KR20140093232A - 하드론 방사선 설비 및 검사 방법 - Google Patents

하드론 방사선 설비 및 검사 방법 Download PDF

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프레드릭 요하네스 비크만
빅토르 로버트 봄
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테크니쉐 유니버시테이트 델프트
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Abstract

타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되, 상기 설비는 - 타겟을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대; - 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하는 하드록 방사선 빔을 방출하기 위한 하드론 방사선 장치;이고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함한다.
상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템을 갖는다.
상기 설비는 타겟 내로 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리 감지 장치를 갖고, 상기 거리 감지 장치는 상기 하드론 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선에 빠른 반응을 보이는 감마 카메라를 포함한다.

Description

하드론 방사선 설비 및 검사 방법{A HADRON RADIATION INSTALLATION AND VERIFICATION METHOD}
본 발명은 하드론 방사선 치료 분야와 관련이 있다.
방사선 치료 분야에서, 예를 들어, 종양 치료에 대하여, 하드론 방사선 치료(특히, 양자 또는 이온, 카본-이온 치료와 같은)는 X-선 또는 감마선 치료에 비해 커다란 장점을 제공한다. 일반적으로 하드론 방사선 치료는 곧 있을(upcoming) 암 치료이고, 암 치료시 하드론 빔은 조사(irradiation)에 사용된다. 하드론 주로 양자 방사선 치료 설비를 갖춘 방사선 치료 센터의 숫자는 급격히 성장하고 있고, 세계적으로 50,000 명이 넘는 환자가 지금까지 치료받았다.
양자 및 다른 하드론이 조직 내에 에너지를 저장하는 지배적인 과정은 원자 이온화 및 여기(excitation)이다. 운동 에너지의 대부분은 트랙(track)의 맨 끝에서 브래그 피크(Bragg Peak, BP)로 저장된다. 하드론 방사선 치료는 매력적인 선량 적합(dose conformation)을 인식할 수 있는 잠재력을 갖고, 그러므로 종양 주변에 건강한 조직을 남긴다. 이는 혈중 산소 감소(hypoxic)의 종양에 대한 선량 증가 또는 위험한 상태에 있는 근접한 장기의 더 적은 부작용 중 하나를 허용한다. 뇌, 예를 들어 눈 주변과 같이 몸의 위태로운(critical) 부분에 위치한 종양의 치료에서 주요한 장점이다.
최근에 권한 있는 많은 하드론 방사선 치료 시스템은, 자기장이 방사선 빔을 바람직한 방향으로 조종하는데 사용되는 스팟 스캐닝(Spot scanning) 기술을 사용한다. 펜슬 빔(pencil beam)은 종양 또는 타켓의 다른 정의된 치료 분야에 대해서 여러 번 발전되고(stepped) 살펴졌고, 종양의 각각의 마이크로부피(microvolume)에 대해 선량이 최적화되기 위해, 에너지 및 강도가 다양화되었다. 모든 종양이 동시에 조사되지는 않지만, 조사는 부분별로 행해지고, 슬라이스(slice)별로 행해진다.
환자의 CT 이미지를 만들고, 계산(종종 이전의 팬텀 시험에 기초한다)을 하는 것으로써 방사선 세션을 조심스럽게 계획할 수 있음은 알려져 있다. 하지만, 실제 환자 내의 브래그 피크의 실제의 위치는 중간 조직의 특징 상의 다른 요인들 가운데에 의존하고, 환자 및 조사 위치에 따라 다를 수 있다. 또한, 해부학상의 차이는 치료상의 방사선 세션의 계획과 실제 성과 사이의 기간 내에 발생할 수 있고, 예를 들어, 환자 몸, 조직 구성 등의 인체의 일부에 대한 변화를 들 수 있다. 따라서, 편차는 치료 계획 및 실제 적용된 방사선 치료 사이에 나타난다 것은 일반적인 이해이다. 특히, 인간 뇌 안으로 빔의 침투 깊이에 관하여, 브래그 피크의 실제 위치는 계획된 위치로부터 크게, 예를 들어 10 과 15 mm 사이로 벗어난 것이 관찰된다. 치료될 종양에 가깝게 위치한 위태로운 조직은 과도한 선량을 받을 수 있고, 또는 종양은 결과적으로 불충분한 선량을 받을 수 있다.
브래그 피크 위치를 확인하는 것, 바람직하게는 심지어 하드론 방사선 치료 세션 동안에도, 선량이 계획대로 전달되는지 확인하는 것이 중요하다.
양전자 방사 단층 촬영(Positron Emission Tomography, PET)은 최근에 선량 확인을 위해 상기 분야에서 효과적으로 사용되는 유일한 방법이다. 양전자 방사에 의해 붕괴(decay)하는 동위원소는 양자 트랙에서 핵 반응에 의해 형성되고, PET 이미징을 위해 사용될 수 있으며, 지배적인(administered) 선량 프로파일을 확인하는 것을 허용한다. 그러나, 적합한 동위원소의 반감기는 일부의 지속 시간 순서(the order the duration of the fraction) 혹은 더 길다. 선량 프로파일은 부분-단계(spot-step)의 지속 시간 내에 PET로 관찰되고, 보통 0.1 초 미만이며, 그러므로 예상 밖으로 보인다.
하드론 빔 침투 검사, 모니터링, 및 또한 가능한 대로 타겟의 조사 동안 빔의 실시간 제어를 위한 즉발 감마선의 사용에 대한 연구는 또한 최근에 수행되었다. 핵분열 반응은 중성자 및 즉발 감마선의 많은 숫자의 방출에 기인하여 타겟 내의 트랙을 따라 발생한다. 상기 감마선은 핵 결합 에너지(8 MeV) 아래에 에너지에서 여기된 핵의 통계적 붕괴로부터 발생한다. PET 동위원소의 개수보다 즉발 감마선의 숫자가 훨씬 크기 때문에, 즉발 감마선은 선량 모니터링을 위한 후보자가 될 수 있다. PET에서 볼 수 있듯이 유실 효과(washout effect)의 부재 및 빔 침투 깊이 거리 및 즉발 감마선 생성 위치 사이의 가까운 연관성은 중요한 추가 장점이다. 언급된 연관성은 핵반응이 하드론 에너지가 쿨롱 장벽 역치(Coulomb barrier threshold) 아래로 떨어지는 곳에서 트랙의 마지막 몇 mm까지 발생한다는 사실의 결과이다.
W02010/000857에서 즉발 감마선의 사용에 대한 몇몇 접근이 논의되었고, 주로 타겟 내로 공간 선량 분포의 실시간 측정을 달성하기 위한 목적이었다.
일 실시예에서 앵거 감마 카메라(Anger gamma camera)가 제안되었고, 분광기가 평평한 패널 감지 크리스탈 및 감지 크리스탈의 후면에 PMT 집합체를 향해 직접적으로 위치되었다.
분광기는 감마선 차단 물질의 두꺼운 시트로 구성되며, 예를 들어 납을 들 수 있고, 그것을 통해서 인접한 다수의 홀이 있다. 카메라는 빔 축의 오른쪽 각에서 그것의 광학적 축을 가질 수 있도록 설치된다. PMT는 2차원으로 배열될 수 있고, 두 개의 카메라의 사용과 함께 즉발 감마선 분포의 삼차원 이미지가 얻어질 수 있음이 예상된다.
또 다른 실시예 W02010/00857에서는 핀 홀 감마 카메라(pinhole gamma camera)를 제안했고, 단일 핀 홀 분광기는 단일 신틸레이션 요소 타입 감지기의 전면에 거리를 두고 배열된 것을 특징으로 한다. 핀홀은 타겟 내에 양자 빔의 전체 트랙을 포함하는 카메라의 시야를 제공하기 위해 설정되고 배열되며, 그리하여 트랙을 따라 즉발 감마 분포를 관찰하기 위해 카메라를 움직일 필요가 없다. PMT의 선형적 배열이 사용되느냐, 2차원의 배열이 사용되느냐에 따라, 즉발 감마 분포의 1차원 또는 2차원의 이미지가 얻어진다.
본 발명자들은 분광기로써 적합하지 않은 앵거 카메라 및 W02010/00857에서 제안된 단일 핀홀 감마 카메라가 대부분의 입사된 감마 광자를 약화시키고, 그에 따라 카메라의 감도를 대단히 제한한다고 생각했다. 따라서, 양자 빔 침투 깊이의 실시간 측정의 잠재력은 심각하게 제한된다.
하드론 방사선 설비에 사용되기 위해 제안된 최근의 제안은 연장된 슬릿 조리개를 갖는 슬릿 분광기가 있는 감마 카메라이고, 이는 빔 축에 상당히 직각이고, 2D-감지기와 함께 배열된다. 상기 감지기는 평평한 패널 감지 크리스탈 및 상기 크리스탈의 후면에 및 광검출기의 2D-배열로써 구현된 단일 신틸레이션 요소를 갖는다. 상기 슬릿은 고정된 너비를 갖는 나이프-모서리 형태로써 설정된다. 상기 분광기 및 분광기의 슬릿은 타겟에 관련하여 다음 설명과 같이 배열되는데, 카메라는 타겟 내의 빔의 전체 트랙을 포함하는 시야를 갖고, 그리하여 트랙을 따라 있는 즉발 감마 분포를 관찰하기 위해 카메라를 이동할 필요가 없다. 슬릿 조리개는 단면도로 보면 단일 핀 홀 보다 크고, 또한 앵거 카메라의 분광기보다 덜 약화시키며, 상기 언급된 문제는 해결할 가능성이 있다.
본 발명의 목적은,
개선된 센서에 기초한 즉발 감마가 있는 양자 방사선 치료 설비를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은,
방사선 세션 동안 타겟 내의 양자 빔 침투의 실시간 모니터링 및 바람직하게는 실시간 조절을 허용하는 센서에 기초한 즉발 감마가 있는 양자 방사선 치료 설비를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되,
- 타겟(2)을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대(1);
- 하드론 방사선 빔(11), 바람직하게는 펜슬 빔(pencil beam)을 방출하기 위해 제공된 하드론 방사선 장치(10)이고, 이며, 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함하고,
상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템(15)을 갖고,
- 상기 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선(prompt gamma ray)에 대해 빠른 반응을 보이는 감마 카메라(gamma camera)(20)를 포함하고, 타겟 내의 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리(range) 감지 장치(17)를 포함하고,
상기 감마 카메라는,
- 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
- 감마 방사선이 분광기의 상기 조리개를 통해 지나가는 입사되는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector),
- 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함하고,
상기 감마 카메라의 분광기는 연장된(elongated) 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이고,
상기 분광기(21)는 가변적인 너비의 연장된 슬릿 조리개를 갖는 가변적인 너비 슬릿 분광기이고, 상기 분광기는 각각이 슬릿 조리개의 대응되는 세로방향 모서리, 바람직하게는 나이프 모서리(knife edge) 중 하나를 정의하는 제1 분광기 구성(21a) 및 제2 분광기 구성(21b)을 포함하고, 상기 분광기는 상기 제1 및 제2 분광기 구성을 서로에 대하여 대체 및 위치시키기 위한 슬릿 너비 작동 메커니즘(23)을 갖는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비를 제공한다.
또한, 본 발명은,
타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되,
- 타겟(2)을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대(1);
- 하드론 방사선 빔(11), 바람직하게는 펜슬 빔(pencil beam)을 방출하기 위해 제공된 하드론 방사선 장치(10)이고, 이며, 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함하고,
상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템(15)을 갖고,
- 상기 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선(prompt gamma ray)에 대해 빠른 반응을 보이는 감마 카메라(gamma camera)(20)를 포함하고, 타겟 내의 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리(range) 감지 장치(17)를 포함하고,
상기 감마 카메라는,
- 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
- 감마 방사선이 분광기의 상기 조리개를 통해 지나가는 입사되는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector),
- 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함하고,
상기 감마 카메라의 분광기는 연장된(elongated) 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이고,
상기 감지기는 평행하고 나란히 배열된 복수 개의 연장된 신틸레이션 요소(24)의 집합체를 포함하고, 각각의 신틸레이션 요소는 분광기 슬릿 조리개와 평행한 세로 방향의 축을 따라 길이를 가지고, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 평행한 너비를 가지며, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 수직한 높이를 가지며, 상기 길이는 상기 너비 및 상기 높이 보다 각각 큰 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비를 제공한다.
나아가, 본 발명은,
타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되,
- 타겟(2)을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대(1);
