DEVICE FOR MEASURING RADIATION DOSE CAPABLE OF HORIZONTAL AND ROTATIONAL OPERATION AND DEVICE FOR DETECTING RADIATION THEREOF

27-11-2014 дата публикации

Номер:

WO2014189260A1

Автор: LEE, Se Byeong, KIM, Tae Hyun, PARK, Sey Joon, SHIN, Dong Ho, SHIN, Jae Ik, LIM, Young Kyung, JEONG, Chi Young, CHO, Sung Koo

Принадлежит: 국립암센터

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Номер заявки: KR44-00-201499

Дата заявки: 20-05-2014

수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치 및 그 방사선 검출 장치

[1]

본 발명은 방사선 선량 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 종류의 인체모형을 착탈시킬 수 있고, 회전되는 방사선 발생장치로부터 정확한 입사각을 유지하며, 소형 경량화가 가능한 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치 및 그 방사선 검출 장치에 관한 것이다.

[2]

암 치료(Cancer Therapy)는 수술(Surgery)과 항암치료(Chemotherapy) 그리고 방사선치료(Radiation Therapy)로 나눌 수가 있다. 인구 증가와 더불어 진단 기술의 발전으로 암환자의 수가 크게 증가하고 있으며 특히 최근에 방사선 치료가 담당하는 역할이 커지고 있다. 방사선 치료의 궁극적 목적은 정상세포를 최대한 보호하여 최소한의 방사선량을 조사하며 종양세포에는 최대한의 방사선량을 조사하는 것이다.

[3]

최근에는 사이버나이프와 토모테라피 등의 첨단 장비들의 등장으로 종양 조직만의 이상적인 최적의 선량분포(dose distribution)를 얻을 수 있다. 특히 양성자와 탄소 등의 입자치료(particle Therapy)는 특이한 물리학적 성질, 즉 브래크 피크(Bragg Peak)를 이용하는 것이 특징이다. 브래그 피크란 양성자가 인체 투과시 암 조직에 도달할 무렵 체내 에너지 흡수가 절정에 달해 암 조직에 특이적으로 많은 에너지 흡수가 일어나는 현상을 말한다.

[4]

이상적인 최적의 선량 분포를 위하여 환자의 치료 계획(Treatment planning)은 종양세포 조직에서 강한 선량의 변화에 의해서 결정된다. 그렇기 때문에 수 mm 이내의 고도의 정확한 치료가 요구되며, 치료를 위한 더 정확한 정도관리(quality assurance)가 필요한 실정이다.

[5]

이에 본 출원인은 대한민국 등록특허공보 제10-1203676호(2012년11월15일)에 섬광판을 이용하여 생체 내 방사선 선량을 측정할 수 있는 방사선 선량 측정장치를 개시하였다.

[6]

개시된 종래기술에 의하면, 인체모형과 섬광판을 이용하여 입자 방사선(particulate radiation)이 조사되는 생체 내 방사선의 선량 분포를 간단하고 신속하게 그리고 정확하게 측정할 수 있었다.

[7]

그러나, 장치에 인체모형이 고정되어 있기 때문에 다양한 종류의 인체모형을 사용할 수 없고, 회전되는 방사선 발생장치로부터 정확한 입사각을 유지하기 어려우며, 장치 구성 요소의 수가 증가하여 소형 경량화가 어려운 문제점이 있었다.

[8]

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 다양한 종류의 인체모형을 착탈시킬 수 있고, 회전되는 방사선 발생장치로부터 정확한 입사각을 유지하며, 장치를 소형 경량화시킨 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치 및 그 방사선 검출 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

[9]

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 방사선 발생부; 그 상부에 인체모형을 선택적으로 착탈 고정시키고, 고정된 상기 인체모형을 투과하여 상기 방사선 발생부의 방사선을 입사시키는 고정판과, 상기 고정판의 아래에 형성되고, 상기 인체모형을 투과하는 방사선에 의해 여기되어 빛을 발생시키는 섬광판과, 상기 섬광판의 아래에 형성되고, 상기 섬광판에서 발생한 빛을 소정 각도로 굴절 반사시키는 반사판 및 상기 반사판에서 반사되어 오는 빛을 촬영하여 이미지를 형성하는 카메라를 포함하는 방사선 검출부; 상기 방사선 검출부를 이동판 상에 탑재하고, 수평방향으로 이동시키거나 수직방향으로 회전시키는 구동제어부; 상기 방사선 검출부의 상기 카메라에서 형성된 이미지를 분석하여 상기 인체모형에 투과되는 방사선 선량을 측정하는 영상 처리부; 및 상기 영상 처리부에서 처리된 영상을 2D 또는 3D 영상으로 디스플레이하는 표시부를 포함하는 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치를 제공한다.

[10]

상기 방사선 발생부는 겐트리의 외주면을 따라 회전하고, 상기 구동제어부는 상기 이동판을 상기 방사선 발생부의 회전 각도를 따라 일정하게 회전시켜 상기 방사선 발생부로부터 상기 고정판에 방사선이 수직방향으로 입사되도록 제어하는 것이 바람직하다.

[11]

상기 인체모형은 삼각기둥 형태이거나, 사각판 형태가 다수개의 적층된 형태이거나 또는 불규칙한 다각형 형태일 수 있다.

[12]

상기 인체모형의 재질은 PMMA(poly methyl methacrylate)일 수 있다.

[13]

상기 고정판은 필요에 따라 상기 인체모형을 부착하거나 또는 분리시키는 파지부가 더 형성된 것이 바람직하다.

[14]

상기 인체모형을 투과하여 입사되는 방사선이 수평 방향으로 이동하는 상기 인체모형의 형상을 따라 감쇄되어 상기 섬광판에 입력되는 것이 더욱 바람직하다.

[15]

상기 구동제어부는; 상기 이동판을 수평방향으로 이동시키는 리니어 모터; 상기 이동판을 수직방향으로 회전시키는 회전 모터를 포함할 수 있다.

[16]

본 발명의 다른 특징은, 그 상부에 인체모형을 선택적으로 착탈 고정시키고, 고정된 상기 인체모형을 투과하여 방사선을 입사시키는 고정판; 상기 고정판의 아래에 형성되고, 상기 인체모형을 투과하는 방사선에 의해 여기되어 빛을 발생시키는 섬광판; 상기 섬광판의 아래에 형성되고, 상기 섬광판에서 발생한 빛을 소정 각도로 굴절 반사시키는 반사판; 및 상기 반사판에서 반사되어 오는 빛을 촬영하여 이미지를 형성하는 카메라;를 포함하는 방사선 검출 장치를 제공한다.

[17]

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치 및 그 방사선 검출 장치에 의하면, 그 재질이 PMMA으로 이루어진 다양한 종류의 인체모형 예로서,삼각기둥 형태, 사각판 형태가 다수개의 적층된 형태 또는 불규칙한 다각형 형태의 인체모형을 착탈시킬 수 있고, 회전되는 방사선 발생장치로부터 정확한 입사각을 유지할 수 있으며, 부품의 간소화로 장치의 소형 경량화가 가능하게 하는 매우 다양한 효과가 있다.

[18]

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치 및 그 방사선 검출 장치를 나타낸 블록 구성도.

[19]

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다양한 형태의 인체모형을 나타낸 단면도.

[20]

도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치를 나타낸 사시도.

[21]

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치에 의하여 인체모형에 방사선이 입사되는 상태를 나타낸 사시도.

[22]

도 6은 도 5의 장치 구성에 따라 카메라에 촬영된 2D 이미지를 나타낸 도면.

[23]

도 7 및 도 8은 본 발명의 영상처리부에서 이미지 처리 툴을 이용하여 처리되는 영상을 나타낸 화면.

[24]

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 발생부에 부착하여 빔의 형태를 만들어 주는 빔쉐이퍼를 나타낸 사진.

[25]

도 10 및 도 11은 도 9의 빔쉐이프를 이용하여 처리된 영상을 나타낸 화면.

[26]

도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 원통 형상으로 형성되어 그 외주면을 따라 회전하는 방사선 발생부를 이용한 방사선 선량 측정 장치를 나타낸 사시도.

