KR20180056482A - 3d scattering radiation imager, radiation medical apparatus having the same and method for placing the 3d scattering radiation imager - Google Patents

3d scattering radiation imager, radiation medical apparatus having the same and method for placing the 3d scattering radiation imager Download PDF

Info

Publication number
KR20180056482A
KR20180056482A KR1020160154335A KR20160154335A KR20180056482A KR 20180056482 A KR20180056482 A KR 20180056482A KR 1020160154335 A KR1020160154335 A KR 1020160154335A KR 20160154335 A KR20160154335 A KR 20160154335A KR 20180056482 A KR20180056482 A KR 20180056482A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radiation
detector
energy
unit
scattered
Prior art date
Application number
KR1020160154335A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101948800B1 (en
Inventor
이원호
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020160154335A priority Critical patent/KR101948800B1/en
Priority to US16/063,469 priority patent/US20180368786A1/en
Priority to PCT/KR2016/014278 priority patent/WO2017105024A1/en
Publication of KR20180056482A publication Critical patent/KR20180056482A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101948800B1 publication Critical patent/KR101948800B1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4266—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of detector units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5205—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis

Abstract

The present invention relates to a three-dimensional scattered radiation imaging apparatus and a medical radiation apparatus including the same. The three-dimensional scattered radiation imaging apparatus can reconfigure the radiation information, which is from the radiation rays scattered on the human body in a radiation treatment operation and conventionally treated as noises, and uses reconfigured images to determine the radiation ray emission locations and dose distribution. According to the present invention, the three-dimensional scattered radiation imaging apparatus includes: a detection unit including a first detector detecting the location and energy of radiation rays emitted from a radiation source and scattered by a target, a second detector detecting the location and energy of the radiation rays passing through the first detector, and a third detector detecting the location and energy of the radiation rays passing through the second detector; a signal processing unit which receives the information on the location and energy of the radiation rays detected by the first to third detectors to obtain the location of the radiation source by reverse-tracking the incidence directions of the radiation rays; and an image processing unit receiving the information from the signal processing unit and forming images with the received information. The three-dimensional scattered radiation imaging apparatus can measure the emission location and dose distribution of the radiation rays by using a detection method using a multi-scattering technique in a radiation treatment operation.

Description

3차원 산란 방사선 영상장치와 이를 갖는 방사선 의료장비 및 3차원 산란 방사선 영상장치의 배치 방법{3D SCATTERING RADIATION IMAGER, RADIATION MEDICAL APPARATUS HAVING THE SAME AND METHOD FOR PLACING THE 3D SCATTERING RADIATION IMAGER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a three-dimensional scattering radiation imaging apparatus, a radiation medical apparatus having the same, and a method for arranging the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus.

본 발명은 방사선 영상장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방사선 치료 시 인체에서 산란되어 잡음으로 취급하는 방사선 정보를 재구성하고, 재구성된 영상을 이용하여 방사선 조사 위치와 선량 분포를 판별할 수 있는 3차원 산란 방사선 영상장치와 이를 갖는 방사선 의료장비 및 3차원 산란 방사선 영상장치의 배치 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radiation imaging apparatus, and more particularly, to a radiation imaging apparatus that reconstructs radiation information that is scattered in the human body during radiation therapy and treats the radiation as noise, A scattering radiation imaging apparatus, a radiation medical apparatus having the same, and a method of arranging the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus.

최근 들어 삶의 질이 향상되면서 고급 의료기 산업의 중요성이 증대되고 있다. 그 중 영상진단기기는 전체 의료기 시장의 70% 이상을 차지하는 대표적인 첨단 고부가가치 산업이라 할 수 있다.Recently, as the quality of life has improved, the importance of the advanced medical device industry is increasing. Among them, the image diagnostic device is a high-tech high value-added industry that accounts for more than 70% of the whole medical device market.

영상진단기기 기술은 인체의 기관, 조직, 세포 및 분자의 구조, 기능, 대사 및 성분 등에 대한 정보를 정량적으로 영상화하여 질병의 진단 및 치료에 필수적인 자료를 추출, 가공, 해석, 관리 및 출력하는 기술의 총칭이다. 최근의 기술 발전에 따른 고해상도 생체영상기술은 IT, BT 및 NT 등 융합형 기술로써, 기존의 기술로는 정확히 진단하기 힘든 질병들의 진단 및 질병이 완전히 발현되기 이전의 조기 진단을 가능하게 하는 차세대 핵심기술 중의 하나이다.Imaging diagnostic technology is a technology that extracts, processes, analyzes, manages and outputs data essential for the diagnosis and treatment of diseases by quantitatively imaging information on structures, functions, metabolism and components of the organs, tissues, cells and molecules of the human body . The high-resolution biomedical imaging technology according to recent technology development is a convergence type technology such as IT, BT and NT. It is a next-generation core that enables diagnoses of diseases that are difficult to accurately diagnose by existing technologies and early diagnosis before diseases are fully manifested Technology.

영상진단기기로는 X-선 촬영기기, 전산화 단층촬영기(Computed Tomography: CT), 자기공명상상진단기(Magnetic Resonance Imaging: MRI), 초음파 영상진단기(Diagnostic Ultrasound Scanner), 양전자 방사 단층촬영기(Positron Emission Tomography: PET) 등이 있으며, 이중 방사성 영상진단기로는 X-선 촬영기기, 전산화 단층촬영기, 양전자 방사 단층촬영기를 들 수 있다.Imaging equipment includes X-ray equipment, Computed Tomography (CT), Magnetic Resonance Imaging (MRI), Diagnostic Ultrasound Scanner, Positron Emission Tomography : PET). Radiographic imaging devices include X-ray equipment, computed tomography, and positron emission tomography.

이러한 진단 영상기기는 비침습적으로 종양을 보여줄 수도 있고, 주위 조직 침범 여부와 크기에 대한 의사의 접근을 도와주는 것을 가능하게 한다. 이러한 영상에 의한 검사는 현대 진단의학에서 없어서는 안 되는 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 또한 빠른 속도의 연산이 가능한 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어 기술의 발달은 단순 2차원 영상보다는 3차원 영상을 이용하여 진단하는 것을 가능하게 하였고, 최근 영상 진단기기는 영상진단기기 전 분야에 걸쳐서 촬영시간의 단축, 고해상도, 입체화되어 가는 추세로 다양한 진단 분석 방법이 개발되고 있다.These diagnostic imaging devices can show the tumor noninvasively and enable physicians to access the surrounding tissues whether they are invading or not. This image-based examination is an essential part of modern diagnostic medicine. In addition, the development of computer hardware and software technology capable of high - speed computation makes it possible to make a diagnosis using three - dimensional image rather than a simple two - dimensional image. In recent years, Various diagnostic analysis methods are being developed with high resolution and solidification trend.

한편, 방사선 치료시 일반적으로 조사되는 방사선의 조사 위치와 선량 분포는 방사선 조사 계획 단계에서 전산 예측 하거나, 물 또는 인체와 유사한 팬텀을 놓고 그 안에 유리 선량계나 이온 챔버를 넣고서 실험값을 측정하는 방식을 사용한다.On the other hand, the irradiation position and the dose distribution, which are generally irradiated during the radiation treatment, are calculated by computerized prediction in the radiation irradiation planning stage or by putting a phantom similar to water or human body into the glass dosimeter or ion chamber and measuring the experimental value do.

그런데 이러한 예측 전산 모사나 예비 실험은 실제 방사선 조사시의 환경과 다를 수 있으며 이로 인한 불확실성이 존재한다. 또한 비슷한 환경이라 할지라도 실제 조사에 따른 실측치의 변화로 인해 예측 정확도의 한계가 존재한다. 조사 중의 측정 방식으로 필름 또는 EPID를 환자를 기준으로 치료 방사선 입사 방향의 반대쪽에 위치하고 사용하지만, 영상의 분해능이 떨어지며 방사선 조사 방향 선상에 위치 해야 하므로, 2차원 영상에 한정되어 3차원 영상획득 시 전산적으로만 예측할 수 있다.However, these predictive computational simulations and preliminary experiments may be different from the actual irradiation environment and there is uncertainty about them. Also, even in a similar environment, there is a limit to the accuracy of prediction due to the change of the actual measured values. Since the film or the EPID is located on the opposite side of the direction of the incident radiation from the patient based on the measurement method during the irradiation but the resolution of the image is poor and it should be positioned on the radiation direction of the radiation, It can be predicted only by enemy.

대한민국 공개특허공보 제2001-0097505호 (2001. 11. 08)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0097505 (November 11, 2001) 대한민국 공개특허공보 제2015-0091812호 (2015. 08. 12)Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0091812 (Aug. 12, 2015) 대한민국 등록특허공보 제1527939호 (2015. 06. 10)Korean Patent Registration No. 1527939 (Jun. 10, 2015)

본 발명은 상술한 것과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방사선 검출을 위한 검출기를 3차원 배치 또는 방사선 의료장비와 융합하여 인체에 조사된 후 산란되는 방사선 정보를 영상으로 재구성함으로써 실시간으로 방사선의 조사 위치와 선량 분포를 3D 측정 할 수 있는 3차원 산란 방사선 영상장치와 이를 갖는 방사선 의료장비 및 3차원 산란 방사선 영상장치의 배치 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a radiographic image capturing apparatus, Dimensional scattering radiation imaging apparatus capable of measuring the irradiation position and the dose distribution of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus, and a method of arranging the radiation medical apparatus and the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus having the same.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 3차원 산란 방사선 영상장치는, 방사선원에서 조사되어 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 1 검출기와, 상기 제 1 검출기에서 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 2 검출기와, 상기 제 2 검출기에서 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 3 검출기를 구비하는 검출부; 상기 검출부의 제 1 검출기, 제 2 검출기 및 제 3 검출기가 검출한 방사선의 위치와 에너지에 대한 정보를 수신하여 방사선의 입사 방향을 역추적하는 방식으로 상기 방사선원의 위치를 구하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부로부터 정보를 수신하여 영상으로 나타내는 영상처리부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional scattering radiation imaging apparatus including a first detector for detecting a position and an energy of radiation radiated from a radiation source and scattered from a target object, A second detector for detecting the position and the energy, and a third detector for detecting the position and energy of the radiation scattered in the second detector; A signal processing unit for receiving the information about the position and the energy of the radiation detected by the first detector, the second detector and the third detector of the detection unit and determining the position of the radiation source in such a manner as to track back the incident direction of the radiation; And an image processor receiving the information from the signal processor and displaying the image as an image.

상기 검출부는 상기 제 1 검출기, 제 2 검출기 및 제 3 검출기가 각각 섬광체와 광센서를 구비하는 컴프턴 카메라 구조로 이루어질 수 있다.The detection unit may be a complement camera structure in which the first detector, the second detector, and the third detector each include a scintillator and an optical sensor.

상기 검출부는 상기 제 1 검출기, 제 2 검출기 및 제 3 검출기가 각각 CdTe, CZT, TlBr 중에서 선택되는 반도체 물질을 구비하는 컴프턴 카메라 구조로 이루어질 수 있다.The detector may comprise a compact camera structure in which the first detector, the second detector, and the third detector each comprise a semiconductor material selected from among CdTe, CZT, and TlBr.

상기 신호처리부는 상기 방사선원에서 상기 대상체에 조사되는 방사선의 방향을 알 때, 아래의 수학식1 및 수학식2를 통해 수학식3으로 표현되고 상기 대상체에 흡수되는 에너지(E)를 산출할 수 있다.The signal processing unit can calculate energy (E) absorbed by the object expressed by Equation (3) using the following Equations (1) and (2) when knowing the direction of the radiation irradiated to the object in the radiation source .

