KR102404924B1

KR102404924B1 - 환자의 움직임과 감정상태를 분석하여 환자의 자세를 보정하는 의료기기 및 의료기기 제어 방법

Info

Publication number: KR102404924B1
Application number: KR1020200005161A
Authority: KR
Inventors: 박기용
Original assignee: 박기용
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2022-06-07
Also published as: KR20210091902A

Abstract

본 명세서는 인체가 위치되는 프레임, 상기 인체의 이미지를 시계열적으로 생성하는 카메라 및 상기 인체의 이미지에 기반하여 상기 인체의 위치 변동 여부를 판단하는 제어부를 포함하여, 상기 프레임에 포함된 지지부를 제어하여 상기 인체의 위치를 변동시키는 의료기기와 이의 제어 방법을 개시한다.

Description

환자의 움직임과 감정상태를 분석하여 환자의 자세를 보정하는 의료기기 및 의료기기 제어 방법{A METHOD AND DEVICE FOR CORRECTING PATIENT'S POSTURE BY ANALYZING PATIENT'S MOVEMENT AND EMOTIONAL STATE}

본 발명은 환자의 움직임을 관리하기 위한 방법에 관한 것이다.

폐 또는 간과 같은 장기에 위치한 종양은 자유 호흡 상태에서 2.5cm 이상 움직일 수 있다. 고령자의 경우 심혈관계 및 호흡계 기능이 저하되어 있기 때문에, 이러한 경우 치료 계획 단계에서 치료 표적을 결정하거나 방사선 치료를 수행하는데 있어 종양 위치의 불확실성은 정확한 치료를 하는데 어려움을 야기한다.

호흡에 따른 움직임을 최소화하고 정확한 촬영사진을 얻기 위해 환자 복부 압박 장치를 사용하거나 ABC(Active Breath Control)와 같이 호흡을 정량적으로 억제할 수 있는 장치를 사용한 호흡 정지 치료기술이 개발되어 있다. 하지만 이러한 장치들은 호흡 기능이 저하된 환자에게는 적용이 쉽지 않다.

이러한 문제를 해결하기 위해 실시간으로 환자의 호흡을 추적하는 시스템이 해결 방안으로 제시되고 있다. 그러나 이러한 시스템은 각 제조사에 맡게 설정되어 고가의 치료기와 검사기에 장착되는 실정인 점에서 범용화가 어렵고, 호흡을 추적하는 기능만 있을 뿐 의료용 보조기구로서 실시간 환자의 미세한 움직임을 보정할 수 있는 장비는 제시되지 못하고 있다.

공개특허공보 제10-2019-0032599호(2019.03.27.)

본 명세서에서는 환자의 움직임과 감정상태를 분석하여 환자의 자세를 보정하는 의료기기와 그의 제어 방법을 제공한다.

상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료기기는 인체가 위치되는 프레임; 상기 인체의 이미지를 시계열적으로 생성하는 카메라; 및 상기 인체의 이미지에 기반하여 상기 인체의 위치 변동 여부를 판단하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 프레임에 포함된 지지부를 제어하여 상기 인체의 위치를 변동시킬 수 있다.

상기 제어부는 상기 인체가 표현된 현재 이미지와 상기 인체가 위치하여야 하는 위치에 상기 인체가 표현된 기준 이미지를 비교하여 상기 인체의 위치 보정 범위를 결정하고, 상기 제어부는 상기 위치 보정 범위에 따라 상기 지지부를 제어하여 상기 인체의 위치를 변동시킬 수 있다.

상기 지지부는 상기 인체의 일부와 접촉하는 틸트부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 틸트부를 제어하여 상기 인체의 위치를 변동시킬 수 있다.

상기 지지부는 상기 인체의 일부와 접촉하는 복수의 에어포켓을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수의 에어포켓 중 적어도 하나의 에어포켓을 부풀게 함으로써 상기 인체의 위치를 변동시킬 수 있다.

