KR20240017746A - 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한저선량 방사선 치료시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일측면에 따르면, 장치본체에 환자가 누워서 치료를 받는 치료베드를 형성하고, 상기 장치본체에 링형상의 게이트의 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들을 설치하여 환자의 신체를 향해 치료용 방사선이 조사되도록 방사선 겐트리를 형성하는 저선량 방사선 치료장치; 및 입력된 환자정보를 이용해 환자의 상태를 점검하고 치료방향을 설정하고, 치료베드가 구동되어 환자를 최적 치료 포지션에 위치되도록 저선량 방사선 치료장치의 구동을 제어하여 방사선 치료를 수행하는 제어부;를 포함하고, 상기 방사선 겐트리는 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들이 설치되되, 탄소나노튜브 선원들은 100~300kVp구간에서 대역별로 분산 배치되도록 하며, 제어부는 환자의 질환유형에 따라 특정 영역의 방사선을 선별적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템이 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사선 겐트리 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들이 설치되되, 탄소나노튜브 선원들은 100~300kVp구간에서 대역별로 분산 배치되도록 하며, 제어부는 환자의 질환유형에 따라 특정 영역의 방사선을 선별적으로 사용함으로써, 방사선 노출에 민감한 치매 등 만성 염증 치료에 유리한 광자 에너지 준위 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템에 관한 것이다.
일반적으로 의료용으로 사용되는 방사선 중 치료방사선은 암환자의 종양에 가해져 암세포를 더 이상 번식하지 못하게 함으로써 암세포가 수명을 다해 죽게 하거나 환자의 고통을 경감시키기 위해 사용된다.
최근에는 다엽콜리메이터(MLC; MultiLeaf Collimator)를 이용하여 방사선의 세기를 종양의 모양과 크기 및 위치에 적합하도록 변조시켜, 최적의 에너지로 처방된 방사선을 조사함으로써 정상조직에서의 방사선에 의한 부작용을 감소시키고 치료성적을 극대화할 수 있는 세기 조절 방사선치료(IMRT; Intensity Modulated Radiation Therapy) 방법이 각광받고 있다.
그러나, 이와 같은 방사선 치료에 사용되는 치료장치들은 암치료에만 한정되어 사용되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 링 형상의 게이트의 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들을 설치하여 환자의 신체를 향해 치료용 방사선이 조사되도록 방사선 겐트리를 형성하는 저선량 방사선 치료장치를 구비하고, 제어부를 통해서 입력된 환자정보를 이용해 환자의 상태를 점검하고 치료방향을 설정한 후, 저선량 방사선 치료장치의 구동을 제어하여 방사선 치료를 수행토록 함으로써, 환자 개인 특성 및 치료 목적에 따라 방사선 치료장치로부터 조사되는 방사선 에너지의 크기, 방사선이 조사되는 각도, 조사되는 방사선 선량을 조절토록 하여 환자 맞춤형 최적화된 방사선 치료환경을 제공하는 광자 에너지 준위 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 방사선 겐트리 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들이 설치되되, 탄소나노튜브 선원들은 100~300kVp구간에서 대역별로 분산 배치되도록 하며, 제어부는 환자의 질환유형에 따라 특정 영역의 방사선을 선별적으로 사용함으로써, 방사선 노출에 민감한 치매 등 만성 염증 치료에 유리한 광자 에너지 준위 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 정밀 방사선 치료 계획을 수립할 수 있어 환자 맞춤형 치료를 수행할 수 있고, 방사선 노출에 따른 위험을 줄일 수 있어 안전하며, 저선량 방사선 장치를 피부암 치료는 물론, 양성 질환- 켈로이드, 관절염, 이소성 골화(Heterotopic bone ossification), 건선, 아토피, 치매, 파킨스병, 동물 암 치료에 사용할 수 있는 광자 에너지 준위 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 장치본체에 환자가 누워서 치료를 받는 치료베드를 형성하고, 상기 장치본체에 링형상의 게이트의 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들을 설치하여 환자의 신체를 향해 치료용 방사선이 조사되도록 방사선 겐트리를 형성하는 저선량 방사선 치료장치; 및 입력된 환자정보를 이용해 환자의 상태를 점검하고 치료방향을 설정하고, 치료베드가 구동되어 환자를 최적 치료 포지션에 위치되도록 저선량 방사선 치료장치의 구동을 제어하여 방사선 치료를 수행하는 제어부;를 포함하고, 상기 방사선 겐트리는 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들이 설치되되, 탄소나노튜브 선원들은 100~300kVp구간에서 대역별로 분산 배치되도록 하며, 제어부는 환자의 질환유형에 따라 특정 영역의 방사선을 선별적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템이 제공될 수 있다.
