KR20150008706A - Collimator for radiation therapy of multilayered pixel limitation - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a collimator for radiation therapy of multi-layered pixel limitation to maximize a radiation therapy effect. In a collimator which includes a radiation region which transmits radiation by displaying the shape of various spaces, pixel layers are separated from each other in a main body frame. Multiple plate-type pixels connected to a hinge shaft in a side are installed to the pixel layer. Each pixel is selectively rotated by a driving part which rotates the hinge shaft to be opened or closed. The area of each pixel layer is gradually widened from the uppermost layer to the lowermost layer, thereby forming the main frame having a trapezoid pillar. Because radiation dose is transmitted through radiation hypothesis which passes through multiple steps by the selective opening of a multi-layered pixel layer, the present invention obtains quicker intensity modulation and tracking responsibility compared to an existing collimator for therapy in radiation intensity modulation or target tracking.

Description

방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터{Collimator for radiation therapy of multilayered pixel limitation}Technical Field [0001] The present invention relates to a collimator for use in a multi-layered pixel limited radiation therapy for maximizing the effect of radiation therapy,

본 발명은 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터에 관한 것으로서, 상세히는 방사선 감쇠판으로 작용하는 다수개의 픽셀로 된 픽셀층을 다층으로 구성하여 사다리꼴 형상으로 구성하되, 방사선이 투과하도록 개방되는 픽셀을 통해 방사되는 방사선 빔의 퍼지는 각도를 고려하여 상기 각 픽셀층 넓이와 사이의 거리 및 픽셀의 넓이 등을 상층에서 하층으로 갈수록 점점 차이를 두도록 한 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer type pixel limiting radiation therapy collimator for maximizing a radiotherapy effect, and more particularly, to a collimator for forming a plurality of pixel layers constituting a plurality of pixels serving as a radiation attenuation plate in a trapezoidal shape, In order to maximize the effect of the radiation treatment, the distance between the pixel layer and the width of the pixel and the width of the pixel are gradually increased from the upper layer to the lower layer in consideration of the spreading angle of the radiation beam radiated through the pixels opened to transmit, And to a collimator for limited-type radiation therapy.

X선이나 감마선과 같은 방사선 치료에 있어서는 방사선의 선량을 조정할 필요가 있어 콜리메이터(collimator)라고 하는 것을 사용한다. 이러한 콜리메이터의 대표적인 형태로 다엽 콜리메이터가 있는데 이러한 종래 다엽 콜리메이터는 여러 개의 ?(leaf)들이 각개로 움직여서 방사선의 선량이 전달되고자 하는 영역의 특수모양을 공간형태로 유지, 변형시키면서 시간적인 움직임으로 선량을 전달하는 구동방식을 사용하고 있다.In radiotherapy such as X-rays or gamma rays, it is necessary to adjust the dose of radiation and use what is called a collimator. A typical example of such a collimator is a multi-leaf collimator. The conventional multi-leaf collimator has a structure in which a plurality of leaves move independently to maintain and deform a special shape of a region to which a dose of the radiation is to be delivered, And a driving method of transmitting the signals is used.

상기한 종래 다엽 콜리메이터는 현재 방사선 종양학과에서 거의 모든 방사선 치료기기에 필수적으로 부착되어 사용하고 있으나, 여러 개의 ?(leaf)들을 각각 별개로 직접 움직여 작동해야 한다는 불편함이 있다. 또한 상기 다엽 콜리메이터는 수입품으로 고가이고 자체제작이 어려우며, 방사선 치료기에 부착하여 사용할 때 여러 개의 립(leaf)들이 순간순간 움직여 공간형태를 유지하고는 있으나 제자리에서만 상기 공간형태를 변경하여 유지할 뿐 그 위치를 변경하지는 못하고 있다.Although the conventional multileaf collimator is attached to almost all of the radiation therapy apparatuses in the field of radiation oncology, there is an inconvenience in that it is necessary to directly move a plurality of leaves separately. In addition, the above-mentioned multi-leaf collimator is expensive and difficult to manufacture by itself, and when attached to a radiotherapy apparatus, a plurality of leaves are instantly moved to maintain a spatial shape, but the spatial shape is changed only in place, But it has not changed.

