KR20150129959A - 방사선 발생 장치 - Google Patents
방사선 발생 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150129959A KR20150129959A KR1020140056713A KR20140056713A KR20150129959A KR 20150129959 A KR20150129959 A KR 20150129959A KR 1020140056713 A KR1020140056713 A KR 1020140056713A KR 20140056713 A KR20140056713 A KR 20140056713A KR 20150129959 A KR20150129959 A KR 20150129959A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- radiation
- field generating
- thin film
- electric field
- unit
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 164
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 16
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 14
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 65
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 63
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 62
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 59
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 33
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 32
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 carbon ions Chemical class 0.000 description 4
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 2
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- UIZLQMLDSWKZGC-UHFFFAOYSA-N cadmium helium Chemical compound [He].[Cd] UIZLQMLDSWKZGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001839 endoscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- HIQSCMNRKRMPJT-UHFFFAOYSA-J lithium;yttrium(3+);tetrafluoride Chemical compound [Li+].[F-].[F-].[F-].[F-].[Y+3] HIQSCMNRKRMPJT-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000009206 nuclear medicine Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000009546 plain radiography Methods 0.000 description 1
- 238000002600 positron emission tomography Methods 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 1
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000439 tumor marker Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1001—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4007—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1001—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
- A61N2005/1019—Sources therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
- A61N2005/1087—Ions; Protons
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
- A61N2005/1087—Ions; Protons
- A61N2005/1088—Ions; Protons generated by laser radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
- A61N2005/1089—Electrons
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
다종의 고에너지 방사선을 동시에 발생시켜 진단 및 치료가 동시에 가능한 방사선 발생 장치에 관한 기술이 개시된다. 방사선 발생 장치는 조사되는 레이저 빔에 기초하여 적어도 두 종류 이상의 방사선이 발생하는 방사선 발생부 및 적어도 두 종류 이상의 방사선을 인가되는 전자기장에 기초하여 필터링(Filtering)하는 방사선 필터부를 포함한다.
Description
본 발명은 의료 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사선 발생 장치에 관한 것이다.
복잡해진 사회를 살아가는 현대인들은 많은 스트레스와 불규칙한 식사 등으로 건강을 유지하기 힘들어졌다. 특히, 이런 현대인들은 악성 종양(Malignant Tumor) 즉, 암(Cancer 또는 Tumor)에 의한 사망원인 확률이 가장 높다. 사회적으로 암의 발병률 또한 증가하는 추세에 있으며, 국가적인 대책이 시급히 요구되고 있다. 이에 따라, 암에 대한 진단 및 치료 방법도 주요한 관심의 대상이 되고 있다.
암 진단 방법에는 의사의 진찰, 내시경 검사, 영상 진단 검사, 단순 방사선 영상, 투시 검사, 컴퓨터 단층 촬영(computer tomography: CT), 초음파(Ultrasonics Wave) 검사, 자기공명 영상 (Magnetic Resonance Imaging: MRI), 핵의학 검사, 종양표지자 검사, 조직병리 검사 또는 세포병리 검사 등 다양한 진단 방법들이 있다.
특히, 방사선을 이용한 암 진단은 엑스선 진단 장치 또는 감마선 진단 장치를 이용하여 인체의 암 조직을 이미징(Imaging)시키고, 이미징된 암 조직의 형태 또는 변화를 파악하여 진단하는 방법으로 가장 보편적으로 사용되고 있다.
암 치료 방법에는 방사선을 이용한 치료, 외과적 수술 또는 항암 화학 요법, 자기장 치료, 열 치료 등 다양한 치료 방법들이 있다.
특히, 방사선을 이용한 암 치료는 외과적 수술, 항암 화학 요법과 함께 3대 암 치료 방법 중의 하나로서, 엑스선 치료(X-ray Therapy), 전자선 치료(Electron Beam Therapy) 또는 양성자 빔 치료(Proton Beam Therapy) 등 다양한 치료 방법들이 있다.
엑스선 치료는 가장 간단한 장치를 이용하여 구현될 수 있는 가장 저렴한 방법으로서, 방사선을 이용한 암 치료 방법 중에서 가장 보편적으로 사용되고 있다. 또한, 전자선 치료는 1980년대에 전자 가속기의 소형화가 실현됨으로써 본격적으로 방사선을 이용한 암 치료의 한 방법으로 자리를 잡게 되었다. 또한, 최근에는 수소 원자핵을 가속하여 얻은 분리된 양성자를 이용한 양성자 빔 치료가 부각되고 있다. 이러한 양성자 빔 치료는 양성자들의 속도가 정확하게 제어될 경우, 악성 종양들에 대한 선택적이면서 국소적인 치료가 가능하다는 장점이 있다.
그러나, 종래에 방사선을 이용한 암 치료는 상술한 치료 방법 중에서 어느 하나의 방법을 선택하여 암을 치료한 후, 적절한 시간이 흐른 후 다른 치료 방법을 선택하여 다시 암을 치료하였다. 즉, 종래에는 동시에 두 개 이상의 치료 방법을 적용하여 암을 치료할 수 없다는 문제점이 있다.
이는 방사선을 이용한 암 치료 장치에 있어서 엑스선, 전자선 또는 양성자 빔 등 고에너지 방사선을 발생시키는 방사선 발생 장치가 각각 독립형(Stand-Alone Type)으로 존재하여 두 가지 이상의 방사선을 발생시킬 수 없었기 때문이다.
따라서, 암을 효과적으로 치료하기 위하여 방사선 발생 장치에 대한 연구가 필요한 실정이다.
