KR20200134092A - System and method for respiration-gated radiotherapy evaluation using machine learning - Google Patents

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KR20200134092A
KR20200134092A KR1020190059703A KR20190059703A KR20200134092A KR 20200134092 A KR20200134092 A KR 20200134092A KR 1020190059703 A KR1020190059703 A KR 1020190059703A KR 20190059703 A KR20190059703 A KR 20190059703A KR 20200134092 A KR20200134092 A KR 20200134092A
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Abstract

An embodiment of the present invention relates to a system for respiratory-gated radiotherapy evaluation using machine learning. The system includes: a signal acquisition unit acquiring a first beam signal including irradiation information and a first respiratory signal from a radiotherapy system during respiratory-gated radiotherapy; a learning unit machine-learning a respiratory-gated radiotherapy evaluation model based on the acquired first respiratory signal and the acquired first beam signal; and a determination unit determining whether the respiratory-gated radiotherapy is suitable for a patient based on the respiratory-gated radiotherapy evaluation model and a second beam signal and a second respiratory signal acquired by the signal acquisition unit.

Description

기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR RESPIRATION-GATED RADIOTHERAPY EVALUATION USING MACHINE LEARNING}Respiratory-linked radiation therapy evaluation system using machine learning and its method {SYSTEM AND METHOD FOR RESPIRATION-GATED RADIOTHERAPY EVALUATION USING MACHINE LEARNING}

본 발명의 실시예들은 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a system and method for evaluating respiratory interlocking radiation therapy using machine learning.

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 be aware of when treating patients with 4D radiation therapy or respiratory synchrotron radiation therapy is that it should be done with the premise that long-term movements are constant during radiation therapy. There may be various types of motor elements that affect organ movements of 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 treatment using a medical radiation therapy device may be the most important factor in intensively irradiating the tumor site with radiation and delivering a minimum dose to surrounding normal tissues. In particular, in radiation therapy for moving organs, a technique of controlling the beam according to the fluctuation of the geometrical movement of the 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.Various devices are used to fulfill the prerequisites related to breathing during the radiation treatment as described above, but most of these devices use only guide signals, so that the patient cannot check the patient's own breathing status, and only breathes as intuitively 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 treatment technology mainly uses a gating method of controlling and treating a medical radiation treatment 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 breathing of radiation therapy patients, and the problem of respiration-tuned radiation therapy of patients with unstable breathing increases the treatment time. In addition, since the RPM system sets a phase of breathing with only a breathing cycle and applies it to respiration-tuned radiation therapy, there is no consideration of the breathing pattern or the volume of breath, so the accuracy of the 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 연습 후 방사선 치료를 수행하였다. 그러나, 종래의 방사선 치료 시스템에는 이러한 교육 또는 호흡 연습이 방사선 치료에 얼마나 효과적이었는지 알려주거나 환자에게 개선점을 정확히 알려주는 피드백 기능이 없으며, 호흡연동 방사선 치료 자체가 환자에게 적합한지 부적합한지를 평가하는 수단이 존재하지 않아 치료의 효율성 및 정확도가 떨어지는 문제점이 있다. Particularly, body stereotactic radiation treatment for moving organs has a significantly longer treatment time compared to other radiation treatments, and the risk of side effects can also be very high, so in order to solve this problem, the patient is educated to have a stable breathing cycle and volume and after practicing breathing. Radiotherapy was performed. However, the conventional radiation therapy system does not have a feedback function that informs the patient how effective such training or breathing exercises have been for radiation therapy, or accurately informs the patient of the improvement, and there is no means of evaluating whether the respiratory-linked radiation therapy itself is suitable for the patient or not. Since it does not exist, there is a problem that the efficiency and accuracy of treatment are poor.

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-described background technology is technical information possessed by the inventors for derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and is not necessarily known to be publicly known prior to filing the present invention.

본 발명의 실시예들은 기계학습을 이용하여 환자에 따라 호흡연동 방사선 치료가 적합한지 얼마나 효율적이며 정확한지를 평가하여 피드백할 수 있는 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention intend to provide a system and method for evaluating respiration-linked radiation therapy that can evaluate and give feedback on how efficient and accurate whether respiratory-linked radiation therapy is suitable for each patient using machine learning.

본 발명의 일 실시예는 방사선 치료 시스템으로부터 호흡연동 방사선 치료 시 제1 호흡 신호 및 방사선 조사 정보를 포함하는 제1 빔(beam) 신호를 획득하는 신호 획득부, 상기 획득한 제1 호흡 신호 및 제1 빔 신호를 기초로 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 학습부 및 상기 신호 획득부에 의해 획득된 제2 호흡 신호 및 제2 빔 신호와, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기초로 환자에 대한 호흡연동 방사선 치료의 적합여부를 판단하는 판단부를 포함하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention is a signal acquisition unit for acquiring a first beam signal including a first respiration signal and radiation irradiation information during respiration-linked radiation treatment from a radiation treatment system, the acquired first respiration signal and 1 A learning unit for machine learning a respiratory-linked radiation therapy evaluation model based on a beam signal, a second breathing signal and a second beam signal acquired by the signal acquisition unit, and the respiratory-linked radiation therapy evaluation model. It provides a system for evaluating respiratory-linked radiation therapy using machine learning, including a determination unit that determines whether or not the respiration-linked radiation therapy is suitable for Korea.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 학습부는 상기 획득한 제1 호흡신호 및 제1 빔신호를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료를 평가하기 위한 평가데이터를 생성할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the learning unit may generate evaluation data for evaluating the respiratory-linked radiation therapy using the acquired first respiration signal and the first beam signal.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 학습부는 상기 생성된 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료의 치료 효율, 치료 정확도 및 장비 정확도를 결과값으로 도출하는 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the learning unit is to generate the respiratory-linked radiation therapy evaluation model that derives the treatment efficiency, treatment accuracy, and equipment accuracy of the respiratory-linked radiation therapy as result values using the generated evaluation data. I can.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 학습부는 상기 제1 호흡 신호로부터 도출된 호흡 주기 정보, 평균 진폭 정보, 표준 편차 정보, 파고치(peak value) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 평가데이터를 생성하여 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the learning unit generates the evaluation data using any one of respiratory cycle information, average amplitude information, standard deviation information, and peak value information derived from the first breathing signal. Thus, it is possible to machine learning the respiratory-linked radiation therapy evaluation model.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 학습부는 상기 호흡 주기 정보, 상기 평균 진폭 정보, 상기 표준 편차 정보, 파고치(peak value) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 호흡신호의 베이스라인 시프트(baseline shift)를 생성할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the learning unit uses one of the breathing period information, the average amplitude information, the standard deviation information, and the peak value information to perform a baseline shift of the breathing signal. ) Can be created.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 학습부는 방사선 치료 계획 중 환자의 치료표적용적(planning target volume) 생성시 부여하는 기대 마진(expected margin)과, 상기 베이스라인 시프트로부터 도출된 실제 마진(real margin)을 비교하여 상기 치료 정확도의 평가 결과를 도출할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the learning unit includes an expected margin given when generating a planning target volume of a patient during a radiation treatment plan, and a real margin derived from the baseline shift. ) Can be compared to derive an evaluation result of the treatment accuracy.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 빔 신호는 방사선 치료 계획 중 상기 환자의 계획 호흡 주기에 대응하여 사전에 설정된 기준 방사선 조사 정보와, 모의 치료 또는 실제 치료에서 획득한 상기 환자의 실제 호흡주기에 대응하여 실시된 실제 방사선 조사 정보를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the first beam signal includes reference radiation irradiation information set in advance in response to the planned breathing cycle of the patient during a radiation treatment plan, and the actual breathing of the patient acquired in a simulated treatment or an actual treatment. It may include information about actual irradiation conducted in response to the period.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 학습부는 상기 기준 방사선 조사 정보로부터 기준 듀티비(duty factor)를 계산하고, 상기 실제 방사선 조사 정보로부터 실제 듀티비를 계산한 후 상기 평가데이터를 생성하고, 상기 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료 효율에 대한 결과값을 도출할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the learning unit calculates a reference duty factor from the reference radiation irradiation information, calculates an actual duty ratio from the actual radiation irradiation information, and then generates the evaluation data, and the Using the evaluation data, it is possible to derive a result value for the respiration-linked radiation treatment efficiency.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 학습부는 상기 기준 방사선 조사 정보와 상기 실제 방사선 조사 정보를 이용하여 방사선 조사시각 오차를 계산하고, 상기 방사선 조사시각 오차를 이용하여 상기 장비 정확도에 대한 결과값을 도출할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the learning unit calculates a radiation irradiation time error using the reference radiation irradiation information and the actual radiation irradiation information, and calculates a result value for the equipment accuracy using the radiation irradiation time error. Can be derived.

