KR20180032156A - 이온 치료 장치 및 이온 빔을 이용하는 치료 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들에 따른 이온 빔을 이용하는 치료 방법은, 피진단체 내의 타겟 위치로 이온 빔을 주입하는 것, 상기 피진단체 내에 주입된 상기 이온 빔의 브래그 피크 위치를 측정하는 것 및 상기 측정된 브래그 피크 위치를 이용하여 상기 타겟 위치를 조절하는 것을 포함하되, 상기 브래그 피크 위치를 측정하는 것은, 상기 피진단체 내에 생성되는 미세 기포의 위치를 측정하는 것을 포함한다.
Description
본 발명은 이온 빔을 이용하는 이온 치료 장치 및 이를 이용하여 종양을 제거하는 치료 방법에 관한 것이다.
방사선 치료 방법들에는 엑스선(X-ray), 전자선(electron beam) 및 이온 빔(ion beam) 치료법 등이 있다. 엑스선 치료법은 간단한 장치를 이용하여 구현할 수 있는 저렴한 방법이기 때문에, 방사선 치료법들 중에서 보편적으로 사용되고 있다. 전자를 가속기로 가속하여 종양(tumor)에 주입할 경우 종양을 치료할 수 있음이 1950년대에 증명되었지만, 전자선 치료는 1980년대에 전자 가속기의 소형화가 실현됨으로써, 본격적으로 방사선 치료의 한 방법으로 자리를 잡게 되었다. 한편, 엑스선 치료 또는 전자선 치료는 암 세포 내의 수소 결합을 끊음으로써, 암의 디엔에이(DNA)를 파괴하지만, 진행 경로 상에 존재하는 건강한 세포들을 심각하게 손상시키는 부작용을 수반하였다. 이러한 정상 세포에 대한 피폭의 문제를 줄이기 위한 방법으로 아이엠알티(Intensity-Modulated Radiation Therapy: IMRT) 또는 단층 치료기(Tomo Therapy), 사이버 나이프(Cyber Knife) 등의 기술이 개발되었지만, 이들은 상술한 부작용을 완전하게 해결하지 못하였다.
이온 빔 치료법은 엑스선 치료 또는 전자선 치료에서의 부작용을 경감시킬 수 있는 치료 수단으로 주목받고 있다. 이온 빔이 물질을 투과하기 위해서는, 전자와 마찬가지로 가속되어 빠른 속도를 가져야 한다. 비록 이온 빔이 어떤 물질을 투과하게 될 경우 점차 속도가 감소하지만, 이온 빔은 정지하기 직전에 가장 많은 전리 에너지 손실(energy loss of ionizing radiation)을 겪는다. 이러한 현상은, 1903년에 이를 발견한 윌리엄 헨리 브래그(William Henry Bragg)의 이름을 따서, 브래그 피크(Bragg Peak)라고 불린다. 이온 빔 치료법의 경우, 이온들의 속도를 정확하게 제어할 경우, 악성 종양들에 대한 선택적이면서 국소적인 치료가 가능하다. 몸속 깊은 곳에 종양이 위치할 경우 몸 밖에서 매우 큰 에너지의 양성자 혹은 이온을 가속시켜야 한다.