또한, 방사선을 이용한 암 치료 및 진단에 있어서, 종래에는 암 진단 장치를 이용하여 암을 진단한 후, 적절한 시간이 흐른 후 암 치료 장치를 이용하여 암을 치료하였다. 즉, 종래에는 암 진단 및 치료를 동시에 진행할 수 없다는 문제점이 있다. 이는 상술한 암 진단 장치와 치료 장치가 각각 독립형(Stand-Alone Type)으로 존재하기 때문이다.
따라서, 암을 효율적으로 치료하기 위하여 암 진단 및 치료가 동시에 가능한 의료 장치에 대한 연구가 필요한 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 다종(多種)의 고에너지 방사선을 동시에 발생시켜 진단 및 치료가 동시에 가능한 방사선 발생 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방사선 발생 장치는 조사되는 레이저 빔에 기초하여 적어도 두 종류 이상의 방사선이 발생하는 방사선 발생부 및 상기 적어도 두 종류 이상의 방사선을 인가되는 전자기장에 기초하여 필터링(Filtering)하는 방사선 필터부를 포함한다.
여기에서, 상기 적어도 두 종류 이상의 방사선은 전자선, 엑스선, 양성자 빔 및 탄소 이온 빔 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 전자기장이 인가되는 경우, 상기 방사선 필터부는 전하를 갖지 않은 엑스선을 통과시킬 수 있다.
여기에서, 상기 전자기장이 해제되는 경우, 상기 방사선 필터부는 상기 전자선, 상기 엑스선, 상기 양성자 빔 및 상기 탄소 이온 빔을 통과시킬 수 있다.
여기에서, 상기 방사선 ?터부는 제어 신호에 상응하여 적어도 하나의 에너지를 발생시키는 전원부, 상기 전원부의 적어도 하나의 에너지에 상응하여 전기장을 발생시키는 전기장 발생부, 상기 전원부의 적어도 하나의 에너지에 상응하여 자기장을 발생시키는 자기장 발생부 및 상기 제어 신호를 생성하여 상기 전원부에 제공하는 전원 제어부를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 전기장 발생부는 제1 전기장 발생부 및 제2 전기장 발생부를 포함하고, 상기 제1 전기장 발생부와 상기 제2 전기장 발생부는 상기 적어도 두 종류 이상의 방사선의 진행 방향에 대하여 수직인 방향으로 서로 이격되어 위치하며, 상기 다종의 방사선이 제1 전기장 발생부와 제2 전기장 발생부 사이로 진행될 수 있다.
여기에서, 상기 자기장 발생부는 제1 자기장 발생부 및 제2 자기장 발생부를 포함하고, 상기 제1 자기장 발생부와 상기 제2 자기장 발생부는 상기 적어도 두 종류 이상의 방사선의 진행 방향에 대하여 수직인 방향으로 서로 이격되어 위치하며, 상기 다종의 방사선이 제1 자기장 발생부와 제2 자기장 발생부 사이로 진행될 수 있다.
여기에서, 상기 방사선 발생부는 탄소를 함유하는 물질을 포함하는 제1 박막 타깃 및 수소를 함유하는 물질을 포함하는 제2 박막 타깃을 포함하는 박막 타깃을 포함하고, 상기 박막 타깃은 상기 조사되는 레이저 빔에 기초하여 발생하는 폰더모티브력 (Ponderomotive Force)에 의해 상기 적어도 두 종류 이상의 방사선이 발생할 수 있다.
여기에서, 상기 제1 박막 타깃은 상기 조사되는 레이저 빔에 기초하여 발생하는 폰더모티브력 (Ponderomotive Force)에 의해 엑스선, 전자선 및 탄소 이온 빔이 발생할 수 있다.
여기에서, 상기 제2 박막 타깃은 상기 조사되는 레이저 빔에 기초하여 발생하는 폰더모티브력 (Ponderomotive Force)에 의해 엑스선, 전자선 및 양성자 빔이 발생할 수 있다.
다종(多種)의 방사선을 동시에 발생시킬 수 있으므로 종류가 다른 방사선을 번갈아가며 암을 치료할 필요가 있는 경우에 매우 효율적으로 사용할 수 있다는 효과가 제공된다. 특히, 양성자 빔 치료를 하는 경우, 엑스선 치료 및 전자선 치료를 동시에 진행할 수 있다는 효과가 제공된다.
더 나아가, 독립형으로 존재하는 방사선 발생 장치를 하나로 통합시킴으로써 치료 비용을 더욱 감소시킬 수 있다는 효과가 제공된다.
또한, 엑스선을 이용하여 암을 진료하는 진료 장치로도 사용 가능하고, 전자선, 엑스선, 양성자 빔 및 탄소 이온 빔을 이용하여 암을 치료하는 치료 장치로도 사용 가능하다. 따라서, 암 진단 및 암 치료가 동시에 가능하여 암을 효율적으로 치료할 수 있다는 효과가 제공된다.
더 나아가, 암 진단 장치와 암 치료 장치가 독립형으로 존재하는 의료 장치를 하나로 통합시키으로써 치료 비용울 더욱 감소시킬 수 있다는 효과가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치를 포함하는 전체 시스템에 대한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 필터부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치에서 통과된 엑스선이 진단 장치에 이미징(Imaging)되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치에서 통과된 다종의 방사선을 인체의 암 조직에 투사하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 필터부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치에서 통과된 엑스선이 진단 장치에 이미징(Imaging)되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치에서 통과된 다종의 방사선을 인체의 암 조직에 투사하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치를 포함하는 전체 시스템에 대한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치를 포함하는 전체 시스템은 광원 장치(100) 및 방사선 발생 장치(200)를 포함한다.
광원 장치(100)는 레이저 빔을 발생시키고, 발생된 레이저 빔을 후술할 방사선 발생 장치(200)에 제공할 수 있다. 또한, 광원 장치(100)는 적어도 하나의 광원(미도시)을 포함할 수 있다.
광원(미도시)은 고에너지의 레이저 빔을 발생시킬 수 있다. 또한, 광원(미도시)은 발생된 레이저 빔을 후술할 방사선 발생 장치(200)의 방사선 발생부(210)에 조사시킬 수 있다. 또한, 광원(미도시)은 레이저를 포함할 수 있다.
여기에서, 레이저 빔은 약 800nm 내지 약 1,000nm 정도의 파장과 약 1 내지 약 3THz 정도의 주파수를 갖을 수 있다.
여기에서, 레이저는 나노초(Nanosecond) 레이저, 피코초(Picosecond) 레이저 및 펨토초(Femtosecond) 레이저 중에서 어느 하나의 레이저를 포함할 수 있다.
여기에서, 레이저는 헬륨-네온 레이저, 아르곤 레이저, 헬륨-카드뮴 레이저, 이산화탄소 레이저, 탄산 가스 레이저, 루비(Ruby) 레이저, 유리(Glass) 레이저, YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 레이저, YLF(Yttrium Lithium Fluoride) 레이저, 색소(Dye) 레이저, 헤테로 접합(Hetero-Junction) 레이저, 양자 우물(Quantum Well) 레이저, 양자점(Quantum Dot) 레이저 중에서 어느 하나의 레이저를 포함할 수 있다.
여기에서, 레이저는 상술한 레이저에 한정 되는 것은 아니고 고에너지의 레이저 빔을 발생시킬 수 있다면 어떠한 레이저도 사용 가능하다.
또한, 광원 장치(100)는 집광부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
집광부(미도시)는 광원(미도시)과 방사선 발생 장치(200) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 집광부(미도시)는 광원(미도시)으로부터 레이저 빔을 제공받을 수 있다. 또한, 집광부(미도시)는 제공받은 레이저 빔의 경로를 변경시킬 수 있다. 또한, 집광부(미도시)는 제공받은 레이저 빔을 방사선 발생 장치(200)의 방사선 발생부(210)에 포커싱(Focusing)시킬 수 있다.
방사선 발생 장치(200)는 광원 장치(100)로부터 레이저 빔을 제공받을 수 있다. 또한, 방사선 발생 장치(200)는 조사되는 레이저 빔에 기초하여 다종의 방사선이 발생할 수 있다. 여기에서, 다종의 방사선은 적어도 두 종류 이상의 방사선을 포함할 수 있다.
또한, 방사선 발생 장치(200)는 발생된 다종의 방사선을 인가되는 전자기장에 기초하여 필터링(Filtering)할 수 있다. 또한, 방사선 발생 장치(200)는 방사선 발생부(210) 및 방사선 필터부(220)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생부를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생부(210)는 광원 장치(100)에 인접하여 위치할 수 있다. 또한, 방사선 발생부(210)는 광원 장치(100)로부터 레이저 빔(1)을 제공받을 수 있다.
또한, 방사선 발생부(210)는 조사되는 레이저 빔(1)에 기초하여 적어도 두 종류 이상의 방사선이 발생할 수 있다. 즉, 방사선 발생부(210)는 조사되는 레이저 빔(1)에 기초하여 발생하는 폰더모티브력 (Ponderomotive Force)에 의해 적어도 두 종류 이상의 방사선이 발생할 수 있다. 또한, 방사선 발생부(210)는 발생된 적어도 두 종류 이상의 방사선을 후술할 방사선 필터부(220)에 제공할 수 있다.
여기에서, 적어도 두 종류 이상의 방사선은 전자선(3), 엑스선(4), 양성자 빔(5) 및 탄소 이온 빔(6) 중에서 어느 하나을 포함할 수 있다.
또한, 방사선 발생부(210)는 기판(212) 및 박막 타깃(214)을 포함할 수 있다.
기판(212)은 Si, GaAs, GaP 또는 ImP와 같은 반도체 기판, 또는 Cu 또는 W과 같은 금속 기판을 포함할 수 있다. 또한, 기판(212)의 두께는 조절될 수 있다.
또한, 기판(212)은 상부면 내에 트렌치(Trench)를 갖는다. 여기에서, 트렌치의 바닥면은 관통될 수 있고, 관통된 트렌치의 바닥면에 후술할 박막 타깃(214)이 위치할 수 있다. 따라서, 기판(212)은 박막 타깃(214)을 지지하는 지지층일 수 있다.
여기에서, 트렌치의 단면 형상은 도 2에 도시된 바와 같이 사다리꼴형으로 도시되나, 이에 한정되는 것은 아니고 박막 타깃(214)에 레이저 빔(1)이 조사될 수 있고, 박막 타깃(214)이 적어도 두 종류 이상의 방사선이 발생할 수 있다면 어떠한 단면 형상을 가져도 무방하다. 또한, 트렌치는 긴 도랑 형상을 가질 수 있다.
