KR101634795B1 - Apparatus for measuring temperature of tumor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 종양이 위치하는 몸체의 둘레에 장착하여 인체의 온도를 측정하고 이 측정값을 기초로 종양 온도를 산출하여 표시하는 종양 온도 측정 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 종양 온도 측정 장치는 종양이 위치하는 몸체를 환상으로 둘러싸서 인체의 표면 온도를 검출하여 이에 상응하는 인체 표면 온도 검출 신호를 출력하도록 구성된 표면 온도 검출부와, 상기 표면 온도 검출부로부터 출력되는 인체 표면 온도 검출 신호를 입력받아 인체 표면 온도를 확인하고 이 인체 표면 온도에 따라 역해석 방식을 이용하여 종양 온도를 산출하도록 구성된 제어부와, 상기 제어부로부터 산출된 종양 온도를 디스플레이함과 아울러 상기 종양 온도가 기설정된 온도이상이 될 때 알람 신호를 발생하도록 구성된 출력부를 포함한다.The present invention relates to a tumor temperature measuring apparatus mounted on the periphery of a body where a tumor is located to measure the temperature of the human body and calculate and display the tumor temperature based on the measured value. The apparatus for measuring tumor temperature according to the present invention includes: a surface temperature detector configured to surround a body where a tumor is placed in an annular shape to detect a surface temperature of a human body and output a human body surface temperature detection signal corresponding thereto; A controller configured to receive a human body surface temperature detection signal and determine a surface temperature of the human body and to calculate a tumor temperature using an inverse analysis method according to the human body surface temperature; and a display unit configured to display the tumor temperature calculated from the control unit, And an output configured to generate an alarm signal when the temperature exceeds a predetermined temperature.
Description
본 발명은 종양(암)의 온도를 측정하는 장치에 관한 것으로, 특히 종양이 위치하는 몸체의 둘레에 장착하여 인체의 온도를 측정하고 이 측정값을 기초로 종양 온도를 산출하여 표시하는 종양 온도 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for measuring the temperature of a tumor (cancer), and particularly relates to a device for measuring the temperature of a human body mounted on the periphery of a body on which the tumor is located and measuring the tumor temperature based on the measured value ≪ / RTI >
최근, 간암, 폐암, 췌장암 등의 고형암의 치료방법으로서 고주파 온열 치료기를 이용한 방법이 도입되고 있는데, 그 원리는 고주파를 이용하여 암 조직에만 선택적으로 42℃~43℃까지의 열을 가함으로써 종양에 괴사를 유도하는 것이다. 여기서, 암세포는 대략 42℃ 이상에서 괴사하는 특징을 가지고 있으며, 온도를 지나치게 높일 경우 암세포 뿐 아니라 정상 세포도 괴사할 가능성이 있기 때문에 종양 온도를 정확하게 측정하여 치료하는 것이 중요하다.In recent years, a method using a high-frequency thermal therapy apparatus has been introduced as a treatment method of solid cancer such as liver cancer, lung cancer and pancreatic cancer. The principle is to selectively heat the cancerous tissue to 42 ° C to 43 ° C by using high- Necrosis. Here, cancer cells are characterized by necrosis at a temperature of about 42 ° C or more. When the temperature is excessively high, it is important to accurately measure and treat the tumor temperature because there is a possibility that normal cells as well as cancer cells necrosis.
그러나, 현재는 종양 온도를 측정하지 않고 치료자의 경험치를 이용하여 치료하는 실정이며, 종양 온도를 정확히 측정하기 위해서는 시험단자를 체내에 주입하여 측정해야 되는데 이경우 환자에게 상당한 고통을 유발할 수 있다는 문제점이 있다. However, currently, treatment is performed using the experience value of the therapist without measuring the tumor temperature. In order to accurately measure the tumor temperature, the test terminal must be injected into the body, which can cause considerable pain in the patient .
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 환자에게 고통을 유발하지 않으면서 비교적 간단한 방법으로 종양 온도를 정밀하게 측정할 수 있는 종양 온도 측정 장치를 제공하는 데에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a tumor temperature measuring apparatus capable of precisely measuring a tumor temperature by a relatively simple method without causing pain to a patient .
