KR102487125B1 - 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템 - Google Patents

방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템에 관한 것으로, 암 환자의 종양 체적에 방사선을 조사하는 방사선 치료 장치; 플렉시블한 형태를 가지고, 환자의 특정 신체 피부에 부착되어 특정 신체 피부에 조사되는 방사선에 감응하는 방사선 감응 패치; 상기 방사선 감응 패치를 촬영하는 촬영부; 및 치료 계획 시스템으로부터 환자의 치료 선량 분포 이미지를 획득하고, 상기 촬영부로부터 상기 방사선 감응 패치 이미지를 획득하며, 상기 치료 선량 분포 이미지와 상기 방사선 감응 패치 이미지를 비교하여 상기 방사선 치료 장치가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단되면 상기 방사선 치료 장치의 방사선 조사를 차단하는 방사선 조사 제어 장치를 포함하여 구성됨으로써, 치료 선량 분포 이미지와 방사선 감응 패치 이미지를 비교하여 방사선 치료 중의 실시간 치료 정확도를 판단하는 새로운 방법론을 제시한다.

Description

방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템 {SYSTEM FOR MONITORING IRRADIATION USING RADIATION SENSITIVE PATCH}
본 발명은 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입자 방사선을 이용한 방사선 치료 시 종양 체적(암 조직)에 대하여 보다 정확한 방사선 조사가 가능하게 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템에 관한 것이다.
방사선 치료는 수술, 항암 화학 요법과 더불어 3대 암 치료 방법 중 하나로, 종양 체적(암 조직)에 방사선을 조사하여 이를 파괴하는 방식의 치료 방법이다. 방사선 치료는 종양 체적(암 조직)에 방사선을 집중적으로 조사하면서도 주변 정상 조직 및 주요 장기에는 최소한의 선량을 조사하는 것을 목표로 수행된다.
방사선 치료는 CT, MRI, PET 등의 의료 영상 장비로 환자의 신체 촬영 데이터 얻고, 이러한 신체 촬영 데이터를 토대로 치료 계획 시스템을 이용하여 치료 선량 분포를 획득하며, 이러한 치료 선량 분포를 토대로 종양 체적(암 조직)에 방사선을 조사하는 방식으로 수행되고 있다.
이러한 방사선 치료와 관련하여, 광자선 기반의 방사선 치료 방법이 널리 시행되고 있으며, 3차원 정위적 방사선 치료(3D Conformal Radio Therapy; 3D CRT), 세기 변조 방사선 치료(Intensity Modulated Radio Therapy; IMRT), 체적 변조 회전 치료(Volume Modulated Arc Therapy; VMAT) 등의 치료 방법이 이용되고 있다.
그리고, 광자선 기반의 방사선 치료는, 특히 더욱 정밀한 방사선 조사가 가능하도록 영상 유도 방사선 치료(Image Guided Radiation Therapy; IGRT), 호흡 연동 방사선 치료(Respiratory Gated Radiation Therapy; RGRT)등의 치료 방법으로 수행된다.
그러나, 광자선 치료 방법은 방사선 치료 시 종양 체적(암 조직)에 주변 정상 조직의 피폭 가능성이 여전히 존재한다.
이와 관련하여, 최근, 양성자, 중성자, 중입자 등 질량을 가진 입자를 이용하는 입자 방사선 치료법이 각광받고 있다. 입자 방사선은 광자선보다 고에너지를 가져 종양 체적(암 조직) 치료의 효과가 높고, 특정 깊이에서 최대의 세기로 변하고 사라지는 브래그피크(Braggpeak) 특성이 있어 주변 정상 조직의 피폭 가능성을 저감시킨다. 즉, 입자 방사선 치료법은, 입자를 빛과 근사한 속도로 가속시켜 암세포를 파괴시키는 과정에서 기존 광자선과는 달리 인체 내 종양 체적(암 조직) 부위에 도달 전에는 20-30 %의 방사선량을 전달하고, 종양 체적(암 조직)에는 나머지 70- 80 %의 방사선량을 전달이 가능하고, 이후에는 방사선량이 없기 때문에 주변 정상 조직이 받는 방사선 피폭이 없는 장점이 있다.