박막 타깃(214)은 광원 장치(100)로부터 레이저 빔(1)을 제공받을 수 있다. 또한, 박막 타깃(214)은 탄소를 함유하는 물질 및 수소를 함유하는 물질을 포함할 수 있다. 또한, 박막 타깃(214)은 조사되는 레이저 빔(1)에 상응하여 적어도 두 종류 이상의 방사선이 발생할 수 있다. 즉, 광원 장치(100)의 레이저 빔(1)이 조사되면, 조사되는 레이저 빔(1)에 기초하여 발생하는 폰더모티브력 (Ponderomotive Force)에 의해 적어도 두 종류 이상의 방사선이 발생할 수 있다. 또한, 박막 타깃(214)은 발생된 적어도 두 종류 이상의 방사선을 후술할 방사선 필터부(220)에 제공할 수 있다.
또한, 박막 타깃(214)은 상술하였듯이 기판(212)에 형성된 트렌치에 위치할 수 있다. 구체적으로, 박막 타깃(214)은 관통된 트렌치의 바닥면에 위치할 수 있다. 또한, 박막 타깃(214)의 두께는 수 ㎛ ~ 수백 ㎜일 수 있다.
또한, 박막 타깃(214)은 제1 박막 타깃(214a) 및 제2 박막 타깃(214b)을 포함할 수 있다.
제1 박막 타깃(214a)은 탄소를 함유하는 물질을 포함할 수 있다. 여기에서, 탄소를 함유하는 물질은 그래핀(Graphene), 탄소 원자들이 구형 또는 기둥형으로 연결된 플러린(Fullerenes) 및 탄소 나노튜브(Nanotube) 중에서 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 제1 박막 타깃(214a)은 조사되는 레이저 빔(1)에 기초하여 발생하는 폰더모티브력 (Ponderomotive Force)에 전자선(3), 엑스선(4) 및 탄소 이온 빔(6)이 발생할 수 있다. 즉, 제1 박막 타깃(214a)은 광원 장치(100)로부터 레이저 빔(1)이 포커싱(Focucing) 되면, 폰더모티브력 (Ponderomotive Force)에 의해 전자선(3), 엑스선(4) 및 탄소 이온 빔(6)이 발생할 수 있다. 또한, 제1 박막 타깃(214a)은 발생된 전자선(3), 엑스선(4) 및 탄소 이온 빔(6)을 방사선 필터부(220)에 제공할 수 있다.
제2 박막 타깃(214b)은 수소를 함유하는 물질을 포함할 수 있다. 여기에서, 수소를 함유하는 물질은 실리콘 질화물(Silicon Nitride), 실리콘 산화물(Silicon Oxide) 및 금속 중에서 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 제2 박막 타깃(214b)은 조사되는 레이저 빔(1)에 기초하여 발생하는 폰더모티브력 (Ponderomotive Force)에 의해 전자선(3), 엑스선(4), 양성자 빔(5)이 발생할 수 있다. 즉, 제2 박막 타깃(214b)은 광원 장치(100)로부터 레이저 빔(1)이 포커싱(Focucing) 되면, 폰더모티브력 (Ponderomotive Force)에 의해 전자선(3), 엑스선(4), 양성자 빔(5)을 발생시킬 수 있다. 또한, 제2 박막 타깃(214b)은 발생된 전자선(3), 엑스선(4), 양성자 빔(5)을 방사선 필터부(220)에 제공할 수 있다.
또한, 제1 박막 타깃(214a)과 제2 박막 타깃(214b)은 접속되고, 기판(212) 상에 형성된 트렌치에 위치할 수 있다.
일 예에서, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 박막 타깃(214a)은 광원 장치(100)와 인접하여 위치할 수 있다, 또한, 제2 박막 타깃(214b)은 제1 박막 타깃(214a)에 접속되고, 제1 박막 타깃(214a)을 중심으로 광원 장치(100)와 대향하여 위치할 수 있다.
다른 예에서, 제2 박막 타깃(214b)은 광원 장치(100)와 인접하여 위치할 수 있다, 또한, 제1 박막 타깃(214a)은 제2 박막 타깃(214b)에 접속되고, 제2 박막 타깃(214b)을 중심으로 광원 장치(100)와 대향하여 위치할 수 있다.
계속해서 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생부(210)에서 다종의 방사선이 발생되는 과정을 설명하면 아래와 같다.
먼저, 광원 장치(100)로부터 제공되는 고에너지 레이저 빔(1)이 박막 타깃(214)에 포함된 물질에 포커싱되면, 박막 타깃(214) 내의 전자들은 가속될 수 있다. 여기에서, 박막 타깃(214)은 탄소를 함유하는 물질을 포함하는 제1 박막 타깃(214a) 및 수소를 함유하는 물질을 포함하는 제2 박막 타깃(214b)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 박막 타깃(214)은 박막 타깃(214) 내의 전자들이 가속되면서 전자선(3)발생시킬 수 있다. 또한, 박막 타깃(214)은 박막 타깃(214) 내의 전자들이 가속 운동을 하면서 엑스선(4)을 발생시킬 수 있다.
또한, 박막 타깃(214)은 박막 타깃(214) 내의 가속된 전자들이 박막 타깃(214)의 후면에 모이는 전자 구름(Electron Cloud) 현상이 발생될 수 있다. 또한, 박막 타깃(214)의 후면에 형성된 전자 구름 현상으로 인해, 박막 타깃(214) 내에는 양이온(탄소 이온) 및 양성자들이 자연스럽게 형성될 수 있다.
또한, 박막 타깃(214) 내의 양이온(탄소 이온) 및 양성자, 와 전자 구름 사이에는 매우 큰 전기장이 형성되고, 형성된 전기장으로 인해 양이온(탄소 이온) 및 양성자는 박막 타깃(214) 밖으로 가속되어 양성자 빔(5) 및 양이온(탄소 이온)(6) 빔을 형성할 수 있다.
한편, 상술한 다종의 방사선이 발생되는 과정을 달리 설명하면, 광원 장치(100)로부터 제공되는 고에너지 레이저 빔(1)이 박막 타깃(214)에 포함된 물질에 포커싱되면, 박막 타깃(214) 내의 전자들은 폰더모티브력(Ponderomotive Force)에 의해 레이저 빔(1)의 진행 방향으로 밀려나고, 박막 타깃(214) 내의 이온들은 1012 V/cm 이상의 매우 큰 전기장 하에서 박막 타깃(214) 밖으로 탈출할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생부는 레이저 빔에 상응하여 다종의 고에너지 방사선을 동시에 발생시킬 수 있다.
따라서, 방사선을 발생시키는 방사선 발생 장치가 각각 독립형(Stand-Alone Type)으로 존재하여 두 가지 이상의 방사선을 발생시킬 수 없는 종래의 구조보다 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치는 동시에 다종의 고에너지 방사선을 발생시켜 암 조직에 동시에 다중으로 투사함으로써 암을 효과적으로 치료할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치는 다종의 방사선을 동시에 발생시킬 수 있으므로 종류가 다른 방사선을 번갈아가며 암을 치료할 필요가 있는 경우에 매우 효율적으로 사용할 수 있다. 특히, 양성자 빔 치료를 하는 경우, 엑스선 치료 및 전자선 치료를 동시에 진행할 수 있다.
또한, 독립형으로 존재하는 방사선 발생 장치를 하나로 통합시킴으로써 치료 비용을 더욱 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 필터부를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 필터부(220)는 방사선 발생부(210)로부터 적어도 두 종류 이상의 방사선을 제공받을 수 있다. 또한, 방사선 필터부(220)는 제공받은 적어도 두 종류 이상의 방사선을 인가되는 전자기장에 기초하여 필터링(Filtering)할 수 있다.
여기에서, 적어도 두 종류 이상의 방사선은 전자선, 엑스선, 양성자 빔 및 탄소 이온 빔 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 예에서, 전기장이 인가되는 경우, 방사선 필터부(220)는 전하를 갖지 않은 엑스선을 통과시킬 수 있다.
다른 예에서, 전기장이 해제되는 경우, 방사선 필터부(220)는 전자선, 엑스선, 양성자 빔 및 탄소 이온 빔을 통과시킬 수 있다.
또한, 방사선 필터부(220)는 전원부(222), 전기장 발생부(224), 자기장 발생부(226) 및 전원 제어부(228)를 포함할 수 있다.
전원부(222)는 전원 제어부(228)에 연결될 수 있다. 또한, 전원부(222)는 전원 제어부(228)로부터 제어 신호를 제공받을 수 있다. 또한, 전원부(222)는 전원 제어부(228)의 제어 신호에 상응하여 적어도 하나의 에너지를 발생시킬 수 있다. 여기에서, 에너지는 전류 또는 전압일 수 있다.
또한, 전원부(222)는 발생된 적어도 하나의 에너지를 후술할 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)에 제공할 수 있다.
일 예에서, 전원부(222)는 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)에 같은 에너지를 제공할 수 있다. 다른 예에서, 전원부(222)는 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)에 서로 다른 에너지를 제공할 수 있다.
또한, 전원부(222)는 전원(미도시)을 포함할 수 있다.
전원(미도시)은 전원 제어부(228)에 연결될 수 있다. 또한, 전원(미도시)은 전원 제어부(228)로부터 제어 신호를 제공받을 수 있다. 또한, 전원(미도시)은 전원 제어부(228)의 제어 신호에 상응하여 에너지를 발생시킬 수 있다. 또한, 전원(미도시)은 직류 전원 또는 교류 전원을 포함할 수 있다.
여기에서, 교류 전원은 RMS 값이 220V이며, 60Hz의 주파수를 가진 일반 가정용 전원일 수 있으며, 일정한 주기를 가지고 다른 위상으로 맥류하는 전원일 수 있다.
또한, 전원부(222)는 전원 변환부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
전원 변환부(미도시)는 전원(미도시)과 전원 제어부(228)에 연결될 수 있다. 또한, 전원 변환부(미도시)는 전원(미도시)으로부터 직류 전원 또는 교류 전원을 제공받을 수 있다. 또한, 전원 변환부(미도시)는 전원 제어부(228)로부터 제어 신호를 제공받을 수 있다.
또한, 전원 변환부(미도시)는 전원 제어부(228)의 제어 신호에 상응하여 직류 전원 또는 교류 전원을 전원 변환할 수 있다. 또한, 전원 변환부(미도시)는 변환된 전원에 상응하여 에너지를 발생시킬 수 있다. 또한, 전원 변환부(미도시)는 발생된 에너지를 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)에 제공할 수 있다.
여기에서, 전원 변한부(미도시)는 전원(미도시)이 직류 전원일 경우, DC-DC 컨버터(Converter)(직류-직류 변환기) 또는 DC-AC 컨버터(직류-교류 변환기)를 포함할 수 있다.
여기에서, 전원 변환부(미도시)는 전원이 교류 전원일 경우, AC-DC 컨버터(교류-직류 변환기) 또는 AC-AC 컨버터(교류-교류 변환기)를 포함할 수 있다.
전기장 발생부(224)와 자기장 발생부(226)는 방사선 발생부(210)로부터 적어도 두 종류 이상의 방사선을 제공받을 수 있다. 또한, 전기장 발생부(224)와 자기장 발생부(226)는 방사선 발생부(210)의 적어도 두 종류 이상의 방사선을 전자기장에 기초하여 필터링할 수 있다.
일 예에서, 전기장 발생부(224)와 자기장 발생부(226)에서 전자기장이 발생되는 경우, 전기장 발생부(224)와 자기장 발생부(226)는 전하를 갖지 않은 엑스선을 통과시킬 수 있다.
다른 예에서, 전기장 발생부(224)와 자기장 발생부(226)에서 전자기장이 해제되는 경우, 전기장 발생부(224)와 자기장 발생부(226)는 전자선, 엑스선, 양성자 빔 및 탄소 이온 빔을 통과시킬 수 있다.
또한, 전기장 발생부(224)와 자기장 발생부(226)는 방사선 발생부(210)의 적어도 두 종류 이상의 방사선의 진행 방향에 위치할 수 있다.
일 예에서, 전기장 발생부(224)는 방사선 발생부(210)와 인접하여 위치할 수 있다, 또한, 자기장 발생부(226)는 전기장 발생부(224)와 인접하여 위치할 수 있고, 전기장 발생부(224)를 중심으로 방사선 발생부(210)와 대향하여 위치할 수 있다.
다른 예에서, 자기장 발생부(226)는 방사선 발생부(210)와 인접하여 위치할 수 있다, 또한, 전기장 발생부(224)는 자기장 발생부(226)와 인접하여 위치할 수 있고, 자기장 발생부(226)를 중심으로 방사선 발생부(210)와 대향하여 위치할 수 있다.
전기장 발생부(224)는 전원부(222)에 연결될 수 있다. 또한, 전기장 발생부(224)는 전원부(222)로부터 적어도 하나의 에너지를 제공받을 수 있다. 또한, 전기장 발생부(224)는 전원부(222)의 적어도 하나의 에너지에 상응하여 전기장을 발생시킬 수 있다.
또한, 전기장 발생부(224)는 ITO(Indium Tin Oxide) 전극, ZnO 전극, IZO(Indium Zinc Oxide) 등과 같은 TCO(Transparent Conductive Oxide) 전극 및 Ni/Au 전극 중에서 적어도 어느 하나의 전극을 포함할 수 있다.
또한, 전기장 발생부(224)는 복수 개일 수 있다. 일 예에서, 전기장 발생부(224)는 세 개 이상일 수 있다. 다른 예에서, 전기장 발생부(224)는 제1 전기장 발생부 및 제2 전기장 발생부를 포함할 수 있다.
제1 전기장 발생부 및 제2 전기장 발생부는 전원부(222)로부터 적어도 하나의 에너지를 각각 제공받을 수 있다. 또한, 제1 전기장 발생부 및 제2 전기장 발생부는 전원부(222)의 적어도 하나의 에너지에 상응하여 전기장을 발생시킬 수 있다.
또한, 제1 전기장 발생부와 제2 전기장 발생부는 방사선 발생부(210)에서 발생된 적어도 두 종류 이상의 방사선의 진행 방향에 대하여 수직인 방향으로 서로 이격되어 위치할 수 있다. 즉, 적어도 두 종류 이상의 방사선은 제1 전기장 발생부와 제2 전기장 발생부 사이로 진행될 수 있다.
자기장 발생부(226)는 전원부(222)에 연결될 수 있다. 또한, 자기장 발생부(226)는 전원부(222)로부터 적어도 하나의 에너지를 제공받을 수 있다. 또한, 자기장 발생부(226)는 전원부(222)의 적어도 하나의 에너지에 상응하여 자기장을 발생시킬 수 있다.
또한, 자기장 발생부(226)는 솔레노이드 코일(Solenoid Coil), 헬름홀츠 코일(Helmholtz Coil), 커패시터 뱅크(Capacitor Bank) 및 전자석(Electro-Magnet) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 자기장 발생부(226)는 복수 개일 수 있다. 일 예에서, 자기장 발생부(226)는 세 개 이상일 수 있다. 다른 예에서, 자기장 발생부(226)는 제1 자기장 발생부 및 제2 자기장 발생부를 포함할 수 있다.
제1 자기장 발생부 및 제2 자기장 발생부는 전원부(222)로부터 적어도 하나의 에너지를 각각 제공받을 수 있다. 또한, 제1 자기장 발생부 및 제2 자기장 발생부는 전원부(222)의 적어도 하나의 에너지에 상응하여 자기장을 발생시킬 수 있다.
또한, 제1 자기장 발생부와 제2 자기장 발생부는 방사선 발생부(210)에서 발생된 적어도 두 종류 이상의 방사선의 진행 방향에 대하여 수직인 방향으로 서로 이격되어 위치할 수 있다. 즉, 적어도 두 종류 이상의 방사선은 제1 자기장 발생부와 제2 자기장 발생부 사이로 진행될 수 있다.
전원 제어부(228)는 전원부(222)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한, 전원 제어부(228)는 생성된 제어 신호를 전원부(222)에 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 필터부는 방사선 발생부의 다종의 방사선을 전자기장에 상응하여 필터링(Filtering)시킬 수 있다.
즉, 방사선 필터부는 전자기장을 발생시켜 엑스선만을 통과시킬 수 있고, 전자기장을 해제시켜 전자선, 엑스선, 양성자 빔 및 탄소 이온 빔을 통과시킬 수 있다.
따라서, 암 진단 장치와 암 치료 장치가 각각 독립형(Stand-Alone Type)으로 존재하여 암 진단과 암 치료를 별개로 수행하는 종래의 구조와 비교하여 볼 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치는 엑스선을 이용하여 암을 진료하는 진료 장치로도 사용 가능하고, 전자선, 엑스선, 양성자 빔 및 탄소 이온 빔을 이용하여 암을 치료하는 치료 장치로도 사용 가능하다. 따라서, 암 진단 및 암 치료가 동시에 가능하여 암을 효율적으로 치료할 수 있다.
또한, 암 진단 장치와 암 치료 장치가 독립형으로 존재하는 의료 장치를 하나로 통합시킴으로써 치료 비용울 더욱 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치에서 통과된 엑스선이 진단 장치에 이미징(Imaging)되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 광원 장치(100)는 레이저 빔(1)을 발생시킬 수 있다.
이후, 방사선 발생부(210)는 광원 장치(100)로부터 레이저 빔(1)이 조사되고, 조사되는 레이저 빔(1)에 기초하여 다종의 방사선을 발생시킬 수 있다. 여기에서, 다종의 방사선은 전자선(3), 엑스선(4), 양성자 빔(5) 및 탄소 이온 빔(6)을 포함할 수 있다.
이후, 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)는 방사선 발생부(210)로부터 다종의 방사선(3, 4, 5, 6)을 제공받을 수 있다.
여기에서, 전기장 발생부(224)는 전원부(222)로부터 적어도 하나의 에너지를 제공받고, 제공받은 적어도 하나의 에너지에 상응하여 전기장이 발생된 상태이다.
여기에서, 자기장 발생부(226)는 전원부(222)로부터 적어도 하나의 에너지를 제공받고, 제공받은 적어도 하나의 에너지에 상응하여 자기장이 발생된 상태이다.
이후, 다종의 방사선(3, 4, 5, 6)은 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)를 통과할 수 있다.
여기에서, 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)를 통과 중인 다종의 방사선(3, 4, 5, 6) 중에서 전하를 가진 방사선 즉, 전자선(3), 양성자 빔(5) 및 탄소 이온 빔(6)은 전자기장에 의해 상, 하로 휘어져 진행 경로를 이탈할 수 있다.
즉, 전하를 가진 방사선(3, 5, 6)은 진단 장치를 향하여 더 이상 진행하지 못하고 진행 경로로부터 이탈할 수 있다. 특히, 양의 전하를 가진 양성자 빔(5) 및 탄소 이온 빔(6), 과 음의 전하를 가진 전자선(3)은 전자기장에 의해 서로 반대 방향(상, 하)로 휘어져 진행 경로를 이탈할 수 있다.
여기에서, 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)를 통과 중인 다종의 방사선(3, 4, 5, 6) 중에서 전하를 갖지 않은 엑스선(4)은 진행 경로를 이탈하지 않고 인체의 암 조직로 진행할 수 있다.
즉, 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)를 통과한 엑스선(4)은 인체의 장기 및 조직을 투과하여 암 조직까지 도달할 수 있다.
이후, 암 조직을 투과한 엑스선(4)는 진단 장치에 이미징될 수 있다.
여기에서, 진단 장치는 엑스선 이미지, 자기공명 영상 (Magnetic Resonance Imaging: MRI) 촬영 장치, 컴퓨터 단층 촬영(Computer Tomography: CT) 장치, 양전자 방출 단층 촬영(Positron Emission Tomography: PET) 장치 및 초음파(Ultrasonics Wave) 장치 중에서 어느 하나의 장치를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치가 적어도 하나의 에너지에 상응하여 전자기장이 발생된 상태인 경우, 전하를 가진 전자선, 양성자 빔 및 탄소 이온 빔은 전자기장에 의해 상, 하로 휘어져 진행 경로를 이탈하고, 전하를 갖지 않은 엑스선은 진행 경로를 이탈하지 않고 인체의 암 조직에 투과되여 진단 장치에 이미징될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치는 암을 진단하는 진단 장치로 사용 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치에서 통과된 다종의 방사선을 인체의 암 조직에 투사하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 광원 장치(100)는 레이저 빔(1)을 발생시킬 수 있다.
이후, 방사선 발생부(210)는 광원 장치(100)로부터 레이저 빔(1)이 조사되고, 조사되는 레이저 빔(1)에 상응하여 다종의 방사선을 발생시킬 수 있다. 여기에서, 다종의 방사선은 전자선(3), 엑스선(4), 양성자 빔(5) 및 탄소 이온 빔(6)을 포함할 수 있다.
이후, 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)는 방사선 발생부(210)로부터 다종의 방사선(3, 4, 5, 6)을 제공받을 수 있다.
여기에서, 전기장 발생부(224)는 전원부(222)로부터 적어도 하나의 에너지가 제공되지 않아 전기장이 해제된 상태이다.
여기에서, 자기장 발생부(226)는 전원부(222)로부터 적어도 하나의 에너지가 제공되지 않아 자기장이 해제된 상태이다.
이후, 다종의 방사선(3, 4, 5, 6)은 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)를 통과할 수 있다.
여기에서, 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)를 통과 중인 전자선(3), 엑스선(4), 양성자 빔(5) 및 탄소 이온 빔(6)은 진행 경로를 이탈하지 않고 인체의 암 조직로 진행할 수 있다.
즉, 전기장 발생부(224) 및 자기장 발생부(226)를 통과한 전자선(3), 엑스선(4), 양성자 빔(5) 및 탄소 이온 빔(6)은 인체의 장기 및 조직을 투과하여 암 조직까지 도달할 수 있다.
이후, 전자선(3), 엑스선(4), 양성자 빔(5) 및 탄소 이온 빔(6)은 암 조직에 고농도로 집적될 수 있다.
즉, 전자선(3), 엑스선(4), 양성자 빔(5) 및 탄소 이온 빔(6)은 도 5의 그래프에서 나타난 브래그 피크(Bragg Peak)에 상응하는 농도로 암 조직에 집적될 수 있다.
