KR100740339B1 - Device for simulating the position according to the organ motion induced by respiration in real-time - Google Patents
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Abstract
Description
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장기 움직임 재현 장치의 개략적 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for reproducing long-term motion according to an embodiment of the present invention.
도2는 도1에 도시된 장기 움직임 재현 장치중 환자의 내부의 장기의 장기 움직임에 대한 아날로그 영상을 얻기 위한 구조를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a structure for obtaining an analog image of the long-term movement of the organs inside the patient of the long-term motion reproduction apparatus shown in FIG.
도3은 도1에 도시된 장기 움직임 재현 장치중 장기 움직임 재현부의 개략적 구성도이다.3 is a schematic configuration diagram of a long-term motion reproducing unit of the long-term motion reproducing apparatus shown in FIG. 1.
도4는 도3에 도시된 장기 움직임 재현부중 프레임조립체 부위의 개략적 사시도이다.4 is a schematic perspective view of the frame assembly portion of the long-term motion reproducing portion shown in FIG.
도5는 도4에 도시된 부위의 평면도이다.FIG. 5 is a plan view of the part shown in FIG. 4; FIG.
도6은 도5에 도시된 Ⅵ-Ⅵ 선의 단면도이다.FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI shown in FIG.
도7a 및 도7b는 도3에 도시된 장기 움직임 재현 장치를 이용해 방사선 치료장치의 방사선 조사정도를 검증하기 위한 개념도이다.7A and 7B are conceptual views for verifying the irradiation degree of the radiation treatment apparatus using the long-term motion reproducing apparatus shown in FIG.
도8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 장기 움직임 재현부의 프레임조립체 부위의 개략적 사시도이다.8 is a schematic perspective view of a frame assembly portion of a long-term motion reproducing unit according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10...장기 움직임 재현장치 11...장기 움직임 실시간 추적장치10 ... Long-term
12...장기 움직임 재현부 55...모터제어부 12.Long-term
56...프레임 57...슬라이딩부재 56
58,58a...이동부재 60...제1서보모터 58, 58a ... moving
62...제2서보모터 X...제1방향 62 2nd Servo Motor X ... 1st Direction
Y...제2방향 500,501...프레임조립체Y ... 2nd direction 500,501 ... Frame assembly
550,551...레일 601,602...볼스크류550,551 ... rail 601,602 ... ballscrew
650,651...볼너트650,651 Ball Nut
본 발명은 위암, 폐암등의 방사선 치료시 장기의 움직임을 고려하여 정확하고 효과적으로 환자의 치료부위에 방사선을 조사하기 위한 장치에 사용되는 장기 움직임 재현 장치에 관한 것으로서, 특히 장기의 특정부분의 시간에 따른 위치변화를 재현하도록 된 장기 움직임 재현 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for reproducing long-term motion used in a device for irradiating radiation to a treatment site of a patient accurately and effectively in consideration of the movement of organs during radiation treatment of gastric cancer, lung cancer, and the like. The present invention relates to a long-term motion reproducing apparatus adapted to reproduce a change in position.
복잡해진 사회를 살아가는 현대인들은 많은 스트레스와 불규칙한 식사 등으로 건강을 유지하기 힘들어졌다. 특히, 이런 현대인들은 악성종양 즉, 암에 의한 사망원인 확률이 가장 높다. 사회적으로 암의 발병률 또한 증가하는 추세에 있으며, 국가적인 대책이 시급히 요구되고 있다. 이에 따라, 암 등의 치료방법도 주요한 관심의 대상이 되며, 특히 방사선 치료법의 중요성이 강조되고 있다.Modern people living in a complicated society have been unable to stay healthy due to many stresses and irregular meals. In particular, these modern people are most likely to be malignant tumors, or cancer deaths. The incidence of cancer is also increasing socially, and national measures are urgently needed. Accordingly, treatment methods such as cancer are also of major interest, and in particular, the importance of radiation therapy is emphasized.