또한, 상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료기기 제어 방법은 프레임 위에 위치한 인체에 대하여 시계열적으로 생성된 복수의 상기 인체의 이미지로부터 상기 인체의 위치 변동에 따른 상기 인체의 위치 보정 범위를 결정하는 단계; 및 상기 인체 보정 범위에 따라 상기 프레임에 포함된 지지부를 제어하여 상기 인체의 위치를 변동시키는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명은 환자의 움직임을 분석하여, 검사 또는 치료에 적합한 자세를 취하도록 환자의 자세를 보정하는 의료기기와 그의 제어 방법을 제공한다.

나아가, 환자의 감정을 고려하여 환자의 자세를 보정하는 의료기기와 그의 제어 방법을 제공한다.

이로부터, 본 발명은 방사능 조사실과 같이 시술 환경에서 의료진과 환자가 이격되는 공간에서도 환자의 이동여부와 감정을 고려하려 환자의 자세를 직접적으로 보정함으로써 효과적인 의료 서비스를 제공할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 시스템이 대상자의 자세정보에 따라 대상자의 자세를 보정하여 치료하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 시스템이 대상자의 감정 정보를 추가적으로 고려하여 대상자의 자세를 보정하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 시스템이 적용된 방사능 치료 시스템을 도시하는 개념도이다.
도 5는 도 4의 상부 프레임을 확대한 확대도이다.
도 6은 도 4 내지 도 5의 상부 프레임의 변형 실시예이다.
도 7 내지 9는 도 6의 지지부의 사용상태를 도시하는 도면이다.

이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시 되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

명세서 및 청구범위에서 "제 1", "제 2", "제 3" 및 "제 4" 등의 용어는, 만약 있는 경우, 유사한 구성요소 사이의 구분을 위해 사용되며, 반드시 그렇지는 않지만 특정 순차 또는 발생 순서를 기술하기 위해 사용된다. 그와 같이 사용되는 용어는 여기에 기술된 본 발명의 실시예가, 예컨대, 여기에 도시 또는 설명된 것이 아닌 다른 시퀀스로 동작할 수 있도록 적절한 환경하에서 호환 가능한 것이 이해될 것이다. 마찬가지로, 여기서 방법이 일련의 단계를 포함하는 것으로 기술되는 경우, 여기에 제시된 그러한 단계의 순서는 반드시 그러한 단계가 실행될 수 있는 순서인 것은 아니며, 임의의 기술된 단계는 생략될 수 있고/있거나 여기에 기술되지 않은 임의의 다른 단계가 그 방법에 부가 가능할 것이다.

또한 명세서 및 청구범위의 "왼쪽", "오른쪽", "앞", "뒤", "상부", "바닥", "위에", "아래에" 등의 용어는, 설명을 위해 사용되는 것이며, 반드시 불변의 상대적 위치를 기술하기 위한 것은 아니다. 그와 같이 사용되는 용어는 여기에 기술된 본 발명의 실시예가, 예컨대, 여기에 도시 또는 설명된 것이 아닌 다른 방향으로 동작할 수 있도록 적절한 환경하에서 호환 가능한 것이 이해될 것이다. 여기서 사용된 용어 "연결된"은 전기적 또는 비 전기적 방식으로 직접 또는 간접적으로 접속되는 것으로 정의된다. 여기서 서로 "인접하는" 것으로 기술된 대상은, 그 문구가 사용되는 문맥에 대해 적절하게, 서로 물리적으로 접촉하거나, 서로 근접하거나, 서로 동일한 일반적 범위 또는 영역에 있는 것일 수 있다. 여기서 "일실시예에서"라는 문구의 존재는 반드시 그런 것은 아니지만 동일한 실시예를 의미한다.

또한 명세서 및 청구범위에서 '연결된다', '연결하는', '체결된다', '체결하는', '결합된다', '결합하는' 등과 이런 표현의 다양한 변형들의 지칭은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.

이하 본 발명의 일 실시 예에 따른 환자의 자세를 보정하며 환자에 대한 검사 또는 치료를 수행하는 의료 시스템을 도 1을 참조하여 설명한다.