본 발명의 일 실시예는, 방사선 치료 시스템으로부터 호흡연동 방사선 치료 시 환자의 제1 호흡 신호 및 방사선 조사 정보를 포함하는 제1 빔 신호를 획득하는 단계, 상기 획득한 제1 호흡신호 및 상기 제1 빔 신호를 기초로 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계, 기존 환자 또는 신규 환자의 제2 호흡 신호 및 제2 빔 신호를 획득하는 단계, 상기 제2 호흡 신호 및 상기 제2 빔 신호와, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기초로 환자에 대한 호흡연동 방사선 치료의 적합여부를 판단하는 단계를 포함하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법을 제공한다.In an embodiment of the present invention, obtaining a first beam signal including a patient's first respiration signal and radiation irradiation information during respiration-linked radiation treatment from a radiation treatment system, the obtained first respiration signal, and the first Machine learning a respiration-linked radiotherapy evaluation model based on a beam signal, acquiring a second respiration signal and a second beam signal of an existing patient or a new patient, the second respiration signal and the second beam signal, It provides a method for evaluating respiratory-linked radiation therapy using machine learning, comprising the step of determining whether a patient is appropriate for respiratory-linked radiation therapy based on the respiratory-linked radiation therapy evaluation model.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계는, 상기 획득한 제1 호흡신호 및 제1 빔신호를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료를 평가하기 위한 평가데이터를 생성하고, 상기 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the step of machine learning the respiratory-linked radiation therapy evaluation model includes evaluation data for evaluating the respiratory-linked radiation therapy using the acquired first breathing signal and the first beam signal. And, using the evaluation data, the respiratory-linked radiation therapy evaluation model can be generated.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델은 상기 생성된 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료의 치료 효율, 치료 정확도 및 장비 정확도를 결과값으로 도출할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the respiration-linked radiation treatment evaluation model may derive the treatment efficiency, treatment accuracy, and equipment accuracy of the respiratory-linked radiation treatment as a result value using the generated evaluation data.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계는, 상기 제1 호흡 신호로부터 도출된 호흡 주기 정보, 평균 진폭 정보, 표준 편차 정보, 파고치(peak value) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 평가데이터를 생성하고, 상기 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the step of machine learning the respiratory-linked radiation therapy evaluation model includes respiratory cycle information derived from the first respiration signal, average amplitude information, standard deviation information, and peak value information. The evaluation data may be generated using any one of them, and the respiratory-linked radiation therapy evaluation model may be machine-learned using the evaluation data.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계는, 상기 호흡 주기 정보, 상기 평균 진폭 정보, 상기 표준 편차 정보, 파고치(peak value) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 호흡신호의 베이스라인 시프트(baseline shift)를 생성할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the step of machine learning the respiratory-linked radiation therapy evaluation model uses any one of the respiratory cycle information, the average amplitude information, the standard deviation information, and the peak value information. Thus, a baseline shift of the breathing signal can be generated.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델은 방사선 치료 계획 중 환자의 치료표적용적 생성시 부여하는 기대 마진과, 상기 베이스라인 시프트로부터 도출된 실제 마진을 비교하여 상기 치료 정확도의 평가 결과를 도출하는 모델일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the respiration-linked radiation therapy evaluation model compares the expected margin given when the patient's treatment target application volume is generated during the radiation treatment plan, and the actual margin derived from the baseline shift. It may be a model that derives evaluation results.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 빔 신호는 방사선 치료 계획 중 상기 환자의 계획 호흡 주기에 대응하여 사전에 설정된 기준 방사선 조사 정보와, 모의 치료 또는 실제 치료에서 획득한 상기 환자의 실제 호흡주기에 대응하여 실시된 실제 방사선 조사 정보를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the first beam signal includes reference radiation irradiation information set in advance in response to the planned breathing cycle of the patient during a radiation treatment plan, and the actual breathing of the patient acquired in a simulated treatment or an actual treatment. It may include information about actual irradiation conducted in response to the period.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계는, 상기 기준 방사선 조사 정보로부터 기준 듀티비(duty factor)를 계산하고, 상기 실제 방사선 조사 정보로부터 실제 듀티비를 계산한 후 상기 평가데이터를 생성하고, 상기 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료 효율에 대한 결과값을 도출할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the machine learning of the respiratory-linked radiation therapy evaluation model includes calculating a reference duty factor from the reference radiation irradiation information, and calculating an actual duty ratio from the actual radiation irradiation information. After calculation, the evaluation data may be generated, and a result value for the respiratory-linked radiation treatment efficiency may be derived using the evaluation data.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계는, 상기 기준 방사선 조사 정보와 상기 실제 방사선 조사 정보를 이용하여 방사선 조사시각 오차를 계산하고, 상기 방사선 조사시각 오차를 이용하여 상기 장비 정확도에 대한 결과값을 도출할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the machine learning of the respiration-linked radiation treatment evaluation model comprises: calculating a radiation exposure time error using the reference radiation radiation information and the actual radiation exposure information, and the radiation exposure time error It is possible to derive a result value for the equipment accuracy by using.

본 발명의 일 실시예는, 컴퓨터를 이용하여 전술한 방법 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a computer program stored in a medium to execute any one of the above-described methods using a computer.

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 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템 및 방법은 제1 호흡신호 및 제1 빔신호를 이용하여 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성한 후, 새로운 제2 호흡신호 및 제2 빔신호와 상기한 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 이용하여 해당 환자의 방사선 호흡연동 방사선 치료를 자동으로 평가할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템 및 방법은 환자에게 호흡연동 방사선 치료가 적합 여부를 평가 결과로서 제공할 수 있고, 이를 통해 환자에 적합한 방사선 치료로 방사선 계획을 변경할 수 있어 방사선 치료의 효율 및 정확도를 향상시킬 수 있다.In the system and method for evaluating respiration-linked radiation therapy using machine learning according to embodiments of the present invention, after generating a respiration-linked radiation treatment evaluation model using a first respiration signal and a first beam signal, a new second respiration signal and a Using the second beam signal and the respiration-linked radiation treatment evaluation model, the patient's radiation-respiratory-linked radiation therapy can be automatically evaluated. The system and method for evaluating respiration-linked radiation therapy using machine learning according to the embodiments of the present invention can provide a patient with an evaluation result of whether or not respiration-linked radiation therapy is appropriate, and through this, a radiation plan is provided with radiation therapy suitable for the patient. Can be changed to improve the efficiency and accuracy of radiation treatment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 방사선 치료 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 호흡연동 방사선 치료 평가 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 도 3의 기계학습하는 단계를 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 호흡연동 방사선 치료 평가 방법에 있어 치료 효율 평가를 위한 평가데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 호흡연동 방사선 치료 평가 방법에 있어 치료 정확도 평가를 위한 평가데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 호흡연동 방사선 치료 평가 방법에 있어 장비 정확도 평가를 위한 평가데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram schematically illustrating a system for evaluating respiratory interlocking radiation therapy using machine learning according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating the radiation treatment system of FIG. 1.
3 is a diagram sequentially showing a method for evaluating respiratory interlocking radiation therapy using machine learning according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method of evaluating respiration-linked radiation therapy of FIG. 3.
5 is a diagram sequentially illustrating the machine learning steps of FIG. 3.
6 is a diagram for explaining a method of generating evaluation data for evaluating treatment efficiency in a method for evaluating respiration-linked radiation therapy.
7 and 8 are diagrams for explaining a method of generating evaluation data for evaluation of treatment accuracy in a method of evaluating respiration-linked radiation therapy.
9 and 10 are diagrams for explaining a method of generating evaluation data for evaluating equipment accuracy in a method for evaluating respiration-linked radiation therapy.

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 have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described later in detail together 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 describing with reference to the drawings, the same or corresponding components are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions 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 and second are not used in a limiting meaning, but are used for the purpose of distinguishing one component from another component.

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 indicates 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 elements described in the specification are present, and do not preclude the possibility of adding one or more other features or elements 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 a part such as a film, a region, or a component is on or on another part, not only the case directly above the other part, but also another film, region, component, etc. are interposed therebetween. This includes 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, components may be exaggerated or reduced in size for convenience of description. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, and the present invention is not necessarily limited to what is shown.

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. When a certain embodiment can be implemented differently, a specific process order may be performed differently from the described order. For example, two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may be performed in an order opposite to the described order.

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, a region, a component, etc. are connected, not only the film, the region, and the components are directly connected, but other films, regions, and components are interposed between the film, the region, and the components. It includes the case of being connected indirectly. For example, in this specification, when a film, region, component, etc. are electrically connected, not only the film, region, component, etc. are directly electrically connected, but also other films, regions, components, etc. are interposed therebetween. Indirect electrical connection is also included.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1의 방사선 치료 시스템(2)을 나타내는 도면이다. 1 is a block diagram schematically illustrating a breathing-linked radiation treatment evaluation system 1 using machine learning according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating the radiation treatment system 2 of FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)은 신호 획득부(110), 학습부(131) 및 판단부(133)를 포함할 수 있다. 또한, 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)은 메모리(150)를 더 포함할 수 있다. 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)은 환자에 대한 방사선 치료계획 및 치료를 수행하는 방사선 치료 시스템(2)으로부터 호흡신호 및 빔 신호를 제공받고, 기계학습 기반으로 이를 이용하여 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성할 수 있다. 다시 말해, 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)은 학습된 호흡연동 방사선 치료 평가 모델에 신규 환자의 호흡신호 또는 기존 환자의 새로운 호흡신호를 적용하여 자동으로 환자에 대한 호흡연동 방사선 치료 결과를 예측하고 평가하는 것을 특징으로 한다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 1 and 2, the breathing-linked radiation therapy evaluation system 1 using machine learning according to an embodiment of the present invention includes a signal acquisition unit 110, a learning unit 131, and a determination unit 133. Can include. In addition, the respiratory interrelated radiation therapy evaluation system 1 may further include a memory 150. The respiratory-linked radiation therapy evaluation system (1) using machine learning receives breathing signals and beam signals from the radiation treatment system (2) that performs radiation treatment plans and treatments for patients, and uses them as a basis for machine learning. Radiation therapy evaluation models can be created. In other words, the respiratory-linked radiation therapy evaluation system (1) automatically predicts the respiratory-linked radiation treatment results for the patient by applying the new patient's breathing signal or the existing patient's new breathing signal to the learned respiratory-linked radiation therapy evaluation model. It is characterized by evaluating. 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 조식에는 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 advancement of radiation treatment technology such as radiation surgery, intensity-controlled radiation treatment, and image-guided radiation treatment, it is possible to ensure that the minimum dose is delivered to the normal breakfast around the target, and most of the dose is intensively irradiated to the tumor site. Became. Meanwhile, radiation therapy for tumors in the lung, 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 호흡연동 방법을 사용하여 방사선 치료를 시행하고 있다. However, radiation treatment for organs that have movement due to breathing such as lungs and liver, due to the movement of the treatment organs, has poor precision and accuracy in terms of radiation delivery technology, so it is not possible to focus the radiation dose on a desired location or There are limitations to be investigated. In order to overcome this, in the field of radiation therapy, radiation therapy is performed using a breathing method.