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(hv'는 대상체로부터 산란되는 광자의 에너지, hv는 방사선원의 광자 에너지, θ는 대상체로부터의 산란 각도, m0c2는 전자의 정지 질량)(hv 'is the photon energy scattered from the object, hv is the photon energy of the radiation source, θ is the scattering angle from the object, and m0c 2 is the stop mass of the electron)

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00002
Figure pat00002

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 신호처리부는 상기 방사선원에서 상기 대상체에 조사되는 방사선의 방향을 모를 때, 상기 대상체에서 산란되어 상기 제 1 검출기와 상기 제 2 검출기 및 상기 제 3 검출기로 입사되는 산란 방사선의 에너지와 방향을 검출하고, 이론과 전산 모사값 및 실측값을 비교함으로써 상기 대상체에 조사되는 방사선 선량을 산출할 수 있다.The signal processing unit detects the energy and direction of scattering radiation scattered by the object and incident on the first detector, the second detector, and the third detector when the direction of the radiation irradiated to the object is unknown in the radiation source , The radiation dose to be irradiated to the object can be calculated by comparing the theory with the computed simulation value and the measured value.

상기 신호처리부는 상기 제 1 검출기, 상기 제 2 검출기 및 상기 제 3 검출기로부터 방사선이 산란된 위치를 3차원적으로 나타내고, 상기 대상체에 흡수된 에너지까지 포함하여 총 4차원의 행렬로 만들어 상기 대상체에 흡수된 에너지를 산출할 수 있다.Wherein the signal processing unit three-dimensionally represents a position at which radiation is scattered from the first detector, the second detector, and the third detector, and forms a matrix of a total of four dimensions including the energy absorbed by the object, The absorbed energy can be calculated.

상기 신호처리부는 방사선의 상기 대상체에 입사되는 각도를 모를 때, 방사선 조사 이전에 이루어지는 모의 실험을 통해 상기 대상체에 흡수된 에너지에 대한 절대값을 보정할 수 있다.The signal processing unit can correct the absolute value of the energy absorbed by the target object through simulations performed before the irradiation of the radiation when the angle of the radiation incident on the target object is unknown.

한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 방사선 의료장비는, 대상체에 방사선을 조사하는 방사선 조사유닛; 상기 방사선 조사유닛에서 조사되어 상기 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 검출부와, 상기 검출부가 검출한 방사선의 위치와 에너지에 대한 정보를 수신하여 방사선의 입사 방향을 역추적하는 방식으로 상기 방사선 조사유닛의 위치를 구하는 신호처리부와, 상기 신호처리부로부터 정보를 수신하여 영상으로 나타내는 영상처리부를 구비하는 방사선 검출유닛; 및 상기 방사선 조상유닛 및 상기 방사선 검출유닛을 제어하는 제어기;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a radiological medical apparatus comprising: a radiation irradiation unit for irradiating a target object with radiation; A detector for detecting the position and energy of the radiation irradiated from the irradiation unit and scattered from the object; and a controller for receiving information on the position and energy of the radiation detected by the detector, A radiation detecting unit including a signal processing unit for obtaining a position of the irradiation unit, and an image processing unit for receiving information from the signal processing unit and displaying the image as an image; And a controller for controlling the radiation ancillary unit and the radiation detection unit.

본 발명의 방사선 의료장비는, 상기 방사선 조사유닛을 이동시키는 구동기;를 더 포함하고, 상기 방사선 검출유닛은 상기 방사선 조사유닛과 결합되어 상기 구동기에 의해 상기 방사선 조사유닛과 함께 움직이면서 방사선을 검출할 수 있다.The radiation medical apparatus of the present invention may further include a driver for moving the irradiation unit, wherein the radiation detection unit is combined with the irradiation unit to detect radiation while moving with the irradiation unit have.

본 발명의 방사선 의료장비는, 상기 방사선 조사유닛을 이동시키는 조사유닛 구동기; 및 상기 방사선 검출유닛을 이동시키는 검출유닛 구동기;를 더 포함할 수 있다.The radiation medical apparatus of the present invention may further comprise: an irradiation unit driver for moving the irradiation unit; And a detection unit driver for moving the radiation detection unit.

상기 방사선 검출유닛은 상호 이격되도록 복수로 구비될 수 있다.The plurality of radiation detection units may be spaced apart from each other.

상기 방사선 검출유닛의 검출부는, 상기 방사선 조사유닛에서 조사되어 상기 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 1 검출기와, 상기 제 1 검출기에서 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 2 검출기와, 상기 제 2 검출기에서 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 3 검출기를 포함할 수 있다.Wherein the detection unit of the radiation detection unit includes a first detector that detects the position and energy of the radiation irradiated from the radiation irradiation unit and scattered from the target object and a second detector that detects the position and energy of the radiation scattered by the first detector, Detector and a third detector for detecting the position and energy of the radiation scattered in the second detector.

상기 방사선 검출유닛은 그 검출부가 섬광체와 광센서를 구비하는 컴프턴 카메라 구조를 가질 수 있다.The radiation detection unit may have a complement camera structure in which the detection unit includes a scintillator and an optical sensor.

상기 방사선 검출유닛은 그 검출부가 CdTe, CZT, TlBr 중에서 선택되는 반도체 물질을 구비하는 컴프턴 카메라 구조를 가질 수 있다.The radiation detecting unit may have a complement camera structure in which the detecting unit includes a semiconductor material selected from among CdTe, CZT, and TlBr.

상기 방사선 검출유닛은 상기 대상체에서 산란되는 방사선을 집속하여 상기 검출기로 보내는 집속기를 더 구비할 수 있다.The radiation detection unit may further comprise a focusing unit for focusing the scattered radiation in the object and sending the scattered radiation to the detector.

본 발명의 방사선 의료장비는, 상기 방사선 검출유닛과 결합되어 3차원 영상을 재구성하는 CT 검출기;를 더 포함할 수 있다.The radiological medical equipment of the present invention may further include a CT detector coupled with the radiation detection unit to reconstruct a three-dimensional image.

한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명의 3차원 산란 방사선 영상장치의 배치 방법은, (a) 방사선원에서 조사되어 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 컴프턴 카메라 구조의 검출부와, 상기 검출부가 검출한 방사선의 위치와 에너지에 대한 정보를 수신하여 방사선의 입사 방향을 역추적하는 방식으로 상기 방사선 조사유닛의 위치를 구하는 신호처리부와, 상기 신호처리부로부터 정보를 수신하여 영상으로 나타내는 영상처리부를 구비하는 3차원 산란 방사선 영상장치를 가배치하는 단계; (b) 상기 3차원 산란 방사선 영상장치의 검출부를 이용하여 아래의 수학식1 및 수학식2를 통해 수학식3으로 표현되고 상기 대상체에 흡수되는 에너지(E)를 산출하는 단계;According to another aspect of the present invention, there is provided a method of arranging a three-dimensional scattering radiation imaging apparatus, comprising: (a) detecting a position and energy of radiation scattered from a target object irradiated from a radiation source; A signal processing unit for receiving the information about the position and energy of the radiation detected by the detection unit and obtaining the position of the radiation irradiation unit in such a manner as to track back the incidence direction of the radiation; A three-dimensional scattering radiation imaging apparatus having an image processing unit for displaying the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus; (b) calculating energy (E) absorbed by the target object expressed by Equation (3) using Equation (1) and Equation (2) using the detection unit of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus;

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

(hv'는 대상체로부터 산란되는 광자의 에너지, hv는 방사선원의 광자 에너지, θ는 대상체로부터의 산란 각도, m0c2는 전자의 정지 질량)(hv 'is the photon energy scattered from the object, hv is the photon energy of the radiation source, θ is the scattering angle from the object, and m0c 2 is the stop mass of the electron)

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00005
Figure pat00005

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00006
Figure pat00006

(c) 방사선의 총 감쇄계수(단위길이당 방사선이 반응하여 감쇄되는 확률)와 산란계수(단위 길이당 방사선이 컴프턴 산란하는 확률)의 에너지별 비를 그 에너지에서의 입사 방사선 양을 기준으로 평균하여 구하고, 이 평균화된 비를 통해 상기 (b) 단계에서 산출한 상기 대상체에 흡수되는 에너지(E)와 산란 에너지를 보정하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계에서 보정한 상기 대상체에 흡수되는 에너지(E)와 산란 에너지에 따라 Klein-Nishina 공식에 따른 방사선의 입사 에너지별 산란분포에 맞춰 검출 불확실도를 낮추는 방향으로 상기 3차원 산란 방사선 영상장치의 위치를 조정하는 단계;를 포함한다.(c) The ratio of the energy of the total attenuation coefficient of radiation (the probability that radiation per unit length attenuates by attenuation) and the number of scattering elements (the probability that the radiation per unit length is scattered by the unit length) And correcting the energy (E) absorbed by the object and the scattering energy calculated in the step (b) through the averaged ratio; And (d) calculating a scattering distribution according to Klein-Nishina formula according to the scattering distribution of incident energy of the radiation according to the energy (E) absorbed by the object and the scattering energy corrected in the step (c) And adjusting the position of the scattering radiation imaging device.

위하여 본 발명의 3차원 산란 방사선 영상장치의 배치 방법은, 상기 (b) 단계 내지 상기 (d) 단계를 반복 수행할 수 있다.In order to arrange the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus of the present invention, steps (b) to (d) may be repeated.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치를 구비하는 방사선 의료장비는 종래의 실험체나 전산모사를 사용한 예측을 넘어서 치료 중 실시간으로 방사선을 실측할 수 있고, 종래의 평면 분포를 넘어서서 조사되는 방사선의 3D 분포를 구할 수 있다. 더욱이, 추가적인 선량 조사를 동반하지 않고 결과를 얻을 수 있으므로, 기존 방사선 의료장비에 적용되어 보다 나은 치료 관측이 가능하다.The radiation medical apparatus having the above-described three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to the present invention can measure radiation in real time during treatment beyond the prediction using a conventional test body or computer simulation, The 3D distribution of the irradiated radiation can be obtained. Moreover, since results can be obtained without additional dose studies, better treatment observations are possible with existing radiation medical devices.

또한 본 발명에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치는 방사선 의료장비와 융합된 형태로 설치됨으로써, 방사선 의료장비를 이용한 방사선 치료 중에 다중 산란 기법을 이용한 검출 방법으로 방사선의 조사 위치와 선량 분포를 실시간으로 측정할 수 있다.In addition, the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to the present invention is installed in a form fused with a radiation medical instrument, thereby detecting the irradiation position and the dose distribution of the radiation in real time by using the multi-scattering detection method during the radiation treatment using the radiation medical equipment can do.

또한 본 발명의 3차원 산란 방사선 영상장치의 배치 방법을 이용하면, 3차원 산란 방사선 영상장치의 검출부를 최대 검출효율 및 가장 유효한 검출정보를 얻을 수 있도록 배치할 수 있다.Further, by using the arrangement method of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus of the present invention, the detection unit of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus can be arranged to obtain the maximum detection efficiency and the most effective detection information.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치를 갖는 방사선 의료장비를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 나타낸 방사선 의료장비의 주요 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 3차원 산란 방사선 영상장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 방사선의 컴프턴 산란의 개요도와 공식을 나타낸 것이다.
도 5는 도 1에 나타낸 3차원 산란 방사선 영상장치를 이용하여 방사선원의 위치를 검출하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 6은 도 1에 나타낸 3차원 산란 방사선 영상장치를 배치하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 방사선의 컴프턴 산란에 있어서 Klein-Nishina 공식에 의거한 입사 에너지별 산란 분포를 나타낸 것이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치를 갖는 방사선 의료장비의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.1 is a schematic view of a radiation medical device having a three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a block diagram showing a main configuration of the radiation medical instrument shown in Fig. 1. Fig.
3 schematically shows the configuration of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus shown in FIG.
4 shows an outline and formula of the radiation compton scattering.
FIG. 5 is a view for explaining a method of detecting the position of a radiation source using the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus shown in FIG.
6 is a flowchart showing a method of disposing the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus shown in FIG.
Fig. 7 shows scattering distribution of incident energy according to the Klein-Nishina formula in the radiation of the radiation.
8 to 10 show various modifications of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to the present invention.
FIGS. 11 and 12 show various modifications of the radiation medical apparatus having the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치 및 이를 갖는 방사선 의료장비에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a three-dimensional scattering radiation imaging apparatus and a radiation medical apparatus having the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치를 갖는 방사선 의료장비를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 도 1에 나타낸 방사선 의료장비의 주요 구성을 나타낸 블록도이며, 도 3은 도 1에 나타낸 3차원 산란 방사선 영상장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.FIG. 1 is a schematic view of a radiation medical apparatus having a three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a radiation medical apparatus shown in FIG. 1, Dimensional scattering radiation imaging apparatus shown in FIG.