일 실시 예에 따른 의료 시스템은 제어부(10), 자세/감정 정보 획득부(20), 자세 보정부(30) 및 검사/치료부(40)로 구성될 수 있다. 제어부(10)는 자세/감정 정보 획득부(20), 자세 보정부(30) 및 검사/치료부(40)를 제어하여 의료진이 환자의 신체에 대한 검사 또는 치료와 같은 의료행위를 하기 위하여 환자에게 요구되는 환자의 신체 위치를 보정한다.

예를 들어, 제어부(10)는 자세/감정 정보 획득부(20)에서 획득된 환자의 이미지를 분석하여 환자의 자세를 판별하고, 자세 보정 필요 여부를 판별할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(10)는 기준 자세로부터 환자의 자세가 변한 정도에 따라 자세 변동 여부를 결정하고, 자세 보정부(30)를 제어하여 환자의 자세를 능동적으로 보정할 수 있다.

자세/감정 정보 획득부(20)는 환자의 현재 자세를 나타내는 자세 정보와 환자의 현재 감정을 나타내는 감정 정보를 생성한다. 일 실시 예에서, 자세/감정 정보 획득부(20)는 카메라와 카메라로 획득된 이미지를 처리하는 이미지 프로세싱 수단으로 구성되어 환자의 신체 이미지 또는 환자의 표정 이미지를 획득할 수 있다.

자세 보정부(30)는 제어부(10)의 제어에 따라 환자의 자세를 보정하기 위한 물리적인 수단으로 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 자세 보정부(30)는 도 5 내지 도 9에 설명된 지지부로 구현될 수 있으며, 이에 대하여는 후술한다.

검사/치료부(40)는 환자의 자세가 보정된 후 환자의 신체에 검사 또는 치료를 위한 방사선 등을 방출하는 수단으로 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 검사/치료부(40)는 방사선 검사장치, 자기공명 영상장치 또는 방사선 치료장치와 같은 의료장비일 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 시스템이 대상자의 자세정보에 따라 대상자의 자세를 보정하여 치료하는 방법을 설명하는 순서도이다. 이하, 검사/치료부(40)에서 수행되는 검사 또는 치료는 방사선 치료임을 가정하나, 본 발명에 따른 검사/치료는 방사선 치료로 한정되지 않는다.

먼저, 제어부(10)는 대상자의 자세정보를 획득한다(S110). 일 실시 예에서, 제어부(10)는 검사 베드(도 4에서의 상단 프레임)에 누워있는 환자의 자세를 자세/감정 정보 획득부(20)를 이용하여 이미지 데이터로 획득할 수 있다. 여기서 이미지는 2D 이미지 또는 3D 이미지일 수 있다. 자세/감정 정보 획득부(20)는 뎁스 카메라를 채택하여 깊이 값을 가지는 3D 이미지를 생성할 수도 있다.

다음으로, 제어부(10)는 대상자의 자세를 보정할 필요가 있는지를 판단한다(S120). 일 실시 예에서, 제어부(10)는 환자가 움직임에 따라 방사선을 방출하기에 적합하지 않은 자세를 취하고 있는 경우, 환자의 자세를 보정하여야 함을 결정할 수 있다.

예를 들어, 의료인이 환자의 자세를 방사능 치료에 적합한 자세로 안내를 한 후에도 환자가 움직였을 경우 환자의 신체는 방사능 치료에 적합하지 않은 위치에 위치할 수 있다. 이러한 경우 제어부(10)는 환자의 자세가 보정되어야 함을 결정할 수 있다.

이를 판단하기 위하여, 제어부(10)는 RDM(reference difference mode) 방식, SDM(Sequential Difference Mode) 방식 또는 ADM(Alpha Difference Mode) 방식을 사용하여 환자의 움직임을 판별할 수 있다.

RDM 방식은 방사선 치료가 시작되기 위해 방사선 빔이 조사되는 순간의 이미지 프레임을 기준 프레임으로 선정한다. RDM 방식은 방사선 치료가 진행되는 중에 지속적으로 생성되는 n번째 이미지 프레임과 기준 이미지 프레임의 차분을 계산하여 움직임 비율을 계산한다. 일 실시 예에서, RDM 방식은 이미지 프레임을 구성하는 전체 픽셀 수에 대한 미리 설정된 임계값 이상의 차분값을 가지는 픽셀의 비율에 기초하여 움직임 비율을 계산할 수 있다. 예를 들어, 이미지 프레임을 구성하는 전체 픽셀 수 중에서 30%의 픽셀이 임계값 이상의 차분값을 가지는 경우 움직임 비율은 30%인 것으로 결정될 수 있다.

SDM 방식은 방사선 치료가 진행되고 있는 현재 시점에서 생성된 n번째 이미지 프레임의 직전 이미지 프레임인 n-1번째 이미지 프레임을 기준 프레임으로 선정한다. SMD 방식은 n번째 이미지 프레임과 n-1번째 이미지 프레임의 차분을 계산하여 움직임 비율을 계산한다. 일 실시 예에서, SDM 방식은 RDM 방식과 같이 이미지 프레임을 구성하는 전체 픽셀 수에 대한 미리 설정된 임계값 이상의 차분값을 가지는 픽셀의 비율에 기초하여 움직임 비율을 계산할 수 있다.

RDM 방식은 기준 이미지 프레임과 차이가 있는 현재 이미지 프레임의 모든 픽셀이 검출되기에 미세한 움직임에도 반응하는 장점을 가진다. 하지만, 환자외의 모든 이동과 변화도 감지하여 움직임에 반영하기 때문에 필요이상의 움직임 비율(%)을 만들 수 있는 소지가 있다. 한편, SDM 방식은 현재 실시간 이미지와 움직임이 있는 모든 픽셀이 속도에 따라 검출되기에 미세한 움직임에는 반응하지 않는다는 장점을 가진다. 하지만, 환자의 움직임을 지속적으로 검출하기 힘들며, 작고 미세한 움직임은 검출하기 힘들다는 단점을 가진다.

ADM 방식은 현재 시점에서 생성된 n번째 이미지 프레임과 기준 이미지 프레임의 차분에 기반하여 움직임 여부를 판별한다. 이때 기준 이미지 프레임은 직전 이미지 프레임인 n-1번째 이미지 프레임과 직전 이미지 프레임에 대한 기준 이미지 프레임의 차분을 이용하여 생성된다. 기준 이미지 프레임의 픽셀값은 필터를 적용하여 결정된다.

현재 이미지 프레임인 n번째 이미지 프레임의 기준 이미지 프레임 생성 과정을 보다 자세히 설명한다. 일 실시 예에서, ADM 방식은 n-1번째 이미지 프레임과 n-1번째 이미지 프레임에 대한 기준 이미지 프레임 간의 차분 이미지 프레임을 생성한다. ADM 방식은 차분 이미지 프레임에서 미리 설정된 임계값 이상의 값을 가지는 픽셀을 검출한다. ADM 방식은 차분 이미지 프레임에서 임계값 이상의 값을 가지는 픽셀의 위치에 대응하는 n-1번째 이미지 프레임의 픽셀값(제 1 픽셀값)과 n-1번째 이미지 프레임에 대한 기준 이미지 프레임의 픽셀값(제 2 픽셀값)을 합하여 n번째 이미지 프레임에 대한 기준 이미지 프레임의 해당 위치에 대한 픽셀값(제 3 픽셀값)을 생성할 수 있다. 이때 제 1 픽셀값과 제 2 픽셀값에는 필터 값이 적용될 수 있다. 일 실시 예에서, 필터 값이 0.9인 경우 제 3 픽셀값은 아래의 수식과 같이 계산될 수 있다.

[수학식 1]

제 3 픽셀값 = 제 1 픽셀값 * 0.1 + 제 2 픽셀값 * 0.9

적절한 필터 값은 실험을 통하여 획득될 수 있다. 토모테라피(CT) 치료베드를 일정한 속도로 구동하며 필터 값을 0.8∼1까지 변경을 해보면서 움직임 비율(%)을 확인한 결과 필터 값이 1의 값을 가질 경우 움직임 비율이 지속적으로 증가하는 것이 발견된다. 그러나, 필터 값이 1보다 작은 값을 가질 경우 움직임 비율이 줄어드는 것이 나타난다. 실험 결과는 필터 값으로 0.8에서 1 미만의 값을 사용할 수 있음을 보여준다. 실험 결과는 그 중에서도 0.85∼0.90사이의 값을 사용하는 것이 움직임 비율을 최적화할 수 있음을 나타낸다.

ADM 방식은 차분 이미지 프레임에서 임계값 미만의 값을 가지는 픽셀에 대하여는 n-1번째 이미지 프레임에 대한 기준 이미지 프레임의 픽셀값(제 2 픽셀값)을 n번째 이미지 프레임에 대한 기준 이미지 프레임의 해당 위치에 대한 픽셀값(제 3 픽셀값)으로 결정할 수 있다.

다음으로, 제어부(10)는 대상자의 자세 보정 범위를 결정한다(S130). 일 실시 예에서, 제어부(10)는 현재 이미지 프레임인 n번째 이미지 프레임에서 식별되는 대상자의 자세와 방사선 치료가 시작되기 위해 방사선 빔이 조사되는 순간의 이미지 프레임(1번째 이미지 프레임이라 한다.) 또는 S120 단계에서 활용된 기준 이미지 프레임에서 식별되는 대상자의 자세의 차분에 따라 대상자의 자세 보정 범위를 결정할 수 있다.

예를 들어, 제어부(10)는 n번째 이미지 프레임에서 인식되는 환자의 신체중 일부(e.g. 어깨)가 1번째 이미지 프레임에서 인식되는 위치로 이동하기 위한 대상자의 자세 보정 범위를 결정할 수 있다. 이를 위한 이미지 프레임 간의 픽셀 위치에 대응되는 신체 이동 범위가 미리 계산되어 제어부(10)에 저장되어 있을 수 있다.

한편, 보정 범위는 신체의 각 부분 마다 구분되어 계산될 수도 있다. 이의 구현을 위하여, 제어부(10)는 신체의 각 부분을 특정하여 자세 보정 필요여부와 자세 보정 범위를 판단할 수 있다.

다음으로, 제어부(10)는 대상자의 자세를 보정한다(S140). 제어부(10)는 환자의 자세가 보정되어야 함을 결정한 경우 자세 보정부(30)를 통해 환자의 자세를 보정할 수 있다. 자세 보정부(30)는 환자의 신체가 방사선을 방출하기에 적합한 위치에 놓이도록 되도록 환자의 신체 일부의 위치를 미세하기 이동시킴으로써 환자의 자세를 보정할 수 있다.

다음으로, 제어부(10)는 대상자에 대한 검사 또는 치료를 시작한다(S150). 제어부(10)는 대상자의 자세가 검사나 치료를 하기에 적합하다고 판단된 경우, 검사/치료부(40)를 통해 환자에게 검사 또는 치료를 위한 처리를 수행한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 시스템이 대상자의 감정 정보를 추가적으로 고려하여 대상자의 자세를 보정하는 방법을 설명하는 순서도이다.

먼저, 제어부(10)는 대상자의 감정정보를 획득한다(S210). 일 실시 예에서, 제어부(10)는 검사 베드에 누워있는 환자의 표정을 자세/감정 정보 취득부(e.g. 카메라)를 통해 이미지로 획득할 수 있다. 제어부(10)는 획득된 이미지를 처리하여 환자의 감정 정보를 획득할 수 있다.

일 실시 예에서, 제어부(10)는 신경망 분석 모델을 이용하여 환자의 감정을 식별할 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(10)는 CNN(Convolutional Neural Network)모델 또는 RNN (Recurrent Neural Network)모델을 이용하여 생성된 감정분석 모델을 이용하여 환자의 감정을 분석할 수 있다. 일 실시 예에서, 감정분석 모델은 사람의 표정 이미지와 그에 대하여 미리 감정 분류 값이 매칭된 학습 데이터를 이용하여 학습된 신경망 분류 모델일 수 있다. 신경망 모델의 학습 과정에서 표정 이미지에 대하여 신경망 모델이 적절한 분류 값을 제공하도록 역전파 과정을 거쳐 신경망 모델의 파라미터가 수정될 수 있다. 이로써, 감정 분석 모델은 사람의 표정 이미지를 입력으로 받아 해당 이미지에 대한 감정 분류 값을 출력으로 제공할 수 있다.

일 실시 예에서, 감정분석 모델은 감정의 종류와 함께 감정의 강도 또한 분류할 수 있다. 이를 위하여 감정분석 모델은 표정 이미지와 함께 감정의 종류 및 감정의 강도가 매칭된 학습데이터를 이용하여 학습될 수 있다. 이와 같은 감정분석 모델은 사람의 표정 이미지를 입력으로 받아 감정의 종류 및 감정의 강도를 결과 값으로 출력할 수 있다.

다음으로, 제어부(10)는 대상자의 자세를 보정할 필요가 있는지를 판단한다(S220). 일 실시 예에서, 제어부(10)는 환자의 감정정보가 '불편'과 같은 부정적인 감정인 경우 환자의 자세를 보정할 필요가 있음을 결정할 수 있다. 또한, 제어부(10)는 환자의 자세를 보정하는 환자의 감정정보가 '불편'과 같은 부정적인 감정인 경우 해당 감정의 강도에 따라 환자의 자세의 보정 필요 여부를 결정할 수도 있다.

환자의 자세의 보정 필요여부를 판단하는 단계는 앞서 도 2를 참조하여 설명된 대상자 자세의 보정과정 중에 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 제어부(10)는 대상자의 자세정보에 따라 대상자의 자세를 보정하는 과정에서(S140), 대상자의 감정이 '불편'이고 강도가 높은 경우 환자의 자세 보정 필요 여부를 결정할 수 있다.

다음으로, 제어부(10)는 대상자의 자세를 보정 범위를 결정한다(S230). 일 실시 예에서, 제어부(10)는 대상자의 자세를 보정하기로 결정한 경우, 대상자의 자세 보정 범위를 결정할 수 있다. 제어부(10)는 대상자의 감정의 강도에 따라 자세의 보정 범위를 결정할 수 있다. 예를 들어, 대상자의 자세 정보에 따라 대상자의 자세가 보정되는 과정에서(S140), 환자의 감정이 매우 불편한 것으로 나타나는 경우 이는 자세가 보정된 결과에 따라 대상자에게 불편함이 초래된 것일 수 있다. 이에 따라 제어부(10)는 대상자의 자세 정보에 따른 대상자의 자세 보정 범위를 조절할 수 있다. 예를 들어, 대상자의 감정이 '불편'인 경우 S130단계에서 결정된 보정 범위에 따라 S140 단계에서 이루어진 보정을 취소하는 것으로 자세 보정 범위가 결정될 수 있다. 일 실시 예에서, 자세 보정 범위는 S130 단계에서 계산된 자세 보정 범위를 일정부분 반대로 적용하는 보정 범위로 결정될 수 있다.

예를 들어, S130 단계에서 신체의 일 부분을 좌측으로 5cm 이동시키는 것으로 보정범위가 결정이 되었고, 이에 따른 결과로 신체의 일 부분이 좌측으로 5cm 이동되었을 수 있다. 이때, 대상자의 '불편' 감정의 강도가 매우 높은 구간에 해당하는 경우 신체의 일 부분을 우측으로 5cm 이동시키는 것으로 보정범위가 결정될 수 있으며, 대상자의 '불편' 감정의 강도가 높은 구간에 해당하는 경우 신체의 일 부분을 우측으로 3cm 이동시키는 것으로 보정범위가 결정될 수 있으며, 대상자의 '불편' 감정의 강도가 보통 구간에 해당하는 경우 신체의 일 부분을 우측으로 1cm 이동시키는 것으로 보정범위가 결정될 수 있다.

이와 같이, 환자의 감정이 조금 불편한 것으로 나타나는 경우보다 환자의 감정이 매우 불편한 것으로 나타나는 경우에 대상자의 자세 변경에 따라 대상자의 자세를 보정하는 정도가 더 많이 낮춰질 수 있다.

이와 같이, 사용자의 감정 정보에 따라 대상자의 자세가 보정된 경우, 해당 자세를 기본 자세로 하여 도 2의 대상자 자세 보정 필요 여부(S120)가 판단될 수 있다. 예를 들어, 대상자의 자세가 보정된 상태에서의 이미지 프레임이 S120 단계와 S130 단계에서 활용되는 기준 이미지 프레임으로 선정될 수 있다.

다음으로, 도 2에서 설명된 바와 같이 제어부(10)는 대상자의 자세를 보정하고(S240), 대상자에 대한 검사 또는 치료를 시작할 수 있다(S250).

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 의료 시스템이 적용된 방사능 치료 시스템을 도시하는 개념도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사능 치료 시스템은 제어부(미도시), 환자(1)가 위치하는 상부 프레임(100), 상부 프레임(100)을 지지하는 하부 프레임(200)과 상부 프레임(100) 상단에서 환자(1)의 이미지를 획득하는 카메라부(300)로 구성되며, 필요에 따라 환자(1)의 자세를 표현하는 제 1 디스플레이(400)와 환자의 치료를 위한 정보를 표시하는 제 2 디스플레이(500)로 구성될 수 있다.

도 5는 도 4의 상부 프레임을 확대한 확대도이다. 상부 프레임은 프레임 본체(101), 본체상에 형성된 가이드(120), 가이드(120)를 따라 이동할 수 있는 적어도 하나의 지지부(110) 및 지지부(100)의 이동을 제어하는 적어도 하나의 제 1 모터(130)와 프레임 본체(101) 자체를 좌/우로 회전시키는 제 2 모터(140)로 구성될 수 있다. 이에 따라, 지지부(110)는 제 1 모터(130)의 동작에 따라 가이드(120)를 따라 이동될 수 있다. 또는 지지부(110)는 지지부(110)에 내장된 모터(또는 펌프)에 따라 상승 또는 하강할 수 있다. 이에 따라 지지부(110)는 그와 맞닿는 사용자의 신체의 위치를 이동시킬 수 있다. 또한, 프레임 본체(101) 자체가 제 2 모터(140)에 의하여 좌/우로 회전됨에 따라 환자의 신체가 좌/우로 이동될 수 있다.

도 6은 도 4 내지 도 5의 상부 프레임의 변형 실시예이다. 도 6의 상부 프레임은 프레임 본체(101)와 프레임 본체에 형성되는 적어도 하나의 지지부(160)로 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 지지부는 상부 프레임의 길이방향을 따라 3개가 배치될 수도 있다.

기본 상태에서 지지부(160)의 상단 표면은 프레임 본체의 상단 표면의 높이와 같은 높이를 가질 수 있다. 그러나, 자세를 교정할 필요가 존재하는 경우 지지부(160)의 상단 표면의 일 부분의 높이가 변경될 수 있다.

이하 도 6의 지지부(160)에 대하여 도 7 내지 9를 참조하여 설명한다. 도 7 내지 9는 지지부(160)의 사용상태를 도시하는 도면이다. 지지부(160)는 일 면에 틸트부(162)와 에어포켓(163a ~ 163d)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 틸트부(162)는 도시된 형태를 기준으로 좌/우로 틸트될 수 있다. 또한 도 8에 도시된 바와 같이 틸트부(162)는 상/하로 틸트될 수 있다. 이와 같이, 틸트부(162)는 상/하/좌/우로 틸트됨으로써 환자의 신체를 일정 방향으로 이동시킬 수 있다.

틸트부(162)에 의한 사용자 신체의 이동보다 미세한 수준으로 사용자 신체를 이동시킬 필요가 있을 수 있다. 사용자 신체의 미세한 이동을 위하여 에어포켓(163a ~ 163d)이 사용될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 에어포켓(163a ~ 163d)은 선택적으로 부풀어 오름으로써 환자의 신체를 미세하게 이동시킬 수 있다.

일 실시 예에서, 틸트부(162)가 상/하/좌/우측으로 틸트된 상태에서 상측 에어포켓(163a, 163b)만이 부풀어 오르는 등 일부 에어포켓만이 부풀어 오름으로써 틸트부(162)에 의한 사용자 신체의 이동에 더하여 미세한 이동효과를 추가적으로 제공할 수 있다.

또는, 틸트부(162)가 틸트되지 않은 상태에서 에어포켓(163a ~ 163d) 모두가 부풀어 오름으로써 에어포켓(163a ~ 163d)의 상단에 위치한 환자의 신체를 앞쪽(카메라쪽)으로 밀어내는 효과를 제공할 수도 있다.

앞서 설명된 일 실시 예에 따른 의료기기 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예에 따라 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 플랫폼 식단 관리 서버(10)가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

앞선 실시예에 대한 설명에서 참조된 도면 각각은 설명의 편의를 위해 도시된 일 실시 예에 불과하며, 각 화면에 표시된 정보들의 항목, 내용과 이미지들은 다양한 형태로 변형되어 표시될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims

인체가 위치되는 프레임;
상기 인체의 이미지를 시계열적으로 생성하는 카메라; 및
시계열적으로 생성된 복수의 상기 인체의 이미지에 기반하여 상기 인체의 움직임에 따른 상기 인체의 위치 변동 여부를 판단하며, 상기 인체가 표현된 현재 이미지와 상기 인체가 위치하여야 하는 위치에 상기 인체가 표현된 기준 이미지를 비교하여 상기 인체의 위치 보정 범위를 결정하는 제어부를 포함하고,
상기 프레임은,
상기 인체가 위치하는 프레임 본체;
상기 프레임 본체 상에서 상기 프레임 본체의 길이 방향을 따라 형성되는 가이드;
상기 가이드를 따라 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 구비되며, 상승 및 하강이 가능하도록 구비되는 적어도 하나의 지지부;
상기 지지부의 이동을 제어하는 적어도 하나의 제1 모터; 및
상기 프레임 본체의 일단에 마련되어 상기 프레임 본체를 회전시키는 제2 모터를 포함하고,
상기 제어부는 상기 위치 보정 범위에 따라 상기 프레임에 포함된 상기 지지부를 제어하여 상기 인체의 위치를 변동시키는 의료기기.
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의료기기 제어 방법에 있어서,
프레임 위에 위치한 인체에 대하여 시계열적으로 생성된 복수의 상기 인체의 이미지에 기반하여 상기 인체의 움직임에 따른 상기 인체의 위치 변동 여부를 판단하며, 상기 인체가 표현된 현재 이미지와 상기 인체가 위치하여야 하는 위치에 상기 인체가 표현된 기준 이미지를 비교하여 상기 인체의 위치 보정 범위를 결정하는 단계; 및
상기 위치 보정 범위에 따라 상기 프레임에 포함된 지지부를 제어하여 상기 인체의 위치를 변동시키는 단계를 포함하며,
상기 프레임은,
상기 인체가 위치하는 프레임 본체; 상기 프레임 본체 상에서 상기 프레임 본체의 길이 방향을 따라 형성되며 상기 지지부가 이동하는 가이드; 상기 지지부의 이동을 제어하는 적어도 하나의 제1 모터; 및 상기 프레임 본체의 일단에 마련되어 상기 프레임 본체를 회전시키는 제2 모터를 포함하고,
상기 지지부는, 상기 가이드를 따라 상기 길이 방향으로 이동 가능하게 구비되며, 상승 및 하강이 가능하도록 구비되는, 의료기기 제어 방법.