암부위의 종양에 대한 성공적 방사선 치료를 위해서는 두 가지 중요한 요소가 필요하다. 첫째, 종양에 조사되는 방사선의 위치가 정확해야 하며, 둘째, 계획된 방사선량과 실제 투여된 방사선량이 일치하여야 한다.Successful radiation therapy for cancerous tumors requires two important factors. First, the location of the radiation to be irradiated to the tumor must be accurate, and second, the planned dose and the actual dose should be consistent.
종양에 대한 정확한 방사선 치료를 위해서는 여러가지 변위 오차를 줄여야 한다. 환자의 인체와 관련하여 생기는 변위오차에는 크게 3가지로 분류할 수 있으며 그 종류는 자세관련 장기움직임 오차, 사이분획 장기움직임 오차, 내부분획 장기움직임 오차로 분류된다.Accurate radiation therapy for tumors requires reduction of various displacement errors. Displacement errors related to the patient's body can be classified into three types. The types are classified into posture-related long-term movement errors, inter-fraction long-term movement errors, and internal-fraction long-term movement errors.
자세관련 장기움직임 오차는 환자가 치료받을 때 서 있거나 누워있거나 하는 자세에 따라 내부 장기들의 위치가 변하게 되는 것이다. 자세관련 장기움직임 오차는 치료위치를 계획할 때, 치료할 때와 같은 환자의 자세를 만들어 촬영하고 그에 따라 계획함으로써 그 오차를 제거할 수 있다.Posture-related organ movement errors change the position of internal organs depending on the position of the patient, whether standing or lying. Posture-related long-term movement errors can be eliminated by planning and taking care of the patient's posture, such as when planning a treatment position, and then planning the position.
사이분획 장기움직임 오차는 내부 장기의 상태에 따른 움직임들로, 방광의 채워짐 정도라든가 직장의 채워짐 정도, 혹은 위의 채워짐 정도에 따라 해당 장기 및 주변 장기들의 위치가 변하게 되어 생기는 것이다. 이와 같은 사이분획 장기움직임 오차는 치료계획 할 때와 치료할 때 환자의 상태를 같게 만들어 줌으로써 제거할 수 있다.Inter-fractional long-term movement error is caused by the movement of internal organs, and the position of the organs and surrounding organs changes according to the degree of filling of the bladder, the filling of the rectum, or the degree of filling of the stomach. Such interfraction long-term movement errors can be eliminated by making the patient's condition the same during treatment planning and treatment.
내부분획 장기움직임 오차는 호흡이나 심장의 박동에 의해 해당 장기 및 주변 장기들의 위치 변화가 발생하는 것이다. 이 오차는 살아있는 사람에게 있어서 생리적으로 발생할 수 밖에 없으며, 그 움직임이 빈번하고, 특히 호흡에 의한 경우에는 그 변동폭이 커서 횡격막을 포함한 호흡 움직임에 영향을 받는 해당장기들의 위치 변화가 문제된다. 이와 같은 내부분획 장기움직임 오차를 제거하기 위해서는 호흡에 따른 내부 장기 움직임을 추적하여 호흡에 따른 장기의 특정부분의 위치변화를 반영하여 상기 특정부분이 일정한 위치범위에 있는 경우에만 방사선이 조사되도록 하면 된다. Internal fractional organ movement error is the change in the position of the organ and its surrounding organs due to breathing or heartbeat. This error can not only occur physiologically in a living person, but the movement is frequent, especially in the case of breathing, the fluctuation range is large, and the change in the position of the corresponding organs affected by the respiratory movement including the diaphragm is problematic. In order to eliminate such internal fractional long-term movement error, the internal organ movement by breathing is traced to reflect the change in the position of a specific part of the organ according to the breathing so that the radiation is irradiated only when the specific part is in a certain position range. .