호흡연동 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 호흡연동 방사선 치료의 도입은 필수불가결하다. 이를 위한 종래의 방사선 치료기술은 선형가속기 기반으로 체외표지자의 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 respiratory-linked radiation therapy lies in controlling the beam according to fluctuations in the geometrical movement of organs that occur during or between treatments. Particularly, in the case of particle ray radiation therapy, which has recently been in the spotlight, the introduction of respiration-linked radiation therapy is indispensable because it is significantly affected by the change in radiation dose due to the movement of the treatment organ compared to the conventional treatment. In the conventional radiation therapy technology for this, a gating method that tracks only the movement of an extracorporeal marker based on a linear accelerator is used, and in this method, respiration synchronization is performed 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, 체정부위 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 stability of the breathing of radiation therapy patients, and the problem of respiration-tuning radiation therapy of patients with unstable breathing increases the treatment time. Particularly, since the treatment time is very long in body part radiation therapy and body part radiation surgery, it is very important to educate the patient to have a regular and stable respiratory cycle and volume during radiation treatment and to practice breathing.

그러나, 모든 환자에게 이러한 호흡연동 방사선 치료가 효과적이라고 할 수 없다. 환자의 호흡의 규칙도가 좋지 않은 경우, 움직임으로 인한 장기들에 대한 방사선 치료시 더욱 좋지 않은 영향을 미치게 되므로, 이러한 환자의 경우에는 호흡연동 방사선 치료가 부적합할 수 있다. 종래에는 호흡연동 방사선 치료가 환자에 적합한지 부적합한지를 평가할 수 있는 시스템이 없어 부적합 환자에게도 일괄적으로 호흡연동 방사선 치료를 수행하는 문제점이 있었다.However, it cannot be said that such respiratory-linked radiation therapy is effective for all patients. If the patient's breathing regularity is poor, radiation therapy for organs caused by movement has a worse effect, and thus, respiratory-linked radiation therapy may be unsuitable for such patients. Conventionally, since there is no system for evaluating whether respiration-linked radiation therapy is suitable for a patient or not, there is a problem of performing respiratory-linked radiation therapy collectively even for unsuitable patients.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)에서는, 환자의 호흡연동 방사선 치료를 위한 첫 호흡 또는 모의 호흡(실제 호흡)으로부터 호흡 정보 및 빔 정보를 획득하고, 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성하여 환자에 대한 호흡연동 방사선 치료 평가를 자동으로 수행할 수 있다. 이를 통해, 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)은 방사선 치료계획에 참여하는 의료진의 능력과 경험에 따라 환자의 호흡연동 방사선 치료를 평가하는 것이 아니라, 호흡연동 방사선 치료의 적합여부를 자동으로 평가할 수 있어, 정확하면서도 빠른 피드백을 제공할 수 있다. In order to solve such a problem, in the breathing-linked radiation therapy evaluation system 1 using machine learning according to an embodiment of the present invention, breathing from the first breath or simulated breath (actual breath) for respiratory-linked radiation therapy of a patient By acquiring information and beam information, and generating a respiratory-linked radiation therapy evaluation model, the respiratory-linked radiation therapy evaluation for a patient can be automatically performed. Through this, the respiratory-linked radiation therapy evaluation system (1) can automatically evaluate the suitability of respiratory-linked radiation therapy, rather than evaluating the patient's respiratory-linked radiation therapy according to the capabilities and experience of the medical staff participating in the radiation treatment plan. Yes, it can provide accurate and quick feedback.

이하, 본 발명의 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)의 각 구성요소에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, each component of the respiratory interlocking radiation therapy evaluation system 1 using machine learning of the present invention will be described in more detail.

신호 획득부(110)는 방사선 치료 시스템(2)으로부터 호흡연동 방사선 치료 시 환자의 호흡신호 및 방사선 조사 정보를 포함하는 빔(beam) 신호를 획득할 수 있다. 여기서, 호흡신호 및 빔 신호는 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성하기 위해 획득되는 신호 및 실제 호흡연동 방사선 치료를 평가하기 위해 획득되는 신호를 모두 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 본 명세서에서 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성하기 위해 획득하는 호흡신호 및 빔 신호를 제1 호흡신호 및 제1 빔신호라 정의하고, 실제 호흡연동 방사선 치료를 평가하기 위해 획득되는 신규 신호를 제2 호흡신호 및 제2 빔신호라 정의하기로 한다. The signal acquisition unit 110 may acquire a beam signal including a respiratory signal and radiation irradiation information of a patient during respiratory-linked radiation therapy from the radiation treatment system 2. Here, the respiration signal and the beam signal may include both a signal obtained to generate a respiratory-linked radiation treatment evaluation model and a signal obtained to evaluate an actual respiratory-linked radiation treatment. However, hereinafter, for convenience of explanation, the breathing signal and the beam signal acquired to generate the respiratory-linked radiation treatment evaluation model in this specification are defined as the first breathing signal and the first beam signal, and the actual respiratory-linked radiation treatment A new signal obtained for evaluation will be defined as a second respiration signal and a second beam signal.

여기서, 방사선 치료 시스템(2)은 방사선 치료 계획에 따라 모의 치료 또는 실제 치료를 수행하기 위한 시스템으로서, 특히 호흡연동 방사선 치료를 위하여 호흡 신호를 획득하기 위한 촬상부(203) 및 호흡신호 변환부(211)를 구비하고, 환자의 호흡신호에 연동하여 방사선을 조사하기 위한 방사선 조사부(250)를 구비한다. 또한, 방사선 치료 시스템(2)은 도시하지 않았지만, 방사선 치료 시스템(2) 내의 구성요소를 제어할 수 있는 제어부(미도시), 입출력부(205), 메모리(미도시), 프로그램 저장부(미도시) 등을 더 구비할 수 있다. Here, the radiation treatment system 2 is a system for performing simulated treatment or actual treatment according to a radiation treatment plan, and in particular, an imaging unit 203 and a breathing signal conversion unit ( 211), and includes a radiation irradiation unit 250 for irradiating radiation in connection with the patient's breathing signal. In addition, although the radiation treatment system 2 is not shown, a control unit (not shown), an input/output unit 205, a memory (not shown), and a program storage unit (not shown) capable of controlling components in the radiation treatment system 2 City) and the like may be further provided.

제어부(미도시)는 일종의 중앙처리장치로서 방사선 치료 시스템(2)에서 환자의 호흡에 연동하여 방사선을 조사하는 전체 과정을 제어한다. 즉, 제어부(미도시)는 프로그램 저장부(미도시)에 탑재된 제어 소프트웨어를 구동하고, 촬상부(203)를 제어하여 환자의 호흡 영상을 촬영하고, 촬상부(203)에서 획득한 환자의 호흡 영상을 영상처리 및 추적분석하여 호흡 신호를 획득하고, 호흡 신호에 연동하여 방사선 빔(beam)을 조사할 수 있도록 방사선 조사부(250)를 제어할 수 있다. The control unit (not shown) is a kind of central processing unit and controls the entire process of irradiating radiation in conjunction with the patient's breath in the radiation treatment system 2. That is, the control unit (not shown) drives the control software installed in the program storage unit (not shown), controls the imaging unit 203 to take a breathing image of the patient, and captures the patient's breathing image obtained by the imaging unit 203. It is possible to control the radiation irradiation unit 250 to obtain a respiration signal by image processing and tracking analysis of the respiration image, and to irradiate a radiation beam in connection with the respiration signal.

한편, 입출력부(205)는 호흡연동 방사선 치료 시 환자에게 호흡 가이드 신호를 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 입출력부(205)는 터치 인식 디스플레이 제어기 또는 이외의 다양한 입출력 제어기로 구성될 수 있다. 일 예로, 터치 인식 디스플레이 제어기는 장치와 사용자 사이에 출력 인터페이스 및 입력 인터페이스를 제공한다. 터치 인식 디스플레이 제어기는 전기 신호를 제어부와 송수신한다. 또한, 터치 인식 디스플레이 제어기는 사용자에게 시각적인 출력을 표시하며, 시각적 출력은 텍스트, 그래픽, 이미지, 비디오와 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이와 같은 입출력부(205)는 예를 들어 터치 인식이 가능한 OLED(Organic light emitting display) 또는 LCD(Liquid crystal display)와 같은 소정의 디스플레이 부재일 수 있다. 도 2에는 입출력부(205)의 예로서, 안경타입의 고글 디스플레이와 모니터를 도시하였지만 이로 한정하는 것은 아니며, PDA, 스마트폰 등 다양한 형태의 디스플레이 장치가 적용될 수 있을 것이다. Meanwhile, the input/output unit 205 may perform a function of providing a breathing guide signal to a patient during respiratory-linked radiation therapy. The input/output unit 205 may be configured with a touch-sensitive display controller or various input/output controllers. For example, the touch-sensitive display controller provides an output interface and an input interface between a device and a user. The touch-sensitive display controller transmits and receives electrical signals to and from the controller. In addition, the touch-sensitive display controller displays a visual output to the user, and the visual output may include text, graphics, images, video, and combinations thereof. The input/output unit 205 may be, for example, a predetermined display member such as an organic light emitting display (OLED) or liquid crystal display (LCD) capable of recognizing a touch. In FIG. 2, as an example of the input/output unit 205, a glasses-type goggle display and a monitor are shown, but the present invention is not limited thereto, and various types of display devices such as PDA and smart phone may be applied.

메모리(미도시)는 제어부(미도시)가 처리하는 데이터 등을 임시로 저장하는 기능을 수행한다. The memory (not shown) performs a function of temporarily storing data, etc. processed by the control unit (not shown).