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한 종양 온도 측정 장치는 종양이 위치하는 몸체를 환상으로 둘러싸서 인체의 표면 온도를 검출하여 이에 상응하는 인체 표면 온도 검출 신호를 출력하도록 구성된 표면 온도 검출부와, 표면 온도 검출부로부터 출력되는 인체 표면 온도 검출 신호를 입력받아 인체 표면 온도를 확인하고 이 인체 표면 온도에 따라 역해석 방식을 이용하여 종양 온도를 산출하도록 구성된 제어부와, 제어부로부터 산출된 종양 온도를 디스플레이함과 아울러 종양 온도가 기설정된 온도이상이 될 때 알람 신호를 발생하도록 구성된 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, a tumor temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a body temperature detecting unit configured to detect a surface temperature of a human body by annularly surrounding a body on which a tumor is located, A control unit configured to receive a human body surface temperature detection signal output from the surface temperature detection unit and confirm the human body surface temperature and to calculate the tumor temperature using an inverse analysis method according to the human body surface temperature; And an output unit configured to display an alarm signal when the tumor temperature exceeds a predetermined temperature.
본 발명의 실시형태에 의한 종양 온도 측정 장치에 있어서, 상기 표면 온도 검출부는 몸체를 환상으로 둘러싸도록 형성된 환상의 몸체와, 몸체에 띠형상으로 복수개 장착되어 인체의 표면 온도를 검출하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다.In the apparatus for measuring tumor temperature according to the embodiment of the present invention, the surface temperature detecting unit includes an annular body formed to surround the body in an annular shape, and a sensor mounted in a plurality of strips on the body to detect the surface temperature of the body can do.
본 발명의 실시형태에 의한 종양 온도 측정 장치에 있어서, 상기 센서는 광센서를 포함할 수 있다.In the tumor temperature measuring apparatus according to the embodiment of the present invention, the sensor may include an optical sensor.
본 발명의 실시형태에 의한 종양 온도 측정 장치에 의하면, 표면 온도 검출부가 종양이 위치하는 몸체의 외부에 설치되어 인체의 표면 온도를 검출하고 제어부가 이 검출된 인체의 표면 온도를 이용하여 인체 내부에 위치하는 종양 온도를 측정하는 방식이므로 환자에게 고통을 주지않으면서 정밀하게 종양 온도를 측정할 수 있다는 효과가 있다.According to the apparatus for measuring tumor temperature according to the embodiment of the present invention, the surface temperature detecting unit is provided outside the body where the tumor is located to detect the surface temperature of the human body, and the control unit detects the temperature of the inside of the human body The tumor temperature is measured. Therefore, it is possible to measure the tumor temperature precisely without giving any pain to the patient.
또한, 본 발명의 실시형태에 의한 종양 온도 측정 장치에 의하면, 환자의 인체 표면 온도를 측정하여 역해석 방식에 의해 종양 온도를 측정하는 방식이므로 장치의 구성이 비교적 간단하고 설치비용이 저렴하다는 효과가 있다. Further, according to the tumor temperature measuring apparatus according to the embodiment of the present invention, since the tumor temperature is measured by the inverse analysis method by measuring the surface temperature of the human body surface of the patient, the effect that the configuration of the apparatus is relatively simple and the installation cost is low have.
또한, 본 발명의 실시형태에 의한 종양 온도 측정 장치에 의하면, 인체의 표면온도를 검출하기 위해 광센서를 이용하므로 고주파에 영향을 받지 않으면서 정밀한 측정값을 얻을 수 있다는 효과가 있다.Further, according to the apparatus for measuring tumor temperature according to the embodiment of the present invention, since the optical sensor is used to detect the surface temperature of the human body, there is an effect that a precise measurement value can be obtained without being influenced by the high frequency.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 종양 온도 측정 장치를 종양이 위치하는 몸체에 환상으로 둘러싸서 설치한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 종양 온도 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 3은 도 2에 도시된 인체 표면 온도에 따라 역해석 방식을 이용하여 종양 온도를 산출하는 스텝(S50)에 대한 상세 플로우챠트이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for measuring tumor temperature according to an embodiment of the present invention, which is installed in an annularly surrounding body on which a tumor is placed.