상기 위치변위데이터는 환자의 방사선 치료시 호흡에 의해 변위되는 환자의 내부 장기의 특정부분에 정확히 방사선을 조사하기 위해 유용하게 사용될 수 있다. 그러나, 이와 같은 위치변위데이터를 이용하여 환자의 치료계획을 세우고 곧바로 환자에게 고에너지의 치료용 방사선을 조사기 전에 그 조사된 방사선이 환자의 호흡에 따른 내부 장기의 움직임에 의한 오차를 극복할 수 있는 것인지에 대해 검증할 필요가 있으나, 환자의 내부 장기의 움직임을 대신할 장치가 존재하지 않는 문제점이 있다.The positional displacement data may be usefully used to accurately irradiate specific portions of the patient's internal organs that are displaced by breathing during the patient's radiation therapy. However, before using the positional displacement data to plan the treatment of the patient and immediately irradiate the patient with high-energy therapeutic radiation, the irradiated radiation can overcome the errors caused by the movement of internal organs due to the patient's breathing. It is necessary to verify whether the device, but there is a problem that there is no device to replace the movement of the internal organs of the patient.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 호흡에 따른 내부 장기의 특정부분의 움직임이 발생된 경우, 치료용 방사선이 원하는 위치에 조사되는지에 대한 검증에 도움이 되도록 호흡에 따른 내부 장기 특정부분의 움직임을 재현하는 장기 움직임 재현 장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve this problem, when the movement of a specific part of the internal organs caused by breathing, the internal organs specific to the breathing to help verify whether the therapeutic radiation is irradiated at the desired location An object of the present invention is to provide a long-term motion reproducing apparatus that reproduces the movement of a part.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 장기 움직임 재현 장치는, 방사선을 조사하는 방사선 조사장치;In order to achieve the above object, a long-term motion reproducing apparatus according to the present invention comprises: a radiation irradiation device for irradiating radiation;
상기 방사선 조사장치에서 조사된 방사선을 가시광선으로 변환시키는 가시광 선 발생수단;Visible light generating means for converting the radiation irradiated from the radiation device into visible light;
상기 가시광선 발생수단에 의해 발생된 가시광선에 의해 형성되는 영상을 촬영하는 카메라;A camera for capturing an image formed by the visible light generated by the visible light generating means;
상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 디지털 영상신호로 변환시키는 신호변환기; A signal converter converting the image photographed by the camera into a digital image signal;
상기 디지털 영상신호에 의해 형성된 디지털 영상을 화면으로 표시하는 디스플레이부와, 상기 디스플레이부상에 표시된 영상의 특정부분을 선택하기 위한 입력부와, 상기 입력부에 의해 선택된 상기 특정부분의 시간변화에 따른 위치변화데이터를 작성하는 제어부와, 상기 제어부에서 작성된 위치변화데이터 및 상기 디지털 영상을 저장하는 저장부가 구비된 컴퓨터처리장치;A display unit for displaying a digital image formed by the digital image signal on a screen; an input unit for selecting a specific portion of an image displayed on the display unit; and position change data according to a time change of the specific portion selected by the input unit. A computer processing apparatus including a control unit configured to generate a first and a storage unit configured to store the position change data and the digital image created by the control unit;
프레임;frame;
상기 프레임에 대해 이동 가능하게 설치되며, 방사선 조사장치에서 발생되는 방사선이 조사되는 이동부재;A movable member installed to be movable with respect to the frame and irradiated with radiation generated from a radiation irradiation device;
상기 이동부재를 상기 프레임에 대해 이동시키기 위한 서보모터; 및A servo motor for moving the moving member relative to the frame; And
환자의 호흡에 의한 장기의 움직임에 따른 그 장기의 특정부분의 위치변위데이터를 입력받아 그 위치변위데이터에 기초하여, 상기 이동부재가 상기 장기의 특정부분의 위치변위를 재현하여 상기 방사선 조사장치에서 조사되는 방사선이 상기 이동부재상의 원하는 위치로 조사되는지 확인할 수 있도록, 상기 서보모터의 구동을 위한 신호를 발생시키는 모터제어부를 구비하여,The moving member reproduces the positional displacement of the specific part of the organ based on the positional displacement data based on the positional displacement data based on the positional displacement data according to the movement of the organ by the patient's respiration. It is provided with a motor control unit for generating a signal for driving the servo motor, so that the irradiated radiation can be irradiated to a desired position on the moving member,
상기 이동부재가 환자의 호흡에 의한 장기의 움직임에 따른 그 장기의 특정 부분의 위치변위를 재현하여 그 변위를 고려한 환자의 방사선 치료계획을 검증할 수 있도록 구성된 점에 특징이 있다.The moving member is characterized in that it is configured to verify the positional treatment of the specific part of the organ according to the movement of the organ by the breath of the patient to verify the radiation treatment plan of the patient in consideration of the displacement.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장기 움직임 재현 장치의 개략적 구성도이며, 도2는 도1에 도시된 장기 움직임 재현 장치중 환자의 내부의 장기의 장기 움직임에 대한 아날로그 영상을 얻기 위한 구조를 설명하기 위한 도면이며, 도3은 도1에 도시된 장기 움직임 재현 장치중 장기 움직임 재현부의 개략적 구성도이며, 도4는 도3에 도시된 장기 움직임 재현부중 프레임조립체 부위의 개략적 사시도이며, 도5는 도4에 도시된 부위의 평면도이며, 도6은 도5에 도시된 Ⅵ-Ⅵ 선의 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a long-term motion reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a structure for obtaining an analog image of the long-term movement of the internal organs of the patient of the long-term motion reproducing apparatus shown in FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a long-term motion reproducing unit of the long-term motion reproducing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a schematic perspective view of a frame assembly portion of the long-term motion reproducing apparatus shown in FIG. 5 is a plan view of the portion shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the VI-VI line shown in FIG.
도1 내지 도6을 참조하면 본 실시예의 장기 움직임 재현 장치(10)는 장기 움직임 실시간 추적장치(11)와 장기 움직임 재현부(12)를 포함하고 있다.1 to 6, the long-term
상기 장기 움직임 실시간 추적장치(11)는 방사선 조사장치(20)와, 가시광선 발생수단(30)과, 카메라(35)와, 신호변환기(40)와, 컴퓨터처리장치(50)를 포함하고 있다.The long-term motion real
상기 방사선 조사장치(20)는 환자의 치료 예정 부위에 진단용 방사선을 조사하는 장치이다. 상기 방사선 조사장치(20)는 필라멘트에서 나온 열전자를 이용해 방사선을 발생시켜 조사하는 장치로서, 물리학이나 의학분야에서 주로 사용되는 것으로서 그 구조 및 원리는 공지된 것이므로 상세한 서술은 생략하기로 한다. The
상기 가시광선 발생수단(30)은 도2에 도시된 바와 같이 입사스크린(31)과, 가시광선발생부(32)와, 반사거울(33)을 포함하고 있다. As shown in FIG. 2, the visible
상기 입사스크린(31)은 상기 방사선 조사장치(20)로부터 조사된 방사선이 인체를 통과하여 입사되는 부분이다. 상기 가시광선발생부(32)는 상기 입사스크린(31)의 하부에 배치되어 있다. 상기 가시광선발생부(32)는 상기 입사스크린(31)에 입사된 방사선이 가시광선으로 변환되는 부분으로서 그 원리는 일반적으로 널리 알려진 것이므로 상세한 서술은 생략하기로 한다. 상기 반사거울(33)은 상기 가시광선발생부(32)에 의해 발생된 빛을 카메라(35)에 입사하도록 방향을 바꾸어 주기 위해 마련된 것이다. 상기 반사거울(33)은 상기 가시광선발생부(32)에 대해 기울어지도록 배치되어 있다. 상기 카메라(35)는 상기 반사거울(33)을 통해 방향이 바뀐 가시광선에 의해 형성된 영상을 촬영하기 위해 마련된 것이며, 그 자세한 구조는 공지된 비디오카메라와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
상기 신호변환기(40)는 상기 카메라(35)에 의해 촬영된 아날로그 영상을 디지털 영상신호로 변환시키기 위해 마련된 것이다. 본 실시예에서 신호변환기(40)는 8비트 A/D컨버터를 사용하였으며, 초당 30 프레임의 영상을 디지털 영상신호로 변환할 수 있는 Matrox사의 Meteor-∥_MC보드가 사용되었다. The
상기 컴퓨터처리장치는 디스플레이부(51)와, 입력부(52)와, 제어부(53)와, 저장부(54)를 포함하고 있다. 상기 디스플레이부(51)는 상기 신호변환기(40)에서 변환된 상기 디지털 영상신호에 의해 형성된 디지털 영상을 화면으로 표시하는 역할을 하기 위해 마련된 것이다. 상기 입력부(52)는 상기 디스플레이부(51)에 표시 된 디지털 영상의 특정부분의 위치를 선택하기 위해 마련된 것으로서 본 실시예에서는 마우스가 사용되었다. 상기 제어부(53)는 상기 마우스에 의해 선택된 상기 디지털 영상의 특정부분의 위치의 시간변화에 따른 위치변화데이터를 시간에 따라 추적하도록 하여 그 위치변화데이터를 작성하도록 마련된 것이다. 그 위치변화데이터를 작성하는 과정을 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다. The computer processing apparatus includes a
상기 제어부(53)는 상기 마우스에 의해 선택될 상기 디스플레이부(51)상에 표시된 영상의 스케일을 설정한 후, 입력된 디지털 영상으로부터 상기 마우스에 의해 선택된 특정부분을 포함하는 일정 크기의 기준형판을 획득한다. 그런 다음 일정시간 즉, 본 실시예에서는 1/30초 경과 후 입력된 새로운 디지털 영상에서 그 기준형판의 위치와 동일한 위치에서 상기 기준형판을 이동하면서 이미지를 비교하여 그 기준형판과 최적으로 일치하는 위치를 검색하여 찾아낸다. 그 일치하는 위치를 후술하는 저장부(54)에 저장한 다음, 그 위치를 기준으로 기준형판과 동일한 크기의 이동형판을 획득한다. 그런 후에, 상기 이동형판을 상기 기준형판으로 설정한다. 그리고 다시 그 새롭게 설정된 기준형판에 대해 다시 일정시간 즉, 1/30초 경과 후 그 새로운 기준형판과 일치하는 위치에서 다시 새로운 이동형판을 획득하는 과정을 반복하도록 하여 상기 마우스에 의해 선택된 특정부분의 위치를 1/30초 단위로 반복하여 작성하도록 하는 알고리즘(algorithm)을 포함하고 있다. 이와 같은 알고리즘에 의해 상기 마우스에 의해 선택된 특정부분의 위치변위데이터를 추적할 수 있게 된다. The
상기 저장부(54)는 상기 제어부(53)에서 작성된 특정부분의 디지털 영상데이 터 및 그 특정부분의 위치변화데이터를 저장시키는 기능을 수행한다. 상기 저장부(54)에 저장된 디지털 영상데이터 및 그 그 특정부분의 위치변화데이터는 상기 디스플레이부(51)에 표시되며, 다음 단계의 사용을 위하여 적당한 전송수단을 통해 전송될 수도 있다.The
상기 장기 움직임 재현부(12)는 프레임(56)과, 슬라이딩부재(57)와, 이동부재(58)와, 제1서보모터(60)와, 제2서보모터(62)로 이루어진 프레임조립체(500)와, 모터제어부(55)를 포함하고 있다.The long-term
상기 프레임(56)은 후술하는 슬라이딩부재(57)를 설치하기 위해서 마련된 것이다. 상기 프레임(56)은 알루미늄 합금 등의 금속재질로 이루어져 있다. 그러나 그 재질이 금속으로 한정되는 것은 아니며, CT(computer tomography)와 같은 기기에 사용되는 경우에는 전자파에 영향을 받지 않는 아크릴 수지 등의 재료가 사용된다. 상기 프레임(56)에는 제1서보모터(60)가 고정되어 설치되어 있다.The
상기 슬라이딩부재(57)는 상기 프레임(56)에 대해 일방향으로 이동가능하도록 설치되어 있다. 상기 슬라이딩 부재(57)는 도4에 도시된 바와 같이 상기 프레임(56)상의 레일(550)을 따라 제1방향(X)으로 그 프레임(56)에 대해 슬라이딩이 가능하도록 설치되어 있다. 이 슬라이딩부재(57)는, 본 실시예에 있어서는 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 주기 위한 용도로 널리 사용되고 있는 볼스크류(601)와 볼너트(650) 기구에 의해 상기 제1서보모터(60)와 동력적으로 연결되어 있다. 즉, 상기 제1서보모터(60)의 회전축에 볼스크류(601)가 고정되고 상기 슬라이딩부재(57)에는 상기 볼스크류(601)에 나사결합되는 볼너트(650)가 고정되어, 제1서보모 터(60)의 회전시에 그 볼스크류(601)가 회전함으로써 상기 볼너트(650)와 고정되어 있는 슬라이딩부재(57)가 상기 제1방향(X)으로 슬라이딩되도록 되어 있다. 한편, 볼스크류(601)와 볼너트(650) 기구 대신 공지의 랙과 피니언 기구 등이 채용될 수도 있다.The sliding
상기 제2서보모터(62)는 상기 제1서보모터(60)에 대해 수직인 방향으로 배치되어 상기 슬라이딩부재(57)에 고정되어 있다.The
상기 이동부재(58)는 상기 슬라이딩부재(57)에 대해 도4에 도시된 바와 같이 레일(551)을 따라 제2방향(Y)으로 슬라이딩 가능하게 결합되어 있다. 상기 이동부재(58)는 방사선 조사장치에서 조사되는 방사선이 조사되어 투과할 수 있도록 중앙부가 비어 있는 형태이다. 상기 중앙부에는 필름(film)과 같은 센서(sensor)를 올려 놓을 수 있도록 아크릴 수지판 등이 장착 가능하다. 상기 제1방향(X)과 상기 제2방향(Y)은 서로 수직을 이루고 있다. 따라서, 상기 이동부재(58)는 상기 슬라이딩부재(57)를 매개로 하여 상기 프레임(56)에 대해 2차원 이동이 가능하도록 배치되어 있다. 상기 이동부재(58)의 중앙부 빈 공간에는 방사선 조사장치에서 조사된 방사선이 투과되는 영역 및 그 영역에서의 방사선 도달정도를 측정할 수 있는 예컨대, 방사선필름(P) 등의 방사선 측정수단이 배치될 수 있다. 상기 이동부재(58)는 상기 제2서보모터(62)와 동력적으로 연결되어 있는데, 본 실시예에 있어서는 상기 이동부재와 제2서보모터의 동력적 연결수단도, 상기 슬라이딩부재와 제1서보모터 간의 동력적 연결수단과 마찬가지로, 볼스크류(602)와 볼너트(651)이다.The
상기 모터제어부(55)는 상기 제1서보모터(60)와 상기 제2서보모터(62)를 제 어하기 위한 구동신호를 발생시키기기 위해 마련된 것이다. 즉, 상기 모터제어부(55)는 도1에 도시된 장기 움직임의 실시간 추적장치(11)에 의해 작성된 장기의 특정부분의 위치변위데이터를 기초로 하여 환자의 호흡에 의한 장기의 움직임에 따른 그 장기의 특정부분의 위치변위데이터를 입력받아 그 위치변위데이터에 기초하여, 상기 이동부재(58)가 상기 장기의 특정부분의 위치변위를 재현하여 방사선 조사장치에서 조사되는 방사선이 상기 이동부재(58)상의 원하는 위치로 조사되는지 확인할 수 있도록, 상기 서보모터의 구동을 위한 신호를 발생시키는 기능을 하게 된다.The
이하, 이러한 구조를 가지는 본 발명에 따른 장기 움직임 재현 장치(10)의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the long-term
상기 장기 움직임 재현 장치(10)를 이용하여 치료를 위한 환자의 특정 부위의 호흡에 따른 위치변위데이터에 기초하여 환자의 상기 특정 부위의 위치변위를 재현시켜 원하는 위치에 치료용 방사선이 조사되는지에 대해 검증하는 과정을 설명하기로 한다. By using the long-term
이를 위하여는, 호흡에 따른 내부 장기의 특정부분의 움직임을 실시간으로 추적하여 그 특정부분의 시간에 따른 위치변위데이터를 얻는 과정이 필요하며, 그 과정을 도1 및 도2에 도시된 장기 움직임 실시간 추적 장치(11)에 의해 가능하게 된다. For this purpose, it is necessary to obtain the positional displacement data according to the time of the specific part by tracking the movement of a specific part of the internal organs in response to the respiration, and the process is shown in FIGS. This is made possible by the
즉, 환자가 상기 장기 움직임 실시간 추적 장치(11)의 입사스크린(31) 상방에 누워 있는 상태에서 방사선 조사장치(20)를 통해 방사선을 조사시킨다. 이때, 상기 방사선 조사장치(20)에서 조사되는 방사선은 진단용 방사선을 사용한다. 상기 방사선 조사장치(20)에서 조사되어 환자의 인체를 통과한 방사선은 입사스크린(31)을 통과하여 가시광선발생부(32)에서 가시광선으로 변환된다. 상기 가시광선발생부(32)에서 발생된 가시광선은 상기 입사스크린(31)에 대해 경사지게 배치되어 있는 반사거울(33)에 의해 방향이 바뀌어진다. 상기 입사스크린(31)과 가시광선발생부(32)와 반사거울(33)은 방사선을 가시광선으로 바꾸어주는 가시광선발생수단(30)을 이루고 있다. 상기 반사거울(33)에 의해 방향이 바뀐 가시광선에 의해 형성된 영상은 상기 카메라(35)의 렌즈에 입사되어 그 영상이 촬영된다. 상기 카메라(35)에 의해 촬영된 아날로그 영상은 상기 신호변환기(40)에 의해 디지털 영상으로 변환되어 상기 컴퓨터처리장치(50)에 입력된다. 상기 컴퓨터처리장치(50)에 마련된 디스플레이부(51)는 상기 신호변환기(40)에 의해 디지털 영상신호로 변환된 영상을 표시하며, 입력부(52)를 통해 상기 디스플레이부(51)에 표시된 특정부분을 클릭하면 상기 특정부분의 위치변위데이터를 제어부(53)가 추적하여 작성하게 되며, 시간에 따른 위치변위데이터를 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 위치변위데이터는 디스플레이부(51)를 통해 표시될 수 있으며, 저장부(54)에 저장되고 필요에 따라 네트워크등을 통해 필요한 장소로 전송이 가능하다.That is, the patient irradiates the radiation through the
이와 같은 과정에 의해 환자의 내부 장기의 움직임을 실시간으로 추적한 필요한 위치변위데이터를 얻게 되며, 그 환자의 방사선 치료효과를 검증하기 위해 상기 장기 움직임 재현장치(10)의 장기 움직임 재현부(12)에 방사선필름(P)을 장착하여 환자 대신 치료용 방사선 조사장치에 배치한다. 그런 다음, 도1 및 도2를 참조하여 설명한 바와 같이 호흡에 따른 환자의 내부 장기의 특정부분의 위치변위데이 터를 적절한 전송수단, 즉 도1 및 도3에 도시된 저장부(54) 또는 제어부(53)로 부터 상기 모터제어부(55)에 입력한다. 상기 위치변위데이터를 입력받은 모터제어부(55)는 이를 기초로 하여 상기 제1서보모터(60) 및 상기 제2서보모터(62)의 구동을 위한 신호를 발생시키게 되고, 상기 제1서보모터(60) 및 제2서보모터(62)가 구동된다. 상기 제1서보모터(60)의 구동에 의해 상기 슬라이딩부재(57)는 상기 프레임(56)에 대해 도4에 도시된 바와 같은 제1방향(X)으로 직선운동을 하게 된다. 이에 따라 상기 이동부재(58)는 상기 슬라이딩부재(57)에 대해 상기 제1방향(X)으로는 상대 이동이 불가능하도록 설치되어 있으므로 상기 슬라이딩부재(57)와 동일한 거리만큼 상기 제1방향(X)으로 이동하게 된다. 한편, 상기 제2서보모터(62)의 구동에 의해 상기 이동부재(58)는 상기 슬라이딩부재(57)에 대해 도4에 도시된 바와 같은 제2방향(Y)으로 직선운동을 하게 된다. 이에 따라 상기 이동부재(58)는 상기 슬라이딩부재(57)에 대해 상기 제2방향(Y)으로는 상대 이동이 가능하도록 설치되어 있으므로 상기 슬라이딩부재(57)에 대해 상기 제2방향(Y)으로 이동하게 된다. 따라서, 상기 슬라이딩부재(57)에 의해 제1방향(X)의 위치가 결정되고, 상기 이동부재(58)에 의해 제2방향(Y)의 위치가 결정된다. 결과적으로 상기 이동부재(58)는 상기 프레임(56)에 대해 2차원 평면상에서 위치가 변하게 된다. 