이때, 상기 제어부는 환자의 질환유형에 따라 기 설정된 선량과, 에너지 강도와, 빔이 조사되는 범위와 각도를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 방사선 겐트리 내주연에 복수의 탄소나노튜브 선원들이 형성되도록 하되, 상기 탄소나노튜브 선원들은 원호 반경에 분산 배치되도록 하며, 각각은 원호의 동심원 중심을 향해 방사선 빔이 방사되도록 할 수 있다.
이때, 상기 방사선 겐트리는 설치된 탄소나노튜브 선원들로 10~100cGy/min의 선량을 조사하되, 제어부는 환자의 질환유형에 따라 기 설정된 선량이 조사되도록 할 수 있다.
또한, 상기 복수의 탄소나노튜브 선원들이 순차적 또는 교번하여 방사선 빔이 조사되도록 할 수 있다.
그리고, 상기 방사선 겐트리에서 조사되는 방사선 빔 에너지를 100~300kVp, 3mA의 펄스형 빔 에너지로 설정하고, 상기 방사선 빔 조사 시간(beam on off time)을 1분 이하로 설정 가능 하다.
그리고, 상기 저선량 방사선 치료장치는, 환자가 누워서 치료를 받는 치료베드; 상기 치료베드가 길이방향으로 왕복 구동되도록 설치되는 장치본체; 및 상기 장치본체 상측에 링형태의 게이트를 형성하여 그 중심을 베드가 통과되도록 하고, 게이트의 내주연 방향에서 환자의 신체를 향해 치료용 방사선이 조사되도록 설치되는 방사선 겐트리;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 방사선 겐트리를 환자의 신체 둘레를 따라 회동시켜 방사선 조사위치를 가변하도록 된 회동장치를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 방사선 겐트리의 게이트 내주연 둘레에 탄소나노튜브 선원 배열을 복수열로 형성하되, 각각의 탄소나노튜브 선원 배열들이 교대로 작동되도록 할 수 있다.
본 발명은 링형상의 게이트의 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들을 설치하여 환자의 신체를 향해 치료용 방사선이 조사되도록 방사선 겐트리를 형성하는 저선량 방사선 치료장치를 구비하고, 제어부를 통해서 입력된 환자정보를 이용해 환자의 상태를 점검하고 치료방향을 설정한 후, 저선량 방사선 치료장치의 구동을 제어하여 방사선 치료를 수행토록 함으로써, 환자 개인 특성 및 치료 목적에 따라 방사선 치료장치로부터 조사되는 방사선 에너지의 크기, 방사선이 조사되는 각도, 조사되는 방사선 선량을 조절토록 하여 환자 맞춤형 최적화된 방사선 치료환경을 제공하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 방사선 겐트리 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들이 설치되되, 탄소나노튜브 선원들은 100~300kVp구간에서 대역별로 분산 배치되도록 하며, 제어부는 환자의 질환유형에 따라 특정 영역의 방사선을 선별적으로 사용함으로써, 방사선 노출에 민감한 치매 등 만성 염증 치료에 유리한 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 정밀 방사선 치료 계획을 수립할 수 있어 환자 맞춤형 치료를 수행할 수 있고, 방사선 노출에 따른 위험을 줄일 수 있어 안전하며, 저선량 방사선 장치를 피부암 치료는 물론, 양성 질환- 켈로이드, 관절염, 이소성 골화(Heterotopic bone ossification), 건선, 아토피, 치매, 파킨스병, 동물 암 치료 또는 근 골격, 척추 등 부위의 급, 만성 통증 및 약으로 조절 어려운 난치성 만성 염증에 사용할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료시스템을 설명하는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치의 탄소나노튜브 선원의 배치구조를 설명하는 개념도.
도 3은 기존 방법에 따른 실험용 쥐를 대상으로 한 약물치료와 방사선 병행치료 경과를 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 저선량 방사선 치료시스템에 따른 실험용 쥐를 대상으로 한 병행치료 경과를 도시한 그래프.
도 5는 기존 방법의 방사선 치료 결과에 따른 Aβ 피질 이미지 및 단위 면적당 플라그 수를 대조군과 비교한 그래프.
도 6은 본 발명의 저선량 방사선 치료 결과에 따른 Aβ 피질 이미지 및 단위 면적당 플라그 수를 대조군과 비교한 그래프.
도 7은 기존 방법의 방사선 치료 결과를 RT-PCR 을 통해 대조군과 상대적 발현을 비교한 그래프.
도 8은 본 발명의 저선량 방사선 치료 결과를 RT-PCR 을 통해 대조군과 상대적 발현을 비교한 그래프.도 9는 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치를 도시한 정면도.
도 11은 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치를 도시한 측면도.
도 2는 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치의 탄소나노튜브 선원의 배치구조를 설명하는 개념도.
도 3은 기존 방법에 따른 실험용 쥐를 대상으로 한 약물치료와 방사선 병행치료 경과를 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 저선량 방사선 치료시스템에 따른 실험용 쥐를 대상으로 한 병행치료 경과를 도시한 그래프.