2 is a flow chart for explaining the operation of the apparatus for measuring tumor temperature according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a detailed flowchart of a step S50 of calculating the tumor temperature using the inverse analysis method according to the human body surface temperature shown in FIG.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 종양 온도 측정 장치를 종양이 위치하는 몸체에 환상으로 둘러싸서 설치한 개략도로서, 본 발명의 실시예에 의한 종양 온도 측정 장치는 표면 온도 검출부(100), 제어부(200), 및 출력부(300)를 포함하고 있다.FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for measuring tumor temperature according to an embodiment of the present invention, which is installed in an annularly enclosed body on which a tumor is placed. The apparatus for measuring tumor temperature according to an embodiment of the present invention includes a
표면 온도 검출부(100)는 몸체를 환상으로 둘러싸도록 형성된 환상의 몸체(101)와 상기 몸체(101)에 띠형상으로 복수개 장착되어 인체의 표면 온도를 검출하도록 구성된 복수의 센서(103)를 포함하여 구성되며, 종양이 위치하는 몸체를 환상으로 둘러싸서 인체의 표면 온도를 검출하고 이에 상응하는 인체 표면 온도 검출 신호를 출력하는 역할을 한다. 센서(103)는 고주파에 영향을 받지 않도록 열전쌍 방식의 센서가 아니고 광센서로 이루어져 있다.The surface
제어부(200)는 표면 온도 검출부(100)로부터 출력되는 인체 표면 온도 검출신호를 입력받아 인체의 표면 온도를 확인하고, 이 인체 표면 온도에 따라 역해석 방식을 이용하여 종양 온도를 산출하여서 이에 상응하는 표시 제어 신호를 출력하는 역할을 한다. 역해석 방식을 이용하여 종양의 온도를 산출하는 과정에 대해서는 뒤에 상세하게 설명한다.The
표면 온도 검출부(100)와 제어부(200)간에는 유선 통신 또는 무선 통신이 가능하도록 구성되어 있다.The surface
출력부(300)는 제어부(200)로부터 출력되는 표시 제어 신호를 입력받아 제어부(200)로부터 산출된 종양 온도를 화면을 통해 디스플레이하거나 또는 스피커를 통해 알림음을 출력함으로써 유저가 산출된 종양 온도를 인식할 수 있도록 하였다. 또한, 출력부(300)는 산출된 종양 온도가 기설정된 온도(예컨대, 고주파 온열 치료시 종양부위 뿐 아니라 정상적인 세포에 악영향을 미칠 수 있는 온도) 이상이 되었을 때 알람 신호를 발생하도록 구성되어 있다.The
제어부(200) 및 출력부(300)는 일체형으로 구성되거나 개별적으로 구성될 수 있으며, 표면 온도 검출기(100)와 유, 무선 통신가능한 장치이면 특별히 제한을 받지 않는다. 예컨대, 제어부(200) 및 출력부(300)를 일체형의 단말장치(예컨대, 노트북, 퍼스널컴퓨터, PDA, PMP, 스마트폰 등)로 구성할 수 있다.The
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 종양 온도 측정 장치의 작용을 설명하기로 한다.The operation of the apparatus for measuring tumor temperature according to the embodiment of the present invention will be described.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 종양 온도 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트이며, 도 3은 도 2에 도시된 인체 표면 온도에 따라 역해석 방식을 이용하여 종양 온도를 산출하는 스텝(S50)에 대한 상세 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 의미한다.FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the apparatus for measuring tumor temperature according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart for calculating the tumor temperature using the inverse analysis method according to the human body surface temperature shown in FIG. S50), where S denotes a step.