상기 이동부재(58)에 방사선이 조사될 위치를 식별할 수 있도록 적절한 수단으로 표시를 하고 그 위치에 방사선을 조사하는 경우를 살펴본다. 만약, 상기 이동부재(58)의 움직임을 고려하여 그 이동부재(58)가 특정위치에 있는 경우에만 방사선을 조사하면 상기 방사선필름(P)에는 그 방사선의 흔적이 마치 상기 이동부재(58)가 정지 상태에 있는 경우에 방사선이 조사된 것과 마찬가지로 도7a에 빗금친 부분으로 도시된 바와 같이 선명한 경계선을 가지는 방사선 조사영역이 표시될 것이다. 그러나, 상기 이동부재(58)가 특정위치에 있지 않는 경우에 방사선을 조사하면 상기 이동부재(58)에 장착된 방사선필름(P)에 상기 이동부재(58)가 도7b에 도시된 X 및 Y 방향으로의 이동에 따른 흔적이 남게 되며, 그 흔적은 방사선 조사영역으로 표시되는 흑색부분의 경계선이 도7b에 도시된 가상선과 실선 사이로 불명확해지는 결과를 얻게 될 것이다. 이와 같은 방법에 의해 호흡에 따른 내부 장기의 움직임을 고려하여 특정부분에만 방사선을 조사하여 치료부위에만 명확히 방사선을 조사할 수 있도록 방사선 조사장치를 셋팅할 수 있는 효과가 있다.By this process, necessary position displacement data obtained by tracking the movement of the internal organs of the patient in real time are obtained, and the organ
본 발명의 실시예에 있어서는, 환자의 내부 장기의 움직임을 2차원상에 재현시키도록 상기 프레임(56)에 대해 상대적으로 직선 이동할 수 있는 슬라이딩부재(57)와, 상기 슬라이딩부재(57)에 대해 상대적으로 직선운동할 수 있는 이동부재(58) 및 상기 슬라이딩부재(57)의 이동을 위한 제1서보모터(60)와 상기 이동부재(58)의 이동을 위한 제2서보모터(62)를 구비하는 것으로 서술하고 도시하였으나, 환자의 내부 장기의 움직임을 1차원상으로만 재현시키는 경우에는 도8에 도시된 바와 같이 상기 슬라이딩부재(57) 및 상기 제1서보모터(60)가 불필요하고, 상기 이동부재(58)는 상기 프레임(56)에 대해 슬라이딩 가능하도록 상기 프레임(56)에 설치되며, 상기 제2서보모터(62)는 상기 프레임(56)에 고정되며 상기 이동부재(58)에 동력적으로 연결되어도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.In the embodiment of the present invention, with respect to the sliding
이상, 바람직한 실시예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그 러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시예가 구체화될 수 있을 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to such examples, and various forms of embodiments may be embodied within the scope without departing from the technical spirit of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 장기 움직임 재현 장치에 있어서는, 호흡에 따른 내부 장기의 특정부분의 움직임에 따라 환자의 치료부위에 치료용 방사선이 제 위치에 조사되는지에 대한 검증이 가능하도록 호흡에 따른 내부 장기 특정부분의 움직임을 재현하도록 하여, 환자의 호흡에 따른 장기 움직임을 고려한 방사선 조사효과를 검증할 수 있는 수단을 제공하는 효과가 있다. As described above, in the apparatus for reproducing long-term motion according to the present invention, the respiratory apparatus may be used to verify whether the therapeutic radiation is irradiated to the treatment site of the patient according to the movement of a specific part of the internal organs due to respiration. By reproducing the movement of the specific parts of the internal organs, there is an effect of providing a means for verifying the irradiation effect in consideration of the long-term movements according to the patient's breathing.
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