도 1 내지 도 3에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치를 갖는 방사선 의료장비(100)는, 방사선을 조사하는 방사선 조사유닛(110)과, 방사선 조사 위치와 선량 분포를 검출하는 3차원 산란 방사선 영상장치(130)와, 방사선 조사유닛(110)과 3차원 산란 방사선 영상장치(130)를 제어하는 제어기(140)를 포함한다. 이러한 본 발명에 따른 방사선 의료장비(100)는 실시간으로 보다 정확한 방사선 조사 위치와 선량 분포를 검출할 수 있는 3차원 산란 방사선 영상장치(130)를 구비함으로써, 기존 예측 방식의 실시간 조사 위치 및 선량 분포를 측정이 불가능 하다는 점, 실측 방식에서 방사선 조사 방향과 검출기의 방향이 일치해야만 하는 문제점을 해결하여 실제 치료 환경에서의 불확실성으로부터 오는 오차를 해소할 수 있다. 본 발명에 따른 방사선 의료장비(100)는 LINAC나 Tomotherapy 장비 등 다양한 방사선 의료장비에 적용될 수 있다.1 to 3, a radiation medical apparatus 100 having a three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to an embodiment of the present invention includes a radiation irradiation unit 110 for irradiating radiation, A three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 for detecting a dose distribution, and a controller 140 for controlling the radiation irradiation unit 110 and the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130. The radiation medical device 100 according to the present invention includes a three-dimensional scattering radiation imaging device 130 capable of detecting a more accurate radiation irradiation position and a dose distribution in real time, thereby realizing a real-time irradiation position and a dose distribution In addition, it is possible to solve the problem that the radiation direction and the direction of the detector must coincide with each other in the measurement method, thereby eliminating the error due to the uncertainty in the actual treatment environment. The radiation medical device 100 according to the present invention can be applied to various radiation medical devices such as LINAC and tomotherapy equipment.

방사선 조사유닛(110)은 구동기(120)에 의해 움직여 환자(P)의 주위를 360도 회전하면서 환자(P)에 방사선을 조사한다. 방사선 조사유닛(110)과 구동기(120)는 제어기(140)에 의해 제어된다.The irradiation unit 110 is moved by the driver 120 to irradiate the patient P while rotating 360 degrees around the patient P. [ The irradiation unit 110 and the driving unit 120 are controlled by the controller 140.

3차원 산란 방사선 영상장치(130)는 방사선 조사유닛(110)과 일체형으로 결합된다. 3차원 산란 방사선 영상장치(130)는 구동기(120)에 의해 방사선 조사유닛(110)과 함께 움직여 환자(P)의 주위를 360도 회전하면서 환자(P)로부터 산란되는 방사선을 실시간으로 측정한다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 is integrally coupled to the irradiation unit 110. The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 moves with the radiation irradiation unit 110 by the driver 120 to measure the radiation scattered from the patient P in real time while rotating around the patient P by 360 degrees.

3차원 산란 방사선 영상장치(130)는 방사선 검출유닛(131)을 구비한다. 방사선 검출유닛(131)은 복수의 검출기(132)(133)(134)와, 신호처리부(138)와, 영상처리부(139)를 포함한다. 복수의 검출기(132)(133)(134)는 전자적 집속 방법으로 방사선을 검출하는 컴프턴 카메라 구조의 검출부(131a)를 구성한다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 includes a radiation detection unit 131. The radiation detection unit 131 includes a plurality of detectors 132, 133 and 134, a signal processing unit 138 and an image processing unit 139. The plurality of detectors 132, 133, and 134 constitute a detector 131a of a compton camera structure that detects radiation by an electronic focusing method.

알려진 것과 같이, 컴프턴 카메라는 컴프턴 산란 원리를 이용하여 방사선원의 3차원 분포를 영상화하는 방사선 영상장치이다. 컴프턴 카메라는 산란부(scatterer)와 흡수부(absorber)의 검출기를 포함하며, 산란부와 흡수부로부터 측정된 에너지와 검출 위치 정보를 이용하여 입사된 광자의 방향 정보를 얻는다. 즉, 산란부와 흡수부의 검출 위치로부터 광자가 산란부에서 컴프턴 산란 후 흡수부로 진행한 궤적으로 알 수 있고, 이 궤적을 잇는 축을 생성할 수 있다. 또한 산란부에서 측정된 에너지로부터 산란각을 계산할 수 있으므로, 광자는 생성된 축을 중심으로 산란각의 각도로 입사했음을 알 수 있다. 그러나 입사각은 알 수 없으므로, 산란각의 반각을 갖는 타원추 표면 위의 어느 한 지점에서 광자가 방출되었다는 것을 추정할 수 있다. 원리적으로 이러한 타원추 3개만 있으면 이 타원추들의 교점을 구하여 3차원 공간 상에서 광자가 방출된 원위치를 유추할 수 있게 된다. 이러한 컴프턴 카메라는 기계적 집속 장비 없이 검출기에서 측정된 검출 위치와 에너지 정보만을 이용하여 방사 선원의 위치를 추정하는 전기적 집속(electronic collection) 방식을 사용함으로써, 기계적 집속 장비를 사용하여 단일 광자를 검출하는 기존의 핵의학 영상, 비파괴 검사 및 우주방사선 측정용 방사선 영상 장치들의 여러 가지 한계점들을 극복할 수 있다.As is known, compton cameras are radiation imaging devices that image the three-dimensional distribution of radiation sources using the principle of compound scattering. The compton camera includes a scatterer and an absorber detector, and obtains the direction information of the incident photon using the energy measured from the scatterer and the absorber and the detected position information. That is, the photon can be detected from the detection position of the scattering part and the absorption part by the locus of the photon traveling from the scattering part to the absorption part after the scattering of scattered light, and an axis connecting the locus can be generated. Also, since the scattering angle can be calculated from the energy measured at the scattering portion, it can be seen that the photon is incident at the scattering angle around the generated axis. However, since the angle of incidence is unknown, it can be assumed that the photon was emitted at a point on the surface of the cone with half angle of scatter angle. In principle, if there are only three such cones, it is possible to obtain the intersection point of these cones and to infer the in-situ emitted photons in the three-dimensional space. Such a compact camera uses an electronic collection system that estimates the position of the radiation source using only the detected position and energy information measured by the detector without a mechanical focusing device, thereby detecting a single photon using a mechanical focusing device It is possible to overcome various limitations of existing nuclear medicine imaging, nondestructive testing and radiation imaging devices for space radiation measurement.

도 3 및 도 5를 참조하면, 컴프턴 카메라 구조의 검출부(131a)를 구성하는 복수의 검출기(132)(133)(134)는 상호 이격되도록 설치된다. 이들 검출기(132)(133)(134)는 동일한 구조로 이루어지며, 환자(P) 등 방사선 조사 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출한다. 복수의 검출기(132)(133)(134)는 각각 섬광체(135)와, 광센서(136)와, 전자회로(137)를 구비한다. 여기에서, 광센서(136)로는 PSPMT, SiPM 등이 이용될 수 있다. 제 1 검출기(132)는 방사선원인 방사선 조사유닛(110)에서 조사되어 환자(P)로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출한다. 제 2 검출기(133)는 제 1 검출기(132)를 통과한 방사선의 위치와 에너지를 검출하고, 제 3 검출기(134)는 제 2 검출기(133)를 통과한 방사선의 위치와 에너지를 검출한다. 신호처리부(138)는 복수의 검출기(132)(133)(134)로부터 방사선의 위치와 에너지에 대한 정보를 수신하여 방사선의 입사 방향을 역추적하는 방식으로 방사선원의 위치를 산출한다. 영상처리부(139)는 신호처리부(138)로부터 정보를 수신하여 영상으로 나타낸다.3 and 5, the plurality of detectors 132, 133, and 134 constituting the detector 131a of the compton camera structure are installed to be spaced apart from each other. These detectors 132, 133 and 134 have the same structure, and detect the position and energy of the radiation scattered from the subject to be irradiated, such as the patient P. The plurality of detectors 132, 133 and 134 each include a scintillator 135, an optical sensor 136, and an electronic circuit 137. Here, as the optical sensor 136, PSPMT, SiPM, or the like may be used. The first detector 132 detects the position and energy of the radiation irradiated from the radiation source irradiation unit 110 and scattered from the patient P. [ The second detector 133 detects the position and the energy of the radiation passing through the first detector 132 and the third detector 134 detects the position and the energy of the radiation passing through the second detector 133. The signal processing unit 138 receives the information on the position and the energy of the radiation from the plurality of detectors 132, 133 and 134, and calculates the position of the radiation source in such a manner as to track back the incident direction of the radiation. The image processor 139 receives information from the signal processor 138 and displays the image.

이러한 컴프턴 카메라 구조의 방사선 검출유닛(131)을 갖는 3차원 산란 방사선 영상장치(130)는 방사선 검출유닛(131)의 제 1 검출기(132) 및 제 2 검출기(133)에서 연속하여 유효한 컴프턴 산란이 발생하여 진행하게 되고 방사선이 제 3 검출기(134)에서 광전흡수되거나 컴프턴 반응이 일어나게 된다. 이때, 제 1 내지 제 3 검출기(132)(133)(134)에서 입사된 방사선의 위치 정보와 에너지 정보를 취득하게 되고, 이렇게 취득된 정보가 신호처리부(138)에 전송된다. 신호처리부(138)는 검출기들(132)(133)(134)로부터 받은 정보들로부터 방사선원의 위치 및 종류에 대한 정보를 취득하고, 영상처리부(139)가 신호처리부(138)로부터 정보를 전송받아 영상으로 구현하게 된다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 having the radiation detecting unit 131 of the compton camera structure is configured so that the first detector 132 and the second detector 133 of the radiation detecting unit 131 continuously detect Scattering occurs, and the radiation is absorbed by the third detector 134 or compton reaction occurs. At this time, the position information and energy information of the radiation incident from the first to third detectors 132, 133, and 134 are acquired, and the acquired information is transferred to the signal processing unit 138. The signal processing unit 138 obtains information on the position and type of the radiation source from the information received from the detectors 132, 133 and 134, and the image processing unit 139 receives the information from the signal processing unit 138 Image.

본 실시예에 따른 방사선 의료장비의 3차원 산란 방사선 영상장치(130)는 방사선 조사유닛(110)으로부터 조사되는 방사선의 방향을 아는 경우와 모르는 경우에 대해 각각 다른 방법으로 방사선원의 위치를 구할 수 있다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 of the radiological medical instrument according to the present embodiment can obtain the position of the radiation source in different ways when the direction of the radiation irradiated from the radiation irradiation unit 110 is known or not .

먼저, 방사선 조사유닛(110)으로부터 조사되는 방사선의 방향을 아는 경우에 대해 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 방사선의 컴프턴 산란의 개요도이다. 방사선 조사유닛(110)으로부터 환자(P)에 입사되는 방사선의 방향을 알고, 방사선 검출유닛(131)의 검출기들(132)(133)(134)의 배치 각도를 알면, 방사선의 산란된 각도(θ)를 알 수 있고, 방사선 검출유닛(131)에 흡수된 에너지 hv'를 알 수 있으므로 원래 방사선의 에너지 hv를 아래의 수학식을 이용하여 구할 수 있다.First, the case of knowing the direction of the radiation irradiated from the irradiation unit 110 will be described with reference to Figs. 1 to 4. Fig. Fig. 4 is a schematic diagram of the complex scattering of radiation. Knowing the direction of the radiation incident on the patient P from the irradiation unit 110 and knowing the placement angle of the detectors 132, 133 and 134 of the radiation detection unit 131, the scattered angle of the radiation and the energy hv 'absorbed by the radiation detection unit 131 can be known, so that the energy hv of the original radiation can be obtained using the following equation.