도 5는 기존 방법의 방사선 치료 결과에 따른 Aβ 피질 이미지 및 단위 면적당 플라그 수를 대조군과 비교한 그래프.
도 6은 본 발명의 저선량 방사선 치료 결과에 따른 Aβ 피질 이미지 및 단위 면적당 플라그 수를 대조군과 비교한 그래프.
도 7은 기존 방법의 방사선 치료 결과를 RT-PCR 을 통해 대조군과 상대적 발현을 비교한 그래프.
도 8은 본 발명의 저선량 방사선 치료 결과를 RT-PCR 을 통해 대조군과 상대적 발현을 비교한 그래프.도 9는 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치를 도시한 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치를 도시한 정면도.
도 11은 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치를 도시한 측면도.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료시스템을 설명하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료시스템은 크게 장치본체(200)에 환자가 누워서 치료를 받는 치료베드(100)를 형성하고, 상기 장치본체(200)에 링형상의 게이트의 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원(310)들을 설치하여 환자의 신체를 향해 치료용 방사선이 조사되도록 방사선 겐트리(300)를 형성하는 저선량 방사선 치료장치(10); 및 입력된 환자정보를 이용해 환자의 상태를 점검하고 치료방향을 설정하고, 치료베드가 구동되어 환자를 최적 치료 포지션에 위치되도록 저선량 방사선치료장치(10)의 구동을 제어하여 방사선 치료를 수행하는 제어부(20);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
이때, 상기 방사선 겐트리(300)는 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원(310)들이 설치되되, 탄소나노튜브 선원(310)들은 100~300kVp구간에서 대역별로 분산 배치되도록 하며, 제어부(20)는 환자의 질환유형에 따라 특정 영역의 방사선을 선별적으로 사용할 수 있다.
상기 제어부(20)는 환자의 질환유형에 따라 기 설정된 선량과, 에너지 강도와, 빔이 조사되는 범위와 각도를 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치의 탄소나노튜브 선원의 배치구조를 설명하는 개념도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명은 상기 방사선 겐트리(300) 내주연에 복수의 탄소나노튜브 선원(310)들이 형성되도록 하되, 상기 탄소나노튜브 선원(310)들은 원호 반경에 분산 배치되도록 하며, 각각은 원호의 동심원 중심을 향해 저선량 방사선 빔이 방사되도록 할 수 있다.
이때, 도2에서 보는 바와 같이 상기 방사선 겐트리(300)는 설치된 탄소나노튜브 선원들로 10~100cGy/min의 선량을 조사하되, 제어부(20)는 환자의 질환유형에 따라 기 설정된 선량이 조사되도록 할 수 있다.
이때, 상기 방사선 겐트리(300)에서 조사되는 방사선 빔 에너지를 100~300kVp, 3mA의 펄스형 빔 에너지로 설정하고, 상기 방사선 빔 조사 시간(beam on off time)을 1분 이하로 설정 가능 하다.
이때, 상기 방사선 빔 조사 시간(beam on off time)은 1msec(1000분의 1초)이하 단위로 제어될 수 있다. 또한, 방사선 빔 조사 시간 동안 탄소나노튜브 선원(310)을 1msec(1000분의 1초)단위로 온/오프 작동시켜 방사선 빔이 조사되도록 할 수도 있다.
이와 같은 본 발명은 방사선 빔 조사 시간(beam on-off time)을 최소화하는 동시에 탄소나노튜브 선원(310) 간의 방사선 빔 조사간격을 정상세포의 DNA 손상 복구가 가능한 세포손상 복구시간(DNA repair time)으로 제어되도록 할 수 있다.
이처럼, 본 발명은 복수의 탄소나노튜브 선원(310)들이 순차적 또는 교번하여 방사선 빔이 조사되도록 할 수 있는데, 이와 같은 방식은 탄소나노튜브 선원(310)의 열화를 방지하여 수명을 연장할 수 있고, 다음 방사선 조사까지 대기시간을 단축시켜 전체 치료에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 집중적인 방사선 치료가 가능하게 된다.
이때, 저선량 방사선(low dose radiation, LDR)은 강도가 낮은 방사선을 가리키며 자연에 가까운 보통의 것을 말한다. 다량의 방사선은 생물체에 해를 줄 수 있지만 이러한 소량의 저선량 방사선은 오히려 생명체의 생리활동이 촉진되어 수명이 연장되거나 성장촉진 또는 종양 발생율이 저하되는데, 이를 방사선 호메시스(radiation hormesis)라 한다.