따라서 순수 국내 기술로 제작이 가능하며 다엽 콜리메이터보다 훨씬 저렴한 가격으로 동급의 성능을 낼 수 있는 기기로써, 복잡한 선량 영역의 형성이나 짧은 혹은 불규칙적인 선량 세기 조절에 있어서 가격대비의 고성능을 낼 수 있는 기술의 국내도입이 시급한 실정에 있다.Therefore, it can be manufactured with pure domestic technology. It can produce equivalent performance at a much lower price than multi-leaf collimator. It is a device that can produce high performance for cost in the formation of complicated dose area or control of short or irregular dose intensity In Korea is urgently needed.

더욱이 종래 다엽 콜리메이터에서 여러 개의 ?(leaf)에 의해 방사선 빔을 통과시킬 때 상기 빔은 멀어질수록 퍼지는 경향이 있기 때문에 퍼지는 각도 및 에너지의 특성을 고려하여야 하나, 상기 다엽 콜리메이터에는 이러한 점을 고려하지 않고 있어 정확한 방사선의 선량 및 세기의 전달에 다소 미흡한 점이 있다.Furthermore, when a radiation beam is passed by a plurality of leaves in a conventional multileaf collimator, the beam tends to spread as the beam moves farther away. Therefore, the angle and energy characteristics of the beam should be considered. And there is a slight insufficiency in transmission of the dose and intensity of the accurate radiation.

한국 공개특허공보 제10-2008-0071724호Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0071724

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 방사선 빔의 퍼지는 각도 및 에너지의 특성을 고려하여 방사선 감쇠판으로 작용하는 다수개의 픽셀로 된 픽셀층을 다층으로 구성하여 사다리꼴 형상으로 구성하되, 상기 픽셀층 넓이와 사이의 거리 및 각 픽셀층의 픽셀의 넓이 등을 상층의 픽셀층에서부터 하층의 픽셀층으로 갈수록 점점 더 크게 하거나 넓게 구성한 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a multi-layered pixel layer having a plurality of pixels functioning as a radiation attenuator considering the spreading angle and energy characteristics of a radiation beam A trapezoidal shape, a distance between the pixel layer width and a width of a pixel of each pixel layer is gradually increased from a pixel layer of the upper layer to a pixel layer of the lower layer, or a multilayered structure And to provide a collimator for limited-dose radiation therapy.

다른 목적은 상기 각 픽셀층의 픽셀의 일측을 힌지축으로 연결하여, 상기 힌지축을 중심으로 각 픽셀이 구동부에 의해 선택적으로 회전하여 개폐하도록 한 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a multi-layered pixel limiting radiation therapy device for maximizing a radiation treatment effect by connecting one side of a pixel of each pixel layer with a hinge axis and allowing each pixel to be selectively rotated by a driving unit around the hinge axis, To provide a collimator.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터는, 다양한 공간의 형상을 연출하여 방사선을 투과시키는 조사영역을 구성하는 콜리메이터에 있어서, 일측에 힌지축이 연결된 다수개의 판 상의 픽셀이 사방으로 설치된 픽셀층을본체 프레임 내에서 서로 간격을 두고 다층으로 형성하되, 상기 다수개의 각 픽셀은 힌지축을 회전시키는 구동부에 의해 선택적으로 회전하여 개폐되고, 상기 각 픽셀층은 최상층에서 최하층으로 갈수록 점점 면적이 넓어져 상기 본체 프레임이 사다리꼴 기둥의 형상으로 된 것을 특징으로 하고 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a collimator for use in a multi-layered type pixel limiting radiation therapy for maximizing a radiotherapy effect of the present invention, the collimator constituting an irradiation area for radiating a radiation by directing a shape of various spaces, Wherein the plurality of pixels are formed by a plurality of pixels arranged in a four-sided manner and spaced apart from each other in the body frame, the plurality of pixels being selectively opened and closed by a driving unit for rotating the hinge axis, Wherein each of the pixel layers has a gradually increasing area from the uppermost layer to the lowermost layer so that the body frame has a shape of a trapezoidal column.

또 다층의 상기 각 픽셀층 사이의 간격은 최상층에서 최하층으로 갈수록 점점 거리가 멀어지도록 하고, 다층의 상기 각 픽셀층에 설치된 각 픽셀의 넓이는 최상층에서 최하층으로 갈수록 점점 더 넓어지도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the interval between the pixel layers of the multilayer is gradually increased from the uppermost layer to the lowermost layer, and the width of each pixel provided in each pixel layer of the multilayer is gradually widened from the uppermost layer to the lowermost layer.

또 다층의 상기 각 픽셀층에 설치된 각 픽셀은 아래쪽으로 개방되며, 최상층의 픽셀층에 설치된 각 픽셀의 90도의 개방각도를 기준으로 최하층으로 갈수록 각 픽셀층에 설치된 픽셀의 개방각도는 이전 픽셀의 개방각도 이상으로 개방하는 것이 바람직하다.In addition, each pixel provided in each of the plurality of pixel layers is opened downward, and an opening angle of a pixel provided in each pixel layer toward the lowest layer based on an opening angle of 90 degrees of each pixel provided in the uppermost pixel layer, It is preferable to open it at an angle or more.

또 상기 구동부는 공기압펌프와 이 공기압 펌프를 통해 공기압을 분사하는 공기노즐로 이루어져, 상기 공기노즐을 통해 다수개의 각 픽셀을 향해 공기압을 분사하여 개방하거나, 또는 다수개의 각 픽셀에 연결된 힌지축과 연결된 서보모터와, 이 서보모터를 작동을 제어하는 제어부로 구성하는 것이 바람직하다.The driving unit may include an air pressure pump and an air nozzle that injects air pressure through the air pressure pump. The driving unit may open or open the air pressure toward a plurality of pixels through the air nozzle, or may be connected to a hinge shaft A servo motor, and a control unit for controlling the operation of the servo motor.

또 상기 각 픽셀층에서 다수개의 픽셀이 개방되는 경우, 콜리메이터 자체를 수직축 방향으로 회전시켜 힌지축에 의해 발생된 방사선 음영이 있던 자리에 방사선의 선량이 투과되도록 하는 것이 바람직하다.When a plurality of pixels are opened in each of the pixel layers, it is preferable that the collimator itself is rotated in the vertical axis direction so that the dose of radiation is transmitted to the place where the radiation shadow is generated by the hinge axis.

본 발명의 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터에 의하면, 다층의 픽셀층의 픽셀의 선택적인 개방을 통해 다단계로 거치는 방사선 감약을 통하여 선량을 전달하는 시스템이기 때문에, 방사선 세기 변조나 타겟 추적(target tracking)에 있어서 종래 치료용 콜리메이터보다 빠른 세기 변조와 추적 응답성을 구할 수 있는 효과가 있다.According to the multi-layered pixel limiting radiation therapy collimator for maximizing the radiotherapeutic effect of the present invention, since the dose is transmitted through the multi-step radiation reduction through the selective opening of the pixels of the multi-layer pixel layer, It is possible to obtain faster intensity modulation and tracking responsiveness than conventional collimators for modulation or target tracking.

또 본 발명에 따른 콜리메이터는 몬테 카를로(Monte Carlo) 전산모사에 기반한 독특한 설계법을 통하여, 다층의 픽셀층 사이의 거리 및 각 픽셀층의 픽셀의 넓이 등을 차별화한 구성에 의해 더욱 정확한 픽셀제한 방사선 집속을 가능하게 하는 효과가 있다.Further, the collimator according to the present invention has a unique design method based on the Monte Carlo computer simulation, and by a configuration in which the distance between the multi-layer pixel layers and the pixel width of each pixel layer are differentiated, And the like.

도 1은 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 종단면도
도 3은 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 각 픽셀층의 픽셀을 개방한 상태에서의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 각 픽셀층의 픽셀을 하나씩 개방한 상태에서의 종단면도
도 5는 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 각 픽셀층의 픽셀을 다수 개씩 개방한 상태에서의 사시도
도 6은 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 각 픽셀층의 픽셀을 개방한 상태에서 실제 방사선이 투과되는 모습을 보여주는 사시도1 is a perspective view of a collimator for a multi-layered pixel limiting radiation therapy according to the present invention;
2 is a longitudinal sectional view of a collimator for a multi-layered type pixel limiting radiation therapy according to the present invention
FIG. 3 is a perspective view of a collimator for a multi-layered type pixel limiting radiation therapy according to the present invention,
4 is a longitudinal sectional view of a collimator for a multi-layered type pixel limiting radiation therapy according to the present invention, in which pixels of each pixel layer are opened one by one.
5 is a perspective view showing a state in which a plurality of pixels of each pixel layer of a collimator for a multi-layered type pixel limiting radiation therapy according to the present invention are opened,
6 is a perspective view showing a state in which actual radiation is transmitted in a state where pixels of each pixel layer of a collimator for a multi-layered type pixel limiting radiation therapy according to the present invention are opened;

이하, 본 발명에 따른 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment of a collimator for multi-layer type pixel limiting radiation therapy for maximizing the radiation treatment effect according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to inform.

본 발명에서는 픽셀제한에 의한 방사선 집속의 방법으로 방사선 치료를 위한 방사선의 변조와 제한을 효과적으로 이루어내고자 하는 시스템에 필요한 독특한 설계 요소를 추가하여, 기존의 방사선 치료 집속을 위한 콜리메이터보다 효율적인 방사선 집속을 이루어내는 콜리메이터를 제공하고자 하는 것이다. 본 발명에서 추가되는 픽셀제한 콜리메이터의 픽셀 개방에 따른 크기와 길이는 방사선 빔의 궤적과 정확히 일치시켜야 하는데, 이를 위하여 몬테 카를로 기법(Monte Carlo method)을 적용한 전산모사 툴을 이용하여 구조적 설계기반을 마련하였고, 물질에 따른 방사선 감약 데이터 역시 몬테 카를로 기법(Monte Carlo method)을 적용한 전산모사 툴로부터 얻은 방사선과 물질반응에 따른 데이터베이스를 적용하여 본 발명의 픽셀제한 콜리메이터에 적용하였다.The present invention adds a unique design element to a system that effectively intends to modulate and limit radiation for radiation therapy by means of a radiation focusing method by pixel limitation, thereby achieving more effective radiation focusing than a collimator for conventional radiation treatment focusing The goal is to provide a collimator. The size and length of the pixel-limiting collimator according to the present invention should be exactly matched with the trajectory of the radiation beam. For this purpose, a structural design basis is prepared using a computer simulation tool using the Monte Carlo method And the radiation attenuation data according to the material was also applied to the pixel limiting collimator of the present invention by applying the database according to the radiation and substance reaction obtained from the computer simulation tool using the Monte Carlo method.

도 1은 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 종단면도를 도시한 것이다.FIG. 1 is a perspective view of a collimator for a multi-layered pixel limiting radiation therapy according to the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a collimator for multi-layered pixel limiting radiation therapy according to the present invention.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터는 본체 프레임(1), 다층의 픽셀층(2a 내지 2e), 픽셀(31 내지 35) 및 도시하지 않았지만 구동부를 기본 구성으로 하고 있다.1 and 2, a collimator for a multi-layered type pixel limiting radiation therapy according to the present invention includes a body frame 1, a multi-layered pixel layer 2a to 2e, pixels 31 to 35, And a driving unit.

상기 본체 프레임(1)은 상부보다 하부의 면적이 넓은 사다리꼴 기둥 형상으로 구성되며, 내부에는 상단의 최상층에서부터 층층이 상기 픽셀층(2a 내지 2e)이 위치하게 되는 바둑판과 같은 다층 프레임(1a)이 각각 간격을 두고 설치된다.The body frame 1 is formed in a trapezoidal columnar shape having a lower area than the upper part, and a multilayer frame 1a such as a checkerboard in which the pixel layers 2a to 2e Spaced apart.

상기 픽셀층(2a 내지 2e)은 다수개의 픽셀(31 내지 35)로 구성되는 상단의 최상층의 픽셀층(2a)에서부터 하단의 최하층으로 갈수록 간격을 두고 차례로 각각 배치되는 중간층의 픽셀층(2b)(2c)(2d)들과 최하층의 픽셀층(2e)으로 구성되며, 이러한 픽셀층(2a 내지 2e)은 상기한 바와 같이 본체 프레임(1)의 다층 프레임(1a)에 각각 픽셀(31 내지 35)에 의해 구성되는 부분이다.The pixel layers 2a to 2e are formed of a pixel layer 2b of an intermediate layer arranged in order from the uppermost pixel layer 2a of the upper layer composed of the plurality of pixels 31 to 35 to the lowest layer of the lower layer The pixel layers 2a to 2e are formed of the pixels 31 to 35 on the multilayer frame 1a of the body frame 1 as described above. As shown in Fig.