Figure pat00007
Figure pat00007

여기에서, e-는 물질 내 전자를 나타내고, hv는 입사 광자의 에너지이고, hv'는 산란 광자의 에너지이고, θ는 산란 각도이며, m0c2는 전자의 정지 질량을 나타낸다. 따라서 방사선 검출유닛(131)에 흡수된 에너지 hv’와 원래의 에너지 hv를 알 수 있다면 환자(P)에 흡수된 에너지(E)를 아래의 수학식으로부터 도출해 낼 수 있다.Where hv is the energy of the incident photon, hv 'is the energy of the scattered photon, θ is the scattering angle, and m0c 2 is the stationary mass of the electron. Therefore, if the energy hv 'absorbed in the radiation detection unit 131 and the original energy hv can be known, the energy E absorbed in the patient P can be derived from the following equation.

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 수학식 1에서 산란각을 입사광자의 에너지와 산란광자의 에너지로 나타낸 식을 재정리하면 다음과 같이 표현 가능하다. In Equation (1), the expression of the scattering angle expressed by the energy of the incident light and the energy of the scattered light is rearranged as follows.

Figure pat00009
Figure pat00009

이를 수학식 2에 대입하면, 다음과 같은 최종적인 에너지 관련 식이 도출 가능하다. Substituting this into equation (2), the following energy-related equation can be derived.

Figure pat00010
Figure pat00010

수학식 3은 수학식 1과 수학식 2를 합쳐서 환자에 흡수된 에너지를 산란광자의 에너지와 산란각으로 나타내어진 수학식이다. Equation (3) is a mathematical expression representing the energy absorbed in the patient by the energy of the scattering light and the scattering angle by integrating Equations (1) and (2).

방사선 조사유닛(110)으로부터 조사되는 방사선의 방향을 모르는 경우, 환자(P)에서 산란되어 방사선 검출유닛(131)으로 입사되는 산란 방사선의 에너지와 방향을 검출하고, 이론과 전산 모사값 및 실측값을 비교함으로써 환자(P)에 조사되는 방사선 선량을 측정할 수 있다.When the direction of the radiation irradiated from the irradiation unit 110 is unknown, the energy and direction of the scattering radiation scattered in the patient P and incident on the radiation detection unit 131 are detected, and the theoretical, computational simulation, The radiation dose to be irradiated to the patient P can be measured.

한편, 본 실시예에 따른 방사선 의료장비의 3차원 산란 방사선 영상장치(130)는 환자(P)로부터 산란된 방사선의 전체 흡수 없이도 방사선 검출유닛(131)에 입사된 방사선의 에너지를 구할 수 있으며, 그 구체적인 방법을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 of the radiation medical device according to the present embodiment can obtain the energy of the radiation incident on the radiation detection unit 131 without the total absorption of the scattered radiation from the patient P, A concrete method will be described with reference to FIG.

도 5에 나타낸 것과 같은 방사선 검출유닛(131)의 검출기들(132)(133)(134)의 배치에서, 다음과 같은 수학식들을 구할 수 있다.In the arrangement of the detectors 132, 133 and 134 of the radiation detecting unit 131 as shown in Fig. 5, the following equations can be obtained.

Figure pat00011
Figure pat00011

Figure pat00012
Figure pat00012

Figure pat00013
Figure pat00013

Figure pat00014
Figure pat00014

여기에서, r1, r2, r3는 각각의 검출기(132)(133)(134)에서의 방사선 검출 위치, E1, E2, E3는 각각의 검출기(132)(133)(134)에 입사되는 방사선 에너지 정보, DE1, DE2는 제 1 검출기(132) 및 제 2 검출기(133)에서 흡수된 에너지, θ1, θ2는 산란 각도, m0c2는 전자의 정지 질량이다.Here, r1, r2 and r3 are the radiation detection positions in the detectors 132, 133 and 134, and E1, E2 and E3 are the radiation detection positions in the detectors 132, 133 and 134, Information DE1 and DE2 are the energy absorbed by the first detector 132 and the second detector 133,? 1 and? 2 are scattering angles, and m0c2 is the stop mass of the electron.

위의 수학식들을 통해 환자로부터 산란되어 제 1 검출기(132)로 입사된 에너지 E1을 전체 에너지의 흡수 없이도 구할 수 있다.The energy E1 scattered from the patient and incident on the first detector 132 through the above equations can be obtained without absorbing the total energy.

이러한 방사선원의 위치 검출에 있어서, 실제 방사선의 산란 각도는 한번 산란된 방사선의 검출로 알 수 있는 것이 아니라, 다수의 산란선들을 검출할 때 공통적으로 추정되는 산란 위치를 통해 확인하게 되는 것이다. 즉, 컴프턴 영상의 경우 한 개의 콘(링)이 형성되어 실제 방사선이 들어온 곳은 그러한 콘 중 하나이다. 따라서 여러 개의 반응이 중첩되어 공통적으로 지정되는 곳에서 방사선이 들어온 것으로 판단하게 된다.In the detection of the position of the radiation source, the scattering angle of the actual radiation is not determined by the detection of the scattered radiation once, but is ascertained through the commonly estimated scattering position when detecting a plurality of scattering lines. That is, in the case of the Compton image, one cone (ring) is formed, and the place where the actual radiation comes in is one of those cones. Therefore, it is judged that radiation comes in where the multiple reactions overlap and are commonly designated.

또한 환자(P)에서 방사선이 산란된 위치가 3차원적으로 기록될 수 있고 흡수된 에너지까지 포함하여 총 4차원의 행렬로 만들어질 수 있다. 이에 앞서 말한 공통적으로 추정되는 산란 위치가 정해지면 방사선이 환자에 입사되는 각도를 알 경우에는 환자에 흡수된 에너지를 계산하고 입사되는 각도를 알 수 없다면 환자에 흡수된 에너지에 대한 절대값 보정은 치료 이전의 모의 실험을 통하여 이루어질 수 있다.In addition, the position where the radiation is scattered in the patient P can be recorded three-dimensionally and can be made into a total four-dimensional matrix including the absorbed energy. If the commonly-estimated scattering position mentioned above is determined, if the angle at which the radiation is incident on the patient is calculated, the energy absorbed by the patient is calculated and if the incident angle is not known, It can be done through previous simulations.

앞선 설명으로부터 알 수 있듯이, 방사선의 조사 방향과 검출기들(132)(133)(134)의 각도와 위치가 매우 중요하다. 따라서 제어기(140)는 방사선 조사유닛(110)과 방사선 검출유닛(131)의 검출기들(132)(133)(134)의 위치 정보를 유기적으로 연계하여 이들 간의 위치를 전달 및 통제하면서 구동기(120)를 동작시킨다. 즉, 방사선의 조사는 방사선 조사유닛(110)과 방사선 검출유닛(131)이 모두 계획된 위치에 고정되어 있을 때 제어기(140)로부터의 제어 신호에 의해 개시되며, 이때 획득되는 신호들이 방사선 검출유닛(131)으로부터 제어기(140)로 전달될 수 있다.As can be seen from the foregoing description, the irradiation direction of the radiation and the angle and position of the detectors 132, 133 and 134 are very important. The controller 140 can organically link the position information of the radiation irradiating unit 110 and the detectors 132, 133 and 134 of the radiation detecting unit 131 to transmit and control the position between them, . That is, the irradiation of the radiation is started by a control signal from the controller 140 when both the irradiation unit 110 and the radiation detection unit 131 are fixed in the planned position, and the obtained signals are detected by the radiation detection unit 131 to the controller 140.

보다 구체적으로, 방사선 의료장비는 다음과 같은 방법으로 제어된다. 먼저, 제어기(140)에 입력된 위치와 각도에 따라 구동기(120)가 동작하여 방사선 조사유닛(110)과 방사선 검출유닛(131)을 위치시킨다. 방사선 조사유닛(110)과 방사선 검출유닛(131)의 배치 위치가 확인된 후, 제어기(140)로부터 방사선 검출유닛(131) 및 방사선 조사유닛(110)에 동작 신호가 전달된다. 제어기(140)는 예정된 시간이 지나면 방사선 조사유닛(110)에 방사선 조사 중지 신호를 보내고, 방사선 검출유닛(131)에 신호 획득 중지 신호를 보낸다. 방사선 검출유닛(131)으로부터 획득된 신호 처리를 제어기(140)가 수행한 후, 다음 방사선 조사를 위해 구동기(120)가 작동하여 방사선 조사유닛(110)과 방사선 검출유닛(131)을 설정된 위치로 이동시킨다.More specifically, the radiological medical device is controlled in the following manner. First, the driver 120 operates according to the position and angle input to the controller 140 to position the radiation irradiation unit 110 and the radiation detection unit 131. An operation signal is transmitted from the controller 140 to the radiation detection unit 131 and the radiation irradiation unit 110 after the placement positions of the radiation irradiation unit 110 and the radiation detection unit 131 are confirmed. The controller 140 sends a radiation stop signal to the radiation irradiating unit 110 after a predetermined time and sends a signal acquisition stop signal to the radiation detecting unit 131. [ After the controller 140 performs the signal processing obtained from the radiation detection unit 131, the driver 120 is operated to irradiate the next irradiation with the radiation irradiation unit 110 and the radiation detection unit 131 to the set positions .

상술한 것과 같이, 본 실시예에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치를 구비하는 방사선 의료장비(100)는 환자(P)로부터 산란되는 방사선이 3차원 산란 방사선 영상장치(130)의 제 1 검출기(132)와 반응하고 산란되어 제 2 검출기(133)에서 다시 검출되면, 제 1 검출기(132)와 제 2 검출기(133)의 방사선 검출 위치와 에너지 정보를 이용하여 방사선의 입사 방향을 역추적해 낼 수 있다. 또한 방사선이 제 2 검출기(133)에서 산란되고 제 3 검출기(134)에서 산란 혹은 흡수될 경우, 제 1 내지 제 3 검출기(132)(133)(134)에서의 위치 정보와 에너지 정보를 이용하여 방사선의 입사 방향을 역추적해 낼 수 있으며, 이때 산란 방사선의 에너지 정보 없이도 영상 획득이 가능하다. 또한 환자(P)로부터 산란되어 방사선 검출유닛(131)으로 입사되는 산란 방사선의 에너지와 방향을 알면, 입사 방사선 각각의 에너지 정보를 알 수 있고, 이로부터 환자(P)에 조사되는 방사선 선량에 대한 정밀 측정이 가능하다.As described above, the radiological medical instrument 100 equipped with the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to the present embodiment is configured such that the radiation scattered from the patient P is transmitted to the first detector 132 of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 The incident direction of the radiation can be traced back by using the radiation detection position and the energy information of the first detector 132 and the second detector 133 have. Also, when the radiation is scattered in the second detector 133 and scattered or absorbed in the third detector 134, the position information and the energy information in the first to third detectors 132, 133 and 134 are used The incident direction of the radiation can be traced back and the image can be acquired without energy information of the scattering radiation. Further, by knowing the energy and direction of the scattering radiation scattered from the patient P and incident on the radiation detection unit 131, energy information of each incident radiation can be known, and from this, Precise measurement is possible.

또한 본 실시예에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치를 구비하는 방사선 의료장비(100)는 3차원 산란 방사선 영상장치(130)가 구동기(120)에 의해 움직이는 방사선 조사유닛(110)에 결합되어 방사선 조사유닛(110)과 함께 환자(P)의 주위를 360도 회전하면서 환자(P)에 대한 치료가 진행되는 동안 환자(P)로부터 산란되는 방사선을 실시간으로 측정할 수 있다.The radiation medical apparatus 100 including the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to the present embodiment may be configured such that the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 is coupled to a radiation irradiation unit 110 that is moved by a driver 120, It is possible to measure in real time the radiation scattered from the patient P while the treatment for the patient P is being performed while rotating 360 degrees around the patient P together with the unit 110. [

또한 본 실시예에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치를 구비하는 방사선 의료장비(100)는 종래의 실험체나 전산모사를 사용한 예측을 넘어서 치료 중 실시간으로 방사선을 실측할 수 있고, 종래의 평면 분포를 넘어서서 조사되는 방사선의 3D 분포를 구할 수 있다. 더욱이, 추가적인 선량 조사를 동반하지 않고 결과를 얻을 수 있으므로, 기존 방사선 의료장비에 적용되어 보다 나은 치료 관측이 가능하다.In addition, the radiological medical instrument 100 equipped with the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to the present embodiment can measure radiation in real time during treatment beyond the prediction using a conventional test body or computer simulation, The 3D distribution of the irradiated radiation can be obtained. Moreover, since results can be obtained without additional dose studies, better treatment observations are possible with existing radiation medical devices.