프로그램 저장부(미도시)는 방사선 치료 시스템(2)이 환자의 호흡 영상을 촬영하여 이로부터 환자의 호흡신호를 획득하는 작업, 환자의 호흡신호에 연동하여 방사선을 조사하는 작업, 환자에게 가이드 신호를 제공하는 작업 등을 수행하는 제어 소프트웨어를 탑재하고 있다. The program storage unit (not shown) is a task in which the radiation treatment system 2 captures the patient's breathing image and obtains the patient's breathing signal from it, the work of irradiating radiation in conjunction with the patient's breathing signal, and a guide signal to the patient. It is equipped with control software that performs tasks and the like.

호흡신호 변환부(211)는 촬상부(203)에서 획득한 환자의 호흡 영상을 영상처리 및 추적분석하여 시간(t)에 따른 호흡 신호를 획득한다. 이를 위해, 환자의 흉부 또는 복부에는 소정의 표지자(230)가 배치될 수 있으며, 촬상부(203)에서 획득한 환자의 호흡 영상 중 표지자(230)의 움직임을 영상처리 및 추적분석하여 호흡 신호를 획득할 수 있다. 이때, 호흡신호 변환부(211)에 의해 획득된 환자의 호흡신호(patient signal)는, 도 8에 도시된 바와 같이 Sine 파 형태로 입출력부(205) 상에 디스플레이 될 수 있다. The respiration signal conversion unit 211 acquires a respiration signal according to time t by image processing and tracking analysis of the patient's respiration image acquired by the imaging unit 203. To this end, a predetermined marker 230 may be disposed on the chest or abdomen of the patient, and the movement of the marker 230 among the breathing images of the patient acquired by the imaging unit 203 is image-processed and traced to analyze the respiratory signal. Can be obtained. At this time, a patient signal of the patient acquired by the respiration signal conversion unit 211 may be displayed on the input/output unit 205 in the form of a sine wave as shown in FIG. 8.

방사선 조사부(250)는 제어부(미도시)의 제어에 의해, 호흡신호 변환부(211)로부터 획득한 제1 호흡 신호에 대응하여 방사선을 조사할 수 있다. 방사선 조사부(250)는 방사선 빔 조사 정보를 포함하는 제1 빔 신호를 생성하여, 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)으로 전달할 수 있다. 이때, 제1 빔 신호는 방사선 치료 계획 중 환자의 계획 호흡 주기에 대응하여 사전에 설정된 기준 방사선 조사 정보와, 모의 치료 또는 실제 치료에서 획득한 환자의 실제 호흡 주기에 대응하여 실시된 실제 방사선 조사 정보를 포함할 수 있다. 다시 말해, 제1 빔 신호는 방사선 치료 계획에 의해 생성된 이상적인 방사선 조사 정보와, 치료를 수행할 때 실제 조사된 방사선 조사 정보를 포함하여 생성될 수 있다. 한편, 여기서, 모의 치료란 환자가 방사선 치료계획을 수립하기 위해 처음 호흡을 시도하는 경우와, 환자에게 연습호흡을 수행하게 한 후 연습된 호흡주기에 따라 호흡을 시도하는 경우를 포함할 수 있다.The radiation irradiation unit 250 may irradiate radiation in response to the first respiration signal obtained from the respiration signal conversion unit 211 under control of a control unit (not shown). The radiation irradiation unit 250 may generate a first beam signal including radiation beam irradiation information and transmit it to the respiratory-linked radiation treatment evaluation system 1. At this time, the first beam signal is the reference radiation irradiation information set in advance in response to the patient's planned breathing cycle in the radiation treatment plan, and the actual radiation irradiation information performed in response to the actual breathing cycle of the patient acquired in the simulation or actual treatment. It may include. In other words, the first beam signal may be generated by including information on ideal radiation irradiation generated by a radiation treatment plan and information on radiation irradiation actually irradiated when performing treatment. Meanwhile, here, the simulated treatment may include a case where the patient first attempts to breathe to establish a radiation treatment plan, and a case where the patient attempts to breathe according to the practiced breathing cycle after having the patient perform practice breathing.

다시 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)에 대한 설명으로 돌아가면, 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)의 신호 획득부(110)는 호흡신호 변환부(211)로부터 제1 호흡신호를 제공받고, 방사선 조사부(250)로부터 제1 빔 신호를 제공받을 수 있다. 또는, 방사선 치료 시스템(2)은 외부의 서버(미도시)로 제1 호흡신호 및 제1 빔 신호를 제공하고, 외부의 서버(미도시)는 제1 호흡신호 및 제1 빔 신호를 저장하였다가 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)의 신호 획득부(110)로 데이터를 제공할 수도 있다. 제1 호흡신호는 제1 빔 신호와 마찬가지로, 방사선 치료계획에 의한 기준 호흡신호와, 모의 치료 또는 실제 치료에서 획득한 실제 호흡신호를 포함할 수 있다. Returning to the description of the respiration-linked radiation treatment evaluation system 1 using machine learning again, the signal acquisition unit 110 of the respiration-linked radiation treatment evaluation system 1 is the first respiration signal from the respiration signal conversion unit 211 Is provided, and the first beam signal may be provided from the radiation irradiation unit 250. Alternatively, the radiation treatment system 2 provides the first respiration signal and the first beam signal to an external server (not shown), and the external server (not shown) stores the first respiration signal and the first beam signal. The data may be provided to the signal acquisition unit 110 of the respiratory interlocking radiation treatment evaluation system 1. Like the first beam signal, the first respiration signal may include a reference respiration signal according to a radiation treatment plan and an actual respiration signal obtained in a simulated treatment or an actual treatment.

학습부(131)는 획득한 제1 호흡신호 및 제1 빔 신호를 기초로 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습할 수 있다. The learning unit 131 may machine learn a breathing-linked radiation treatment evaluation model based on the acquired first respiration signal and the first beam signal.

판단부(133)는 상기 신호 획득부(110)에 의해 획득된 제2 호흡 신호 및 제2 빔 신호와, 상기 생성된 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기초로 환자에 대한 호흡연동 방사선 치료의 적합여부를 판단할 수 있다. The determination unit 133 is based on the second respiration signal and the second beam signal obtained by the signal acquisition unit 110 and the generated respiration-linked radiation treatment evaluation model, whether or not the patient is suitable for respiration-linked radiation therapy. Can judge.

상기한 학습부(131) 및 판단부(133)는 프로세서(130, processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 장치를 포함할 수 있다. 도 1에서와 같이, 일 실시예로서, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)은 하나의 프로세서(130)를 포함하여 학습부(131)와 판단부(133)의 기능을 수행할 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않으며, 학습부(131)와 판단부(133)가 별도의 프로세서에서 기능을 수행할 수 있도록 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)은 둘 이상의 프로세서를 포함할 수 있음은 물론이다. The learning unit 131 and the determination unit 133 may include a device capable of processing data, such as a processor 130. As shown in FIG. 1, as an embodiment, the respiratory interlocking radiation therapy evaluation system 1 using machine learning includes one processor 130 to perform the functions of the learning unit 131 and the determination unit 133. I can. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto, and the breathing-linked radiation therapy evaluation system 1 using machine learning so that the learning unit 131 and the determination unit 133 can perform functions in separate processors Of course, it can include more than one processor.

여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(Microprocessor), 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU), 프로세서 코어(Processor Core), 멀티프로세서(Multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the'processor' may refer to a data processing device embedded in hardware having a circuit physically structured to perform a function represented by a code or instruction included in a program. As an example of such a data processing device built into the hardware, a microprocessor, a central processing unit (CPU), a processor core, a multiprocessor, and an application-specific integrated (ASIC) Circuit) and processing devices such as a Field Programmable Gate Array (FPGA) may be covered, but the scope of the present invention is not limited thereto.

메모리(150)는 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템(1)이 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 메모리(150)는 자기 저장 매체(Magnetic Storage Media) 또는 플래시 저장 매체(Flash Storage Media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. The memory 150 performs a function of temporarily or permanently storing data processed by the respiratory-linked radiation therapy evaluation system 1 using machine learning. The memory 150 may include a magnetic storage medium or a flash storage medium, but the scope of the present invention is not limited thereto.

이하에서는 도 3 내지 도 10을 참조하여 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of evaluating respiration-linked radiation therapy using machine learning will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 10.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법을 순차적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 호흡연동 방사선 치료 평가 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 5는 도 3의 기계학습하는 단계를 순차적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 호흡연동 방사선 치료 평가 방법에 있어 치료 효율 평가를 위한 평가데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7 및 도 8은 호흡연동 방사선 치료 평가 방법에 있어 치료 정확도 평가를 위한 평가데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 9 및 도 10은 호흡연동 방사선 치료 평가 방법에 있어 장비 정확도 평가를 위한 평가데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 3 is a diagram sequentially showing a method of evaluating respiration-linked radiation therapy using machine learning according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a method of evaluating respiration-linked radiation therapy of FIG. 3. 5 is a diagram sequentially showing the steps of machine learning of FIG. 3, and FIG. 6 is a diagram illustrating a method of generating evaluation data for evaluating treatment efficiency in a method for evaluating respiration-linked radiation therapy. 7 and 8 are diagrams for explaining a method of generating evaluation data for evaluation of treatment accuracy in a method of evaluating respiration-linked radiation therapy, and FIGS. 9 and 10 are diagrams for evaluating equipment accuracy in a method of evaluating respiration-linked radiation therapy It is a diagram for explaining a method of generating evaluation data for.