- 하드론 방사선 빔(11), 바람직하게는 펜슬 빔(pencil beam)을 방출하기 위해 제공된 하드론 방사선 장치(10)이고, 이며, 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함하고,
상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템(15)을 갖고,
- 상기 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선(prompt gamma ray)에 대해 빠른 반응을 보이는 감마 카메라(gamma camera)(20)를 포함하고, 타겟 내의 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리(range) 감지 장치(17)를 포함하고,
상기 감마 카메라는,
- 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
- 감마 방사선이 분광기의 상기 조리개를 통해 지나가는 입사되는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector),
- 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함하고,
상기 감마 카메라의 분광기는 연장된(elongated) 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이고,
상기 감지기는 평행하고 나란히 배열된 복수 개의 연장된 신틸레이션 요소(24)의 집합체를 포함하고, 각각의 신틸레이션 요소는 분광기 슬릿 조리개와 평행한 세로 방향의 축을 따라 길이를 가지고, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 평행한 너비를 가지며, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 수직한 높이를 가지며,
상기 집합체의 신틸레이션 요소(24)의 중앙 그룹 내의 신틸레이션 요소는 말단 그룹내의 개별적인 신틸레이션 요소의 너비 보다 작은 너비를 각각 가지며, 상기 중앙 그룹은 말단 그룹들 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비를 제공한다.
또한, 본 발명은,
타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되,
- 타겟(2)을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대(1);
- 하드론 방사선 빔(11), 바람직하게는 펜슬 빔(pencil beam)을 방출하기 위해 제공된 하드론 방사선 장치(10)이고, 이며, 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함하고,
상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템(15)을 갖고,
- 상기 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선(prompt gamma ray)에 대해 빠른 반응을 보이는 감마 카메라(gamma camera)(20)를 포함하고, 타겟 내의 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리(range) 감지 장치(17)를 포함하고,
상기 감마 카메라는,
- 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
- 감마 방사선이 분광기의 상기 조리개를 통해 지나가는 입사되는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector),
- 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함하고,
상기 감마 카메라의 분광기는 연장된(elongated) 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이고,
상기 슬릿 조리개는 슬릿 조리개의 열린 각(opening angle ) 및 이에 상응하는 시야(field of view )를 정의하는 비평행 면(non-parallel faces)을 가지며,
방사선 빔 거리 감지 장치는, 하나 또는 그 이상의 감마 카메라를 포함하고, 상기 감마 카메라는 축 방향 공간 위치에 빔 축에 대하여 복수 개의 슬릿 조리개를 제공하고, 연속하는 슬릿 조리개 사이의 축 공간은 적어도 3 cm, 바람직하게는 최대 10 cm이고, 각각의 슬릿 조리개는 열린 각을 가지는 시야를 제공하며, 시야는 설비의 작동 중에 펜슬 빔에 의해 교차되고, 시야는 서로 인접한 연속하는 슬릿 조리개에 의해 제공되고, 바람직하게는 부분적이고 불완전하게 겹치며, 빔 축 부분(section)을 따라 위치한 계속적인 시야를 설정하게 되는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비를 제공한다.
나아가, 본 발명은,
타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되,
- 타겟(2)을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대(1);
- 하드론 방사선 빔(11), 바람직하게는 펜슬 빔(pencil beam)을 방출하기 위해 제공된 하드론 방사선 장치(10)이고, 이며, 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함하고,
상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템(15)을 갖고,
- 상기 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선(prompt gamma ray)에 대해 빠른 반응을 보이는 감마 카메라(gamma camera)(20)를 포함하고, 타겟 내의 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리(range) 감지 장치(17)를 포함하고,
상기 감마 카메라는,
- 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
- 감마 방사선이 분광기의 상기 조리개를 통해 지나가는 입사되는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector),
- 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함하고,
상기 감마 카메라의 분광기는 연장된(elongated) 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이고,
상기 슬릿 조리개는 슬릿 조리개의 열린 각(opening angle) 및 이에 상응하는 시야(field of view )를 정의하는 비평행 면(non-parallel faces)을 가지며,
슬릿 조리개는 두 개의 서로 이격된(two spaced apart) 분광기 주벽 부분(main wall portion), 각각이 정의하는 슬릿 조리개의 외부 측면, 방사선 차단 물질의 연장된 분광기 벽 로드(rod) 구성에 의해 형성되고,
로드 구성은 슬릿 조리개의 제1 및 제2 슬릿 통로(passage)를 형성하기 위한 상기 두 개의 서로 이격된 주벽 부분의 사이에 배열되고, 주벽 부분으로부터 간격이 있고,
상기 로드 구성은 상기 슬릿 통로에 인접한 외부 측면 하나와 결합하여 각각 묶인(bound) 내부 측면들을 정의하고,
내부 및 외부 측면은 비평행한 슬릿 통로와 각각 묶여있고, 열린 각 및 이에 상응하는 시야를 정의하고,
각각의 슬릿 통로는 최대 전송(maximum transmission )의 중앙 면을 가지며,
상기 제1 및 제2 슬릿 통로의 중앙 면은 비평행하고 서로 교차하며, 바람직하게는 분광기 및 빔 축 사이에서 교차하며, 이로써, 슬릿 통로의 시야는 부분적으로 겹치고, 결합 내에서 슬릿 조리개의 전체 시야를 정의하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비를 제공한다.
또한, 본 발명은,
상기 하드론 방사선 설비를 사용하는 하드론 방사선 치료 검사 방법이고, 팬텀(phantom)으로써 구현된 상기 타겟이 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위한 방사선 세션 내의 대상이 되고,
상기 방법은,
- 타겟 지지대(10) 상에 팬텀(2)을 배열하고 바람직하게는 고정시키는 단계;
- 타겟 지지대에 의해 지지된 팬텀을 조사할 수 있도록 빔 축에 따라 위치한 하드론 방사선 빔을 방출시키기 위해 하드론 방사선 장치(10)를 작동시키고, 상기 방사선 빔은 팬텀 내로 침투하는 단계;
- 팬텀 내로 상기 방사선 빔의 실제 침투 깊이를 방사선 빔 거리 감지 장치(17)로 정의하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 치료 검사 방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은,
상기 서술된 방사선 빔 거리 감지 장치에 의해 상기 사용은 이루어지는 것을 특징으로 하는 타겟 내의 하드론 빔 침투 깊이 정의 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은,
상기 서술된 방사선 빔 거리 감지 장치에 의해 상기 사용은 이루어지는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 빔에 의해 조사된 타겟 내로 침투하는 하드론 빔의 이미징 방법을 제공한다.
첫번째 측면에서 슬릿 너비의 변화를 허용함으로써 설비의 용도가 현저히 증가하고, 특히, 슬릿 너비의 적합한 설계가 방사선 세션의 코스(course) 내에서 변할 수 있을 때 그러하며, 예를 들어, 방사선 빔 거리 감지 장치의 기능을 최적화하고/또는 감마 카메라의 해상도(resolution), 정확도, 질 및 신뢰성 중 하나 또는 그 이상을 향상시키거나 최적화하기 위함이다. 특히, 본 발명의 상기 두번째 측면은 감마 카메라의 향상된 정확성 및 속도를 허용하는 측정(measure)을 제공하는 것이 목표이고, 가능한 방사선 세션 동안 침투 깊이 제어의 실시간 피드백을 만드는 것이 주된 목표이다. 세번째 측면에서 상기 배열은 감마 카메라의 감지기의 더 큰 정확성을 허용하며, 그럼으로써 선행 기술의 제안보다 실시간 피드백 제안을 더욱 적합하게 만든다. 네번째 측면에서 축 방향 공간 위치에서 복수 개의 슬릿 조리개의 사용을 통한 열린 각의 감소는, 모서리 침투에 반해 분광기의 증가된 저항성을 바람직하게 수반하고, 그럼으로써 빔 거리 감지 장치에 의한 빔 부분의 이미징을 증가시킨다.
본 발명은 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 양자 방사선 치료 설비를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 감마 카메라의 신틸레이션 요소 집합체의 일례를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 감마 카메라의 신틸레이션 요소 집합체의 다른 일례를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 슬릿 분광기 및 감마 카메라의 신틸레이션 요소 집합체의 일례를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 5는 빔 축을 따라 축 방향 공간 위치에 배열된 복수 개의 감마 카메라가 있는 빔 거리 감지 장치를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 6은 빔 축을 따라 축 방향 공간 위치에 배열된 복수 개의 감마 카메라가 있는 빔 거리 감지 장치를 단면에서 도식적으로 나타낸 것이고, 하나 또는 그 이상의 카메라는 연속적인 카메라의 시야의 겹칩을 조정하도록 조절가능하다.
도 7은 빔 축을 따라 축 방향 공간 위치에 있는 복수 개의 슬릿 조리개를 갖는 단일 감마 카메라로서 구현된 빔 거리 감지 장치를 단면에서 도식적으로 나타낸 것이다.
도 8은, 빔 축에 가로방향 면의 관점에서, 복수 개의 감마 카메라의 나선형 배열은 상기 면 내에서 빔 축에 대해 다른 각도 방향으로 있고, 빔 축을 따른 축 방향 공간에 있는 것을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 9a는 -단면에서- 공통의 단일 슬릿 통로 타입 슬릿 조리개가 있는 분광기의 부분을 나타낸 것이다.
도 9b는 -단면에서- 본 발명의 다섯번째 측면에 따른 슬릿 조리개가 있는 분광기의 부분을 나타낸 것이다.
본 발명의 첫번째 측면에 따르면, 본 발명은 청구항 1의 서문에 따른 설비를 제공하고, 설비는, 분광기가 가변적인 너비의 연장된 슬릿 조리개를 갖는 가변적인 너비 슬릿 분광기를 갖는 것을 특징으로 하고, 상기 분광기는 제1 분광기 구성 및 제2 분광기 구성을 가지며, 각각은 조리개의 대응되는 세로방향 모서리를 정의하고, 상기 분광기는 상기 분광기 구성을 서로에 대하여 대체 및 위치시키기 위한 슬릿 너비 작동 메커니즘을 갖는다.
슬릿 너비의 변화를 허용함으로써 설비의 용도가 현저히 증가하고, 특히, 슬릿 너비의 적합한 설계가 방사선 세션의 코스(course) 내에서 변할 수 있을 때 그러하며, 예를 들어, 방사선 빔 거리 감지 장치의 기능을 최적화하고/또는 감마 카메라의 해상도(resolution), 정확도, 질 및 신뢰성 중 하나 또는 그 이상을 향상시키거나 최적화하기 위함이다.
타겟은 예를 들어, 뇌 종양 치료를 위한 머리와 같은 인간의 신체일 수 있고, 연구 목적을 위한 동물체일 수 있고, 또는, 워터 팬텀과 같은 팬텀일 수 있다. 팬텀이 검사 과정을 위해 보통 사용되는 것으로 알려져 있는 바와 같이, 인간 또는 동물체 상에 작동될 방사선 세션을 계획하는 코스 내에서 그러한 검사를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 방사선 장치는 펜슬 방사선 빔을 방출하기 위해 제공된다.
바람직한 실시예에서, 하드론 방사선 치료 시스템은 스팟 스캐닝 기술을 수행하기 위해 제공되고, 자석 조립의 자기장은 바람직한 방향으로 방사선 빔을 조종하기 위해 사용된다. 펜슬 빔(pencil beam)은 종양 또는 다른 정의된 치료 분야에 대해서 여러 번 발전되고 살펴졌고, 종양의 각각의 마이크로부피(microvolume)에 대해 선량이 최적화되기 위해, 에너지 및 강도가 다양화되었다. 빔 강도는 세션 동안 지속적으로 제어가능하다.
