KR101641077B1 - Three-dimensional dose distribution measurement apparatus for brain radiosurgery device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치에 관한 것으로, 특히 검사용 팬텀과, 검사용 팬텀을 투과한 방사선원에 의해 빛을 발생시키는 형광체, 상기 형광체에서 발생되는 빛을 영상으로 검출하는 CCD 센서, 상기 형광체를 지지하면서 상기 검사용 팬텀으로부터 상기 CCD 센서까지의 전후방 길이방향으로 형성된 가이드레일을 따라 모터에 의해 왕복 이동되는 이동몸체, 및 상기 이동몸체가 가이드레일을 따라 이동되도록 지지하는 지지프레임을 포함하는 섬광 검출기와; 상기 모터와 상기 CCD 센서를 제어하여 생성된 영상을 데이터로 처리하는 컨트롤 보드; 및 상기 컨트롤 보드와 연결되는 컴퓨터 시스템;을 포함하고, 상기 검사용 팬텀은, 인체 머리형태의 구조를 가지는 반구 모양인 것을 특징으로 하며, 상기 지지프레임에는 감마나이프에 고정된 헤드프레임과 연결 고정되는 헤드프레임 고정부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 반원모양의 검사용 팬텀이 1차원적으로 움직이도록 하고, 검사용 팬텀이 설치된 2차원 섬광 검출기에서 방사선 선량분포를 정밀하게 측정함으로써, 감마나이프 선원의 형태를 지정된 포인트에 따라서 입체적으로 실시간 확인 할 수 있으며, 움직이는 섬광물질을 제어하여 원하는 좌표의 선량분포를 3차원으로 재구성할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention relates to a three-dimensional dose distribution measuring apparatus for use in a head and neck radiotherapy apparatus, and more particularly to a phantom for examination, a phosphor for generating light by a radiation source transmitted through a phantom for inspection, A CCD sensor, a moving body reciprocating by a motor along a guide rail formed in the longitudinal direction from the inspection phantom to the CCD sensor while supporting the phosphor, and a support for supporting the moving body to be moved along the guide rail A flash detector including a frame; A control board for processing images generated by controlling the motor and the CCD sensor as data; And a computer system connected to the control board, wherein the inspection phantom has a hemispherical shape having a human head shape, and the support frame is connected to and fixed to a head frame fixed to the gamma knife And a head frame fixing part is further provided.
Accordingly, the present invention provides a two-dimensional scintillation detector in which a semicircular inspection phantom is moved one-dimensionally and a radiation dose distribution is precisely measured in a two-dimensional scintillation detector equipped with an inspection phantom, It can be verified in real time in three dimensions, and it is a very useful invention that can reconstruct the dose distribution of the desired coordinates in three dimensions by controlling the moving scintillation material.

Description

두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치{Three-dimensional dose distribution measurement apparatus for brain radiosurgery device} [0001] The present invention relates to a three-dimensional dose distribution measuring apparatus for a brain radiosurgery device,

본 발명은 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 선량검증을 기반으로 실시간 감마나이프 선원의 형태를 지정된 포인트에 따라서 입체적으로 확인 할 수 있는 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a three-dimensional dose distribution measuring apparatus for use in a head and neck radiotherapy apparatus, and more particularly, to a head and neck radiography apparatus and a head and neck radiography apparatus capable of stereoscopically confirming a shape of a real- Dimensional dose distribution measuring apparatus.

일반적으로 감마나이프(Gamma Knife)는 사람의 두개(頭蓋)내 병변에 대하여 환자의 머리를 절개하지 않고 방사선 수술을 행하는 무혈 뇌수술 장비의 일종으로서, 1968년 스웨덴의 신경외과 의사 렉셀(Leksell)이 개발하였으며, 이 감마나이프를 이용하면 사람의 두개 내에 존재하는 뇌의 동정맥 기형과 각종 뇌종양 등의 뇌질환 병변을 감마선에 의하여 비침습적으로 정밀하게 방사선 수술할 수 있게 된다.In general, Gamma Knife is a type of avascular brain surgery equipment that performs radiation surgery without cutting the head of a patient for a human cranial lesion. In 1968, Leksell, a neurosurgeon of Sweden, Using this gamma knife, it is possible to perform non-invasive and precise radiosurgery by gamma rays of brain lesions such as arteriovenous malformations of the brain and various brain tumors in two of human beings.

또한, 감마나이프는 현존하는 두경부 방사선 수술장비 중 최고의 정확도와 안전성을 갖는 장비로 인정되어 현재 우리나라를 포함한 많은 나라에 설치되어 방사선 수술이 시행되고 있다.In addition, gamma knife has been recognized as the equipment with the highest accuracy and safety of the existing head and neck radiotherapy equipment, and it is currently being installed in many countries including Korea to perform radiation surgery.

상기 두경부 방사선 수술의 과정을 살펴보면, 환자의 뇌에 정위틀을 설치하고, 종양에 따라 CT, MRI 및 혈관조영술장치를 통해 치료 부위를 정확히 파악하는 과정을 거친 후 치료계획을 세우고 감마나이프(Gamma Knife)등의 두경부 방사선 수술장비에 환자를 위치시키고 정위틀을 고정하여 사전 파악된 치료 부위에 방사선을 조사하는 과정을 거친다.The procedure of the head and neck radiotherapy is as follows: a stereotactic frame is installed on the patient's brain and the treatment area is precisely determined through CT, MRI and angiography apparatus according to the tumor, and a treatment plan is set up, and a gamma knife ) And the patient is placed in the head and neck radiotherapy equipment, and the stereotactic frame is fixed and the radiation is irradiated to the previously recognized treatment area.

두경부 방사선 수술에 대해 좀 더 살펴보면, 종양부위에만 강하게 방사선을 쪼임으로써 종양을 줄어들게 한다거나 성장을 억제하는 치료법으로, 방사선 치료와 비교하여 방사선을 이용한다는 점에서는 같으나, 두경부 방사선 수술은 일회에 종양부위에 많은 양의 방사선이 집중적으로 공급되도록 하여 마치 돋보기로 초점에 햇볕을 모아 종이를 태우는 것과 같이 종양부위를 집중 치료하는 것으로, 두경부 방사선 수술에서는 치료부위에만 정확하게 방사선을 조사하는 것이 성공적인 치료를 위해서 대단히 중요하기 때문에 사전에 뇌 내의 정확한 치료 위치를 확인하는 작업이 절대 중요하다.In the head and neck radiotherapy group, radiation therapy is used to reduce tumor growth or to suppress tumor growth by irradiating the tumor with strong radiation only, which is the same as using radiation in comparison with radiation therapy. However, It is very important for the successful treatment to irradiate the area of the head and neck with accurate radiation only in the treatment area in the head and neck radiotherapy, such as concentrating the large amount of radiation and concentrating the tumor area as if collecting the sun by collecting sunlight with a magnifying glass. Therefore, it is absolutely important to confirm the precise treatment position in the brain in advance.

통상적으로 감마나이프 방사선 수술 장비의 코발트-60선원의 위치 및 선량을 확인하기 위해서는 필름을 이용하거나 ion-chamber를 이용하여 선원의 위치 및 선량을 수작업으로 확인하고 있는 실정이다.In order to confirm the position and dose of cobalt-60 source in gamma knife radiosurgery equipment, the position and dose of the source are checked manually by using film or ion-chamber.

최근 개발된 렉셀 감마나이프 방사선 수술 장비의 경우 선원의 수가 192개 로 24개씩 8개 섹터로 이루어져 있으며, 각각의 선원의 사이즈를 콜리메이터를 이용하여 0mm, 4mm, 8mm, 16mm 등으로 조절하게 되면, 육만오천오백삼십여섯가지 형태의 선량분포를 구현할 수 있게 된다. The recently developed LEXEL Gamma Knife Radiosurgery Equipment consists of 192 sectors and 24 sectors, 8 sectors. When the size of each source is adjusted to 0mm, 4mm, 8mm, 16mm using a collimator, It is possible to implement the dose distribution of 5,336 types.