우선, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법은, 방사선 치료 시스템(2)으로부터 호흡연동 방사선 치료 시 환자의 제1 호흡신호 및 방사선 조사 정보를 포함하는 제1 빔 신호를 획득하는 단계(S100), 획득한 제1 호흡신호 및 제1 빔 신호를 기초로 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계(S200), 기존 환자 또는 신규 환자의 제2 호흡신호 및 제2 빔신호를 획득한 후, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 이용하여 환자에 대한 호흡연동 방사선 치료의 적합여부를 판단하는 단계(S300)를 포함한다. 이후, 호흡연동 방사선 치료 평가 방법은 판단 결과를 방사선 치료 시스템(2)으로 제공할 수 있다(S400). First, referring to FIGS. 3 and 4, a method for evaluating respiratory-linked radiation therapy using machine learning according to an embodiment of the present invention includes a first respiratory signal of a patient during respiratory-linked radiation therapy from the radiation therapy system 2, and Acquiring a first beam signal including radiation irradiation information (S100), machine learning a respiratory-linked radiation therapy evaluation model based on the acquired first respiration signal and the first beam signal (S200), an existing patient or After acquiring the second respiration signal and the second beam signal of the new patient, using the respiration-linked radiation treatment evaluation model, determining whether or not the respiration-linked radiation treatment is suitable for the patient (S300). Thereafter, the respiration-linked radiation treatment evaluation method may provide the determination result to the radiation treatment system 2 (S400).

이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. This will be described in more detail as follows.

먼저, 방사선 치료 시스템(2)에서 방사선 치료 계획에 따라 해당 환자에 이상적인 호흡 주기를 갖는 기준 호흡 신호를 생성하고, 이에 대응되는 기준 방사선 조사 정보를 포함하는 빔 신호를 생성하면, 신호 획득부(110)는 방사선 치료 시스템(2)으로부터 기준 호흡 신호 및 기준 방사선 조사 정보를 포함하는 제1 빔 신호를 획득하게 된다. 또한, 방사선 치료 시스템(2)에서 해당 환자의 모의 치료를 수행하거나 실제 첫 치료를 수행하게 되면, 신호 획득부(110)는 방사선 치료 시스템(2)으로부터 실제 호흡 신호 및 실제 방사선 조사 정보를 포함하는 제1 빔 신호를 획득할 수 있다(S100).First, when the radiation treatment system 2 generates a reference breathing signal having an ideal breathing cycle for the patient according to the radiation treatment plan, and generates a beam signal including reference radiation irradiation information corresponding thereto, the signal acquisition unit 110 ) Obtains a first beam signal including a reference respiration signal and reference radiation irradiation information from the radiation treatment system 2. In addition, when the radiation treatment system 2 performs the simulated treatment of the patient or performs the actual first treatment, the signal acquisition unit 110 includes the actual respiration signal and the actual radiation irradiation information from the radiation treatment system 2 A first beam signal may be obtained (S100).

다음으로, 학습부(131)는 획득한 제1 호흡신호 및 제1 빔신호를 기초로 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습한다(S200). 학습부(131)는 기계학습(machine learning)을 기반으로 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 학습하며, 기계학습은 여러 비선형 변환기법의 조합을 통해 높은 수준의 추상화(abstractions, 다량의 데이터나 복잡한 자료들 속에서 핵심적인 내용 또는 기능을 요약하는 작업)를 시도하는 기계학습 알고리즘의 집합으로 정의된다. 학습부(131)는 딥러닝의 모델 중 예컨대 심층 신경망(Deep Neural Networks, DNN), 컨볼루션 신경망(Convolutional Neural Networks, CNN), 순환 신경망(Reccurent Neural Network, RNN) 및 심층 신뢰 신경 망(Deep Belief Networks, DBN) 중 어느 하나를 이용한 것일 수 있다.Next, the learning unit 131 machine learns the respiration-linked radiation treatment evaluation model based on the acquired first respiration signal and the first beam signal (S200). The learning unit 131 learns a respiration-linked radiation therapy evaluation model based on machine learning, and machine learning is a high-level abstraction through a combination of several nonlinear transducers, such as large amounts of data or complex data. It is defined as a set of machine learning algorithms that attempt to summarize the core content or function in the interior. The learning unit 131 includes deep neural networks (DNN), convolutional neural networks (CNN), reccurent neural networks (RNN), and deep trust neural networks among models of deep learning. Networks, DBN) may be used.

일 실시예로서, 도 5를 참조하면, 학습부(131)는 제1 신호(S1)인 제1 호흡신호(S11) 및 제1 빔신호(S12)를 이용하여 호흡연동 방사선 치료를 평가하기 위한 평가데이터를 생성하고, 평가데이터를 이용하여 호흡연동 방사선 치료 평가 모델(M)을 생성할 수 있다(S201). 다시 말해, 학습부(131)는 입력되는 제1 호흡신호(S11) 및 제1 빔 신호(S12)를 이용하여 호흡연동 방사선 치료의 적합여부를 평가하기 위한 특징벡터인 평가데이터를 생성한 후, 상기 평가데이터를 이용하여 호흡연동 방사선 치료 평가 모델(M)을 생성할 수 있다. 여기서, 호흡연동 방사선 치료 평가 모델(M)은 생성된 평가데이터를 이용하여 호흡연동 방사선 치료의 치료 효율(S210), 치료 정확도(S220) 및 장비 정확도(S230)를 결과값으로 도출하는 모델일 수 있다. As an embodiment, referring to FIG. 5, the learning unit 131 uses the first respiration signal S11 and the first beam signal S12 as the first signal S1 to evaluate respiration-linked radiation therapy. The evaluation data may be generated, and a respiratory-linked radiation treatment evaluation model (M) may be generated using the evaluation data (S201). In other words, the learning unit 131 generates evaluation data, which is a feature vector for evaluating the suitability of respiration-linked radiation therapy using the input first respiration signal S11 and the first beam signal S12, Using the evaluation data, it is possible to create a respiratory-linked radiation therapy evaluation model (M). Here, the respiratory-linked radiation treatment evaluation model (M) may be a model that derives the treatment efficiency (S210), treatment accuracy (S220), and equipment accuracy (S230) of the respiratory-linked radiation treatment as result values using the generated evaluation data. have.

보다 구체적으로, 학습부(131)는 상기한 결과값을 도출하기 위하여, 제1 호흡신호(S11)로부터 호흡 주기 정보, 평균 진폭 정보, 표준 편차 정보, 파고치(peak value) 정보, 에러바(error bar) 정보 등을 도출하여 평가데이터 생성에 이용할 수 있다. 또한, 학습부(131)는 빔 신호, 즉 기준 방사선 조사 정보 및 실제 방사선 조사 정보로부터 전체 방사선 설정 시간, 전체 방사선 치료 시간, 방사선 빔 조사 시각(beam on timing), 방사선 빔 정지 시각(beam off timing) 등을 도출하여 평가데이터 생성에 이용할 수 있다.More specifically, in order to derive the above-described result value, the learning unit 131 includes respiratory cycle information, average amplitude information, standard deviation information, peak value information, and error bar from the first breathing signal S11. error bar) information can be derived and used to generate evaluation data. In addition, the learning unit 131 is a beam signal, that is, from the reference radiation irradiation information and the actual radiation irradiation information, the total radiation setting time, the total radiation treatment time, the radiation beam irradiation time (beam on timing), the radiation beam stop time (beam off timing) ) Can be derived and used to generate evaluation data.

도 6을 참조하면, 학습부(131)는 하기 수학식 1과 같이 전술한 기준 방사선 조사 정보로부터 기준 듀티비(reference duty factor, Dref)를 계산하고(S211), 실제 방사선 조사 정보로부터 실제 듀티비(real duty factor, Dreal)를 계산한다(S212).6, the learning unit 131 calculates a reference duty factor (Dref) from the above-described reference radiation irradiation information as shown in Equation 1 below (S211), and the actual duty ratio from the actual radiation irradiation information (real duty factor, Dreal) is calculated (S212).

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, 총 설정 시간은 방사선 치료 계획에 따른 계획된 전체 치료 시간을 의미하며, 빔이 가해지는 설정 시간은 방사선 치료 계획에 따라 빔이 조사되는 시간, 구체적으로 총 설정 시간 동안 빔이 조사되는 시간을 의미한다. Here, the total set time refers to the total planned treatment time according to the radiation treatment plan, and the set time to which the beam is applied refers to the time that the beam is irradiated according to the radiation treatment plan, specifically, the time that the beam is irradiated during the total set time. do.

방사선 치료 계획에 따라 방사선 빔을 조사함에 있어, 가장 이상적인 계획은 전체 설정 시간 동안 빔을 지속적으로 조사하는 것이다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 환자의 호흡에 의해 움직이는 장기의 경우, 표적 부위에 정확히 빔을 조사하기 위해서 호흡주기에 따라 빔 조사하거나 정지해야 하며, 이를 통해 전체 설정 시간 중 빔이 조사되는 시간의 비율인 기준 듀티비(Dref)가 계산될 수 있다. 기준 듀티비(Dref)는 방사선 치료 계획에 의해 사전에 설정될 수도 있으나, 학습부(131)는 환자의 제1 호흡신호 중 계획 호흡 주기를 이용하여 학습을 통해 기준 듀티비를 생성할 수 있다. In irradiating the radiation beam according to the radiation treatment plan, the most ideal plan is to continuously irradiate the beam for the entire set time. However, as described above, in the case of organs that are moved by the patient's breath, the beam must be irradiated or stopped according to the breathing cycle in order to accurately irradiate the beam to the target site, and through this, the ratio of the time the beam is irradiated out of the total set time. Phosphorus-based duty ratio (Dref) can be calculated. The reference duty ratio Dref may be set in advance by the radiation treatment plan, but the learning unit 131 may generate the reference duty ratio through learning using the planned breathing cycle among the patient's first breathing signals.

다시 수학식 1을 설명하면, 총 치료시간은 모의 치료 또는 실제 치료에 있어 실시된 전체 치료 시간을 의미하며, 빔이 가해지는 치료 시간은 실제 빔이 조사되는 시간, 구체적으로 총 치료 시간 동안 빔이 조사되는 시간을 의미한다. Referring to Equation 1 again, the total treatment time means the total treatment time performed in the simulated treatment or the actual treatment, and the treatment time applied to the beam is the time when the actual beam is irradiated, specifically, the beam is It means the time to be investigated.

