KR102403650B1 - System for inducing respiration - Google Patents

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KR102403650B1 KR1020180038211A KR20180038211A KR102403650B1 KR 102403650 B1 KR102403650 B1 KR 102403650B1 KR 1020180038211 A KR1020180038211 A KR 1020180038211A KR 20180038211 A KR20180038211 A KR 20180038211A KR 102403650 B1 KR102403650 B1 KR 102403650B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 환자의 의료영상 촬영을 위한 중공을 포함하는 의료영상 생성부, 상기 의료영상 생성부의 중공 내로 이동이 가능한 이동 테이블, 상기 환자에 가이드 호흡 신호를 포함하는 호흡영상을 생성하는 호흡영상 생성부, 상기 중공 내벽으로부터 이격되게 배치되는 스크린부재 및 상기 스크린부재로 상기 호흡영상을 투사시키는 투영부재를 구비하는 호흡유도 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention generates a medical image generating unit including a hollow for taking a medical image of a patient, a moving table movable into the hollow of the medical image generating unit, and a breathing image including a guide respiration signal to the patient It provides a breathing guidance system having a respiration image generating unit, a screen member disposed to be spaced apart from the hollow inner wall and a projection member for projecting the respiration image to the screen member.

Description

호흡 유도 시스템{System for inducing respiration}System for inducing respiration

본 발명의 실시예들은 호흡 유도 시스템에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to breathing guidance systems.

환자에 대하여 4차원 방사선 치료 또는 호흡동조 방사선 치료시 유의해야 할 중요한 요소 중 하나는 방사선 치료 중 장기 움직임이 일정하다는 전제를 가지고 이루어져야 한다는 점이다. 인체의 장기 움직임에 영향을 주는 운동 요소는 다양한 종류가 있을 수 있지만, 그 중에서도 호흡을 일관되게 유지하는 것은 방사선 치료에 있어서 매우 중요한 요소이다.One of the important factors to keep in mind during 4D radiation therapy or breathing-controlled radiation therapy for a patient is that it should be done under the premise that long-term movement is constant during radiation therapy. There may be various types of exercise factors that affect the movement of organs in the human body, but among them, maintaining consistent breathing is a very important factor in radiation therapy.

의료용 방사선 치료기를 이용한 방사선 치료는 종양 부위에 방사선을 집중적으로 조사하고 주변 정상 조직에는 최소한의 선량이 전달되도록 하는 것이 가장 중요한 요소일 수 있다. 특히, 움직이는 장기에 대한 방사선 치료에서 방사선 치료 중 발생하는 장기의 기하학적인 움직임의 변동에 따라 빔을 제어하는 기술은 필수 불가결하다.Radiation therapy using a medical radiation therapy device may be the most important factor to intensively irradiate radiation to the tumor site and deliver a minimum dose to surrounding normal tissues. In particular, in radiation therapy for a moving organ, a technique for controlling a beam according to a change in the geometrical movement of an organ that occurs during radiation treatment is indispensable.

상기와 같은 방사선 치료시 호흡과 관련된 전제조건을 이루기 위해 여러 장치들이 사용되고 있지만, 이러한 장치들은 대부분 가이드 신호만을 사용하여 환자 자신의 호흡상태를 환자 자신이 확인할 수 없고, 직관적으로 연습한 대로만 호흡을 하고 있는 실정이다.Although several devices are used to achieve the preconditions related to breathing during radiation therapy as described above, most of these devices use only guide signals so that the patient cannot check the patient's own breathing state, and breathe only as intuitively as practiced. there is a situation.

이를 위해 종래의 방사선 치료 기술은 RPM(Real-time position management) 시스템을 사용하여 의료용 방사선 치료기를 제어하여 치료하는 게이팅(gating) 방법을 주로 사용하고 있다. 하지만 이 기술의 치료 성패는 방사선 치료환자의 호흡의 안정성에 있고, 호흡이 불안정한 환자의 호흡동조 방사선 치료는 치료시간이 길어진다는 문제점이 상존한다. 뿐만 아니라, 상기 RPM 시스템은 호흡 주기만을 가지고 호흡의 상(phase)을 설정하여 호흡동조 방사선 치료에 적용하기 때문에 호흡 패턴 또는 호흡량에 대한 고려가 없어 치료의 정확성은 매우 떨어지게 된다.To this end, the conventional radiation therapy technology mainly uses a gating method for controlling and treating a medical radiation therapy device using a real-time position management (RPM) system. However, the success or failure of the treatment of this technology lies in the stability of the respiration of the radiation therapy patient, and there is a problem that the respiration synchronization radiation treatment of the patient with unstable respiration requires a long treatment time. In addition, since the RPM system is applied to respiration synchronization radiation therapy by setting the phase of respiration with only the respiration cycle, there is no consideration of respiration pattern or respiration volume, so the accuracy of treatment is very poor.

특히, 움직이는 장기에 대한 체부 정위 방사선 치료는 다른 방사선 치료에 비해 치료시간이 현격히 길고, 부작용의 위험도 또한 매우 클 수 있으므로, 이를 해소하기 위해 안정된 호흡 주기 및 호흡량을 갖도록 환자를 교육하고 호흡을 연습하는 것은 더욱 중요하게 된다.In particular, body stereotaxic radiation therapy for moving organs has a significantly longer treatment time compared to other radiation therapy and the risk of side effects can also be very large. things become more important.

또한, 간 또는 폐와 관련된 질병이 있는 방사선 치료 환자의 경우에는 안정된 호흡주기 및 호흡량을 유지시키는 것이 실제로 매우 힘들어 안정된 호흡 상태에서만 방사선을 조사해야 하는 호흡동조 방사선 치료 기술을 상기와 같은 간질환 환자 또는 폐질환 환자들에게 적용시 호흡의 보조적인 장치는 필수적이라는 현실적인 필요성이 꾸준히 제기되고 있다.In addition, in the case of radiation therapy patients with liver or lung-related diseases, it is actually very difficult to maintain a stable respiratory cycle and respiratory rate, so the respiratory synchronization radiation therapy technology, which requires irradiation only in a stable breathing state, can be applied to patients with liver disease or When applied to lung disease patients, the practical necessity that an auxiliary device for breathing is essential is constantly being raised.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-mentioned background art is technical information that the inventor possessed for the derivation of the present invention or acquired in the process of derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be a known technique disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

본 발명의 실시예들은 방사선 치료 시 환자의 규칙적인 호흡을 유도하기 위한 시스템에 있어서, 투명 스크린을 이용하여 갠트리 내 환자의 폐쇄감을 최소화하여 안정적인 호흡을 유도할 수 있는 호흡 유도 시스템을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention in a system for inducing regular breathing of a patient during radiation therapy, to provide a breathing induction system capable of inducing stable breathing by using a transparent screen to minimize the feeling of closure of the patient in the gantry.

본 발명의 일 실시예는, 환자의 의료영상 촬영을 위한 중공을 포함하는 의료영상 생성부, 상기 의료영상 생성부의 중공 내로 이동이 가능한 이동 테이블, 상기 환자에 가이드 호흡 신호를 포함하는 호흡영상을 생성하는 호흡영상 생성부, 상기 중공 내벽으로부터 이격되게 배치되는 스크린부재 및 상기 스크린부재로 상기 호흡영상을 투사시키는 투영부재를 구비하는 호흡유도 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention generates a medical image generating unit including a hollow for taking a medical image of a patient, a moving table movable into the hollow of the medical image generating unit, and a breathing image including a guide respiration signal to the patient It provides a breathing guidance system having a respiration image generating unit, a screen member disposed to be spaced apart from the hollow inner wall and a projection member for projecting the respiration image to the screen member.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스크린부재는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the screen member may be made of a transparent material.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스크린부재는 투명한 재질로 이루어지며 상기 이동 테이블을 향하여 오목한(concave) 형상으로 일정한 제1 곡률 반경을 갖는 베이스부과, 상기 베이스부의 일면에 부착되는 홀로그램 필름을 구비할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the screen member is made of a transparent material and has a base portion having a constant first radius of curvature in a concave shape toward the moving table, and a hologram film attached to one surface of the base portion. can do.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 중공의 내벽은 일정한 제2 곡률 반경을 갖고, 상기 제1 곡률 반경은 상기 제2 곡률 반경과 동일하거나 클 수 있다. In an embodiment of the present invention, the hollow inner wall may have a constant second radius of curvature, and the first radius of curvature may be equal to or greater than the second radius of curvature.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스크린부재가 상기 이동테이블로부터 일정 거리 이격되어 고정되도록 상기 스크린부재와 상기 이동테이블을 연결하는 고정부재를 더 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a fixing member connecting the screen member and the moving table may be further provided so that the screen member is fixed at a predetermined distance from the moving table.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 환자의 호흡 영상을 촬영하는 촬상부,상기 촬상부에서 획득한 상기 환자의 호흡 영상을 영상처리 및 추적분석하여 환자의 호흡 신호를 획득하는 호흡 신호 변환부 및 상기 획득한 호흡 신호가 방사선 치료에 적합한 호흡인지 여부, 상기 획득한 호흡 신호가 안정적인지 여부, 상기 환자의 호흡 신호와 상기 가이드 호흡 신호 간의 매칭 점수가 소정의 기준치 이상인지 여부 중 하나 이상을 판단하는 호흡 판단부를 더 구비하고, 상기 호흡영상 생성부는 상기 호흡 신호 변환부에서 획득한 환자의 호흡 신호와, 상기 가이드 호흡 신호를 포함하는 상기 호흡영상을 생성할 수 있다. In one embodiment of the present invention, an imaging unit for capturing a respiration image of the patient, a respiration signal conversion unit for obtaining a respiration signal of the patient by image processing and tracking analysis of the respiration image of the patient obtained from the imaging unit, and Determining at least one of whether the acquired respiration signal is respiration suitable for radiation treatment, whether the obtained respiration signal is stable, and whether the matching score between the patient's respiration signal and the guide respiration signal is greater than or equal to a predetermined reference value Further comprising a respiration determination unit, the respiration image generating unit may generate the respiration image including the respiration signal of the patient obtained from the respiration signal conversion unit, and the guide respiration signal.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡 판단부는, 획득한 호흡 신호의 호흡 주기(period), 호흡 크기(amplitude), 호흡의 모양(pattern) 중 하나 이상의 정보로부터, 획득한 호흡 신호가 방사선 치료에 적합한 호흡인지 여부를 판단할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the respiration determination unit, the respiration signal obtained from one or more of information of a respiration cycle (period), respiration size (amplitude), and shape of respiration (pattern) of the obtained respiration signal is radiotherapy It can be determined whether breathing is suitable for

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡영상 생성부는, 상기 환자의 호흡 신호를 획득하여 실시간으로 상기 가이드 호흡 신호와 대응시켜 상기 호흡영상을 생성할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the respiration image generation unit may generate the respiration image by obtaining the respiration signal of the patient and corresponding to the guide respiration signal in real time.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예들에 따른 호흡 유도 시스템은 중공 내에 위치한 환자의 폐쇄감을 최소화하기 위하여 투명한 스크린부재에 호흡영상을 투영시킬 수 있다. 이때, 스크린부재는 베이스부가 투명한 재질로 이루어짐에도 홀로그램 필름이 부착되어 있어, 투영부재로부터 출사되는 호흡 영상을 선명하게 투사시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템은 호흡영상을 통해 자신의 호흡을 컨트롤할 수 있어, 방사선 치료 과정에서의 안정성을 확보할 수 있다.Respiratory induction system according to embodiments of the present invention may project a respiration image on a transparent screen member in order to minimize the feeling of closure of the patient located in the hollow. At this time, since the screen member has a hologram film attached to it even though the base part is made of a transparent material, it is possible to project the breathing image emitted from the projection member clearly. Respiratory induction system according to an embodiment of the present invention can control its own respiration through a respiration image, it is possible to secure stability in the radiation treatment process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 스크린부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 호흡영상 생성부가 호흡영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 스크린부재에 호흡영상이 제공되는 일 실시형태를 도시한 도면이다.
1 is a conceptual diagram schematically illustrating a breathing induction system according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views for explaining the screen member of FIG.
FIG. 4 is a view for explaining a method for generating a breathing image by the breathing image generating unit of FIG. 1 .
5 is a view illustrating an embodiment in which a breathing image is provided to the screen member of FIG. 1 .

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first, second, etc. are used for the purpose of distinguishing one component from another, not in a limiting sense.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and the possibility that one or more other features or components will be added is not excluded in advance.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the following embodiments, when it is said that a part such as a film, region, or component is on or on another part, not only when it is directly on the other part, but also another film, region, component, etc. is interposed therebetween. Including cases where there is

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, the size of the components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다. In cases where certain embodiments may be implemented otherwise, a specific process sequence may be performed different from the described sequence. For example, two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may be performed in an order opposite to the order described.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.In the following embodiments, when a film, region, or component is connected, other films, regions, and components are interposed between the films, regions, and components as well as when the films, regions, and components are directly connected. and indirectly connected. For example, in the present specification, when it is said that a film, a region, a component, etc. are electrically connected, not only the case where the film, a region, a component, etc. are directly electrically connected, other films, regions, components, etc. are interposed therebetween. Indirect electrical connection is also included.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템(10)을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 스크린부재(140)를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 1의 호흡영상 생성부(130)가 호흡영상을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 1의 스크린부재(140)에 호흡영상이 제공되는 일 실시형태를 도시한 도면이다. 1 is a conceptual diagram schematically illustrating a breathing induction system 10 according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are views for explaining the screen member 140 of FIG. 1 . 4 is a view for explaining a method for the breathing image generating unit 130 of FIG. 1 to generate a breathing image, FIG. 5 shows an embodiment in which a breathing image is provided to the screen member 140 of FIG. It is a drawing.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템(10)은 의료영상 생성부(110), 이동 테이블(120), 호흡영상 생성부(130), 스크린부재(140) 및 투영부재(150)를 구비할 수 있다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.1 to 3 , the respiratory induction system 10 according to an embodiment of the present invention includes a medical image generating unit 110 , a moving table 120 , a breathing image generating unit 130 , and a screen member 140 . ) and a projection member 150 may be provided. This will be described in more detail as follows.

상세히, 방사선 수술, 세기 조절 방사선 치료, 영상유도 방사선 치료 등과 같이 방사선 치료 기술의 발전으로, 타깃 주변의 정상 조직에는 최소한의 선량이 전달되도록 하고, 대부분의 선량을 종양 부위에 집중적으로 조사하는 것이 가능해졌다. 한편, 호흡운동에 영향을 받는 폐, 간, 복부 부위의 종양에 대한 방사선 치료도 지속적으로 증가하고 있다.In detail, with the development of radiation therapy technologies such as radiosurgery, intensity-controlled radiation therapy, and image-guided radiation therapy, it is possible to deliver a minimal dose to normal tissues around the target and to intensively irradiate most of the dose to the tumor site. it was done On the other hand, radiation therapy for tumors in the lungs, liver, and abdomen affected by respiratory movements is also continuously increasing.

그러나, 폐, 간 등 호흡으로 인한 움직임이 있는 장기의 방사선 치료는, 치료 장기의 움직임으로 인하여 방사선 전달기술 측면에서 정밀성과 정확성이 떨어지게 되어 원하는 곳에 방사선량을 집중하지 못하거나, 원하지 않는 곳에 방사선량이 조사되는 한계가 있다. 이를 극복하기 위하여 방사선 치료 분야에서는 4차원 호흡 동조 방법을 사용하여 방사선 치료를 시행하고 있다.However, in radiation therapy of organs that have movement due to respiration, such as the lungs and liver, precision and accuracy in terms of radiation delivery technology are deteriorated due to movement of the treated organ, so it is not possible to concentrate the radiation dose to a desired place, or the radiation dose to an unwanted place There are limitations to the investigation. To overcome this, in the field of radiation therapy, radiation therapy is performed using a four-dimensional breathing synchronization method.

호흡 동조 방사선 치료의 성패는 치료 중 또는 치료 간 발생하는 장기의 기하학적인 움직임의 변동에 따라 빔을 제어하는 데 있다. 특히, 최근 각광을 받는 입자선 방사선 치료의 경우, 기존치료에 비해 치료 장기의 움직임으로 인한 방사선량 변화의 영향을 매우 크게 받기 때문에 호흡 동조 방사선 치료의 도입은 필수불가결하다. 이를 위한 종래의 방사선 치료기술은 선형가속기 기반으로 체외 표지자의 움직임만을 추적하는 게이팅 방법이 사용되고 있으며, 이와 같은 방법에서는 RPM (Real-time Position Management) 시스템을 이용하여 호흡 동조가 이루어지고 있다.The success or failure of breathing-tuned radiation therapy lies in controlling the beam according to the change in the geometrical movement of the organ during or between treatments. In particular, in the case of particle beam radiation therapy, which has recently been in the spotlight, the introduction of breathing-controlled radiation therapy is indispensable because it is greatly affected by the change in radiation dose due to the movement of the treatment organ compared to conventional therapy. For this purpose, the conventional radiation therapy technology uses a gating method that tracks only the movement of an in vitro marker based on a linear accelerator, and in this method, breathing is synchronized using a Real-time Position Management (RPM) system.

하지만 이 기술의 치료 성패는 방사선 치료환자의 호흡의 안정성에 있고, 호흡이 불안정한 환자의 호흡 동조 방사선 치료는 치료시간이 길어진다는 문제점이 상존한다. 특히, 체부정위 방사선 치료 및 체부 방사선수술은 치료시간이 매우 길기 때문에, 방사선 치료 중 규칙적이고 안정된 호흡주기 및 호흡량을 갖도록 환자를 교육하고 호흡을 연습시키는 것이 매우 중요하다. However, the success or failure of the treatment of this technology lies in the breathing stability of the radiation therapy patient, and there is a problem that the respiratory synchronization radiation therapy of the patient with breathing unstable takes longer treatment time. In particular, since body stereotaxic radiotherapy and body radiosurgery have a very long treatment time, it is very important to educate the patient and practice breathing so as to have a regular and stable respiration cycle and respiration volume during radiotherapy.

또한, 종래 방사선 치료의 치료계획수립시에는 정지영상을 사용하게 된다. 그런데, 방사선 치료 중 환자에 호흡에 의한 내부 장기의 움직임으로 인하여 계획한 3차원적 선량 분포가 계획과 다르게 분포되며, 이를 종래의 호흡 동조 방법으로 일정부분 상쇄하게 된다. 그러나, 호흡 동조 방사선 치료를 받게 되는 환자의 호흡의 규칙도가 좋지 않으면 움직임으로 인한 장기들에 대한 방사선 치료 시 더욱 좋지 않은 영향을 미치게 된다. In addition, when establishing a treatment plan for conventional radiation therapy, a still image is used. However, due to the movement of internal organs by breathing in the patient during radiation therapy, the planned three-dimensional dose distribution is distributed differently from the plan, and this is partially offset by the conventional breathing synchronization method. However, if the breathing regularity of a patient who is to be treated with respiratory radiation therapy is not good, radiation therapy for organs due to movement has a worse effect.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템에서는, 의료영상장비를 이용하여 실시간으로 관심영역의 영상을 획득하면서 방사선 치료를 수행하며, 방사선 치료시 환자의 규칙적인 호흡을 유도하기 위한 시스템을 제공한다. In order to solve this problem, in the respiratory induction system according to an embodiment of the present invention, radiation therapy is performed while acquiring an image of a region of interest in real time using medical imaging equipment, and regular breathing of the patient during radiation treatment A system for inducing

이때, 의료영상 생성부(110)는 환자의 의료영상 촬영을 위한 중공(A)을 포함할 수 있다. 여기서, 의료영상은 자기공명영상(Magnetic resonance imaging; MRI), 양전자 방출 단층촬영(Positron emission tomography; PET), 컴퓨터 단층촬영(Computed tomography;CT), 선형가속기(Linear Accelerator; LINAC), 토모테라피(Tomo Therapy) 등의 의료장비를 통해 획득하는 영상일 수 있다. In this case, the medical image generating unit 110 may include a hollow (A) for taking a medical image of the patient. Here, the medical images are magnetic resonance imaging (MRI), positron emission tomography (PET), computed tomography (CT), linear accelerator (LINAC), and tomotherapy (Tomo). It may be an image acquired through medical equipment such as therapy).

상기한 의료 장비들은 영상 촬영을 위해 일정한 중공(A) 내에 환자가 들어간 상태에서 호흡 영상을 환자에게 제공하기 위하여, 중공(A) 내에 디스플레이 장치가 더 구비된다. 그러나, 이러한 중공(A) 내에서 이러한 디스플레이 장치가 추가 배치되는 경우, 환자는 좁은 공간에 대하여 더 폐쇄감을 느끼게 되어 불안감이 발생할 수 있으며, 이로 인해 안정적인 호흡이 어려울 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템은 후술하는 투명한 스크린부재(140)를 이용하여 의료영상 생성부(110)의 중공(A) 내에 진입한 환자에게 폐쇄감을 최소화시켜, 안정적인 호흡을 유도하는 기능을 수행할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 의료영상이 자지공명영상(MRI)인 경우를 중심으로 설명하기로 한다. The above-described medical equipment is further provided with a display device in the hollow (A) in order to provide a breathing image to the patient in a state in which the patient enters a certain hollow (A) for imaging. However, when such a display device is additionally disposed within the hollow (A), the patient may feel more closed to the narrow space, which may cause anxiety, which may make it difficult to breathe stably. Respiratory induction system according to an embodiment of the present invention uses a transparent screen member 140 to be described later to minimize the feeling of closure in the patient entering the hollow (A) of the medical image generating unit 110, inducing stable breathing function can be performed. Hereinafter, for convenience of explanation, a case where the medical image is a magnetic resonance image (MRI) will be mainly described.

의료영상 생성부(110)는 자기공명영상(Magnetic resonance imaging; MRI) 촬영을 위한 자기장이 인가되는 중공(A)을 포함할 수 있다. 중공(A)은 내부 공간이 비어있는 원통형의 형상일 수 있다. 의료영상 생성부(110)는 중공(A)을 둘러싸는 갠트리(gantry)를 포함하며, 갠트리(gantry) 내부에 이러한 중공(A)을 둘러싸도록 배치되는 정자장 코일 및 경사 코일을 포함할 수 있다. The medical image generator 110 may include a hollow A to which a magnetic field for magnetic resonance imaging (MRI) imaging is applied. The hollow (A) may have a cylindrical shape with an empty inner space. The medical image generator 110 may include a gantry surrounding the hollow A, and may include a static magnetic field coil and a gradient coil disposed to surround the hollow A inside the gantry. .

이동 테이블(120)은 의료영상 생성부(110)의 중공(A) 내로 이동이 가능할 수 있다. 이동 테이블(120)은 환자가 놓이는 치료대(123) 및 치료대(123)를 중공(A) 내로 진입 또는 진출할 수 있도록 안내하는 가이드대(121)를 포함할 수 있다. The movement table 120 may be movable into the hollow A of the medical image generating unit 110 . The moving table 120 may include a treatment table 123 on which the patient is placed and a guide stand 121 for guiding the treatment table 123 into or out of the hollow (A).

한편, 도 1 및 도 4를 참조하면, 호흡영상 생성부(130)는 환자에 가이드 호흡 신호를 포함하는 호흡영상을 생성할 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 4 , the breathing image generating unit 130 may generate a breathing image including a guide breathing signal to the patient.

일 실시예로서, 호흡 영상 생성부(130)는 호흡 동조 방사선 치료 전에 수행되는 모의치료에 사용되는 호흡 영상을 생성할 수 있다. 호흡영상 생성부(130)는 모의치료시 환자의 호흡 훈련을 위하여 환자에게 사인(sine) 형태의 일반적인 가이드 신호를 제공하게 되며, 가이드 신호를 따라 환자가 호흡하는 영상을 촬상부(183)를 통하여 획득하고, 이를 바탕으로 환자의 호흡주기와 호흡의 크기 등 호흡과 관련된 기본요소를 측정하게 된다. 이때, 환자마다 호흡의 패턴이 다르기 때문에, 측정된 호흡 자료를 분석하여 환자별 최적의 호흡 패턴을 찾게 된다. 또한, 측정 및 분석된 호흡의 요소를 가지고 자가 호흡 연습을 실시하게 된다. 이후 환자의 개별적인 호흡 요소를 이용해 구해진 가이드 신호를 이용한 호흡 연습 후, 측정된 환자의 호흡 신호와의 비교 분석을 통해 환자가 안정적인 호흡을 하는지를 판단하게 된다. 이때, 가이드 호흡과 실제 환자의 호흡 간의 매칭 점수가 기준치 이하일 경우, 개별 환자의 호흡 요소를 다시 분석하여 적당한 호흡 유도 시그널을 다시 결정하게 된다. As an embodiment, the respiration image generator 130 may generate a respiration image used for simulation treatment performed before respiration tuning radiation therapy. Respiratory image generating unit 130 provides a general guide signal in the form of a sine to the patient for breathing training of the patient during simulated treatment. Based on this, basic elements related to respiration, such as the patient's respiration cycle and respiration size, are measured. At this time, since the breathing pattern is different for each patient, the optimal breathing pattern for each patient is found by analyzing the measured breathing data. In addition, self-breathing practice will be performed with the elements of the measured and analyzed respiration. After breathing practice using the guide signal obtained using the patient's individual breathing elements, it is determined whether the patient is breathing stably through comparative analysis with the measured patient's breathing signal. At this time, when the matching score between the guide breathing and the actual patient's breathing is less than or equal to the reference value, the breathing element of the individual patient is analyzed again to determine an appropriate breathing induction signal again.

이때, 환자가 안정적인 호흡을 한다고 판단되었을 때, 환자에게는 가이드 신호와 현재 획득된 환자의 호흡 신호를 함께 보여주는 인터페이스를 제공해주게 된다. 이때, 환자가 모니터에 표시된 눈 추적점(eye tracking point)를 주시하면서 규칙적인 호흡을 할 수 있도록, 최대한 최초 환자의 호흡과 유사한 가이드 신호를 제공한다. 이와 같이, 영상처리 및 추적분석을 통해 획득한 환자의 호흡 신호와 가이드 신호를 실시간으로 환자에게 제공해 주게 된다. 이때 얻어진 환자의 호흡 신호는 호흡 동조 방사선 치료 계획 수립시, 호흡 동조 방사선 치료에 적합한 호흡인가를 판단하는 기초 자료로 사용하게 된다. 만약, 치료계획 수립시 다른 장기와의 기하학적 구조로 인해 호흡 동조 방사선 치료에 적합하지 않다고 판단될 시, 환자는 다시 호흡 동조 모의치료를 통해 적절한 호흡 인자를 다시 수립하게 된다. 이와 반대로 적절한 치료 호흡 인자로 판단될 시에는, 모의치료시 제공되는 환자의 호흡 인자를 바탕으로 작업자는 최적의 호흡 동조 게이팅 윈도우를 결정하게 된다.At this time, when it is determined that the patient is breathing stably, the patient is provided with an interface showing the guide signal and the currently acquired breathing signal of the patient. At this time, a guide signal similar to that of the initial patient is provided as much as possible so that the patient can breathe regularly while keeping an eye on the eye tracking point displayed on the monitor. In this way, the patient's breathing signal and guide signal acquired through image processing and tracking analysis are provided to the patient in real time. The patient's respiratory signal obtained at this time is used as basic data to determine whether breathing is suitable for breathing-tuned radiation therapy when establishing a respiratory-tuned radiation treatment plan. If, when establishing a treatment plan, it is judged that it is not suitable for respiratory synchronization radiation therapy due to the geometric structure with other organs, the patient re-establishes appropriate respiratory factors through respiratory synchronization simulation therapy. On the contrary, when it is determined as an appropriate therapeutic respiration factor, the operator determines the optimal respiration synchronization gating window based on the patient's respiration factor provided during simulation.

다른 실시예로서, 호흡영상 생성부(130)는 호흡 동조 방사선 치료시에도 환자 맞춤형 가이드 신호와 현재의 호흡 상태를 환자에게 실시간으로 제공하게 되고, 이를 통해 방사선 치료 환자의 규칙적인 호흡이 유도된다. 또한, 호흡 동조 방사선 치료시에는 본 발명을 통해 모의치료시 호흡과의 매칭이 실시간으로 분석되게 되며, 또한 게이팅 윈도우 내에서 환자의 호흡이 이루어지는가를 지속적으로 실시간으로 관찰할 수 있게 된다. 만약 모의 치료시와 실제 치료시의 환자의 호흡이 다를 경우, 또는 게이팅 윈도우 내에서 환자의 호흡이 이루어지지 않을 경우에는, 근무자 및 치료 환자에게 빔 오프(beam off) 알람이 점등되어 적절한 상황이 아님을 알리게 된다. 이 경우 자동으로 빔이 종료되거나 또는 작업자에 의해 수동으로 빔이 종료된다. As another embodiment, the respiration image generating unit 130 provides a patient-specific guide signal and the current respiration state to the patient in real time even during respiration tuning radiation therapy, and through this, regular breathing of the radiation therapy patient is induced. In addition, during respiratory synchronization radiation therapy, matching with breathing during simulation is analyzed in real time through the present invention during simulated treatment, and it is possible to continuously observe in real time whether the patient's breathing is made within the gating window. If the patient's breathing during simulated treatment is different from the actual treatment, or if the patient does not breathe within the gating window, the beam off alarm is turned on for the worker and the treatment patient, so it is not an appropriate situation. will inform In this case, the beam is automatically terminated or the beam is manually terminated by an operator.

본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템(10)은 이와 같은 역할을 수행하기 위하여 촬상부(183), 호흡 신호 변환부(185), 호흡 판단부(187)를 더 포함할 수 있다. 이하에서는 이와 같은 역할을 수행하는 각 구성요소에 대해 보다 상세히 설명한다.Respiratory induction system 10 according to an embodiment of the present invention may further include an imaging unit 183, a respiration signal conversion unit 185, a respiration determination unit 187 to perform such a role. Hereinafter, each component performing such a role will be described in more detail.

먼저, 호흡 신호 변환부(185)는 촬상부(183)에서 획득한 환자의 호흡 영상을 영상처리 및 추적분석하여 호흡 신호를 획득한다. 이를 위해, 환자의 흉부 또는 복부에는 소정의 표지자(181)가 배치될 수 있으며, 촬상부(183)에서 획득한 환자의 호흡 영상 중 표지자(181)의 움직임을 영상처리 및 추적분석하여 호흡 신호를 획득할 수 있다. 이때 호흡 신호 변환부(185)에 의해 획득된 환자의 호흡 신호(patient signal)는, sine 파 형태로 후술하는 스크린부재(140)에 디스플레이될 수 있다. First, the respiration signal conversion unit 185 acquires a respiration signal by image processing and tracking analysis of the respiration image of the patient acquired by the imaging unit 183 . To this end, a predetermined marker 181 may be disposed on the chest or abdomen of the patient, and the movement of the marker 181 among the breathing images of the patient acquired by the imaging unit 183 is image-processed and traced to analyze the breathing signal. can be obtained At this time, the patient's respiration signal (patient signal) obtained by the respiration signal conversion unit 185 may be displayed on the screen member 140 to be described later in the form of a sine wave.

호흡 판단부(187)는 환자의 호흡 신호가 방사선 치료에 적당한 호흡인지, 환자의 호흡이 안정적인지, 환자의 호흡과 가이드 호흡 간의 매칭 점수가 소정의 기준치 이상인지 여부 등을 판단하는 역할을 수행한다. The respiration determination unit 187 serves to determine whether the patient's respiration signal is respiration suitable for radiation treatment, whether the respiration of the patient is stable, and whether the matching score between respiration and guide respiration of the patient is greater than or equal to a predetermined reference value. .

먼저, 호흡 판단부(187)는 호흡 신호 변환부(185)에서 획득한 호흡 신호가 방사선 치료에 적당한 호흡인지를 판단할 수 있다. 상세히, 호흡 판단부(187)는 획득한 호흡의 호흡 주기(period), 호흡 크기(amplitude), 호흡의 모양(pattern) 등으로부터, 호흡의 규칙도(regularity) 및 획득한 호흡 신호가 방사선 치료에 적당한 호흡인지 여부를 판단한다. 즉, 환자의 호흡 주기가 너무 길거나 짧은 경우, 환자의 호흡 크기가 너무 크거나 또는 너무 작은 경우, 또는 호흡의 모양이 불규칙한 경우 등에는 획득한 호흡 신호가 방사선 치료에 적당한 호흡이 아니라고 판단할 수 있다. First, the respiration determination unit 187 may determine whether the respiration signal obtained from the respiration signal conversion unit 185 is respiration suitable for radiation therapy. In detail, the respiration determination unit 187 is the obtained respiration cycle (period), respiration size (amplitude), shape (pattern) of respiration, etc., the regularity of respiration and the obtained respiration signal to the radiation treatment. Determine whether breathing is adequate. That is, if the patient's breathing cycle is too long or short, the patient's breathing size is too large or too small, or the shape of the breathing is irregular, it can be determined that the acquired breathing signal is not suitable for radiation therapy. .

다음으로, 호흡 판단부(187)는 호흡 신호 변환부(185)에서 획득한 호흡 신호와 가이드 호흡 간의 매칭 점수가 소정의 기준치 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 일정 시간 동안의 가이드 호흡과 환자의 호흡 간의 차이가 일정 기준 이내일 경우, 잠시 동안은 환자의 호흡이 안정적이지 않을 경우에라도, 전체적으로 보았을 때 환자의 호흡이 안정적으로 이루어지고 있다고 판단하여, 현재의 가이드 호흡 패턴대로 환자에게 자가 호흡 연습을 수행하도록 할 수 있다. 반면, 일정 시간 동안의 가이드 호흡과 환자의 호흡 간의 차이가 일정 기준을 벗어날 경우, 저장된 가이드 호흡과 환자의 호흡이 일치하지 않는 것으로 판단하여, 개별 환자에게 적당한 새로운 호흡 패턴을 가이드 호흡으로써 제공할 수 있다. Next, the respiration determination unit 187 may determine whether the matching score between the respiration signal and the guide respiration obtained from the respiration signal conversion unit 185 is greater than or equal to a predetermined reference value. That is, if the difference between the guide breathing and the patient's breathing for a certain period of time is within a certain standard, even if the patient's breathing is not stable for a while, it is determined that the patient's breathing is being made stably when viewed as a whole. You can have the patient perform self-breathing exercises according to the guided breathing pattern of On the other hand, if the difference between the guide breathing and the patient's breathing for a certain period of time deviates from a certain standard, it is determined that the stored guide breathing and the patient's breathing do not match, and a new breathing pattern suitable for the individual patient can be provided as a guide breathing. have.

또한, 호흡 판단부(187)는 획득한 환자의 호흡 신호가 안정적인지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 호흡 판단부(187)는 초기에 측정한 환자의 호흡이 안정적으로 유지되는지 여부를 판단한다. 그리고, 획득한 호흡 신호가 안정적으로 유지될 경우, 현재의 호흡 패턴을 환자의 호흡 패턴으로 저장하고, 반면 획득한 호흡 신호가 안정적이지 않을 경우, 새로운 호흡 패턴을 환자의 호흡 패턴으로 저장할 수 있다. In addition, the respiration determination unit 187 may determine whether the acquired patient's respiration signal is stable. That is, the respiration determination unit 187 determines whether the initially measured respiration of the patient is maintained stably. And, when the acquired breathing signal is maintained stably, the current breathing pattern is stored as the patient's breathing pattern, whereas, when the acquired breathing signal is not stable, the new breathing pattern can be stored as the patient's breathing pattern.

이후, 호흡영상 생성부(130)는 환자가 안정적인 호흡을 유지할 수 있도록 환자에게 가이드 호흡 신호를 포함하는 호흡 영상을 생성하여 투영부재(150)로 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 호흡영상 생성부(130)는 호흡 신호 변환부(185)에서 회득한 환자의 호흡 신호와, 가이드 호흡 신호를 포함하는 호흡 영상을 생성할 수 있다. 일 실시예로서, 호흡영상 생성부(130)는 환자의 호흡 신호를 획득하여 실시간으로 가이드 호흡 신호와 대응시켜 호흡 영상을 생성할 수 있다. 다시 말해, 호흡영상 생성부(130)는 투영부재(150) 및 스크린부재(140)를 통해 환자에게 사인파 형태의 소정의 가이드 호흡 신호 및 호흡 신호 변환부(185)에서 획득한 환자의 호흡 신호를 함께 제공함으로써, 환자가 가이드 신호에 맞추어 자신의 호흡을 조절할 수 있도록 가이드하는 역할을 수행할 수 있다. Thereafter, the respiration image generating unit 130 may serve to generate a respiration image including a guide respiration signal to the patient and provide it to the projection member 150 so that the patient can maintain stable respiration. In addition, the respiration image generating unit 130 may generate a respiration image including the respiration signal and the guide respiration signal of the patient acquired by the respiration signal conversion unit 185. As an embodiment, the respiration image generating unit 130 may generate a respiration image by acquiring the patient's respiration signal and matching it with the guide respiration signal in real time. In other words, the respiration image generating unit 130 is a predetermined guide respiration signal in the form of a sine wave to the patient through the projection member 150 and the screen member 140 and the respiration signal of the patient obtained from the respiration signal conversion unit 185 By providing it together, it can serve to guide the patient so that he or she can control his or her breathing according to the guide signal.

이하에서는 상기한 호흡영상을 환자에게 제공하는 투영부재(150) 및 스크린부재(140)에 대해 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the projection member 150 and the screen member 140 for providing the respiration image to the patient will be described in detail.

다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 스크린부재(140)는 중공 내벽(PA)으로부터 이격되게 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스크린부재(140)는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 스크린부재(140)는 투명한 재질로 이루어지며 이동 테이블(120)을 향하여 오목한(concave) 형상을 갖는 베이스부(141)와, 베이스부(141)의 일면에 부착되는 홀로그램 필름(143)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 베이스부(141)는 아크릴(acrylic) 재질, 페트(polyethylene terephthalate;PET) 재질 또는 폴리프로필렌(polypropylene; PP) 재질로 이루어질 수 있다. Referring back to FIGS. 1 to 3 , the screen member 140 may be disposed to be spaced apart from the hollow inner wall PA. As shown in FIG. 2 , the screen member 140 may be made of a transparent material. Specifically, the screen member 140 is made of a transparent material and has a base portion 141 concave toward the moving table 120 and a hologram film 143 attached to one surface of the base portion 141 . can be provided. For example, the base part 141 may be made of an acrylic material, a polyethylene terephthalate (PET) material, or a polypropylene (PP) material.

여기서, 홀로그램 필름(143)은 투영부재(150)로부터 출사되는 호흡영상이 외부에서 시인될 수 있도록 투영하는 필름일 수 있다. 홀로그램 필름(143)은 베이스부(141)의 일면에 부착되거나 코팅되어 형성될 수 있다. 홀로그램 필름(143)은 베이스부(141)와 마찬가지로, 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템(10)은 투명한 재질의 스크린부재(140)를 통해 환자에게 호흡영상을 제공함으로써, 중공(A) 내에 위치하는 환자의 폐쇄감을 최소화시키면서 안정적인 호흡을 유도할 수 있다. Here, the hologram film 143 may be a film for projecting the breathing image emitted from the projection member 150 can be visually recognized from the outside. The hologram film 143 may be formed by being attached to or coated on one surface of the base part 141 . The hologram film 143, like the base part 141, may be made of a transparent material. Respiratory induction system 10 according to an embodiment of the present invention by providing a breathing image to the patient through the screen member 140 of a transparent material, while minimizing the feeling of closure of the patient located in the hollow (A) induces stable breathing can do.

도 3에 도시된 바와 같이, 베이스부(141)는 이동 테이블(120)을 향하여 오목한(concave) 형상으로 일정한 제1 곡률 반경(R1)을 가질 수 있다. 스크린부재(140)는 이동 테이블(120)에 위치하는 환자를 향해 오목한 형상으로 형성되므로, 환자가 상기한 호흡영상을 용이하게 시인할 수 있다. 한편, 중공(A)은 원통형으로 형성되며, 중공(A)의 내벽은 중공의 중심(O2)을 향하여 오목한 형상으로 일정한 제2 곡률 반경(R2)을 가질 수 있다. As shown in FIG. 3 , the base part 141 may have a first radius of curvature R1 that is constant in a concave shape toward the moving table 120 . Since the screen member 140 is formed in a concave shape toward the patient positioned on the moving table 120 , the patient can easily view the respiration image. On the other hand, the hollow (A) is formed in a cylindrical shape, the inner wall of the hollow (A) may have a constant second radius of curvature (R2) in a concave shape toward the center (O2) of the hollow.

이때, 제1 곡률 반경(R1)은 제2 곡률 반경(R2)과 동일하거나 큰 값을 가질 수 있다. 이를 통해, 스크린부재(140)는 중공(A)의 내벽(PA)보다 완만한 곡면을 갖게 된다. 환자는 중공(A)보다 완만한 곡면을 갖는 스크린부재(140)를 통해 호흡영상을 바라보게 되므로, 방사선 치료를 위해 중공(A) 내에 진입한 환자가 중공(A)의 내벽(PA)에 투영되는 호흡영상을 바라보는 것보다 좀 더 개방적인 시야를 확보할 수 있다. In this case, the first radius of curvature R1 may be equal to or greater than the second radius of curvature R2 . Through this, the screen member 140 has a smoother curved surface than the inner wall PA of the hollow (A). Since the patient looks at the breathing image through the screen member 140 having a smoother curved surface than the hollow (A), the patient who enters the hollow (A) for radiation treatment is projected on the inner wall (PA) of the hollow (A) It is possible to secure a more open view than looking at the breathing image.

한편, 스크린부재(140)는 고정부재(160)를 통해 이동테이블(120)의 일측에 고정될 수 있다. 고정부재(160)는 이동테이블(120)로부터 일정 거리 이격되어 고정되도록 스크린부재(140)와 이동테이블(120)을 연결할 수 있다. 고정부재(160)는 스크린부재(140)의 위치를 조절할 수 있게 형성된다. 예를 들면, 도시하지 않았지만, 고정부재(160)는 복수의 관절들로 연결되는 암부재로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the screen member 140 may be fixed to one side of the moving table 120 through the fixing member 160 . The fixing member 160 may connect the screen member 140 and the moving table 120 to be fixed by being spaced apart from the moving table 120 by a predetermined distance. The fixing member 160 is formed to adjust the position of the screen member 140 . For example, although not shown, the fixing member 160 may be formed of a female member connected to a plurality of joints.

환자의 시력상태 또는 신체구조에 다라 환자마다 호흡 영상에 대한 최적의 시청거리는 다르게 되는데, 중공(A)의 내벽(PA)에 호흡영상을 투영하는 경우에 이러한 환자의 특성에 대한 고려없이 일정한 시청거리가 형성될 수 밖에 없어 환자에게 불편감을 줄 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템(10)은 고정부재(160)를 통해 환자의 특성에 맞게 스크린부재(140)의 위치, 즉 스크린 부재(140)의 높이 또는 각도를 조절함으로써, 중공(A) 내에서 환자가 보다 편하게 호흡 영상을 확인할 수 있게 한다. The optimal viewing distance for a breathing image varies for each patient depending on the patient's visual acuity or body structure. can be formed, which can cause discomfort to the patient. Respiratory induction system 10 according to an embodiment of the present invention by adjusting the position of the screen member 140, that is, the height or angle of the screen member 140 to suit the characteristics of the patient through the fixing member 160, hollow In (A), it allows the patient to more comfortably check the breathing image.

투영부재(150)는 상기한 스크린부재(140)로 호흡영상을 투사시킬 수 있다. 투영부재(150)는 빔 프로젝터일 수 있으며, 예를 들면, 홀로그램 영상을 출사하는 홀로그램 프로젝터일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 투영부재(150)는 이동테이블(120)의 타측에 고정되어 이동 테이블(120)과 함께 중공(A) 내로 이동할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 투영부재(150)는 이동 테이블(120)이 아닌 의료영상 생성부(100)의 중공(A) 내에 고정배치될 수도 있다. The projection member 150 may project a breathing image to the screen member 140 described above. The projection member 150 may be a beam projector, for example, a hologram projector for emitting a holographic image. As shown in FIG. 1 , the projection member 150 is fixed to the other side of the moving table 120 and can move into the hollow A together with the moving table 120 . However, the present invention is not limited thereto, and the projection member 150 may be fixedly disposed in the hollow A of the medical image generating unit 100 rather than the moving table 120 .

투영부재(150)는 호흡영상 생성부(130)로부터 생성된 호흡영상뿐만 아니라, 사전에 설정된 배경영상을 함께 투사시킬 수 있다. 상기한 배경영상은 원근감을 갖는 영상일 수 있다. 다시 말해, 투영부재(150)가 중공(A) 내에서 환자가 호흡영상을 바라볼 때 원근감을 갖는 배경영상을 함께 제공함으로써, 중공(A)의 공간이 실제보다 좀 더 확장된 느낌을 갖게 할 수 있다. 이를 통해 환자는 중공(A) 내에 위치할 때 느껴지는 폐쇄감을 최소화할 수 있다. The projection member 150 may project the respiration image generated from the respiration image generating unit 130 together with a preset background image. The background image may be an image having a sense of perspective. In other words, the projection member 150 provides a background image with perspective when the patient looks at the breathing image in the hollow (A), thereby making the space of the hollow (A) feel more expanded than it actually is. can Through this, the patient can minimize the feeling of closure felt when positioned in the hollow (A).