먼저, 제어부(200)는 CT나 MRI 등의 장비를 통해 촬영한, 치료하고자 하는 종양이 위치하는 장기의 단면에 대한 영상이미지를 제공받고(S10), 인체의 경계, 장기의 경계, 종양의 위치 및 경계를 좌표로 추출한다(S20).First, the
이어서, 상기 스텝(S20)에서 추출한 정보를 참고하여 종양이 위치하는 장기 외부의 몸체 위치를 정확히 파악하고, 그 몸체 둘레에 표면 온도 검출부(100)를 환상으로 둘러싸서 장착하고, 고주파 온열 치료기(도시되지 않음)를 이용하여 고주파 치료를 수행한다(S30). Next, referring to the information extracted in the step S20, the body position of the external organ where the tumor is located is accurately grasped, the surface
표면 온도 검출부(100)는 인체 표면 온도를 검출하고, 이 검출된 인체 표면 온도는 제어부(200)에 입력된다(S40).The surface
제어부(200)는 상기 인체 표면 온도에 따라 역해석 방식을 이용하여 종양 온도를 산출하고(S50), 출력부(300)를 통해 산출된 종양 온도를 디스플레이한다(S60).The
스텝(S50)에서 제어부(200)는 상기 산출된 종양 온도가 기설정된 온도이상인지의 여부를 판단한다(S70).In step S50, the
상기 스텝(S70)에서 종양 온도가 기설정된 온도 이상이면(YES), 출력부(300)를 통해 알람신호를 발생한다(S80).If the tumor temperature is equal to or higher than the preset temperature (YES) in step S70, an alarm signal is generated through the output unit 300 (S80).
만약, 상기 스텝(S70)에서 종양 온도가 기설정된 온도 미만이면(NO), 상기 스텝(S60)으로 리턴된다.If the tumor temperature is less than the preset temperature (NO) in step S70, the process returns to step S60.
제어부(200)에서 이루어지는, 상기 인체 표면 온도에 따라 역해석 방식을 이용하여 종양 온도를 산출하는 스텝(S50)에 대해서 도 3을 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다. The step S50 of calculating the tumor temperature using the inverse analysis method in the
먼저, 종양이 위치하는 장기를 포함하는 2차원 단면 영상의 열전달 관심 영역을 격자 구성하고 이에 대한 물성치를 설정한다(S51).First, a heat transfer region of interest in a two-dimensional cross-sectional image including an organ in which a tumor is located is lattice-shaped, and physical properties of the region are set (S51).
이후, 피부 온도의 경계 조건을 설정하고(S52), 고주파에 따른 종양의 초기 열량을 설정한다(S53).Thereafter, a boundary condition of the skin temperature is set (S52), and an initial heat amount of the tumor based on the high frequency is set (S53).
이어서, 2차원 열전도 방정식(수학식 1)을 이용하여 인체 표면(경계 조건)에 따른 열전달 관심 영역의 온도 분포를 계산한다(S54).Next, the temperature distribution of the region of the heat-transfer related to the human body surface (boundary condition) is calculated using the two-dimensional heat conduction equation (Equation 1) (S54).
수학식 1에서, q(x,y)는 고주파 치료가 되고 있는 종양에서 나오는 열량이 있을 때만 값을 가지며, 인체 내부 장기 및 혈액의 열물성치에 따라 열전도도 k(x,y)가 결정된다.In Equation (1), q (x, y) has a value only when there is a calorie from a tumor undergoing high frequency treatment, and the thermal conductivity k (x, y) is determined according to the thermal properties of the internal organs and blood of the human body.
이후, 상기 스텝(S40)에서 검출된 인체 표면 온도가 상기 스텝(S52)에서 설정된 경계 조건을 만족하는지의 여부를 판단한다(S55).Thereafter, it is determined whether or not the human body surface temperature detected in step S40 satisfies the boundary condition set in step S52 (S55).
만약, 상기 스텝(S55)에서 인체 표면 온도가 경계 조건을 만족하면(YES), 상기 스텝(S53)에서 설정한 종양 초기 열량을 종양의 온도로 결정한 후 종양 온도 계산을 완료한다(S56).If the surface temperature of the human body satisfies the boundary condition (YES) in step S55, the initial tumor heat amount set in step S53 is determined as the tumor temperature, and the tumor temperature calculation is completed (S56).