한편, 3차원 산란 방사선 영상장치(130)를 구성하는 방사선 검출유닛(131)의 효율은 검출기들(132)(133)(134)을 구성하는 물질의 종류(원자번호, 밀도) 및 검출기들(132)(133)(134) 사이의 거리와 밀접하게 관계한다. 공간 분해능은 검출기들(132)(133)(134) 자체의 위치 분해능과 검출기들(132)(133)(134) 사이의 거리와의 비율, 검출기들(132)(133)(134) 자체의 에너지 분해능에 크게 좌우 된다. 이에 불확실성이 최소화되는 기하학적 구조로 검출기들(132)(133)(134)을 배치하고, 에너지 분해능이 우수한 섬광체(135) 또는 반도체 물질을 사용함으로써, 조사 방사선의 정확한 위치 및 에너지 분포를 측정할 수 있다.The efficiency of the radiation detecting unit 131 constituting the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 is determined by the kind (atomic number, density) of the substances constituting the detectors 132, 133 and 134, 132) 133 (134). The spatial resolution is determined by the ratio of the position resolution of the detectors 132,133 and 134 itself to the distance between the detectors 132,133 and 134 and the ratio of the detectors 132,133, Energy resolution. The precise position and energy distribution of the irradiation radiation can be measured by arranging the detectors 132, 133 and 134 in a geometrical structure in which the uncertainty is minimized and by using the scintillator 135 or the semiconductor material excellent in energy resolution have.

불확실성이 최소화되는 기하학적 구조로 3차원 산란 방사선 영상장치(130)의 검출기들(132)(133)(134)을 배치하는 방법은 다음과 같다.The method of disposing the detectors 132, 133, and 134 of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 with a geometric structure in which the uncertainty is minimized is as follows.

도 6은 도 1에 나타낸 3차원 산란 방사선 영상장치를 배치하는 방법을 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart showing a method of disposing the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus shown in FIG.

먼저, 앞서 설명한 것과 같이 컴프턴 카메라 구조의 검출부(131a)와, 신호처리부(138)와, 영상처리부(139)를 갖는 3차원 산란 방사선 영상장치(130)를 적절한 위치에 가배치한다(S10).First, as described above, the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 having the detector 131a, the signal processing unit 138, and the image processing unit 139 of the com- fort camera structure is disposed at an appropriate position (S10) .

다음으로, 방사선 조사유닛(110)으로 대상체(실험체, 팬텀 등)에 방사선을 조사하고 3차원 산란 방사선 영상장치(130)를 이용하여 대상체에 흡수되는 에너지(E)를 산출한다(S20). 대상체에 흡수되는 에너지(E)는 위에서 설명한 수학식1, 수학식2 및 수학식3을 통해 산출할 수 있다.Next, the radiation irradiating unit 110 irradiates the object (specimen, phantom, etc.) with radiation and calculates the energy E absorbed by the object using the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 (S20). The energy (E) absorbed by the object can be calculated through Equations (1), (2) and (3) described above.

다음으로, 3차원 산란 방사선 영상장치(130)가 산출한 대상체 흡수 에너지(E)와 대상체에서 산란되는 에너지를 보정하는 단계(S30)를 수행한다.Next, a step S30 of correcting the energy absorbed by the object and the energy scattered by the object is performed.

방사선 치료 시 인체에서 3차원 산란 방사선 영상장치(130)의 검출부(131a)로 산란되어 들어오는 방사선은 인체에 조사된 방사선의 일부만이 산란되는 것으로, 실제 인체 내 방사선의 반응 대 산란 방사선의 비율은 인체의 구성 물질에 따라서 달라지게 된다. 따라서 인체의 구성 물질에 대한 정보를 통해 입사선/산란선의 비율을 알 수 있다면 보다 정확하게 인체에 조사된 방사선량을 구할 수 있다.In the radiation therapy, only a part of the radiation irradiated to the human body is scattered by the radiation scattered into the detection part 131a of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 in the human body, and the ratio of the reaction- And the like. Therefore, if the ratio of the incident ray / scattered ray can be known through the information on the constituent material of the human body, the radiation dose irradiated to the human body can be obtained more accurately.

인체의 구성 물질은 해석적인 계산이나 몬테카를로 전산모사를 통해서 예측이 가능한데, 전산모사에서 사용되는 팬텀 등은 기존에 나와 있는 KTMAN2나 ORNL에서 제시한 팬텀을 사용할 수 있다. 이렇게 상용화된 팬텀들을 MCNP나 GEANT와 같은 몬테카를로 방법을 이용한 프로그램을 사용하여 전산모사 하게 되는데, 이를 통해 산란되는 방사선과 조사되는 방사선의 비율을 구할 수 있다. 이 비율을 구하는 방법은 방사선의 총 감쇄계수(단위길이당 방사선이 반응하여 감쇄되는 확률)와 산란계수(단위 길이당 방사선이 컴프턴 산란하는 확률)의 에너지별 비를 역시 그 에너지에서의 입사방사선 양을 기준으로 평균하는 방법을 이용할 수 있다. 평균화된 비를 통해 실제 환자에서 반응한 양과 산란된 양을 보정함으로써 보다 우수한 결과를 얻을 수 있다. 이때, 입사방사선의 에너지와 양은 실험 전 전산모사나 문헌 상의 이론 값 혹은 기기 제작자의 설명도에서 구할 수 있으나, 실제 실험 시 측정한 값을 역 추산하여 입사 방사선의 에너지를 구하고, 이를 변수로 넣어서 보정을 할 수 있다.The phantom used in computer simulation can use the phantom presented in KTMAN2 or ORNL, which is already mentioned, by using analytical calculation or Monte Carlo simulation. These commercialized phantoms are simulated using a Monte Carlo method such as MCNP or GEANT, which can be used to calculate the ratio of scattered radiation and irradiated radiation. This ratio is calculated by the ratio of the energy of the total attenuation coefficient of the radiation (the probability that radiation per unit length attenuates by the reaction) and the scattering coefficient (the probability that the radiation per unit length is scattered by the unit length) A method of averaging based on amounts can be used. A better result can be obtained by correcting the amount of reacted and scattered amount in the actual patient through the averaged ratio. At this time, the energy and the amount of incident radiation can be obtained from the computer simulation before the experiment, the theoretical value in the literature, or the description of the apparatus maker, but the energy of the incident radiation is estimated by inversely estimating the measured value in the actual experiment, can do.

이와 같은 방법으로 대상체에 대한 흡수 에너지(E)와 산란 에너지를 보정할 수 있다.In this way, the absorption energy E and the scattering energy for the object can be corrected.

다음으로, 3차원 산란 방사선 영상장치(130)의 위치를 조정하는 단계를 수행한다(S40). 대상체로부터 산란된 방사선을 검출하는데 있어서 최대 검출효율 및 가장 유효한 검출정보를 얻기 위해서는 3차원 산란 방사선 영상장치(130)의 검출부(131a)의 기하학적 배치를 최적화할 필요가 있다. 즉, 검출 효율이 높으면서 검출 정보의 불확실도가 낮은 산란선 방향에 검출부(131a)를 위치시킬 필요가 있다.Next, a step of adjusting the position of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 is performed (S40). It is necessary to optimize the geometrical arrangement of the detection unit 131a of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 in order to obtain the maximum detection efficiency and the most effective detection information in detecting the scattered radiation from the object. In other words, it is necessary to locate the detection section 131a in the scattering line direction where the detection efficiency is high and the uncertainty of the detected information is low.

검출부(131a)의 위치를 검출 효율이 높으면서 불확실도를 낮추는 위치로 조정하기 위해 Klein-Nishina 공식을 이용할 수 있다. 일반적으로, 컴프턴 산란은 Klein-Nishina 공식에 의거하여 도 7에 나타낸 그림과 같이 입사 에너지별로 다른 산란분포를 가지게 된다(각도는 degree가 아닌 cosine 값임). 이에 따르면 입사되는 에너지에 따라 최적화 효율 지점이 존재한다. 따라서 앞서 보정한 대상체에 대한 흡수 에너지와 산란 에너지에 따라 Klein-Nishina 공식에 따른 방사선의 입사 에너지별 산란분포에 맞춰 3차원 산란 방사선 영상장치(130)의 검출부 위치를 조절할 수 있다.The Klein-Nishina formula can be used to adjust the position of the detection part 131a to a position where the detection efficiency is high and the uncertainty is low. Generally, according to the Klein-Nishina formula, the compton scattering has a different scattering distribution for each incident energy (the angle is not a degree but a cosine value) as shown in FIG. According to this, there is an optimization efficiency point according to the incident energy. Accordingly, the position of the detector of the 3D scattering radiation imaging apparatus 130 can be adjusted according to the scattering distribution of the incident energy of the radiation according to the Klein-Nishina formula according to the absorption energy and the scattering energy of the corrected object.

이와 같은 방법을 이용하면 3차원 산란 방사선 영상장치(130)의 검출부(131a)를 검출 불확실도를 낮추는 방향으로 배치하는 것이 가능하다.With this method, it is possible to arrange the detection unit 131a of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 in a direction to lower the detection uncertainty.

본 발명에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치의 배치 방법에서 3차원 산란 방사선 영상장치(130)의 검출부(131a) 배치를 더욱 최적화하기 위해 앞서 설명한 단계를 반복 수행할 수 있다. 즉, 3차원 산란 방사선 영상장치(130)의 위치를 조정하고, 조정된 위치에서 대상체에 흡수되는 에너지를 산출하는 단계(S20)와, 대상체에 대한 흡수 에너지와 산란 에너지를 보정하는 단계(S30)와, 3차원 산란 방사선 영상장치의 위치 조정 단계(S40)를 반복하는 회귀 기법을 이용함으로써, 3차원 산란 방사선 영상장치(130)의 검출부(131a)를 최대 검출효율 및 가장 유효한 검출정보를 얻을 수 있도록 배치할 수 있다.The above-described steps may be repeated to further optimize the arrangement of the detection unit 131a of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 130 in the method of arranging the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to the present invention. (S20) of adjusting the position of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus (130) and calculating the energy absorbed by the object at the adjusted position, a step (S30) of correcting the absorption energy and the scattering energy for the object, And the position adjustment step S40 of the 3D scattering radiation imaging apparatus are repeated to obtain the maximum detection efficiency and the most effective detection information of the detection unit 131a of the 3D scattering radiation imaging apparatus 130 .

한편, 도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.8 to 10 illustrate various modifications of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to the present invention.