그리고, 펜슬 빔 주사(Pencil beam scanning) 방식으로 입자 방사선을 조사하도록 구성되는 방사선 치료 장치(의료용 선형 가속기)를 이용할 때 세기 변조 방사선 치료가 가능해짐에 따라 종양 체적(암 조직)에 집중적인 선량 전달이 가능하면서도 정상 조직의 피폭 선량을 더욱 저감시킬 수 있게 되었다.
그러나, 펜슬 빔 주사 방식으로 입자 방사선을 조사하도록 구성되는 방사선 치료 장치를 이용하여 세기 변조 방사선 치료를 수행하는 경우, 입자 방사선(펜슬 빔 형태)의 전달 시간이 길어져 움직이는 종양에 대하여 조사 정확도의 오차가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 펜슬 빔 주사 방식으로 입자 방사선을 조사하도록 구성되는 방사선 치료 장치를 이용하여 세기 변조 방사선 치료를 수행하는 경우, 복수 방향에서 조사되는 입자 방사선(펜슬 빔 형태)을 활용할 때 환자 위치의 오차 또는 환자의 움직임 발생 시 조사 정확도의 오차가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
대한민국등록특허공보 제10-1817423호 (2018.01.04. 등록) 대한민국등록특허공보 제10-1590153호 (2016.01.25. 등록)
전술한 문제점을 해소함에 있어, 본 발명의 목적은 입자 방사선을 이용한 방사선 치료 시 실시간으로 방사선 조사를 모니터링하여 치료 계획 선량 분포를 벗어나는 경우 방사선 치료 장치의 방사선 조사를 차단 제어함으로써 종양 체적(암 조직)에 대하여 보다 정확한 방사선 조사가 가능하게 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 종양 체적(암 조직)에 대하여 보다 정확한 방사선 조사가 가능하게 함으로써 종양 체적(암 조직)에 집중적인 선량 전달이 가능하게 함과 동시에 정상 조직의 피폭 선량을 최소화시키는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
아울러, 본 발명의 목적은 치료 선량 분포 이미지와 방사선 감응 패치 이미지를 비교하여 방사선 치료 중의 실시간 치료 정확도를 판단하는 새로운 방법론을 제시하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템은, 암 환자의 종양 체적에 방사선을 조사하는 방사선 치료 장치; 플렉시블한 형태를 가지고, 환자의 특정 신체 피부에 부착되어 특정 신체 피부에 조사되는 방사선에 감응하는 방사선 감응 패치; 상기 방사선 감응 패치를 촬영하는 촬영부; 및 치료 계획 시스템으로부터 환자의 치료 선량 분포 이미지를 획득하고, 상기 촬영부로부터 상기 방사선 감응 패치 이미지를 획득하며, 상기 치료 선량 분포 이미지와 상기 방사선 감응 패치 이미지를 비교하여 상기 방사선 치료 장치가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단되면 상기 방사선 치료 장치의 방사선 조사를 차단하는 방사선 조사 제어 장치를 포함하여 구성된다.
이 경우, 상기 방사선 치료 장치는, 펜슬 빔 주사(Pencil beam scanning) 방식으로 입자 방사선을 조사하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 방사선 감응 패치는, 환자의 특정 신체 피부 측에 개재되고, 플렉시블한 필름 형태를 가지며, 조사되는 방사선에 감응하여 흑화되는 감응층; 플렉시블한 필름 형태를 가지고, 상기 방사선 치료 장치 측인 상기 감응층의 상측에 적층되며, 이온화에 따른 2차 전자 발생을 통해 상기 감응층의 흑화되는 정도를 향상시키는 금속 코팅층; 및 플렉시블한 필름 형태를 가지고, 상기 금속 코팅층의 상측에 적층되어 상기 금속 코팅층을 보호하는 커버층;을 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 방사선 감응 패치는, 플렉시블한 필름 형태를 가지고, 상기 감응층의 하측에 개재되며, 환자의 특정 신체에 직접 부착되는 부착층;을 더 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 방사선 감응 패치는, 상기 감응층과 상기 부착층 사이에 적층되고, 상기 방사선 치료 장치 측으로 적외선 반사면이 형성되는 적외선 반사층;을 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 감응층은, LiPCDA(Lithium pentacosa-10,12-diynoate acid)와 젤라틴을 포함하는 방사선 감응 필름일 수 있다.
한편, 상기 금속 코팅층은, 수지재 필름에 금속이 나노 코팅된 형태를 가질 수 있다.
이 경우, 상기 금속 코팅층은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET) 필름에 금(Au)이 나노 코팅된 형태를 가질 수 있다.
한편, 상기 촬영부는, 적외선 카메라일 수 있다.
한편, 상기 방사선 조사 제어 장치는, 상기 방사선 치료 장치 및 상기 촬영부와 통신 가능하게 구비되는 통신부; 및 상기 치료 선량 분포 이미지와 상기 방사선 감응 패치 이미지를 비교하여 상기 방사선 치료 장치가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단되면 상기 방사선 치료 장치의 방사선 조사를 차단하는 제어부;를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 방사선 조사 제어 장치는, 상기 치료 선량 분포 이미지 및 상기 방사선 감응 패치 이미지를 저장하는 데이터베이스부; 및 상기 치료 선량 분포 이미지 및 상기 방사선 감응 패치 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템은 입자 방사선을 이용한 방사선 치료 시 실시간으로 방사선 조사를 모니터링하여 치료 계획 선량 분포를 벗어나는 경우 방사선 치료 장치의 방사선 조사를 차단 제어함으로써 종양 체적(암 조직)에 대하여 보다 정확한 방사선 조사가 가능하게 한다.
또한, 본 발명에 의한 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템은 종양 체적(암 조직)에 대하여 보다 정확한 방사선 조사가 가능하게 함으로써 종양 체적(암 조직)에 집중적인 선량 전달이 가능하게 함과 동시에 정상 조직의 피폭 선량을 최소화시킨다.
아울러, 본 발명에 의한 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템은 치료 선량 분포 이미지와 방사선 감응 패치 이미지를 비교하여 방사선 치료 중의 실시간 치료 정확도를 판단하는 새로운 방법론을 제시한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템의 개략적인 블록 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 방사선 감응 패치의 적층 구조를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 개략적인 순서 흐름도이다.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로써, 작업자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템의 개략적인 블록 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 방사선 감응 패치의 적층 구조를 설명하기 위한 개략적인 측면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 개략적인 순서 흐름도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템(1000)은, 방사선 치료 장치(1100), 방사선 감응 패치(1200), 촬영부(1300) 및 방사선 조사 제어 장치(1400)를 포함하여 구성된다.
상기 방사선 치료 장치(1100)는, 암 환자의 치료 대상 종양 체적(암 조직)에 방사선을 조사하는 구성이다.
상기 방사선 치료 장치(1100)는, 펜슬 빔 주사(Pencil beam scanning) 방식으로 입자 방사선을 조사하도록 구성될 수 있으며, 이와 관련하여서는 기 공지된 방사선 치료 장치(의료용 선형 가속기)의 기술이 적용될 수 있다.
상기 방사선 치료 장치(1100)는, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400)와 통신 가능하게 구성되고, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400)의 제어에 따라 방사선 조사, 즉, 빔 형태의 입자 방사선 조사 기능을 on/off할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 방사선 감응 패치(1200)는, 플렉시블한 형태를 가지고, 환자의 특정 신체 피부(보다 상세하게는, 암 환자의 종양 체적(암 조직)의 바로 위의 피부)에 부착되어 상기 방사선 치료 장치(1100)에 의하여 특정 신체 피부에 조사되는 방사선에 감응하는 구성이다.
상기 방사선 감응 패치(1200)는, 감응층(1230), 금속 코팅층(1220) 및 커버층(1210)를 포함하여 구성될 수 있고, 부착층(1250)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 더 나아가, 상기 방사선 감응 패치(1200)는, 적외선 반사층(1240)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 상기 감응층(1230)은, 환자의 특정 신체 피부 측에 개재되고, 플렉시블한 필름 형태를 가지며, 상기 방사선 치료 장치(1100)에 의하여 특정 신체 피부에 조사되는 방사선에 감응하여 흑화되는 구성이다. 상기 감응층(1230)은, 조사되는 방사선의 양이 많을수록 흑화 정도가 높아지도록 구성된다.
상기 감응층(1230)은, LiPCDA(Lithium pentacosa-10,12-diynoate acid)와 젤라틴을 포함하는 방사선 감응 필름일 수 있다.
상기 감응층(1230)은, 100-200㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 금속 코팅층(1220)은, 플렉시블한 필름 형태를 가지고, 상기 방사선 치료 장치(1100) 측인 상기 감응층(1230)의 상측에 적층되며, 이온화에 따른 2차 전자 발생을 통해 상기 감응층(1230)의 흑화되는 정도를 향상시키는 구성이다. 즉, 상기 금속 코팅층(1220)은, 상기 방사선 치료 장치(1100)에 의하여 특정 신체 피부에 조사되는 방사선이 통과하면서 2차 전자를 더 대면적으로 발생시킨 후 상기 감응층(1230)으로 전달되도록 한다.
상기 금속 코팅층(1220)은, 수지재 필름(예: 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET) 필름)에 금속(원자번호가 높은 고밀도 금속)이 나노 코팅된 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 코팅층(1220)은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET) 필름에 금(Au)이 나노 코팅된 형태로 제작될 수 있으며, 이때, 발명자가 원하는 정도로 상기 감응층(1230)의 흑화되는 정도를 향상시키는 것을 실험적으로 확인할 수 있었다.
상기 금속 코팅층(1220)은, 100nm-10㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 커버층(1210)은, 플렉시블한 필름 형태를 가지고, 상기 금속 코팅층(1220)의 상측에 적층되어 상기 금속 코팅층(1220)을 보호하는 구성이다.
상기 커버층(1210)은, 아크릴 판넬일 수 있으며, 50-150㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 부착층(1250)은, 플렉시블한 필름 형태를 가지고, 상기 감응층(1230)의 하측에 개재되며, 환자의 특정 신체에 직접 부착되는 구성이다.
상기 부착층(1250)은, 환자 피부에 부착되는 부착력이 있고 방사선 투과율이 높은 재질로 구성될 수 있다.
상기 적외선 반사층(1240)은, 상기 감응층(1230)과 상기 부착층(1250) 사이에 적층되고, 상기 방사선 치료 장치(1100) 측으로 적외선 반사면이 형성되는 구성이다.
상기 적외선 반사층(1240)은, 상기 촬영부(1300)(적외선 카메라)가 상기 방사선 감응 패치(1200), 보다 상세하게는 상기 감응층(1230)의 흑화되는 정도를 촬영할 때, 선명도를 향상시키는 역할을 수행한다.
상기 적외선 반사층(1240)은, 50-150㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 촬영부(1300)는, 상기 방사선 감응 패치(1200)를 촬영하는 구성이다. 상기 촬영부(1300)는, 상기 방사선 치료 장치(1100)에 의하여 조사되는 방사선에 의하여 상기 방사선 감응 패치(1200), 보다 상세하게는 상기 감응층(1230)의 흑화되는 정도를 촬영한다.
한편, 상기 촬영부(1300)는, 적외선 카메라일 수 있다.
상기 촬영부(1300)는, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400)와 통신 가능하게 구성되고, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400)로 상기 방사선 감응 패치(1200)의 촬영 이미지 데이터를 송신할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 방사선 조사 제어 장치(1400)는, 치료 계획 시스템으로부터 환자의 치료 선량 분포 이미지를 획득하고, 상기 촬영부(1300)로부터 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지를 획득하며, 상기 치료 선량 분포 이미지와 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지를 비교하여 상기 방사선 치료 장치(1100)가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단되면 상기 방사선 치료 장치(1100)의 방사선 조사를 차단하는 구성이다.
이 경우, 치료 계획 시스템은, CT, MRI, PET 등의 의료 영상 장비로부터 환자의 신체 촬영 데이터 얻어 치료 선량 분포 이미지를 제공하는 구성으로, 기 공지된 치료 계획 시스템을 적용할 수 있다.