밀리그레이(miligray, mGy) 범위의 저선량 방사선은 고선량 방사선과는 달리 질병에 대한 저항성을 유발하고 적응 보호(adaptive protection) 효과를 나타낸다고 보고되어 있고 (Sakai K., et al., Dose Response, 2006, 4(4):327~332; Sakai K., et al, Int. J. Low Radiat., 2003, 1(1):142~146; Scott BR., Dose Response, 2008 6(3):299~318), 당뇨병 유전인자를 가진 실험 생쥐에 일정량의 저선량 방사선을 조사하였을 때, 병세가 호전되었다는 보고가 있다.(Sakai K., et al., Dose Response, 2006, 4(4):327~332). 또한, 0.25Gy 이하의 방사선은 DNA 손상을 방어하고 손상된 DNA를 복구하는 효과(Le XC., et al., Science, 1998, 280(5366):1066~1069)가 있으며, 저선량 방사선은 면역증강효과(Nogami M., et al., Int. J. Radiat. Biol., 1993, 63(6):775~783; Nogami M., et al., Radiat. Res., 1994, 139(1):47~52)를 나타낸다고 알려져 있다.
도 3은 기존 방법에 따른 실험용 쥐를 대상으로 한 약물치료와 방사선 병행치료 경과를 도시한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 기존 방법에 따라 12주령 실험용 생쥐를 대상으로 약물치료, 방사선 치료, ATB2005 치료를 병행하였을 때, 실험용 생쥐는 6주차까지 생존하였다. 이는 약물 치료를 6주 동안 주 3회를 실시함과 아울러, 방사선 치료는 50 cGy x 5회를 실시했으며, ATB2005 치료는 10mpk I.P. TIW x 6주 실시한 결과이다.
도 4는 본 발명의 저선량 방사선 치료시스템에 따른 실험용 쥐를 대상으로 한 병행치료 경과를 도시한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 저선량 방사선 치료시스템에 따라서, 12주령 실험용 생쥐를 대상으로 하였으며, ATC-108(10mpk) 치료를 8주 동안 주 3회 간격으로 총 24회 실시함과 아울러, 방사선치료를 2.5주 동안 주 2회 간격으로 100~300kVp, 60cGy의 저선량 방사선을 총 5회 치료하였을 때, 실험용 생쥐는 31주차까지 생존하는 결과를 보였다.
도 3의 기존 방법에 따른 실험결과(6주 생존)와 도 4의 본 발명의 저선량 방사선 치료시스템에 따른 실험결과(31주 생존)를 비교했을 때, 본 발명의 저선량 방사선 치료시스템에서 생쥐의 생존율이 월등히 앞서는 것을 볼 수 있었다.
도 5는 기존 방법의 방사선 치료 결과에 따른 Aβ 피질 이미지 및 단위 면적(㎣)당 플라그 수를 대조군과 비교한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 저선량 방사선 치료 결과에 따른 Aβ 피질 이미지 및 단위 면적(㎣)당 플라그 수를 대조군과 비교한 그래프이다.
도 5, 도 6을 참조하면, 도 5는 기존의 6MeV 방사선을 이용한 치료결과이고, 이에 따르면, 방사선 치료를 하지 않은 대조군(Vehicle)과 비교하여 단위 면적(㎣)당 플라그 수가 28 : 22개 비율로 크게 감소되지 않은 것을 볼 수 있다.
이에 반해서, 도 6은 본 발명의 저선량 방사선 치료 결과, 즉 300kVp의 방사선을 이용한 치료 결과에 따르면, 방사선 치료를 하지 않은 대조군(Vehicle)과 비교하여 단위 면적(㎣)당 플라그 수가 140 : 70개 비율로 크게 감소된 것을 볼 수 있었다.
위 도 5, 도 6의 대조군 비교를 통해서 살펴본 결과, 본 발명의 저선량 방사선 kVp단위로 조사했을 때, 기존 방법에 따른 방사선 MeV단위로 조사한 경우보다 면적(㎣)당 플라그 수의 감소폭이 더 컸다. 이때, 플라그 수는 아밀로이드 베타(Aβ) 세포를 염색한 것으로서 치매 정도와 비례 관계가 있다.
도 7은 기존 방법의 방사선 치료 결과를 RT-PCR 을 통해 대조군과 상대적 발현을 비교한 그래프이고, 도 8은 본 발명의 저선량 방사선 치료 결과를 RT-PCR 을 통해 대조군과 상대적 발현을 비교한 그래프이다.
도 7에서 보는 바와 같이 기존 방사선 치료 결과에 대해 RT-PCR_TNF-a와 RT-PCR_IL-6을 각각 수행하였으며, 그 결과 대조군과의 상대적 발현 비율이 각각 1 : 1 과 1 : 0.8로 나타나 거의 비율 차이가 나지 않는 것을 볼 수 있다.
도 8에서 보는 바와 같이 본 발명의 저선량 방사선 치료 결과에 대해서도 RT-PCR_TNF-a와 RT-PCR_IL-6을 각각 수행하였으며, 그 결과 대조군과의 상대적 발현 비율이 각각 1.2 : 0.6 과 1 : 0.1로 나타나 2배 이상 비율 차이가 나타나는 것을 볼 수 있었다.
최근에 여러 전임상과 탐색 임상 연구 논문에서 저선량 방사선이 항염증 효과와 신경보호 효과를 보고 하며 이는 NFkb pathway를 억제하고 미세아교 세포 표현형을 조절하는 기전으로 설명하고 있다.
임상적으로 중증도 이상 진행된 치매 환자에서 120kVp 엑스선 에너지(뇌 컴퓨터 단층 촬영 CT)로 3회 시행하여 총 16cGy 시행한 환자 4명 중 3명 75%의 괄목할 만한 인지 기능 호전을 보이는 것으로 나타난 연구결과가 보고되었다(출처: low dose of ionizing radiation as a treatment for alzheimer"s disease : journal of alzheimer"s disease 2021).
또한, 골관절염 환자에서 컴프턴 효과(6MeV)가 우세한 영역의 방사선을 사용했을 때 보다 광전자 효과가 지배적인 120-300kVp를 사용하였을 때, 통증 감소 치료 효과가 13-21% 우세함으로 나타난 연구결과가 보고되었다(출처: Strahlentherapie und Onkologie volume 196, pages715??724 (2020).
앞선 기존 연구에서는 같은 용량의 방사선을 조사 하였을 때, 방사선의 퀄리티(전자, 양성자, 알파 입자)에 따라 말단소립(telomere) 단축은 큰 영향이 없지만 염색체 이상(chromosome abberation)과 세포(apoptosis)에서 low LET인 방사선에 비하여 high LET인 양성자, 중입자에서 그 생물학적 효과가 유의미하게 커지는 것으로 보고 되고 있다.
따라서, 물리학적으로 광전자 효과가 지배적인 120-300kVp과 컴프턴 효과(6MeV)가 우세한 영역의 방사선을 사용했을 때를 방사선 생물학적 효과 면에서 상호 비교 해보면, RBE(RadioBiologic Effect, 방사선 생물학적 영향)이 6MeV보다 120-300kVp 두배 크며(2대1), 에너지가 급히 소멸 되는 120-300kVp의 에너지가 저선량 영역에서의 생물학적 영향 특히 세포 보호 효과, 항염증 효과 등에서 더 효과적임을 예측해 볼 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치의 바람직한 실시형태에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치를 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치를 도시한 정면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치를 도시한 측면도이다.
도 9내지 도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 저선량 방사선 치료장치(10)는 크게 베드(100), 장치본체(200), 방사선 겐트리(300)의 구성으로 이루어진다.
먼저, 베드(100)에 대해서 설명하면, 상기 베드(100)는 환자가 누워서 치료를 받을 수 있도록 길이방향으로 연장된 널빤지 형태의 구조를 제공할 수 있다. 이때, 상기 베드(100)의 양측 단부는 원형의 라운드 단부로 형성함으로써, 환자 친화적인 디자인에 일조할 수 있다.
이와 같은 베드(100)는 환자가 누워 있는 상태에서 길이방향으로의 슬라이딩 작동을 통해 왕복 이동이 가능하며, 링형태의 방사선 겐트리(300) 중심에 환자의 치료부위가 위치되도록 한다.
이와 같은 베드(100)의 슬라이딩 작동을 위해 슬라이딩 구동부(210)를 형성한다. 상기 슬라이딩 구동부(210)는 장치본체(200)에 설치되어 베드(100)를 지지하게 된다.
이하, 장치본체(200)에 대해서 설명하면, 상기 장치본체(200)는, 크게 슬라이딩 구동부(210), 방사선 디텍터(220), 본체케이스(230)의 구성으로 이루어진다.
상기 슬라이딩 구동부(210)는, 베드(100)의 이송경로 상에 설치되어 베드(100)의 하부를 슬라이드 구동 가능하게 지지하는 구성부로서, 상기 슬라이딩 구동부(210)는 베드(100)의 하부에 베드(100)와 대면하는 지지대(211)를 형성한다.
이때, 상기 지지대(211)의 형상은 길이방향으로 연장된 판재 형상을 갖는다. 상기 지지대(211)는 본체케이스(230)의 상부에 양측 단부가 결합 지지된다.
이때, 상기 지지대(211)에는 베드(100)를 슬라이딩 안내하는 레일부(212)를 형성한다.
상기 레일부(212)는 지지대(211)의 길이방향 좌우 측면에 각각 설치되는 한 쌍의 사이드 고정레일(212a)과, 상기 사이드 고정레일(212a) 상에 레일 결합되어 슬라이딩되는 레일가이드(212b)로 구성될 수 있다.
이때, 상기 레일가이드(212b)의 상부에는 베드(100)가 결합되어 레일가이드(212b)와 함께 슬라이딩 구동된다.
한편, 상기 지지대(211)에는 베드(100)를 레일 방향으로 왕복 구동시키는 구동부(미도시)가 형성될 수 있다. 이때, 구동부는 모터 및 유압실린더 등의 액추에이터(actuator)를 동력원으로 사용할 수 있다.
그리고, 상기 슬라이딩 구동부(210)의 하측에는 방사선 디텍터(220)(Radiation Detector)가 형성된다. 상기 방사선 디텍터(220)는 피사체를 투과한 방사선을 검출하는 검출장비이다.
상기한 방사선 디텍터(220)를 통해 검출된 신호는 디스플레이 장치를 통해 영상이나 화면으로 제공될 수 있다. 이때, 상기 방사선 디텍터(220)는 본체케이스(230)에 설치될 수 있다.
상기 본체케이스(230)에 대해서 설명하면, 상기 본체케이스(230)는 슬라이딩 구동부(210) 및 방사선 디텍터(220)가 내부에 배치되고 장치본체의 외관을 형성한다.
그리고, 상기 본체케이스(230)는 방사선 겐트리(300) 및 방사선 디텍터(220)가 결합되는 중심부(231)를 형성하고, 상기 중심부(231)를 기준으로 일측 단부가 공중에 떠있는 상태로 연장되는 머리 받침부(232)를 형성하며, 상기 머리 받침부(232)의 반대측 단부가 공중에 떠있는 상태로 연장되는 다리 받침부(233)를 형성한다.
이때, 상기 본체케이스(230)의 머리 받침부(232)와 다리 받침부(233)에 슬라이딩 구동부의 지지대(211)의 양측 단부가 각각 결합된다.
이때, 상기 지지대(211)와 결합하는 본체케이스(230)의 양측 단부를 원형의 라운드로 형성할 수 있는데, 이와 같은 원형 라운드의 디자인은 친근감과 부드러운 느낌을 갖도록 하여 환자의 심리적 안정에 기여하게 된다.
상기 본체케이스(230)의 중심부(231)의 형상은 하측방향을 향해 활 형상으로 만곡된 형상을 갖는다.
한편, 본체케이스(230)의 중심부(231)는 하부로 만곡됨에 따라 지지대(211)의 측면 일정구간과 그 하부의 방사선 디텍터(220) 공간이 일부 개방되도록 할 수 있다.
이때, 상기 방사선 디텍터(220)의 양측에는 방사선 겐트리(300)가 결합된다.
이처럼, 장치의 내부 구조를 노출시키는 컨셉은 장치의 간결함과 안정성을 부각시키는 이점을 갖는다. 또한, 내부가 노출되어 있어서 구조물의 유지보수가 편리한 이점을 갖는다.
한편, 상기 중심부(231)의 하부가 거치대(240)를 이용해서 건물 바닥에 고정 설치되도록 할 수 있다.
상기 거치대(240)는 내부에 전리 방사선 치료장치의 구동을 위한 전기설비 및 제어설비, 통신설비들이 설치되도록 할 수 있다.
상기 장치본체(200)에는 환자의 몸통둘레에 치료용 방사선을 조사하는 방사선 겐트리(300)가 설치된다.
이하, 방사선 겐트리(300)에 대해서 설명하면, 상기 방사선 겐트리(300)는 환자의 몸통을 둘러싸도록 된 링형태의 게이트를 형성한다. 이때, 게이트의 내주연에는 환자의 몸통을 향해 치료용 방사선이 조사되도록 하는 다수의 탄소나노튜브 선원(310)들이 형성된다.
보다 상세하게는 상기 방사선 겐트리(300)의 내주연 둘레에 100~300kVp (kilovolt peak)의 저에너지, 10-100cGy/min의 저선량 방사선을 방출하는 복수 개의 탄소나노튜브 선원(310)를 대역별로 분산시켜 배치할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 상기 치료베드(100)는 환자의 신체를 방사선 겐트리(300)의 내주연을 따라 회동할 수 있도록 회동장치(미도시)를 더 구비할 수 있다.
예컨대, 상기 회동장치(미도시)는 환자와 치료베드(100)를 누운 상태로 회전시켜 환자의 방사선이 조사되는 신체부위 위치가 변화되도록 하는 것으로서, 환자의 신체부위에 따른 방사선 조사범위와 강도를 보다 적극적으로 조절하기 위한 수단으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 방사선 겐트리(300)의 게이트 내주연 둘레에 탄소나노튜브 선원(310)의 배열을 복수열로 형성하되, 각각의 탄소나노튜브 선원(310) 배열들이 교대로 작동되도록 할 수 있다.
예컨대, 상기 탄소나노튜브 선원(310)의 배열을 2열로 형성하는 경우, 1열의 탄소나노튜브 선원(310)들의 방사선 조사가 순차적으로 이루어지고 나면, 1열의 탄소나노튜브 선원(310)들은 대기상태에 있게 되고, 치료대기중인 2열의 탄소나노튜브 선원(310)들의 방사선 조사가 순차적으로 이루어져 방사선 치료가 진행되도록 할 수 있다.
이와 같은 방식으로 1, 2열의 탄소나노튜브 선원(310)들을 번갈아 가면서 방사선 치료를 수행함에 따라 치료시간 단축 및 집중적 방사선 치료가 가능한 효과를 갖게 된다.
한편, 본 발명은 상기 탄소나노튜브 선원(310)를 선택적으로 제어하거나, 입력된 환자정보를 이용해 환자의 상태를 점검하고 치료방향을 설정한 후, 저선량 방사선 치료장치(10)의 구동을 제어하여 방사선 치료를 수행하는 제어부(20)를 제공할 수 있다.
본 발명에서는 상기 제어부(20)를 통해서 질병의 종류 및 환자 상태에 따른 선택적 치료모드를 설정할 수 있다.
예컨대, 피부암 치료, 양성 질환- 켈로이드, 골관절염, 이소성 골화, 건선, 아토피, 치매, 파킨스병, 동물 암 치료 및 골근격 부위 급,만성 통증및 난치성 염증 질환 등과 같이 각각의 치료에 사용되는 방사선의 강도와 조사대역을 달리해야 할 필요성이 있고, 이를 위해서 대역별로 나누어진 복수 개의 탄소나노튜브 선원(310) 중 특정 대역의 탄소나노튜브 선원(310)를 선택적으로 작동시키거나 2개 이상의 탄소나노튜브 선원(310)를 동시에 작동시켜 복합적 치료가 이루어지도록 할 수 있다.
이는, 환자의 연령이나 건강상태를 고려하여 다양한 치료모드를 미리 설정하여 운용할 수 있고, 제어부(20)의 조작을 통해서 설정된 치료모드에 따른 복수 개의 탄소나노튜브 선원의 선택적 가동여부 및 조사되는 방사선의 총량, 횟수를 복합적으로 제어되도록 할 수 있다.
특히, 상기 제어부(20)는 치료베드(100)에 환자가 누워서 치료 대기하면, 기 입력된 환자정보를 통해 환자의 상태를 점검하고 치료방향을 설정한 후, 상기 제어부(20)의 판단에 따라 치료베드(100)가 구동되어 환자를 최적 치료 포지션에 위치시키도록 한 후, 방사선 겐트리(300)를 구동시켜 방사선 치료를 수행할 수 있다.
이러한, 제어부(20)는 도 9내지 도 11에서 보는 바와 같이 방사선 겐트리(300)의 외면에 설치함으로써, 시술자의 조작사용이 편리하도록 할 수 있다.
그리고, 본 발명에서 사용되는 탄소나노튜브 선원(310)은 금속 재질의 에미터와, 에미터에서 성장하는 CNT(탄소나노튜브)를 포함하는 탄소나노튜브 X선 선원이 이용될 수 있다.
이때, 상기 CNT(탄소나노튜브)는 전계 방출 방식으로 전자를 방출하는 것으로, 패드의 상단에 상방을 향해 불규칙한 형상으로 형성될 수 있고, CNT의 성장 공정은 탄화수소 기체를 공급하는 플라즈마 화학증착 공정(PECVD; Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 또는 열 화학기상증착 공정(Thermal CVD; Thermal Chemical Vapor Deposition)을 이용할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같은 본 발명은 링 형상의 게이트의 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들을 설치하여 환자의 신체를 향해 치료용 방사선이 조사되도록 방사선 겐트리를 형성하는 저선량 방사선 치료장치를 구비하고, 제어부를 통해서 입력된 환자정보를 이용해 환자의 상태를 점검하고 치료방향을 설정한 후, 저선량 방사선 치료장치의 구동을 제어하여 방사선 치료를 수행토록 함으로써, 환자 개인 특성 및 치료 목적에 따라 방사선 치료장치로부터 조사되는 방사선 에너지의 크기, 방사선이 조사되는 각도, 조사되는 방사선 선량을 조절토록 하여 환자 맞춤형 최적화된 방사선 치료환경을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 방사선 겐트리 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들이 설치되되, 탄소나노튜브 선원들은 100~300kVp구간에서 대역별로 분산 배치되도록 하며, 제어부는 환자의 질환유형에 따라 특정 영역의 방사선을 선별적으로 사용함으로써, 방사선 노출에 민감한 치매 등 만성 염증 치료에 유리한 이점이 있고, 정밀 방사선 치료 계획을 수립할 수 있어 환자 맞춤형 치료를 수행할 수 있고, 방사선 노출에 따른 위험을 줄일 수 있어 안전하며, 저선량 방사선 장치를 피부암 치료는 물론, 양성 질환- 켈로이드, 관절염, 이소성 골화(Heterotopic bone ossification), 건선, 아토피, 치매, 파킨스병, 동물 암 치료, 골근격 부위 급,만성 통증및 난치성 염증 질환에 사용할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 저선량 방사선 치료장치
20: 제어부
100: 베드 200: 장치본체
210: 슬라이딩 구동부 211: 지지대
212: 레일부 212a: 사이드 고정레일l
212b: 레일가이드 220: 방사선 디텍터
230: 본체케이스 231: 중심부
232: 머리 받침부 233: 다리 받침부
240: 거치대 300: 방사선 겐트리
310: 탄소나노튜브 선원
100: 베드 200: 장치본체
210: 슬라이딩 구동부 211: 지지대
212: 레일부 212a: 사이드 고정레일l
212b: 레일가이드 220: 방사선 디텍터
230: 본체케이스 231: 중심부
232: 머리 받침부 233: 다리 받침부
240: 거치대 300: 방사선 겐트리
310: 탄소나노튜브 선원
Claims (9)
- 장치본체에 환자가 누워서 치료를 받는 치료베드를 형성하고, 상기 장치본체에 링형상의 게이트의 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들을 설치하여 환자의 신체를 향해 치료용 방사선이 조사되도록 방사선 겐트리를 형성하는 저선량 방사선 치료장치; 및 입력된 환자정보를 이용해 환자의 상태를 점검하고 치료방향을 설정하고, 치료베드가 구동되어 환자를 최적 치료 포지션에 위치되도록 저선량 방사선 치료장치의 구동을 제어하여 방사선 치료를 수행하는 제어부;를 포함하고,
상기 방사선 겐트리는 내주연 둘레에 복수의 탄소나노튜브 선원들이 설치되되, 탄소나노튜브 선원들은 100~300kVp구간에서 대역별로 분산 배치되도록 하며, 제어부는 환자의 질환유형에 따라 특정 영역의 방사선을 선별적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는 환자의 질환유형에 따라 기 설정된 선량과, 에너지 강도와, 빔이 조사되는 범위와 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 방사선 겐트리 내주연에 복수의 탄소나노튜브 선원들이 형성되도록 하되, 상기 탄소나노튜브 선원들은 원호 반경에 분산 배치되도록 하며, 각각은 원호의 동심원 중심을 향해 방사선 빔이 방사되도록 하는 것을 특징으로 하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 방사선 겐트리는 설치된 탄소나노튜브 선원들로 10~100cGy/min의 선량을 조사하되, 제어부는 환자의 질환유형에 따라 기 설정된 선량이 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 복수의 탄소나노튜브 선원들이 순차적 또는 교번하여 방사선 빔이 조사되도록 하는 것을 특징으로 하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방사선 겐트리에서 조사되는 방사선 빔 에너지를 100~300kVp, 3mA의 펄스형 빔 에너지로 설정하고, 상기 방사선 빔 조사 시간(beam on-off time)을 1분 이하로 설정되도록 하는 것을 특징으로 하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 저선량 방사선 치료장치는,
환자가 누워서 치료를 받는 치료베드;
상기 치료베드가 길이방향으로 왕복 구동되도록 설치되는 장치본체; 및
상기 장치본체 상측에 링형태의 게이트를 형성하여 그 중심을 베드가 통과되도록 하고, 게이트의 내주연 방향에서 환자의 신체를 향해 치료용 방사선이 조사되도록 설치되는 방사선 겐트리;를 포함하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 방사선 겐트리를 환자의 신체 둘레를 따라 회동시켜 방사선 조사위치를 가변하도록 된 회동장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 방사선 겐트리의 게이트 내주연 둘레에 탄소나노튜브 선원 배열을 복수열로 형성하되, 각각의 탄소나노튜브 선원 배열들이 교대로 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/KR2023/011102 WO2024029862A1 (ko) | 2022-08-01 | 2023-07-31 | 광자 에너지 빔 방출 형태에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한 저선량 방사선 치료시스템 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20220095619 | 2022-08-01 | ||
| KR1020220095619 | 2022-08-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240017746A true KR20240017746A (ko) | 2024-02-08 |
Family
ID=89900134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230091275A KR20240017746A (ko) | 2022-08-01 | 2023-07-13 | 광자 에너지 준위에 따른 치매, 만성 염증 치료를 위한저선량 방사선 치료시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240017746A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200490657Y1 (ko) | 2019-09-16 | 2019-12-12 | 고려대학교 산학협력단 | Kilovoltage X-ray를 이용한 반려동물 방사선 치료 장치 |
-
2023
- 2023-07-13 KR KR1020230091275A patent/KR20240017746A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200490657Y1 (ko) | 2019-09-16 | 2019-12-12 | 고려대학교 산학협력단 | Kilovoltage X-ray를 이용한 반려동물 방사선 치료 장치 |
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