도 5의 그래프는 브래그 피크를 나타낸다. 브래그 피크는 고 에너지 상태의 전하를 띤 입자가 물질을 통과할 때 물질 속의 반대 전하에 의해 에너지를 잃고 속도가 0이 되는 지점을 의미한다. 여기에서, 그래프의 가로축은 인체 조직에서의 깊이(Depth In Tissue)를 의미하고, 세로축은 다종의 방사선이 전달되는 선량(Dose Delivered)을 의미한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치에 의해 암 조직의 위치가 진단되면, 도 5에 도시된 바와 같이 다종의 방사선은 암 조직에 집적될 수 있도록 사전에 에너지가 조절될 수 있다. 즉, 다종의 방사선은 암 조직의 깊이에 맞추어 에너지를 조절해 주면 암 조직에만 다종의 방사선을 집적할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치가가 전자기장이 해제된 상태인 경우, 다종의 방사선인 전자선, 엑스선, 양성자 빔 및 탄소 이온 빔은 진행 경로를 이탈하지 않고 인체의 암 조직에 고농도로 집적될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 발생 장치는 암을 치료하는 치료 장치로 사용 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 광원 장치
200: 방사선 발생 장치
210: 방사선 발생부 212: 기판
214: 박막 타깃 214a: 제1 박막 타깃
214b: 제2 박막 타깃 220: 방사선 필터부
222: 전원부 224: 전기장 발생부
226: 자기장 발생부 228: 전원 제어부
210: 방사선 발생부 212: 기판
214: 박막 타깃 214a: 제1 박막 타깃
214b: 제2 박막 타깃 220: 방사선 필터부
222: 전원부 224: 전기장 발생부
226: 자기장 발생부 228: 전원 제어부
Claims (1)
- 조사되는 레이저 빔에 기초하여 적어도 두 종류 이상의 방사선이 발생하는 방사선 발생부; 및
상기 적어도 두 종류 이상의 방사선을 인가되는 전자기장에 기초하여 필터링(Filtering)하는 방사선 필터부를 포함하는 방사선 발생 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140056713A KR20150129959A (ko) | 2014-05-12 | 2014-05-12 | 방사선 발생 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140056713A KR20150129959A (ko) | 2014-05-12 | 2014-05-12 | 방사선 발생 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150129959A true KR20150129959A (ko) | 2015-11-23 |
Family
ID=54844502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140056713A KR20150129959A (ko) | 2014-05-12 | 2014-05-12 | 방사선 발생 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20150129959A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10453642B2 (en) | 2017-09-11 | 2019-10-22 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Charged particle generation device and target unit |
| WO2022196568A1 (ja) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | 住友重機械工業株式会社 | 粒子線治療装置 |
-
2014
- 2014-05-12 KR KR1020140056713A patent/KR20150129959A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10453642B2 (en) | 2017-09-11 | 2019-10-22 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Charged particle generation device and target unit |
| WO2022196568A1 (ja) * | 2021-03-19 | 2022-09-22 | 住友重機械工業株式会社 | 粒子線治療装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10441817B2 (en) | Method and apparatus for determining an energy deposition of an ion beam | |
| US9024274B2 (en) | Targets for generating ions and treatment apparatuses including the targets | |
| AU2017203109B2 (en) | Cancer treatment room fiducial marker apparatus and method of use thereof | |
| JP2016000313A (ja) | 単色ｘ線の方法および装置 | |
| US20130178689A1 (en) | Targets for generating ions and treatment apparatuses using the targets | |
| Jacquet et al. | Radiation therapy at compact Compton sources | |
| KR102202265B1 (ko) | 방사선 발생 장치 | |
| RU2610530C2 (ru) | Протонное облучение с использованием сканирования пятном | |
| US8872140B2 (en) | Target for generating carbon ions and treatment apparatus using the same | |
| JP2010187991A (ja) | ベッド位置決めシステム、放射線治療システム及びベッド位置決め方法 | |
| KR101568938B1 (ko) | 양성자와 붕소 핵반응을 이용한 방사선 치료 및 진단기 | |
| Tanaka et al. | Improved proton CT imaging using a bismuth germanium oxide scintillator | |
| WO2019034173A1 (zh) | 基于高亮度电子束的精确放射治疗方法及系统 | |
| TW200920437A (en) | Process and facility back to radio therapy treatment of textile metter either roentgen-CT (computer tomography) -system or either program or ortho volt-roentgen-process | |
| JP2020202175A (ja) | 低侵襲中性子線発生装置および低侵襲中性子捕捉療法システム | |
| KR20150129959A (ko) | 방사선 발생 장치 | |
| JP6465283B2 (ja) | 放射線治療システム | |
| JPS5976A (ja) | 放射線治療用高エネルギｃｔ | |
| EP2320528A1 (en) | Source of short pulses of high-energy photons and method of generating a short pulse of high-energy photons | |
| Gonzalez et al. | Single-pulse X-ray acoustic computed tomographic imaging for precision radiation therapy | |
| Brahme | High resolution molecular radiation therapy and tumor imaging for the 21st century | |
| Kutsaev et al. | Novel technologies for Linac-based radiotherapy | |
| Hadsell Jr | The development and characterization of a first generation carbon nanotube x-ray based microbeam radiation therapy system | |
| US20220117075A1 (en) | Systems and methods for compact laser wakefield accelerated electrons and x-rays | |
| CN114344736B (zh) | 一种包含体内光核反应的肿瘤治疗系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |