KR20100118177A - System for brachytherapy using nano-emitter based x-ray and warm catheter - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system for brachytherapy using nano-emitter based on x-ray and warm catheter is provided, which leads patient friendly cancer treatment industry. CONSTITUTION: A system for brachytherapy using nano-emitter based on x-ray and warm catheter comprises: an X-ray tube(110); and a catheter(180) which surrounds the X-ray tube in the longitudinal direction of the X-ray tube and flows in and flows out fluid through a fluid passage which is expanded to the part more than the anode target of X-ray tube. The fluid passage includes a inflow path connected to an entrance and an outflow path connected to an exit.

Description

나노에미터 기반 Ｘ 선과 온열 카테터를 적용한 근접치료 시스템 및 그 방법{System for Brachytherapy using Nano-Emitter Based X-ray and Warm Catheter}System for Brachytherapy using Nano-Emitter Based X-ray and Warm Catheter}

본 발명은 근접치료 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히, 초소형 X선원(X-ray source)과 온열 카테터(catheter)/애플리케이터(applicator)를 이용하여 암 부위에 직접적으로 X선과 온열을 동시에 적용함으로써 암을 치료하는 근접치료 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a brachytherapy system and a method thereof, and in particular, by simultaneously applying the X-rays and heat directly to the cancer site by using a very small X-ray source and a heat catheter / applicator A brachytherapy system for treating cancer and a method thereof.

열음극 기반 X선원을 이용하는 기존의 외부방사선 암 치료법은 인체 외부에서 방사선이 조사되는 구조로 되어 있어서, 암 치료에 필요한 방사선 선량을 충족시키기 위하여 정상조직에서 흡수되는 방사선의 양을 고려하여 방사선을 조사하게 되며, 이에 따라 정상조직의 방사선 과다노출로 인한 부작용 및 2차 암 발생 등의 문제점이 제기되어 왔다. Existing external radiation cancer treatment method using a hot cathode based X-ray source is a structure in which radiation is radiated from outside of the human body, so that radiation is absorbed in consideration of the amount of radiation absorbed from normal tissues in order to satisfy the radiation dose required for cancer treatment. Accordingly, problems such as side effects and secondary cancers caused by excessive exposure of normal tissues have been raised.

최근 치료 효과가 좋으며 표적화가 정확해 좋은 암 치료법으로 인정되고 있는 방사성동위원소를 이용한 근접치료법(brachytherapy)이 사용되고 있다. 근접치료법 중 저선량률치료법은 의사가 환부에 바늘형 방사선 물질을 삽입하기 때문에 많은 시간이 소요되면서 동시에 방사선 피폭량이 상당히 높은 단점이 있다. 또한, 근접치료법 중 'Interstitial' 방법 즉, 환부에 방사선 물질이 들어갈 다량의 가이드라인(guide line)을 삽입하고 의사가 환자와 격리된 공간에서 방사선 물질의 삽입을 조정함으로써 시술자의 피폭을 저감할 수 있는 고선량률치료법이 있으나, 이는 환자의 정상조직에 대한 방사선 노출 및 방사성 물질의 관리, 기계 오작동 시 사고 위험에 대한 문제가 항상 제기되어 왔다.Recently, brachytherapy using radioisotopes has been used, which has been recognized as a good cancer treatment because of its good therapeutic effect and precise targeting. Low-dose-rate therapy in brachytherapy takes a lot of time because the doctor inserts a needle-like radioactive material into the affected area, and at the same time, radiation exposure is quite high. In addition, the exposure of the operator can be reduced by inserting 'Interstitial' method of brachytherapy, that is, a large number of guidelines for the entry of radioactive material into the affected area, and the doctor adjusting the insertion of radioactive material in a space isolated from the patient. There are high dose rate therapies, but there have always been questions about radiation exposure to patients' normal tissues, the management of radioactive material, and the risk of accidents in the event of mechanical malfunction.

온열치료는 암세포 주위 조직에 약 40~43℃의 온도로 열을 가하여 암세포 제거에 적절한 온도에서 효율적으로 치료할 수 있는 방법이다. 이때, 조직에 가해주는 온도에 따라 세포의 생존율 저하속도가 가속되거나 감속되는데, 온도가 42℃ 보다 낮은 경우를 저온 온열치료, 그 보다 높을 경우는 고온 온열치료라고 한다. 온열치료의 가장 어려운 점은 원하는 부위가 균일한 온도가 되도록 열을 공급해주는 것인데, 치료부위가 넓을수록 일정한 온도를 유지하기가 대단히 어려우며, 또한, 일부 치료부위의 온도가 저온으로 되면 치료효과가 급격히 줄어들거나 없어지고 고온으로 되면 정상조직의 심한 손상을 가져올 수도 있다. Thermal therapy is a method that can be efficiently treated at a temperature suitable for removing cancer cells by applying heat to the tissue around the cancer cells at a temperature of about 40 ~ 43 ℃. At this time, depending on the temperature applied to the tissue, the rate of deceleration of the cells is accelerated or decelerated. When the temperature is lower than 42 ° C., it is called low temperature heat treatment, and when it is higher than high temperature heat treatment. The most difficult thing of heat treatment is to supply heat so that the desired area is at a uniform temperature. The wider the treatment area, the more difficult it is to maintain a constant temperature. Reduced or eliminated high temperatures can cause severe damage to normal tissues.

이에 따라 온열치료만을 사용하는 것 보다는 온열치료에 방사선치료를 결합하여 치료 효과를 극대화시키는 방법이 관심을 끌고 있다. 방사선과 온열을 동시에 가해주는 것이 치료 효과가 높을 뿐만 아니라 방사선 조사량을 줄일 수 있어서 방사선 과다노출로 인한 정상조직의 손상을 방지할 수 있는 것으로 알려져 있다. Accordingly, a method of maximizing a therapeutic effect by combining radiation therapy with heat therapy rather than using only heat therapy has attracted attention. It is known that the application of radiation and heat at the same time not only increases the therapeutic effect but also reduces the radiation dose, thereby preventing damage to normal tissues due to overexposure to the radiation.

그러나, 이를 현실화하기 위해서는 환부를 균일한 온도가 되도록 열을 공급하거나 정상조직의 방사선 피폭을 극소화해야 하는 등의 많은 기술적 난제를 해결해야만 한다. However, to realize this, many technical challenges must be solved, such as supplying heat to a uniform temperature or minimizing radiation exposure of normal tissues.

따라서, 탄소나노튜브(carbon nano-tube: CNT)와 같은 나노구조물질을 고성능 전자방출원으로 이용하는 나노물질 기반 초소형 X선원을 인체 조직 내에 위치한 암(혹은 종양) 부위에 직접 삽입 또는 근접시켜 X선을 조사함으로써, 주위 정상조직의 방사선 과다노출에 의한 부작용 및 2차 암 발생의 문제를 원천적으로 극복하면서 유방암, 자궁경부암, 전립선압, 구강암, 위암 등의 각종 난치성 암을 치료할 수 있는 나노에미터(nano-emitter) 기반 X선 근접치료 기술이 요구되고 있으며, 이를 바탕으로 환부에 온열을 가해주는 기술을 동시에 접목 시켜 치료 효과를 극대화시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다. Therefore, X-rays can be directly inserted into or adjacent to a cancer (or tumor) site located in human tissue by using a nanomaterial-based microscopic X-ray source that uses nanostructured materials such as carbon nanotubes (CNTs) as high-performance electron emission sources. Nano-Emitter can treat various refractory cancers such as breast cancer, cervical cancer, prostate pressure, oral cancer, gastric cancer, while overcoming the side effects of overexposure to the surrounding normal tissue and secondary cancer. Nano-emitter) based x-ray brachytherapy technology is required, and a method of maximizing the treatment effect by simultaneously applying a technology that heats the affected area is required.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 초소형 X선원과 온열 카테터(또는 애플리케이터)를 이용하여 암 부위에 직접적으로 X선과 온열을 동시에 적용함으로써 암을 치료하는 나노에미터 기반 X선 근접치료 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다. Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned problems, the object of the present invention, nano-treatment cancer by applying the X-rays and heat directly to the cancer site using a micro X-ray source and a heat catheter (or applicator) at the same time An emitter-based X-ray brachytherapy system and method are provided.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 고성능 전계방출(field emission) 특성의 나노구조물질(CNT, graphene 등)을 이용한 고전류 장수명의 냉음극 전자발생원인 나노에미터(nano-emitter) 기술, 인체 삽입을 위해 소형화되고 원격 조정이 가능한 나노에미터 기반의 초소형 X선원 기술, 나노기반 X선 소스의 방사선량 및 최적의 방사선 분포를 파악하여 방사선 선량과 에너지 조절이 가능토록 하는 기술, X선 치료의 효과를 증대하는 온열치료(hyperthermia) 기술 등을 실현하는 나노에미터 기반 X선 근접치료에 필요한 각 단위 요소를 결합하여, 미래형 융합/복합 기술에서 급격히 팽창하는 환자 친화형 암 치료 산업을 선도하기 위한 미래 유망 핵심 기술을 실현하기 위한 나노에미터 기반 X선 근접치료 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention, the nano-emitter technology, which is the source of high-current long-life cold cathode electrons using nano-structured material (CNT, graphene, etc.) of high-performance field emission characteristics, human body insertion Miniaturized and remotely controllable nano-emitter-based X-ray source technology, technology to determine the radiation dose and optimal radiation distribution of nano-based X-ray sources to enable radiation dose and energy control, and the effects of X-ray therapy Promising future to lead the rapidly expanding patient-friendly cancer treatment industry in future convergence / combination technologies by combining each unit element necessary for nano-emitter based X-ray brachytherapy, which realizes increasing hyperthermia technology, etc. To provide a nano-emitter based x-ray brachytherapy system and method for realizing the core technology.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, X선 근접치료의 핵심 부품인 X선 튜브의 방출전류(또는 관전류)와 가속전압(또는 관전압)을 독립적으로 조절할 수 있도록 3전극형 전계방출 구조를 적용하고, 이때 제한된 공간에서 전계방출 면적을 크게 증대하여 전계방출원의 방출전류와 수명을 향상시킬 수 있고 누설전류를 최소화하여 전자빔 제어가 가능한 게이트 구조를 가지는 전계방출 X선 튜브에 의해 근접치료를 실현하는 나노에미터 기반 X선 근접치료 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다. In addition, another object of the present invention is to apply a three-electrode field emission structure to independently control the emission current (or tube current) and the acceleration voltage (or tube voltage) of the X-ray tube, which is a key component of X-ray brachytherapy. At this time, the field emission area in the limited space can be greatly increased to improve the emission current and lifespan of the field emission source, and minimize the leakage current to realize the proximity treatment by the field emission X-ray tube having the gate structure that can control the electron beam. The present invention provides a nano-emitter based x-ray brachytherapy system and method thereof.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 양극 타깃(target)과 음극 사이에 도전성 양극 블록을 추가한 케이지형(cage) 양극 구조를 갖는 전계방출 X선 튜브를 적용해 양극 타깃과 음극 간 전계를 완벽히 차단함으로써 이온 역충격을 획기적으로 줄일 수 있으며, 케이지형 양극 입구의 도전성 양극 블록에 인접한 공간에 게터(getter)를 설치하거나 게터 물질로 도전성 양극 블록 자체와 일체화함으로써 양극 및 게이트에서의 발생열에 의하여 게터가 활성화되도록 하여 진공 유지가 용이하게 이루어지도록 한 구조를 가지는 전계방출 X선 튜브에 의해 근접치료를 실현하는 나노에미터 기반 X선 근접치료 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다. In addition, another object of the present invention is to apply a field emission X-ray tube having a caged anode structure in which a conductive anode block is added between the anode target and the cathode, thereby completely reducing the electric field between the anode target and the cathode. Ion reverse shock can be significantly reduced by blocking, and getters are installed in the space adjacent to the conductive anode block at the cage-type anode inlet or by the heat generated from the anode and gate by integrating the getter material with the conductive anode block itself. The present invention provides a nano-emitter-based x-ray brachytherapy system and method for realizing brachytherapy with a field emission x-ray tube having a structure such that the ss is activated so that the vacuum is easily maintained.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 근접치료 시스템은, X 선 튜브; 및 상기 X 선 튜브의 종방향을 따라 상기 X 선 튜브의 주위를 감싸면서 상기 X 선 튜브의 양극 타깃 이상의 부분까지 연장된 유체 통로를 통해 유체를 유입하고 유출하는 카테터를 포함하고, 상기 유체 통로는 입구와 연결된 유입 경로와 출구와 연결된 유출 경로를 포함하며, 상기 유입 경로로 들어오는 유체가 상기 양극 타깃 주위의 복수의 리저보어(reservoir)를 채운 후 상기 유출 경로를 통해 되돌아 나오는 것을 특징으로 한다.First, to summarize the features of the present invention, the brachytherapy system according to an aspect of the present invention for achieving the above object, X-ray tube; And a catheter for inflow and outflow of fluid through a fluid passageway extending around the X-ray tube along a longitudinal direction of the X-ray tube and extending to at least a portion of the anode target of the X-ray tube, wherein the fluid passage is It includes an inlet path connected to the inlet and the outlet path connected to the outlet, characterized in that the fluid entering the inlet path is returned through the outlet path after filling the plurality of reservoir (reservoir) around the anode target.

상기 유출 경로가 상기 X 선 튜브와 인접하여 형성되고 상기 유입 경로가 상기 유출 경로의 외측에 형성된다.The outflow path is formed adjacent to the X-ray tube and the inflow path is formed outside of the outflow path.

상기 근접치료 시스템은 X 선 튜브에 의한 X 선 발생과 상기 카테터에 흐르는 유체에 의한 온열을 동시에 병행하여 치료에 사용된다.The brachytherapy system is used for treatment in parallel with X-ray generation by X-ray tubes and heat by fluid flowing through the catheter.

상기 유체는 체온 이상의 일정 온도로 상기 유입 경로를 통하여 공급된다.The fluid is supplied through the inlet path at a constant temperature above body temperature.

상기 X 선 튜브와 상기 카테터가 일체로 제작된 기구물을 환부 주변에 직접 삽입하여 상기 X 선 튜브의 동작을 위한 전원의 공급과 상기 X 선 튜브로부터 방출되는 X 선량을 외부 시스템에서 제어할 수 있다.The X-ray tube and the catheter are integrally inserted into the apparatus around the affected part to control the supply of power for the operation of the X-ray tube and the X-ray dose emitted from the X-ray tube in an external system.

상기 X 선 튜브는, 케이지형 양극을 포함하고, 음극 쪽으로 상기 케이지형 양극과 접촉된 고리형 블록을 더 포함한다.The X-ray tube includes a caged anode and further includes an annular block in contact with the caged anode toward the cathode.

상기 고리형 블록은 도전성 블록이고, 양극 타깃에서 발생하는 양이온이 음극 쪽으로 가속됨을 방지한다.The cyclic block is a conductive block and prevents cations generated at the anode target from accelerating toward the cathode.

상기 고리형 블록과 상기 케이지형 양극 사이에 결합된 진공 유지용 게터를 더 포함한다.And a vacuum holding getter coupled between the annular block and the caged anode.

상기 게터와 상기 고리형 블록을 같은 재질로 일체화할 수 있다.The getter and the annular block can be integrated with the same material.

상기 X 선 튜브는, 에미터와 양극 이외에 게이트가 포함되지 않는 2극형, 또는 에미터와 양극 사이에 상기 에미터로부터의 전자 방출량을 제어하기 위한 게이트가 결합된 3극형을 포함한다.The X-ray tube includes a bipolar type in which no gate other than the emitter and the anode is included, or a tripolar type in which a gate is coupled between the emitter and the anode to control the amount of electron emission from the emitter.

상기 에미터는 CNT, 그라핀(graphene), 나노파이버(nano-fiber), 나노로드(nano-rod), 나노니들(nano-needle), 또는 나노핀(nano-pin) 등의 나노구조물질에 기초한 나노에미터를 포함한다.The emitter is based on nanostructures such as CNTs, graphene, nanofibers, nanorods, nanoneedles, or nanopins. Nanometers.

상기 에미터는 중심부 절연재료의 가장자리에 나노구조물질이 형성된 고리형 에미터를 포함한다.The emitter includes a cyclic emitter in which nanostructured material is formed at the edge of the central insulating material.

상기 3극형의 경우에, 상기 절연재료를 계단형으로 하여 상기 에미터와 상기 게이트 사이에 상기 절연 재료로 접하는 표면 거리를 증가시킨 구조를 포함한다.In the case of the tripolar type, the insulating material has a stepped structure, and a structure in which the surface distance between the emitter and the gate in contact with the insulating material is increased.

상기 절연재료는 중심 재료가 가장자리 재료보다 높은 구조, 또는 중심부가 비어 있고 가장자리 재료를 중심 쪽에서 돌출하도록 한 구조를 포함한다.The insulating material includes a structure in which the center material is higher than the edge material, or a structure in which the center is empty and the edge material protrudes from the center side.

상기 X 선 튜브는, 상기 게이트와 상기 양극 사이에서 상기 에미터로부터의 방출 전자를 집속하는 집속 전극을 포함한다.The X-ray tube includes a focusing electrode that focuses the emission electrons from the emitter between the gate and the anode.

상기 게이트와 상기 집속 전극을 같은 재질로 일체화할 수 있다.The gate and the focusing electrode may be integrated with the same material.

상기 게이트 또는 상기 집속 전극 표면에 진공 유지용 게터를 더 포함한다.A vacuum holding getter is further included on the gate or the focusing electrode.

또한, 본 발명의 다른 일면에 따른 X 선 튜브는 케이지형 양극을 포함하고, 에미터쪽으로 상기 케이지형 양극과 접촉된 고리형 블록을 더 포함한다.Further, the X-ray tube according to another aspect of the present invention includes a caged anode, and further includes an annular block in contact with the caged anode toward the emitter.

상기 고리형 블록과 상기 케이지형 양극 사이에 결합된 진공 유지용 게터를 더 포함한다.And a vacuum holding getter coupled between the annular block and the caged anode.

상기 에미터는 중심부 절연재료의 가장자리에 나노구조물질이 형성된 고리형 에미터를 포함한다.The emitter includes a cyclic emitter in which nanostructured material is formed at the edge of the central insulating material.

상기 에미터와 상기 양극 사이에 상기 에미터로부터의 전자 방출량을 제어하기 위한 게이트를 더 포함한다.And a gate for controlling the amount of electron emission from the emitter between the emitter and the anode.

상기 절연재료를 계단형으로 하여 상기 에미터와 상기 게이트 사이에 상기 절연 재료로 접하는 표면 거리를 증가시킨 구조를 포함한다. And a stepped structure of the insulating material to increase the surface distance between the emitter and the gate in contact with the insulating material.

상기 게이트와 상기 양극 사이에서 상기 에미터로부터의 방출 전자를 집속하는 집속 전극을 포함한다.And a focusing electrode that focuses the emission electrons from the emitter between the gate and the anode.

상기 게이트 또는 상기 집속 전극 표면에 진공 유지용 게터를 더 포함한다.A vacuum holding getter is further included on the gate or the focusing electrode.

그리고, 본 발명의 또 다른 일면에 따른, X 선 튜브 및 상기 X 선 튜브의 주위로 유체를 유입하고 유출하는 카테터를 가지는 근접치료 시스템의 작동 방법에 있어서, 유입 경로로 들어오는 유체가 X 선 튜브의 양극 타깃 주위의 복수의 리저보어(reservoir)를 채운 후 유출 경로를 통해 되돌아 나오는 카테터 구조를 이용해 일정 온도의 유체를 공급하고, 상기 유체를 공급하는 동안 상기 X 선 튜브로 X 선을 발생시키는 것을 특징으로 한다.In addition, according to another aspect of the present invention, in the method of operating a brachytherapy system having an X-ray tube and a catheter inlet and outlet fluid around the X-ray tube, the fluid entering the inlet path is After supplying a plurality of reservoirs around the anode target using a catheter structure that is returned through the outflow path to supply a fluid of a constant temperature, while generating the X-ray to the X-ray tube during the fluid supply It is done.

상기 유체는 체온 이상의 일정 온도로 상기 유입 경로를 통하여 공급될 수 있다.The fluid may be supplied through the inlet path at a constant temperature above the body temperature.

상기 X 선 튜브와 상기 카테터가 일체로 제작된 기구물을 환부 주변에 직접 삽입하여 상기 X 선 튜브의 동작을 위한 전원의 공급과 상기 X 선 튜브로부터 방출 되는 X 선량을 외부 시스템에서 제어할 수 있다.The X-ray tube and the catheter are integrally inserted into the peripheral portion of the instrument directly to the power supply for the operation of the X-ray tube and the X-ray dose emitted from the X-ray tube can be controlled in an external system.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 나노에미터 기반 X선 근접치료 시스템 및 그 방법에 따르면, 나노에미터 기반 초소형 X선원을 이용하여 치료하는 동안 환부 내에 직접 삽입하여 정상조직에 대한 방사선 피폭의 우려 없이 치료에서 요구되는 최적의 선량을 조사할 수 있고, 특정 에너지의 방사선을 끊임없이 지속적으로 방출하는 일반적인 방사성동위원소와는 달리 치료 시에만 전원을 공급하여 방사선이 발생하는 X선원의 특성을 기반으로 방사선 선량과 에너지를 조절할 수 있다. As described above, according to the nanoemitter-based X-ray brachytherapy system and the method according to the present invention, the concern of radiation exposure to normal tissue by inserting directly into the affected area during treatment with the nano-emitter-based micro X-ray source Radiation is based on the characteristics of the X-ray source where radiation can be generated by supplying power only during treatment, unlike typical radioisotopes, which can be irradiated with the optimal dose required for treatment without the constant radiation of a certain energy. Dose and energy can be controlled.

또한, 본 발명에 따른 나노에미터 기반 X선 근접치료 시스템 및 그 방법에 따르면, X선 근접치료에 온열치료(hyperthermia)를 결합하여 암 치료효과를 획기적으로 증대시키고 부작용은 크게 줄일 수 있으며, 넓은 부위에 균일한 온도를 가하기 매우 어려운 기존 온열치료의 한계를 해결하고 환부에 조사되는 X선량을 적절히 줄이면서도 보다 효과적인 치료를 할 수 있다. 또한, 이에 따라 기존의 방사선치료와 온열치료의 한계를 극복하고 두 치료법의 상승효과를 기대할 수 있다. In addition, according to the nano-emitter-based X-ray brachytherapy system and method according to the present invention, by combining the hyperthermia with the X-ray brachytherapy can significantly increase the cancer treatment effect and greatly reduce the side effects, wide It solves the limitations of existing thermotherapy, which is very difficult to apply uniform temperature to the site, and reduces the X-ray dose irradiated to the affected area. In addition, it can be expected that the synergistic effect of the two treatments can be expected to overcome the limitations of conventional radiation therapy and heat therapy.

또한, 본 발명에 따른 나노에미터 기반 X선 근접치료 시스템 및 그 방법에 따르면, X선 근접치료의 핵심 부품인 X선 튜브의 방출전류(또는 관전류)와 가속전압(또는 관전압)을 독립적으로 조절할 수 있도록 3전극형 전계방출 구조를 적용하고, 이때 제한된 공간에서 전계방출 면적을 크게 증대한 구조에 의하여 전계방출원의 방출전류와 수명을 향상시킬 수 있고 누설전류를 최소화하여 전자빔 제어가 가능하다.In addition, according to the nano-emitter-based X-ray brachytherapy system and the method according to the present invention, independently controlling the emission current (or tube current) and the acceleration voltage (or tube voltage) of the X-ray tube which is a key component of the X-ray brachytherapy A three-electrode type field emission structure is applied so that the structure of the field emission area is greatly increased in a limited space, and thus the emission current and life of the field emission source can be improved and the leakage current can be minimized to control the electron beam.

그리고, 본 발명에 따른 나노에미터 기반 X선 근접치료 시스템 및 그 방법에 따르면, 양극 타깃(target)과 음극 사이에 도전성 애노드 블록을 추가한 케이지형(cage) 양극 구조를 갖는 전계방출 X선 튜브를 적용해 양극 타깃과 음극 간 전계를 완벽히 차단함으로써 이온 역충격을 획기적으로 줄일 수 있으며, 케이지형 양극 입구의 도전성 양극 블록에 인접한 공간에 게터(getter)를 설치하거나 게터 물질로 도전성 양극 블록 자체와 일체화함으로써 양극 및 게이트에서의 발생열에 의하여 게터가 활성화 되도록 하여 진공 유지가 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.In addition, according to the nano-emitter-based X-ray brachytherapy system and the method according to the present invention, a field emission X-ray tube having a caged anode structure in which a conductive anode block is added between the anode target and the cathode. By completely blocking the electric field between the anode target and the cathode, it is possible to drastically reduce the ion reverse impact.You can install a getter in the space adjacent to the conductive anode block at the cage-type anode inlet, or use the getter material with the conductive anode block itself. By integrating, the getter is activated by heat generated at the anode and the gate, so that the vacuum can be easily maintained.

　　　　　　　　본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 근접치료 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a brachytherapy system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 근접치료 시스템은, X선 발생을 위한 X선원에 해당하는 X 선 튜브(110) 및 X 선 튜브(110)의 종방향을 따라 X 선 튜브(110)의 주위를 감싸면서 X 선 튜브(110) 끝의 양극 타깃 이상의 부분까지 연장된 유체 통로를 통해 유체를 유입하고 유출하는 카테터(catheter) 또는 애플리케이터(applicator)(180)을 포함한다. X 선 튜브(110)는 외부 시스템으로부터 내부 관을 따라 음극에 연결되는 고전압선을 통하여 전원을 공급받아 X 선을 방출할 수 있고, 환부와 적절한 거리를 위하여 종방향을 따라 앞뒤로 그 위치가 조정될 수 있다. 카테터(180)는 X 선 튜브(110)에 의한 X 선 이외에 온수 온열에 의한 근접치료를 위한 것으로서, 물과 같은 유체의 입구(120)와 연결된 유입 경로로 들어오는 유체가 양극 타깃 주위의 복수의 리저보어(reservoir)를 채워 풍선(140, 150)을 부풀리게 한 후, 유체의 출구(130)와 연결된 유입 경로 내측의 유출 경로를 통해 되돌아 나오는 구조를 가진다. Referring to Figure 1, the brachytherapy system according to an embodiment of the present invention, the X-ray tube along the longitudinal direction of the X-ray tube 110 and X-ray tube 110 corresponding to the X-ray source for X-ray generation A catheter or applicator 180 is introduced and flows in and out of the fluid through a fluid passageway extending around the portion of the anode target at the end of the X-ray tube 110 while wrapping around the 110. The X-ray tube 110 can be powered by a high voltage line connected to the cathode along the inner tube from an external system to emit X-rays, and its position can be adjusted back and forth along the longitudinal direction for proper distance from the affected part. have. Catheter 180 is for the proximity treatment by the warm water in addition to the X-ray by the X-ray tube 110, the fluid entering the inlet path connected to the inlet 120 of the fluid, such as water, a plurality of reservoirs around the anode target After filling the bore (reservoir) to inflate the balloons (140, 150), it has a structure that comes back through the outlet path inside the inlet path connected to the outlet 130 of the fluid.

온열을 위해 온수가 입구(120)로 들어가 여러 경로로 분기되어 복수의 리저보어(reservoir)를 채우면 내부 풍선(Balloon)(140)을 부풀리고, 이에 따라 온수는 인체 조직과 접하고 있는 외부의 풍선(150) 안에서 내부 풍선(140) 외곽을 지나면서 조직에 열을 전달한 후 중심 쪽의 X 선 튜브(110)와 인접한 유출 경로를 통하여 출구(130)로 되돌아 나올 수 있다. 또한, 카테터(180)로 유입된 온수는 리저보어를 채움으로써 내외의 풍선(140, 150)이 부풀도록 하는 기능을 할 뿐만 아니라, 리저보어에 있는 온수와 내부 풍선(140) 외곽 경로를 흐르는 온수 간의 열교환을 가능하게 하여 그들 간의 온도편차를 줄이는 기능을 할 수 있다. 이 뿐만 아니라, 카테터(180)의 리저보어를 채우고 되돌아 나오는 온수는 X선 튜브(110)를 거쳐 흐르도록 함으로써, X선 튜브(110)의 열을 제거하는 냉각 기능을 동시에 수행하므로 X선 튜브(110)의 냉각을 위한 별도의 수단을 필요 없게 하였다. When the hot water enters the inlet 120 for branching and diverges in several paths to fill a plurality of reservoirs, the internal balloon 140 is inflated, whereby the hot water is in contact with an external balloon 150 that is in contact with human tissue. After passing the inner balloon 140 outside the inside to transfer heat to the tissue may come back to the outlet 130 through the outlet path adjacent to the X-ray tube 110 of the central side. In addition, the hot water introduced into the catheter 180 not only functions to inflate the balloons 140 and 150 by filling the reservoir, but also flows the hot water in the reservoir and the outer path of the internal balloon 140. It can function to reduce the temperature deviation between them by enabling heat exchange between them. In addition, the hot water filling and returning the reservoir of the catheter 180 flows through the X-ray tube 110, thereby simultaneously performing a cooling function to remove heat of the X-ray tube 110, so that the X-ray tube ( There is no need for a separate means for cooling of 110).

도 2는 도 1의 카테터(180)의 사용 시에 조직에서의 온도 분포에 대한 시뮬레이션(simulation) 결과이다. 이는 인체조직의 열적 특성과 혈류에 의한 열교환률 을 고려하여 해석한 결과로서 온수 흐름과 함께 온도 분포를 보여준다. 여기서, 카테터(180)의 유입 경로로 유입되는 유체는 체온 이상의 일정 온도, 예를 들어, 42℃ 정도로 할 수 있는데, 이때, 풍선(150) 외곽의 경계면에서의 온도편차는 약 0.3℃ 이내에 불과한 것으로 나타났다. 또한, X선 튜브(110)의 양극에서 발생하는 15W(0.3mA @ 50kVp)의 열에 대해서도 풍선(150) 외곽에서의 온도분포에 영향을 주지 않고, 또한, 도 5와 같이 X선 튜브(110)의 양극이 온수에 의해 냉각이 잘 되고 있는 것을 확인하였다. FIG. 2 is a simulation result of the temperature distribution in tissue when using the catheter 180 of FIG. 1. This is a result of considering the thermal characteristics of the human tissue and the heat exchange rate due to blood flow, and shows the temperature distribution along with the hot water flow. Here, the fluid flowing into the inlet path of the catheter 180 may be a certain temperature above the body temperature, for example, about 42 ℃, the temperature deviation at the boundary of the outside of the balloon 150 is only within about 0.3 ℃ appear. In addition, the heat of 15 W (0.3 mA @ 50 kVp) generated at the anode of the X-ray tube 110 does not affect the temperature distribution outside the balloon 150, and as shown in FIG. 5, the X-ray tube 110 It was confirmed that the positive electrode of was well cooled by hot water.

도 1에서는 오렌지 형태의 복수의 리저보어 형태를 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며 도 3과 같이 복수의 리저보어 형태를 나뭇잎의 배치 형태로 할 수도 있다. 도 3과 같이 리저보어 배치 형태를 다르게 한 본 발명의 다른 실시예에 따른 근접치료 시스템에서도 역시 나머지 구성 요소들이 도 1과 유사하게 동작할 수 있다. 도 3과 같은 구조의 리저보어 배치 형태를 취하는 경우에, 조직에서의 온도 분포에 대한 시뮬레이션 결과가 도 4와 같이 나타났으며, 여기서도 풍선(150) 외곽의 경계면에서의 온도편차가 매우 작으며 X선 튜브(110)가 동작 시에도 그 양극이 도 5와 같이 온수에 의해 냉각이 잘 되고 있는 것을 확인하였다. In FIG. 1, a plurality of reservoir shapes are illustrated in orange, but the present invention is not limited thereto, and the plurality of reservoir shapes may be configured as leaves. In the brachytherapy system according to another embodiment of the present invention having a different arrangement of reservoir arrangements as shown in FIG. 3, the remaining components may operate similarly to FIG. 1. In the case of the reservoir arrangement of FIG. 3, the simulation result of the temperature distribution in the tissue is shown in FIG. 4, where the temperature deviation at the boundary of the outside of the balloon 150 is very small and X Even when the wire tube 110 was operated, it was confirmed that the anode was well cooled by hot water as shown in FIG. 5.

여기서, 카테터(180)는 유체가 복수의 리저보어(reservoir)를 채워 풍선(140, 150) 형태로 부풀리는 구조인 것으로 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 위와 같은 오렌지 형태 또는 나뭇잎 형태로 배치한 복수의 리저보어가 유체가 유입되지 않더라도 딱딱하게(rigid) 고정되어 있는 구조일 수도 있다. Here, the catheter 180 is illustrated as a structure in which the fluid is inflated in the form of a balloon (140, 150) by filling a plurality of reservoirs (reservoir), but is not limited to this, a plurality of arranged in the orange or leaf form as described above The reservoir bore may be rigidly fixed even if no fluid is introduced therein.

이와 같은 본 발명에 따른 근접치료 시스템은, 별도로 제작된 X 선 튜 브(110)와 카테터(180)를 일체화한 기구물을 환부 주변, 예를 들어, 암 부위에 직접 삽입되고, X 선 튜브(110)의 동작을 위한 전원의 공급과 X 선 튜브(180)로부터 방출되는 X 선량을 외부 시스템에서 제어하면서 근접치료에 유용하게 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 근접치료 시스템은 X 선 튜브(110)에 의한 X 선 발생과 카테터(180)에 흐르는 유체에 의한 온열을 동시에 병행하여 치료에 사용됨으로써, 효과적인 온수 온열 근접치료에 용이하게 적용할 수 있다.In the brachytherapy system according to the present invention, a separately integrated X-ray tube 110 and a catheter 180 are integrally inserted into the periphery of the affected area, for example, a cancer site, and the X-ray tube 110. Power supply for the operation of the) and X-rays emitted from the X-ray tube 180 can be usefully used for brachytherapy while controlling in an external system. In particular, the brachytherapy system according to the present invention is used in the treatment of the X-ray generation by the X-ray tube 110 and the heat caused by the fluid flowing through the catheter 180 at the same time, so that it is easily applied to the effective hot water brachytherapy. can do.

이하 본 발명에 따른 근접치료 시스템에 적용된 X 선 튜브(110)의 구체적인 구조에 대하여 좀 더 자세히 설명한다. Hereinafter, a detailed structure of the X-ray tube 110 applied to the brachytherapy system according to the present invention will be described in more detail.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 X 선 튜브(110)의 케이지형 양극에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the structure of the cage-type anode of the X-ray tube 110 according to an embodiment of the present invention.

X선 튜브(110)에서는 음극과 양극 타깃(target)(112) 간 고 가속전압에 의해 가속된 전자가 양극 타깃(112)과 충돌하면서 전자 에너지의 극히 일부가 X선으로 방출되고 나머지는 열로 발생하기 때문에, 양극 타깃(112)은 매우 높은 온도로 상승한다. 이때, 양극 타깃(112)으로부터 탈가스(outgas)가 다량 발생하고 전자에 의해 전리되어 이온이 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 이온과 양극 타깃(112) 주위 내부의 중성 가스가 전리되어 형성된 이온은 음극과 양극 타깃(112) 간 전계에 의해 가속되어 음극과 충돌할 수도 있는데, 이 중 일부는 전계방출 에미터(도 7의 114참조)와 충돌하여 심각한 충격을 주게 된다. 이에 따라 전계방출 X선 튜브(110)에서는 이런 고에너지 이온에 의한 충격이 나노에미터의 수명을 저하시키는 주원인 중의 하나로 잘 알려져 있다. In the X-ray tube 110, electrons accelerated by the high acceleration voltage between the cathode and the anode target 112 collide with the anode target 112, and a part of the electron energy is emitted as X-rays and the rest is generated as heat. Therefore, the anode target 112 rises to a very high temperature. In this case, a large amount of outgas is generated from the anode target 112 and ionized by electrons to form ions. The ion formed as described above and ionized neutral gas around the anode target 112 may be accelerated by an electric field between the cathode and the anode target 112 to collide with the cathode, some of which may be field emission emitters (FIG. (See 114, 7). Accordingly, in the field emission X-ray tube 110, such a high energy ion impact is well known as one of the main causes of reducing the lifetime of the nano emitter.

본 발명에서는 이러한 이온 역충격을 저감하기 위한 방안으로서 기존의 개방형 양극 구조와 달리 도 6과 같이 케이지형 양극에 음극 쪽으로 상기 케이지형 양극과 접촉된 도전성 고리(ring)형 블록(111)을 추가하였다. 이는 양극 타깃(112) 주위의 내부 공간을 등전위 공간으로 만들어 줄 수 있고, X선 타깃(112) 등에서 형성된 이온이 음극 쪽으로 가속되지 않게 함으로써 이온 역충격을 획기적으로 줄여 나노에미터의 수명을 향상시킬 수 있도록 하였다.In the present invention, unlike the conventional open anode structure, a conductive ring block 111 in contact with the cage anode is added to the cage anode as shown in FIG. . This can make the internal space around the anode target 112 into the equipotential space, and by preventing the ions formed in the X-ray target 112 from accelerating toward the cathode, greatly reducing the ion reverse impact and improving the lifetime of the nanometer emitter. To make it possible.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 케이지형 양극을 적용한 2극형 X 선 튜브에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the structure of the bipolar X-ray tube to which the cage-type anode according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 X 선 튜브(110)는, 도 6과 같은 도전성 고리형 블록(111)이 결합된 케이지형 양극(112)과 음극 기판(113)에 설치된 CNT 에미터(114)를 포함하며, 이외에도 고리형 블록(111)과 케이지형 양극(112) 사이에 결합된 진공 유지용 게터(getter)(116) 및 에미터(114)와 게터(116) 사이에서 에미터(114)로부터의 방출 전자를 집속하는 집속 전극(115)을 포함한다.Referring to FIG. 7, the X-ray tube 110 according to the exemplary embodiment of the present invention is installed in the cage type anode 112 and the cathode substrate 113 to which the conductive annular block 111 as shown in FIG. 6 is coupled. And a vacuum retaining getter 116 coupled between the annular block 111 and the caged anode 112 and between the emitter 114 and the getter 116. And a focusing electrode 115 that focuses the emission electrons from the emitter 114 at.

여기서, 에미터(114)는 탄소나노튜브(carbon nano-tube: CNT)에 기초한 전자방출원을 예시하였지만, 이에 한정되지 않으며 그라핀(graphene), 나노파이버(nano-fiber), 나노로드(nano-rod), 나노니들(nano-needle), 나노핀(nano-pin) 등 다른 나노구조물질을 이용한 전자 방출원으로 대체할 수 있다. 경우에 따라서는 텅스텐 필라멘트와 같은 열음극을 상기 전자방출원으로서 이용하고 그에 맞게 일부 구조를 변경하여 적용하는 것도 가능하다. 또한, 여기서, X 선 튜브(110)는 에미터(114)와 양극(112) 이외에 게이트(gate)가 포함되지 않는 2극형인 것으로 예시하 였으나, 이에 한정되지 않으며 경우에 따라서는 에미터(114)와 양극(112) 사이, 좀 더 자세히 말하면, 에미터(114)와 게터(116) 사이에 에미터(114)로부터의 전자 방출량을 제어하기 위한 게이트(도 10의 118 참조)가 결합된 3극형으로 변형하여 적용할 수도 있다.Here, the emitter 114 exemplifies an electron emission source based on carbon nanotubes (CNTs), but is not limited thereto, and may include graphene, nanofibers, and nanorods. It can be replaced by electron emission sources using other nanostructures such as -rod, nano-needle, and nano-pin. In some cases, it is also possible to use a hot cathode, such as tungsten filament, as the electron emission source, and to apply some structural modifications accordingly. In addition, the X-ray tube 110 is illustrated as a bipolar type that does not include a gate in addition to the emitter 114 and the anode 112, but is not limited thereto, and in some cases, the emitter 114 ) And, more specifically, between the emitter 114 and the getter 116, a combined gate (see 118 of FIG. 10) for controlling the amount of electron emission from the emitter 114. It is also possible to apply the deformation to the polar shape.

이와 같은 X선 튜브(110)에서는 음극 에미터(114)와 양극(112) 간 고 가속전압에 의해 가속된 전자가 X선 양극 타깃(112)과 충돌하면서 전자 에너지의 극히 일부가 X선으로 방출되고 나머지는 열로 발생하기 때문에 양극은 매우 높은 온도로 상승하므로, 이러한 높은 온도는 X선 튜브(110) 내부의 진공유지를 위한 게터(116)를 활성화하기에 충분하기 때문에 도 7과 같이 양극(112)에 접촉하도록 결합된 게터(116)를 설치하는 것은 매우 현명한 선택일 수 있다. 게터(116)는 Ti나 Ba 등 또는 Zr-Al 합금, Zr-V-Fe 합금 등의 재질로 이루어져 고온 활성화시 이온을 흡착하여 X선 튜브(110) 내부가 진공을 유지하도록 반응할 수 있다. In such an X-ray tube 110, electrons accelerated by the high acceleration voltage between the cathode emitter 114 and the anode 112 collide with the X-ray anode target 112, and only a part of the electron energy is emitted as X-rays. And the rest is generated by heat, so the anode rises to a very high temperature, and this high temperature is sufficient to activate the getter 116 for maintaining the vacuum inside the X-ray tube 110, as shown in FIG. Installing the getter 116 coupled to contact) may be a very smart choice. The getter 116 is made of a material such as Ti or Ba, or a Zr-Al alloy, a Zr-V-Fe alloy, and the like to adsorb ions at high temperature to react the inside of the X-ray tube 110 to maintain a vacuum.

이때 게터(116)의 진공 펌핑 속도나 용량을 증가시키기 위해서는 게터(116)를 설치(증착 또는 부착)할 수 있는 공간(면적)이 넓어져야 하는데, 도전성 블록(111)이 추가적인 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도전성 블록 표면을 게터 설치를 위한 공간으로 활용할 수도 있고, 게터 물질로 도전성 블록(111)과 일체화하여 설치할 수도 있다. In this case, in order to increase the vacuum pumping speed or capacity of the getter 116, the space (area) for installing (depositing or attaching) the getter 116 should be widened. The conductive block 111 may provide additional space. have. For example, the surface of the conductive block may be utilized as a space for installing the getter, or may be integrally installed with the conductive block 111 using a getter material.

또한, 이와 같은 케이지형 양극(112)을 사용할 경우에, 도전성 블록(111)의 구멍이 작을수록 양극(112)에 의해 형성되는 자유공간의 이온을 차단하는 효과는 좋아지게 된다. 이러한 효과를 높이기 위해서는 도전성 블록(111)의 구멍을 지나가 는 전자빔의 직경이 블록(111) 구멍의 직경보다 작아야 하는데 집속 전극(115)을 이용하여 전자빔이 퍼지지 않도록 집속하면 이를 보다 효과적으로 구현할 수 있게 된다. 전자빔 집속 구조와 관련하여 도 7과 같은 2극형 X선 튜브(110)에서 음극 에미터(114)와 집속 전극(115)을 일체화한 구조가 가능하다(도 13 참조). 이외에도, 3극형 X선 튜브에서는 게이트(118)에 집속 전극(115)을 일체화할 수도 있다(도 13 참조). In addition, in the case of using the cage type anode 112, the smaller the hole of the conductive block 111, the better the effect of blocking ions in the free space formed by the anode 112. In order to increase the effect, the diameter of the electron beam passing through the hole of the conductive block 111 should be smaller than the diameter of the hole of the block 111. By using the focusing electrode 115, the electron beam may be focused to prevent the electron beam from spreading. . In relation to the electron beam focusing structure, a structure in which the cathode emitter 114 and the focusing electrode 115 are integrated in the bipolar X-ray tube 110 as shown in FIG. 7 is possible (see FIG. 13). In addition, in the tripolar X-ray tube, the focusing electrode 115 may be integrated with the gate 118 (see FIG. 13).

도 7과 같은 구조에서 에미터(114)로부터의 전자 방출에 대한 시뮬레이션 결과가 도 8에 도시되어 있다. 도 8과 같이, 전계방출 에미터(114)에서 방출된 전자들을 음극 쪽에 형성한 집속 전극(115)을 이용하여 집속한 후 퍼지게 함으로써 전자들이 X선 타깃(112)과 골고루 충돌하여 X선이 보다 균일하게 발생하도록 하는 효과도 얻을 수 있다. 이때 전자빔이 도전성 블록(111)에 충돌하여 생기는 누설전류를 줄이기 위해서 블록(111) 구멍의 양극 타깃 쪽 가장자리를 넓히는 것이 바람직하다. The simulation results for the electron emission from the emitter 114 in the structure as shown in FIG. 7 are shown in FIG. 8. As shown in FIG. 8, electrons uniformly collide with the X-ray target 112 to spread the electrons emitted from the field emission emitter 114 by using the focusing electrode 115 formed on the cathode side and then spread. The effect of generating uniformly can also be obtained. In this case, it is preferable to widen the anode target side edge of the hole of the block 111 to reduce the leakage current generated by the electron beam colliding with the conductive block 111.

여기서, 집속 전극(115)에 인가하는 전압 또는 전류를 제어하여 X선 타깃(112)을 통하여 방출되는 X선의 초점 조절이 가능하고, 암(혹은 종양) 부위에 직접 삽입 또는 근접시켜 이와 같이 발생한 X선을 조사함으로써, 주위 정상조직의 방사선 피폭의 염려를 줄이면서 유방암, 자궁경부암, 전립선암, 구강암, 위암 등의 각종 난치성 암을 치료할 수 있게 된다. 이때, X선 튜브(110)가 환부 주변에 근접되었는지를 확인하면서 X선을 조사하기 위하여, X선 튜브(110)로부터 방출되어 인체 조직을 투과하여 외부로 나오는 X선을 외부의 디텍터(detector)를 이용해 영상 을 촬영할 수 있고, 이때의 영상 정보는 X선 튜브(110)의 위치 조정용으로 활용될 수도 있다. Here, by controlling the voltage or current applied to the focusing electrode 115, the focus of the X-rays emitted through the X-ray target 112 can be adjusted, and the X generated by inserting or approaching the cancer (or tumor) area directly By irradiating the gland, various refractory cancers such as breast cancer, cervical cancer, prostate cancer, oral cancer, and stomach cancer can be treated while reducing the risk of radiation exposure of surrounding normal tissues. At this time, in order to irradiate X-rays while checking whether the X-ray tube 110 is close to the periphery of the affected part, X-rays emitted from the X-ray tube 110 and transmitted through the human tissue to the outside are detected by an external detector. Image can be taken by using, and the image information at this time may be utilized for position adjustment of the X-ray tube (110).

또한, X선 튜브(110)가 이와 같이 적절한 X선 선량으로 환부를 직접 치료하는데 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 집속 전극(115)에 인가하는 전압 또는 전류를 제어하여 X선 타깃(112)을 통하여 방출되는 X선의 초점을 조절하여 환부에 노출되는 X선 선량을 적절히 줄임으로써 영상용(진단용)으로 이용되는 것도 가능하다. 일반적으로 치료용 X선 선량은 영상용(진단용)으로 사용되는 X선 선량보다 수십 배 ~ 수백 배 크다. 예를 들어, 유방암, 자궁경부암, 전립선암, 위암 등의 각종 난치성 암이 존재하는 환부에 X선 튜브(110)를 직접 삽입 또는 근접시켜 X선을 방출시키고, X선 튜브(110)로부터 방출되어 환부를 투과하여 외부로 나오는 X선을 외부의 디텍터(detector)를 이용해 영상을 촬영함으로써 이때의 영상 정보를 환부의 상태를 진단할 수 있는 데이터로 활용할 수도 있다.In addition, the X-ray tube 110 can be used to directly treat the affected area with appropriate X-ray dose in this manner, and in some cases, the X-ray target 112 is controlled by controlling the voltage or current applied to the focusing electrode 115. It is also possible to use for imaging (diagnosis) by adjusting the focus of X-rays emitted through the X-rays and appropriately reducing the X-ray dose exposed to the affected area. In general, therapeutic X-ray doses are tens to hundreds of times larger than X-ray doses used for imaging (diagnosis). For example, the X-ray tube 110 is directly inserted into or close to an affected area where various refractory cancers such as breast cancer, cervical cancer, prostate cancer, and gastric cancer are present to emit X-rays, and are emitted from the X-ray tube 110. X-rays transmitted through the affected part to the outside may be photographed using an external detector, and thus the image information may be used as data for diagnosing the condition of the affected part.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 음극 에미터(114)에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 도 8의 음극 에미터(114)에 대한 사시도이다.9 is a view for explaining the structure of the negative electrode emitter 114 according to an embodiment of the present invention. 10 is a perspective view of the negative emitter 114 of FIG. 8.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 음극 에미터(114)는 전계방출 면적을 증가시키기 위하여 중심부 절연재료의 가장자리에 나노구조물질이 형성된 고리형 에미터 형태가 적용될 수 있다. 또한, 3극형 X 선 튜브(110)를 위하여 음극 에미터(114)와 양극(112)(또는 도전성 블록(111)) 사이에는 에미터(114)로부터의 전자 방출량 제어용 게이트(118)가 포함될 수 있다. Referring to FIG. 9, in the negative electrode emitter 114 according to the exemplary embodiment of the present invention, a cyclic emitter shape in which a nanostructure material is formed at the edge of the central insulating material may be applied to increase the field emission area. In addition, a gate 118 for controlling the amount of electron emission from the emitter 114 may be included between the cathode emitter 114 and the anode 112 (or the conductive block 111) for the tripolar X-ray tube 110. have.

근접치료용 초소형X 선 튜브(110)는 직경이 수 밀리미터 수준의 매우 제한적 인 공간을 갖는 초소형 구조로 되어 있다. 이에 따라 전계방출 에미터를 형성할 수 있는 면적이 매우 제한적이므로, 이러한 경우에 전계방출 면적은 제한적인데 초소형 X선 튜브(110)에서 요구되는 고전류를 방출하기 위하여 에미터의 전자방출 부담이 크게 증대될 수 있다. 예를 들어, 에미터 튜브 한 가닥에서 방출하는 전류가 증가하고 이러한 전류에 의한 주울(Joule) 열의 발생은 에미터의 수명을 저하시키는 문제점이 있으므로, 도 9 및 도 10과 같이 본 발명에서는 전계방출 음극 에미터(114)와 게이트(그리드)(118) 간의 구조를 동일한 공간 내에서도 전계방출 면적을 획기적으로 증대하여 전계방출 에미터 수명을 향상시킬 수 있는 구조로 하였다. The microtherapy X-ray tube 110 for brachytherapy is a microstructure with very limited space of several millimeters in diameter. Accordingly, since the area capable of forming the field emission emitter is very limited, in this case, the field emission area is limited, but the electron emission burden of the emitter is greatly increased to emit the high current required in the ultra-small X-ray tube 110. Can be. For example, since the current emitted from one strand of the emitter tube increases and the generation of Joule heat due to this current has a problem of decreasing the lifetime of the emitter, the field emission in the present invention as shown in FIGS. 9 and 10. The structure between the cathode emitter 114 and the gate (grid) 118 is a structure that can significantly improve the field emission emitter life by dramatically increasing the field emission area even in the same space.

기존에는 에미터 형상을 원형으로 하고 게이트(118) 지지부가 가장자리 쪽에 형성한 구조였으나, 본 발명에서는 중심부 절연재료의 가장자리에 나노구조물질이 형성된 고리형 에미터(114)를 채용함으로써, 전계방출 면적을 증가시켰다. 예를 들어, 도 9와 같은 수치 조건에서, 기존 구조에서는 전계 방출 면적이 약 0.2mm2인데 반하여, 본 발명에 따르면 그 면적이 약 1.0mm2로 기존에 비하여 약 5배 증가하였다. Conventionally, the structure of the emitter was circular and the support portion of the gate 118 was formed at the edge side, but in the present invention, the field emission area is adopted by employing the annular emitter 114 in which the nanostructure material is formed at the edge of the central insulating material. Increased. For example, under the numerical conditions as shown in FIG. 9, the field emission area of the existing structure is about 0.2 mm 2 , whereas the area is about 1.0 mm 2 , which is about 5 times higher than the conventional structure.

또한, 3극형 X 선 튜브(110) 구조에서는 음극 에미터(114)에서 방출된 전류의 일부가 게이트(118)에 부딪혀 누설전류가 되고 이때 발생한 열에 의해 게이트가 고온이 될 수 있다. 이때, 게이트(118)의 양극 쪽 표면에 게터를 설치(부착 또는 증착)함으로써 게이트(118)에서 발생하는 열로 게터를 활성화하여 튜브 내 진공유지에 기여하도록 할 수도 있다. In addition, in the three-pole X-ray tube 110 structure, a portion of the current emitted from the cathode emitter 114 hits the gate 118 to become a leakage current, and the gate may become hot due to heat generated at this time. At this time, by installing (attaching or depositing) the getter on the anode-side surface of the gate 118, the getter may be activated by heat generated from the gate 118 to contribute to the vacuum maintenance in the tube.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 음극 에미터(114)에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.11 is a view for explaining the structure of the negative electrode emitter 114 according to another embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 음극 에미터(114)는, 중심부 절연재료를 계단형으로 하고, 이와 같은 계단형 중심부 절연재료의 가장자리에 나노구조물질이 형성된 고리형 에미터(114)일 수 있다. 여기서, 계단형 중심부 절연재료는 중심 재료가 가장자리 재료보다 높은 구조이다. 이와 같은 계단형 중심부 절연재료는 게이트(118)와 음극 에미터(114) 사이에 절연 재료로 접하는 표면 거리를 증가시켜서, 누설전류를 감소시킬 수 있게 된다. Referring to FIG. 11, the cathode emitter 114 according to another embodiment of the present invention has a cyclic emitter in which a center insulating material is stepped and a nanostructure material is formed at the edge of the stepped central insulating material. (114). Here, the stepped center insulating material has a structure in which the center material is higher than the edge material. Such a stepped central insulating material increases the surface distance between the gate 118 and the cathode emitter 114 in contact with the insulating material, thereby reducing the leakage current.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음극 에미터(114)에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining the structure of the negative electrode emitter 114 according to another embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음극 에미터(114)는, 중심부 절연재료를 계단형으로 하고, 이와 같은 계단형 중심부 절연재료의 가장자리에 나노구조물질이 형성된 고리형 에미터(114)일 수 있다. 여기서, 계단형 중심부 절연재료는 중심부가 비어 있고 가장자리 재료를 중심 쪽에서 돌출하도록 한 구조이다. 여기서도 계단형 중심부 절연재료는 게이트(118)와 음극 에미터(114) 사이에 절연 재료로 접하는 표면 거리를 증가시켜서, 누설전류를 감소시킬 수 있게 된다. Referring to FIG. 12, the negative electrode emitter 114 according to another embodiment of the present invention has a central insulating material in a stepped shape, and a cyclic emi having nanostructured material formed at the edge of the stepped central insulating material. Rotor 114. Here, the stepped center insulating material is a structure in which the center is empty and the edge material protrudes from the center side. Here again, the stepped central insulating material increases the surface distance between the gate 118 and the cathode emitter 114 in contact with the insulating material, thereby reducing the leakage current.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음극 에미터(114)에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining the structure of the negative electrode emitter 114 according to another embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음극 에미터(114) 주변 의 구조는, 게이트(118)와 양극(112) 사이에서 에미터(114)로부터의 방출 전자를 집속하는 집속 전극(115)을 포함하는 구조일 수 있다.Referring to FIG. 13, the structure around the cathode emitter 114 in accordance with another embodiment of the present invention focuses the focused electrons emitted from the emitter 114 between the gate 118 and the anode 112. It may have a structure including an electrode 115.

여기서, 게이트(118)와 집속 전극(115)을 같은 재질로 일체화하여 장착함으로써 에미터(114)로부터의 방출 전자를 효과적으로 정전기적으로 집속할 수 있다. 일반적으로 3극형 X 선 튜브(110) 구조에서는 음극 에미터(114)에서 방출된 전류의 일부가 게이트(118)에 부딪혀 누설전류가 되고 이때 발생한 열에 의해 게이트가 고온이 되는데, 이러한 고온을 이용하는 진공 유지용 게터가 설치될 수도 있다. 예를 들어, 집속 전극(115)의 표면에 게터를 설치(부착 또는 증착)함으로써 게이트(118)에서 발생하는 열로 게터를 활성화하여 튜브 내 진공유지에 기여하도록 할 수 있다. Here, by integrating and mounting the gate 118 and the focusing electrode 115 with the same material, the emitted electrons from the emitter 114 may be effectively and electrostatically focused. In general, in the three-pole X-ray tube 110 structure, a part of the current emitted from the cathode emitter 114 hits the gate 118 to become a leakage current, and the heat is generated by the heat generated at this time. Maintenance getters may be installed. For example, by installing (attaching or depositing) a getter on the surface of the focusing electrode 115, the getter may be activated by heat generated from the gate 118 to contribute to vacuum maintenance in the tube.

도 13과 같은 음극 에미터(114) 주변의 게이트(118)와 집속 전극(115)의 구조 또는 집속 전극(115)의 표면에 게터를 설치한 구조는 도 9 내지 도 12의 어떠한 에미터(114) 구조에라도 적용될 수 있다. The structure of the gate 118 and the focusing electrode 115 around the cathode emitter 114 as shown in FIG. 13 or the structure in which the getter is installed on the surface of the focusing electrode 115 may be any of the emitters 114 of FIGS. 9 to 12. It can be applied to the structure.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 근접치료 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a brachytherapy system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 카테터(애플리케이터)의 사용 시에 조직에서의 온도 분포에 대한 시뮬레이션 결과이다.FIG. 2 is a simulation result of the temperature distribution in tissue when using the catheter (applicator) of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 카테터(애플리케이터)를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a catheter (applicator) according to another embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 카테터(애플리케이터)의 사용 시에 조직에서의 온도 분포에 대한 시뮬레이션 결과이다.4 is a simulation result of the temperature distribution in the tissue when using the catheter (applicator) of FIG. 3.

도 5는 도 1 또는 도 3 구조의 카테터 사용 시에 풍선 외곽으로부터 거리에 따른 조직의 온도 분포에 대한 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the temperature distribution of the tissue according to the distance from the outside of the balloon when using the catheter of FIG. 1 or 3.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 X 선 튜브의 케이지형 양극에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the structure of the cage-type anode of the X-ray tube according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 케이지형 양극을 적용한 2극형 X 선 튜브에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the structure of the bipolar X-ray tube to which the cage-type anode according to an embodiment of the present invention.

도 8은 도 7의 케이지형 양극을 적용한 2극형 X 선 튜브의 사용 시에 전자 방출에 대한 시뮬레이션 결과이다.FIG. 8 is a simulation result of electron emission when using a bipolar X-ray tube to which the caged anode of FIG. 7 is applied.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 음극에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining the structure of the negative electrode according to an embodiment of the present invention.

도 10은 도 8의 음극에 대한 사시도이다.FIG. 10 is a perspective view of the cathode of FIG. 8. FIG.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 음극에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.11 is a view for explaining the structure of the negative electrode according to another embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음극에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.12 is a view for explaining the structure of a negative electrode according to another embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 음극에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining the structure of a negative electrode according to another embodiment of the present invention.

Claims (28)

X 선 튜브; 및 X-ray tube; And 상기 X 선 튜브의 종방향을 따라 상기 X 선 튜브의 주위를 감싸면서 상기 X 선 튜브의 양극 타깃 이상의 부분까지 연장된 유체 통로를 통해 유체를 유입하고 유출하는 카테터를 포함하고,A catheter that enters and exits the fluid through a fluid passage extending around the X-ray tube along a longitudinal direction of the X-ray tube and extending to at least a portion of the anode target of the X-ray tube, 상기 유체 통로는 입구와 연결된 유입 경로와 출구와 연결된 유출 경로를 포함하며, 상기 유입 경로로 들어오는 유체가 상기 양극 타깃 주위의 복수의 리저보어(reservoir)를 채운 후 상기 유출 경로를 통해 되돌아 나오는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.The fluid passage includes an inlet path connected to the inlet and an outlet path connected to the outlet, and the fluid entering the inlet path comes back through the outlet path after filling the plurality of reservoirs around the anode target. Brachytherapy system. 제1항에 있어서, 상기 유출 경로가 상기 X 선 튜브와 인접하여 형성되고 상기 유입 경로가 상기 유출 경로의 외측에 형성된 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.The brachytherapy system according to claim 1, wherein the outflow path is formed adjacent to the X-ray tube and the inflow path is formed outside of the outflow path. 제1항에 있어서, The method of claim 1, X 선 튜브에 의한 X 선 발생과 상기 카테터에 흐르는 유체에 의한 온열을 동시에 병행하여 치료에 사용하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.A brachytherapy system comprising: X-rays generated by an X-ray tube and heat generated by a fluid flowing in the catheter simultaneously used for treatment. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 유체는 체온 이상의 일정 온도로 상기 유입 경로를 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.The fluid is brachytherapy system, characterized in that supplied through the inlet path at a constant temperature above the body temperature. 제1항에 있어서, 상기 X 선 튜브와 상기 카테터가 일체로 제작된 기구물을 환부 주변에 직접 삽입하여 상기 X 선 튜브의 동작을 위한 전원의 공급과 상기 X 선 튜브로부터 방출되는 X 선량을 외부 시스템에서 제어하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.The external system of claim 1, wherein the X-ray tube and the catheter are integrally inserted around the affected part to directly supply the power for the operation of the X-ray tube and the X-ray dose emitted from the X-ray tube. Brachytherapy system, characterized in that to control from. 제1항에 있어서, 상기 X 선 튜브는,The method of claim 1, wherein the X-ray tube, 케이지형 양극을 포함하고, 음극쪽으로 상기 케이지형 양극과 접촉된 고리형 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.A brachytherapy system comprising: a caged anode, and further comprising an annular block in contact with the caged anode toward the cathode. 제6항에 있어서, 상기 고리형 블록은 도전성 블록이고, 양극 타깃에서 발생하는 양이온이 음극 쪽으로 가속됨을 방지하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.7. The brachytherapy system of claim 6, wherein the annular block is a conductive block and prevents cations generated at the anode target from accelerating toward the cathode. 제6항에 있어서, 상기 고리형 블록과 상기 케이지형 양극 사이에 결합된 진공 유지용 게터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.7. The brachytherapy system of claim 6, further comprising a vacuum retainer coupled between the annular block and the caged anode. 제8항에 있어서, 상기 게터와 상기 고리형 블록을 같은 재질로 일체화한 것 을 특징으로 하는 근접치료 시스템.The brachytherapy system of claim 8, wherein the getter and the annular block are integrated with the same material. 제8항에 있어서, 상기 고리형 블록과 상기 게터 사이에서 상기 에미터로부터 방출되는 전자의 집속을 위한 집속 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템. The brachytherapy system of claim 8, further comprising a focusing electrode for focusing electrons emitted from the emitter between the annular block and the getter. 제1항에 있어서, 상기 X 선 튜브는,The method of claim 1, wherein the X-ray tube, 에미터와 양극 이외에 게이트가 포함되지 않는 2극형, 또는 Bipolar without gates other than emitter and anode, or 에미터와 양극 사이에 상기 에미터로부터의 전자 방출량을 제어하기 위한 게이트가 결합된 3극형을 포함하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.A brachytherapy system comprising a tripolar type coupled between an emitter and an anode with a gate for controlling the amount of electron emission from the emitter. 제11항에 있어서, 상기 에미터는 CNT, 그라핀(graphene), 나노파이버(nano-fiber), 나노로드(nano-rod), 나노니들(nano-needle), 나노핀(nano-pin)에 기초한 나노에미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.The method of claim 11, wherein the emitter is based on CNTs, graphene, nanofibers, nanorods, nanoneedles, and nanopins. A brachytherapy system comprising nano emitters. 제11항에 있어서, 상기 에미터는 중심부 절연재료의 가장자리에 나노구조물질이 형성된 고리형 에미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.12. The brachytherapy system of claim 11, wherein the emitter comprises a cyclic emitter having nanostructured material formed at the edge of the central insulating material. 제11항에 있어서, 상기 3극형의 경우에, The method according to claim 11, wherein in the case of the tripolar type, 상기 절연재료를 계단형으로 하여 상기 에미터와 상기 게이트 사이에 상기 절연 재료로 접하는 표면 거리를 증가시킨 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.And a structure in which the insulating material is stepped to increase the surface distance between the emitter and the gate in contact with the insulating material. 제14항에 있어서, 상기 절연재료는The method of claim 14, wherein the insulating material 중심 재료가 가장자리 재료보다 높은 구조, 또는 The center material is higher than the edge material, or 중심부가 비어 있고 가장자리 재료를 중심 쪽에서 돌출하도록 한 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.A brachytherapy system, comprising: a structure wherein the center is empty and the edge material protrudes from the center. 제11항에 있어서, 상기 X 선 튜브는,The method of claim 11, wherein the X-ray tube, 상기 게이트와 상기 양극 사이에서 상기 에미터로부터의 방출 전자를 집속하는 집속 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.And a focusing electrode that focuses the emission electrons from the emitter between the gate and the anode. 제16항에 있어서, 상기 게이트와 상기 집속 전극을 같은 재질로 일체화한 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.17. The brachytherapy system according to claim 16, wherein the gate and the focusing electrode are integrated with the same material. 제16항에 있어서, 상기 게이트 또는 상기 집속 전극 표면에 진공 유지용 게터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템.17. The brachytherapy system of claim 16, further comprising a vacuum retainer on the gate or on the surface of the focusing electrode. 근접치료 또는 진단을 위한 X 선 튜브에 있어서,X-ray tube for brachytherapy or diagnosis, 케이지형 양극을 포함하고, Includes a caged anode, 에미터쪽으로 상기 케이지형 양극과 접촉된 고리형 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X 선 튜브.And an annular block in contact with the caged anode toward the emitter. 제19항에 있어서, 상기 고리형 블록과 상기 케이지형 양극 사이에 결합된 진공 유지용 게터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X 선 튜브.20. The X-ray tube of claim 19, further comprising a vacuum retainer coupled between the annular block and the caged anode. 제19항에 있어서, 상기 에미터는 중심부 절연재료의 가장자리에 나노구조물질이 형성된 고리형 에미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 X 선 튜브.20. The X-ray tube of claim 19, wherein the emitter comprises a cyclic emitter having nanostructured material formed at the edge of the central insulating material. 제19항에 있어서, The method of claim 19, 상기 에미터와 상기 양극 사이에 상기 에미터로부터의 전자 방출량을 제어하기 위한 게이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X 선 튜브.And a gate for controlling the amount of electron emission from said emitter between said emitter and said anode. 제22항에 있어서, The method of claim 22, 상기 절연재료를 계단형으로 하여 상기 에미터와 상기 게이트 사이에 상기 절연 재료로 접하는 표면 거리를 증가시킨 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 X 선 튜브.And making the insulating material stepped to increase the surface distance between the emitter and the gate in contact with the insulating material. 제22항에 있어서, The method of claim 22, 상기 게이트와 상기 양극 사이에서 상기 에미터로부터의 방출 전자를 집속하 는 집속 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 X 선 튜브.And a focusing electrode that focuses the emission electrons from the emitter between the gate and the anode. 제24항에 있어서, 상기 게이트 또는 상기 집속 전극 표면에 진공 유지용 게터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X 선 튜브.25. The X-ray tube of claim 24, further comprising a vacuum getter on a surface of the gate or the focusing electrode. X 선 튜브 및 상기 X 선 튜브의 주위로 유체를 유입하고 유출하는 카테터를 가지는 근접치료 시스템의 작동 방법에 있어서,A method of operating a brachytherapy system having an x-ray tube and a catheter that enters and exits fluid around the X-ray tube, 유입 경로로 들어오는 유체가 X 선 튜브의 양극 타깃 주위의 복수의 리저보어(reservoir)를 채운 후 유출 경로를 통해 되돌아 나오는 카테터 구조를 이용해 일정 온도의 유체를 공급하고,The fluid entering the inlet path fills a plurality of reservoirs around the anode target of the X-ray tube and then supplies the fluid at a constant temperature using a catheter structure that exits through the outlet path, 상기 유체를 공급하는 동안 상기 X 선 튜브로 X 선을 발생시키는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템의 작동 방법.Generating X-rays through the X-ray tube while supplying the fluid. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 유체는 체온 이상의 일정 온도로 상기 유입 경로를 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템의 작동 방법.And the fluid is supplied through the inlet path at a constant temperature above body temperature. 제26항에 있어서, 상기 X 선 튜브와 상기 카테터가 일체로 제작된 기구물을 환부 주변에 직접 삽입하여 상기 X 선 튜브의 동작을 위한 전원의 공급과 상기 X 선 튜브로부터 방출되는 X 선량을 외부 시스템에서 제어하는 것을 특징으로 하는 근접치료 시스템의 작동 방법.27. The system of claim 26, wherein the X-ray tube and the catheter integrally insert an instrument directly around the affected part to supply power for the operation of the X-ray tube and X-ray dose emitted from the X-ray tube. How to operate the brachytherapy system, characterized in that controlled by.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08117263A (en) * 1994-10-21 1996-05-14 Ooizumi Seisakusho:Kk Thermotherapy device
US5748699A (en) * 1995-10-06 1998-05-05 Smith; Donald O. Apparatus for applying X-rays to an interior surface of a body cavity
KR100898903B1 (en) * 2007-07-25 2009-05-26 한국전기연구원 Carbon nano tube based brachytherapy apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015128392A1 (en) * 2014-02-27 2015-09-03 Koninklijke Philips N.V. System for applying radiation to a target region within a subject
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