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템(10)은 중공 내에 위치한 환자의 폐쇄감을 최소화하기 위하여 투명한 스크린부재(140)에 호흡영상을 투영시킬 수 있다. 이때, 스크린부재(140)는 베이스부(141)가 투명한 재질로 이루어짐에도 홀로그램 필름이 부착되어 있어, 투영부재(150)로부터 출사되는 호흡 영상을 선명하게 투사시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템은 호흡영상을 통해 자신의 호흡을 컨트롤할 수 있어, 방사선 치료 과정에서의 안정성을 확보할 수 있다. Referring to FIG. 5 , the respiratory induction system 10 according to an embodiment of the present invention may project a respiration image on the transparent screen member 140 in order to minimize the feeling of closure of the patient located in the hollow. At this time, the screen member 140 has a hologram film attached to it even though the base part 141 is made of a transparent material, so that it is possible to project the breathing image emitted from the projection member 150 clearly. Respiratory induction system according to an embodiment of the present invention can control its own respiration through a respiration image, it is possible to secure stability in the radiation treatment process.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 호흡 유도 시스템(10)은 호흡 동조 방사선 모의 치료 또는 실제 치료시 안정적이고 규칙적인 호흡을 유도하기 위한 환자 교육 시스템의 구축이 가능하다. 또한, 스크린부재를 이용한 피드백 신호를 환자에게 디스플레이하여 좀더 안정적이고 규칙적인 호흡 유도가 가능해지는 효과를 얻을 수 있다. In addition, the respiratory induction system 10 according to an embodiment of the present invention enables the construction of a patient education system for inducing stable and regular respiration during respiratory tuning radiation simulation treatment or actual treatment. In addition, by displaying a feedback signal using the screen member to the patient, it is possible to obtain the effect of more stable and regular breathing induction.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the spirit of the present invention is not limited to the scope of the scope of the present invention. will be said to belong to

10: 호흡 유도 시스템
110 : 의료영상 생성부
120 : 이동 테이블
130 : 호흡영상 생성부
140 : 스크린부재
150 : 투영부재
160 : 고정부재
10: Respiratory guidance system
110: medical image generation unit
120: moving table
130: breathing image generation unit
140: screen member
150: projection member
160: fixing member

Claims (8)

환자의 의료영상 촬영을 위한 중공을 포함하는 의료영상 생성부;
상기 의료영상 생성부의 중공 내로 이동이 가능한 이동 테이블;
상기 환자에 가이드 호흡 신호를 포함하는 호흡영상을 생성하는 호흡영상 생성부;
상기 중공 내벽으로부터 이격되게 배치되는 스크린부재; 및
상기 스크린부재로 상기 호흡영상을 투사시키는 투영부재;를 구비하고,
상기 스크린부재는 투명한 재질로 이루어지는 호흡유도 시스템.
A medical image generating unit including a hollow for taking a medical image of a patient;
a movable table movable into the hollow of the medical image generating unit;
Respiratory image generation unit for generating a respiration image including a guide respiration signal to the patient;
a screen member spaced apart from the hollow inner wall; and
and a projection member for projecting the breathing image to the screen member;
The screen member is a breathing induction system made of a transparent material.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 스크린부재는 투명한 재질로 이루어지며 상기 이동 테이블을 향하여 오목한(concave) 형상으로 일정한 제1 곡률 반경을 갖는 베이스부과, 상기 베이스부의 일면에 부착되는 홀로그램 필름을 구비하는, 호흡유도 시스템.
According to claim 1,
The screen member is made of a transparent material and having a base portion having a constant first radius of curvature in a concave shape toward the moving table, and a hologram film attached to one surface of the base portion, the breathing induction system.
제3 항에 있어서,
상기 중공의 내벽은 일정한 제2 곡률 반경을 갖고,
상기 제1 곡률 반경은 상기 제2 곡률 반경과 동일하거나 큰, 호흡유도 시스템.
4. The method of claim 3,
The hollow inner wall has a constant second radius of curvature,
The first radius of curvature is equal to or greater than the second radius of curvature, breathing guidance system.
제1 항에 있어서,
상기 스크린부재가 상기 이동테이블로부터 일정 거리 이격되어 고정되도록 상기 스크린부재와 상기 이동테이블을 연결하는 고정부재;를 더 구비하는, 호흡유도 시스템.
According to claim 1,
Further comprising; a fixing member connecting the screen member and the moving table so that the screen member is fixed at a predetermined distance from the moving table.
제1 항에 있어서,
상기 환자의 호흡 영상을 촬영하는 촬상부;
상기 촬상부에서 획득한 상기 환자의 호흡 영상을 영상처리 및 추적분석하여 환자의 호흡 신호를 획득하는 호흡 신호 변환부; 및
상기 획득한 호흡 신호가 방사선 치료에 적합한 호흡인지 여부, 상기 획득한 호흡 신호가 안정적인지 여부, 상기 환자의 호흡 신호와 상기 가이드 호흡 신호 간의 매칭 점수가 소정의 기준치 이상인지 여부 중 하나 이상을 판단하는 호흡 판단부;를 더 구비하고,
상기 호흡영상 생성부는 상기 호흡 신호 변환부에서 획득한 환자의 호흡 신호와, 상기 가이드 호흡 신호를 포함하는 상기 호흡영상을 생성하는, 호흡 유도 시스템.
According to claim 1,
an imaging unit for taking a breathing image of the patient;
Respiratory signal conversion unit for obtaining the patient's respiration signal by image processing and tracking analysis of the respiration image of the patient obtained from the imaging unit; and
Determining at least one of whether the acquired respiration signal is respiration suitable for radiation treatment, whether the obtained respiration signal is stable, and whether the matching score between the patient's respiration signal and the guide respiration signal is greater than or equal to a predetermined reference value Respiratory determination unit; further comprising,
The respiration image generation unit for generating the respiration image including the respiration signal of the patient and the guide respiration signal obtained from the respiration signal conversion unit, a respiration induction system.
제6 항에 있어서,
상기 호흡 판단부는,
획득한 호흡 신호의 호흡 주기(period), 호흡 크기(amplitude), 호흡의 모양(pattern) 중 하나 이상의 정보로부터, 획득한 호흡 신호가 방사선 치료에 적합한 호흡인지 여부를 판단하는, 호흡 유도 시스템.
7. The method of claim 6,
The respiration determination unit,
Respiratory induction system that determines whether the acquired respiratory signal is respiration suitable for radiation therapy from one or more of the information of the respiratory cycle (period), respiration amplitude (amplitude), and shape of respiration (pattern) of the acquired respiration signal.
제6 항에 있어서,
상기 호흡영상 생성부는,
상기 환자의 호흡 신호를 획득하여 실시간으로 상기 가이드 호흡 신호와 대응시켜 상기 호흡영상을 생성하는, 호흡 유도 시스템.
7. The method of claim 6,
The breathing image generating unit,
Respiratory induction system for generating the respiration image by acquiring the patient's respiration signal and corresponding to the guide respiration signal in real time.
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