KR101540977B1 - 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템 - Google Patents

분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동형 자기공명영상(magnetic resonance imaging: MRI) 장치를 이용한 방사선 치료 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 자기공명영상 장치의 이동을 통해 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장의 선형가속기에 미치는 영향을 최소화한 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자기공명영상에 기초하여 방사선 치료를 수행함으로써 치료 대상의 X-ray 피폭을 획기적으로 줄이고, 연조직에 대한 정확한 방사선 치료를 수행할 수 있음은 물론, 자기공명영상 장치를 방사선 치료 공간으로부터 이탈시킬 수 있어 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장이 선형가속기에 미치는 영향을 최소화할 수 있어 선형가속기로부터 조사되는 X-ray의 선량을 효과적으로 제어하여 정확한 방사선 치료를 수행할 수 있다.
또한, 방사선 치료 공간을 충분히 확보함으로써 선형가속기의 위치 조절 및 방향 조절을 자유롭게 제어하여 최적의 위치, 다양한 각도에서 치료 대상의 표적(target)을 향해 X-ray를 조사할 수 있어 효과적 방사선 치료를 수행할 수 있다.

Description

분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템 {Using magnetic resonance imaging detachable radiation therapy system}
본 발명은 분리가능형 자기공명영상(magnetic resonance imaging: MRI) 장치를 이용한 방사선 치료 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 자기공명영상 장치의 이동을 통해 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장의 선형가속기에 미치는 영향을 최소화한 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템에 관한 것이다.
최근 암환자의 지속적인 증가와 함께 효과적인 암 치료를 위하여 다양한 치료방법으로서 수술, 항암치료, 방사선치료 등이 복합적으로 사용되고 있다. 그 중에서도 특히 최근에는 비침습적이며 환자의 고통을 줄여줄 수 있는 방사선치료가 각광을 받고 있으며 기존 수술 및 항암제와도 함께 병행하여 암 치료 및 암세포 전이 예방에도 효과적으로 사용되고 있다.
특히, 이러한 방사선 치료에는 영상장비를 융합한 영상유도 방사선치료가 주류를 이루고 있으며 이와 관련된 영상장비로는 주로 X-ray를 이용한 영상장비가 활용되고 있는데, 위 X-ray를 이용한 영상장비 중 대표적 영상유도 장치로 종양의 좌표를 구하기 용이하고, 촬영 시간이 빠를 뿐만 아니라 장비 가격이 비교적 저렴한 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography: CT)이 널리 활용되고 있다.
그러나, 최근 암 환자에 대한 방사선 치료가 급증하면서 CT 촬영에 따른 문제점이 부각되고 있는데 CT 촬영을 통한 방사선 치료는 진단 뿐만 아니라 치료 시에도 환자의 위치 확인 및 암 추적을 위해 과도한 방사선 피폭이 불가피하게 사용될 수 밖에 없다는 점이 바로 그것이다.
또한, CT는 연부조직(soft tissue)에 대한 대조도가 낮아 종양의 정확한 위치를 판단하기 위해서는 대조도 향상을 위한 부가 조치로 환자의 몸에 조영제를 보통 투과하게 되는데 위 조영제의 투과로 조영제가 투과한 부위와 그렇지 않은 부위와의 방사선 투과율 차이가 발생하여 대조도를 향상 시킬 수 있지만, 조영제의 투과에 따른 부작용 의심사례가 매우 빈번하게 나타나고 있어 조영제의 사용이 꺼려지고 있는 실정이다.
이러한 CT 를 이용한 방사선 치료상의 문제를 해결하기 위해 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging: MRI) 유도 기반 방사선 동위원소인 코발트 (60Co)를 이용한 융합 시스템이 제안되었으나 이는 방사선량이 고정되어있을 뿐만 아니라 방사선량 또한 낮아 침투력이 떨어지며 이로 인해 피부 손상을 유발함은 물론 방사선 동위원소이기에 관리상의 어려움이 수반된다는 문제가 있다.
이에 따라, 최근 자기공명영상 기반 선형가속기를 이용한 MRI-LINAC 방사선 치료 시스템이 제안되고 있으나 대부분 자기공명영상 장치에 바로 선형가속기를 적용함으로써 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장에 따른 선형가속기 동작의 오류 또는 치료를 위한 선형가속기의 모션(motion)에 따른 자기공명영상 장치 내부의 자기장 왜곡이 발생하는 문제가 있다.
특히, 자기공명영상 장치에서 유도된 낮은 자기장에 따른 로렌츠힘(Lorenz force)에 의해 선형가속기 내의 전자 가속에 문제가 발생하며 이는 전자를 발생시키기 위한 전자총(Electro gun)에 가장 많은 영향을 주게 되어 정밀한 방사선 치료 수행을 어렵게 한다.
관련 선행기술문헌으로 "미국 공개특허공보 제2009-0074134호(2009.03.19)"가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 이동이 가능한 자기공명영상 장치를 이용해 위 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장의 선형가속기에 미치는 영향을 최소화한 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치는, 이동 시스템을 포함하고, 치료 대상의 자기공명영상 촬영 후 상기 이동 시스템을 통해 방사선 치료 공간으로부터 분리되어 이탈하는 분리가능형 자기공명영상 장치 및 전자총을 이용해 X-ray를 발생시키고, 상기 X-ray를 치료 대상의 표적에 조사하며, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치를 통해 생성되는 치료대상의 자기공명영상에 기초하여 동작이 제어되는 선형가속기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분리가능형 자기공명영상 장치는 C형상의 개방 자기공명영상 장치일 수 있다.
상기 C 형상 개방 자기공명영상 장치는 치료 대상이 위치하는 진료대를 기준으로 상부 및 하부로 분리될 수 있고, 상기 상부는 상기 이동 시스템에 의해 상기 방사선 치료 공간으로부터 수직한 방향으로 이탈할 수 있다.
또한, 상기 C형상 개방 자기공명영상 장치의 상부가 상기 이동 시스템에 의해 좌우 또는 전후의 수평 방향으로 이동하는 동작을 더 포함하여 이탈할 수 있다.
한편, 상기 C형상 개방 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장의 상기 선형가속기에 미치는 영향을 차폐하기 위한 자기장 차폐장치를 더 포함하고, 상기 자기장 차폐장치는, 차폐장치 이동 시스템을 포함하고, 상기 C형상 개방 자기공명영상 장치의 상부가 방사선 치료 공간으로부터 이탈이 완료되면, 상기 차폐장치 이동 시스템을 통해 상기 C형상 개방 자기공명영상 장치와 상기 방사선 치료 공간 사이로 위치 이동할 수 있다.
상기 분리가능형 자기공명영상 장치는 U형상의 개방 자기공명영상 장치일 수 있다.
상기 U 형상 개방 자기공명영상 장치는 치료 대상이 위치하는 진료대를 기준으로 좌부 및 우부로 분리될 수 있고, 상기 좌부 또는 상기 우부 중 적어도 어느 하나는 상기 이동 시스템에 의해 상기 방사선 치료 공간으로부터 수평한 방향으로 이탈할 수 있다.
한편, 상기 U형상 개방 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장의 상기 선형가속기에 미치는 영향을 차폐하기 위한 자기장 차폐장치를 더 포함하고, 상기 자기장 차폐장치는, 차폐장치 이동 시스템을 포함하고, 상기 좌부 또는 상기 우부의 방사선 치료 공간으로부터 이탈이 완료되면, 상기 차폐장치 이동 시스템을 통해 상기 U형상 개방 자기공명영상 장치와 상기 방사선 치료 공간 사이로 위치 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자기공명영상에 기초하여 방사선 치료를 수행함으로써 치료 대상의 X-ray 피폭을 획기적으로 줄이고, 연조직에 대한 정확한 방사선 치료를 수행할 수 있음은 물론, 자기공명영상 장치를 방사선 치료 공간으로부터 이탈시킬 수 있어 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장이 선형가속기에 미치는 영향을 최소화할 수 있고 선형가속기로부터 조사되는 X-ray의 선량을 효과적으로 제어하여 정확한 방사선 치료를 수행할 수 있다.
또한, 방사선 치료 공간을 충분히 확보함으로써 선형가속기의 위치 조절 및 방향 조절을 자유롭게 제어하여 최적의 위치, 다양한 각도에서 치료 대상의 표적(target)을 향해 X-ray를 조사할 수 있어 효과적 방사선 치료를 수행할 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 동작을 나타내는 절차도이다.
도 4의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치의 수직 이탈을 나타내는 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치의 수평 이탈을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 이동형 자기공명영상(magnetic resonance imaging: MRI) 장치를 이용한 방사선 치료 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 자기공명영상 장치의 분리 이탈 동작을 통해 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장의 선형가속기에 미치는 영향을 최소화하고, 선형가속기를 통한 방사선 치료 공간을 확보한 분리가능형(detachable) 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템(100)은 분리가능형 자기공명영상 장치(110), 선형가속기(120), 자기장 차폐장치(130), 제어용 컴퓨터(140)를 포함할 수 있다.
상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)는 강력한 자력에 의해 발생하는 핵자기 공명이라는 물리적 현상을 응용하여 정자장 내에 놓인 조직의 수소 원자핵 변화를 화상화함으로써 방사선에 의한 피폭 없이도 높은 조직 대조도(contrast)를 갖는 치료 대상에 대한 임의 방향에서의 단층상을 얻을 수 있는 장치로, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)는 방사선 치료를 수행하는 선형가속기(120)에 미치는 자기장 영향을 최소화하기 위해 레일(rail) 시스템, 슬라이딩(sliding) 시스템 등 이동 시스템을 포함하며, 상기 이동 시스템을 통해 방사선 치료가 수행되는 방사선 치료 공간으로부터 분리되어 이동/이탈할 수 있도록 제작된다.
여기서 방사선 치료 공간이라 함은 진료대에 위치한 치료 대상의 표적(target)을 향하여 선형가속기(120)를 통해 방사선 조사가 수행되는 소정 범위의 공간을 지칭한다.
이때, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)는 방사선 치료의 수행을 위한 치료 대상의 단층상을 획득하되 방사선 치료 공간으로부터의 이동/이탈에 따른 하중 부담을 최소화하기 위해 바람직하게는 대략 0.35T 정도 세기의 자기장을 형성하는 분리 가능한 C형상 또는 U형상의 개방 자기공명영상 장치(0.35T C/U shape open MRI)를 이용하여 구현할 수 있다.
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치를 나타내는 도면이다.
구체적으로 도 2의 (a)는 C형상 개방 자기공명영상 장치를 나타내는 도면이고, 도 2의 (b)는 U형상 개방 자기공명영상 장치를 나타내는 도면이다.
도 2의 (a)를 참조하면, C 형상의 개방 자기공명영상 장치(210)는 진료대(22)에 수직한 방향 즉, 위 또는 아래 방향으로 자기장을 형성하기 위해 진료대(22)를 기준으로 위와 아래에 자극(N 또는 S)이 구비되며, 상기 자극은 영구자석, 초전도 또는 고온 초전도 자석을 이용하여 제작할 수 있다.
도 2의 (b)를 참조하면, U 형상의 개방 자기공명영상 장치(220)는 진료대(24)에 수평한 방향 즉, 좌우 또는 전후 방향으로 자기장을 형성하기 위해 진료대(24)를 기준으로 양측면에 자극(N 또는 S)이 구비되며, 상기 자극은 영구자석, 초전도 또는 고온 초전도 자석을 이용하여 제작할 수 있다.
이때, 상기 C 형상 또는 U형상의 개방 자기공명영상 장치(210, 220)는 진료대(22, 24))에 위치하는 치료 대상에 대한 방사선 치료 수행에 적정한 수준의 자기공명영상 정보의 획득이 요구되는 점은 물론 자기공명영상 촬영 후 이동 시스템을 통해 방사선 치료 공간으로부터 이동/이탈 동작이 수행되는 점을 고려하여 적정 수준의 자기공명영상을 담보하는 가운데 이동/이탈에 따른 하중의 부담을 최소화하기 위해 대략 0.35T 정도 세기의 자기장을 형성하되 분리/부착 가능한 형태로 구현할 수 있다.
예컨대, 상기 C 형상의 개방 자기공명영상 장치(210)는 진료대(22)를 기준으로 상부(212) 및 하부(214)로 분리/부착될 수 있는 구조로 제작할 수 있으며, 이를 통해 자기공명영상 촬영 후 이동 시스템을 통한 방사선 치료 공간으로부터의 이동/이탈을 상기 상부(212) 또는 하부(214) 중 적어도 어느 하나의 모션(motion) 제어로써 구현할 수 있어 방사선 치료 공간으로부터의 이동/이탈에 따른 하중 부담을 현저히 줄일 수 있다.
마찬가지, 상기 U 형상의 개방 자기공명영상 장치(220)는 진료대(24)를 기준으로 좌부(222) 및 우부(224)로 분리/부착될 수 있는 구조로 제작할 수 있으며, 이를 통해 자기공명영상 촬영 후 이동 시스템을 통한 방사선 치료 공간으로부터의 이동/이탈을 상기 좌부(222) 또는 우부(224) 중 적어도 어느 하나의 모션(motion) 제어로써 구현할 수 있어 방사선 치료 공간으로부터의 이동/이탈에 따른 하중 부담을 현저히 줄일 수 있다.
상기 선형가속기(120)는 전자총(electron gun)에서 발생한 전자를 가속관에서 가속시켜 금속에 충돌시킴으로써 X-ray를 발생시키고, 발생한 X-ray를 치료 대상의 표적(target)에 조사하는 장치로, 구체적으로 상기 선형가속기(120)는 물리적으로 연결되는 도파관을 통해 가속관 내 전자 내지 전자빔 가속을 위한 고출력 RF(Ridio Frequency)를 제공받아 X-ray를 발생시키고, 상기 X-ray를 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)를 통해 생성되는 자기공명영상에 기초하여 수립되는 치료 계획에 따라 치료 대상에 대한 다양한 각도/세기로 치료 대상의 표적을 향해 조사할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 선형가속기(120)는 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)의 방사선 치료 공간으로부터 분리 이탈이 완료되면 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)의 분리 이탈로 인해 확보되는 공간을 활용하여 다양한 위치/각도에서 치료 대상의 표적을 향해 방사선 치료를 수행할 수 있으며, 이러한 선형가속기(120)의 위치 이동 및 방사선의 조사 각도 변경의 구현은 상기 선형가속기(120)에 물리적으로 연동되는 머니퓰레이터(manipulator)의 로봇 전달 시스템(Robotic Delivery System)을 통한 동작 제어로써 구현될 수 있다.
상기 자기장 차폐장치(130)는 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)에 의해 형성되는 자기장의 상기 선형가속기(120)에 미치는 영향/간섭을 최소화하기 위한 것으로, 정제된 순수한 철(Purified iron)과 같은 투자율이 매우 높은 물질을 포함하여 제작할 수 있으며, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)와 상기 선형가속기(120) 사이에 다양한 형태로 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 자기장 차폐장치(130)는 레일 시스템, 슬라이딩 시스템 등 차폐장치 이동 시스템을 포함하여 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)와 상기 선형가속기(120) 사이에 차폐막 형태로 구현될 수 있으며, 구체적으로 상기 차폐막은 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)의 자기공명영상 촬영 후 방사선 치료 공간으로부터의 분리 이탈이 완료되면 상기 차폐장치 이동시스템에 의해 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)와 방사선 치료 공간 사이로 이동하여 위치할 수 있다.
또한, 상기 자기장 차폐장치(130)는 레일 시스템, 슬라이딩 시스템 등 차폐장치 이동 시스템을 포함하여 방사선 치료 공간을 둘러싸는 차폐상자 형태로도 구현할 수 있는 것으로, 구체적으로 상기 차폐상자는 여섯개의 차폐막을 이용한 육면체 형태로 제작하여 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)의 자기공명영상 촬영 후 방사선 치료 공간으로부터의 분리 이탈이 완료되면 상기 차폐장치 이동 시스템에 의해 각 차폐막이 방사선 치료 공간을 둘러싸기 위한 소정 위치로 이동하여 위치할 수 있다.
이때, 상기 차폐상자를 구성하는 각 차폐막의 간편한 이동 구현을 위해 바람직하게는 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)가 이탈되는 방향에 위치되는 차폐막을 제외한 나머지 차폐막은 방사선 치료 공간을 둘러싸는 해당 위치에 고정 구비되고, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)가 분리 이탈되는 방향에 위치되는 차폐막만이 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)가 자기공명영상 촬영 후 방사선 치료 공간으로부터의 분리 이탈이 완료되면 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)와 상기 선형가속기(120) 사이로 이동하여 방사선 치료 공간을 둘러싸는 차폐상자 형태를 이룰 수 있으며, 이러한 차폐상자를 통해 방사선 치료 공간은 외부의 자기장에 의한 영향을 극도로 줄여줄 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템(100)은 분리가능형 자기공명영상 장치(110), 선형가속기(120), 차폐장치(130)의 동작을 통합 제어하기 위한 제어용 컴퓨터(140)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어용 컴퓨터(140)는 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)를 통해 생성되는 치료 대상의 단층상에 관한 정보로 수소 원자핵 공명 신호를 수신하여, 이를 재구성하여 영상화시키는 과정으로 자기공명영상을 생성할 수 있으며, 상기 자기공명영상에 기초하여 치료계획을 수립하고, 수립된 치료계획에 따라 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)의 분리 및 이탈 동작 제어, 상기 선형가속기(120)의 위치/각도 변경 제어, 상기 선형가속기(120)의 방사선 조사 작동 제어, 상기 차폐장치(130)의 이동 동작 제어 등 방사선 치료 시스템의 전반적 동작 제어를 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 동작을 나타내는 절차도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 방사선 치료를 위해 진료대에 치료 대상 환자가 누운 상태에서 필요 시 상기 진료대가 전후/좌우/상하 등 이동하여 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템(100)으로 진입/위치하면, 분리가능형 자기공명영상 장치(110)는 치료 대상에 대한 자기공명영상을 획득하기 위한 촬영을 실시한다(S301).
상기 S301 단계에서의 자기공명영상 촬영이 완료되면, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템(100)의 선형가속기(120)는 제어용 컴퓨터(140)의 제어를 통해 자기공명영상에 기초하여 수립되는 치료계획에 따른 구체적인 방사선 치료를 수행하게 되는데, 이에 앞서 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)에 의해 형성되는 자기장이 방사선 치료 공간 특히, 선형가속기(120)에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)는 상기 선형가속기(120)에 의해 방사선 치료가 수행되는 방사선 치료 공간으로부터 분리되어 이탈한다(S303).
한편, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)의 분리 이탈은 다양한 방식으로 구현할 수 있는 것으로, 예컨대 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)에 포함되는 레일 시스템이나 슬라이딩 시스템 등 이동 시스템을 통해 수직/수평 방향으로 이동하여 방사선 치료 공간으로부터 이탈할 수 있다.
이때, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)는 치료 대상에 대한 자기공명영상 촬영을 원활히 수행하되 하중 부담에 따른 효율적 이탈을 도모하기 위하여 바람직하게는 대략 0.35T 정도 세기의 자기장을 형성하는 분리 가능한 C형상 또는 U 형상의 개방 자기공명영상 장치를 이용하여 구현할 수 있다.
상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)의 방사선 치료 공간으로부터의 분리 이탈이 완료되면, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)에 의해 형성되는 자기장이 방사선 치료 공간에 미치는 영향을 최소화하기 위해 자기장 차폐장치(130)를 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)와 방사선 치료 공간 사이에 이동하여 위치시킬 수 있다(S305).
이하에서는 전술한 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)의 방사선 치료 공간으로부터의 분리 이탈 및 자기장 차폐장치(130)의 이동에 대한 실시예를 설명한다.
도 4의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치의 수직 이탈을 나타내는 도면이다.
도 4의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치를 0.35T C형상의 개방 자기공명영상 장치(410)를 이용하여 구현하는 경우, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 C형상 개방 자기공명영상 장치(410)를 통해 진료대(42) 상의 치료 대상에 대한 자기공명영상 촬영한다.
상기 치료 대상에 대한 자기공명영상 촬영이 완료되면, 상기 C형상 개방 자기공명영상 장치(410)는 미도시한 제어용 컴퓨터(140)의 제어를 통해 방사선 치료 공간으로부터 분리 이탈하게 되는데, 상기 분리 이탈은 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이 상기 C형상의 개방 자기공명영상 장치(410)에 포함된 이동시스템(412)을 통해 상기 C형상의 개방 자기공명영상 장치(410) 의 상부가 분리되어 이동하는 것으로 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 C형상의 개방 자기공명영상 장치(410)는 상부(412) 및하부(414)로 분리 가능한 형태로 제작됨으로써, 이동 경로가 진료대(42)를 기준으로 수직하게 형성된 레일 시스템 또는 슬라이딩 시스템 등 이동 시스템의 동작에 따라 상기 상부(412)만이 분리되어 수직 상승하는 방식으로 방사선 치료 공간에서 이탈할 수 있으며, 이를 통해 상기 C형상의 개방 자기공명영상 장치(410)에 의해 방사선 치료 공간에 형성되는 자기장의 세기를 감쇄시킬 수 있고, 또한 선형가속기(420)의 방사선 치료 공간을 확보할 수 있게 된다.
나아가, 상기 상부(412)는 미도시한 제어용 컴퓨터(140)의 동작 제어를 통해 소정 위치까지 수직 상승한 상태에서 수평하게 형성된 레일 시스템 또는 슬라이딩 시스템 등 이동 시스템의 동작에 따라 전후/좌우로 수평 이동함으로써 상기 C형상의 개방 자기공명영상 장치(410)에 의해 방사선 치료 공간에 형성되는 방사선의 세기를 더욱 감쇄시킬 수 있다.
한편, 상기 상부(412)의 방사선 치료 공간으로부터 이탈이 완료되면 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 상기 방사선 치료 공간을 상기 C형상의 개방 자기공명영상 장치(410)에 의해 형성되는 자기장으로부터 차폐시키기 위하여 자기장 차폐장치(430)가 레일 시스템, 슬라이딩 시스템 등 상기 자기장 차폐장치(430)에 포함되는 차폐장치 이동시스템에 의해 상기 C형상의 개방형 자기공명영상 장치(410)의 상부(412)와 방사선 치료 공간 사이로 이동하여 위치할 수 있다.
이때, 상기 자기장 차폐장치(430)는 차폐막 형태 또는 여섯개의 차폐막을 갖는 차폐상자 형태로 구현할 수 있으며, 상기 자기장 차폐장치(430)를 차폐막 형태로 구현하는 경우 상기 상부(412)의 방사선 치료 공간으로부터 분리 이탈이 완료되면 상기 차폐장치 이동시스템에 의해 상기 차폐막이 전후/좌우로 펼쳐지거나 이동하여 방사선 치료가 이루어지는 공간을 가리는 방식 등 다양한 형태로 구현할 수 있다.
상기 자기장 차폐장치(430)를 차폐상자 형태로 구현하는 경우 상기 상부(412)의 방사선 치료 공간으로부터 분리 이탈이 완료되면 상기 차폐상자를 구성하는 여섯개의 차폐막은 별도로 구비되는 자기장 차폐장치(430)의 차폐장치 이동시스템에 의해 방사선 치료 공간을 둘러싸기 위하여 소정 위치로 이동할 수 있다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 분리가능형 자기공명영상 장치의 수평 이탈을 나타내는 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치를 0.35T U형상의 개방 자기공명영상 장치(510)를 이용하여 구현하는 경우, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 U형상 개방 자기공명영상 장치(510)를 통해 진료대(52) 상의 치료 대상에 대한 자기공명영상 촬영한다.
상기 치료 대상에 대한 자기공명영상 촬영이 완료되면, 상기 U형상 개방 자기공명영상 장치(510)는 미도시한 제어용 컴퓨터(140)의 제어를 통해 방사선 치료 공간으로부터 분리 이탈하게 되는데, 상기 분리 이탈은 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 상기 U형상의 개방형 자기공명영상 장치(510)에 포함된 이동시스템(512)을 통해 상기 U형상의 개방형 자기공명영상 장치(510) 의 좌부 및/또는 우부가 분리되어 이동하는 것으로 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 U형상의 개방 자기공명영상 장치(510)는 좌부(512) 및우부(514)로 분리 가능한 형태로 제작됨으로써, 이동 경로가 진료대(52)를 기준으로 수평하게 형성된 레일 시스템 또는 슬라이딩 시스템 등 이동 시스템의 동작에 따라 상기 좌부(512) 및/또는 우부(514)가 분리되어 수평하게 이동하는 방식으로 방사선 치료 공간에서 이탈할 수 있으며, 이를 통해 상기 U형상의 개방 자기공명영상 장치(510)에 의해 방사선 치료 공간에 형성되는 자기장의 세기를 감쇄시킬 수 있고, 또한 선형가속기(520)의 방사선 치료 공간을 확보할 수 있게 된다.
한편, 상기 좌부(512) 및/또는 우부(514)의 방사선 치료 공간으로부터 이탈이 완료되면 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이 상기 방사선 치료 공간을 상기 U형상의 개방 자기공명영상 장치(510)에 의해 형성되는 자기장으로부터 차폐시키기 위하여 자기장 차폐장치(530)가 레일 시스템, 슬라이딩 시스템 등 상기 자기장 차폐장치(530)에 포함되는 차폐장치 이동시스템에 의해 상기 U형상의 개방형 자기공명영상 장치(510)의 상기 좌부(512) 및/또는 우부(514)와 방사선 치료 공간 사이로 이동하여 위치할 수 있다.
이때, 상기 자기장 차폐장치(530)는 차폐막 형태 또는 여섯개의 차폐막을 갖는 차폐상자 형태로 구현할 수 있으며, 상기 자기장 차폐장치(530)를 차폐막 형태로 구현하는 경우 상기 좌부(512) 및/또는 우부(514)가 방사선 치료 공간으로부터 이탈이 완료되면 상기 차폐장치 이동시스템에 의해 상기 차폐막이 위에서 아래로 펼쳐지거나 내려오는 방식 또는 전후/좌우로 이동하여 방사선 치료가 이루어지는 공간을 가리는 방식 등 다양한 형태로 구현할 수 있다.
상기 자기장 차폐장치(530)를 차폐상자 형태로 구현하는 경우 상기 U형상의 개방 자기공명영상 장치(510)의 상기 좌부(512) 및/또는 우부(514)가 방사선 치료 공간으로부터 분리 이탈이 완료되면 상기 차폐상자를 구성하는 여섯개의 차폐막은 별도로 구비되는 자기장 차폐장치(530)의 차폐장치 이동시스템에 의해 방사선 치료 공간을 둘러싸기 위하여 소정 위치로 이동할 수 있다.
상기 자기장 차폐장치(130)에 의해 방사선 치료 공간이 차폐된 상태에서 선형가속기(120)를 통해 방사선 치료를 수행함으로써 보다 정확하고 안정적인 방사선 치료의 수행이 가능할 수 있다.
전술한 S303 단계의 수행을 통해 상기 분리가능형 자기공명영상 장치(110)가 방사선 치료 공간으로부터 이탈하거나 또는 전술한 S305 단계의 추가 수행을 통해 방사선 치료 공간의 자기장 차폐가 이루어지면 상기 선형가속기(120)는 상기 S301 단계의 수행을 통해 제어용 컴퓨터로부터 수립된 자기공명영상에 기초한 치료계획에 따라 구체적 방사선 치료를 수행할 수 있다(S307).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

Claims (8)

  1. 이동 시스템을 포함하고, 치료 대상의 자기공명영상 촬영 후 상기 이동 시스템을 통해 방사선 치료 공간으로부터 분리되어 이탈하는 분리가능형 자기공명영상 장치; 및
    전자총을 이용해 X-ray를 발생시키고, 상기 X-ray를 치료 대상의 표적에 조사하며, 상기 분리가능형 자기공명영상 장치를 통해 생성되는 치료대상의 자기공명영상에 기초하여 동작이 제어되는 선형가속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 치료 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분리가능형 자기공명영상 장치는,
    C형상의 개방 자기공명영상 장치인 것을 특징으로 하는 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 C 형상 개방 자기공명영상 장치는,
    치료 대상이 위치하는 진료대를 기준으로 상부 및 하부로 분리될 수 있고, 상기 상부는 상기 이동 시스템에 의해 상기 방사선 치료 공간으로부터 수직한 방향으로 이탈하는 것을 특징으로 하는 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 C형상 개방 자기공명영상 장치의 상부가 상기 이동 시스템에 의해 좌우 또는 전후의 수평 방향으로 이동하는 동작을 더 포함하여 이탈하는 것을 특징으로 하는 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템.
  5. 제 3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 C형상 개방 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장의 상기 선형가속기에 미치는 영향을 차폐하기 위한 자기장 차폐장치를 더 포함하고,
    상기 자기장 차폐장치는,
    차폐장치 이동 시스템을 포함하고, 상기 C형상 개방 자기공명영상 장치의 상부가 방사선 치료 공간으로부터 이탈이 완료되면, 상기 차폐장치 이동 시스템을 통해 상기 C형상 개방 자기공명영상 장치와 상기 방사선 치료 공간 사이로 위치 이동하는 것을 특징으로 하는 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 분리가능형 자기공명영상 장치는,
    U형상의 개방 자기공명영상 장치인 것을 특징으로 하는 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 U 형상 개방 자기공명영상 장치는,
    치료 대상이 위치하는 진료대를 기준으로 좌부 및 우부로 분리될 수 있고, 상기 좌부 또는 상기 우부 중 적어도 어느 하나는 상기 이동 시스템에 의해 상기 방사선 치료 공간으로부터 수평한 방향으로 이탈하는 것을 특징으로 하는 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 U형상 개방 자기공명영상 장치에 의해 형성되는 자기장의 상기 선형가속기에 미치는 영향을 차폐하기 위한 자기장 차폐장치를 더 포함하고,
    상기 자기장 차폐장치는,
    차폐장치 이동 시스템을 포함하고, 상기 좌부 또는 상기 우부의 방사선 치료 공간으로부터 이탈이 완료되면, 상기 차폐장치 이동 시스템을 통해 상기 U형상 개방 자기공명영상 장치와 상기 방사선 치료 공간 사이로 위치 이동하는 것을 특징으로 하는 분리가능형 자기공명영상 장치를 이용한 방사선 치료 시스템.
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