KR20180004170A - 스트론튬 시일형 소스 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 눈이나 다른 의학적 또는 산업적 프로세스의 치료에 사용될 수 있는 것과 같은 스트론튬-90 시일형 방사선 또는 방사능 소스에 관한 것이다. 시일형 방사선 소스는 캡슐(102) 내에 원환형 형상의 스트론튬 방사선 인서트(130)를 포함한다. 캡슐은 그 중앙에 증가된 차폐부를 포함한다.

Description

스트론튬 시일형 소스
본 출원은 미국의 35 U.S.C. 119(E) 하에서, 2015년 5월 7일자로 출원된 미국 가출원 제62/158,091호의 우선권을 주장하며, 상기 가출원의 내용은 그 전체 내용에 있어서 그리고 모든 목적으로 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 개시는 눈이나 다른 의학, 근접 치료 또는 산업 프로세스의 치료에 사용될 수 있는 것과 같은 스트론튬-90 시일형 소스에 관한 것이다. 특히, 방사선으로 치료하고자 하는 치료 대상 조직의 표적 체적(이하, "균일한 방사선 프로파일"이라고 함) 전체에 걸쳐 비교적 일정한 흡수 선량률(absorbed dose rate)이 요구된다.
의료, 산업 및 기타 프로세스를 위한 다양한 형태의 방사선 또는 방사능 소스에 관한 종래기술은 잘 발달되어 있다. 예컨대, 2013년 4월 30일자로 Brigatti 등에게 허여되고 Salutaris Medical Devices, Inc.에 양도된, “눈의 후방 부분으로의 방사선의 최소 침습적인 안구내 전달을 위한 방법 및 장치(Methods and Devices for Minimally-Invasive Extraocular Delivery of Radiation to the Posterior Portion of the Eye)”라는 제목의 미국 특허 제8,430,804호는 방사성 핵종 근접 치료 소스로부터 눈의 후방 부분으로의 베타 방사선의 최소 침습성 전달을 위한 어플리케이터를 개시한다. 특히, 이것은 제한하는 것은 아니지만 습윤성 노화(wet-age)와 관련된 황반변성과 같은 눈의 다양한 질병 치료에 적용된다. 다른 종래기술로는 White 등에게 2006년 7월 4일자로 허여되고 Theragenics Corporation로 양도된, “근접 치료 장치 및 그 사용 방법(Brachytherapy Devices and Methods of Using Them)”이라는 제목의 미국 특허 제7,070,554호 및 2002년 9월 3일자로 Finger에게 허여된, “안과적 근접 치료 디바이스(Ophthalmic Brachytherapy Device)”라는 제목의 미국 특허 제6,443,881호가 있다.
이 종래기술은 잘 발달되어 있고 의도된 목적에 적합하지만, 개시된 장치에서 사용되는 방사성 소스에서 추가적인 개선이 요구된다. 특히, 등방성(구형 "4π") 방사선 분포보다 방사선의 시준된 분포는 방사선 소스가 치료 중인 조직으로 방사선을 지향시키면서, 치료하지 않는 주변 조직으로 지향되는 방사선을 감소시킬 수 있게 한다.
이에 따라, 본 개시의 목적은 근접 치료 및 다른 의료 또는 산업 어플리케이션에서 사용되는 방사선 소스에서 개선점을 제공하는 것이다. 특히, 본 개시의 목적은 제한하는 것은 아니지만 습윤성 노화 관련 황반변성을 포함하는 눈의 질병 치료를 위한 기지의 어플리케이터용의 개선된 방사선 소스를 제공하는 것이다. 이러한 방사선 소스는 주위의 건강한 조직을 불필요한 방사선에 더 많이 노출시키는 등방성 방사선을 사용하기보다는 병변이 있는 조직에 방사선을 집중시키고자 한다.