도 8에 나타낸 3차원 산란 방사선 영상장치(150)는 전자적 집속 방법으로 방사선을 검출하는 컴프턴 카메라 구조의 검출부(151a)를 갖는 방사선 검출유닛(151)을 구비한다. 검출부(151a)는 복수의 검출기(152)(153)(154)를 포함한다. 방사선 검출유닛(151)은 검출부(151a)와, 신호처리부(157)와, 영상처리부(158)를 포함한다. 복수의 검출기(152)(153)(154)는 상호 이격되도록 설치된다. 이들 검출기(152)(153)(154)는 동일한 구조로 이루어지며, 환자(P) 등 방사선 조사 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출한다. 복수의 검출기(152)(153)(154)는 각각 반도체 물질(155)과, 전자회로(156)를 구비한다. 제 1 검출기(152)는 방사선원인 방사선 조사유닛(110;도 1 참조)에서 조사되어 환자(P)로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출한다. 제 2 검출기(153)는 제 1 검출기(152)를 통과한 방사선의 위치와 에너지를 검출하고, 제 3 검출기(154)는 제 2 검출기(153)를 통과한 방사선의 위치와 에너지를 검출한다. 신호처리부(157)는 복수의 검출기(152)(153)(154)로부터 방사선의 위치와 에너지에 대한 정보를 수신하여 방사선의 입사 방향을 역추적하는 방식으로 방사선원의 위치를 산출한다. 영상처리부(158)는 신호처리부(157)로부터 정보를 수신하여 영상으로 나타낸다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 150 shown in FIG. 8 includes a radiation detection unit 151 having a detector 151a of a compton camera structure for detecting radiation by an electron focusing method. The detection unit 151a includes a plurality of detectors 152 (153) and 154 (154). The radiation detection unit 151 includes a detection unit 151a, a signal processing unit 157, and an image processing unit 158. [ The plurality of detectors 152, 153, and 154 are installed to be spaced apart from each other. These detectors 152, 153 and 154 have the same structure and detect the position and the energy of the radiation scattered from the subject to be irradiated such as the patient P and the like. The plurality of detectors 152, 153, and 154 each include a semiconductor material 155 and an electronic circuit 156. The first detector 152 detects the position and the energy of the radiation that is irradiated from the radiation source irradiation unit 110 (see FIG. 1) and scattered from the patient P. The second detector 153 detects the position and energy of the radiation passing through the first detector 152 and the third detector 154 detects the position and the energy of the radiation passing through the second detector 153. The signal processing unit 157 receives the information on the position and the energy of the radiation from the plurality of detectors 152, 153 and 154, and calculates the position of the radiation source in such a manner as to track back the incident direction of the radiation. The image processing unit 158 receives information from the signal processing unit 157 and displays the image.

여기에서, 반도체 물질(155)로는 CdTe, CZT, TlBr 등이 이용될 수 있다. 이러한 반도체 물질(155)을 이용하는 검출기들(152)(153)(154)은 광센서가 필요 없이 출력 펄스를 이용하여 방사선 검출이 가능하다. 검출기들(152)(153)(154) 각각의 출력 펄스는 신호처리부(157)에 제공되어 가공되며, 가공된 신호는 다시 영상처리부(158)에 제공되어 영상으로 변환된다.Here, as the semiconductor material 155, CdTe, CZT, TlBr, or the like may be used. Detectors 152, 153, and 154 using such semiconductor material 155 are capable of detecting radiation using an output pulse without the need for an optical sensor. Output pulses of each of the detectors 152, 153 and 154 are provided to the signal processing unit 157 and processed. The processed signal is again supplied to the image processing unit 158 and converted into an image.

도 9에 나타낸 3차원 산란 방사선 영상장치(160)는 기계식 집속 방법으로 방사선을 검출하는 방사선 검출유닛(161)을 구비한다. 방사선 검출유닛(161)은 집속기(162)와, 검출기(163)와, 신호처리부(167)와, 영상처리부(168)를 포함한다. 집속기(162)는 원하는 방향성을 가진 방사선을 기하학적으로 제한하여 검출할 수 있도록 하는 수단으로, 검출 부위와 목적에 따라 여러 종류를 사용 할 수 있다. 집속기(162)로는 평형 구멍형(parallel hole) 집속기, 핀홀 집속기(pinhole), URA, MURA, HURA 등이 이용될 수 있다. 검출기(163)는 환자(P) 등 방사선 조사 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출한다. 검출기(163)는 섬광체(164)와, 광센서(165)와, 전자회로(166)를 구비한다. 광센서(165)로는 PSPMT, SiPM 등이 이용될 수 있다. 신호처리부(167)는 검출기(163)로부터 방사선의 위치와 에너지에 대한 정보를 수신하여 방사선의 입사 방향을 역추적하는 방식으로 방사선원의 위치를 산출한다. 영상처리부(168)는 신호처리부(167)로부터 정보를 수신하여 영상으로 나타낸다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 160 shown in Fig. 9 has a radiation detection unit 161 for detecting radiation by a mechanical focusing method. The radiation detection unit 161 includes a main body 162, a detector 163, a signal processing unit 167, and an image processing unit 168. The concentrator 162 is a means for geometrically limiting and detecting the radiation having a desired direction, and various types can be used depending on the detection site and purpose. The concentrator 162 may be a parallel hole concentrator, a pinhole concentrator, URA, MURA, HURA, or the like. The detector 163 detects the position and the energy of the radiation scattered from the irradiation target object such as the patient P or the like. The detector 163 includes a scintillator 164, an optical sensor 165, and an electronic circuit 166. As the optical sensor 165, PSPMT, SiPM, or the like can be used. The signal processing unit 167 receives the information on the position and the energy of the radiation from the detector 163, and calculates the position of the radiation source in such a manner as to track back the incidence direction of the radiation. The image processing unit 168 receives the information from the signal processing unit 167 and displays it as an image.

도 10에 나타낸 3차원 산란 방사선 영상장치(170)는 기계식 집속 방법으로 방사선을 검출하는 또 다른 방사선 검출유닛(171)을 구비하는 것이다. 방사선 검출유닛(171)은 집속기(172)와, 검출기(173)와, 신호처리부(176)와, 영상처리부(177)를 포함한다. 집속기(172)는 원하는 방향성을 가진 방사선을 기하학적으로 제한하여 검출할 수 있도록 하는 수단으로, 평형 구멍형(parallel hole) 집속기, 핀홀 집속기(pinhole), URA, MURA, HURA 등이 이용될 수 있다. 검출기(173)는 반도체 물질(174)과, 전자회로(175)를 구비한다. 신호처리부(176)는 검출기(173)로부터 방사선의 위치와 에너지에 대한 정보를 수신하여 방사선의 입사 방향을 역추적하는 방식으로 방사선원의 위치를 산출한다. 영상처리부(177)는 신호처리부(176)로부터 정보를 수신하여 영상으로 나타낸다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 170 shown in Fig. 10 is provided with another radiation detection unit 171 that detects radiation by a mechanical focusing method. The radiation detection unit 171 includes a light collector 172, a detector 173, a signal processing unit 176, and an image processing unit 177. The concentrator 172 is a means for geometrically limiting and detecting the radiation having the desired direction, such as a parallel hole concentrator, a pinhole concentrator, URA, MURA, HURA, etc. . The detector 173 includes a semiconductor material 174 and an electronic circuit 175. The signal processor 176 receives the information about the position and the energy of the radiation from the detector 173 and calculates the position of the radiation source in such a manner as to track back the incidence direction of the radiation. The image processing unit 177 receives information from the signal processing unit 176 and displays it as an image.

여기에서, 반도체 물질(174)로는 CdTe, CZT, TlBr 등이 이용될 수 있다. 이러한 반도체 물질(174)을 이용하는 검출기(173)는 광센서가 필요 없이 출력 펄스를 이용하여 방사선 검출이 가능하다. 검출기(173)의 출력 펄스는 신호처리부(176)에 제공되어 가공되며, 가공된 신호는 다시 영상처리부(177)에 제공되어 영상으로 변환된다.Here, as the semiconductor material 174, CdTe, CZT, TlBr, or the like may be used. A detector 173 using such semiconductor material 174 is capable of detecting radiation using an output pulse without the need for an optical sensor. The output pulse of the detector 173 is provided to the signal processing unit 176 and processed. The processed signal is again supplied to the image processing unit 177 and converted into an image.

한편, 도 11 및 도 12는 3차원 산란 방사선 영상장치를 갖는 방사선 의료장비의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.On the other hand, Figs. 11 and 12 show various modifications of the radiation medical apparatus having the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus.

도 11에 나타낸 3차원 산란 방사선 영상장치를 구비하는 방사선 의료장비(200)는 방사선을 조사하는 방사선 조사유닛(210)과, 방사선 조사 위치와 선량 분포를 검출하는 3차원 산란 방사선 영상장치(220)와, 방사선 조사유닛(210)과 3차원 산란 방사선 영상장치(220)를 제어하는 제어기(미도시)를 포함한다.The radiation medical apparatus 200 having the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus shown in FIG. 11 includes a radiation irradiation unit 210 for irradiating radiation, a three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 220 for detecting a radiation irradiation position and a dose distribution, And a controller (not shown) for controlling the irradiation unit 210 and the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 220.

3차원 산란 방사선 영상장치(220)는 복수의 방사선 검출유닛(221)을 구비한다. 복수의 방사선 검출유닛(221) 중에서 하나는 방사선 조사유닛(210)에 결합되고, 나머지 두 개의 방사선 검출유닛(221)은 상호 이격되도록 다른 위치에 설치된다. 방사선 검출유닛(221)로는 앞서 설명한 것과 같은 전자식 집속 방법을 이용하는 컴프턴 카메라 구조나, 집속기를 이용하는 기계식 집속 구조의 것이 이용될 수 있다. 복수의 방사선 검출유닛(221)은 고정 설치되거나, 별도의 구동기에 의해 각각 움직일 수 있게 설치될 수 있다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 220 includes a plurality of radiation detection units 221. One of the plurality of radiation detection units 221 is coupled to the radiation irradiation unit 210 and the remaining two radiation detection units 221 are installed at different positions to be spaced from each other. As the radiation detection unit 221, a compact camera structure using an electronic focusing method as described above, or a mechanical focusing structure using a focusing device can be used. The plurality of radiation detection units 221 may be fixedly installed, or may be movably installed by separate drivers.

본 실시예에 따른 방사선 의료장비(200)의 3차원 산란 방사선 영상장치(220)는 방사선을 검출할 수 있는 복수의 방사선 검출유닛(221)을 환자(P) 주위에 다양한 방향으로 배치함으로써, 다양한 방향의 영상 정보 획득할 수 있다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 220 of the radiation medical device 200 according to the present embodiment is configured to detect a plurality of radiation detecting units 221 capable of detecting radiation by arranging the radiation detecting units 221 in various directions around the patient P, Directional image information.

도 12에 나타낸 3차원 산란 방사선 영상장치를 구비하는 방사선 의료장비(300)는 방사선을 조사하는 방사선 조사유닛(310)과, 방사선 조사유닛(310)을 움직이는 조사유닛 구동기(320)와, 복수의 CT 검출기(330)와, 방사선 조사 위치와 선량 분포를 검출하는 3차원 산란 방사선 영상장치(340)와, 제어기(미도시)를 포함한다.The radiation medical device 300 having the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus shown in Fig. 12 includes a radiation irradiation unit 310 for irradiating radiation, an irradiation unit driver 320 for moving the radiation irradiation unit 310, A CT detector 330, a three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 340 for detecting a radiation irradiation position and a dose distribution, and a controller (not shown).

방사선 조사유닛(310)은 조사유닛 구동기(320)에 의해 움직여 환자(P)의 주위를 360도 회전하면서 환자(P)에 방사선을 조사한다. 방사선 조사유닛(310)과 조사유닛 구동기(320)는 제어기에 의해 제어된다.The irradiation unit 310 is moved by the irradiation unit driver 320 to irradiate the patient P while rotating 360 degrees around the patient P. [ The irradiation unit 310 and the irradiation unit driver 320 are controlled by a controller.

3차원 산란 방사선 영상장치(340)는 복수의 방사선 검출유닛(341)을 구비한다. 방사선 검출유닛(341)으로는 앞서 설명한 것과 같은 전자식 집속 방법을 이용하는 컴프턴 카메라 구조나, 집속기를 이용하는 기계식 집속 구조의 것이 이용될 수 있다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 340 includes a plurality of radiation detection units 341. As the radiation detection unit 341, a compact camera structure using an electronic focusing method as described above, or a mechanical focusing structure using a focusing device can be used.