한편, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400)는, 상기 방사선 치료 장치(1100) 및 상기 촬영부(1300)와 통신 가능하게 구비되는 통신부(1410), 및 상기 치료 선량 분포 이미지와 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지를 비교하여 상기 방사선 치료 장치(1100)가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단되면 상기 방사선 치료 장치(1100)의 방사선 조사를 차단하는 제어부(1420)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제어부(1420)는, 상기 치료 선량 분포 이미지와 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지를 비교할 때 각 이미지별 명도 분포에 근거하여 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지에서 상기 치료 선량 분포 이미지에 매칭되는 명도 분포와 다른 식의 흑화가 진행되면 상기 방사선 치료 장치(1100)가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
아울러, 상기 제어부(1420)는, 상기 방사선 치료 장치(1100)가 방사선 조사, 즉, 빔 형태의 입자 방사선 조사 기능을 off하도록 제어함으로써 상기 방사선 치료 장치(1100)의 방사선 조사를 차단하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400)는, 상기 치료 선량 분포 이미지 및 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지를 저장하는 데이터베이스부(1430), 및 상기 치료 선량 분포 이미지 및 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부(1440)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 데이터베이스부(1430) 및 상기 디스플레이부(1440)에 대해서는 다수의 기 공지된 기술을 적용할 수 있다.
한편, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400), 상기 방사선 치료 장치(1100) 및 상기 촬영부(1300) 간의 통신 방식에는 기 공지된 유무선 통신 방식을 다양하게 적용할 수 있다.
이하, 특히 도 4를 참조하여 본 발명에 의한 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템(1000)의 동작 예를 설명한다.
본 발명에 의한 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템(1000)은, 방사선 치료 선량 분포 이미지 획득 단계(S10), 방사선 감응 패치 이미지 획득 단계(S20), 오차 판단 단계(S30) 및 방사선 치료 장치 제어 단계(S40)의 순서로 동작한다.
상기 방사선 치료 선량 분포 이미지 획득 단계(S10)는, 치료 계획 시스템으로부터 환자의 치료 선량 분포 이미지를 획득하는 단계이다.
구체적으로, 상기 방사선 치료 선량 분포 이미지 획득 단계(S10)는, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400)가 치료 계획 시스템으로부터 환자의 치료 선량 분포 이미지를 획득하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 방사선 감응 패치 이미지 획득 단계(S20)는, 상기 촬영부(1300)로부터 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지를 획득하는 단계이다.
구체적으로, 상기 방사선 감응 패치 이미지 획득 단계(S20)는, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400)가 상기 촬영부(1300)로부터 상기 방사선 치료 장치(1100)에 의하여 조사되는 방사선에 의하여 상기 방사선 감응 패치(1200)가 흑화되는 정도를 촬영하는 이미지를 획득하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 오차 판단 단계(S30)는, 상기 치료 선량 분포 이미지와 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지를 비교하여 상기 방사선 치료 장치(1100)가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는지 여부를 판단하는 단계이다.
구체적으로, 상기 오차 판단 단계(S30)는, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400)의 상기 제어부(1420)가 상기 방사선 치료 선량 분포 이미지 획득 단계(S10) 및 상기 방사선 감응 패치 이미지 획득 단계(S20)에서 획득된 상기 치료 선량 분포 이미지와 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지를 비교하여, 각 이미지별 명도 분포에 근거하여 상기 방사선 감응 패치(1200) 이미지에서 상기 치료 선량 분포 이미지에 매칭되는 명도 분포와 다른 식의 흑화가 진행되는지를 판단하여, 다른 식의 흑화가 진행되면 상기 방사선 치료 장치(1100)가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 방사선 치료 장치 제어 단계(S40)는, 상기 오차 판단 단계(S30)에서 상기 방사선 치료 장치(1100)가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단되는 경우 상기 방사선 치료 장치(1100)의 방사선 조사를 차단하는 단계이다.
구체적으로, 상기 방사선 치료 장치 제어 단계(S40)는, 상기 방사선 조사 제어 장치(1400)의 상기 제어부(1420)가 상기 오차 판단 단계(S30)에서 상기 방사선 치료 장치(1100)가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단되는 경우 상기 방사선 치료 장치(1100)의 방사선 조사, 즉, 빔 형태의 입자 방사선 조사 기능을 off하도록 제어함으로써 상기 방사선 치료 장치(1100)의 방사선 조사를 차단하는 방식으로 수행될 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템은 입자 방사선을 이용한 방사선 치료 시 실시간으로 방사선 조사를 모니터링하여 치료 계획 선량 분포를 벗어나는 경우 방사선 치료 장치의 방사선 조사를 차단 제어함으로써 종양 체적(암 조직)에 대하여 보다 정확한 방사선 조사가 가능하게 하고, 종양 체적(암 조직)에 집중적인 선량 전달이 가능하게 함과 동시에 정상 조직의 피폭 선량을 최소화시키며, 치료 선량 분포 이미지와 방사선 감응 패치 이미지를 비교하여 방사선 치료 중의 실시간 치료 정확도를 판단하는 새로운 방법론을 제시한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 기초로 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하 기술할 청구범위에 의하며, 상술한 발명의 구체적 내용을 토대로 정해져야 할 것이다.
본 발명은 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템에 관한 것으로, 방사선 암 치료와 관련된 의료 산업 분야에 이용 가능하다.
1000: 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템
1100: 방사선 치료 장치
1200: 방사선 감응 패치
1210: 커버층
1220: 금속 코팅층
1230: 감응층
1240: 적외선 반사층
1250: 부착층
1300: 촬영부
1400: 방사선 조사 제어 장치
1410: 통신부
1420: 제어부
1430: 데이터베이스부
1440: 디스플레이부

Claims (11)

  1. 암 환자의 종양 체적에 방사선을 조사하는 방사선 치료 장치;
    플렉시블한 형태를 가지고, 환자의 특정 신체 피부에 부착되어 특정 신체 피부에 조사되는 방사선에 감응하는 방사선 감응 패치;
    상기 방사선 감응 패치를 촬영하는 촬영부; 및
    치료 계획 시스템으로부터 환자의 치료 선량 분포 이미지를 획득하고, 상기 촬영부로부터 상기 방사선 감응 패치 이미지를 획득하며, 상기 치료 선량 분포 이미지와 상기 방사선 감응 패치 이미지를 비교하여 상기 방사선 치료 장치가 치료 계획 선량 분포를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단되면 상기 방사선 치료 장치의 방사선 조사를 차단하는 방사선 조사 제어 장치;
    를 포함하고,
    상기 방사선 감응 패치는,
    환자의 특정 신체 피부 측에 개재되고, 플렉시블한 필름 형태를 가지며, 조사되는 방사선에 감응하여 흑화되는 감응층;
    플렉시블한 필름 형태를 가지고, 상기 방사선 치료 장치 측인 상기 감응층의 상측에 적층되며, 이온화에 따른 2차 전자 발생을 통해 상기 감응층의 흑화되는 정도를 향상시키는 금속 코팅층; 및
    플렉시블한 필름 형태를 가지고, 상기 금속 코팅층의 상측에 적층되어 상기 금속 코팅층을 보호하는 커버층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방사선 치료 장치는,
    펜슬 빔 주사(Pencil beam scanning) 방식으로 입자 방사선을 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 방사선 감응 패치는,
    플렉시블한 필름 형태를 가지고, 상기 감응층의 하측에 개재되며, 환자의 특정 신체에 직접 부착되는 부착층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방사선 감응 패치는,
    상기 감응층과 상기 부착층 사이에 적층되고, 상기 방사선 치료 장치 측으로 적외선 반사면이 형성되는 적외선 반사층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 감응층은,
    LiPCDA(Lithium pentacosa-10,12-diynoate acid)와 젤라틴을 포함하는 방사선 감응 필름인 것을 특징으로 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 금속 코팅층은,
    수지재 필름에 금속이 나노 코팅된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 금속 코팅층은,
    폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET) 필름에 금(Au)이 나노 코팅된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 촬영부는,
    적외선 카메라인 것을 특징으로 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 방사선 조사 제어 장치는,
    상기 방사선 치료 장치 및 상기 촬영부와 통신 가능하게 구비되는 통신부; 및
    상기 치료 선량 분포 이미지와 상기 방사선 감응 패치 이미지를 비교하여 상기 방사선 치료 장치가 치료 범위를 벗어나 방사선을 조사하는 것으로 판단되면 상기 방사선 치료 장치의 방사선 조사를 차단하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 방사선 조사 제어 장치는,
    상기 치료 선량 분포 이미지 및 상기 방사선 감응 패치 이미지를 저장하는 데이터베이스부; 및
    상기 치료 선량 분포 이미지 및 상기 방사선 감응 패치 이미지를 디스플레이하는 디스플레이부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 감응 패치를 이용한 방사선 조사 모니터링 시스템.
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