이들 목적 및 다른 목적은 통상적으로 스트론튬-90을 함유하는 베타 방사선 소스를 제공함으로써 달성되는데, 이 경우에 방사선 인서트는 그 주변에서 방사능을 증가시키고 그 중심에서는 방사능을 감소시킨다. 이것은 원환형 또는 환형 형상(중앙에 구멍이나 개구를 지닌 도넛 타입 형상 등)에 의해 또는 두께가 감소되거나 방사능 함량이 감소된 디스크의 중앙부에 의해 달성될 수 있다. 이는 치료 방사선이 방출되는 면의 중심에서 차폐가 증가되는 캡슐화를 제공하여, 소스의 중심부로부터 방출된 방사선을 실질적으로 감쇠시킴으로써 추가로 달성된다. 다른 변형예는 베타 방사선 콜리메이터 그리드(collimator grid)를 사용한다.
본 개시의 다른 목적 및 장점은 아래의 설명과 첨부도면으로부터 명백해질 것이다.
도 1a는 본 개시의 방사선 소스의 실시예의 평면도이다.
도 1b는 본 개시의 방사선 소스의 실시예의 절결 사시도이다.
도 1c는 도 1a의 평면 1C-1C를 따른 단면도이다.
도 2a는 본 개시의 베타 방사선 콜리메이터 그리드의 평면도이다.
도 2b는 베타 방사선 콜리메이터 그리드의 작동을 더 상세히 도시하는 도면이다.
도 3은 본 개시의 방사선 소스의 다른 실시예의 단면도이다.
도 4는 도 3의 방사선 소스에 의해 생성되는 방사선량 프로파일에 관한 도면이다.
도 5a 내지 5f는 본 개시의 방사선 소스의 여러 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 의료 치료 중에 사람의 안구에 대한 방사선 소스의 배치를 도시하는 도면이다.
도 7은 도 6의 일부를 더 상세히 도시한 도면이다.
이제 도면을 상세히 참조하면, 동일한 도면 부호는 여러 도면에 걸쳐 동일한 요소를 지칭하며, 도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 개시의 방사선(또는 방사성) 소스 (100)의 실시예를 도시하는 것을 알 수 있다. 방사선 소스(100)는 적절한 베타선 흡수 및 투과 특성을 갖는 티타늄 합금, 스테인레스강 또는 유사한 재료로 통상적으로 제조된 외측 소스 캡슐(102)을 포함한다. 외측 소스 캡슐(102)은 원통형 외벽(104), 개방 환형 상부(106) 및 폐쇄 저부를 형성하는 원형 바닥(108)을 포함한다. 모든 조립이 완료된 후에, 유사하게 통상적으로 티타늄 합금, 스테인레스강 또는 유사한 재료로 제조된 원형 캡(110)이 개방 원형 상부(106) 위에 배치되고, 제위치에 용접되어 낮은 원통형 구성을 형성한다. 유사하게 통상적으로 티타늄 합금, 스테인리스강 또는 유사 물질로 제조된 원통형 내측 소스 캡슐-네스트(114)는 원통형 내벽(116), 폐쇄 원형 상부(118) 및 개방 원형 저부(120)를 포함한다. 원통형 내벽(116)의 내부는 일반적으로 원통형인 체적 또는 공동(128)을 형성하며(스트론튬-90 인서트가 없는 공동을 도시하는 도 1b 참고), 상기 공동은 스트론튬-90 인서트(130)(베타 방사선 소스, 도 1c 참고)를 유지하며, 원통형 내벽은 통상적으로 베릴륨이나 알루미늄과 같은 저밀도 금속과 혼합된 스트론튬-90 화합물과 같은 세라믹 또는 유리 또는 내화성 금속 복합물과 같은 불용성 내화재로 이루어진다. 통상적으로 허니콤 형상으로 이루어진 베타선 방출 콜리메이터 그리드(140)가 외측 소스 캡슐(102)의 원형 바닥(108)이나 폐쇄 저부 바로 위에 그리고 스트론튬-90 인서트(130)와 내측 소스 캡슐(114)의 원통형 내벽(116) 바로 아래에 위치 설정되어 접촉된다. 최종 방사선 소스(100)는, 등방성은 아니지만 도 1c에 예시된 배향으로 베타 방사선(1000)의 많은 부분을 직선 하향으로 지향시키도록 (부분적으로 콜리메이터 그리드(140)에 의해) 시준되는 베타 방사선(1000)의 분포(도 1c 참고)를 갖는다. 최종 방사선 소스(100)는 미국 특허 제8,430,804호의 의료 기기와 함께 사용하기에 특히 잘 적응되도록 의도되며, 이때 방사선의 분포는 의료 전문가가 주변의 건강한 조직으로 향하는 불필요한 방사선의 양을 최소화하면서 환자의 치료량으로 방사선을 유도할 수 있도록 의도된다. 예컨대, 방사선 소스(100)를 사람의 안구(2000) 뒤에 위치 설정하고 방사선을 사람의 안구(2000)로 수평방향으로 지향시키는 의료 기기(200)를 예시하는 도 6 및 도 7을 참고하라.