일실시예에서, 방사선 빔 거리 감지 장치는 적어도 빔 침투 깊이 정보를 제공하기 위한 양자 방사선 장치의 모니터링 시스템에 연결되고, 바람직하게는 방사선 세션 동안이다. 이는, 예를 들어 검사 세션 또는 치료 세션 동안의 실제 침투 깊이를 검사하기 위한 오퍼레이터(operator)를 허용한다.
바람직한 실시예에서, 방사선 빔 거리 감지 장치는 상기 빔 침투 깊이 제어에 적어도 빔 침투 깊이 피드백 정보를 제공하기 위한 상기 제어 시스템의 상기 빔 침투 깊이 제어와 연결된다.
바람직한 실시예에서, 분광기는 슬릿 조리개가 빔 축에 상당히 수직한 방향으로 연장되도록 지지되고, 상기 감지기는 평행하고 나란히 배열된 복수 개의 신틸레이션 요소의 집합체를 포함하고, 각각의 신틸레이션 요소는 분광기 슬릿 조리개와 평행한 세로 방향의 축을 따라 길이를 가지고, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 평행한 너비를 가지며, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 수직한 높이를 가지며, 상기 길이는 상기 너비 및 상기 높이 보다 각각 크다.
특히, 상기 바람직한 실시예는 또한 독립항 제14항에서 정의된 본 발명의 두번째 측면과 관련이 있다. 본 발명의 두번째 측면은 바람직하게 슬릿 분광기가 본 발명의 첫번째 측면과 같이 가변하는 슬릿 너비를 가진다고 예상되지만, 선행 기술에서의 접근을 넘어선 발전은 또한 슬릿 너비 작동 메커니즘의 부재와 같이, 분광기가 고정된 슬릿 너비를 가질 때 도달될 수 있다.
특히, 본 발명의 상기 두번째 측면은 감마 카메라의 향상된 정확성 및 속도를 허용하는 측정(measure)을 제공하는 것이 목표이고, 가능한 방사선 세션 동안 침투 깊이 제어의 실시간 피드백을 만드는 것이 주된 목표이다. 서론에서 설명한 바와 같이, 최근 제안된 감마 카메라는 적합하지 않고 또는 상기 목표를 달성하기 위해 거의 적합하지 않다.
빔 축에 대하여 상당히 수직한 분광기 슬릿에 평행한 연장된 신틸레이션 요소를 제공함으로써, 각각의 신틸레이션 요소는 방출된 즉발 감마선의 분포의 단일 방향 단면(mono-directional cross-section)으로써 설정된다.
방사선 빔 및 분광기 사이의 거리에 비교한 분광기 슬릿에서 감지기의 상대적 거리에 기인하여 적절한 기하학적 배율 상수(magnification factor)와 결합할 때, 다른 단면들의 조합은 타겟 내로 방사선 빔의 침투 깊이의 정확한 측정을 허용한다.
일 실시예에서, 감지기는 상기 신틸레이션 요소의 단일 집합체를 포함하고, 바람직하게는 신틸레이션 요소의 길이는 분광기의 슬릿의 길이에 적어도 대응한다.
일실시예에서, 상기 신틸레이션 요소 각각은 고체의 신틸레이션 재료의 연장된 스트립(strip)으로써 구현되고, 각각의 스트립은 입사면(incident face), 입사면 반대편의 후면(rear face), 측면(side faces), 및 스트립의 세로방향의 끝에 말단면(end faces )을 가지며, 광검출기는 스트립의 말단면에 연결되어 있으며, 예를 들어 도광부(light guide)에 직접적으로 또는 도광부를 통해서, 예를 들어 도광 섬유를 통해서 연결되고, 하지만, 개개의 광검출기는 각각의 스트립의 말단면에 연결되는 것도 또한 가능하다.
광검출기는 -형성될 때- 규소 광전자 배증관(silicon photomultiplier)으로써 구현된 것이 바람직하다.
일실시예에서, 신틸레이팅 재료는 BGO(비스무스 게르마네이트) 또는 LYSO(Lu1.8Y0.2Si05(Ce))이다. 또 다른 실시예에서, 신틸레이션 요소는 세로 길이의 컨테이너(container) 내에 담긴 적절한 신틸레이션 액체로 구성된다. 예를 들어, 액체는 유리 혹은 다른 투명 물질 컨테이너에 담긴다.
특히, 본 발명은 또한 감마선을 전하로 직접적으로 변환하는 직접-변환 감지기의 사용을 예상할 수 있다
감지기의 가능한 실시예에서, 집합체의 신틸레이션 요소의 중앙 그룹 내의 신틸레이션 요소는 말단 그룹 내의 개별적인 신틸레이션 요소의 너비보다 작은 너비를 각각 가지며, 상기 중앙 그룹은 말단 그룹들 사이에 위치한다. 이는 기본적으로 신틸레이션 요소의 말단 그룹에 비해 중앙 그룹 상에 입사되는 즉발 감마선에 대하여 감마 카메라의 더 큰 해상도를 허용한다. 특히, 브래그 피크의 실제 위치의 결정의 관점에서, 이는 장점이 될 수 있다.
일 실시예에서, 방사선 빔 거리 감지 장치는 실제 감마 계수율(count rate)의 의존도 내에서 슬릿 너비 작동 메커니즘을 제어하기 위해 제공된다. 방사선 빔 거리 감지 장치의 가능한 버전에서, 방사선 빔 거리 장치는 슬릿 너비 작동 메커니즘을 제어하기 위해 제공되며, 이로써 만약, 실제 감마 계수율이 선결된 낮은 역치(predetermined lower threshold) 아래인 경우 슬릿 너비가 증가하게 되고, 만약, 실제 감마 계수율이 선결된 높은 역치 이상인 경우 감소하게 되며, 상기 높은 역치는 낮은 역치보다 더 높은 계수율을 나타낸다. 이는, 예를 들어 감마 카메라의 신뢰가능한 결과를 얻을 수 있게 허용하고, 만약, 감마 카메라 아웃풋이 피드백 신호로써 사용되는 경우, 빔 침투 깊이 제어의 정확도/신뢰도를 높인다.
일 실시예에서, 장치의 제어 시스템은 방사선 빔 장치와 함께 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션(session)에 대응되는 하나 또는 그 이상의 방사선 세션 제어 자료 세트를 메모리 내에 삽입하고 저장(또는 실제의 저장)하기 위해 조정되고, 분광기의 슬릿 너비 작동 메커니즘은 제어 시스템에 연결되고, 상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션을 위한 분광기의 하나 또는 그 이상의 계획된 슬릿 너비를 나타내는 자료를 포함하고, 변화하는 빔 침투 깊이 패턴과 동시에 변하는 작동될 분광기의 슬릿 너비의 계획된 변화 패턴이 그 예이다. 상기 실시예는 감마 카메라의 광학적 및/또는 신뢰가능한 결과를 얻기 위해 세션 동안에 슬릿 너비를 설정하거나 조정하는 것을 허용한다. 작동될 방사선 세션을 위한 분광기의 계획된 슬릿 너비는 적절한 계산 및/또는 적절한 팬텀 상에 검사 세션을 수행함으로써 얻어질 수 있다.
일 실시예에서, 방사선 장치는 타겟에 대하여 빔 축의 위치 및/또는 각도 방향을 변화하고, 타겟 내에 침투 깊이를 변화시키기 위해 제공되고, 이로써 적어도 X, Y, Z 좌표로부터 나타나는 계획된 위치에서 방출된 펜슬 타입의 양자 방사선 빔의 브래그 피크를 위치시킬 수 있으며, 상기 Z 좌표는 빔 축을 따라 위치하고, X 및 Y 축은 빔 축에 수직인 면에 직교하도록 위치한다.
일 실시예에서, 상기 제어 시스템은 방사선 빔 장치와 함께 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션(session)에 대응되는 하나 또는 그 이상의 방사선 세션 제어 자료 세트를 메모리 내에 삽입하고 저장하기 위해 제공되고, 상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션을 위한 펜슬 타입 방사선 빔의 X-Y 모션(motion)의 계획된 패턴을 나타내는 자료를 포함하고, 상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션을 위한 방사선 빔의 X-Y 모션의 계획된 패턴과 함께 동시에 변하는(in synchronicity) 분광기의 슬릿 너비의 변화 패턴을 나타내는 자료를 포함한다.
만약, 빔 축이 세션 동안에 분광기에 대하여 다른 거리에 있다면, 감마 카메라에 의한 즉발 감마선의 "캡쳐링(capturing)"에 영향을 끼칠 것이며, 그리하여 감마 카메라의 아웃풋 신호에도 영향을 미칠 것이다.
일 실시예에서, 감마 카메라는 Y-축 방향으로 이동 가능하도록 감마 카메라 지지대 구조에 의해 이동 가능하게 지지되고, Y-축 방향은 빔 축에 상당히 수직하고, 빔 장치에 대하여 타겟 지지대의 움직임이 없으며, 상기 Y-축 드라이브는 상기 Y-축 방향에서 감마 카메라를 제어가능하게 움직일 수 있도록 제공된다.
상기 실시예는 예를 들어, 분광기에 대하여 세션 동안 빔 축의 모션을 보상하는 것을 허락한다.
일 실시예에서, 제어 시스템은 방사선 빔 장치에서 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션에 대응하는 하나 또는 그 이상의 방사선 세션 제어 자료의 세트를 메모리 내에 삽입하거나 저장하기 위해 제공되고, 상기 방사선 세션 제어 자료는 수행될 방사선 세션을 위한 방사선 빔의 모션 패턴을 나타내는 자료를 포함하고, 상기 방사선 세션 제어 자료는 분광기의 슬릿 조리개의 바람직한 슬릿 너비를 나타내는 자료를 포함하고, 너비는 작동될 방사선 세션을 통한 방사선 빔의 모션의 계획된 패턴과 결합하여 유지된다.
일 실시예에서, 분광기, 바람직하게는 분광기를 포함하는 감마 카메라는 이동 가능하도록 이동 가능하게 지지되고, 예를 들어, 빔 축에 상당히 수직한 슬릿 조리개가 함께 지지되고, 상기 양자 빔 장치에 대하여 타겟 지지대의 움직임 없이 빔 축에 상당히 평행한 Z-축 내에서 지지되며, 바람직하게는 적어도 20 cm 길이를 넘고, 예를 들어, 인간 환자의 머리 내에 방사선 종양을 위해 설비가 설계된 때이다.
일 실시예에서, Z-축 드라이브는 분광기를 제어가능하게 움직일 수 있도록 제공되고, 바람직하게는 분광기를 포함하는 감마 카메라이며, Z-축 방향으로 움직인다. 상기 실시예는 특히 감지기 설계에 있어 유용하며, 집합체의 신틸레이션 요소의 중앙 그룹 내의 신틸레이션 요소는 말단 그룹 내의 개별적인 신틸레이션 요소의 너비보다 작은 너비를 각각 가지며, 상기 중앙 그룹은 말단 그룹들 사이에 위치한다.
분광기의 Z-축 모션 또는 전체 감마 카메라는 감마 카메라의 광학적 아웃풋을 얻기 위해 감마 카메라의 시야의 중앙 면 내이거나 가까운 곳에서 브래그 피크를 위치시키기 위해 노력하는 것일 수 있다. 그래서, 타켓은 바람직하게는 세션 동안에 Z-방향으로 움직이지 않기 때문에 빔 장치에 대하여 고정된 위치를 유지할 수 있고, 분광기(또는 전체 감마 카메라)는 Z-방향으로 움직인다. 예를 들어, 상기한 것은 Z-방향을 따라 감마 카메라가 움직임으로써 브래그 피크를 위치시키는 데 사용될 수 있고, 예를 들어, 팬텀의 검사 과정 중에 그러하다.
일 실시예에서, 분광기나 감마 카메라의 Z-축 드라이브은 제어 시스템과 연결되고, 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션의 하나 또는 그 이상의 계획된 빔 침투 깊이를 나타내는 자료를 포함하고, 게다가, Z-축 드라이브을 위한 하나 또는 그 이상의 계획된 분광기 Z-축 위치를 나타내는 자료, 예를 들어, 상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션을 위한 변화하는 빔 침투 깊이의 계획된 패턴과 함께 동시에 변하는 분광기, 바람직하게는 분광기를 포함하는 감마 카메라의 Z-축 모션의 패턴을 나타내는 자료를 포함하고, 그럼으로써, 예를 들어, 분광기의 중앙 면 내이거나 가까운 곳에 위치시키기 위해 방출된 방사선 빔의 브래그 피크를 허용하게 되고, 상기 중앙 면은 분광기의 슬릿 조리개를 통해 기하학적으로 대칭이 되는 면이다.
일 실시예에서, 감마 카메라의 Z-축 드라이브가 제공되고, 감마 카메라는 Z-축에 위치할 수 있으며 이에 따라 중앙 그룹이 결정되거나 계획된 브래그 피크의 Z-축 위치에 배열되는 것이 성취되는 것을 예상할 수 있다.
일 실시예에서, 집합체의 신틸레이션 요소는 각각 입사면을 가지고, 상기 입사면은 공통의 평평한 면, 바람직하게는 분광기의 중앙 면에 수직인 면 상에 위치하고, 중앙 면은 분광기의 슬릿 조리개를 통해 기하학적으로 대칭인 면이다. 이는 감지기의 유용한 실시예를 허용한다.
바람직한 실시예에서, 상기 신틸레이션 요소는 각각 입사면을 가지고, 상기 입사면의 공통의 오목한 면에 위치한다.
각각의 신틸레이션 요소는, 신틸레이션 요소의 높이 방향으로 기하학적 대칭면에 대응하는 가상의 주면을 갖고, 집합체의 신틸레이션 요소는 각각의 신틸레이션 요소 배열과 함께 팬형 배열로 배열되고, 각각의 가상의 주면은 분광기의 슬릿 조리개를 통해 연장된다. 상기 설계에서, 각각의 신틸레이션 요소는 분광기의 슬릿 조리를 향하고, 그럼으로써 감마 카메라의 정확성에 해로운 간섭 깊이(depth of interaction, DOI)를 피하거나 감소시킨다.
일 실시예에서, 상기의 각각의 신틸레이션 요소는 입사면에 반대에 있는 후면을 향해서 입사면으로부터 커지는 너비를 갖는다. 분광기의 슬릿 조리개의 길이가 어떤 설계에서는 중요할 수 있고, 예를 들어 인간 머리의 방사선 내에 사용을 위한 실시예에서 15 내지 35 cm 사이일 수 있으며, 감마 카메라의 감지기는 공통의 면 내의 상기 신틸레이션 요소, 바람직하게 고체의 신틸레이션 재료 스트립의 입사면이 있는 세로 방향의 신틸레이션 요소의 복수 개의 집합체를 가지는 실시예를 예상할 수 있고, 상기 복수 개의 집합체의 신틸레이션 요소는 분광기 슬릿 조리개에 대해 평행하게 공통의 선 상에 배열된다. 예를 들어, 감지기는 서로 옆에 있는 상기 두 개의 집합체로 구성될 수 있고, 또는 상기 두 개의 집합체 이상으로 구성됨으로써 각각의 신틸레이션 요소의 길이의 추가 감소를 허용하며, 예를 들어 신틸레이션 요소의 4개 혹은 그 이상의 집합체일 수 있다.
집합체 숫자의 증가는 예를 들어, 단일 집합체의 설계와 비교하여 상대적으로 느리고, 매력적인 가격의 신틸레이션 요소의 사용을 허용한다.
일 실시예에서, 감마 카메라는 복수 개의, 예를 들어 두 개, 층상 배열의 신틸레이션 요소의 집합체를 가질 수 있고, 하나의 집합체의 신틸레이션 구성의 입사면은 겹쳐진 집합체의 신틸레이션 요소의 후면을 향해 배향된다.
바람직한 실시예에서, 분광기는 나이프 모서리로써 구현된 반대의 세로방향의 모서리, 바람직하게는 최대 50 °의 열린각을 가지고, 바람직하게는 적어도 대략 40° , 예를 들어 약 30 °의 각을 가진다.