한편, 상기 스텝(S55)에서 인체 표면 온도가 경계 조건을 만족하지 않으면(NO), 상기 스텝(S57)으로 진행되어 고주파에 따른 종양 초기 열량을 일정량 만큼 높여서 설정하고, 상기 스텝(S54)으로 진행된다.On the other hand, if the human body surface temperature does not satisfy the boundary condition at step S55 (NO), the process proceeds to step S57 to set the initial tumor heat amount according to the high frequency as a certain amount, and proceeds to step S54 do.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시형태에 의한 종양 온도 측정 장치에 의하면, 표면 온도 검출부가 종양이 위치하는 몸체의 외부에 설치되어 인체의 표면 온도를 검출하고 제어부가 이 검출된 인체의 표면 온도를 이용하여 인체 내부에 위치하는 종양 온도를 측정하는 방식이므로 환자에게 고통을 주지 않으면서 정밀하게 종양 온도를 측정할 수 있으며, 환자의 인체 표면 온도를 측정하여 역해석 방식에 의해 종양 온도를 측정하는 방식이므로 장치의 구성이 비교적 간단하고 설치비용이 저렴하며, 인체의 표면온도를 검출하기 위해 광센서를 이용하므로 고주파에 영향을 받지 않는다.According to the apparatus for measuring tumor temperature according to the embodiment of the present invention configured as described above, the surface temperature detecting unit is provided outside the body where the tumor is located to detect the surface temperature of the human body, and the control unit uses the detected surface temperature of the human body This is a method to measure the tumor temperature located inside the human body. Therefore, the tumor temperature can be precisely measured without giving any pain to the patient, and the temperature of the human body surface is measured and the tumor temperature is measured by the reverse analysis method The configuration of the apparatus is relatively simple, the installation cost is low, and the optical sensor is used to detect the surface temperature of the human body, so that it is not affected by the high frequency.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the best mode has been shown and described in the drawings and specification, certain terminology has been used for the purpose of describing the embodiments of the invention and is not intended to be limiting or to limit the scope of the invention described in the claims. It is not. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100: 표면 온도 검출부 101: 환상 몸체
103: 센서 200: 제어부
300: 출력부100: surface temperature detecting unit 101: annular body
103: sensor 200:
300:
Claims (3)
상기 표면 온도 검출부로부터 출력되는 인체 표면 온도 검출 신호를 입력받아 인체 표면 온도를 확인하고 이 인체 표면 온도에 따라 역해석 방식을 이용하여 종양 온도를 산출하도록 구성된 제어부, 및
상기 제어부로부터 산출된 종양 온도를 디스플레이함과 아울러 상기 종양 온도가 기설정된 온도이상이 될 때 알람 신호를 발생하도록 구성된 출력부를 포함하며:
상기 제어부는 치료하고자 하는 종양이 위치하는 장기의 단면에 대한 영상 이미지를 제공받아, 인체의 경계, 장기의 경계, 종양의 위치 및 경계를 좌표로 추출하며, 이 추출한 정보를 참고하여 종양이 위치하는 장기 외부의 몸체 위치를 파악하도록 더 구성되며,
상기 표면 온도 검출부는 상기 제어부에서 파악된 종양이 위치하는 장기 외부의 몸체 위치를 둘러싸 장착되어 인체의 표면 온도를 검출하도록 더 구성되며,
상기 표면 온도 검출부는,
몸체를 환상으로 둘러싸도록 형성된 환상의 몸체, 및
상기 몸체에 띠형상으로 복수개 장착되어 인체의 표면 온도를 검출하도록 구성된 센서를 포함하며,
상기 센서는 광센서인 것을 특징으로 하는 종양 온도 측정 장치.A surface temperature detector configured to annularly surround a body outside the organ where the tumor is located to detect the surface temperature of the human body and output a human body surface temperature detection signal corresponding thereto,
A control unit configured to receive a human body surface temperature detection signal output from the surface temperature detection unit and confirm the human body surface temperature and to calculate a tumor temperature using an inverse analysis method according to the human body surface temperature;
And an output configured to display the tumor temperature calculated from the controller and to generate an alarm signal when the tumor temperature is above a predetermined temperature,
The control unit receives the image of the section of the organ where the tumor to be treated is located, extracts the boundary of the body, the boundary of the organ, the position and the boundary of the tumor as coordinates, Further configured to grasp the body location outside the organ,
Wherein the surface temperature detection unit is further configured to detect a surface temperature of the human body by surrounding the body position outside the organ in which the tumor detected by the control unit is located,
Wherein the surface temperature detecting unit comprises:
An annular body formed to surround the body in an annular shape, and
And a plurality of sensors mounted on the body in a strip shape to detect a surface temperature of the body,
Wherein the sensor is an optical sensor.
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