인체 조직으로 입사되는 이온 빔의 브래그 피크는, 동일한 크기의 운동 에너지를 가진 경우에도 환자별로 다르게 형성될 수 있다. 인체 내 장기 구조 및 개인별 상이한 세포 구성 성분으로 인해 오차가 생길 수 있고, 위치 정보의 오류로 입사 방향 등 초기 조건이 정확하지 않을 수 있기 때문이다. 따라서, 이온 빔을 인체 내에 주입하면서 실시간으로 브래그 피크를 확인할 수 있는 기술의 개발이 시급하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 피진단체 내의 종양 제거함과 동시에 피진단체 내의 브래그 피크를 형성하는 위치를 진단할 수 있는 이온 치료 장치 및 치료 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 이온 빔을 이용하는 치료 방법은, 피진단체 내의 타겟 위치로 이온 빔을 주입하는 것, 상기 피진단체 내에 주입된 상기 이온 빔의 브래그 피크 위치를 측정하는 것 및 상기 측정된 브래그 피크 위치를 이용하여 상기 타겟 위치를 조절하는 것을 포함하되, 상기 브래그 피크 위치를 측정하는 것은, 상기 피진단체 내에 생성되는 미세 기포의 위치를 측정하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 이온 빔을 주입하는 것과 상기 브래그 피크 위치를 측정하는 것은 동시에 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 타겟 위치를 조절하는 것은, 상기 측정된 브래그 피크 위치를 기준으로 상기 이온 빔의 주입 방향 및 세기 중 적어도 하나를 조절하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 브래그 피크 위치를 측정하는 것은 상기 피진단체 내로 X선을 주입하는 것, 상기 X선으로부터 상기 피진단체의 X선 영상을 획득하는 것, 및 상기 X선 영상으로부터 상기 이온 빔 내에 생성된 상기 미세 기포의 위치를 측정하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 X선 영상은 X선 위상차 영상, X선 감산 영상, X선 위상차 감산 영상, 및 X선 단층 영상 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이온 빔과 상기 X선은 상기 피진단체 내의 상기 타겟 위치로 주입되되, 상기 피진단체를 향하는 상기 이온 빔의 주입 방향과 상기 피진단체를 향하는 상기 X선의 주입 방향은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이온 빔을 주입하는 것과 상기 X선을 주입하는 것은 상기 피진단체를 기준으로 회전되며 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 미세 기포의 직경은 약 수백 Å 내지 수백 um일 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 이온 빔을 이용한 치료 방법은, 피진단체 내로 이온 빔을 주입하는 것, 상기 이온 빔이 주입되는 상기 피진단체 내로 X선을 주입하는 것, 상기 X선으로부터 상기 피진단체의 X선 영상을 획득하는 것, 상기 X선 영상으로부터 상기 이온 빔 내에 생성된 미세 기포의 위치를 측정하여 상기 이온 빔의 브래그 피크 위치를 검사하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 미세 기포의 직경은 약 수백 Å 내지 수백 um일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 X선 영상은 X선 위상차 영상, X선 감산 영상, X선 위상차 감산 영상, 및 X선 단층 영상 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이온 빔과 상기 X선은 상기 피진단체 내의 상기 타겟 위치로 주입되되, 상기 피진단체를 향하는 상기 이온 빔의 주입 방향과 상기 피진단체를 향하는 상기 X선의 주입 방향은 서로 중첩되지 않을 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 이온 치료 장치는, 이온 빔을 생성하는 이온 빔 생성부, 피진단체로 상기 이온 빔을 주입하는 이온 빔 주입부, 상기 피진단체를 둘러싸도록 배치되어, 상기 피진단체를 중심으로 회전되는 갠트리 및 상기 피진단체 내의 미세 기포를 측정하는 X선 영상 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 X선 영상 장치는 X선 위상차 영상 장치, X선 감산 영상 장치, X선 위상차 감산 영상 장치, 및 X선 단층 영상 장치 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 이온 빔 주입부는 상기 갠트리의 일측에 결합될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 피진단체 내의 미세 기포가 형성된 위치를 확인함으로써, 이온 빔의 브래그 피크 위치를 확인할 수 있다. 이에 따라, 종양 제거와 동시에 종양 제거 위치 정보를 얻을 수 있다. 또한 종양 제거 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있고, 이에 따른 피드백(일 예로, 타겟 위치 조절)이 가능할 수 있다.
도 1은 이온 빔을 이용하여 피진단체 내의 종양을 제거하는 것을 보여주는 도면이다.
도 2는 이온 빔이 브래그 피크를 형성하는 브래그 피크 위치에서, 미세 기포가 형성되는 것을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 치료 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 갠트리를 정면에서 바라보는 도면이다.
도 5는 도 3의 X선 영상 장치가 이미징하는 것을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3의 이온 치료 장치를 이용하여 피진단체 내의 종양을 제거하는 치료 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 2는 이온 빔이 브래그 피크를 형성하는 브래그 피크 위치에서, 미세 기포가 형성되는 것을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 치료 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 갠트리를 정면에서 바라보는 도면이다.
도 5는 도 3의 X선 영상 장치가 이미징하는 것을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 3의 이온 치료 장치를 이용하여 피진단체 내의 종양을 제거하는 치료 방법을 보여주는 플로우 차트이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 이온 빔(IB)을 이용하여 피진단체(T) 내의 종양을 제거하는 것을 보여주는 도면이다. 피진단체(T) 내의 종양 세포들을 포함하는 종양 부위(C)로 이온 빔(IB)을 주입할 수 있다. 이온 빔(IB)은 탄소 이온 또는 양이온일 수 있다. 종양 부위(C)와 충돌한 이온 빔(IB)은 활성 산소들을 발생시켜 종양 부위(C)의 종양 세포들을 교란시킴으로써, 종양 세포들의 성장을 저해하거나 또는 종양 세포들을 괴사시킬 수 있다. 또한, 이온 빔(IB)이 종양 부위(C)의 종양 세포들을 교란시키는 것은, 종양 세포의 DNA 이중 나선을 교란하거나, 또는 종양 세포의 핵 내의 대사 과정을 교란하는 것일 수 있다. 이온 빔(IB)은 자기공명영상 촬영장치(Magnetic Resonance Imaging: MRI), 컴퓨터 단층촬영장치(Computer Tomography: CT), 양전자 방출 단층촬영장치(Positron Emission Tomography: PET), 초음파(ultrasonics wave) 기기 등과 같은 영상 진단 기기로부터 얻어진 종양 부위(C)의 위치에 설정되어 주입될 수 있다. 따라서, 이온 빔(IB)은 종양 부위(C)에 도달할 때 브래그 피크(Bragg Peak)를 형성하도록 특정 에너지 및 특정 방향으로 입사될 수 있다. 이 때, 이온 빔(IB)이 의도된 위치, 즉 종양 부위(C)에서 브래그 피크(Bragg Peak)를 형성하는 것이 중요하다. 이온 빔(IB)이 브래그 피크(Bragg Peak)를 형성하는 위치에서, 반치폭(d1)이 형성될 수 있다.
도 2는 이온 빔(IB)이 브래그 피크를 형성하는 브래그 피크 위치(BS)에서, 미세 기포(FB)가 형성되는 것을 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 피진단체 내의 타겟 위치(TS)로 주입되는 이온 빔(IB)이 분포될 수 있는 이온 빔 분포 가능 영역(IA) 중, 브래그 피크가 형성되는 브래그 피크 위치(BS)에서 미세 기포(FB)가 형성될 수 있다. 미세 기포(FB)의 직경은 약 수백 Å 내지 수백 um일 수 있다. 일 예로, 미세 기포(FB)의 직경은 약 100 Å 내지 200 um일 수 있다. 도 2와 같이, 브래그 피크 위치(BS)와 타겟 위치(TS)가 서로 일치하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 치료 장치(10)를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 4는 도 3의 갠트리(200)를 정면에서 바라보는 도면이다. 도 5는 도 3의 X선 영상 장치(300)가 이미징하는 것을 개략적으로 보여주는 도면이다. 이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 치료 장치(10)를 설명한다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 이온 치료 장치(10)는 이온 빔 생성부(110), 이온 빔 전달부(120), 이온 빔 주입부(130), 갠트리(200), X선 영상 장치(300) 및 제어기(400)를 포함할 수 있다.
이온 빔 생성부(110)는 이온 빔(IB)을 생성할 수 있다. 이온 빔 생성부(110)는 일 예로, 사이클로트론 또는 싱클로트론일 수 있다. 또한, 이와 달리, 이온 빔 생성부(110)는 레이저 가속 기반 생성 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이온 빔(IB)은 양성자 빔 또는 탄소 이온 빔일 수 있으나, 이온의 종류는 이에 제한되지 않는다.
이온 빔 전달부(120)는 이온 빔 생성부(110)에서 생성된 이온 빔(IB)을 이온 빔 주입부(130)로 전달할 수 있다. 이온 빔 전달부(120)는 일 예로, 진공 튜브일 수 있다. 도시하지 않았으나, 이온 빔 전달부(120)는 진공 튜브를 감싸도록 제공되어 진공 튜브 내에 자기장을 생성할 수 있는 마그네틱 코일을 더 포함할 수 있다.
이온 빔 주입부(130)는 피진단체(T)의 타겟 위치로 이온 빔(IB)을 주입할 수 있다. 이온 빔 주입부(130)는 갠트리(200)의 일측에 결합될 수 있다. 일 예로, 이온 빔 주입부(130)는 갠트리(200)의 내측에 결합될 수 있다. 이온 빔 주입부(130)는 갠트리(200)에 결합되어, 피진단체(T)를 기준으로 회전하며 다양한 각도에서 피진단체(T)로 주입될 수 있다. 이온 빔 주입부(130)는 도시하지 않았으나, 이온 빔(IB)의 주입 방향을 제어하는 편향판들을 포함할 수 있고, 이온 빔(IB)의 에너지를 조절하여 이온 빔(IB)의 주입 깊이를 제어할 수 있다.
갠트리(200)는 원통형으로 제공될 수 있다. 갠트리(200)는 피진단체(T), 이온 빔 주입부(130), 및 X선 영상 장치(300)가 제공되는 내부 공간(210)을 제공할 수 있다. 갠트리(200)는 피진단체(T)를 기준으로 회전될 수 있다.
X선 영상 장치(300)는 피진단체(T) 내에 형성되는 미세 기포(FB)의 위치를 측정할 수 있다. X선 영상 장치(300)는 X선 위상차 영상 장치, X선 감산 영상 장치, X선 위상차 감산 영상 장치, 및 X선 단층 영상 장치 중 적어도 하나일 수 있다. 브래그 피크 위치에서 미세 기포(FB)가 형성되면 해당 위치의 밀도가 낮아지고, X선 감쇠도가 상이해져 이를 통과하는 X선의 위상 변화도 상이해진다. 즉, X선 영상을 비교하면 미세 기포(FB)가 형성된 위치에서 미세 기포(FB) 형성 전후의 감쇠도 차이가 발생할 수 있다. 또한 형성된 미세 기포는 통과하는 X선의 위상 변화량을 바꾸기 때문에, 미세 기포(FB) 형성 전후의 X선 위상차 영상을 분석하면 미세 기포(FB)가 형성된 위치를 파악할 수 있다. 미세 기포(FB)가 다량 형성되는 경우, X선 단층 촬영 영상에서 미세 기포(FB)의 3차원 분포를 직접 확인하는 것도 가능할 것이다. 이하 본 명세서에서는, X선 영상 장치가 X선 위상차 영상 장치인 것을 예로 들어 설명한다.
X선 영상 장치(300)는 X선 생성부(310), X선 검출부(320), 및 제1 및 제2 격자들(332,334)을 포함할 수 있다. X선 생성부(310)와 제1 격자(332)는 피진단체(T)를 기준으로 일측에 배치되고, X선 검출부(320)와 제2 격자(334)는 피진단체(T)를 기준으로 일측과 대향되는 타측에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 격자들(332,334)은 X선 생성부(310)와 X선 검출부(320) 사이의 X선의 주입 경로 상에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 격자들(332,334)은 피진단체(T)를 기준으로 서로 동일한 거리만큼 이격되도록 배치될 수 있다. X선 검출부(320)는 피진단체(T) 내의 미세 기포(FB)의 위치를 이미징할 수 있다. X선 생성부(310), X선 검출부(320), 및 제1 및 제2 격자들(332,334)은 갠트리(200)와 연동되어, 피진단체(T)를 기준으로 회전될 수 있다.
X선 생성부(310)로부터 주입되는 X선(X)과 이온 빔 주입부(130)로부터 주입되는 이온 빔(IB)은 피진단체(T)의 타겟 위치(TS)로 설정되어 주입될 수 있다. 이 때, 피진단체(T)로 주입되는 X선(X)의 주입 방향과 피진단체(T)로 주입되는 이온 빔(IB)의 주입 방향은 서로 중첩되지 않을 수 있다. 다시 말해서, 갠트리(200) 내에서, 피진단체(T) 내의 타겟 위치(TS)를 제외하고는, 피진단체(T) 내로 주입되는 이온 빔(IB)과 X선(X)이 공간적으로 중첩되지 않을 수 있다.
제어기(400)는 이온 빔 생성부(110), 이온 빔 전달부(120), 이온 빔 주입부(130), 갠트리(200), 및 X선 영상 장치(300)를 제어할 수 있다. 일 예로, 제어기(400)는 이온 빔(IB)의 주입 시기, 주입 방향, 에너지 세기 등을 제어할 수 있고, X선 영상 장치(300)의 X선 주입 시기 및 주입 방향 등을 제어할 수 있다.
도 6은 도 3의 이온 치료 장치(10)를 이용하여 피진단체(T) 내의 종양을 제거하는 치료 방법을 보여주는 플로우 차트이다. 이하, 도 6을 참조하여 이온 빔(IB)을 이용하여 치료하는 방법을 설명한다.
먼저, 피진단체(T) 내의 타겟 위치(TS)로 이온 빔(IB)을 주입할 수 있다(S100). 이온 빔 생성부(110)에서 생성된 이온 빔(IB)은 이온 빔 전달부(120)를 통해 이온 빔 주입부(130)로 유도되고, 이온 빔 주입부(130)에서 타겟 위치(TS)로 주입될 수 있다. 이온 빔 주입부(130)는 갠트리(200)와 결합되어, 피진단체(T)를 기준으로 회전되며 다양한 각도에서 이온 빔(IB)을 주입할 수 있다. 이온 빔(IB)은 양성자 빔 또는 탄소 이온 빔일 수 있으나, 이온의 종류는 이에 제한되지 않는다.
이어서, 제어기(400)는 피진단체(T) 내의 이온 빔(IB)의 브래그 피크 위치(BS)를 측정할 수 있다(S200). 브래그 피크 위치(BS)를 측정하는 것은 피진단체(T) 내의 미세 기포(FB)의 위치를 측정하는 것을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 브래그 피크 위치(BS)에서 미세 기포(FB)가 생성되기 때문에, 미세 기포(FB)의 위치를 브래그 피크 위치(BS)로 검출할 수 있다. 미세 기포(FB)의 위치는 X선 영상 장치(300)를 이용하여 측정할 수 있다.
보다 구체적으로, 피진단체(T) 내로 X선(X)을 주입할 수 있다(S220). X선(X)을 주입하는 것은 이온 빔(IB)을 주입하는 것과 동시에 수행될 수 있다. X선 생성부(310)는 갠트리(200)와 연동되어, 피진단체(T)를 기준으로 회전되며 X선(X)을 주입할 수 있다. 피진단체(T)로 향하는 X선(X)의 주입 방향과 피진단체(T)로 향하는 이온 빔(IB)의 주입 방향은 서로 중첩되지 않을 수 있다. X선(X)으로부터 피진단체(T)의 X선 영상을 획득할 수 있다(S240). X선 영상은 피진단체(T)를 기준으로 다양한 각도에서 측정하여 검출할 수 있다. X선 영상은 X선 위상차 영상, X선 감산 영상, X선 위상차 감산 영상, 및 X선 단층 영상 중 적어도 하나일 수 있다. X선 영상으로부터, 미세 기포(FB)의 위치를 측정할 수 있다(S260). 일 예로, 이온 빔(IB)이 피진단체(T) 내로 주입되기 전의 X선 영상을 획득하고, 이온 빔(IB)이 주입된 이후의 X선 영상을 획득하여, 이온 빔(IB) 주입 전후의 X선 영상들을 감산(subtraction)하여 X선 감산 영상을 생성할 수 있다. 이를 통해, 미세 기포(FB)가 생성되는 브래그 피크의 위치(BS)를 감산 영상에서 직접 파악할 수 있다.
제어기(400)는 측정된 브래그 피크 위치(BS)를 이용하여, 타겟 위치(TS)를 조절할 수 있다(S300). 일 예로, 제어기(400)는 브래그 피크 위치(BS)를 기준으로, 이온 빔(IB)의 주입 방향 및 세기 중 적어도 하나를 조절하여 타겟 위치(TS)를 조절할 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 피진단체(T) 내의 미세 기포(FB)가 형성된 위치를 확인함으로써, 이온 빔(IB)의 브래그 피크 위치(BS)를 확인할 수 있다. 이에 따라, 종양 제거와 동시에 종양 제거 위치 정보를 얻을 수 있다. 또한 종양 제거 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있고, 이에 따른 피드백(일 예로, 타겟 위치 조절)이 가능할 수 있다.
이상의 본 명세서에서는, 브래그 피크 형성 위치에서 미세 기포가 형성되는 것을 예로 들어 설명하였다. 이와 달리, 이온 빔의 주입 경로 상에서 미세 기포가 형성될 수 있으나, 브래그 피크 위치에서 생성되는 미세 기포에 비해 미미한 양이므로, 미세 기포의 생성 여부는 피진단체 내의 브래그 피크 위치 정보를 주는 지표(Indicator)로 기능할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Claims (16)
- 피진단체 내의 타겟 위치로 이온 빔을 주입하는 것;
상기 피진단체 내에 주입된 상기 이온 빔의 브래그 피크 위치를 측정하는 것; 및
상기 측정된 브래그 피크 위치를 이용하여 상기 타겟 위치를 조절하는 것을 포함하되,
상기 브래그 피크 위치를 측정하는 것은, 상기 피진단체 내에 생성되는 미세 기포의 위치를 측정하는 것을 포함하는 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이온 빔을 주입하는 것과 상기 브래그 피크 위치를 측정하는 것은 동시에 수행되는 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 타겟 위치를 조절하는 것은, 상기 측정된 브래그 피크 위치를 기준으로 상기 이온 빔의 주입 방향 및 세기 중 적어도 하나를 조절하는 것을 포함하는 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 브래그 피크 위치를 측정하는 것은:
상기 피진단체 내로 X선을 주입하는 것;
상기 X선으로부터 상기 피진단체의 X선 영상을 획득하는 것; 및
상기 X선 영상으로부터 상기 이온 빔 내에 생성된 상기 미세 기포의 위치를 측정하는 것을 포함하는 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 X선 영상은 X선 위상차 영상, X선 감산 영상, X선 위상차 감산 영상, 및 X선 단층 영상 중 적어도 하나인 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 이온 빔과 상기 X선은 상기 피진단체 내의 상기 타겟 위치로 주입되되, 상기 피진단체를 향하는 상기 이온 빔의 주입 방향과 상기 피진단체를 향하는 상기 X선의 주입 방향은 서로 중첩되지 않는 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 이온 빔을 주입하는 것과 상기 X선을 주입하는 것은 상기 피진단체를 기준으로 회전되며 수행되는 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 미세 기포의 직경은 약 수백 Å 내지 수백 um인 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 피진단체 내로 이온 빔을 주입하는 것;
상기 이온 빔이 주입되는 상기 피진단체 내로 X선을 주입하는 것;
상기 X선으로부터 상기 피진단체의 X선 영상을 획득하는 것;
상기 X선 영상으로부터 상기 이온 빔 내에 생성된 미세 기포의 위치를 측정하여 상기 이온 빔의 브래그 피크 위치를 검사하는 것을 포함하는 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 미세 기포의 직경은 약 수백 Å 내지 수백 um인 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 X선 영상은 X선 위상차 영상, X선 감산 영상, X선 위상차 감산 영상, 및 X선 단층 영상 중 적어도 하나인 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 이온 빔과 상기 X선은 상기 피진단체 내의 상기 타겟 위치로 주입되되, 상기 피진단체를 향하는 상기 이온 빔의 주입 방향과 상기 피진단체를 향하는 상기 X선의 주입 방향은 서로 중첩되지 않는 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 브래그 피크 위치를 이용하여 상기 타겟 위치를 조절하는 것을 더 포함하되,
상기 타겟 위치를 조절하는 것은, 상기 브래그 피크 위치를 기준으로 상기 이온 빔의 주입 방향 및 세기 중 적어도 하나를 조절하는 것을 포함하는 이온 빔을 이용하는 치료 방법.
- 이온 빔을 생성하는 이온 빔 생성부;
피진단체로 상기 이온 빔을 주입하는 이온 빔 주입부;
상기 피진단체를 둘러싸도록 배치되어, 상기 피진단체를 중심으로 회전되는 갠트리; 및
상기 피진단체 내의 미세 기포의 위치를 측정하는 X선 영상 장치를 포함하는 이온 치료 장치.
- 제 14 항에 있어서,
상기 X선 영상 장치는 X선 위상차 영상 장치, X선 감산 영상 장치, X선 위상차 감산 영상 장치, 및 X선 단층 영상 장치 중 적어도 하나인 이온 치료 장치.
- 제 14 항에 있어서,
상기 이온 빔 주입부는 상기 갠트리의 일측에 결합되는 이온 치료 장치.
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|---|---|---|---|
| US15/711,925 US10434336B2 (en) | 2016-09-21 | 2017-09-21 | Ion therapy device and therapy method using ion beam |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170017744A KR20180032156A (ko) | 2016-09-21 | 2017-02-08 | 이온 치료 장치 및 이온 빔을 이용하는 치료 방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11276174B2 (en) | 2019-02-21 | 2022-03-15 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for magnetic resonance imaging thermometry |
| US11403760B2 (en) * | 2019-02-21 | 2022-08-02 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for magnetic resonance imaging thermometry |
| US11426229B2 (en) | 2019-02-21 | 2022-08-30 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for magnetic resonance imaging thermometry |
-
2017
- 2017-02-08 KR KR1020170017744A patent/KR20180032156A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11276174B2 (en) | 2019-02-21 | 2022-03-15 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for magnetic resonance imaging thermometry |
| US11403760B2 (en) * | 2019-02-21 | 2022-08-02 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for magnetic resonance imaging thermometry |
| US11426229B2 (en) | 2019-02-21 | 2022-08-30 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for magnetic resonance imaging thermometry |
| US11896288B2 (en) | 2019-02-21 | 2024-02-13 | Medtronic Navigation, Inc. | Method and apparatus for magnetic resonance imaging thermometry |
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