이는 종래와 같은 방식으로 선원의 위치 및 선량을 확인하는 경우 많은 시간과 인력이 투입되어야 하는 문제점이 있다. 즉, 이들 선원형태를 검증하기 위해서는 많은 비용이 발생하므로 보다 간단하면서도 정확성을 요하는 장치의 필요성이 제기되고 있는 실정이다.
This is a problem in that a lot of time and manpower must be input when confirming the position and dose of the source in the same manner as in the prior art. In other words, there is a need for a device that requires simplicity and accuracy because it costs a lot to verify these types of sources.

대한민국 공개특허공보 10-2005-0055470(공개일자 2005년06월13일)Korean Patent Publication No. 10-2005-0055470 (published on June 13, 2005)

본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 감마나이프 선원의 형태를 지정된 포인트에 따라서 입체적으로 실시간 확인 할 수 있는 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made in order to overcome the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a three-dimensional dose distribution measuring apparatus for a head and neck radiotherapy apparatus capable of realizing the shape of a gamma knife source in three- .

본 발명은 반원모양의 검사용 팬텀이 1차원적으로 움직이도록 하고, 검사용 팬텀이 설치된 2차원 섬광 검출기에서 방사선 선량분포를 정밀하게 측정하는 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention provides a three-dimensional dose distribution measuring apparatus for a head and neck radiotherapy apparatus that precisely measures a radiation dose distribution in a two-dimensional scintillation detector in which a semicircular inspection phantom moves in one dimension and a phantom for inspection is installed That is the purpose.

본 발명은 움직이는 섬광물질을 제어하여 원하는 좌표의 선량분포를 3차원으로 재구성을 할 수 있는 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a three-dimensional dose distribution measuring apparatus for a head and neck radiotherapy apparatus capable of three-dimensionally reconstructing a dose distribution of a desired coordinate by controlling a moving scintillation material.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치는 검사용 팬텀과, 검사용 팬텀을 투과한 방사선원에 의해 빛을 발생시키는 형광체, 상기 형광체에서 발생되는 빛을 영상으로 검출하는 CCD 센서, 상기 형광체를 지지하면서 상기 검사용 팬텀으로부터 상기 CCD 센서까지의 전후방 길이방향으로 형성된 가이드레일을 따라 모터에 의해 왕복 이동되는 이동몸체, 및 상기 이동몸체가 가이드레일을 따라 이동되도록 지지하는 지지프레임을 포함하는 섬광 검출기와; 상기 모터와 상기 CCD 센서를 제어하여 생성된 영상을 데이터로 처리하는 컨트롤 보드; 및 상기 컨트롤 보드와 연결되는 컴퓨터 시스템;을 포함하되, 상기 지지프레임에는 감마나이프에 고정된 헤드프레임과 연결 고정되는 헤드프레임 고정부가 더 구비되고, 상기 검사용 팬텀은, 인체 머리형태의 구조를 가지는 반구 모양인 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the object of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a three-dimensional dose distribution of a head and neck radiotherapy apparatus, comprising: a phantom for inspection; a phosphor emitting light by a radiation source transmitted through the inspection phantom; A moving body which is reciprocated by a motor along a guide rail formed in the front and rear longitudinal direction from the inspection phantom to the CCD sensor while supporting the phosphor, and a moving body which moves the moving body along the guide rail A flash detector including a support frame for supporting the flash frame; A control board for processing images generated by controlling the motor and the CCD sensor as data; And a computer system connected to the control board, wherein the support frame further includes a head frame fixing part connected and fixed to a head frame fixed to the gamma knife, wherein the inspection phantom has a structure of a human head And has a hemispherical shape.

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본 발명의 상기 CCD 센서는, 전단부에 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The CCD sensor of the present invention is characterized by further comprising a lens at the front end.

이상과 같이 본 발명에서 추구하는 기술적 문제 해결은 반원모양의 검사용 팬텀이 1차원적으로 움직이도록 하고, 검사용 팬텀이 설치된 2차원 섬광 검출기에서 방사선 선량분포를 정밀하게 측정함으로써, 감마나이프 선원의 형태를 지정된 포인트에 따라서 입체적으로 실시간 확인 할 수 있으며, 움직이는 섬광물질을 제어하여 원하는 좌표의 선량분포를 3차원으로 재구성할 수 있는 장점이 있다.
As described above, the technical problem solving pursued by the present invention is to solve the technical problem solved by the present invention by allowing the semicircular inspection phantom to move in one dimension and to accurately measure the radiation dose distribution in the two-dimensional scintillation detector equipped with the inspection phantom, The shape can be checked in real time in three dimensions according to the designated points, and the dose distribution of the desired coordinates can be reconstructed in three dimensions by controlling the moving scintillation material.

도 1은 본 발명에 따른 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치의 구성을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 섬광 검출기를 나타낸 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 섬광 검출기의 선량 검출 과정을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치의 동작 상태를 나타낸 참고도이다.
도 5는 본 발명에 따른 검사용 팬텀과 형광체의 위치를 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 본 발명에 따른 측정된 2차원 선량분포를 기존의 방식인 필름을 이용한 2차원 선량분포와 비교한 것을 나타낸 참고도이다.
도 7은 본 발명에 따른 측정된 3차원 선량분포를 나타낸 참고도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a three-dimensional dose distribution measuring apparatus for a head and neck radiotherapy apparatus according to the present invention.
2 is a partially enlarged view of a flash detector according to the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a dose detection process of the flash detector according to the present invention.
FIG. 4 is a reference view showing an operation state of a three-dimensional dose distribution measuring apparatus of a head and neck radiotherapy apparatus according to the present invention.
5 is a reference view for explaining the positions of the inspection phantom and the phosphor according to the present invention.
FIG. 6 is a reference diagram showing a comparison of a measured two-dimensional dose distribution according to the present invention with a two-dimensional dose distribution using a conventional film.
7 is a reference view showing a measured three-dimensional dose distribution according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Further, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be practiced by those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치의 구성을 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 섬광 검출기를 나타낸 부분 확대도이다.FIG. 1 is a conceptual view showing a configuration of a three-dimensional dose distribution measuring apparatus of a head and neck radiotherapy apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of a flash detector according to the present invention.

도 1와 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치는 일반적인 감마나이프 방사선 수술 장비나 최근 개발된 선원의 수가 192개 로 각각의 선원의 사이즈를 콜리메이터를 이용하여 0mm, 4mm, 8mm, 16mm 등으로 조절하는 감마나이프 방사선 수술 장비(100)에 사용되는 것으로, 섬광 검출기(200)와, 컨트롤 보드(300) 및 컴퓨터 시스템(400)으로 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the apparatus for measuring the three-dimensional dose distribution of the head and neck radiological apparatus according to the preferred embodiment of the present invention includes 192 gamma knife radiosurgery apparatuses and 192 recently developed crew members, A control board 300, and a computer system 400, which are used in a gamma knife radiotherapy apparatus 100 that adjusts the size of the gamma knife to a size of 0 mm, 4 mm, 8 mm, 16 mm, etc. using a collimator, .

또한, 본 발명은 검사용 팬텀(201)이 1차원적으로 움직이도록 하고, 검사용 팬텀(201)이 설치된 2차원 섬광 검출기(200)에서 방사선 선량분포를 정밀 측정하여 감마나이프 선원의 형태를 지정된 포인트에 따라서 입체적으로 실시간 확인 할 수 있으며, 움직이는 섬광물질을 제어하여 원하는 좌표의 선량분포를 3차원으로 재구성할 수 있다.In addition, the present invention provides a two-dimensional scintillation detector (200) in which a phantom for inspection (201) moves one-dimensionally and a radiation dose distribution is precisely measured in a two- It can be checked in real time in three dimensions according to the point, and the dose distribution of the desired coordinates can be reconfigured in three dimensions by controlling the moving scintillation material.

상기 섬광 검출기(200)는 검사용 팬텀(201)과, 형광체(202), 이동몸체(203), 지지프레임(205), CCD 센서(206), 가이드레일(207), 모터(208) 등이 포함 구성된다.The flash detector 200 includes a phantom 201 for inspection, a phosphor 202, a moving body 203, a support frame 205, a CCD sensor 206, a guide rail 207, a motor 208, .

상기 검사용 팬텀(201)은 재질에 따라 방사선 투과성을 다르게 할 수 있는 재질로 구성될 수 있고, 인체 머리형태의 구조를 가지는 반구 모양으로 이에 한정되지 않으며 다양한 형태로 디자인될 수 있다.The inspection phantom 201 may be made of a material having different radiation transmittance depending on the material thereof, and may be designed in various shapes, not limited to a hemispherical shape having a human head shape.

상기 형광체(202)는 검사용 팬텀(201)을 투과한 방사선원에 의해 빛을 발생시키는 것이고, 상기 CCD 센서(206)는 형광체(202)에서 발생되는 빛을 영상으로 검출한다. 여기서, 상기 CCD 센서(206)의 전단부에는 렌즈(209)가 더 포함되어 구성된다.The phosphor 202 generates light by a radiation source transmitted through the inspection phantom 201 and the CCD sensor 206 detects light emitted from the phosphor 202 as an image. Here, a lens 209 is further included in the front end of the CCD sensor 206.

상기 이동몸체(203)은 상기 형광체(202)를 지지하면서 상기 검사용 팬텀(201)으로부터 상기 CCD 센서(206)까지의 전후방 길이방향으로 형성된 가이드레일(207)을 따라 모터(208)에 의해 왕복 이동된다.The moving body 203 is supported by the motor 208 along the guide rails 207 formed in the longitudinal direction from the inspection phantom 201 to the CCD sensor 206 while supporting the phosphor 202, .

상기 지지프레임(205)은 상기 이동몸체(203)가 가이드레일(207)을 따라 이동되도록 지지하는 것이고, 상기 지지프레임(205)에는 감마나이프 방사선 수술 장비(100)에 고정된 헤드프레임과 연결 고정되는 헤드프레임 고정부(204)가 더 구비된다.The supporting frame 205 supports the moving body 203 to be moved along the guide rail 207. The supporting frame 205 is provided with a head frame fixed to the gamma knife radiotherapy apparatus 100, The head frame fixing portion 204 is provided.

상기 컨트롤 보드(300)는 상기 모터(207)와 상기 CCD 센서(206)를 제어하여 생성된 영상을 데이터로 처리하는 것이고, 상기 컴퓨터 시스템(400)은 상기 컨트롤 보드(300)와 연결되어 상기 섬광 검출기(200)의 CCD 센서(206)를 통해 검출된 방사선 선량분포를 예를 들어, 0.1 mm 정밀도 이내로 측정하여 화면으로 표시할 수 있으며, 스캔 범위, 해상도 및 노출시간 등을 제어 할 수 있다.The control board 300 processes the image generated by controlling the motor 207 and the CCD sensor 206 as data and the computer system 400 is connected to the control board 300, The radiation dose distribution detected through the CCD sensor 206 of the detector 200 can be measured within a precision of 0.1 mm and displayed on a screen and the scan range, resolution and exposure time can be controlled.

도 3은 본 발명에 따른 섬광 검출기의 선량 검출 과정을 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명에 따른 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치의 동작 상태를 나타낸 참고도이며, 도 5는 본 발명에 따른 검사용 팬텀과 형광체의 위치를 설명하기 위한 참고도이고, 도 6은 본 발명에 따른 측정된 2차원 선량분포를 기존의 방식인 필름을 이용한 2차원 선량분포와 비교한 것을 나타낸 참고도이며, 도 7은 본 발명에 따른 측정된 3차원 선량분포를 나타낸 참고도이다.FIG. 3 is a conceptual diagram showing a dose detection process of a flash detector according to the present invention, FIG. 4 is a reference view showing an operation state of a three-dimensional dose distribution measuring apparatus of a head and neck radiotherapy apparatus according to the present invention, And FIG. 6 is a reference diagram showing a comparison between the measured two-dimensional dose distribution according to the present invention and a conventional two-dimensional dose distribution using a film, And FIG. 7 is a reference view showing the measured three-dimensional dose distribution according to the present invention.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치는, 우선 감마나이프 방사선 수술 장비(100)에 고정된 헤드프레임과 상기 섬광 검출기(200)의 헤드프레임 고정부(204)를 연결 고정시킨후, 컨트롤 보드(300)를 중심으로 상기 컴퓨터 시스템(400), CCD센서(206) 그리고 모터(208)를 연결하여 3차원 선량분포 측정 프로그램을 실행시킨다.3 to 7, the apparatus for measuring the three-dimensional dose distribution of the head and neck radiological apparatus according to the present invention comprises a head frame fixed to the gamma knife radiosurgery apparatus 100, After the frame fixing unit 204 is connected and fixed, the computer system 400, the CCD sensor 206 and the motor 208 are connected to the control board 300 to execute a three-dimensional dose distribution measurement program.

상기 컨트롤 보드(300)는 상기 컴퓨터 시스템(400)의 3차원 선량분포 측정 프로그램을 통해 전달되는 위치 데이터를 근거로 반원모양의 검사용 팬텀(201)을 1차원적으로 움직이도록 모터(208)를 제어하여 가이드레일(207)을 통해 이동몸체(203)가 이동되도록 한다.The control board 300 controls the motor 208 to move the semicircular inspection phantom 201 one-dimensionally based on the position data transmitted through the three-dimensional dose distribution measurement program of the computer system 400 So that the movable body 203 is moved through the guide rails 207.

상기 검사용 팬텀(201)의 이동이 완료되면, 감마나이프 방사선 수술 장비(100)를 구동시켜 도 5에 도시된 바와 같이, 감마나이프 방사선 선원(101)이 발생되도록 한다. 여기서, 도 5는 검사용 팬텀(201) 내에 위치한 형광체(202)와 콜리메이터 크기에 따라 중심축(ISO-CENTER)에 입사되는 감마나이프 방사선 선원(101)의 각도를 설명하기 위한 것으로, 가장 먼저 검사용 팬텀(201)과 형광체(202) 그리고 감마나이프 방사선 선원(101)이 중심축에 일치가 되도록 하여 ISO-CENTER를 확인하도록 한다.When the movement of the inspection phantom 201 is completed, the gamma knife radiosurgery apparatus 100 is driven to generate the gamma knife radiation source 101 as shown in FIG. 5 is a view for explaining the angle of the phosphor 202 positioned in the inspection phantom 201 and the gamma knife radiation source 101 incident on the center axis ISO-CENTER depending on the collimator size. The phantom 201, the phosphor 202, and the gamma knife radiation source 101 are aligned with the central axis to confirm the ISO-CENTER.

이때, 감마나이프 방사선 수술 장비(100)를 통해 감마나이프 방사선 선원(101)이 지정된 포인트에 따라 발생되어 상기 섬광 검출기(200)의 검사용 팬텀(201) 내측으로 방사선(102)이 투과되며, 상기 형광체(202)에 상기 검사용 팬텀(201)을 투과한 방사선원에 의해 빛이 발생된다.At this time, the gamma knife radiation source 101 is generated at a designated point through the gamma knife radiotherapy apparatus 100, and the radiation 102 is transmitted to the inside of the inspection phantom 201 of the flash detector 200, Light is generated by the radiation source that has transmitted the inspection phantom 201 to the phosphor 202.

상기 CCD 센서(206)는 형광체(202)에서 발생되는 빛을 도 6에 도시된 바와 같이 영상으로 검출하여 상기 컨트롤 보드(300)를 통하여 컴퓨터 시스템(400)에 전송한다. 여기서, 도 6은 상기 검출기 시스템에서 획득한 영상과 기존의 필름(Film)을 이용하여 획득한 영상을 비교한 것으로 (a)는 상기 섬광 검출기(200)에서 16mm, 8mm, 4mm 콜리메이터에 따라 획득한 3차원 선량분포 중 중심축을 중심으로 X축 단면의 2차원 선량분포를 나타내며, (b)는 상기 섬광 검출기(200)를 이용하여 형광체(202)가 위치하고 있는 동일한 지점에 필름(Film) 놓고 획득한 2차원 선량분포를 나타내며, (c)는 콜리메이터 4mm, 8mm, 16mm 각각에 대하여 치료계획에 다른 동일한 치료선량에 대해서 상기 검출기와 필름의 동일 축상에 2차원 선량분포를 비교한 것으로 서로 잘 일치함을 나타낸다.The CCD sensor 206 detects light emitted from the phosphor 202 as an image as shown in FIG. 6 and transmits the image to the computer system 400 through the control board 300. 6A and 6B illustrate a comparison between an image obtained by the detector system and an image obtained by using a conventional film. FIG. 6A is a graph showing the relationship between the image obtained by the 16 mm, 8 mm, and 4 mm collimators in the flash detector 200 (B) shows the distribution of the two-dimensional dose on the X-axis section about the central axis of the three-dimensional dose distribution, (b) shows the distribution of the dose obtained by placing the film at the same point where the phosphor 202 is located using the scintillation detector 200 (C) shows two-dimensional dose distributions on the same axis of the detector and film for the same treatment doses different from those of the treatment plan for each of the collimators 4 mm, 8 mm and 16 mm. .

도 7은 상기 검출기의 3차원 선량분포를 나타내는 한 예로써 16mm 콜리메이터를 사용하여 중심축(ISO-CENTER)를 중심으로 상기 섬광 검출기(200)를 앞뒤 각각 30mm씩 0.2mm 단위로 움직이면서 1장의 영상을 획득할 때 CCD 센서(206)의 노출시간을 0.5ms로 하여 총 300장의 2차원 영상을 획득한 후 3차원으로 재구성한 것으로 정면(0도)에서 45도, 90도, 135도, 180도 각도에서 바라본 영상을 나타낸 것이다.7 shows an example of a three-dimensional dose distribution of the detector. As shown in FIG. 7, a 16 mm collimator is used to move the flash detector 200 about 0.2 mm on the center axis (ISO-CENTER) A total of 300 two-dimensional images were acquired with the exposure time of the CCD sensor 206 being 0.5 ms at the time of acquisition, and reconstructed in three dimensions. The images were obtained at 45 degrees, 90 degrees, 135 degrees, 180 degrees As shown in FIG.

상기 컴퓨터 시스템(400)은 상기 섬광 검출기(200)의 CCD 센서(206)를 통해 검출된 방사선 선량분포를 예를 들어, 0.1 mm 정밀도 이내로 측정하여 화면으로 표시할 수 있으며 스캔 범위, 해상도 및 노출시간 등을 제어 할 수 있다.The computer system 400 may measure the radiation dose distribution detected through the CCD sensor 206 of the flash detector 200, for example, within 0.1 mm of accuracy and display it on a screen. The computer system 400 may display the scan range, resolution, And so on.

상술한 바와 같이 본 발명은 반원모양의 검사용 팬텀이 1차원적으로 움직이도록 하고, 검사용 팬텀이 설치된 2차원 섬광 검출기에서 방사선 선량분포를 정밀하게 측정함으로써, 감마나이프 선원의 형태를 지정된 포인트에 따라서 입체적으로 실시간 확인 할 수 있으며, 움직이는 섬광물질을 제어하여 원하는 좌표의 선량분포를 3차원으로 재구성할 수 있게 된다.
As described above, according to the present invention, a semi-circular inspection phantom is moved in one dimension, and a radiation dose distribution is precisely measured in a two-dimensional scintillation detector provided with a phantom for inspection, so that the shape of a gamma- Therefore, it can be checked in real time in three dimensions, and the dose distribution of a desired coordinate can be reconfigured in three dimensions by controlling a moving scintillation material.

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 범위 내에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 감마나이프 방사선 수술 장비 101 : 감마나이프 방사선 선원
102 : 방사선
200 : 섬광 검출기 201 : 검사용 팬텀
202 : 형광체 203 : 이동몸체
204 : 헤드프레임 연결부 205 : 지지프레임
206 : CCD 센서 207 : 가이드레일
208 : 모터 209 : 렌즈
300 : 컨트롤 보드 400 : 컴퓨터 시스템100: Gamma Knife Radiation Surgery Equipment 101: Gamma Knife Radiation Sources
102: Radiation
200: Flash detector 201: Phantom for inspection
202: Phosphor 203: Movable body
204: head frame connection portion 205: support frame
206: CCD sensor 207: guide rail
208: motor 209: lens
300: Control board 400: Computer system

Claims (4)

감마나이프에 고정되어 상기 감마나이프의 선원 형태를 입체적으로 실시간 확인할 수 있는 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치로서,
검사용 팬텀과, 검사용 팬텀을 투과한 방사선원에 의해 빛을 발생시키는 형광체, 상기 형광체에서 발생되는 빛을 영상으로 검출하는 CCD 센서, 상기 형광체를 지지하면서 상기 검사용 팬텀으로부터 상기 CCD 센서까지의 전후방 길이방향으로 형성된 가이드레일을 따라 모터에 의해 왕복 이동되는 이동몸체, 및 상기 이동몸체가 가이드레일을 따라 이동되도록 지지하는 지지프레임을 포함하는 섬광 검출기와;
상기 모터와 상기 CCD 센서를 제어하여 생성된 영상을 데이터로 처리하는 컨트롤 보드; 및
상기 컨트롤 보드와 연결되는 컴퓨터 시스템;을 포함하되,
상기 지지프레임에는 상기 감마나이프에 고정된 헤드프레임과 연결 고정되는 헤드프레임 고정부가 더 구비되고,
상기 검사용 팬텀은, 인체 머리형태의 구조를 가지는 반구 모양이며,
상기 컨트롤 보드의 제어에 따라 상기 섬광 검출기를 1차원적으로 이동시켜 상기 감마나이프의 선원에 대한 복수 개의 2차원 선량분포를 획득하고, 획득한 복수 개의 2차원 선량분포를 통해 상기 감마나이프의 선원에 대한 3차원 선량분포를 획득하는 것을 특징으로 하는 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치.
A three-dimensional dose distribution measuring device for a head and neck radiotherapy apparatus fixed to a gamma knife and capable of realizing three-dimensional real-time confirmation of a source shape of the gamma knife,
A phantom for inspection, a phosphor for generating light by a radiation source that has passed through the inspection phantom, a CCD sensor for detecting light generated from the phosphor as an image, and a front sensor for detecting the phantom from the inspection phantom to the CCD sensor A scintillation detector including a movable body reciprocated by a motor along a guide rail formed in the longitudinal direction, and a support frame supporting the movable body to be moved along the guide rail;
A control board for processing images generated by controlling the motor and the CCD sensor as data; And
And a computer system connected to the control board,
Wherein the support frame further includes a head frame fixing part connected and fixed to the head frame fixed to the gamma knife,
The inspection phantom has a hemispherical shape having a structure of a human head,
The control unit controls the control board to move the flash detector in one dimension to acquire a plurality of two-dimensional dose distributions for the source of the gamma knife, and to acquire a plurality of two-dimensional dose distributions for the source of the gamma knife Dimensional dose distribution of the head and neck of the head and neck.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 CCD 센서는,
전단부에 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 두경부 방사선 수술장비의 3차원 선량분포 측정 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the CCD sensor comprises:
Wherein the apparatus further comprises a lens at the front end thereof.
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