방사선 치료계획에 따라 환자에 이상적인 호흡주기를 훈련하고 유도하더라도, 모의 치료 또는 실제 치료 시에는 호흡주기가 불규칙해질 수 있다. 방사선 치료 시스템(2)은 호흡에 연동하여 방사선을 환자에 조사하기 때문에, 불규칙적인 실제 호흡주기에 의해 실제 방사선 빔이 조사되는 시간은 계획된 조사 시간과는 다르게 된다. 실제 듀티비(Dreal)는 전체 치료 시간 중 빔이 조사되는 시간의 비율로서 계산될 수 있다.Even if the patient's ideal respiratory cycle is trained and guided according to the radiation treatment plan, the respiratory cycle may become irregular during simulation or actual treatment. Since the radiation treatment system 2 irradiates the patient with radiation in conjunction with breathing, the time at which the actual radiation beam is irradiated due to an irregular actual breathing cycle is different from the planned irradiation time. The actual duty ratio (Dreal) can be calculated as the ratio of the time the beam is irradiated out of the total treatment time.

다음 학습부(131)는 기준 듀티비(Dref)와 실제 듀티비(Dreal)를 이용하여 수학식 2와 같이 치료 효율 평가지표인 평가데이터를 생성할 수 있다(S213).Next, the learning unit 131 may generate evaluation data, which is a treatment efficiency evaluation index, as shown in Equation 2 by using the reference duty ratio Dref and the actual duty ratio Dreal (S213).

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

학습부(131)는 상기 평가데이터를 이용하여 호흡연동 방사선 치료 효율에 대한 결과값을 도출할 수 있다. 즉, 학습부(131)는 기준 범위와 상기 계산된 치료 효율 평가데이터(TE)를 비교하여(S214), 방사선 치료의 효율을 평가하는 결과값을 도출할 수 있는데, 이때, 기준 범위는 의료진에 의해 사전에 설정될 수 있으나 이후 환자의 실제 방사선 치료의 적합결과를 피드백받아 학습되어 재설정될 수 있다. The learning unit 131 may derive a result value for the respiration-linked radiation treatment efficiency using the evaluation data. That is, the learning unit 131 may compare the reference range with the calculated treatment efficiency evaluation data TE (S214) to derive a result value for evaluating the efficiency of the radiation treatment. In this case, the reference range is It may be set in advance by, but after receiving feedback from the patient's actual radiation treatment fit result, it may be learned and reset.

일 실시예로서, 학습부(131)는 상기 치료 효율 평가데이터(TE)가 사전에 설정된 제1 기준값(예를 들면, 90%)보다 작은 경우, 해당 환자에게 호흡연동 방사선 치료가 부적합하다는 결과값을 도출할 수 있다(S215). 학습부(131)는 치료 효율 평가데이터(TE)가 사전에 설정된 제1 기준값(예를 들면, 90%)와 동일하거나 크고, 제2 기준값(예를 들면, 95%)보다 작은 경우에는 경고신호를 결과값으로 도출할 수 있고(S216), 사전에 설정된 제2 기준값(예를 들면, 95%)보다 큰 경우에는 해당 호흡연동 방사선 치료법이 적합하다는 결과값을 도출할 수 있다(S317). 다시 말해, 학습부(131)는 상기한 알고리즘을 갖는 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성할 수 있다. As an embodiment, when the treatment efficiency evaluation data TE is less than a first reference value (eg, 90%) set in advance, the learning unit 131 indicates that the respiratory-linked radiation therapy is inappropriate for the patient. Can be derived (S215). The learning unit 131 is a warning signal when the treatment efficiency evaluation data TE is equal to or greater than a pre-set first reference value (eg, 90%) and less than a second reference value (eg, 95%). May be derived as a result value (S216), and if it is greater than a preset second reference value (eg, 95%), a result value indicating that the corresponding respiratory-linked radiation therapy is suitable may be derived (S317). In other words, the learning unit 131 may generate a breathing-linked radiation therapy evaluation model having the above algorithm.

도 7 및 도 8을 참조하면, 학습부(131)는 호흡 신호의 호흡 주기 정보, 평균 진폭 정보, 표준 편차 정보, 파고치(peak value) 정보, 에러바(error bar) 정보 중 적어도 어느 하나를 이용하여 호흡 신호의 베이스라인 시프트(baseline shift)를 평가데이터로서 생성할 수 있다(S222). 여기서, 호흡 신호의 베이스라인(baseline)은 시간에 따른 호흡 신호의 경향성, 예를 들면, 반복적인 주기의 동일 시점에서의 호흡 신호의 위상들을 연결한 선, 또는 호흡주기의 파고치(peak value)들을 연결한 선일 수 있다. 베이스라인 시프트(baseline shift)는 상기한 베이스라인이 기울어진 정도를 의미하며, 시간에 따른 호흡 신호가 불안정하다는 것을 의미할 수 있다. 또는, 다른 실시예로서, 도 8에 도시된 바와 같이, 호흡연동 방사선 치료 방법 중 하나인 딥 인스피레이션 브레스 홀딩(Deep inspiration breath hold, DIBH) 방법을 이용하는 경우, 베이스라인(baseline)은 환자가 호흡을 참고 있는 상태에서의 값들을 연결하는 선일 수도 있다.7 and 8, the learning unit 131 provides at least one of breathing period information, average amplitude information, standard deviation information, peak value information, and error bar information of a breathing signal. Using the baseline shift of the breathing signal can be generated as the evaluation data (S222). Here, the baseline of the breathing signal is the tendency of the breathing signal over time, for example, a line connecting the phases of the breathing signal at the same point in the repetitive cycle, or the peak value of the breathing cycle. It can be a line connecting them. The baseline shift means the degree to which the baseline is inclined, and may mean that the respiration signal over time is unstable. Or, as another embodiment, as shown in FIG. 8, when using a deep inspiration breath hold (DIBH) method, which is one of the breath-linked radiation treatment methods, the baseline is the patient's breathing. It may also be a line connecting values in a state of reference.

앞서 설명한 바와 같이, 호흡신호는 촬상부(203)가 표지자(230)를 촬영하여 획득한 호흡영상을 영상처리 및 추적분석하여 도출하는 것인데, 호흡신호의 베이스라인이 기울어진다는 것은 표지자(230)의 위치가 변경되었다는 것을 의미할 수 있다. 이러한 표지자(230)의 위치 변경은 호흡에 따른 환자의 장기의 처짐을 의미할 수 있다. 따라서, 호흡연동 방사선 치료에 있어, 상기한 베이스라인의 시프트는 표적부위의 위치가 변경됨을 의미하게 된다. As described above, the respiration signal is derived by image processing and tracking analysis of the respiration image acquired by the imaging unit 203 by photographing the marker 230, and the indication that the baseline of the respiration signal is inclined is the indicator 230 This could mean that the location of has changed. The change in the position of the marker 230 may mean sagging of the patient's organs due to breathing. Therefore, in respiratory-linked radiation therapy, the above-described shift of the baseline means that the position of the target site is changed.

이때, 학습부(131)는 우선적으로 방사선 치료 계획 중 환자의 치료표적용적(planning target volume) 생성시 부여하는 기대 마진(expected margin, EM)을 사전에 획득하여 저장할 수 있다(S221). 방사선 치료 시스템(2)은 방사선 치료 계획에 있어, 방사선 치료 시 오차가 발생하더라도 임상 표적 용적(critical target volume, CTV)에 조사되는 선량이 누락되지 않도록 여유를 주기 위한 기대 마진(EM)을 설정하거나, 움직이는 종양(internal target volume, ITV) 설정시 여유를 주기 위해 기대 마진(EM)을 설정할 수 있다(P1, P2, 도 8 참조).In this case, the learning unit 131 may first acquire and store an expected margin (EM) given when generating a planning target volume of a patient during a radiation treatment plan in advance (S221). The radiation treatment system (2) sets an expectation margin (EM) to provide margin so that the dose irradiated to the critical target volume (CTV) is not omitted even if an error occurs during radiation treatment in the radiation treatment plan. , When setting a moving tumor (internal target volume, ITV), an expectation margin (EM) may be set (see P1, P2, Fig. 8) to provide a margin.

학습부(131)는 상기 기대 마진(EM)과 베이스라인 시프트로부터 도출된 실제 마진(real margin, RM)을 비교하여 치료 정확도에 대한 결과값을 도출할 수 있다(S223). 도 8에 도시된 바와 같이, 기대 마진(EM)은 제1 마진값(P1)과 제2 마진값(P2)으로 이루어지는 사전에 설정된 범위일 수 있는데, 베이스라인 시프트로 도출된 실제 마진(RM), 다시 말해 베이스라인이 시프트되는 정도가 기대 마진(EM)을 벗어나는 경우 해당 환자에게 호흡연동 방사선 치료가 부적합하다는 결과값을 도출할 수 있다(S224). 여기서, 기대 마진(EM)은 의료진에 의해 사전에 설정된 범위인 제1 마진값(P1)과 제2 마진값(P2)으로 이루어질 수 있으나, 이후 학습부(131)는 환자의 호흡연동 방사선 치료 적합결과를 피드백받아 상기 기대마진의 범위를 학습할 수도 있다. 또한, 학습부(131)는 기대 마진(EM)과 실제 마진(RM)을 비교하여(S323) 실제 마진(RM)이 기대 마진(EM)보다 작은 경우 해당 환자에 해당 호흡연동 방사선 치료가 적합하다는 결과값을 도출할 수 있다. The learning unit 131 may derive a result value for treatment accuracy by comparing the expected margin EM and a real margin RM derived from the baseline shift (S223). As shown in FIG. 8, the expected margin EM may be a preset range consisting of a first margin value P1 and a second margin value P2, and the actual margin RM derived from the baseline shift. In other words, if the degree to which the baseline is shifted exceeds the expected margin (EM), a result value indicating that the respiratory-linked radiation therapy is inappropriate for the patient may be derived (S224). Here, the expected margin (EM) may be composed of a first margin value (P1) and a second margin value (P2), which are ranges previously set by the medical staff, but after that, the learning unit 131 is suitable for respiration-linked radiation therapy of the patient. It is also possible to learn the range of the expected margin by receiving the result feedback. In addition, the learning unit 131 compares the expected margin (EM) with the actual margin (RM) (S323), and if the actual margin (RM) is less than the expected margin (EM), the corresponding respiratory-linked radiation therapy is appropriate for the patient. Results can be derived.

한편, 도 9 및 도 10을 참조하면, 학습부(131)는 기준 방사선 조사 정보와 실제 방사선 조사 정보를 이용하여 방사선 조사시각 오차(difference)를 계산하여 평가데이터를 생성한다(S231). 구체적으로, 방사선 치료 계획으로부터 제공된 기준 방사선 조사 정보는 기준 호흡주기에 대응하여 설정된 기준 빔 조사 시각(Beam onref) 정보를 포함하며(굵은 화살표, 도 10 참조), 실제 방사선 조사 정보는 실제 치료 시 적용된 방사선 조사 정보로서, 실제 빔 조사 시각(Beam onreal) 정보를 포함한다(가는 화살표, 도 10 참조). 학습부(131)는 하기 수학식 3과 같이, 기준 빔 조사 시각과 실제 빔 조사 시각의 차이로부터 장비 정확도 평가데이터(machine accuracy, MA)를 생성할 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 9 and 10, the learning unit 131 generates evaluation data by calculating a radiation irradiation time difference by using the reference radiation radiation information and the actual radiation radiation information (S231). Specifically, the reference radiation irradiation information provided from the radiation treatment plan includes reference beam irradiation time (Beam on ref ) information set in correspondence with the reference respiratory cycle (bold arrow, see FIG. 10), and the actual radiation irradiation information is As applied radiation irradiation information, it includes information about the actual beam irradiation time (Beam on real ) (thin arrow, see FIG. 10). The learning unit 131 may generate machine accuracy (MA) data based on a difference between the reference beam irradiation time and the actual beam irradiation time, as shown in Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00004
Figure pat00004

장비 정확도 평가데이터(MA)는 계획된 방사선 조사 시각과 실제 방사선 조사 시각의 차이로 인해 발생되는 오차를 나타내는 것으로서, 장비가 얼마나 정확한지를 평가하기 위한 지표로서 활용될 수 있다.The equipment accuracy evaluation data (MA) represents an error caused by the difference between the planned irradiation time and the actual irradiation time, and can be used as an index to evaluate how accurate the equipment is.

학습부(131)는 장비 정확도에 대한 평가데이터(MA)를 생성하고, 사전에 설정된 오차범위와 비교하여(S223) 이보다 작은 경우 장비 정확도가 높아 방사선 치료가 적합하다는 결과값을 도출할 수 있다(S225). 그러나 학습부(131)는 장비 정확도 평가데이터(MA)와 사전에 설정된 오차범위를 비교하고 이를 벗어나는 경우, 장비 정확도가 낮아 호흡연동 방사선 치료가 부적합하다는 결과값을 도출할 수 있다(S324). The learning unit 131 may generate evaluation data MA for equipment accuracy, compare it with a preset error range (S223), and derive a result value indicating that the equipment accuracy is high and radiation treatment is suitable if it is smaller than this (S223). S225). However, the learning unit 131 may compare the equipment accuracy evaluation data MA with a preset error range and, if it is out of the range, may derive a result value indicating that the equipment accuracy is low and the respiratory-linked radiation therapy is inappropriate (S324).

이후 판단부(133)는 신규 환자의 제2 호흡신호 및 제2 빔 신호 또는 기존 환자의 새로운 제2 호흡신호 및 제2 빔 신호를 획득하고, 상기 제2 호흡신호 및 제2 빔 신호와, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 이용하여 해당 환자의 호흡연동 방사선 치료의 적합여부를 판단하고(S300, 도 3 참조), 판단 결과를 방사선 치료 시스템(2)으로 제공할 수 있다(S400). 방사선 치료 시스템(2)은 이에 대응하여 방사선 치료 계획을 전면 재수립하거나 재검토할 수 있다. 이때, 방사선 치료 시스템(2)은 호흡연동 방사선 치료를 수행하지 않는 방안으로 계획을 변경할 수도 있다. 또는 방사선 치료 시스템(2)은 다른 호흡연동 방사선 치료법에 따라 환자의 호흡 훈련을 다시 실시할 수도 있다.Thereafter, the determination unit 133 acquires a second respiration signal and a second beam signal of a new patient or a new second respiration signal and a second beam signal of an existing patient, and the second respiration signal and the second beam signal, and the Using the respiratory-linked radiation treatment evaluation model, it is possible to determine whether the patient is suitable for respiratory-linked radiation treatment (S300, see FIG. 3), and provide the determination result to the radiation treatment system 2 (S400). The radiation treatment system 2 may completely reestablish or review the radiation treatment plan in response thereto. At this time, the radiation treatment system 2 may change the plan to a plan not to perform respiratory-linked radiation treatment. Alternatively, the radiation therapy system 2 may perform breathing training of the patient again according to other respiratory-linked radiation therapy.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템 및 방법은 제1 호흡신호 및 제1 빔신호를 이용하여 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성한 후, 새로운 제2 호흡신호 및 제2 빔신호와 상기한 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 이용하여 해당 환자의 방사선 호흡연동 방사선 치료를 자동으로 평가할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템 및 방법은 환자에게 호흡연동 방사선 치료가 적합 여부를 평가 결과로서 제공할 수 있고, 이를 통해 환자에 적합한 방사선 치료로 방사선 계획을 변경할 수 있어 방사선 치료의 효율 및 정확도를 향상시킬 수 있다. As described above, in the system and method for evaluating respiration-linked radiation therapy using machine learning according to the embodiments of the present invention, after generating a respiration-linked radiation treatment evaluation model using the first respiration signal and the first beam signal, Using the second respiration signal and the second beam signal and the respiration-linked radiation treatment evaluation model, the patient's radiation-respiratory-linked radiation treatment can be automatically evaluated. The system and method for evaluating respiration-linked radiation therapy using machine learning according to the embodiments of the present invention can provide a patient with an evaluation result of whether or not respiration-linked radiation therapy is appropriate, and through this, a radiation plan is provided with radiation therapy suitable for the patient. Can be changed to improve the efficiency and accuracy of radiation treatment.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 저장하는 것일 수 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. The embodiment according to the present invention described above may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, and such a computer program may be recorded in a computer-readable medium. In this case, the medium may store a program executable by a computer. Examples of media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magnetic-optical media such as floptical disks, and And a ROM, RAM, flash memory, and the like, and may be configured to store program instructions.

한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.Meanwhile, the computer program may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in the computer software field. Examples of the computer program may include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific implementations described in the present invention are examples, and do not limit the scope of the present invention in any way. For brevity of the specification, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings exemplarily represent functional connections and/or physical or circuit connections, and in an actual device, various functional connections that can be replaced or additionally It may be referred to as a connection, or circuit connections. In addition, if there is no specific mention such as "essential", "important", etc., it may not be an essential component for the application of the present invention.

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 is limited to the above-described embodiments and should not be defined, and all ranges equivalent to or equivalently changed from the claims to be described later as well as the claims to be described later are the scope of the spirit of the present invention. It will be said to belong to.

1: 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템
2 : 방사선 치료 시스템
110 : 신호 획득부
131 : 학습부
133 : 판단부
1: Respiratory interlocking radiation therapy evaluation system
2: radiation therapy system
110: signal acquisition unit
131: Learning Department
133: judgment unit

Claims (19)

방사선 치료 시스템으로부터 호흡연동 방사선 치료 시 제1 호흡 신호 및 방사선 조사 정보를 포함하는 제1 빔(beam) 신호를 획득하는 신호 획득부;
상기 획득한 제1 호흡 신호 및 제1 빔 신호를 기초로 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 학습부; 및
상기 신호 획득부에 의해 획득된 제2 호흡 신호 및 제2 빔 신호와, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기초로 환자에 대한 호흡연동 방사선 치료의 적합여부를 판단하는 판단부;를 포함하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템.
A signal acquisition unit for acquiring a first beam signal including a first respiration signal and radiation irradiation information during respiration-linked radiation treatment from the radiation treatment system;
A learning unit for machine learning a respiratory interlocking radiation therapy evaluation model based on the acquired first respiration signal and the first beam signal; And
A determination unit that determines whether or not the respiration-linked radiation treatment is suitable for the patient based on the second respiration signal and the second beam signal obtained by the signal acquisition unit and the respiration-linked radiation treatment evaluation model. Respiratory interlocking radiation therapy evaluation system using learning.
제1 항에 있어서,
상기 학습부는 상기 획득한 제1 호흡신호 및 제1 빔신호를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료를 평가하기 위한 평가데이터를 생성하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템.
The method of claim 1,
The learning unit generates evaluation data for evaluating the respiratory-linked radiation therapy using the acquired first respiration signal and the first beam signal.
제2 항에 있어서,
상기 학습부는 상기 생성된 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료의 치료 효율, 치료 정확도 및 장비 정확도를 결과값으로 도출하는 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템.
The method of claim 2,
The learning unit uses the generated evaluation data to generate the respiratory-linked radiation treatment evaluation model that derives the treatment efficiency, treatment accuracy, and equipment accuracy of the respiratory-linked radiation therapy as a result value. Evaluation system.
제3 항에 있어서,
상기 학습부는 상기 제1 호흡 신호로부터 도출된 호흡 주기 정보, 평균 진폭 정보, 표준 편차 정보, 파고치(peak value) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 평가데이터를 생성하여 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템.
The method of claim 3,
The learning unit generates the evaluation data using any one of breathing cycle information, average amplitude information, standard deviation information, and peak value information derived from the first breathing signal to generate the respiratory-linked radiation therapy evaluation model. Machine learning, respiratory-linked radiation therapy evaluation system using machine learning.
제4 항에 있어서,
상기 학습부는 상기 호흡 주기 정보, 상기 평균 진폭 정보, 상기 표준 편차 정보, 파고치(peak value) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 호흡신호의 베이스라인 시프트(baseline shift)를 생성하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템.
The method of claim 4,
The learning unit generates a baseline shift of the breathing signal using any one of the breathing period information, the average amplitude information, the standard deviation information, and the peak value information, using machine learning. Respiratory interlocked radiation therapy evaluation system.
제5 항에 있어서,
상기 학습부는 방사선 치료 계획 중 환자의 치료표적용적(planning target volume) 생성시 부여하는 기대 마진(expected margin)과, 상기 베이스라인 시프트로부터 도출된 실제 마진(real margin)을 비교하여 상기 치료 정확도의 평가 결과를 도출하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템.
The method of claim 5,
The learning unit evaluates the treatment accuracy by comparing an expected margin given when generating a planning target volume of a patient during a radiation treatment plan and a real margin derived from the baseline shift. Respiratory-linked radiation therapy evaluation system using machine learning to derive results.
제3 항에 있어서,
상기 제1 빔 신호는 방사선 치료 계획 중 상기 환자의 계획 호흡 주기에 대응하여 사전에 설정된 기준 방사선 조사 정보와, 모의 치료 또는 실제 치료에서 획득한 상기 환자의 실제 호흡주기에 대응하여 실시된 실제 방사선 조사 정보를 포함하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템.
The method of claim 3,
The first beam signal is the reference radiation irradiation information set in advance in response to the planned respiratory cycle of the patient during the radiation treatment plan, and the actual radiation irradiation performed in response to the actual respiratory cycle of the patient acquired in a simulated treatment or an actual treatment. Respiratory interlocking radiation therapy evaluation system using machine learning, including information.
제7 항에 있어서,
상기 학습부는 상기 기준 방사선 조사 정보로부터 기준 듀티비(duty factor)를 계산하고, 상기 실제 방사선 조사 정보로부터 실제 듀티비를 계산한 후 상기 평가데이터를 생성하고, 상기 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료 효율에 대한 결과값을 도출하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템.
The method of claim 7,
The learning unit calculates a reference duty factor from the reference radiation irradiation information, calculates an actual duty ratio from the actual radiation irradiation information, generates the evaluation data, and uses the evaluation data to generate the respiration-linked radiation. Respiratory-linked radiation therapy evaluation system using machine learning that derives results for treatment efficiency.
제7 항에 있어서,
상기 학습부는 상기 기준 방사선 조사 정보와 상기 실제 방사선 조사 정보를 이용하여 방사선 조사시각 오차를 계산하고, 상기 방사선 조사시각 오차를 이용하여 상기 장비 정확도에 대한 결과값을 도출하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 시스템.
The method of claim 7,
The learning unit calculates a radiation irradiation time error using the reference radiation irradiation information and the actual radiation irradiation information, and uses the radiation irradiation time error to derive a result value for the equipment accuracy, breathing interlocking using machine learning Radiotherapy evaluation system.
방사선 치료 시스템으로부터 호흡연동 방사선 치료 시 환자의 제1 호흡 신호 및 방사선 조사 정보를 포함하는 제1 빔 신호를 획득하는 단계;
상기 획득한 제1 호흡신호 및 상기 제1 빔 신호를 기초로 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계;
기존 환자 또는 신규 환자의 제2 호흡 신호 및 제2 빔 신호를 획득하는 단계;
상기 제2 호흡 신호 및 상기 제2 빔 신호와, 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기초로 환자에 대한 호흡연동 방사선 치료의 적합여부를 판단하는 단계;를 포함하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법.
Acquiring a first beam signal including a first respiration signal and radiation irradiation information of a patient during respiratory-linked radiation treatment from a radiation treatment system;
Machine learning a respiratory interlocking radiation therapy evaluation model based on the acquired first respiration signal and the first beam signal;
Acquiring a second respiration signal and a second beam signal of an existing patient or a new patient;
Determining whether or not the respiration-linked radiation treatment is suitable for the patient based on the second respiration signal and the second beam signal, and the respiration-linked radiation treatment evaluation model; containing, respiration-linked radiation treatment using machine learning Assessment Methods.
제10 항에 있어서,
상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계는,
상기 획득한 제1 호흡신호 및 제1 빔신호를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료를 평가하기 위한 평가데이터를 생성하고, 상기 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 생성하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법.
The method of claim 10,
The step of machine learning the respiratory-linked radiation therapy evaluation model,
Machine learning to generate evaluation data for evaluating the respiratory-linked radiation therapy using the acquired first respiration signal and the first beam signal, and generating the respiration-linked radiation therapy evaluation model using the evaluation data A method of evaluating respiratory-linked radiation therapy using.
제11 항에 있어서,
상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델은 상기 생성된 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료의 치료 효율, 치료 정확도 및 장비 정확도를 결과값으로 도출하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법.
The method of claim 11,
The respiratory-linked radiation therapy evaluation model uses the generated evaluation data to derive treatment efficiency, treatment accuracy, and equipment accuracy of the respiratory-linked radiation therapy as result values, a method of evaluating respiratory-linked radiation therapy using machine learning.
제12 항에 있어서,
상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계는,
상기 제1 호흡 신호로부터 도출된 호흡 주기 정보, 평균 진폭 정보, 표준 편차 정보, 파고치(peak value) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 평가데이터를 생성하고, 상기 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법.
The method of claim 12,
The step of machine learning the respiratory-linked radiation therapy evaluation model,
The evaluation data is generated using any one of respiratory cycle information, average amplitude information, standard deviation information, and peak value information derived from the first respiration signal, and the respiratory-linked radiation using the evaluation data A method of evaluating respiratory-linked radiation therapy using machine learning, which is a machine learning treatment evaluation model.
제13 항에 있어서,
상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계는,
상기 호흡 주기 정보, 상기 평균 진폭 정보, 상기 표준 편차 정보, 파고치(peak value) 정보 중 어느 하나를 이용하여 상기 호흡신호의 베이스라인 시프트(baseline shift)를 생성하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법.
The method of claim 13,
The step of machine learning the respiratory-linked radiation therapy evaluation model,
Respiratory interlocking radiation using machine learning to generate a baseline shift of the breathing signal using any one of the breathing period information, the average amplitude information, the standard deviation information, and the peak value information Methods of evaluation of treatment.
제14 항에 있어서,
상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델은 방사선 치료 계획 중 환자의 치료표적용적 생성시 부여하는 기대 마진과, 상기 베이스라인 시프트로부터 도출된 실제 마진을 비교하여 상기 치료 정확도의 평가 결과를 도출하는 모델인, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법.
The method of claim 14,
The respiratory-linked radiation therapy evaluation model is a model that derives the evaluation result of the treatment accuracy by comparing the expected margin given when the patient's treatment target application is generated during the radiation treatment plan and the actual margin derived from the baseline shift. A method of evaluating respiratory-associated radiation therapy using learning.
제12 항에 있어서,
상기 제1 빔 신호는 방사선 치료 계획 중 상기 환자의 계획 호흡 주기에 대응하여 사전에 설정된 기준 방사선 조사 정보와, 모의 치료 또는 실제 치료에서 획득한 상기 환자의 실제 호흡주기에 대응하여 실시된 실제 방사선 조사 정보를 포함하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법.
The method of claim 12,
The first beam signal is the reference radiation irradiation information set in advance in response to the planned respiratory cycle of the patient during the radiation treatment plan, and the actual radiation irradiation performed in response to the actual respiratory cycle of the patient acquired in a simulated treatment or an actual treatment. A method of evaluating respiratory-linked radiation therapy using machine learning, including information.
제16 항에 있어서,
상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계는,
상기 기준 방사선 조사 정보로부터 기준 듀티비(duty factor)를 계산하고, 상기 실제 방사선 조사 정보로부터 실제 듀티비를 계산한 후 상기 평가데이터를 생성하고, 상기 평가데이터를 이용하여 상기 호흡연동 방사선 치료 효율에 대한 결과값을 도출하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법.
The method of claim 16,
The step of machine learning the respiratory-linked radiation therapy evaluation model
Calculate a reference duty factor from the reference radiation irradiation information, calculate the actual duty ratio from the actual radiation irradiation information, generate the evaluation data, and use the evaluation data to determine the respiratory-linked radiation treatment efficiency. A method of evaluating respiratory-linked radiation therapy using machine learning to derive results for
제16 항에 있어서,
상기 호흡연동 방사선 치료 평가 모델을 기계학습하는 단계는,
상기 기준 방사선 조사 정보와 상기 실제 방사선 조사 정보를 이용하여 방사선 조사시각 오차를 계산하고, 상기 방사선 조사시각 오차를 이용하여 상기 장비 정확도에 대한 결과값을 도출하는, 기계학습을 이용한 호흡연동 방사선 치료 평가 방법.
The method of claim 16,
The step of machine learning the respiratory-linked radiation therapy evaluation model,
Respiratory-linked radiation therapy evaluation using machine learning to calculate a radiation irradiation time error using the reference radiation irradiation information and the actual radiation irradiation information, and to derive a result value for the equipment accuracy using the radiation irradiation time error Way.
컴퓨터를 이용하여 제10 항 내지 제 18 항의 방법 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a medium to execute any one of the methods of claim 10 to 18 using a computer.
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