[27]

도 14는 도 10 및 도 11의 단면 영상으로, 방사선 선량 측정장치를 이용하여 얻은 최종적인 3D 이미지를 구성하는 영상의 일부를 나타낸 도면

[28]

본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시 형태를 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변형, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

[29]

본 발명에 개시된 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안되며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

[30]

따라서, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 또한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

[31]

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

[32]

공간적으로 상대적인 용어인 아래(below, beneath, lower), 위(above, upper) 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관 관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.

[33]

예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 아래(below, beneath)로 기술된 소자는 다른 소자의 위(above, upper)에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 아래는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

[34]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

[35]

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치 및 그 방사선 검출 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다양한 형태의 인체모형을 나타낸 단면도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치를 나타낸 사시도이다.

[36]

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치는, 방사선 발생부(100), 인체모형(210), 고정판(220), 섬광판(230), 반사판(240), 카메라(250)를 포함하는 방사선 검출부(200), 이동판(260), 구동제어부(500), 영상 처리부(300) 및 표시부(400)를 포함한다.

[37]

방사선 발생부(100)는 소정의 방사선을 발생시킨다. 여기서 상기 방사선이란, 통상의 양성자 빔, 탄소 빔을 포함하는 입자 방사선 및 기타 현재 사용하거나 예측할 수 있는 다양한 종류의 방사선 및 이와 유사한 광선을 모두 포함한다.

[38]

방사선 검출부(200)는 고정판(220), 섬광판(230), 반사판(240) 및 카메라(250)를 포함한다.

[39]

고정판(220)은 그 상부에 인체모형(210)을 선택적으로 착탈 고정시키고, 고정된 상기 인체모형(120)을 투과하여 상기 방사선 발생부(100)의 방사선을 입사시킨다.

[40]

상기 고정판(220)은 필요에 따라 어느 하나의 상기 인체모형(210)을 부착하거나 또는 분리시키는 파지부(221)가 더 형성될 수 있다.

[41]

상기 인체모형(210)을 투과하여 입사되는 방사선이 수평 방향으로 이동하는 상기 인체모형(210)의 형상을 따라 감쇄되어 상기 섬광판(230)에 입력된다.

[42]

섬광판(230)은 상기 고정판(220)의 아래에 형성되고, 상기 인체모형(210)을 투과하는 방사선에 의해 여기되어 빛을 발생시킨다.

[43]

섬광판(230)은 방사선과의 상호 작용에 의해 빛을 발생할 수 있는 섬광물질이나 형광물질을 사용하며 플라스틱 등으로 된, 예컨대 유기체 섬광판, 결정질로 된 무기체 섬광판, 형광판 등이 있다. 그리고 섬광판은 물과 비슷한 밀도를 가질 수 있다. 또한 섬광판(230)은 인체모형(210)을 통과한 입자 방사선에 의해 여기되어 엑스선과 같은 방사선을 발생시킬 수 있다.

[44]

섬광판(230)이 방사선을 발생시키는 원리는, 섬광판(230)의 에너지 준위는 가전도대(valance band)와 전도대(conduction band)로 존재하게 되는데 섬광체에 입자 방사선이 입사하면 가전도대에 있던 전자들이 전도대로 전자가 올라가게 된다. 그러면 가전도대는 정공(hole)이 생기게 되고, 다시 이 전자가 평형 상태를 유지하기 위해서 가전도대로 내려오게 되는데 이때 가전도대와 전도대의 에너지의 차이만큼 방사선을 발생시키게 된다(형광). 또는 섬광판(120)에 다른 물질이 도핑되어 있다면 전도대 근처 아래로 준평형상태(metastable states)가 생성되며 전도대에 있던 전자가 가전도대로 떨어지지 않고 준평형상태로 떨어질 수 있으며, 그 때도 방사선이 발생할 수 있다(인광).

[45]

반사판(240)은 상기 섬광판(230)의 아래에 형성되고, 상기 섬광판(230)에서 발생한 빛을 소정 각도로 굴절 반사시킨다.

[46]

반사판(240)은 상기 섬광판(230)의 아래에 위치하고 섬광판(230)에서 발생한 엑스선과 같은 방사선을 반사시켜 카메라(250)의 렌즈로 향하게 한다. 반사판(240)은 상기 섬광판(230)에 대해 소정 각도로 기울어진 평판 모양일 수 있다. 반사판(240)과 섬광판(230)이 이루는 각도는 대략 45°내외 일수 있으며, 빛이 카메라(250)의 렌즈로 향하게 할 수 있는 기하학적으로 안정된 구조를 갖을 수 있다.

[47]

카메라(250)는 상기 반사판(2140)에서 반사되어 오는 빛을 촬영하여 이미지를 형성한다. 상기 카메라(250)는 통상의 영상을 촬영하는 카메라로서, 예로서 CCD 카메라가 적용될 수 있으며, 그 외에 적외선 카메라 및 열감지 카메라 등을 포함할 수 있다.

[48]

구동제어부(500)는 상기 방사선 검출부(200)를 이동판(260) 상에 탑재하고, 수평방향으로 이동시키거나 수직방향으로 회전시킨다.

[49]

이동판(260)은 입자 방사선이 인체모형(210)에 입사하는 동안 상기 방사선 검출부(200)을 방사선의 입사방향과 수직하게 1차원 또는 2차원적으로 이동시킬 수 있다. 이때, 이동판(260)이 인체모형(210)을 이동시킴으로써 방사선이 인체모형(210)의 형상을 따라 이동하면서 각기 다른 투과 깊이의 정보를 검출할 수 있다.이동판(260)은 통상의 모터에 의해 이동할 수 있다.

[50]

이를 위하여, 상기 구동제어부(500)는 상기 이동판(260)을 수평방향으로 이동시키는 리니어 모터(510); 상기 이동판(260)을 수직방향으로 회전시키는 회전 모터(520)를 포함할 수 있다.

[51]

상기 방사선 검출부(200)는 바닥 프레임(203)과 측면 프레임(202)에 의하여 지지되고, 그 상부에 외부의 빛 또는 노이즈 등으로부터 차단될 수 있도록 커버(201)가 설치될 수 있으며, 커버(201)는 알루미늄과 같은 금속 프레임과 검은 벽을 구비하는 것이 바림직하다.

[52]

영상 처리부(300)는 상기 방사선 검출부(200)의 상기 카메라(250)에서 형성된 이미지를 분석하여 상기 인체모형(210)에 투과되는 방사선 선량을 측정한다.

[53]

표시부(400)는 상기 영상 처리부(300)에서 처리된 영상을 2D 또는 3D 영상으로 디스플레이한다.

[54]

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 인체모형(210)은 삼각기둥 형태(a)이거나, 사각판 형태가 다수개의 적층된 형태(b)이거나 또는 불규칙한 다각형 형태(c)일 수 있다. 여기서, 삼각기둥 형태(a) 및 사각판 형태가 다수개 적층된 형태(b)는 방사선의 조사 방식에 따라 측정 방법이 상이하기 때문에 빔의 특성을 측정하기 위해 사용되는 인체 모형이고, 불규칙한 다각형 형태(c)는 실제 방사선 치료를 받을 인체 내 조직의 모형을 말한다.

[55]

그리고, 상기 인체모형(210)의 구성물질은 PMMA(poly methyl methacrylate)이거나 인체 조성에 가까운 화합물이 바람직하다.

[56]

또한, 본 발명의 방사선 검출 장치는 상기 방사선 검출부(200)의 구성과 같이, 그 상부에 인체모형(210)을 선택적으로 착탈 고정시키고, 고정된 상기 인체모형(120)을 투과하여 방사선을 입사시키는 고정판(220); 상기 고정판(220)의 아래에 형성되고, 상기 인체모형(210)을 투과하는 방사선에 의해 여기되어 빛을 발생시키는 섬광판(230); 상기 섬광판(230)의 아래에 형성되고, 상기 섬광판(230)에서 발생한 빛을 소정 각도로 굴절 반사시키는 반사판(240); 및 상기 반사판(240)에서 반사되어 오는 빛을 촬영하여 이미지를 형성하는 카메라(250);를 포함하여 구성될 수 있다.

[57]

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치에 의하여 인체모형에 방사선이 입사되는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 장치 구성에 따라 카메라에 촬영된 2D 이미지를 나타낸 도면이며, 도 7 및 도 8은 본 발명의 영상처리부에서 이미지 처리 툴을 이용하여 처리되는 영상을 나타낸 화면이다.

[58]

도시된 바와 같이, 방사선 검출부(200)는 이동판(260) 위에 위치함으로써 위 방향의 방사선 발생부(100)에서 조사되는 방사선이 인체모형(210)을 통과하고 방사선에 의해 여기된 섬광판(230)의 전자가 전이하면서 생성하는 빛을 반사판(240)을 이용해 반사시켜 카메라(250)에 촬영되도록 한다.

[59]

방사선이 인체모형(210)으로 입사할 때 2차적으로 중성자나 감마선, 전자 등이 발생할 수 있다. 그 중에서 장치에 가장 영향을 미치는 것이 중성자이며 중성자는 거리에 따라 감소하며 방사선 발생부의 각도에 따라서 달라질 수 있다. 특히 중성자에 가장 영향을 받는 곳이 카메라(250)이다. 중성자가 카메라(250)로 입사하면 카메라(250)에 불량 픽셀이 발생할 수 있으며 불량 픽셀은 화상에서 흰색의 점으로 나타난다. 이러한 중성자에 의한 불량 픽셀 발생을 줄이기 위해서 카메라(250)를 중성자로부터 차폐하는 차폐체(미도시)가 쓰일 수 있다. 중성자 차단효과를 최대로 하기 위하여 카메라(250)의 렌즈 부분을 제외한 몸체 모두를 차폐체로 둘러싸는 것이 바람직하다.

[60]

또한, 영상 처리부(300)는 카메라(250)가 획득한 이미지를 소프트웨어를 통하여 2차원 방사선 선량 분포 이미지로 분석할 수 있다. 이러한 2차원 방사선 선량 분포 이미지는 보정이 필요하다. 섬광판(230)은 선에너지 전이에 대하여 의존성이 있으므로 인체모형(210)을 통과한 입자 방사선과 섬광판(230)이 상호 작용하면서 여기된 전자가 엑스선을 발생하면서 에너지를 잃는다. 그 때 근처에 있는 섬광판(230)의 분자들을 여기(excitation)시킨다. 즉 선 에너지 전이(Linear Energy Transfer; LET)가 분자들을 여기시키는 데 일부 사용됨으로써, 엑스선의 발생을 방해하게 된다. 결국 선에너지 전이값과 엑스선의 아웃풋의 관계는 선형성을 잃어버리게 된다. 이것을 퀀칭 효과(quenching effect)라고 부른다. 이러한 퀀칭 효과는 인체모형을 통과하는 입자 방사선을 이온챔버 또는 다이오드 검출기로 측정하여 획득한 아웃풋 데이터 값을 이용하여 보정해야 한다.

[61]

도시된 바와 같이, 인체 모형(210)에 방사선을 조사하는 동안 이동부(260)가 구동하면서 인체모형(210)을 스캔하며, 인체모형(210)을 통과한 입자 방사선은 섬광판(230)에 도달하여 빛을 발생시키고 영상 처리부(300)에서 2차원 방사선 선량 분포 이미지를 얻는다. 그리고 섬광판(230)을 대신하여 이온 챔버나 다이오드 검출기를 이용하여 동일한 방법으로 획득한 입자 방사선의 아웃풋 데이터를 이용하여 2차원 선량 분포 이미지에 대하여 보정을 하게 된다. 이러한 과정을 퀀칭 보정 알고리즘(Quenching correction algorithm)이라 부른다.

[62]

영상 처리부(300)는 보정된 상기 2차원 방사선 선량 분포 이미지를 영상 재구성 프로그램을 이용하여 3차원 방사선 선량 분포 이미지로 변환할 수 있다. 상기 퀀칭 보정 알고리즘을 통해 보정된 2차원 선량 분포 이미지를 영상 재구성 프로그램을 이용하여 3차원 방사선 선량 분포 이미지를 구현할 수 있다. 암조직에 대한 3차원 방사선 선량 분포 영상을 얻기 위해서는 입자 방사선 발생장치의 방사선 발생부(100)에 빔쉐이퍼와 보상체(compensator)가 장착될 수도 있다.

[63]

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 방사선 발생부에 부착하여 빔의 형태를 만들어 주는 빔 쉐이퍼를 나타낸 사진이고, 도 10 및 도 11은 도 9의 빔 쉐이퍼를 이용하여 처리된 영상을 나타낸 화면이다.

[64]

이와 같은 구성에 따라 빔 쉐이퍼(beam shaper) 형태의 모형을 방사선 발생부(100)에 부착시키고, 방사선을 투과시킬 경우 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같은 2D 및 3D 영상을 얻을 수 있다. 이때, 도 11의 3D 영상은 영상 처리부(300)에서 획득한 2차원 영상인 도 10을 이용하여 재구성한 것이며, 본 영상은 방사선 발생부(100)에서 조사되어 빔 쉐이퍼와 보상체를 통과하여 변조된 빔의 분포를 보여준 것이다. 그리고 변조된 빔의 특정 깊이에서의 단면 영상은 도 14에 도시하고 있다.

[65]

도 12 및 도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 겐트리의 외주면을 따라 회전하는 방사선 발생부를 이용한 방사선 선량 측정 장치를 나타낸 사시도이다.

[66]

도시된 바와 같이, 상기 방사선 발생부(100)는 겐트리의 외주면을 따라 회전하고, 상기 구동제어부(500)는 상기 이동판(260)을 상기 방사선 발생부(100)의 회전 각도를 따라 일정하게 회전시켜 상기 방사선 발생부(100)로부터 상기 고정판(220)에 방사선이 수직방향으로 입사되도록 제어할 수 있다.

[67]

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

[68]

본 발명은 다양한 종류의 인체모형을 사용할 수 있고, 회전되는 방사선 발생장치로부터 정확한 입사각을 유지하며, 장치 구성 요소를 간소화시켜 소형 경량화가 가능하기 때문에, 방사선의 선량 분포를 간단하고 신속하게 그리고 정확하게 측정할 수 있는 방사선 선량 및 검출 장치에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

[1]

The present invention relates to a device for measuring a radiation dose capable of horizontal and rotational operation and a device for detecting radiation thereof. The device for measuring a radiation dose can attach and detach various types of human phantoms, can maintain an accurate incident angle from a radiation generating device which rotates, and can be manufactured to have a small size and light weight.

[2]

방사선 발생부;

그 상부에 인체모형을 선택적으로 착탈 고정시키고, 고정된 상기 인체모형을 투과하여 상기 방사선 발생부의 방사선을 입사시키는 고정판과, 상기 고정판의 아래에 형성되고, 상기 인체모형을 투과하는 방사선에 의해 여기되어 빛을 발생시키는 섬광판과, 상기 섬광판의 아래에 형성되고, 상기 섬광판에서 발생한 빛을 소정 각도로 굴절 반사시키는 반사판 및 상기 반사판에서 반사되어 오는 빛을 촬영하여 이미지를 형성하는 카메라를 포함하는 방사선 검출부;

상기 방사선 검출부를 이동판 상에 탑재하고, 수평방향으로 이동시키거나 수직방향으로 회전시키는 구동제어부;

상기 방사선 검출부의 상기 카메라에서 형성된 이미지를 분석하여 상기 인체모형에 투과되는 방사선 선량을 측정하는 영상 처리부; 및

상기 영상 처리부에서 처리된 영상을 2D 또는 3D 영상으로 디스플레이하는 표시부;를 포함하는 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치.

제 1항에 있어서,

상기 방사선 발생부는 겐트리의 외주면을 따라 회전하고,

상기 구동제어부는 상기 이동판을 상기 방사선 발생부의 회전 각도를 따라 일정하게 회전시켜 상기 방사선 발생부로부터 상기 고정판에 방사선이 수직방향으로 입사되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치.

제 1항에 있어서,

상기 인체모형은 삼각기둥 형태인 것을 특징으로 하는 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치.

제 1항에 있어서,

상기 인체모형은 사각판 형태가 다수개의 적층된 것을 특징으로 하는 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치.

제 1항에 있어서,

상기 인체모형은 불규칙한 다각형 형태인 것을 특징으로 하는 수평 및 회전 구동이 가능한 방사선 선량 측정 장치.