스트론튬-90 베타 방사선 인서트(130)는 스트론튬 세라믹, 스트론튬 유리 또는 (가능한 다양한 형상의) 긴밀하게 패킹된 세라믹 비드 또는 내화성 금속 복합체와 같은 다양한 재료로 제조될 수 있음이 주목된다. 스트론튬-90을 함유하는 내화성 세라믹 및 유리는 특히 알루미늄, 실리콘, 지르코늄, 티타늄, 마그네슘, 칼슘의 금속 산화물을 함유하는 것과 같은 매우 다양한 재료들을 조합하여 제조될 수 있다. 제한하는 것은 아니지만, SrF2, Sr2P207, SrTi03, SrO, Sr2Ti04, SrZr03, SrC03, Sr(Nb03)2, SrSi03, 3SrO.Al203, SrS04, SrB6, SrS, SrBr2, SrC2, SrCl2, SrI2 및 SrW04와 같은 스트론튬-90 화합물로부터 다른 추가의 재료를 선택할 수 있는 것도 고려된다. 추가로, 스트론튬-90 이외의 재료에 기초한 베타 이미터도 또한 본 개시와 호환 가능하다.
도 2a 및 도 2b는 베타 콜리메이터 그리드(140)를 보다 상세히 개시한다. 베타 콜리메이터 그리드(140)의 목적은, 스트론튬-90으로부터 나온 직접적이거나 직교하는 베타 방출물은 극소량으로 차폐하거나 흡수하면서 비직교 베타 방출물의 상당 부분은 차폐 또는 흡수하는 것이다. 베타 콜리메이터 그리드(140)는 벽(144)에 의해 분리되는 복수 개의 허니콤 형상 개방 셀(142)(실축척으로 도시하지 않음)을 갖는다(벽(144)의 경우, 도 2b 참고). 비직교 베타 방출물은 허니콤 형상 셀(142)의 벽(144)을 가격하여 실질적으로 흡수되며, 직접적이거나 직교하는 베타 방출물은 벽(144)을 가격하는 일 없이 개방 셀(142)의 개구나 통로를 통과한다. 도 2a 및 도 2b에 예시한 전형적인 예에서, 총 두께는 250 미크론이고, 바 두께는 30 미크론이며, 셀 피치는 260 미크론이고 구멍 직경은 230 미크론으로, 직행 방사선 투과율이 78%로 기대된다. 즉, 직행 베타선 방출물의 22%가 감쇠된다. 당업자라면, 본 개시를 검토한 후에 유사한 어플리케이션에 있어서 상이한 치수 및 수치값이 이용될 수 있음을 이해할 것이다. 몇몇 실시예는, 콜리메이터 그리드(140)의 외주 둘레에, 허니콤 형상 셀(142)을 포함할 수 있는 것이 고려되고, 이때 콜리메이터 그리드(140)의 중심 근처에서 거의 100 %의 투과율을 갖는다. 이것은 직행 방사선 방출물을 증가시키고, 비직교 방출물은 그 에너지를 직행 방사선의 표적이 되는 치료 영역에 부과할 수 있을 것이다. 콜리메이터 그리드를 디스크 형상 소스와 조합하여 사용하는 것의 다른 장점은 균일한 선량 프로파일(즉, 방사선으로 치료되는 치료적 관심 대상 조직의 표적 체적에 걸쳐 일정한 흡수 선량률을 달성하는 프로파일)이다. 이것의 효과는, 소정 깊이에 있고 소정 체적을 갖는 조직이, 관심 대상 치료 체적의 여러 부분의 과소 노출이나 과다 노출 없이 동일한 선량률 및 균일한 치료 선량을 수용할 것이란 점이다. 허니콤형 육각형 구성이 예시되어 있지만, 콜리메이터 그리드(140)는 정사각형 메시나 임의의 다른 견고한 메시 형상일 수 있다. 콜리메이터 그리드(140)는, 베타선 방출물은 흡수하지만, 소스 구성 요소와 불리하게 상호 작용하지 않으면서 상시 작동 조건과 800 ℃ 화재와 같은 잠재적인 사고 위험 조건에서도 견딜 수 있는 다양한 금속 또는 비금속 중에서 선택될 수 있다. 통상적인 바람직한 재료로는 철 합금, 니켈 합금, 몰리브덴 합금, 구리 합금, 금 합, 탄소 및 규소가 있다. 당업자라면, 본 개시를 검토한 후에 유사한 다양한 어플리케이션에 있어서 추가의 재료가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 추가로, 콜리메이터 그리드(140)는 방사선 소스(100)의 원형 바닥(109)에 에칭될 수 있다.
시준은 베타 입자보다 광자에서 더 효과적인데, 그 이유는 광자가 베타 입자보다 주변 흡수체에서 덜 산란하기 때문이다. 광자는 덜 쉽게 감쇠되고(산란이 적음), 베타 입자는 매우 약해진다(베타 입자는 전자와 질량 및 전하가 동일하므로 충돌이 충돌 당 더 많은 에너지를 부여하기 때문에 산란이 많음). 베타 입자는 통상적으로 0에서 최대 (Strontium-90의 붕괴 생성물인 Y-90의 경우에 2.28 meV)의 에너지 스펙트럼으로 방출되기 때문에, 그 감쇠 및 산란 특성이 단일 에너지 광자와 크게 다르며, 전자기장 상호 작용에 의해서만 약화된다.
현재 개시된 베타 소스 앞의 정확한 조직 깊이에서 균일한 선량 프로파일을 생성하기 위해, 소스 출력은 전형적으로 소스 표면에서의 주변부의 선량률에 대한 중심에서의 선량률의 차이를 감쇠시킬 필요가 있다. 즉, 선량 프로파일이 소스 표면에서 균일하면, 조직에서의 베타 산란 효과로 인해 소스 표면으로부터 멀어지는 거리에서는 역시 균일하지 않을 것이다. 이에 따라, 통상적으로 소스 표면에서는 주변보다 중심에서 훨씬 낮은 환형 선량 프로파일을 생성하는 것이 요망되므로, 조직에서의 베타 산란으로 인해 조직에 있어서 소망하는 깊이에서 선량 프로파일은 균일해질 것이다. 소스에서 더 먼 거리에서는, 더 많은 산란과 감쇠가 발생하므로, 조직 선량 프로파일은 점점 더 구형으로 될 것이다.
흡수 조직은 산란되는 저에너지 방사선의 소스로서 효과적으로 작용하여, 선량 프로파일이 덜 시준되게 하며, 소스로부터 더 멀리 떨어진 거리에서 더 구형으로 만든다.
도 3은 방사선 소스(100)의 다른 단면도를 예시한다. 방사선 소스(100)는 원통형, 환형 및 원황형 형상을 포함하여 실질적으로 회전 대칭형이다. 통상적으로 티타늄이나 스테인리스강으로 형성된 캡슐 본체(300)는, 중앙 플래토(plateau)(304)를 지닌 하부 바닥(302)을 포함하며, 이에 따라 중앙 플래토(304)와 캡슐 본체(300)의 원통형 외벽(308) 사이에 원황형 채널(306)을 형성한다(이에 의해, 하부 바닥(302)의 중앙부에서 베타 차폐가 증가됨). 원통형 외벽(308)의 상부 에지는 외측 덮개(310)를 수용하는 원형 개구를 형성하며, 외측 덮개는 일반적으로 원통형이지만, 챔버링된 하부 원형 에지(312)를 포함하며, 신축식 내측 덮개(316)를 수용하여, 통상적으로 이들 간의 마찰식 끼워맞춤을 형성한다. 통상적으로 티타늄이나 스테인리스강으로 제조되고 내주 원환형 리지(327)를 갖는 것으로 도시된 외측 덮개(310)는 전형적으로 종래의 업계 표준에 따라 캡슐 본체(300)에 용접된다. 스트론튬-90 방사선 인서트(318)(이전 실시예의 인서트(130)와 유사함)는, 신축식 내측 덮개(316)의 하부 에지와 캡슐 본체(300)의 중앙 플래토 사이에 맞물리는 상부 원형 부분 또는 디스크형 부분을 포함한다. 이러한 구성은 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 덜컥거림을 감소시키려는 것이다. 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 상부면은 볼록형 중앙 영역(325)을 포함한다. 이러한 볼록한 중앙 영역(325)은 구조를 강화하고 제조 중에 휨이나 가능한 층간 박리를 회피하거나 최소화하려는 것이다. 스트론튬-90 방사선 인서트(318)는, 캡슐 본체(300)의 원환형 채널(306) 내로 연장되는 하향 연장 둘레 원환형 부분(323)을 더 포함한다.
둘레부가 두꺼운 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 원환형 형상은 둘레부에 증가된 방사선 방출과 중심 내에서 감소된 방사선 출력을 초래한다. 이것은 중앙 플래토(304)의 중심 영역에서 증가된 베타 차폐와 함께 균일한 빔 프로파일을 형성하여, 도 5에 도시한 바와 같이 소스 앞에 배치되는 치료 관심 대상인 조직의 표적 체적 전반에 걸쳐 보다 일정한 흡수 선량률을 달성하며, 이 경우에 직경이 4.05 밀리미터이고 최대 높이가 1.75 밀리미터인 방사선 소스(100)에 대해 전형적인 값이 주어진다. 주어진 예에서, 의도된 치료 체적(400)은 제1 경우에 직경이 3.0 밀리미터이고 깊이가 1.438 내지 2.196 밀리미터(방사선 소스(100)의 하부면으로부터 표적까지 1.817 밀리미터의 평균 깊이를 가짐)이며, 제2 경우에 깊이가 1.353 내지 2.111 밀리미터(방사선 소스(100)의 하부면으로부터 표적까지 1.752 밀리미터의 평균 깊이를 가짐)이다. 사람의 안구(2000)의 공막(2002)(외피)에 대해 11.50 밀리미터의 반경이 통상적이다(도 6 및 도 7도 또한 참고). 당업자라면, 본 개시의 검토 후에 여러가지 구조적 파라메터가 특정 어플리케이션에 의해 요구될 수 있는 바와 같은 여러가지 방사선 분포를 형성할 것이란 점을 이해할 것이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 개시의 방사선 소스(100)의 6개의 다른 디자인 실시예를 예시한다. 도 5a의 방사선 소스(100)는 도 3과 매우 유사하며, 하부 바닥(302)을 포함하는 캡슐 본체(300)를 포함하며, 하부 바닥의 내벽은 그 내부에 중앙 플래토(304)를 포함하여, 중앙 플래토(304)와 캡슐 본체(300)의 원통형 측벽(308) 사이에 원환형 채널(306)을 형성한다. 원통형 외벽(308)의 상부 엣지는 대체로 원통형인 외측 덮개(310)를 수용하는 원형 개구를 형성한다. 외측 덮개(310)는 통상적으로 종래의 업계 표준을 사용하여 캡슐 본체(300)에 용접된다. 스트론튬-90 방사선 인서트(318)는 중심축을 중심으로 직사각형 단면을 회전시킴으로써 원환형 형상을 갖고, 이에 의해 중앙 통로(319)를 형성한다. 원환형 형상 방사선 인서트(318)는 원환형 채널(306) 위에 위치 설정되고, 원통형 외벽(308)의 내부 내에 형성되는 중앙 플래토(304)와 견부(308 A, 308B)에 의해 지지된다. 통상적으로 티타늄이나 스테인리스강으로 형성된 원통형 디스크 형성 스페이서(320)는 방사선 인서트(318)와 외측 덮개(310)의 하부면 사이에 위치 설정된다. 추가로, 통상적으로 티타늄이나 스테인리스강으로 형성되는 원통형 차폐 인서트(322)는 중앙 구멍(319) 내에 삽입된다. 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 형상은 둘레부 주위에서는 증가된 방사선 방출을 초래하고, 중앙 구멍(319) 내에서는 감소된 방사선 출력을 초래한다. 이것은 중앙 플래토(304)와 원통형 차폐 인서트(322)의 중앙 영역에서의 증가된 차폐와 조합되어 균일한 빔 프로파일을 초래하고, 이에 의해 소스 앞에 배치되는 관심 대상의 치료 조직의 표적 체적 전반에 걸쳐 보다 일정한 흡수 선량률(즉, 최종 베타선의 이방성 특징)을 달성한다.
도 5b의 방사선 소스(100)의 실시예는 도 5a의 방사선 소스와 유사하다. 하부 바닥(302)의 내벽은 도 5a의 중앙 플래토 없이 대체로 평면형이다. 원환형 형상 스트론튬-90 방사선 인서트(318)는 저융점 유리 접합부(321)나 유사한 구성에 의해 원통형 디스크 형상 스페이서(320)에 고정된다. 원통형 차폐 인서트(322)는 스페이서(320)에서부터 하부 바닥(302)의 내벽까지 연장하여, 원환형 형상 스트론튬-90 방사선 인서트(318) 아래에 원환형 형상 공극(306’)을 지닌 구성을 형성한다. 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 형상은 둘레부 주위에서는 증가된 방사선 소스를 초래하고, 중앙 구멍(319) 내에서는 방사선 소스가 제거된다. 이것은 원통형 차폐 인서트(322)의 증가된 차폐와 조합되어 균일한 빔 프로파일을 초래하고, 이에 의해 소스 전방에 배치되는 관심 대상의 치료 조직의 표적 체적 전반에 걸쳐 보다 일정한 흡수 선량률을 달성한다.
도 5c의 방사선 소스(100)의 실시예는 도 5a의 방사선 소스와 유사하다. 원환형 형상 스트론튬-90 방사선 인서트(318)는 중앙 원통형 디스크 부분(318A)을 포함하고, 각각 디스크 부분 둘레 주위에서 연장되는 상부 및 하부 원환형 부분(318B, 318C)를 더 포함한다. 추가로, 스페이서(320)는, 원환형 형상 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 둘레에 외측방향으로 접하는 하향 연장 원통형 스커트(320A)를 더 포함한다. 스페이서(320)는 차폐 인서트(322)의 변형예를 수용하는 중앙 원통형 구멍(320B)을 더 포함하며, 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 중앙 원통형 디스크 부분(318A)에 맞닿게 맞물리고 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 상부 원환형 부분(318B) 내에 위치 설정되는 하향 연장 절두원추형 부분(322A)를 더 포함한다. 이러한 구성은 차폐 인서트(322)의 하향 연장 절두원추형 부분(322A)과 중앙 플래토(304) 사이의 중앙 원통형 디스크 부분(318A)과 맞물린다. 도 5b의 실시예와 유사하게, 원환형 형상 공극(306’)이 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 하부 원환형 부분(318C)과 바닥(302)의 내벽 사이에 형성된다. 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 형상은 둘레부 주위에서는 증가된 방사선 소스를 초래하고, 중앙 디스크 부분(318A)로부터의 방사선의 감소를 초래한다. 이것은 중앙 플래토(304)의 증가된 차폐와 조합되어 균일한 빔 프로파일을 초래하고, 이에 의해 소스 전방에 배치되는 관심 대상의 치료 조직의 표적 체적 전반에 걸쳐 보다 일정한 흡수 선량률을 달성한다.
도 5d의 실시예는 도 5b의 실시예와 유사하다. 그러나, 원통벽(308)의 내부는 원환형 채널(306) 위에서 원환형 형상의 스트론튬-90 방사선 인서트(318)를 지지하는 견부(308A, 308B)를 포함한다. 이것은 원환형 형상 스트론튬-90 방사선 인서트(318)를 스페이서(320)에 고정하는 저융점 유리 접합부(321)나 유사한 구성에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 형상은 둘레부 주위에서는 증가된 방사선 소스를 초래하고, 중앙 구멍(319) 내에서는 방사선 소스가 제거된다. 이것은 원통형 차폐 인서트(322)의 증가된 차폐와 조합되어 균일한 빔 프로파일을 초래하고, 이에 의해 소스 전방에 배치되는 관심 대상의 치료 조직의 표적 체적 전반에 걸쳐 보다 일정한 흡수 선량률을 달성한다.
도 5e의 실시예는 도 5c의 실시예와 유사하다. 원환형 형상 스트론튬-90 방사선 인서트(318)는 중앙 원통형 디스크 부분(318A)을 포함하고, 디스크 부분 둘레 주위에서 연장되는 하부 원환형 부분(318C)을 더 포함한다. 상부 원환형 부분의 결여는 스페이서(320)가 원통형 디스크 형상으로 단순해지게 한다. 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 형상은 둘레부 주위에서는 증가된 방사선 소스를 초래하고, 중앙 디스크 부분(318A)로부터의 방사선의 감소를 초래한다. 이것은 중앙 플래토(304)의 증가된 차폐와 조합되어 균일한 빔 프로파일을 초래하고, 이에 의해 소스 전방에 배치되는 관심 대상의 치료 조직의 표적 체적 전반에 걸쳐 보다 일정한 흡수 선량률을 달성한다.
도 5f의 실시예는 도 5e의 실시예와 유사하다. 스트론튬-90 방사선 인서트(318)는 원환형 형상이 아니라 디스크 형상으로 단순해진다. 추가로, 스페이서(320)는 원환형 형상 스트론튬-90 방사선 인서트(318)의 둘레에 외측방향으로 맞닿는 하향 연장 원통형 스커트(320A)를 더 포함한다. 스트론튬-90 방사선 인서터(318)는 중앙 플래토(304)와 원환형 채널(306) 위에 현수되도록 저융점 유리 접합부(321)에 의해 원통형 디스크 형상 스페이서(320)에 고정된다. 본 실시예는 적어도 부분적으로 중앙 플래토(304)와 접촉하고 중앙 플래토에 의해 지지되는 스트론튬-90 방사선 인서트(318)를 더 가질 수 있다.
본 개시에 대한 다른 변형예는 스테인리스강 인서트로 예용융되는 유리, 세라믹과 함께 콤팩트화되는 유리 분말 및 세라믹과 혼합된 다음, 콤팩트화되는 유리 분말과 같은 유리를 사용하여 활성 인서트를 고정하는 것을 포함한다. 추가로, 변형예는 구리, 은, 알루미늄 등과 같은 연성 재료와 같은 기계적인 방법을 사용하여 또는 다양한 타입(파형, 원추형, 접힌 디스크 등)의 스프링을 사용하여 활성 인서트를 고정하는 것을 포함한다. 다른 변형예는 테이퍼진 세라믹 디스크 또는 캡슐 덮개에 간섭하는 구멍이나 돌출부를 지닌 디스크와 같은 위치 에러를 방지하기 위해 활성 인서트 센터링 피쳐를 포함한다.
이에 따라, 다수의 전술한 목적 및 장점이 가장 효율적으로 달성된다. 여기에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 개시하고 설명하였지만, 본 발명은 결코 이에 의해 제한되지 않는다는 점을 이해해야만 한다.

Claims (20)

  1. 방사선 소스로서,
    방사선 인서트;
    방사선 인서트 주위의 캡슐; 및
    방사선 인서트에 인접하고, 이에 의해 방사선 소스에 의해 방출되는 방사선에 방향성을 제공하는 방사선 콜리메이터 그리드(radiation collimator grid)
    를 포함하는 방사선 소스.
  2. 제1항에 있어서, 방사선 인서트는 베타 방사선을 방출하는 것인 방사선 소스.
  3. 제2항에 있어서, 방사선 인서트는 스트론튬-90을 포함하는 것인 방사선 소스.
  4. 제3항에 있어서, 스트론튬-90은 스트론튬 세라믹, 스트론튬 유리, SrF2, Sr2P207, SrTi03, SrO, Sr2Ti04, SrZr03, SrC03, Sr(Nb03)2, SrSi03, 3SrO.Al203, SrS04, SrB6, SrS, SrBr2, SrC2, SrCl2, SrI2 및 SrW04로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료 또는 화합물로 함유되는 것인 방사선 소스.
  5. 제1항에 있어서, 방사선 콜리메이터 그리드는 방사선 흡수재에 의해 분리되고 방사선이 통과할 수 있는 개구를 포함하는 복수 개의 개방 셀을 포함하는 것인 방사선 소스.
  6. 제2항에 있어서, 캡슐은 티타늄이나 스테인리스강으로 형성되는 것인 방사선 소스.
  7. 방사선 소스로서,
    중앙부 및 둘레부를 지닌 방사선 인서트로서, 인서트 중앙부보다 인서트 둘레부에서 방사선이 더 높은 방사선 인서트; 및
    중앙부 및 둘레부를 지닌 방사선 인서트 주위의 캡슐
    을 포함하고, 캡슐의 하나의 벽은 벽의 둘레보다 벽의 중앙에서 방사선 차폐가 증가된 것인 방사선 소스.
  8. 제7항에 있어서, 방사선 인서트는 원환형 형상을 갖는 것인 방사선 소스.
  9. 제8항에 있어서, 방사선 인서트의 둘레부에 의한 원환형 형상은 방사선 인서트의 중앙부보다 두꺼운 것인 방사선 소스.
  10. 제8항에 있어서, 방사선 인서트의 중앙부는 볼록한 부분을 포함하는 것인 방사선 소스.
  11. 제8항에 있어서, 방사선 인서트의 중앙부는 통로를 포함하는 것인 방사선 소스.
  12. 제11항에 있어서, 방사선 인서트의 통로를 통과하는 차폐 인서트를 더 포함하는 방사선 소스.
  13. 제7항에 있어서, 벽의 중앙의 증가된 방사선 차폐부는 방사선 인서트를 향해 연장되는 내부 플래토(plateau)를 포함하는 것인 방사선 소스.
  14. 제13항에 있어서, 방사선 인서트의 중앙부는 통로를 포함하고, 차폐 인서트가 방사선 인서트의 통로를 통과하는 것인 방사선 소스.
  15. 제13항에 있어서, 방사선 인서트의 중앙부는 디스크 부분을 포함하고, 방사선 인서트의 둘레부는 디스크 부분의 두께보다 두꺼운 두께를 포함하는 것인 방사선 소스.
  16. 제15항에 있어서, 내부 플래토는 방사선 인서트의 디스크 부분을 향해 연장되는 것인 방사선 소스.
  17. 제16항에 있어서, 캡슐은 외측 덮개를 더 포함하고, 외측 덮개는 방사선 소스와 맞닿는 내부 덮개를 수용하는 블라인드 구멍(blind aperture)을 포함하는 것인 방사선 소스.
  18. 방사선 소스로서,
    원환형 형상과 중앙 통로를 지닌 방사선 인서트;
    중앙 통로를 통과하는 차폐 인서트; 및
    방사선 인서트 주위의 캡슐
    을 포함하는 방사선 소스.
  19. 제18항에 있어서, 방사선 인서트는 스트론튬 세라믹, 스트론튬 유리, SrF2, Sr2P207, SrTi03, SrO, Sr2Ti04, SrZr03, SrC03, Sr(Nb03)2, SrSi03, 3SrO.Al203, SrS04, SrB6, SrS, SrBr2, SrC2, SrCl2, SrI2 및 SrW04로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료 또는 화합물로 함유되는 스트론튬-90을 포함하는 것인 방사선 소스.
  20. 방사선 소스로서,
    디스크 형상을 갖는 방사선 인서트; 및
    방사선 인서트 둘레의 캡슐
    을 포함하고, 캡슐의 하나의 벽은 방사선 인서트를 향해 연장되는 내부 플래토를 포함하는 하나의 벽을 갖고,
    방사선 인서트는 스트론튬 세라믹, 스트론튬 유리, SrF2, Sr2P207, SrTi03, SrO, Sr2Ti04, SrZr03, SrC03, Sr(Nb03)2, SrSi03, 3SrO.Al203, SrS04, SrB6, SrS, SrBr2, SrC2, SrCl2, SrI2 및 SrW04로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료 또는 화합물로 함유되는 스트론튬-90을 포함하는 것인 방사선 소스.
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