여기서 상기 최상층의 픽셀층(2a)에서부터 최하층의 픽셀층(2e)으로 갈수록 사다리꼴 형상이기 때문에 각 픽셀층(2a 내지 2e)의 넓이가 넓어지도록 구성하고, 각 픽셀층(2a 내지 2e) 사이의 간격, 즉 사이의 거리가 점점 더 멀어지도록 구성되며, 이러한 넓이와 간격의 차이는 도 1 및 2를 통해서 잘 확인할 수 있다.Here, since the pixel layers 2a to 2e are trapezoidal from the uppermost pixel layer 2a to the lowermost pixel layer 2e, the width of each of the pixel layers 2a to 2e is widened, and the interval between the pixel layers 2a to 2e , That is, the distance between them is getting farther away. The difference between the width and the gap can be confirmed well in FIGS. 1 and 2.

상기 픽셀(31 내지 35)은 각 픽셀층(2a 내지 2e)이 위치하는 부분에서 본체 프레임(1)의 바둑판과 같은 다층 프레임(1a)에 각각 전후좌우 사방으로 연결하여 설치한 것이고, 각 픽셀(31 내지 35)은 일측에 행거(hanger)와 같은 힌지축(4)이 연결되며, 상기 구동부에 의해 힌지축(4)을 축으로 하여 아래 방향으로 회전하면서 개폐된다.The pixels 31 to 35 are connected to the multilayer frame 1a such as a checkerboard of the main body frame 1 in the front, rear, left, and right directions, respectively, at positions where the pixel layers 2a to 2e are located. 31 to 35 are connected to a hinge shaft 4 such as a hanger at one side and are opened and closed while being rotated in a downward direction about the hinge shaft 4 by the driving unit.

여기서 상기 각 픽셀층(2a 내지 2e)에 설치되는 각 픽셀(31 내지 35)은 최상층 픽셀(31)에서부터 최하층의 픽셀(35)로 갈수록 각 픽셀(31 내지 35)은 점점 더 넓이가 넓어지도록 구성되고, 구동부에 의해 아래 방향으로 개방되는 각도도 또한 서로 다른데, 이에 대해서는 상기 구동부와 함께 이어서 상세히 설명하도록 한다.The pixels 31 to 35 provided in the respective pixel layers 2a to 2e are arranged such that the widths of the pixels 31 to 35 are gradually widened from the uppermost pixel 31 to the lowest pixel 35 And the angle of opening downward by the driving part are also different from each other, which will be described in detail later with the driving part.

도 3은 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 각 픽셀층의 픽셀을 개방한 상태에서의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 각 픽셀층의 픽셀을 하나씩 개방한 상태에서의 종단면도를 도시한 것이다.FIG. 3 is a perspective view of a pixel layer of each pixel layer of a collimator for multi-layered pixel limiting radiation therapy according to the present invention in an opened state, and FIG. 4 is a cross- And a vertical cross-sectional view in a state in which pixels are opened one by one.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 최상층의 픽셀층(2a)에서 최하층의 픽셀층(2e)으로 갈수록 각 픽셀층(2a 내지 2e)의 중심부에서 서로 대응되는 위치의 각 픽셀(31 내지 35)이 아래 방향으로 수직에 가깝게 개방되어 있으며, 이러한 개방은 구동부에 의해 이루어지게 된다.As shown in Figs. 3 and 4, as the pixels from the uppermost pixel layer 2a to the lowermost pixel layer 2e go to the respective pixels 31 to 35 at positions corresponding to each other at the center of each pixel layer 2a to 2e Is opened to a vertical close to the downward direction, and this opening is made by the driving part.

상기 구동부는 강력한 공기압 펌프와 공기노즐로 구성되며, 본 발명의 콜리메이터 상부에서 개방하고자 하는 선택적인 위치의 최상층의 픽셀(31)을 향해 상기 공기압 펌프로부터 강하게 공급받은 공기압을 공기노즐로 분사하면, 상기 최상층의 픽셀(31)부터 최하층의 픽셀(35)까지 차례로 개방된다. 이렇게 각 픽셀(31 내지 35)이 차례로 개방되면 다층 구조가 열리면서 방사선의 통과 루트를 열어준다.When the air pressure is strongly injected from the pneumatic pump toward the uppermost pixel 31 at an optional position to be opened in the upper part of the collimator of the present invention, From the pixel 31 of the uppermost layer to the pixel 35 of the lowest layer. When the pixels 31 to 35 are sequentially opened, the multi-layer structure is opened to open the passage of radiation.

이때 힌지축(4)에 의해 아래 방향으로 개폐되는 각 픽셀(31 내지 35)의 개방각도가 최상층의 픽셀(31)은 수직의 90도로 되고 그 아래의 픽셀(32 내지 35)들 중에서 개방각도가 90도 이하로 되는 경우, 아래의 상기 픽셀(32 내지 35)의 간섭에 의한 방사선 음영으로 인해서 방사선량의 오차가 생길 수 있다. 따라서 이러한 문제를 해소하기 위해 최상층의 픽셀(31)이 아래 방향으로 수직의 90도로 개방되면, 다음의 중간층의 픽셀층(2b)의 픽셀(32)은 90도보다 약간 더 개방되도록 함과 동시에, 계속해서 다음의 중간층의 픽셀층(2c)(2d)의 픽셀(33)(34) 및 최하층의 픽셀층(2e)의 픽셀(35)로 갈수록 차례로 개방각도가 약간 더 커지도록 하는 것이 바람직하다. 예컨대 최상층의 픽셀(31)이 90도의 개방각도로 개방되면 중간층의 픽셀(32)(33)(34)은 각각 91도와 92도 및 93도의 개방각도로 개방되고, 최하층의 픽셀(35)은 94도의 개방각도로 개방됨으로써, 방사선 음영으로 인한 선량 오차를 줄이도록 하며, 이러한 개방각도의 형태는 도 4를 통해서 잘 확인할 수 있다.At this time, the opening angle of each pixel 31 to 35 which is opened and closed downward by the hinge axis 4 is 90 degrees in the vertical direction and the opening angle of the pixels 32 to 35 If it is 90 degrees or less, an error in the amount of radiation may occur due to the radiation shadow due to the interference of the pixels 32 to 35 below. Therefore, if the pixel 31 of the uppermost layer is opened 90 degrees vertically downward to solve this problem, the pixel 32 of the pixel layer 2b of the next intermediate layer is made slightly more open than 90 degrees, It is preferable to make the opening angle slightly larger in turn as the pixels 33 and 34 of the next intermediate pixel layer 2c and 2d and the pixel 35 of the lowermost pixel layer 2e become successively larger. For example, when the pixel 31 of the uppermost layer is opened at an opening angle of 90 degrees, the pixels 32, 33 and 34 of the middle layer are opened at an opening angle of 91 degrees, 92 degrees and 93 degrees, respectively, So that the dose error due to the radiation shadow can be reduced. The shape of the opening angle can be confirmed well by referring to FIG.

상기 개방각도의 차이는 각 픽셀(31 내지 35)에 연결된 힌지축(4)에 의해 이루어지는데, 상기 힌지축(4)을 축으로 하여 각 픽셀(31 내지 35)이 회전할 때 힌지축(4)에 의해 회전각도를 제한함으로써 조금씩 회전각도의 차이를 두어 그에 따라 상기 각 픽셀(31 내지 35)의 개방각도에 차이를 둔다.The difference in opening angle is caused by the hinge axis 4 connected to each of the pixels 31 to 35. When the pixels 31 to 35 rotate about the hinge axis 4 as the axis, By slightly varying the angle of rotation so as to make a difference in the opening angle of each of the pixels 31 to 35 accordingly.

이와 같이 각 픽셀층(2a 내지 2e) 사이의 거리와 상기 각 픽셀층(2a 내지 2e)에 배치되는 각 픽셀(31 내지 35)의 넓이 및 상기 각 픽셀(31 내지 35)의 개방각도에 차이를 둠으로써, 퍼지는 경향이 있는 방사선 빔의 각도가 고려되어 개방된 각 픽셀(31 내지 34)을 통해 최적의 방사선 세기와 선량으로 방사선이 투과되는 것이다.The difference between the distance between each of the pixel layers 2a to 2e and the width of each of the pixels 31 to 35 disposed in the pixel layers 2a to 2e and the opening angle of each of the pixels 31 to 35 The radiation is transmitted through the open pixels 31 to 34 at an optimal radiation intensity and dose, taking into consideration the angle of the radiation beam that tends to spread.

상기 각 픽셀(31 내지 35)을 개방하는 구동부는 공기압 펌프와 공기노즐 외에도 서보모터 등으로 구성할 수도 있는데, 각 픽셀(31 내지 35)의 일측에 연결된 힌지축(4)에 도시하지 않았지만 서보모터의 모터 축을 연결하고 상기 서보모터의 작동은 별도의 제어부에 의해 제어함으로써 원하는 부분의 각 픽셀(31 내지 35)을 선택적으로 개방각도의 제어와 함께 개방하도록 할 수도 있다.The driving unit for opening each of the pixels 31 to 35 may be constituted by a servo motor in addition to an air pressure pump and an air nozzle. Although not shown in the figure, the hinge shaft 4 connected to one side of each of the pixels 31 to 35, And the operation of the servomotor may be controlled by a separate control unit so that each of the pixels 31 to 35 of the desired portion is selectively opened with the control of the opening angle.

도 5는 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 각 픽셀층의 픽셀을 다수 개씩 개방한 상태에서의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터의 각 픽셀층의 픽셀을 개방한 상태에서 실제 방사선이 투과되는 모습을 보여주는 사시도를 도시한 것이다.FIG. 5 is a perspective view showing a plurality of pixels of each pixel layer of a collimator for use in a multi-layered type pixel limiting radiation therapy according to the present invention, FIG. 6 is a perspective view of each pixel FIG. 2 is a perspective view showing a state in which actual radiation is transmitted in a state where pixels of a layer are opened. FIG.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 좀 더 넓은 면적으로 방사선 투과영역을 개방하고자 하는 경우, 각 픽셀층(2a 내지 2e)에서 중심부의 픽셀(31 내지 35)과 함께 인접하는 다수개의 픽셀을 방사선 빔(b)의 각도에 맞게 개방한다. 이때 반드시 인접하는 픽셀만 개방하는 것은 아니고 방사선 선량이 투과해야 할 위치에 따라 서로 다른 위치에서 각각 다수개의 픽셀이 개방할 수도 있다.5 and 6, when it is desired to open the radiation transmitting region with a wider area, a plurality of pixels adjacent to the center pixel 31 to 35 in each pixel layer 2a to 2e Open to the angle of the radiation beam b. At this time, not only neighboring pixels are necessarily opened but a plurality of pixels may be opened at different positions depending on the position at which the radiation dose should be transmitted.

상기 각 픽셀층(2a 내지 2e)의 다수개의 픽셀을 구동부에 의해 개방하는 방법은 상기한 바와 같다. 다만, 각 픽셀층(2a 내지 2e)에서 다수개의 픽셀이 개방되는 관계로 인해 상기 픽셀과 연결된 힌지축(4)이 방사선 투과 영역에 위치하여 방사선 음영이 생길 수 있다. 따라서 각 픽셀층(2a 내지 2e)에서 다수개의 픽셀을 개방하는 경우 콜리메이터인 본체 프레임(1) 자체를 수직축 방향으로 회전시켜 힌지축(4)에 의해 생긴 방사선 음영이 있던 자리에도 방사선 선량이 투과되도록 하는 것이 바람직하다.The method of opening the plurality of pixels of each of the pixel layers 2a to 2e by the driver is as described above. However, since a plurality of pixels are opened in each of the pixel layers 2a to 2e, the hinge axis 4 connected to the pixels may be located in the radiation transmitting region, and radiation shading may occur. Therefore, when a plurality of pixels are opened in each of the pixel layers 2a to 2e, the body frame 1 itself as the collimator is rotated in the vertical axis direction so that the radiation dose is transmitted to the place where the radiation shadow is generated by the hinge axis 4 .

다층으로 위치되는 상기 각 픽셀층(2a 내지 2e)은 도면에서 5층으로 구성하였지만 필요에 따라 6층 이상의 더 많은 픽셀층으로 구성할 수 있다.Each of the pixel layers 2a to 2e located in multiple layers is composed of five layers in the drawing, but it can be composed of more than six pixel layers as required.

이상과 같이 본 발명에 따른 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.As described above, the collimator for a multi-layer type pixel limiting radiation therapy for maximizing the radiation treatment effect according to the present invention has been described with reference to the drawings, but the present invention is limited by the embodiments and the drawings disclosed herein It is needless to say that various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.

1 : 본체 프레임 1a : 다층 프레임
2a,2b,2c,2d,2e : 픽셀층 31,32,33,34,35 : 픽셀
4 : 힌지축 b : 방사선 빔1: main body frame 1a: multilayer frame
2a, 2b, 2c, 2d, 2e: Pixel layers 31, 32, 33, 34, 35:
4: Hinge axis b: Radiation beam

Claims (7)

다양한 공간의 형상을 연출하여 방사선을 투과시키는 조사영역을 구성하는 콜리메이터에 있어서,
일측에 힌지축이 연결된 다수개의 판 상의 픽셀이 사방으로 설치된 픽셀층을본체 프레임 내에서 서로 간격을 두고 다층으로 형성하되,
상기 다수개의 각 픽셀은 힌지축을 회전시키는 구동부에 의해 선택적으로 회전하여 개폐되고, 상기 각 픽셀층은 최상층에서 최하층으로 갈수록 점점 면적이 넓어져 상기 본체 프레임이 사다리꼴 기둥의 형상으로 된 것을 특징으로 하는 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터.A collimator constituting an irradiation area that radiates a radiation by directing a shape of various spaces,
A pixel layer in which a plurality of plate-like pixels connected to a hinge axis on one side are arranged in four directions,
Wherein each of the plurality of pixels is selectively opened and closed by a driving unit that rotates a hinge axis, and each of the pixel layers has a trapezoidal column shape with a gradually increasing area from the uppermost layer to the lowermost layer, A collimator for multi - layered pixel - limited radiation therapy for maximizing therapeutic effect. 제1항에 있어서,
다층의 상기 각 픽셀층 사이의 간격은 최상층에서 최하층으로 갈수록 점점 거리가 멀어지는 것을 특징으로 하는 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터.The method according to claim 1,
Wherein the distance between the pixel layers of the multi-layers is gradually increased from the uppermost layer to the lowermost layer, in order to maximize the effect of the radiation treatment. 제1항에 있어서,
다층의 상기 각 픽셀층에 설치된 각 픽셀의 넓이는 최상층에서 최하층으로 갈수록 점점 더 넓어지는 것을 특징으로 하는 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터.The method according to claim 1,
Wherein the width of each pixel provided in each of the plurality of pixel layers is gradually widened from the uppermost layer to the lowermost layer, thereby maximizing the radiation therapy effect. 제1항에 있어서,
다층의 상기 각 픽셀층에 설치된 각 픽셀은 아래쪽으로 개방되며, 최상층의 픽셀층에 설치된 각 픽셀의 90도의 개방각도를 기준으로 최하층으로 갈수록 각 픽셀층에 설치된 픽셀의 개방각도는 이전 픽셀의 개방각도 이상으로 개방하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터.The method according to claim 1,
Each pixel provided in each pixel layer of the multilayer is opened downward and the opening angle of the pixel provided in each pixel layer toward the lowest layer based on the opening angle of 90 degrees of each pixel provided in the pixel layer of the uppermost layer is equal to the opening angle Of the total area of the collimator. The collimator for multi-layered pixel limited radiation therapy for maximizing the radiation treatment effect. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동부는 공기압펌프와 이 공기압 펌프를 통해 공기압을 분사하는 공기노즐로 이루어져, 상기 공기노즐을 통해 다수개의 각 픽셀을 향해 공기압을 분사하여 개방하도록 한 것을 특징으로 하는 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the driving unit comprises an air pressure pump and an air nozzle for injecting air pressure through the air pressure pump so as to open air by spraying air pressure toward a plurality of pixels through the air nozzle to open the multi- Type collimator for limited - dose radiation therapy. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동부는 다수개의 각 픽셀에 연결된 힌지축과 연결된 서보모터와, 이 서보모터를 작동을 제어하는 제어부인 것을 특징으로 하는 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the driving unit is a servo motor connected to a hinge shaft connected to a plurality of pixels, and a control unit for controlling the operation of the servo motor. The collimator for multi-layered pixel limiting radiation therapy for maximizing the radiation therapy effect. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 픽셀층에서 다수개의 픽셀이 개방되는 경우, 콜리메이터 자체를 수직축 방향으로 회전시켜 힌지축에 의해 발생된 방사선 음영이 있던 자리에 방사선의 선량이 투과되도록 한 것을 특징으로 하는 방사선 치료효과의 극대화를 위한 다층형 픽셀제한 방사선 치료용 콜리메이터.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein when the plurality of pixels are opened in each of the pixel layers, the collimator itself is rotated in the vertical axis direction so that the dose of radiation is transmitted to the place where the radiation shadow is generated by the hinge axis. A collimator for multi - layered pixel limited radiation therapy.
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