancer treatment, It is possible to minimize the damage to the healthy tissue around the tissue.
또한, 촬영장비로부터 제공되는 암 정보를 근거로 고강도 단파장 평행 X-선의 조사 강도를 조절하여 필요 이상의 X-선이 조사되지 않도록 함으로써 환자의 부작용을 최소화시키고, 환자의 회복 속도를 증가시키며, 저비용, 고효율의 방사선 치료시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.
In addition, based on the cancer information provided from the imaging equipment, the irradiation intensity of the high-intensity short-wavelength parallel X-ray is adjusted to minimize the side effect of the patient, It is possible to implement a highly efficient radiation treatment system.
도 1은 종래의 X-선 치료기법을 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템의 전체 개념을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템에서 평행 X-선 모듈을 설명하기 위한 단면도이며, X-선 거울이 다중 박막 적층 X-선 거울인 경우를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템에서 평행 X-선 모듈을 설명하기 위한 단면도이며, X-선 거울이 파이프형 X-선 거울인 경우를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템에서 평행 X-선 모듈과 로봇 암의 결합에 의한 치료장치를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 방법을 도시한 순서도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 치료기법을 도시한 개념도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선이 피부 근처암 치료에 적용된 예를 도시한 도면. 1 is a conceptual diagram showing a conventional X-ray therapy technique.
FIG. 2 is a block diagram showing the entire concept of a high-strength short-wavelength parallel X-ray module control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a parallel X-ray module in a high-strength short-wavelength parallel X-ray module control system according to an embodiment of the present invention, wherein the X-ray mirror is a multilayer X- Cross-section.
4 is a cross-sectional view illustrating a parallel X-ray module in a high-strength short-wavelength parallel X-ray module control system according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing a case where the X- .
FIG. 5 is a perspective view illustrating a treatment device by a combination of a parallel X-ray module and a robot arm in a high-intensity short-wavelength parallel X-ray module control system according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of controlling a high-intensity short-wavelength parallel X-ray module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a high-intensity short-wavelength parallel X-ray therapy technique according to an embodiment of the present invention. FIG.
8 is a view showing an example in which a high-intensity short-wavelength parallel X-ray according to an embodiment of the present invention is applied to the treatment of cancer near the skin.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템 및 그 제어 방법을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성 부분을 나타낸다.These and other objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a high-strength short-wavelength parallel X-ray module control system and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For purposes of this specification, like reference numerals in the drawings denote like elements unless otherwise indicated.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템의 전체 개념을 도시한 구성도이고, 도 3, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템에서 평행 X-선 모듈을 설명하기 위한 단면도로서, 도 3은 X-선 거울이 다중 박막 적층 X-선 거울인 경우를 도시한 단면도이고, 도 4는 X-선 거울이 파이프형 X-선 거울인 경우를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템에서 평행 X-선 모듈과 로봇 암의 결합에 의한 치료장치를 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a configuration diagram showing the overall concept of a high-strength short-wavelength parallel X-ray module control system according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3 and 4 are cross- FIG. 3 is a cross-sectional view showing a case where the X-ray mirror is a multilayer thin film X-ray mirror, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing the X- FIG. 5 is a perspective view showing a treatment device by a combination of a parallel X-ray module and a robot arm in a high-intensity short-wavelength parallel X-ray module control system according to an embodiment of the present invention; FIG. to be.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 시스템은 평행 X-선 모듈(200), 위치조정장치(300), 로봇 암(400), 제어부(500)를 포함한다.2, the high-strength short-wavelength parallel X-ray module control system according to an embodiment of the present invention includes a
도 3, 도 4에 도시된 바와 같이 평행 X-선 모듈(200)은 외부로부터 전력을 공급받아 X-선을 발생시키는 X-선 소스(210)와, X-선 소스로부터 발생되는 X-선을 집광하여 고강도 단파장 평행 X-선을 출력하는 X-선 거울(220)과, X-선 소스(210) 및 X-선 거울(220)의 외측을 커버하고 고강도 단파장 평행 X-선 바늘을 형성하여 출사시키는 하우징(230)을 포함한다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
여기서, 하우징(230)은 X-선 소스(210)가 설치되는 제 1 공간(231)과, X-선 거울(220)이 설치되는 제 2 공간(232)으로 구획되고, 공간을 구획하는 구획벽(233)에는 X-선 소스(210)에서 발생되는 X-선이 X-선 거울(220)이 설치되는 공간으로 입사되도록 하는 입사구(234)가 형성되며, 입사구(234)와 대응되는 제 2 공간(232)의 측벽에는 X-선 거울(220)에서 출력되는 고강도 단파장 평행 X-선(221)이 출사되는 출사구(235)가 형성된다. The
그리고, 제 1 공간(231)에 설치되는 X-선 소스(210)는 X-선 광학부품과 근접하여 체결될 수 있는 구조를 적용하고, 외부의 발전기(미도시)로부터 전원을 공급받는다.The
그리고, 제 2 공간(232)에 설치되는 X-선 거울(220)은 X-선 소스(210)에서 발생되는 X-선을 집광하여 X-선 선폭이 변하지 않는 고강도 단파장 평행 X-선(221)을 출력하고, 출력된 고강도 단파장 평행 X-선(221)은 출사구(235)로 출사되어 X-선 바늘을 형성한다.The
X-선 거울(220)은 도 3에 도시된 바와 같이 다중 박막 적층 X-선 거울이 사용될 수 있다. The
여기서, 다중 박막 적층 X-선 거울(220)은 기판을 제작한 후 기판 위에 알루미늄(Al) 및 텅스텐(W)을 적층하여 제작될 수 있다.Here, the multi-film laminated
또한, X-선 거울(220)은 도 4에 도시된 바와 같이 원형의 내경을 이루는 파이프형 X-선 거울이 사용될 수 있다.The
여기서, 파이프형 X-선 거울(220)은 링 형상의 내주면을 따라 일정간격으로 방사형의 체결홈이 형성되는 미러틀과, 일면이 곡면을 이루는 직사각형 형상의 미러로 구성되며, 미러의 곡면이 미러 틀의 중앙을 향하도록 한 상태에서 외측단이 미러 틀의 체결홈에 끼움고정되고 곡면을 이루는 내측단이 서로 밀착되어 원형의 내경을 이루도록 결합되어 제작될 수 있다.Here, the pipe-
이에 더하여 X-선 거울(220)에는 제어부(500)로부터 제어신호를 받아 X-선 거울(200)의 기울기를 제어하거나 또는 X-선 거울(200)의 전,후 위치이동을 제어하여 출력되는 평행 X-선의 강도를 조절하는 위치조정장치(300)가 결합된다.In addition, the
위치조정장치(300)는 X-선 거울(220)이 다중 박막 적층 X-선 거울인 경우, X-선 거울(220)의 기울기를 조절하여 출력되는 고강도 단파장 평행 X-선의 출력 강도를 조절한다. 이때, 평행 X-선의 출력 강도는 출력되는 평행 X-선이 출사구(235)를 통해 모두 출사될 때 강도가 가장 세며, X-선 거울(220)의 기울기 각도가 제어부(500)에 설정된 각도보다 크거나 작아서 출사구(235)로 출사되는 평행 X-선의 출력 양이 적을수록 평행 X-선의 강도가 약해지게 된다.When the
또한, 위치조정장치(300)는 X-선 거울(220)이 파이프형 X-선 거울인 경우, X-선 거울(220)의 전,후 위치를 조절하여 출력되는 고강도 단파장 평행 X-선의 강도를 조절한다. When the
이때, 평행 X-선의 출력 강도는 파이프형 X-선 거울(220)이 전진하여 출사구(235)와 가까워질수록 출력되는 고강도 단파장 평행 X-선의 출력강도가 세지고, 후진하여 출사구(235)와 멀어질수록 출력되는 고강도 단파장 평행 X-선의 출력강도는 약해지게 된다. In this case, the output intensity of the parallel X-ray increases as the pipe-
도 5에 도시된 바와 같이 로봇 암(400)은 평행 X-선 모듈과 탈착 가능하게 결합되는 결합유닛(410)과, 결합유닛의 좌,우 회전각을 조절하는 제1 구동유닛(420)과, 제 1 구동유닛의 상,하 회전각을 조절하는 제 2 구동유닛(430)을 포함한다. 5, the
여기서, 제 1 구동유닛(420)과 제 2 구동유닛(430)은 제어부(500)에 각각 제어되어 결합유닛(410)을 상,하,좌,우 등 다방향으로 위치 제어하게 된다. 아울러, 결합유닛(410)의 다자유도 운동은 결합유닛(410)에 결합된 평행 X-선 모듈(200)을 자유자재로 위치이동시킬 수 있게 된다.The
제어부(500)는 촬영장비(100)로부터 제공받은 암 정보를 토대로 평행 X-선 모듈(200)에서 조사되는 고강도 단파장 평행 X-선이 암 조직에 대해 국부적인 조사가 이루어지도록 정확하고 정밀한 좌표를 설정하고, 설정된 좌표에 맞추어 로봇 암(400)의 동작을 제어한다. The
즉, 로봇 암(410)의 제 1 구동유닛(420)과 제 2 구동유닛(430)의 동작을 제어하여 평행 X-선 모듈(200)의 위치가 제어부(500)에 설정된 좌표에 맞춰지도록 하고, 아울러 평행 X-선 모듈(200)에서 조사되는 고강도 단파장 평행 X-선이 암 조직에 정확하고 정밀하게 국부적인 조사가 이루어지도록 한다. That is, the operation of the
아울러, 제어부(500)는 로봇 암(400)의 동작이 제어되어 고강도 단파장 평행 X-선의 조사방향이 결정되면, 암 정보를 토대로 위치조정장치(300)에 제어신호를 인가하여 평행 X-선의 출력강도를 조절한다. 여기서, 평행 X-선의 출력강도 조절은 암의 크기와 깊이 등의 암 정보를 토대로 출력되는 평행 X-선의 강도를 조절하여 필요 이상의 X-선이 조사되지 않도록 함으로써 암 조직 주변의 건강한 조직에 대한 손상을 최소화시킨다. In addition, when the operation of the
상기와 같이 구성되는 평행 X-선 모듈의 제어 시스템의 작용과 더불어 제어 방법을 설명하면 다음과 같다. A control method in addition to the operation of the control system of the parallel X-ray module configured as described above will be described as follows.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 모듈 제어 방법을 도시한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of controlling a high-intensity short-wavelength parallel X-ray module according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이 먼저, 제어부(500)는 암 조직을 촬영하여 분석한 촬영장비(100)로부터 암 정보를 제공받는다. 촬영장비(100)는 암을 진단하기 위해 사용되는 각종 영상기기를 포함한다. 즉, 촬영장비(100)로 촬영된 암의 정보를 제공받아 환자의 암의 위치에 대한 정확한 좌표를 설정한다. As shown in FIG. 6, first, the
이어, 제어부(500)는 설정된 좌표를 향해 고강도 단파장 평행 X-선의 조사가 이루어지도록 로봇 암(400)에 제어신호를 인가한다. Next, the
이어, 제어부(500)의 제어신호를 받은 로봇 암(400)의 제 1 구동유닛(420)과 제 2 구동유닛(430)은 상,하, 좌,우 회전 및 위치이동을 통해 결합유닛(410)에 결합된 평행 X-선 모듈(200)의 출사구 위치가 제어부(500)에 설정된 좌표에 맞춰지도록 위치조절을 한다.(S20단계). The
이어, 외부로부터 전원을 공급받은 평행 X-선 모듈(200)은 X-선 소스(210)로부터 발생된 X-선을 집광하여 고강도 단파장 평행 X-선을 출력하고(S30단계), 아울러 제어부(500)는 암 정보를 토대로 위치조정장치(300)에 제어신호를 인가하여 평행 X-선의 출력강도를 조절한다. 이때, 제어부로부터 제어신호를 받은 위치조정장치(300)는 X-선 거울(220)의 기울기를 조절하거나 또는 X-선 거울(220)의 전,후 위치이동을 제어하여 출력되는 평행 X-선의 강도를 조절한다.(S40단계)The
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선 치료기법을 도시한 개념도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고강도 단파장 평행 X-선이 피부 근처암 치료에 적용된 예를 도시한 도면이다. FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a high-intensity short-wavelength parallel X-ray therapy technique according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of applying a high intensity, short wavelength parallel X-ray according to an embodiment of the present invention Fig.
도 7, 도 8에 도시된 바와 같이 갑상선암, 전립선암, 유방암, 피부암 등 피부 근처의 암 조직에 대해 고강도 단파장 평행 X-선의 국부적인 조사가 이루어질 수 있으며, 조사되는 고강도 단파장 평행 X-선이 선폭이 변하지 않은 바늘이 되어 암 조직에 정확하게 조사되게 된다. As shown in FIGS. 7 and 8, local irradiation of high-intensity short-wavelength parallel X-rays can be performed on cancer tissues near the skin such as thyroid cancer, prostate cancer, breast cancer and skin cancer. Becomes an unchanged needle, and the cancer tissue is accurately irradiated.
이와 같이 본 발명은 고강도 단파장 평행 X-선을 조사하는 평행 X-선 모듈을 다자유도 운동이 가능한 로봇 암에 결합시키고, 촬영장비로부터 제공되는 암 정보를 토대로 평행 X-선의 조사방향에 대해 정밀한 좌표를 설정한 다음 로봇 암의 동작을 제어하여 평행 X-선 모듈의 조사 방향을 제어함으로써 암 조직에 대해 고강도 단파장 평행 X-선의 국부적인 조사가 보다 정확하고 정밀하게 이루어지게 되어 암 치료의 효과를 극대화시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, a parallel X-ray module for irradiating a high-intensity short-wavelength parallel X-ray is coupled to a robot arm capable of multi-degrees of freedom motion, By controlling the operation of the robot arm by setting the coordinates, the irradiation direction of the parallel X-ray module is controlled, so that the local irradiation of the high-intensity short-wavelength parallel X-ray is more accurately and precisely performed on the cancer tissue, It is possible to maximize it.
또한, 촬영장비로부터 제공되는 암 정보를 근거로 평행 X-선의 조사 강도를 조절하여 필요 이상의 X-선이 조사되지 않도록 함으로써 암 조직 주변의 건강한 조직에 대한 손상을 최소화시킬 수 있게 된다.
In addition, by controlling the irradiation intensity of the parallel X-ray based on the cancer information provided from the imaging equipment, the damage to the healthy tissue around the cancer tissue can be minimized by preventing the irradiation of more than necessary X-rays.
100: 촬영장비 200: 평행 X-선 모듈
210: X-선 소스 220: X-선 거울
221: 고강도 단파장 평행 X-선 230: 하우징
231: 제 1 공간 232: 제 2 공간
233: 구획벽 234: 입사구
235: 출사구 300: 위치조정장치
400: 로봇 암 410: 결합유닛
420: 제 1 구동유닛 430: 제 2 구동유닛
500: 제어부100: imaging equipment 200: parallel X-ray module
210: X-ray source 220: X-ray mirror
221: high-intensity short-wavelength parallel X-ray 230: housing
231: first space 232: second space
233: compartment wall 234: entry port
235: Outgoing aperture 300: Positioning device
400: Robot arm 410: Coupling unit
420: first driving unit 430: second driving unit
500:
Claims (12)
상기 평행 X-선 모듈에 결합되어 평행 X-선 모듈의 위치를 조절하는 다자유도 운동이 가능한 로봇 암; 및
상기 고강도 단파장 평행 X-선이 암 조직에 대해 국부적인 조사가 이루어지도록 암 조직을 촬영한 촬영장비로부터 암 정보를 제공받아 로봇 암의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 평행 X-선 모듈에는 조사되는 고강도 단파장 평행 X-선의 강도를 조절하는 위치조정장치가 포함되며,
상기 제어부는 로봇 암의 작동을 제어하여 암 조직에 고강도 단파장 평행 X-선의 국부적인 조사가 이루어지면 제공받은 암 정보를 근거로 상기 위치조정장치를 제어하여 평행 X-선의 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 평행 X-선 모듈 제어 시스템. A parallel X-ray module for condensing the X-rays generated from the X-ray source and irradiating a high intensity short wavelength parallel X-ray;
A robot arm coupled to the parallel X-ray module and capable of multi-DOF movement to adjust the position of the parallel X-ray module; And
And a control unit for controlling the operation of the robot arm by receiving the cancer information from an imaging device that photographs the cancer tissue so that the high-intensity short-wavelength parallel X-ray is locally irradiated to the cancer tissue,
The parallel X-ray module includes a position adjusting device for adjusting the intensity of the irradiated high-intensity short-wavelength parallel X-
The control unit controls the operation of the robot arm to control the position adjusting device based on the received cancer information when locally illuminating the high-intensity short-wavelength parallel X-ray to the cancer tissue, thereby adjusting the intensity of the parallel X- Parallel X-ray module control system.
상기 평행 X-선 모듈은 외부로부터 전력을 공급받아 X-선을 발생시키는 X-선 소스;
상기 X-선 소스로부터 발생되는 X-선을 집광하여 고강도 단파장 평행 X-선 바늘을 출력하는 X-선 거울;
상기 X-선 소스 및 X-선 거울을 커버하고 상기 고강도 단파장 평행 X-선 바늘이 출사되는 출사구가 형성된 하우징;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 평행 X-선 모듈 제어 시스템.The method according to claim 1,
The parallel X-ray module includes an X-ray source for receiving X-rays from an external source;
An X-ray mirror for condensing the X-ray generated from the X-ray source and outputting a high-intensity short-wavelength parallel X-ray needle;
A housing which covers the X-ray source and the X-ray mirror and has an emission port through which the high-intensity short-wavelength parallel X-ray needle is emitted;
Ray module control system.
상기 X-선 거울은 다중 박막 적층 X-선 거울인 것을 특징으로 하는 평행 X-선 모듈 제어 시스템.The method of claim 3,
Wherein the X-ray mirror is a multi-layer laminated X-ray mirror.
상기 위치조정장치는 X-선 거울의 기울기를 제어하여 평행 X-선의 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 평행 X-선 모듈 제어 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the position adjusting device adjusts the intensity of the parallel X-ray by controlling the inclination of the X-ray mirror.
상기 X-선 거울은 원형의 내경을 이루는 파이프형 X-선 거울인 것을 특징으로 하는 평행 X-선 모듈 제어 시스템.The method of claim 3,
Wherein the X-ray mirror is a pipe type X-ray mirror having a circular inner diameter.
상기 위치조정장치는 X-선 거울의 전후 위치이동을 제어하여 평행 X-선의 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 평행 X-선 모듈 제어 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the position adjusting device adjusts the intensity of the parallel X-ray by controlling the forward and backward movement of the X-ray mirror.
상기 로봇 암은 평행 X-선 모듈과 결합되는 결합유닛과, 상기 결합유닛의 좌,우 회전각을 조절하는 제1 구동유닛과, 상기 제 1 구동유닛의 상,하 회전각을 조절하는 제 2 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 평행 X-선 모듈 제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the robot arm comprises: a coupling unit coupled to a parallel X-ray module; a first driving unit for adjusting the rotational angle of the coupling unit to the left and right; a second driving unit for controlling the rotational angle of the first driving unit; And a driving unit for driving the parallel X-ray module.
상기 제어부는 제 1 구동유닛과 제 2 구동유닛을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 평행 X-선 모듈 제어 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the control unit controls the first driving unit and the second driving unit, respectively.
상기 설정된 좌표를 향해 고강도 단파장 평행 X-선의 조사가 이루어지도록 로봇 암의 동작을 제어하여 평행 X-선 모듈의 조사방향을 조절하는 단계; 및
상기 촬영장비로부터 제공된 암 정보를 토대로 조사되는 고강도 단파장 평행 X-선의 출력강도를 조절하는 단계;
를 포함하는 평행 X-선 모듈 제어 방법.Establishing precise coordinates of the position of the arm by receiving the cancer information from the imaging equipment;
Adjusting the irradiation direction of the parallel X-ray module by controlling the operation of the robot arm so as to irradiate the high-intensity short-wavelength parallel X-ray toward the set coordinates; And
Adjusting the output intensity of the high-intensity short-wavelength parallel X-ray irradiated based on the cancer information provided from the imaging equipment;
Wherein the parallel X-ray module control method comprises:
상기 로봇 암은 평행 X-선 모듈과 결합되는 결합유닛의 좌,우 회전각을 조절하는 제1 구동유닛과, 상기 제 1 구동유닛의 상,하 회전각을 조절하는 제 2 구동유닛의 동작이 각각 제어되어 평행 X-선 모듈의 조사방향을 조절하는 것을 특징으로 하는 평행 X-선 모듈 제어 방법.11. The method of claim 10,
The robot arm includes a first drive unit for adjusting the rotational angle of the coupling unit coupled with the parallel X-ray module, and a second drive unit for adjusting the rotational angle of the first drive unit And controlling the irradiation direction of the parallel X-ray module.
상기 고강도 단파장 평행 X-선의 출력강도는 X-선 소스로부터 발생되는 X-선을 집광하여 고강도 단파장 평행 X-선을 출력하는 X-선 거울의 기울기 또는 전,후 위치이동을 통해 조절되는 것을 특징으로 하는 평행 X-선 모듈 제어 방법.11. The method of claim 10,
The output intensity of the high-strength short-wavelength parallel X-ray is controlled by the inclination of the X-ray mirror that condenses the X-ray generated from the X-ray source and outputs the high-intensity short-wavelength parallel X- Wherein the parallel X-ray module control method comprises:
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2013
- 2013-07-02 KR KR1020130076894A patent/KR101479701B1/en active IP Right Grant
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