일 실시예에서, 슬릿 너비 작동 메커니즘은 최소 너비 적어도 1 mm, 예를 들어 최대 너비 10 mm의 슬릿 너비의 변화를 위해 제공된다.
일 실시예에서, 감지기는 -분광기 슬릿에 대해 수직 방향에서- 적어도 25 cm, 바람직하게는 적어도 35 cm, 예를 들어 대략 50 cm의 유효 너비를 갖는다. 이는 분광기 슬릿으로부터 상대적으로 떨어진 곳에 감지기를 위치시키도록 허용하고, 그럼으로써 확대 효과(magnification effect)로부터 이익을 얻고, 감마 카메라의 정확성을 향상시킨다. 일 실시예에서, 감지기는 슬릿 보다 같거나 큰 유효 길이를 가질 수 있고, 예를 들어 15 에서 35 cm 사이의 길이이다. 타겟이 머리 종양 등의 치료를 위한 인간 머리가 될 때, 상기 다소 큰 감지기는 설비 내의 사용에 있어서 장점으로 고려된다.
일 실시예에서, 타겟 지지대는 환자의 머리를 지지하기 위한 환자 머리 지지대이다.
일 실시예에서, 타겟 지지대는 머리를 포함하는 환자를 지지하기 위해 제공된 머리 지지대를 포함하는 인간 환자 테이블이다.
유용한 실시예에서, 설비는 타겟 지지대 상에서 수직적으로 거리가 있는 감마 카메라를 지지하기 위해 제공된 감마 카메라를 위한 지지대 구조를 포함하고, 예를 들어, 설비의 머리 지지대 상의 적어도 20 cm에 있는 감마 카메라를 지지하기 위해 제공되고, 예를 들어 상기 지지대 구조는 높이가 조절가능하다.
본 발명의 세번째 측면에 따르면, 본 발명은 독립항 제15항에 따른 설비와 관련되고, 감마 카메라의 감지기는 평행하고 나란한 배열로 배열된 복수 개의 연장된 신틸레이션 요소의 집합체를 포함하고, 각각의 신틸레이션 요소는 분광기 슬릿 조리개와 평행한 세로 방향의 축을 따라 길이를 가지고, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 평행한 너비를 가지며, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 수직한 높이를 가지며, 상기 집합체의 신틸레이션 요소의 중앙 그룹 내의 신틸레이션 요소는 말단 그룹내의 개별적인 신틸레이션 요소의 너비 보다 작은 너비를 각각 가지며, 상기 중앙 그룹은 말단 그룹들 사이에 위치한다.
상기 설명한 바와 같이, 상기 배열은 감마 카메라의 감지기의 더 큰 정확성을 허용하며, 그럼으로써 선행 기술의 제안보다 실시간 피드백 제안을 더욱 적합하게 만든다.
본 발명의 세번째 측면의 바람직한 실시예에서, 감마 카메라는 방사선 장치에 대하여 이동 가능하게 지지되고, 따라서 움직일 수 있으며, 빔 축에 상당히 수직한 슬릿 조리개를 가지고, 상기 양자 빔 장치에 대하여 타겟 지지대의 움직임 없이 빔 축에 상당히 평행한 Z-축 방향으로 움직이고, 바람직하게는 적어도 20 cm의 길이 이상 움직이고, 상기 Z-축 드라이브는 Z-축 방향으로 감마 카메라를 제어가능하게 움직이도록 제공된다. 상기 설명한 바와 같이, 이는 빔 침투 깊이의 감지를 위한 광학적 Z-위치에 감마 카메라를 위치시키는 것을 허용한다.
바람직한 실시예에서, Z-축 드라이브는 제어 시스템에 연결되고, 상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션의 하나 또는 그 이상의 계획된 빔 침투 깊이를 나타내는 자료를 포함하고, 게다가, Z-축 드라이브를 위한 하나 또는 그 이상의 계획된 분광기 Z-축 위치를 나타내는 자료, 예를 들어, 상기 방사선 세션 제어 자료는 분광기, 작동될 방사선 세션을 위한 변화하는 빔 침투 깊이의 계획된 패턴과 함께 동시에 변하는 분광기, 바람직하게는 분광기를 포함하는 감마 카메라의 Z-축 모션의 패턴을 나타내는 자료를 포함하는 상기 방사선 세션 제어 자료를 포함하며, 바람직하게는 분광기의 슬릿 조리개를 통해 기하학적인 면인 분광기의 중앙 면에 위치한 방출된 방사선 빔의 브래그 피크를 허용하게 된다.
독립항 제18항에 따른 설비와 관련된 본 발명의 네번째 측면은, 방사선 빔 거리 감지 장치가 하나 또는 그 이상의 감마 카메라를 포함하고, 상기 감마 카메라는 축 방향 공간 위치에 빔 축에 대하여 복수 개의 슬릿 조리개를 제공하고, 연속하는 슬릿 조리개 사이의 축 공간은 적어도 3 cm, 바람직하게는 최대 10 cm이고, 각각의 슬릿 조리개는 열린 각을 가지는 시야를 제공하며, 시야는 설비의 작동 중에 펜슬 빔에 의해 교차되고, 시야는 서로 인접한 연속하는 슬릿 조리개에 의해 제공되고, 바람직하게는 부분적이고 불완전하게 겹치며, 이로써 빔 축 부분(section)을 따라 위치한 계속적인 시야를 설정하게 된다.
복수 개의 슬릿 조리개의 재공은 시야를 제공하고, 그 시야는 빔 축을 따라 이미지된 부분의 길이의 증가를 허용할 수 있는 상기 축 부분에서의 열린 각을 가진다. 더욱 주요하게도, 각각의 개개의 슬릿 조리개의 설계를 상기 측정이 허락하기 때문에, 빔 축의 동일 부분을 관찰하기 위한 단일 카메라의 사용에 비해 제한되고 감소된 열린각을 가지며, 예를 들어, 최대 30 °, 예를 들어 최대 20 °의 열린 각, 에를 들어 적어도 10 °의 작은 열린 각이다. 축 방향 공간 위치에서 복수 개의 슬릿 조리개의 사용을 통한 열린 각의 감소는, 모서리 침투에 반해 분광기의 증가된 저항성을 바람직하게 수반하고, 그럼으로써 빔 거리 감지 장치에 의한 빔 부분의 이미징을 증가시킨다.
본 발명의 네번째 측면에 있어서, 바람직하게는 빔 거리 감지 장치의 모든 슬릿 조리개는 고정된 너비 슬릿 조리개이다. 그러나, 바람직하게는 상기 슬릿 조리개의 하나 또는 그 이상은 본 발명의 다섯번째 측면에서 논의된 것과 같이, 가변적인 너비 슬릿 조리개로써 구현될 수 있다.
본 발명의 네번째 측면의 유용한 실시예에서, 방사선 빔 거리 장치는 2에서 6개의 슬릿 조리개, 예를 들어 2 또는 3개의 슬릿 조리개를 갖는다.
바람직하게는 본 발명의 네번째 실시예에서, 빔 거리 감지 장치의 모든 슬릿 조리개는 빔 축에 상당히 수직하게 배향되었다.
본 발명의 네번째 측면의 유용한 실시예에서, 빔 거리 감지 장치는 복수 개의 감마 카메라를 포함하고, 각각의 감마 카메라는 단일 슬릿 조리개, 바람직하게는 고정된 너비 슬릿 조리개를 갖는다. 이는 각각의 카메라의 상대적으로 단순하고 압축된 설계를 허용하며, 예를 들어, 빔 거리 감지 장치 내의 통합과 같은 상기 카메라의 제조를 가능하게 하는 것이다. 또한 유지는 상기 설계의 사용에 의해 가능해질 수 있다.
본 발명의 네번째 측면의 유용한 실시예에서, 복수 개의 슬릿 조리개는,-빔 축에 가로방향의 면에서 볼 때,- 예를 들어, 각각 하나 또는 그 이상의 단일, 슬릿 조리개를 갖는 복수 개의 감마 카메라가 있는 실시예에서, 실제 타겟 지지대에서 빔 축에 대하여 다른 각도 위치에 배열된다. 예를 들어, 하나의 감마 카메라는 타겟 지지대 아래에 있고, 좌변(left-hand side)으로부터 위를 향해 기울어진(angled) 하나 및 우변으로부터 위를 향해 있는 기울어진 하나가 있다. 예를 들어, 복수 개의 감마 카메라는, 예를 들어 세 개 혹은 그 이상은 빔 축에 대하여 나선형인 카메라 지지대 장치에 의해 지지된다. 다른 각도 위치에서, 예를 들어 빔 축에 대하여 나선형의 경로를 따라 있는 또는 적어도 나선형 경로의 부분을 따라 있는 복수 개의 감마 카메라의 배열은, 예를 들어 상대적으로 큰 감지기가 있는 카메라의 사용을 허용하고, 본 발명의 네번째 측면을 따라 빔 축의 축 방향에 상대적으로 함께 가까운 슬릿 조리개가 있더라도 여전히 가능하다.
본 발명의 네번째 측면에 따른 실시예에서, 설비는 복수 개의 감마 카메라를 지지하는 감마 카메라 지지 장치를 포함하고, 상기 지지 장치는 시야 겹침의 조정을 야기하는 빔 축에 대하여 하나 또는 그 이상의 카메라 위치 조정을 허용하기 위해 제공되고, 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 감마 카메라는 서로에 대하여 축의 방향으로 조정 이루어지고/또는 하나 또는 그 이상의 카메라는 회전 축(rotation axis)에 대하여 회전 가능하며, 예를 들어, 빔 축에 대하여 가로방향의 축이 하나 또는 그 이상의 감마 카메라를 회전하도록 허용함으로써, 카메라 시야의 겹침 및 방향이 달라진다.
본 발명의 네번째 측면의 실시예에서, 빔 거리 감지 장치는 적어도 하나의 감마 카메라를 포함하고, 가능하게는 오직 단일한 하나의 감마 카메라만을 가지며, 상기 감마 카메라는 본 발명의 네번째 측면에 따라 상기 축 방향 공간에 복수 개의 슬릿 조리개를 갖는다.
독립항 제25항에 따른 장비에 관한 본 발명의 다섯번째 측면에서, 슬릿 조리개는 두 개의 서로 이격된(two spaced apart) 분광기 주벽 부분(main wall portion), 각각이 정의하는 슬릿 조리개의 외부 측면, 방사선 차단 물질의 연장된 분광기 벽 로드(rod) 구성에 의해 형성되고, 로드 구성은 슬릿 조리개의 제1 및 제2 슬릿 통로(passage)를 형성하기 위한 상기 두 개의 서로 이격된 주벽 부분의 사이에 배열되고, 주벽 부분으로부터 간격이 있고, 상기 로드 구성은 상기 슬릿 통로에 인접한 외부 측면 하나와 결합하여 각각 묶인(bound) 내부 측면들을 정의하고, 내부 및 외부 측면은 비평행한 슬릿 통로와 각각 묶여있고, 열린 각 및 이에 상응하는 시야를 정의하고, 각각의 슬릿 통로는 최대 전송(maximum transmission )의 중앙 면을 가지며, 상기 제1 및 제2 슬릿 통로의 중앙 면은 비평행하고 서로 교차하며, 바람직하게는 분광기 및 빔 축 사이에서 교차하며, 이로써, 슬릿 통로의 시야는 부분적으로 겹치고, 결합 내에서 슬릿 조리개의 전체 시야를 정의한다.
제1 및 제2 슬릿 통로의 상기 설계에 있어서, 청구항 제30항에서 형성된 하나 또는 그 이상의 가능한 중앙 슬릿 통로는 정렬된 단일의 슬릿 통로 타입 슬릿 조리개를 모방하는 것을 효과적으로 허용한다. 독창적인 슬릿 조리개 설계의 장점은 슬릿 조리개 또는 슬릿 통로의 경계선을 따라 있는 분광기의 위치, 주로 모서리 위치를 통한 감마 방사선의 침투 문제를 대응할 수 있는 능력 내에 주로 놓여 있다. 특정한 열린 각을 갖는 효과적으로 정렬된 슬릿 조리개는 장점을 갖는 독창적인 설계에 의해 대체될 수 있고, 현재는 각각의 슬릿 통로의 세로 방향의 측면을 경계로 하는 분광기 부분은 감마 방사선에 대해 덜 침투 가능하도록 만들어질 수 있고, 타겟 내로 펜슬 빔의 침투의 이미징의 질 및/또는 효율성의 향상의 결과를 낳는다. 본 발명의 다섯번째 측면은 또한 두꺼운 분광기 벽에 의해 행해질 수 있고, 예를 들어 30 mm 보다 큰 두께를 갖고, 예를 들어 40 mm 보다 크거나, 심지어 80 mm 보다 큰 두께를 가진다.
유용한 실시예에서, 분광기의 슬릿 조리개의 외부 측면은 감지기로부터 먼 분광기의 측에서 평행한 외부 측면을 갖고, 감지기와 마주하는 면에서 발산하는 외부 측면 부분을 가지며, - 감마 카메라의 감지기를 향한 빔 축의 방향에서 볼 때-, 상기 분광기 벽 로드 구성은 감지기로부터 먼 분광기의 측에서 발산하는 내부 측면 부분을 가지고, 감지기와 마주하는 측에서 평행한 내부 측면을 가진다.
일 실시예에서, 로드 구성의 발산하는 내부 측면은 꼭지점(apex)에서 서로 결합한다.
유용한 실시예에서, 제1 및 제2 슬릿 통로는 동등한 열린 각을 갖도록 형성된다.
유용한 실시예에서, 제1 및 제2 슬릿 통로는 슬릿 통로 사이에 중앙에 위치한 대칭의 면에 대하여 거울 상의 통로로써 형성된다.
본 발명의 다섯번째 측면은 제1 슬릿 통로의 시야로부터 나오는 감마 방사선 이미지가, 제2 슬릿 통로의 시야로부터 나오는 감마 방사선 이미지가 있는 감지기 상에 겹쳐지지 않는 그러한 슬릿 통로를 허용한다.
유용한 실시예에 있어서, 뭉툭한(blunt) 모서리 각은 150° 바람직하게는 155와 170°사이와 같거나 그보다 큰 각을 갖는 각각의 주벽 부분의 외부 측면에 형성된다.
본 발명의 다섯번째 측면의 나아간 변형은 단일의 하나의 로드 구성만 예상되지 않고, - 유용하게 바람직하게는- 그러나, 복수 개의 연장된 분광기 벽 로드 구성은 상기 두 개의 서로 이격된 주벽 부분 사이에 배열되고, 상기 제1 및 제2 슬릿 통로에 더하여 하나 혹은 그 이상의 중앙 슬릿 통로를 형성하기 위해 서로 평행하며, 바람직하게는 각각의 중앙 슬릿 통로는 이웃하는 벽 로드 구성의 비평행한 면에 의해 묶이고 중앙 슬릿 통로의 열린 각 및 이에 상응하는 시야를 정의하며, 슬릿 통로의 시야는 부분적으로 겹치고, 결합 내에서 슬릿 조리개의 시야를 정의한다.
본 발명의 첫번째, 두번째 및/또는 세번째 측면 중 어느 것에서도 관련되어 여기에 논의된 감마 카메라, 분광기 및/또는 감지기의 모든 세부사항은 기술적으로 불가능하지 않는 한, 본 발명의 네번째 및/또는 다섯번째 측면에 따른 감마 카메라와 결합하여 동등하게 적용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 감지기 부분의 팬형 배열은 본 발명의 네번째 및/또는 다섯번째 측면과 결합하여 적용될 수 있고, 예를 들어, 각각의 슬릿 조리개에 대면하는 감지기의 오목한 입사 표면과 함께 적용될 수 있다. 또는, 예를 들어 가변적인 슬릿 너비는 본 발명의 네번째 및/또는 다섯번째 측면과 결합하여 적용될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 하나의 측면에 관하여 여기에 논의된 선택적이거나 바람직한 특징의 어느 것도 또한, 본 발명의 다른 측면의 어느 것과 결합할 수 있다. 어떤 상기 결합은 여기에 더욱 자세하게 논의되었다.
본 발명은 또한 하드론 방사선 장치와 결합한 사용을 위해 여기에 논의된 감마 카메라와 관련이 있다.
본 발명은 또한 하드론 방사선 설비에 여기에 묘사된 감마 카메라의 사용에 관련이 있다.
본 발명은 또한 감마 카메라, 또는 감마 카메라의 다수, 또는 분광기, 및 하드론 방사선 설비에서 보다 다른 목적으로 여기에 묘사된 이들의 사용 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명은 비인간 동물 또는 그들의 부분을 이미징하는 감마 방사선 방출을 위한 장치 및/또는 방법을 예상하고, 예를 들어 마우스(mouse) 또는 랫(rat), 또는 인간, 비인간 동물 또는 방출된 추적자(tracer) 복합체를 방출하는 감마 선을 포함하는 인간을 들 수 있고, 상기 시스템 및/또는 방법은 감마 카메라, 또는 감마 카메라의 복수, 또는 분광기, 및 여기에 묘사된 이들의 사용 방법의 사용을 포함하거나 만든다. 상기 시스템에서, 타겟 지지대는 제공될 수 있고, 여기에 언급된 하드론 방사선 장치 및 방사선 빔 감지 장치가 부재한다. 방사선 빔 감지 장치와 관련된 여기에 묘사된 어떤 감마 카메라도 이미징을 위해 형성될 수 있다. 여기에 언급된 빔 축은, 예를 들어 축이 되고, 예를 들어 세로 방향의 축은 물체의 공간일 수 있고, 이미징 동안 동물 혹은 인간이 고정된 공간이다.
본 발명은 또한 본 발명의 하나 또는 그 이상의 측면에 따른 하드론 방사선 설비를 사용하는 하드론 방사선 치료 검사 방법과 관련이 있고, 팬텀(phantom)으로써 구현된 상기 타겟이 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위한 방사선 세션 내의 대상이 되고, 상기 방법은,
- 타겟 지지대 상에 팬텀을 배열하고 바람직하게는 고정시키는 단계;
- 타겟 지지대에 의해 지지된 팬텀을 조사할 수 있도록 빔 축에 따라 위치한 하드론 방사선 빔을 방출시키기 위해 하드론 방사선 장치를 작동시키고, 상기 방사선 빔은 팬텀 내로 침투하는 단계;
- 팬텀 내로 상기 방사선 빔의 실제 침투 깊이를 방사선 빔 거리 감지 장치로 정의하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법의 사용은 설비에 의해 이루어지고, 제어 시스템은 방사선 빔 장치와 함께 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션에 대응하는 하나 혹은 그 이상의 방사선 세션 제어 데이터의 세트를 메모리 내에 삽입하고 저장하기 위해 제공되고, 상기 분광기는 본 발명의 적어도 첫번째 측면에 따라 구현되며, 제어 시스템에 연결된 슬릿 너비 작동 메커니즘을 가지며, 상기 검사 방사선 세션은 세션 동안 변화하는 빔 침투 깊이의 패턴을 나타내는 데이터를 포함하는 저장된 방사선 세션 제어 데이터에 기초하여 작동되고, 상기 검사 방사선 세션은 변화하는 빔 침투 깊이 패턴과 동시에 변하는 작동될 분광기의 슬릿 너비 변화 패턴을 나타내는 데이터를 포함하는 방사선 세션 제어 데이터를 기초로 작동된다.
방법의 일 실시예에서, 상기 검사 방사선 세션은, 작동될 방사선 세션에 대해 변화하는 빔 침투 깊이의 계획된 패턴과 동시에 변하는 분광기, 바람직하게는 분광기를 포함하는 감마카메라의 Z-축 모션 패턴을 나타내는 데이터를 포함하는 저장된 방사선 세션 제어 데이터를 기초로 작동되며, 바람직하게는 분광기의 슬릿 조리개를 통해 기하학적인 대칭면인 분광기의 중앙 면 내에 위치하도록 방출된 방사선 빔의 브래그 피크를 허용하기 위한 것이다.
본 발명은 또한 타겟 내로 하드론 빔의 침투 깊이 결정의 방법과 관련이 있고, 여기에 묘사된 방사선 빔 감지 장치에 의해 사용이 이루어진다.
본 발명은 또한 하드론 방사선 빔에 의해 조사된 타겟 내로 하드론 빔 침투를 이미징하기 위한 방법과 관련이 있고, 여기에 묘사된 방사선 빔 거리 감지 장치, 또는 감마 카메라, 또는 다수의 감마 카메라에 의해 사용이 이루어진다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따라 양자 방사선 빔에 의한 조사를 위한 타겟을 다루기 위해 제공된 양자 방사선 치료 설비는 하기에 의논될 것이다. 특히, 본 발명은 예를 들어 카본-이온과 같은 다른 하드론이 있는 빔을 방출하는 방사선 설비에 동등하게 적용한다.
설비는 타겟(2)을 지지하고, 바람직하게는 고정시키기 위해 제공된 타겟 지지대(1)를 포함한다. 상기 예에서 타겟 지지대는 환자 또는 인간 머리를 나타내는 팬텀의 머리를 지지하기 위한 환자 머리 지지대이다. 머리 지지대는 머리를 포함하는 인간 환자(도시되지 않음)를 지지하기 위해 제공된 인간 머리 테이블(3)의 부분을 여기에 형성한다.
예를 들어, 타겟(2)는 ICRU 명세서에 따르면 구형의 뇌 조직의 직경은 20 cm이다. 설비는 타겟 지지대(1)에 의해 지지되는 타겟(2)에 조사하기 위해 빔 축(Z-c축)을 따라 있는 펜슬 타입의 양자 방사선 빔(11)을 방출하기 위해 제공된 양자 방사선 장치(10)를 포함한다. 상기 방사선 빔(11)은 타겟(2) 내로 침투한다.
장치(10)는 바람직하게는 펜슬 타입 양자 빔(11)이 종양을 넘는 곳에 스팟 스캐닝 기술을 수행하기 위해 구현되는 것은 알려져 있고, 예를 들어, 자석으로 조종하는 빔을 사용한다.
설명된 것과 같이, 타겟(2) 내에 양자 트랙의 말단에 브래그 피크가 나타난다.
여기에 나타낸 바와 같이, 빔(11)은 예를 들어, 폴리에틸렌인 디그래이더(12, degrader)를 거쳐 지나간다.
상기 예에서, 디그래이더(12)는 디그래이더(12) 내에 발생된 모든 중성자의 속도를 늦추기 위해 제공된 튜브 구조(13) 내에 고정된다.
방사선 장치(10)는 보통 컴퓨터화된 제어 시스템(15)를 갖는다.
제어 시스템(15)은 적어도 빔 침투 깊이 제어를 포함하고, 예를 들어 상기 컴퓨터화된 제어 시스템 내에 설치된 전용 소프트웨어 프로그램을 포함하며, 타겟(2) 내로 빔(11)의 침투 깊이를 제어하고 변화시키는 것을 적어도 허용한다.
설비는 타겟(2) 내로 빔(11)의 침투 깊이를 결정하기 위해 제공된 방사선 빔 거리 감지 장치(17)을 포함한다. 상기 거리 감지 장치는 타겟(2) 내로 침투하는 빔(11)에 기인하여 방출된 즉발 감마선에 대응하는 감마 카메라(20)를 포함한다.
상기 예에서, 감마 카메라(20)는:
- 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
- 분광기(21)의 상기 조리개를 통해 지나가는 감마 방사선을 변환하는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector), 및 광학적 방사선으로, 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소 상에 입사되고,
- 상기 광학적 방사선을 감지하기 위해 제공된 하나 또는 그 이상의 광검출기(도시되지 않음)
- 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함한다.
간단한 실시예에서, 감마 카운터(counter, 도시되지 않음)로써 판독 매커니즘의 주요 기능은 상기 하나 혹은 그 이상의 광검출기와 연결되고, 감마 카운터 신호가 제공된다.
감마 카메라(20)의 분광기는 연장된 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이다.
슬릿 조리개(22)는 여기에서 -일차원 타입의 감지기가 사용될 때 바람직하다- 빔(11)의 빔 축에 상당히 수직하게 배열된다. 특히, 슬릿의 완벽한 수직 배열은 매번 필요하지 않지만, 예를 들어 완벽한 수직 배열을 유지하기 위한 분광기/감마 카메라의 위치의 조절 없이 세션 동안 빔 배향의 작은 변화를 허용한다.
특히, 빔에 수직인 슬릿의 이차원 타입의 감지기 배향은 주로 필수적인 것은 아니다.
분광기(21)은 가변적인 연장된 슬릿 조리개(22)를 갖는 가변적인 너비 슬릿 분광기이다. 분광기는 제1 분광기 구성(21a) 및 제2 분광기 구성(21b)를 가지며, 각각은 슬릿 조리개(22)에 대응되는 세로방향의 모서리를 정의한다.
바람직하게는 세로방향의 모서리는 나이프 모서리로써 구현되고, 최대 50 °, 바람직하게는 적어도 약 40°, 예를 들어 대략 30 °의 열린 각을 제공한다.
분광기(21)는 다른 슬릿 너비를 허용하기 위해 서로에 대하여 상기 분광기 구성(21a, b)을 대체하고 위치시키기 위한 슬릿 너비 작동 메커니즘(23)을 갖는다.
방사선 빔 거리 감지 장치(17)는 바람직하게는 방사선 세션 동안 적어도 빔 침투 깊이 정보를 제공하기 위한 양자 방사선 장치의 모니터링 시스템과 연결되고, 예를 들어 디스플레이(30)을 포함한다.
방사선 빔 거리 감지 장치는 또한 빔 침투 깊이 제어에 대한 빔 침투 깊이 피드백 자료를 적어도 포함하기 위해 제어 시스템(15)의 빔 침투 깊이 제어와 연결된다.
일 실시예에서, 방사선 빔 거리 감지 장치는 실제 감마 계수율의 의존도 내에서 슬릿 너비 작동 메커니즘(23)을 제거하기 위해 제공된다. 다양한 방사선 빔 거리 감지 장치는 슬릿 너비 작동 메커니즘(23)을 제어하기 위해 제공되고, 그렇게 함으로써 만약, 실제 감마 계수율이 선결된 낮은 역치 아래인 경우 슬릿 너비가 증가하게 되고, 만약, 실제 감마 계수율이 선결된 높은 역치 이상인 경우 감소하게 되며, 상기 높은 역치는 낮은 역치보다 더 높은 계수율을 나타낸다.
제어 시스템(15)은 방사선 빔 장치와 함께 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션에 대응하는 하나 또는 그 이상의 방사선 세션 제어 자료를 삽입 장치(31)을 통해서 삽입하고 저장하기 위해 여기에 제공된다.
분광기(21)의 슬릿 너비 작동 메커니즘(23)에서 볼 수 있듯이, 제어 시스템(15)에 연결된다.
일 실시예에서, 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션의 하나 또는 그 이상의 빔 침투 깊이를 나타내는 자료를 포함하고, 예를 들어 변화하는 빔 침투 깊이 패턴이다.
일 실시예에서, 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션을 위한 분광기(21)의 하나 또는 그 이상의 계획된 슬릿 너비를 나타내는 자료를 포함하고, 예를 들어, 변화하는 빔 침투 깊이 패턴과 동시에 변하는 작동될 분광기(21)의 슬릿 너비 변화 패턴이다.
설비에서 바람직하게는, 장치(10)는 타겟 지지대(1)에 대하여 빔 축의 위치 및 방향을 변화시키기 위해 -이 분야에서 공지된- 제공된 빔 디렉팅 장치(도시되지 않음)를 포함한다. 예를 들어, 빔 축은 다수의 각도 내에서 자유롭게 움직일 수 있고, 예를 들어, 타겟 지지대에 대하여 2-축 메커니즘(예를 들어, 수직 및 수평의) 및/또는 타겟 지지대에 대하여 다양한 각도 방향에서 빔을 향하게 하기 위한 각도 모션 메커니즘에 의한 것이다. 빔 디렉팅 장치는 설계된 대로 양자 빔을 조종하는 것을 허용한다.
장치(10)는 또한 타겟(2) 내의 양자 빔의 침투 깊이를 변화시키기 위해 구현되었고, 예를 들어, 빔 파워의 변화에 의함이다.
장치(10)는 감마 카메라에 대하여 X, Y, Z 좌표로써 적어도 나타난 계획된 위치에서 방출된 펜슬 타입의 양자 방사선 빔의 브래그 피크를 위치시키기 위해 허용하고, Z-좌표는 빔 축을 따라 위치하고, X 및 Y 좌표는 빔 축에 수직한 면 상에 직교 축을 따라 위치한다.
바람직하게는, 제어 시스템(15)은 방사선 빔 장치와 함께 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션에 대응하는 하나 또는 그 이상의 방사선 세션 제어 자료의 세트를 메모리 내에 삽입하고 저장하기 위해 제공되며, 상기 방사선 세션 제어 데이터는 작동될 방사선 세션의 펜슬 타입의 방사선 빔의 X-Y 모션의 계획된 패턴을 나타내는 자료를 포함한다.
바람직하게는, 저장된 방사선 세션 제어 데이터는 작동될 방사선 세션을 위한 방사선 빔의 X-Y 모션의 계획된 패턴과 동시에 발생하는 분광기의 슬릿 너비 변화의 계획된 패턴을 나타내는 자료를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 양자 방사선 장치(10)에 대하여 감마 카메라(20)는 이동 가능하도록 지지된 분광기(21)를 포함하고, 선형 가이드(35) 상에 있으며, 이로써 이동 가능하고, 빔 축에 대해 상당히 수직인 슬릿 조리개(22)가 있으며, 상기 양자 빔 장치에 대하여 타겟 지지대(20)의 움직임 없이 빔 축에 상당히 평행한 Z-축 방향으로 이동가능하다. 바람직하게는, 상기 방향에서 감마 카메라의 모션 거리는 적어도 20 cm이고, 예를 들어, 움직이지 않는 환자 스스로의 머리 둘레 이상으로 분광기(21)를 움직이는 것을 허용한다.
바람직하게는, 감마 카메라(20)는 빔 축이 방향, 예를 들어 각도 방향을 바꿀 때에도, 빔 축에 대한 수직 방향은 유지하며 지지된다.
Z-축 드라이브(18)는 Z-축 방향으로, 분광기를 포함하는 감마 카메라(20)를 제어가능하도록 움직이기 위해 제공된다.
바람직하게는, Z-축 드라이브(18)는 제어 시스템(15)에 연결된다.
일 실시예에서, 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션의 하나 또는 그 이상의 계획된 빔 침투 깊이를 나타내는 자료를 포함하고, 게다가 Z-축 드라이브(18)를 위한 하나 또는 그 이상의 계획된 분광기 Z-축 위치를 나타내는 자료, 예를 들어, 상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션을 위한 변화하는 빔 침투 깊이의 계획된 패턴과 함께 동시에 변하는 분광기, 바람직하게는 분광기를 포함하는 감마 카메라(20)의 Z-축 모션의 패턴을 나타내는 자료를 포함하고, 바람직하게는 그럼으로써, 분광기의 슬릿 조리개(22)를 통해 기하학적으로 대칭이 되는 면인 분광기(21)의 중앙 면(26, 도 4를 참조) 내에 위치된 방출된 방사선 빔의 브래프 피크를 허용하게 된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 설비는 타겟 지지대 상에 수직방향으로 거리가 있는 감마 카메라를 지지하기 위해 제공된 감마 카메라를 위한 지지대 구조를 포함하고, 설비의 머리 지지대(1) 상이 적어도 20 cm에 있는 분광기의 감마 카메라를 지지하기 위해 제공된다.
바람직하게는, (여기에 도시되지 않음) 지지대 구조가 높이로 조정가능하게 구현될 수 있고, 감마 카메라(20)는 빔 장치에 대하여 타겟 지지대의 움직임 없이 빔 축에 상당히 수직한 Y-축 방향으로 이동가능하다. Y-축 드라이브는 그리고, 바람직하게는 상기 Y-축 방향으로 감마 카메라가 제어가능하게 이동할 수 있도록 제공된다. Y-축 방향 모션은 빔 축으로부터 바람직한 거리에 분광기를 유지하기 위해 바람직하게 사용될 수 있고, 예를 들어, 분광기- 한 쪽(one hand)에 감지기 거리 및 분광기- 및 다른 한 쪽에 빔 축 거리 사이의 비율에 의해 얻어진 바람직한 기하학적 확대를 유지하기 위함이다. 예를 들어, 만약, 방사선 세션이 Y-축 방향에서 빔의 중요한 모션을 포함하면, (예를 들어 치료 분야를 넘은 스캐닝 과정에서) 감마 센서(20)는 동시발생하는 패턴으로 Y-축 방향에서 움직일 수 있을 것이다.
유용한 실시예에서, 예를 들어, 뇌 종양 치료에서, 감마 센서는 5 및 10 cm 사이, 예를 들어 약 7cm의 길이(Z-축 방향에서)를 넘어서, 빔 축에서 교차하는 시야를 갖기 위해 배열된다.
유용한 실시예에서, 감지기는 1.5 MeV를 넘는 감마 선 에너지를 감지하기 위해서 작동된다.
바람직하게는, 감마 카메라(20)의 감지기는 평행하고 나란하게 다수 개의 연장된 신틸레이션 요소(24)의 집합체를 포함한다.
각각의 신틸레이션 요소(24)는 분광기 슬릿 조리개(22)와 평행한 세로 방향의 축을 따라 길이를 가지고, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 평행한 너비를 가지며, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 수직한 높이를 가진다. 바람직하게는 상기 길이는 상기 너비 및 상기 높이 보다 각각 크다. 유용한 실시예에서, 각각의 요소(24)의 길이는 요소의 너비보다 적어도 5 배이다.
유용한 실시예에서, 신틸레이션 요소(24)는 각각 고체 신틸레이션 재료의 연장된 스트립으로써 구현되고, 각각의 스트립은 입사면을 가지며, 입사면에 반대쪽에 후면, 측면, 및 스트립의 세로방향의 끝부분에 말단면들을 갖는다.
광검출기는 스트립의 말단면에 연결되고, 예를 들어 도광부에 직접적으로 또는 도광부를 통해서, 예를 들어 적합한 광검출기로 이어지는 도광 섬유를 통해서 연결된다.
감마 계수를 기본으로 한 적합한 피드백을 제공하기 위해 실제의 감마 계수율은 1 및 10 밀리언 계수/초(count/sec) 사이의 범위 내일 수 있음을 예상할 수 있다. 또한, 유용한 실시예에서, 감지기의 각각의 신틸레이션 요소는 최대 30,000 계수/초로 설계될 수 있다.
도 1 내지 4에서 나타난 바와 같이, 집합체의 신틸레이션 요소의 중앙 그룹 내에서 신틸레이션 요소는 집합체 내에서 각각 말단 그룹 내의 개개의 신틸레이션 요소의 너비보다 작은 너비를 갖고, 상기 중앙 그룹은 말단 그룹들 사이에 위치한다.
도 1 내지 3의 실시예에서 나타낸 바와 같이, 집합체의 신틸레이션 요소는 각각 입사면을 갖고, 상기 입사면은 공통의 평평한 면 내에 위치하고, 바람직하게는 분광기의 중앙 면(26)에 수직한 면이고, 분광기의 슬릿 조리개를 통해 기하학적 대칭면이다.
도 4에서 나타낸 바와 같이, 집합체의 신틸레이션 요소는 각각 입사면을 갖고, 상기 입사면은 공통의 오목 면 상에 위치한다.
특히, 도 4에서는 상기 신틸레이션 요소(24)가 신틸레이션 요소의 높이의 방향으로 기하학적 대칭면에 대응하는 가상의 주된 면을 가짐을 나타내고, 집합체의 신틸레이션 요소는 배향된 각각의 신틸레이션 요소가 있는 팬형 배열로 배열되고, 그리하여 분광기(21)의 슬릿 조리개(22)를 통해 각각의 가상의 주된 면이 연장된다.
바람직하게는, 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소는 신틸레이션 요소가 입사면의 반대 쪽의 후면을 향해 입사면으로부터 증가하는 너비를 갖는 것과 같이 구체화된다.
특히, 도 4에 나타낸 바와 같이, 신틸레이션 요소의 팬형 배열은 또한 감지기의 평면형 설계가 가능하고, 예를 들어, 공통의 평평한 면 상에 놓인 요소들(24)의 모든 입사면과 함께이다.
팬형 배열은 말단 그룹 내의 요소보다 중앙 그룹 신틸레이션 요소의 너비가 작도록 구체화되게 할 수 있으나, 모든 신틸레이션 요소가 같은 너비를 같도록 할 수도 있다.
도 3은 감지기가 공통 면 상에 상기 신틸레이션 요소의 입사면이 있는 신틸레이션 요소(24)의 복수의 집합체를 갖는 측정을 도시하고 있고, 바람직하게는 고체 신틸레이션 재료의 스트립이고, 상기 복수의 집합체의 신틸레이션 요소는 분광기 슬릿 조리개에 평행한 공통의 선에 배열된다.
일 실시예에서는, 도시되지는 않았지만, 감지기는 층상 배열의 신틸레이션 요소의 복수개의 집합체를 가지며, 하나의 집합체의 신틸레이션 구성의 입사면은 겹쳐진 집합체의 신틸레이션 요소의 후면을 향해 배향되고, 바람직하게는 고체 신틸레이션 재료의 스트립으로써 신틸레이션 요소가 구현된다.
바람직하게는 방사선 실드(38)는 예를 들어 납이고, 감마 카메라로부터 맞은 편에 위치되고, 여기 아래에, 타겟 지지대(1)의 다른 면에, 여기에, 치료 챔버의 바닥(39) 상에 있는 것이 바람직하다.
여기에 나타나는 장치는 하드론 방사선 치료 검사를 위한 방법을 수행하는 것을 허용하며, 상기 타겟(2)은 방사선 빔에 의한 조사를 위한 방사선 세션 내에서 다루어지는 팬텀으로써 구현된다.
상기 검사 방법은;
- 타겟 지지대(1) 상에 팬텀(2)을 배열하고, 바람직하게는 고정시키는 단계;
- 타겟 지지대에 의해 지지된 팬텀(2)을 조사할 수 있도록 빔 축에 따라 위치한 펜슬 타입 양자 방사선 빔을 방출시키기 위해 하드론 방사선 장치(10)를 작동시키고, 상기 양자 방사선 빔은 팬텀 내로 침투하는 단계;
- 팬텀 타겟(2)내로 상기 양자 방사선 빔의 실제 침투 깊이를 방사선 빔 거리 감지 장치(17)로 정의하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 검사 방법은 세션 동안 변화하는 빔 침투 깊이의 패턴을 나타내는 데이터를 포함하는 저장된 방사선 세션 제어 데이터에 기초하여 검사 방사선 세션을 작동하는 것을 포함하고, 상기 검사 방사선 세션은 변화하는 빔 침투 깊이 패턴과 동시에 변하는 작동될 분광기의 슬릿 너비 변화 패턴을 나타내는 데이터를 포함하는 방사선 세션 제어 데이터를 기초로 작동한다.
일 실시예에서, 검사 방법은 세션 동안 변화하는 빔 침투 깊이의 패턴을 나타내는 데이터를 포함하는 저장된 방사선 세션 제어 데이터에 기초하여 검사 방사선 세션을 작동하는 것을 포함하고, 작동될 방사선 세션에 대해 변화하는 빔 침투 깊이의 계획된 패턴과 동시에 변하는 감마 카메라(20)의 Z-축 모션 패턴을 나타내는 데이터를 포함하는 저장된 방사선 세션 제어 데이터를 기초로 작동되며, 바람직하게는 분광기의 슬릿 조리개를 통해 기하학적인 대칭면인 분광기의 중앙 면 내에 위치하도록 방출된 방사선 빔의 브래그 피크를 허용하기 위한 것이다.
도 5는 복수 개의 감마 카메라(20')가 있는 빔 거리 감지 장치(17')를 도식적으로 나타내고, 상기 감마 카메라는 본 발명의 네번째 측면에 따른 방법으로 빔 축을 따라 축방향 공간 위치에 배열되어 있다.
여기의 각각의 카메라(20')는 단일하고, 바람직하게는 고정된 너비인 슬릿 조리개(22)를 가지며, 조리개는 빔 축(11)을 향해 슬릿 조리개(22)로부터 발산하는 선으로부터 나타난 시야와 관련되고, 열린 각을 제공한다.
각각의 카메라(20')는 도 4를 참조하여 논의되는 방법으로 여기에 구현된 특수한 감지기(24)를 갖는다. 감지기(24)와 카메라의 대응하는 슬릿 조리개(22) 사이의 공간은 외측으로부터 및 근접 카메라의 공간으로부터 방사선 차단 벽에 의해 방어된다.
장치(17') 내의 연속하는 슬릿 조리개(22) 사이의 축 공간은 적어도 3 cm, 바람직하게는 최대 10 cm이고, 각각의 슬릿 조리개(22)는 열린 각을 갖는 시야를 제공하며, 시야는 설비의 작동 중에 펜슬 빔으로부터 간접되고, 시야는 서로 인접한 연속하는 슬릿 조리개에 의해 제공되며, 바람직하게는 부분적으로 및 불완전하게 겹치고, 이에 따라 빔 축의 부분을 따라 있는 연속적인 시야가 설정된다.
바람직하게는, 축방향으로 연속하는 카메라(20')의 시야는 부분적으로 서로 겹치고, 장치(17')의 연속하는 전체 시야를 얻을 수 있다.
장치(17')는 도 1을 참조하여 논의된 것과 같이 설비 내에 배열될 수 있고, 설비 내의 장치(17)를 대체할 수 있다.
유용한 실시예에서, 방사선 빔 거리 감지(17')는 2 에서 6개의 슬릿 조리개를 갖고, 예를 들어 2 또는 3개의 슬릿 조리개를 갖는다.
도 6은 다수의 감마 카메라(20')를 지지하는 감마 카메라 지지대 장치(40)를 갖는 제안을 도시하고, 상기 지지대 장치는 시야의 겹칩의 조정을 야기하는 빔 축(11)에 대하여 하나 또는 그 이상의 카메라 위치의 조정을 허락하기 위해 제공된다. 상기 예에서 각각의 카메라(20')는 올려지고, 이에 따라 축(41)에 대하여 회전 가능하게 되고, 여기에 빔 축(11)에 대하여 가로 방향의 축이 있고, 감마 카메라(20')가 회전하는 것을 허용함으로써, 카메라 시야의 겹침 및 방향이 달라진다. 여기서 회전(pivoting)은 화살표 P 방향으로 행해질 수 있다.
도 7은 본 발명의 네번째 측면에 따라, 공통의 분광기(21') 내에 다수의 슬릿 조리개(22)를 갖는 카메라(20")가 있는 빔 거리 감지 장치(17')를 제공하는 제안을 도시한다. 나타낸 바와 같이, 한 예로써, 감지기는 도 4를 참조하여 개시된 것과 같이 신틸레이션 요소(24)의 다수의 오목한 집합체로 구성되고, 각각의 오목한 집합체는 분광기의 대응되는 슬릿 조리개(22)를 향하여 배향된다. 또 다른 설계에서 감지기는 평평하고 평면이며, 여전히, 오목한 집합체(또는 근접한 집합체의 세트)는 바람직하다.
도 8은 빔 거리 감지 장치(17')를 제공하는 제안을 도시하며, -빔 축(11)에 대해서 가로 방향의 면에서 볼 때- 슬릿 조리개(22), 여기에 단일 슬릿 조리개(22)를 각각 갖는 다수의 감마 카메라(20')는 타겟(2)을 위한 타겟 지지대(1) 및 빔 축과 관련한 다른 각도 위치에 배열된다. 여기에 하나의 카메라(20')는 타겟 지지대(1) 아래에 있고, 하나는 좌변으로부터 위를 향해 기울어지고, 하나는 우변으로부터 위를 향해 기울어져 있다. 바람직하게는, 상기는 빔 축(11)에 대하여 나선형 배열인 다수 개의 감마 카메라를 배열함으로써 얻어진다. 예를 들어, 도 1을 참조함으로써, 빔 축에 평행한 선 상에 배열된 다수개의 카메라를 위치시키는 것은 연속하는 슬릿들 사이의 상당한 거리를 이끌어 냄을 알 수 있고, 바람직하게는 상대적으로 큰 감지기들이 도입될 때이다. 본 발명의 네번째 측면에 따른 다른 각도 위치의 카메라의 배열은 이미징을 향상시키는 커다란 (significant) 감지기 규모를 허용하면서, 연속하는 슬릿 조리개 사이의 공간을 적합하게 하는 것을 허용한다. 설명한 바와 같이, 빔 축의 부분을 이미징하기 위한 열린 각을 갖는 다수개의 슬릿 조리개의 제공은 각각 개별의 슬릿 조리개의 열린 각을 감소시키는 것을 허용하고, 그럼으로써 모서리 침투에 대한 저항성이 증가된다.
도 9a는 분광기의 반대되는 주벽 부분(21a, 21b) 사이의 단일 슬릿 통로가 있는 공통의 슬릿 조리개(22)를 도시한다. 슬릿 조리개는 열린 각을 제공하는 비평행한 면 및 단일 통로의 가장 작은 너비 d를 갖는 나이프 모서리를 갖는다.
본 발명의 다섯번째 측면을 참조하여 논의된 바와 같이, 상기 설계는 감마 방사선에 의한 모서리 침투로부터 원하지 않는 방법으로 시달릴 수 있고, 예를 들어 흐릿한 이미지 및 이미징의 다른 질 문제를 들 수 있다.
도 9b는 본 발명의 다섯번째 측면에 따른 분광기의 바람직한 실시예를 도시하며, 예를 들어 도 9a의 설계를 대체하기 위해, 그리고 상기의 방사선 침투 문제를 피하거나 적어도 감소시키기 위해 도입된 것일 수 있다.
도 9b에서, 슬릿 조리개(22)는 두 개의 서로 이격된 분광기 주벽 부분(21a, 21b), 각각이 정의하는 슬릿 조리개의 외부 측면, 방사선 차단 물질의 연장된 분광기 벽 로드 구성(21c)에 의해 형성되고, 상기 로드 구성(21c)은 슬릿 조리개(22)의 제1 슬릿 통로(22a) 및 제2 슬릿 통로(22b)를 형성하기 위한 상기 두 개의 서로 이격된 주벽 부분(21a)의 사이에 배열되고, 주벽 부분으로부터 간격이 있다.
로드 구성(21c)은 상기 슬릿 통로(22a, 22b)에 인접한 외부 측면 하나와 결합하여 각각 묶인 내부 측면들을 정의한다. 내부 및 외부 측면은 비평행한 슬릿 통로(22a, 22b)와 각각 묶여있고, 열린 각(a/2) 및 이에 상응하는 슬릿 통로(22a, 22b)의 시야를 정의한다. 각각의 슬릿 통로(22a, 22b)는 최대 전송의 중앙 면(p1, p2)을 가지며, 상기 제1 및 제2 슬릿 통로(22a, 22b)의 중앙 면(p1, p2)은 비평행하고 서로 교차하며, 바람직하게는 분광기 및 빔 축(11) 사이에서 교차하며, 이로써, 슬릿 통로의 시야는 부분적으로 겹치고, 결합 내에서 슬릿 조리개의 전체 시야를 정의한다.
최대 전송의 면(p1, p2)은 각각의 슬릿 통로의 기하학적 대칭면과 거의, 즉 가깝게 일치할 수 있다.
도 9a 및 9b를 비교함으로써 쉽게 나타날 수 있는 바와 같이, 도 9b의 설계는 슬릿 조리개(22)의 비슷한 열린 각 시야에 도달하는 동안, 감마 방사선에 의한 침투를 훨씬 덜 쉽게하는 슬릿 통로의 측면의 설계를 허락한다.
바람직한 실시예에서, - 감마 카메라의 감지기(24)를 향한 빔 축(11)의 방향에서 볼 때- 분광기의 슬릿 조리개의 외부 측면은 감지기로부터 먼 분광기의 측에서 평행한 외부 측면을 갖고, 감지기와 마주하는 면에서 발산하는 외부 측면을 갖는다. 상기 분광기 벽 로드 구성(21c)은 감지기(24)로부터 먼 분광기의 측에서 발산하는 내부 측면 부분을 가지고, 감지기와 마주하는 측에서 평행한 내부 측면을 가진다.
뭉툭한 모서리 각은 150° 바람직하게는 155와 170°사이와 같거나 그보다 큰 각을 갖는 각각의 주벽 부분의 외부 측면에 형성된다.
도 9에 있어서, 제1 및 제2 슬릿 통로(22a, 22b)는 동등한 열린 각을 갖도록 형성된다.
도 9에 있어서, 감마 카메라의 설계는 제1 슬릿 통로(22a)의 시야로부터 나오는 감마 방사선 이미지가, 제2 슬릿 통로(22b)의 시야로부터 나오는 감마 방사선 이미지가 있는 감지기 상에 겹쳐지지 않는 것과 같다.
일 실시예에서, 도시되지는 않았지만, 다수의 연장된 분광기 벽 로드 구성(21c)은 상기 두 개의 서로 이격된 주벽 부분(21a, 21b) 사이에 배열되고, 상기 제1 및 제2 슬릿 통로에 더하여 하나 혹은 그 이상의 중앙 슬릿 통로를 형성하기 위해 서로 평행하며, 바람직하게는 각각의 중앙 슬릿 통로는 이웃하는 벽 로드 구성의 비평행한 면에 의해 묶이고 중앙 슬릿 통로의 열린 각 및 이에 상응하는 시야를 정의하며, 슬릿 통로의 시야는 부분적으로 겹치고, 결합 내에서 슬릿 조리개의 시야를 정의한다.

Claims (35)

  1. 타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되,
    - 타겟(2)을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대(1);
    - 하드론 방사선 빔(11), 바람직하게는 펜슬 빔(pencil beam)을 방출하기 위해 제공된 하드론 방사선 장치(10)이고, 이며, 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함하고,

    상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템(15)을 갖고,

    - 상기 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선(prompt gamma ray)에 대해 빠른 반응을 보이는 감마 카메라(gamma camera)(20)를 포함하고, 타겟 내의 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리(range) 감지 장치(17)를 포함하고,

    상기 감마 카메라는,
    - 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
    - 감마 방사선이 분광기의 상기 조리개를 통해 지나가는 입사되는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector),
    - 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함하고,

    상기 감마 카메라의 분광기는 연장된(elongated) 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이고,

    상기 분광기(21)는 가변적인 너비의 연장된 슬릿 조리개를 갖는 가변적인 너비 슬릿 분광기이고, 상기 분광기는 각각이 슬릿 조리개의 대응되는 세로방향 모서리, 바람직하게는 나이프 모서리(knife edge) 중 하나를 정의하는 제1 분광기 구성(21a) 및 제2 분광기 구성(21b)을 포함하고, 상기 분광기는 상기 제1 및 제2 분광기 구성을 서로에 대하여 대체 및 위치시키기 위한 슬릿 너비 작동 메커니즘(23)을 갖는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분광기(21)는 슬릿 조리개가 빔 축에 상당히 수직한 방향으로 연장되도록 지지되고, 상기 감지기는 평행하고 나란히 배열된 복수 개의 신틸레이션 요소(24)의 집합체(array)를 포함하고, 각각의 신틸레이션 요소는 분광기 슬릿 조리개와 평행한 세로 방향의 축을 따라 길이를 가지고, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 평행한 너비를 가지며, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 수직한 높이를 가지며, 상기 길이는 상기 너비 및 상기 높이 보다 각각 큰 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신틸레이션 요소(24) 각각은 고체의 신틸레이션 재료의 연장된 스트립(strip)으로써 구현되고, 각각의 스트립은 입사면(incident face), 입사면 반대편의 후면(rear face), 측면(side faces), 및 스트립의 세로방향의 끝에 말단면(end faces )을 가지며, 상기 신틸레이션 요소는 입사하는 감마선을 광학적 방사선으로 변환시키고, 광검출기는 스트립의 말단면에 연결되어 있으며, 예를 들어 도광부(light guide)에 직접적으로 또는 도광부를 통해서, 예를 들어 도광 섬유를 통해서 연결된 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 감지기 각각의 신틸레이션 요소(24)는 신틸레이션 요소의 높이 방향으로 기하학적 대칭면에 대응하는 가상의 주된 면(imaginary main plane)을 갖고,
    상기 집합체의 신틸레이션 요소는 각각의 가상의 주된 면이 분광기의 슬릿 조리개를 통해 확장될 수 있도록 배향된 각각의 신틸레이션 요소가 팬 배열로 배열된 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서,
    상기 집합체의 신틸레이션 요소의 중앙 그룹(central group) 내의 신틸레이션 요소(24)는 말단 그룹(end groups) 내의 개별적인 신틸레이션 요소의 너비보다 작은 너비를 각각 가지며, 상기 중앙 그룹은 말단 그룹들 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서,
    상기 집합체의 신틸레이션 요소(24)는 각각 입사면을 갖고, 상기 입사면은 공통의 평평한 면(common flat plane)상에 위치해 있으며, 바람직하게는 분광기의 중앙 면(central plane)에 수직한 면이고, 분광기의 슬릿 조리개를 사이에 두고 기하학적으로 대칭적인 면인 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서,
    상기 집합체의 신틸레이션 요소(24)는 각각 입사면을 갖고, 상기 입사면은 공통의 오목한 면(common concave plane)에 위치하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.

  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서,
    상기 방사선 장치(10)는 타겟 지지대에 대하여 빔 축의 위치 및 방향을 변화시키기 위해 조정되고, 예를 들어 방사선 장치는 빔을 조종하고, 타겟 내의 침투 깊이를 변화시킴으로써 X, Y, Z 좌표로 나타나는 계획된 위치에 방출된 방사선 빔의 브래그 피크(Bragg Peak )을 위치시키기 위한 제어 가능한 자석의 조립을 갖고, 상기 Z좌표는 빔 축을 따라 위치하고, X 및 Y 좌표는 빔 축에 수직한 면 상에 직교 축을 따라 위치하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서,
    상기 감마 카메라는 이동 가능하도록 감마 카메라 지지대 구조에 의해 이동 가능하게 지지되고, 바람직하게는 빔 축에 상당히 수직한 슬릿 조리개가 함께 지지되고, 빔 장치에 대하여 타겟 지지대의 움직임 없이 빔 축에 상당히 수직한 Y-축 내에서 지지되며, Y-축 드라이브(drive)는 상기 Y-축 방향 내에서 감마 카메라를 제어 가능하게 움직일 수 있도록 제공된 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서,
    상기 분광기, 바람직하게는 분광기를 포함하는 감마 카메라(20)는 이동 가능하도록 감마 카메라 지지대 구조(35)에 의해 이동 가능하게 지지되고, 바람직하게는 빔 축에 상당히 수직한 슬릿 조리개가 함께 지지되고, 빔 장치에 대하여 타겟 지지대의 움직임 없이 빔 축에 상당히 평행한 Z-축 내에서 지지되며, 바람직하게는 적어도 20 cm 길이를 넘고, 상기 Z-축 드라이브(18)는 상기 Z -축 방향 내에서 분광기, 바람직하게는 분광기를 포함하는 감마 카메라를 제어 가능하게 움직일 수 있도록 제공된 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 각각의 Y-축 드라이브 및/또는 Z-축 드라이브(18)는 제어 시스템(15)에 연결되고, 상기 제어 시스템(15)은 방사선 빔 장치와 함께 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션(session)에 대응되는 하나 또는 그 이상의 방사선 세션 제어 자료 세트를 메모리 내에 삽입하고 저장하기 위해 조정되며,
    상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션을 위한 타겟에 대하여, 하나 또는 그 이상의 계획된 빔 위치 및/또는 침투 깊이를 나타내는 자료를 포함하고, 게다가, 각각의 y-축 및 z-축 드라이브를 위한 하나 또는 그 이상의 계획된 Y-축 및/또는 Z-축 위치를 나타내는 자료도 포함하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  12. 적어도 제8항에 있어서,
    상기 제어 시스템(15)은 방사선 빔 장치와 함께 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션(session)에 대응되는 하나 또는 그 이상의 방사선 세션 제어 자료 세트를 메모리 내에 삽입하고 저장하기 위해 제공되고,
    상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션을 위한 방사선 빔의 X-Y 모션(motion)의 패턴을 나타내는 자료를 포함하고, 상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션을 위한 방사선 빔의 X-Y 모션의 계획된 패턴과 함께 동시에 변하는(in synchronicity) 분광기의 슬릿 너비의 변화 패턴을 나타내는 자료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 있어서,
    상기 제어 시스템(15)은 방사선 빔 장치와 함께 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션(session)에 대응되는 하나 또는 그 이상의 방사선 세션 제어 자료 세트를 메모리 내에 삽입하고 저장하기 위해 조정되고,
    상기 분광기의 슬릿 너비 작동 메커니즘은 제어 시스템에 연결되고,
    상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션의 계획된 빔 침투 깊이를 나타내는 자료, 예를 들어, 변화하는 빔 침투 깊이의 패턴을 포함하고,
    상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션을 위한 분광기의 슬릿 너비를 나타내는 자료, 예를 들어 변화하는 빔 침투 깊이 패턴과 함께 동시에 변하는 작동될 분광기의 슬릿 너비의 변화 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  14. 타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되,
    - 타겟(2)을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대(1);
    - 하드론 방사선 빔(11), 바람직하게는 펜슬 빔(pencil beam)을 방출하기 위해 제공된 하드론 방사선 장치(10)이고, 이며, 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함하고,

    상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템(15)을 갖고,

    - 상기 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선(prompt gamma ray)에 대해 빠른 반응을 보이는 감마 카메라(gamma camera)(20)를 포함하고, 타겟 내의 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리(range) 감지 장치(17)를 포함하고,

    상기 감마 카메라는,
    - 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
    - 감마 방사선이 분광기의 상기 조리개를 통해 지나가는 입사되는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector),
    - 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함하고,

    상기 감마 카메라의 분광기는 연장된(elongated) 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이고,

    상기 감지기는 평행하고 나란히 배열된 복수 개의 연장된 신틸레이션 요소(24)의 집합체를 포함하고, 각각의 신틸레이션 요소는 분광기 슬릿 조리개와 평행한 세로 방향의 축을 따라 길이를 가지고, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 평행한 너비를 가지며, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 수직한 높이를 가지며, 상기 길이는 상기 너비 및 상기 높이 보다 각각 큰 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  15. 타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되,
    - 타겟(2)을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대(1);
    - 하드론 방사선 빔(11), 바람직하게는 펜슬 빔(pencil beam)을 방출하기 위해 제공된 하드론 방사선 장치(10)이고, 이며, 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함하고,

    상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템(15)을 갖고,

    - 상기 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선(prompt gamma ray)에 대해 빠른 반응을 보이는 감마 카메라(gamma camera)(20)를 포함하고, 타겟 내의 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리(range) 감지 장치(17)를 포함하고,

    상기 감마 카메라는,
    - 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
    - 감마 방사선이 분광기의 상기 조리개를 통해 지나가는 입사되는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector),
    - 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함하고,

    상기 감마 카메라의 분광기는 연장된(elongated) 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이고,

    상기 감지기는 평행하고 나란히 배열된 복수 개의 연장된 신틸레이션 요소(24)의 집합체를 포함하고, 각각의 신틸레이션 요소는 분광기 슬릿 조리개와 평행한 세로 방향의 축을 따라 길이를 가지고, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 평행한 너비를 가지며, 상기 길이에 수직하고 상기 신틸레이션 요소의 입사면에 수직한 높이를 가지며,

    상기 집합체의 신틸레이션 요소(24)의 중앙 그룹 내의 신틸레이션 요소는 말단 그룹내의 개별적인 신틸레이션 요소의 너비 보다 작은 너비를 각각 가지며, 상기 중앙 그룹은 말단 그룹들 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 감마 카메라는 이동 가능하도록 이동 가능하게 지지되고, 바람직하게는 빔 축에 상당히 수직한 슬릿 조리개가 함께 지지되고, 상기 방사선 장치에 대하여 타겟 지지대의 움직임 없이 빔 축에 상당히 평행한 Z-축 내에서, 바람직하게는 적어도 20 cm 길이를 넘게 이동가능하며, 상기 Z-축 드라이브(18)는 상기 Z-축 방향 내에서 감마 카메라를 제어 가능하게 움직일 수 있도록 제공된 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 Z-축 드라이브(18)는 제어 시스템에 연결되고, 상기 방사선 세션 제어 자료는 작동될 방사선 세션의 하나 또는 그 이상의 계획된 빔 침투 깊이를 나타내는 자료를 포함하고, 게다가, Z-축 드라이브를 위한 하나 또는 그 이상의 계획된 분광기 Z-축 위치를 나타내는 자료, 예를 들어, 작동될 방사선 세션을 위한 변화하는 빔 침투 깊이의 계획된 패턴과 함께 동시에 변하는 감마 카메라의 Z-축 모션의 패턴을 나타내는 자료를 포함하는 상기 방사선 세션 제어 자료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  18. 타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되,
    - 타겟(2)을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대(1);
    - 하드론 방사선 빔(11), 바람직하게는 펜슬 빔(pencil beam)을 방출하기 위해 제공된 하드론 방사선 장치(10)이고, 이며, 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함하고,

    상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템(15)을 갖고,

    - 상기 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선(prompt gamma ray)에 대해 빠른 반응을 보이는 감마 카메라(gamma camera)(20)를 포함하고, 타겟 내의 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리(range) 감지 장치(17)를 포함하고,

    상기 감마 카메라는,
    - 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
    - 감마 방사선이 분광기의 상기 조리개를 통해 지나가는 입사되는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector),
    - 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함하고,

    상기 감마 카메라의 분광기는 연장된(elongated) 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이고,

    상기 슬릿 조리개는 슬릿 조리개의 열린 각(opening angle ) 및 이에 상응하는 시야(field of view )를 정의하는 비평행 면(non-parallel faces)을 가지며,

    방사선 빔 거리 감지 장치는, 하나 또는 그 이상의 감마 카메라를 포함하고, 상기 감마 카메라는 축 방향 공간 위치에 빔 축에 대하여 복수 개의 슬릿 조리개를 제공하고, 연속하는 슬릿 조리개 사이의 축 공간은 적어도 3 cm, 바람직하게는 최대 10 cm이고, 각각의 슬릿 조리개는 열린 각을 가지는 시야를 제공하며, 시야는 설비의 작동 중에 펜슬 빔에 의해 교차되고, 시야는 서로 인접한 연속하는 슬릿 조리개에 의해 제공되고, 바람직하게는 부분적이고 불완전하게 겹치며, 빔 축 부분(section)을 따라 위치한 계속적인 시야를 설정하게 되는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 모든 슬릿 조리개는 고정된 너비 슬릿 조리개인 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 방사선 빔 거리 감지는 2에서 6개의 슬릿 조리개, 예를 들어 2 또는 3개의 슬릿 조리개를 갖는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 거리 감지 장치는 복수 개의 감마 카메라를 포함하고, 각각의 감마 카메라는 단일의 슬릿 조리개를 가지며, 바람직하게는 고정된 슬릿 너비의 슬릿 조리개인 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    빔 축에 가로 방향인 면에서 볼 때, 상기 슬릿 조리개, 예를 들어 각각 단일의 슬릿 조리개를 갖는 복수 개의 감마 카메라는 타겟 지지대에 대하여 다른 각도 위치에 배열되고, 예를 들어, 타겟 지지대 아래의 하나, 좌변( left-hand side)으로부터 위를 향해 기울어진(angled) 하나 및 우변으로부터 위를 향해 있는 기울어진 하나가 배열되고, 예를 들어, 빔 축에 대하여 나선형으로 배열된 복수 개의 감마 카메선 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  23. 제18항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 설비는 복수 개의 감마 카메라를 지지하는 감마 카메라 지지 장치를 포함하고, 상기 지지 장치는 시야 겹침의 조정을 야기하는 빔 축에 대하여 하나 또는 그 이상의 카메라 위치 조정을 허용하기 위해 제공되고, 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 감마 카메라는 서로에 대하여 축의 방향으로 조정 이루어지고/또는 하나 또는 그 이상의 카메라는 회전 축(rotation axis)에 대하여 회전 가능하며, 예를 들어, 빔 축에 대하여 가로방향의 축이 하나 또는 그 이상의 감마 카메라를 회전하도록 허용함으로써, 카메라 시야의 겹침 및 방향을 달라지는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  24. 제18항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 거리 감지 장치는 적어도 하나의 감마 카메라, 바람직하게는 오직 단일의 하나의 감마 카메라를 포함하고, 제18항의 상기 축 방향 공간 위치에서 복수 개의 슬릿 조리개를 갖는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  25. 타겟에 대하여 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위해 제공된 하드론 방사선 설비이되,
    - 타겟(2)을 지지하기 위해, 바람직하게는 고정시키기 위해 설정된 타겟 지지대(1);
    - 하드론 방사선 빔(11), 바람직하게는 펜슬 빔(pencil beam)을 방출하기 위해 제공된 하드론 방사선 장치(10)이고, 이며, 타겟 지지대에 의해 지지된 타겟을 조사하기 위해 빔 축을 따라 위치하고, 상기 방사선 빔은 타겟 내로 침투하는 하드론 방사선 장치를 포함하고,

    상기 방사선 장치는 적어도 타겟 내의 방사선 빔의 침투 깊이를 제어하거나 변화시키는 것을 허용하는 빔 침투 깊이 제어를 적어도 포함하는 제어 시스템(15)을 갖고,

    - 상기 방사선 빔이 타겟 내로 침투하는 동안 방출된 즉발 감마선(prompt gamma ray)에 대해 빠른 반응을 보이는 감마 카메라(gamma camera)(20)를 포함하고, 타겟 내의 상기 방사선 빔의 침투 깊이를 정의하기 위해 제공된 방사선 빔 거리(range) 감지 장치(17)를 포함하고,

    상기 감마 카메라는,
    - 감마 방사선을 막는 벽 및 상기 벽 내의 조리개(aperture)(22)를 갖는 분광기(collimator)(21),
    - 감마 방사선이 분광기의 상기 조리개를 통해 지나가는 입사되는 하나 또는 그 이상의 신틸레이션 요소(24)를 포함하는 감지기(detector),
    - 상기 감지기와 관련된 전자 판독 메커니즘(electronic readout mechanism)을 포함하고,

    상기 감마 카메라의 분광기는 연장된(elongated) 슬릿 조리개(22)를 갖는 슬릿 분광기이고,

    상기 슬릿 조리개는 슬릿 조리개의 열린 각(opening angle) 및 이에 상응하는 시야(field of view )를 정의하는 비평행 면(non-parallel faces)을 가지며,

    슬릿 조리개는 두 개의 서로 이격된(two spaced apart) 분광기 주벽 부분(main wall portion), 각각이 정의하는 슬릿 조리개의 외부 측면, 방사선 차단 물질의 연장된 분광기 벽 로드(rod) 구성에 의해 형성되고,
    로드 구성은 슬릿 조리개의 제1 및 제2 슬릿 통로(passage)를 형성하기 위한 상기 두 개의 서로 이격된 주벽 부분의 사이에 배열되고, 주벽 부분으로부터 간격이 있고,
    상기 로드 구성은 상기 슬릿 통로에 인접한 외부 측면 하나와 결합하여 각각 묶인(bound) 내부 측면들을 정의하고,
    내부 및 외부 측면은 비평행한 슬릿 통로와 각각 묶여있고, 열린 각 및 이에 상응하는 시야를 정의하고,
    각각의 슬릿 통로는 최대 전송(maximum transmission )의 중앙 면을 가지며,
    상기 제1 및 제2 슬릿 통로의 중앙 면은 비평행하고 서로 교차하며, 바람직하게는 분광기 및 빔 축 사이에서 교차하며, 이로써, 슬릿 통로의 시야는 부분적으로 겹치고, 결합 내에서 슬릿 조리개의 전체 시야를 정의하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  26. 제25항에 있어서,
    감마 카메라의 감지기를 향해 빔 축의 방향에서 볼 때,
    상기 분광기의 슬릿 조리개의 외부 측면은 감지기로부터 먼 분광기의 측에서 평행한 외부 측면 을 갖고, 감지기와 마주하는 면에서 발산하는(diverging) 외부 측면 부분을 가지며,
    상기 분광기 벽 로드 구성은 감지기로부터 먼 분광기의 측에서 발산하는 내부 측면 부분을 가지고, 감지기와 마주하는 측에서 평행한 내부 측면을 갖는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 슬릿 통로는 같은 열린 각을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감마 카메라는 제1 슬릿 통로의 시야로부터 나오는 감마 방사선 이미지가, 제2 슬릿 통로의 시야로부터 나오는 감마 방사선 이미지가 있는 감지기 상에 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    뭉툭한(blunt) 모서리 각은 150° 바람직하게는 155와 170°사이와 같거나 그보다 큰 각을 갖는 각각의 주벽 부분의 외부 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 하드론 방사성 설비.
  30. 제25항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 연장된 분광기 벽 로드 구성은 상기 두 개의 서로 이격된 주벽 부분 사이에 배열되고, 상기 제1 및 제2 슬릿 통로에 더하여 하나 혹은 그 이상의 중앙 슬릿 통로를 형성하기 위해 서로 평행하며, 바람직하게는 각각의 중앙 슬릿 통로는 이웃하는 벽 로드 구성의 비평행한 면에 의해 묶이고 중앙 슬릿 통로의 열린 각 및 이에 상응하는 시야를 정의하며, 슬릿 통로의 시야는 부분적으로 겹치고, 결합 내에서 슬릿 조리개의 시야를 정의하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 설비.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에 따른 하드론 방사선 설비를 사용하는 하드론 방사선 치료 검사 방법이고, 팬텀(phantom)으로써 구현된 상기 타겟이 하드론 방사선 빔에 의한 조사를 위한 방사선 세션 내의 대상이 되고,
    상기 방법은,
    - 타겟 지지대(10) 상에 팬텀(2)을 배열하고 바람직하게는 고정시키는 단계;
    - 타겟 지지대에 의해 지지된 팬텀을 조사할 수 있도록 빔 축에 따라 위치한 하드론 방사선 빔을 방출시키기 위해 하드론 방사선 장치(10)를 작동시키고, 상기 방사선 빔은 팬텀 내로 침투하는 단계;
    - 팬텀 내로 상기 방사선 빔의 실제 침투 깊이를 방사선 빔 거리 감지 장치(17)로 정의하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 치료 검사 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 사용은, 방사선 빔 장치와 함께 작동될 하나 또는 그 이상의 방사선 세션에 대응하는 하나 혹은 그 이상의 방사선 세션 제어 자료의 세트를 메모리 내에 삽입하고 저장하기 위해 제공되는 제어시스템을 특징으로 하는 설비에 의해 이루어지고,
    상기 분광기는 적어도 제1항에 따라 구현되며, 제어 시스템에 연결된 슬릿 너비 작동 메커니즘을 가지며,
    상기 검사 방사선 세션은 세션 동안 변화하는 빔 침투 깊이의 패턴을 나타내는 자료를 포함하는 저장된 방사선 세션 제어 자료에 기초하여 작동되고, 상기 검사 방사선 세션은 변화하는 빔 침투 깊이 패턴과 동시에 변하는 작동될 분광기의 슬릿 너비 변화 패턴을 나타내는 자료를 포함하는 방사선 세션 제어 자료를 기초로 작동되는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 치료 검사 방법.
  33. 제31항 또는 제32항에 있어서,
    상기 사용은 제10항에 따른 설비에 의해 이루어지고,
    상기 검사 방사선 세션은 세션 동안 변화하는 빔 침투 깊이의 패턴을 나타내는 자료를 포함하는 저장된 방사선 세션 제어 자료에 기초하여 작동되고,
    상기 검사 방사선 세션은, 작동될 방사선 세션에 대해 변화하는 빔 침투 깊이의 계획된 패턴과 동시에 변하는 분광기, 바람직하게는 분광기를 포함하는 감마카메라의 Z-축 모션 패턴을 나타내는 자료를 포함하는 저장된 방사선 세션 제어 자료를 기초로 작동되며,
    바람직하게는 분광기의 슬릿 조리개를 통해 기하학적인 대칭면인 분광기의 중앙 면 내에 위치하도록 방출된 방사선 빔의 브래그 피크를 허용하기 위한 것임을 특징으로 하는 하드론 방사선 치료 검사 방법.
  34. 상기 사용은 제1항 내지 제33항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에서 서술된 방사선 빔 거리 감지 장치에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 타겟 내의 하드론 빔 침투 깊이 정의 방법.
  35. 상기 사용은 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항 또는 그 이상의 항에서 서술된 방사선 빔 거리 감지 장치에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 하드론 방사선 빔에 의해 조사된 타겟 내로 침투하는 하드론 빔의 이미징 방법.
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