복수의 방사선 검출유닛(341)은 복수의 CT 검출기(330)와 각각 결합되어 검출유닛 구동기(350)에 의해 움직인다. 복수의 방사선 검출유닛(341)과 복수의 CT 검출기(330)는 검출유닛 구동기(350)에 의해 환자(P)의 주위를 360도 회전하면서 환자(P)로부터 산란되는 방사선을 실시간으로 측정한다. 상호 결합된 방사선 검출유닛(341)과 CT 검출기(330)는 함께 작용하여 3차원 영상을 재구성할 수 있다.The plurality of radiation detection units 341 are respectively coupled to the plurality of CT detectors 330 and moved by the detection unit driver 350. The plurality of radiation detection units 341 and the plurality of CT detectors 330 measure radiation scattered from the patient P in real time while rotating 360 degrees around the patient P by the detection unit driver 350. [ The inter-coupled radiation detection unit 341 and the CT detector 330 can work together to reconstruct the three-dimensional image.

본 실시예의 3차원 산란 방사선 영상장치(340)는 Tomotherapy 장비의 CT 검출기(330)와 결합됨으로써, 산란된 방사선의 검출 효율을 높이고, 해부학적 정보가 뛰어난 CT 영상과 융합하여 방사선의 조사 위치 및 선량 분포를 실시간으로 보다 정확하게 획득할 수 있다.The three-dimensional scattering radiation imaging apparatus 340 of this embodiment is combined with the CT detector 330 of the tomotherapy apparatus, thereby enhancing the detection efficiency of the scattered radiation and fusing the CT image with excellent anatomical information, The distribution can be obtained more accurately in real time.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 3차원 산란 방사선 영상장치를 구비하는 방사선 의료장비는 추가적인 선량 조사를 동반하지 않고 치료 중 실시간으로 방사선을 실측할 수 있는 구조를 이루는 범위에서 다양한 구성이 가능하다.As described above, the radiation medical device having the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus according to the present invention can be configured in a variety of configurations within a range capable of measuring radiation in real time during treatment without accompanying additional dose irradiation.

예를 들어, 3차원 산란 방사선 영상장치를 구성하는 방사선 검출유닛의 개수나, 방사선 검출유닛에 구비되는 검출기의 개수는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.For example, the number of radiation detecting units constituting the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus and the number of detectors provided in the radiation detecting unit are not limited to those shown in the drawings, and may be variously changed.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100, 200, 300...방사선 의료장비 110, 210, 310...방사선 조사유닛
120...구동기
130, 150, 160, 170, 220, 340...3차원 산란 방사선 영상장치
131, 151, 161, 171, 221, 341...방사선 검출유닛
132, 152...제 1 검출기 133, 153...제 2 검출기
134, 154...제 3 검출기 135, 164...섬광체
136, 165...광센서 137, 156, 166, 175...전자회로
138, 157, 167, 176...신호처리부 139, 158, 168, 177...영상처리부
140...제어기 155, 174...반도체 물질
163, 173...검출기 320...조사유닛 구동기
330...CT 검출기 350...검출유닛 구동기100, 200, 300 ... Radiation medical equipment 110, 210, 310 ... Radiation irradiation unit
120 ... driver
130, 150, 160, 170, 220, 340 ... Three-dimensional scatter radiation imaging apparatus
131, 151, 161, 171, 221, 341 ... Radiation detection unit
132, 152 ... First detectors 133, 153 ... Second detector
134, 154 ... Third detector 135, 164 ... Scintillator
136, 165 ... optical sensors 137, 156, 166, 175 ... electronic circuit
138, 157, 167, 176 ... signal processing sections 139, 158, 168, 177, ...,
140 ... controller 155, 174 ... semiconductor material
163, 173 ... detector 320 ... irradiation unit driver
330 ... CT detector 350 ... detection unit driver

Claims (18)

방사선원에서 조사되어 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 1 검출기와, 상기 제 1 검출기에서 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 2 검출기와, 상기 제 2 검출기에서 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 3 검출기를 구비하는 검출부;
상기 검출부의 제 1 검출기, 제 2 검출기 및 제 3 검출기가 검출한 방사선의 위치와 에너지에 대한 정보를 수신하여 방사선의 입사 방향을 역추적하는 방식으로 상기 방사선원의 위치를 구하는 신호처리부; 및
상기 신호처리부로부터 정보를 수신하여 영상으로 나타내는 영상처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 산란 방사선 영상장치.A first detector for detecting the position and energy of the radiation scattered at the first detector, a second detector for detecting the position and energy of the radiation scattered at the first detector, A detector having a third detector for detecting position and energy;
A signal processing unit for receiving the information about the position and the energy of the radiation detected by the first detector, the second detector and the third detector of the detection unit and determining the position of the radiation source in such a manner as to track back the incident direction of the radiation; And
And an image processor for receiving the information from the signal processor and displaying the image as an image. 제 1 항에 있어서,
상기 검출부는 상기 제 1 검출기, 제 2 검출기 및 제 3 검출기가 각각 섬광체와 광센서를 구비하는 컴프턴 카메라 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 산란 방사선 영상장치.The method according to claim 1,
Wherein the detector comprises a Compton camera structure in which the first detector, the second detector, and the third detector each comprise a scintillator and an optical sensor. 제 1 항에 있어서,
상기 검출부는 상기 제 1 검출기, 제 2 검출기 및 제 3 검출기가 각각 CdTe, CZT, TlBr 중에서 선택되는 반도체 물질을 구비하는 컴프턴 카메라 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3차원 산란 방사선 영상장치.The method according to claim 1,
Wherein the detector comprises a compton camera structure in which the first detector, the second detector, and the third detector each comprise a semiconductor material selected from the group consisting of CdTe, CZT, and TlBr. 제 1 항에 있어서,
상기 신호처리부는 상기 방사선원에서 상기 대상체에 조사되는 방사선의 방향을 알 때, 아래의 수학식1 및 수학식2를 통해 수학식3으로 표현되고 상기 대상체에 흡수되는 에너지(E)를 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 산란 방사선 영상장치.
[수학식 1]
Figure pat00015

(hv'는 대상체로부터 산란되는 광자의 에너지, hv는 방사선원의 광자 에너지, θ는 대상체로부터의 산란 각도, m0c2는 전자의 정지 질량)
[수학식 2]
Figure pat00016

[수학식 3]
Figure pat00017
The method according to claim 1,
The signal processing unit calculates energy (E) absorbed by the object expressed by Equation (3) through Equations (1) and (2) below when the direction of the radiation irradiated to the object is known from the radiation source Dimensional scattering radiation imaging device.
[Equation 1]
Figure pat00015

(hv 'is the photon energy scattered from the object, hv is the photon energy of the radiation source, θ is the scattering angle from the object, and m0c 2 is the stop mass of the electron)
&Quot; (2) "
Figure pat00016

&Quot; (3) "
Figure pat00017
 제 1 항에 있어서,
상기 신호처리부는 상기 방사선원에서 상기 대상체에 조사되는 방사선의 방향을 모를 때, 상기 대상체에서 산란되어 상기 제 1 검출기와 상기 제 2 검출기 및 상기 제 3 검출기로 입사되는 산란 방사선의 에너지와 방향을 검출하고, 이론과 전산 모사값 및 실측값을 비교함으로써 상기 대상체에 조사되는 방사선 선량을 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 산란 방사선 영상장치.The method according to claim 1,
The signal processing unit detects the energy and direction of scattering radiation scattered by the object and incident on the first detector, the second detector, and the third detector when the direction of the radiation irradiated to the object is unknown in the radiation source And calculating the radiation dose to be irradiated to the object by comparing the theoretical value with the computed value and the measured value. 제 1 항에 있어서,
상기 신호처리부는 상기 제 1 검출기, 상기 제 2 검출기 및 상기 제 3 검출기로부터 방사선이 산란된 위치를 3차원적으로 나타내고, 상기 대상체에 흡수된 에너지까지 포함하여 총 4차원의 행렬로 만들어 상기 대상체에 흡수된 에너지를 산출하는 것을 특징으로 하는 3차원 산란 방사선 영상장치.The method according to claim 1,
Wherein the signal processing unit three-dimensionally represents a position at which radiation is scattered from the first detector, the second detector, and the third detector, and forms a matrix of a total of four dimensions including the energy absorbed by the object, And the absorbed energy is calculated. 제 6 항에 있어서,
상기 신호처리부는 방사선의 상기 대상체에 입사되는 각도를 모를 때, 방사선 조사 이전에 이루어지는 모의 실험을 통해 상기 대상체에 흡수된 에너지에 대한 절대값을 보정하는 것을 특징으로 하는 3차원 산란 방사선 영상장치.The method according to claim 6,
Wherein the signal processing unit corrects the absolute value of the energy absorbed by the object through simulations performed before the irradiation of the radiation when the angle of incidence of the radiation with respect to the object is unknown. 대상체에 방사선을 조사하는 방사선 조사유닛;
상기 방사선 조사유닛에서 조사되어 상기 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 검출부와, 상기 검출부가 검출한 방사선의 위치와 에너지에 대한 정보를 수신하여 방사선의 입사 방향을 역추적하는 방식으로 상기 방사선 조사유닛의 위치를 구하는 신호처리부와, 상기 신호처리부로부터 정보를 수신하여 영상으로 나타내는 영상처리부를 구비하는 방사선 검출유닛; 및
상기 방사선 조상유닛 및 상기 방사선 검출유닛을 제어하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 의료장비.A radiation irradiation unit for irradiating the object with radiation;
A detector for detecting the position and energy of the radiation irradiated from the irradiation unit and scattered from the object; and a controller for receiving information on the position and energy of the radiation detected by the detector, A radiation detecting unit including a signal processing unit for obtaining a position of the irradiation unit, and an image processing unit for receiving information from the signal processing unit and displaying the image as an image; And
And a controller for controlling the radiation detecting unit and the radiation detecting unit. 제 8 항에 있어서,
상기 방사선 조사유닛을 이동시키는 구동기;를 더 포함하고,
상기 방사선 검출유닛은 상기 방사선 조사유닛과 결합되어 상기 구동기에 의해 상기 방사선 조사유닛과 함께 움직이면서 방사선을 검출하는 것을 특징으로 하는 방사선 의료장비.9. The method of claim 8,
And a driver for moving the irradiation unit,
Wherein the radiation detection unit is combined with the radiation irradiation unit and detects radiation while moving with the radiation irradiation unit by the driver. 제 8 항에 있어서,
상기 방사선 조사유닛을 이동시키는 조사유닛 구동기; 및
상기 방사선 검출유닛을 이동시키는 검출유닛 구동기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 의료장비.9. The method of claim 8,
An irradiation unit driver for moving the irradiation unit; And
And a detection unit driver for moving the radiation detection unit. 제 8 항에 있어서,
상기 방사선 검출유닛이 상호 이격되도록 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 방사선 의료장비.9. The method of claim 8,
Wherein the plurality of radiation detection units are spaced apart from each other. 제 8 항에 있어서,
상기 방사선 검출유닛의 검출부는,
상기 방사선 조사유닛에서 조사되어 상기 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 1 검출기와,
상기 제 1 검출기에서 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 2 검출기와,
상기 제 2 검출기에서 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 제 3 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 의료장비.9. The method of claim 8,
Wherein the detection unit of the radiation detection unit comprises:
A first detector for detecting the position and energy of the radiation irradiated from the irradiation unit and scattered from the object,
A second detector for detecting the position and energy of the radiation scattered in the first detector,
And a third detector for detecting the position and energy of the radiation scattered in the second detector. 제 8 항에 있어서,
상기 방사선 검출유닛은 그 검출부가 섬광체와 광센서를 구비하는 컴프턴 카메라 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 의료장비.9. The method of claim 8,
Wherein the radiation detecting unit has a compton camera structure in which the detecting unit includes a scintillator and an optical sensor. 제 8 항에 있어서,
상기 방사선 검출유닛은 그 검출부가 CdTe, CZT, TlBr 중에서 선택되는 반도체 물질을 구비하는 컴프턴 카메라 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 의료장비.9. The method of claim 8,
Wherein the radiation detecting unit has a compton camera structure in which the detecting unit includes a semiconductor material selected from CdTe, CZT, and TlBr. 제 8 항에 있어서,
상기 방사선 검출유닛은 상기 대상체에서 산란되는 방사선을 집속하여 상기 검출기로 보내는 집속기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방사선 의료장비.9. The method of claim 8,
Wherein the radiation detection unit further comprises a focusing device for focusing the scattered radiation at the object and for sending it to the detector. 제 8 항에 있어서,
상기 방사선 검출유닛과 결합되어 3차원 영상을 재구성하는 CT 검출기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 의료장비.9. The method of claim 8,
And a CT detector coupled to the radiation detection unit to reconstruct a three-dimensional image. (a) 방사선원에서 조사되어 대상체로부터 산란되는 방사선의 위치와 에너지를 검출하는 컴프턴 카메라 구조의 검출부와, 상기 검출부가 검출한 방사선의 위치와 에너지에 대한 정보를 수신하여 방사선의 입사 방향을 역추적하는 방식으로 상기 방사선 조사유닛의 위치를 구하는 신호처리부와, 상기 신호처리부로부터 정보를 수신하여 영상으로 나타내는 영상처리부를 구비하는 3차원 산란 방사선 영상장치를 가배치하는 단계;
(b) 상기 3차원 산란 방사선 영상장치의 검출부를 이용하여 아래의 수학식1 및 수학식2를 통해 수학식3으로 표현되고 상기 대상체에 흡수되는 에너지(E)를 산출하는 단계;
[수학식 1]
Figure pat00018

(hv'는 대상체로부터 산란되는 광자의 에너지, hv는 방사선원의 광자 에너지, θ는 대상체로부터의 산란 각도, m0c2는 전자의 정지 질량)
[수학식 2]
Figure pat00019

[수학식 3]
Figure pat00020

(c) 방사선의 총 감쇄계수(단위길이당 방사선이 반응하여 감쇄되는 확률)와 산란계수(단위 길이당 방사선이 컴프턴 산란하는 확률)의 에너지별 비를 그 에너지에서의 입사 방사선 양을 기준으로 평균하여 구하고, 이 평균화된 비를 통해 상기 (b) 단계에서 산출한 상기 대상체에 흡수되는 에너지(E)와 산란 에너지를 보정하는 단계; 및
(d) 상기 (c) 단계에서 보정한 상기 대상체에 흡수되는 에너지(E)와 산란 에너지에 따라 Klein-Nishina 공식에 따른 방사선의 입사 에너지별 산란분포에 맞춰 검출 불확실도를 낮추는 방향으로 상기 3차원 산란 방사선 영상장치의 위치를 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 산란 방사선 영상장치의 배치 방법.(a) a detector of a compton camera structure for detecting the position and energy of the radiation irradiated from the radiation source and scattered from the object, and a controller for receiving information on the position and energy of the radiation detected by the detector, A step of arranging a three-dimensional scattering radiation imaging apparatus including a signal processing unit for obtaining the position of the radiation irradiation unit in a manner that receives the information from the signal processing unit and an image processing unit for receiving information from the signal processing unit;
(b) calculating energy (E) absorbed by the target object expressed by Equation (3) using Equation (1) and Equation (2) using the detection unit of the three-dimensional scattering radiation imaging apparatus;
[Equation 1]
Figure pat00018

(hv 'is the photon energy scattered from the object, hv is the photon energy of the radiation source, θ is the scattering angle from the object, and m0c 2 is the stop mass of the electron)
&Quot; (2) "
Figure pat00019

&Quot; (3) "
Figure pat00020

(c) The ratio of the energy of the total attenuation coefficient of radiation (the probability that radiation per unit length attenuates by attenuation) and the number of scattering elements (the probability that the radiation per unit length is scattered by the unit length) And correcting the energy (E) absorbed by the object and the scattering energy calculated in the step (b) through the averaged ratio; And
(d) calculating the three-dimensional scattering in the direction of lowering the detection uncertainty according to the scattering distribution of the incident energy of the radiation according to the Klein-Nishina formula according to the energy (E) absorbed by the object and the scattering energy corrected in the step (c) And adjusting the position of the radiation imaging device. ≪ Desc / Clms Page number 20 > 제 17 항에 있어서,
상기 (b) 단계 내지 상기 (d) 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 3차원 산란 방사선 영상장치의 배치 방법.18. The method of claim 17,
Wherein the step (b) to (d) are repeatedly performed.
KR1020160154335A 2015-12-17 2016-11-18 3d scattering radiation imager, radiation medical apparatus having the same and method for placing the 3d scattering radiation imager KR101948800B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160154335A KR101948800B1 (en) 2016-11-18 2016-11-18 3d scattering radiation imager, radiation medical apparatus having the same and method for placing the 3d scattering radiation imager
US16/063,469 US20180368786A1 (en) 2015-12-17 2016-12-07 Three-dimensional scattered radiation imaging apparatus, radiological medical system having the same, and method for arranging three-dimensional scattered radiation imaging apparatus
PCT/KR2016/014278 WO2017105024A1 (en) 2015-12-17 2016-12-07 Three-dimensional scattered radiation imaging device, radiological medical device having same, and method for arranging three-dimensional scattered radiation imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160154335A KR101948800B1 (en) 2016-11-18 2016-11-18 3d scattering radiation imager, radiation medical apparatus having the same and method for placing the 3d scattering radiation imager

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180056482A true KR20180056482A (en) 2018-05-29
KR101948800B1 KR101948800B1 (en) 2019-02-18

Family

ID=62452973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160154335A KR101948800B1 (en) 2015-12-17 2016-11-18 3d scattering radiation imager, radiation medical apparatus having the same and method for placing the 3d scattering radiation imager

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101948800B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200003566A (en) * 2018-07-02 2020-01-10 한양대학교 산학협력단 Method for quantifying radioactivity using Compton camera
KR20200079700A (en) * 2018-12-26 2020-07-06 오스템임플란트 주식회사 X-ray photographing apparatus and Method for Controlling The Same
KR20210020558A (en) * 2019-08-16 2021-02-24 한양대학교 산학협력단 Apparatus and method for verifying radiation dose using patient-specific tumor-shaped scintillation

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102316574B1 (en) 2019-10-17 2021-10-21 고려대학교 산학협력단 A Compton Imager and a Single Photon Emission and Positron Emission Tomography System including the same
KR102437705B1 (en) * 2021-01-29 2022-08-29 한양대학교 산학협력단 System and method for estimating the radiation activity of a radiation source located inside an object

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010097505A (en) 2000-04-24 2001-11-08 최재오 Radiation therapy planning system and control method therefor
KR20090109868A (en) * 2008-04-16 2009-10-21 재단법인서울대학교산학협력재단 Compton camera and apparatus for tomography using the same
KR20100103249A (en) * 2009-03-13 2010-09-27 고려대학교 산학협력단 Compton camera
KR20120103143A (en) * 2011-03-10 2012-09-19 (주)메디엔인터내셔날 Dual ceiling x-ray system
KR20120115648A (en) * 2011-04-11 2012-10-19 한양대학교 산학협력단 Gamma-ray detection apparatus and gamma-ray detection method using the same
JP2013174587A (en) * 2012-02-14 2013-09-05 Aribex Inc Three-dimensional backscattering imaging system
KR20140145682A (en) * 2013-06-13 2014-12-24 삼성전자주식회사 X-ray imaging apparatus and control method thereof
KR101527939B1 (en) 2014-08-05 2015-06-10 고려대학교 산학협력단 Exposure and dose analysis fusion apparatus for radiation
KR20150091812A (en) 2014-02-04 2015-08-12 명지대학교 산학협력단 Radiation imaging system detecting a position of radiation source during an operation using the radiation and radiation detecting method
JP6027856B2 (en) * 2012-11-12 2016-11-16 リンテック株式会社 Water-dispersed pressure-sensitive adhesive composition, method for producing releasable pressure-sensitive adhesive sheet, and re-peelable pressure-sensitive adhesive sheet

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010097505A (en) 2000-04-24 2001-11-08 최재오 Radiation therapy planning system and control method therefor
KR20090109868A (en) * 2008-04-16 2009-10-21 재단법인서울대학교산학협력재단 Compton camera and apparatus for tomography using the same
KR20100103249A (en) * 2009-03-13 2010-09-27 고려대학교 산학협력단 Compton camera
KR20120103143A (en) * 2011-03-10 2012-09-19 (주)메디엔인터내셔날 Dual ceiling x-ray system
KR20120115648A (en) * 2011-04-11 2012-10-19 한양대학교 산학협력단 Gamma-ray detection apparatus and gamma-ray detection method using the same
JP2013174587A (en) * 2012-02-14 2013-09-05 Aribex Inc Three-dimensional backscattering imaging system
JP6027856B2 (en) * 2012-11-12 2016-11-16 リンテック株式会社 Water-dispersed pressure-sensitive adhesive composition, method for producing releasable pressure-sensitive adhesive sheet, and re-peelable pressure-sensitive adhesive sheet
KR20140145682A (en) * 2013-06-13 2014-12-24 삼성전자주식회사 X-ray imaging apparatus and control method thereof
KR20150091812A (en) 2014-02-04 2015-08-12 명지대학교 산학협력단 Radiation imaging system detecting a position of radiation source during an operation using the radiation and radiation detecting method
KR101527939B1 (en) 2014-08-05 2015-06-10 고려대학교 산학협력단 Exposure and dose analysis fusion apparatus for radiation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200003566A (en) * 2018-07-02 2020-01-10 한양대학교 산학협력단 Method for quantifying radioactivity using Compton camera
KR20200079700A (en) * 2018-12-26 2020-07-06 오스템임플란트 주식회사 X-ray photographing apparatus and Method for Controlling The Same
KR20210020558A (en) * 2019-08-16 2021-02-24 한양대학교 산학협력단 Apparatus and method for verifying radiation dose using patient-specific tumor-shaped scintillation

Also Published As

Publication number Publication date
KR101948800B1 (en) 2019-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11819308B2 (en) Systems and methods for real-time target validation for image-guided radiation therapy
KR101948800B1 (en) 3d scattering radiation imager, radiation medical apparatus having the same and method for placing the 3d scattering radiation imager
US8995609B2 (en) X-ray compton scatter imaging on volumetric CT systems
CN102824693B (en) System for verifying radiotherapy plan before online therapy
CN109562277B (en) Automated method and implementation system for radiation therapy dose calibration, reconstruction and verification
US10674973B2 (en) Radiation therapy system and methods of use thereof
Watanabe et al. Automated source tracking with a pinhole imaging system during high-dose-rate brachytherapy treatment
KR101749324B1 (en) 3d scattering radiation imager and radiation medical apparatus
CN112473024A (en) Method for monitoring three-dimensional boron dose or boron concentration in BNCT process in real time
JP5238243B2 (en) Radiation therapy information providing system and radiation therapy information providing program
US9849307B2 (en) System and method for dose verification and gamma ray imaging in ion beam therapy
EP2783240B1 (en) Gantry-free spect system
JP2003310590A (en) Dose distribution measuring instrument
JP2020526344A (en) Energy decomposition scatter imaging methods, devices and systems during radiation therapy
US8415632B2 (en) Methods and systems for calibrating a nuclear medicine imaging system
Bucciantonio et al. Proton computed tomography
JP5319338B2 (en) Radiation therapy dose distribution measuring apparatus and method for calibrating scattered radiation detector in radiation therapy dose distribution measuring apparatus
US20180368786A1 (en) Three-dimensional scattered radiation imaging apparatus, radiological medical system having the same, and method for arranging three-dimensional scattered radiation imaging apparatus
Bradley et al. Angular dependence of mammographic dosimeters in digital breast tomosynthesis
Ku et al. Tackling range uncertainty in proton therapy: Development and evaluation of a new multi-slit prompt-gamma camera (MSPGC) system
CN219089326U (en) Radiation therapy system
Yamaguchi et al. A feasibility study of a molecular-based patient setup verification method using a parallel-plane PET system
Oh et al. Feasibility study of real-time imaging of an Ir-192 source using compact gamma camera with curved diverging collimator for brachytherapy
Mann et al. Characterization of simulated incident scatter and the impact on quantification in dedicated breast single-photon emission computed tomography
Mishra et al. Evaluation of Radiation Treatment Planning Algorithms in IMRT and VMAT: A Comparative Dosimetric Study in Lung Equivalent Heterogeneous Medium

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant