KR20210126410A - Automatic Evaluation Apparatus for Tracking Tumors and Radiation Therapy System using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 움직임 자동 평가 장치 및 이를 이용한 방사선 치료 시스템에 관한 것으로, 종양을 추적하기 위한 움직임 자동 평가 장치 및 이를 이용한 방사선 치료 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic motion evaluation apparatus and a radiation treatment system using the same, and to an automatic movement evaluation apparatus for tracking a tumor and a radiation treatment system using the same.
방사선 치료의 경우, 종양의 제거를 위해 시술 중 종양의 위치를 파악하는 것이 매우 중요하다. 일반적으로 종양의 위치를 정의하고 판단하는 데는 의사의 소견이 필수적이다. 그러나, 방사선 치료 중 실시간으로 변경되는 종양의 위치를 매번 의사가 정의하고 판단하는 것은 현실적으로 불가능하다. 이로 인해, 일반적으로 사전에 획득한 촬영 영상을 이용하여 전문지식을 가진 의사가 종양의 위치를 지정하고, 이를 기준으로 시술 중에 움직이는 종양의 위치를 추적하는 방식이 사용되고 있다.In the case of radiation therapy, it is very important to know the location of the tumor during the procedure to remove the tumor. In general, a doctor's opinion is essential for defining and judging the location of the tumor. However, it is practically impossible for a doctor to define and determine the location of the tumor, which is changed in real time during radiation therapy, every time. For this reason, in general, a method in which a doctor with specialized knowledge designates a location of a tumor using a previously acquired image and tracks the location of a tumor moving during a procedure based on this is used.
방사선 치료의 경우 환자의 호흡 및 심장박동에 따라 종양의 움직임이 변화할 수 있기 때문에 치료 시 실제 종양의 움직임을 추적하는 것이 중요하다. 기존에는 종양에 대한 정확한 방사선 치료를 위해서 여러 가지 변위 오차를 줄여야 했으며, 환자의 인체와 관련하여 생기는 변위 오차를 분리하여 각각 처리하여 방사선 치료를 수행하였다.In the case of radiation therapy, it is important to track the actual tumor movement during treatment because the movement of the tumor can change depending on the patient's breathing and heartbeat. In the past, it was necessary to reduce various displacement errors for accurate radiation treatment for tumors, and radiation therapy was performed by separating and processing displacement errors related to the patient's body.
종래의 마커(Marker) 추적 방법은 종양 근처에 삽입된 마커를 추적함으로써 종양 위치를 예측하는 방법으로 매우 높은 정확성을 갖지만, 환자의 몸에 직접 마커를 삽입할 수 있는 위치가 제한적이고 삽입한 마커의 이동 가능성에 따른 움직임에 의해 종양을 움직임을 정확하게 대변할 수 없는 문제가 있다.The conventional marker tracking method is a method of predicting the location of a tumor by tracking a marker inserted near the tumor, and has very high accuracy. There is a problem in that the movement of the tumor cannot be accurately represented by the movement according to the possibility of movement.
본 발명은 영상을 입력하여 영상에서의 종양의 움직임과 표지자의 움직임을 분석하고 평가한 후, 종양의 움직임을 대변할 수 있는 표지자의 조합과 필요한 치료여분(Planning margins)을 제안하여 종양의 움직임을 정확하게 대변하고 치료의 정확도를 높이는데 그 목적이 있다.The present invention analyzes and evaluates tumor movement and marker movement in an image by inputting an image, and then proposes a combination of markers that can represent tumor movement and necessary planning margins to reduce tumor movement The purpose is to represent accurately and increase the accuracy of treatment.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other objects not specified in the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치는, 피검자의 내부 장기 움직임을 포함하는 장기 영상을 입력 받고, 종양 또는 복수의 표지자의 방사선 구조를 나타내는 방사선 영상을 입력 받는 영상 입력부 및 상기 장기 영상 및 상기 방사선 영상을 입력 받아 상기 종양의 움직임과 상기 복수의 표지자의 움직임을 분석하고 평가하며, 상기 종양의 움직임을 대변하는 표지자의 조합과 치료여분을 제안하는 신호 처리부를 포함한다.In order to solve the above problems, an automatic motion evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention receives an organ image including a movement of an internal organ of a subject, and receives a radiographic image representing a radiation structure of a tumor or a plurality of markers. It includes an image input unit and a signal processing unit that receives the organ image and the radiographic image, analyzes and evaluates the movement of the tumor and the movement of the plurality of markers, and suggests a combination of markers representing the movement of the tumor and a treatment surplus do.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 장기 영상 및 상기 방사선 영상을 이용하여 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 종양의 움직임과 상기 복수의 표지자의 움직임을 판단하고, 상기 종양의 움직임 궤적과 상기 복수의 표지자의 움직임 궤적의 일치 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit determines the movement of the tumor and the movement of the plurality of markers according to the respiration of the subject using the organ image and the radiographic image, and determines the movement trajectory of the tumor and the movement of the plurality of markers. It is characterized in that it is determined whether the movement trajectories coincide.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 검출된 표지자를 기반으로 상기 표지자의 움직임을 계산하고 상기 표지자의 움직임 궤적을 분석하고, 상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 검출된 종양을 기반으로 상기 검출된 종양의 움직임을 계산하고 상기 종양의 움직임 궤적을 분석하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit selects a reference image from among the organ image or the radiographic image, calculates the movement of the marker based on the detected marker, analyzes the movement trajectory of the marker, and the organ image or the radiographic image It is characterized in that the movement of the detected tumor is calculated based on the detected tumor by selecting a reference image, and the movement trajectory of the tumor is analyzed.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 복수의 표지자를 검출하고, 상기 복수의 표지자의 순서를 결정하고, 상기 기준 영상에서 검출된 복수의 표지자를 이용하여 각 위상에서의 표지자를 추적하여 검출하고, 상기 검출된 각 위상에서의 표지자의 위치를 기반으로 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 표지자의 움직임을 계산하고 궤적을 분석하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit detects a plurality of markers by selecting a reference image from the organ image or the radiographic image, determines an order of the plurality of markers, and uses the plurality of markers detected from the reference image. The markers in each phase are detected by tracking, and the movement of the markers according to the subject's respiration is calculated based on the positions of the markers in the detected phases, and the trajectory is analyzed.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 상기 종양을 검출하거나, 상기 종양의 방사선 구조를 입력하여 상기 방사선 구조를 기반으로 움직임을 분석하여 상기 종양을 검출하고, 상기 검출된 종양을 기반으로 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 종양의 움직임을 계산하고 궤적을 분석하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit detects the tumor by selecting a reference image from the organ image or the radiographic image, or detects the tumor by inputting a radiation structure of the tumor and analyzing the movement based on the radiation structure, , It is characterized in that the movement of the tumor according to the subject's respiration is calculated based on the detected tumor and the trajectory is analyzed.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 분석된 복수의 표지자의 움직임 궤적 및 상기 종양의 움직임 궤적을 호흡 주기에 따라 일치시켜 차이를 분석하고, 복수의 표지자 중 상관관계가 가장 높은 상관 표지자를 제안하고, 상기 상관관계가 가장 높은 상관 표지자는 3차원 직교 좌표에서 각 방향으로의 변위를 기반으로 상기 종양과 상기 표지자의 3차원 변위 차의 평균을 통해 제안되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit analyzes the difference by matching the movement trajectories of the analyzed plurality of markers and the movement trajectories of the tumor according to the respiratory cycle, and proposes the correlated marker with the highest correlation among the plurality of markers, The correlation marker having the highest correlation is characterized in that it is proposed through the average of the difference in the 3D displacement between the tumor and the marker based on the displacement in each direction in the 3D Cartesian coordinates.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 상관 표지자의 움직임과 상기 종양의 움직임을 비교하여 상기 종양의 움직임을 반영하지 못하는 상기 상관 표지자에 대해서 치료여분의 크기를 방향에 따라 계산하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit compares the movement of the correlation marker with the movement of the tumor, and calculates the size of the treatment surplus for the correlation marker that does not reflect the movement of the tumor according to the direction.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 설정된 상관 표지자에 상기 치료여분의 크기를 방향에 따라 적용하여 상기 종양을 추적하여 방사선 치료를 수행하며, 선량 정확도를 분석하고, 상기 방사선 치료 후 기록 된 치료 관련 파라미터 로그파일을 이용하여 예측 모델 및 실제 모델의 일치도를 평가하여 상기 방사선 치료 중 발생하는 선량 정확도를 분석하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit applies the size of the treatment excess to the set correlation marker according to the direction to track the tumor and perform radiotherapy, analyze the dose accuracy, and record treatment-related parameters after the radiotherapy. It is characterized in that the accuracy of the dose generated during the radiation treatment is analyzed by evaluating the degree of agreement between the predictive model and the actual model using the log file.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 상관관계가 기 설정된 상관 값보다 작은 경우, 상기 종양과 상기 상관 표지자가 매칭되지 않는 것으로 판단하여 상기 종양의 위치를 기준으로 상기 상관 표지자가 위치하는 방향 및 길이를 제안하고, 상기 상관관계가 기 설정된 상관 값보다 크거나 같은 경우, 상기 종양과 상기 상관 표지자가 매칭된 것으로 판단하여 상기 상관 표지자를 제안하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when the correlation is smaller than a preset correlation value, the signal processing unit determines that the tumor and the correlation marker do not match, and determines the direction and length in which the correlation marker is located based on the location of the tumor. and, when the correlation is greater than or equal to a preset correlation value, it is determined that the tumor and the correlation marker match, and the correlation marker is proposed.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 시스템은, 피검자의 내부 장기 움직임을 포함하는 장기 영상을 입력 받고, 종양 또는 복수의 표지자의 방사선 구조를 나타내는 방사선 영상을 입력 받는 영상 입력부 및 상기 장기 영상 및 상기 방사선 영상을 입력 받아 상기 종양의 움직임과 상기 복수의 표지자의 움직임을 분석하고 평가하며, 상기 종양의 움직임을 대변하는 상기 표지자의 조합과 치료여분을 제안하는 신호 처리부를 포함하는 움직임 자동 평가 장치 및 상기 제안된 표지자의 치료여분을 기반으로 위치를 이동하여 상기 종양에 방사선 빔을 조사하는 방사선 조사 장치를 포함한다.A radiation therapy system according to an embodiment of the present invention includes an image input unit that receives a long-term image including a movement of an internal organ of a subject and receives a radiographic image representing a radiation structure of a tumor or a plurality of markers, and the organ image and the A motion automatic evaluation device comprising a signal processing unit that receives a radiographic image, analyzes and evaluates the movement of the tumor and the movement of the plurality of markers, and suggests a combination of the markers representing the movement of the tumor and a treatment surplus; It includes a radiation irradiator for irradiating a radiation beam to the tumor by moving its location based on the proposed marker's treatment surplus.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 장기 영상 및 상기 방사선 영상을 이용하여 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 종양의 움직임과 상기 복수의 표지자의 움직임을 판단하고, 상기 종양의 움직임 궤적과 상기 복수의 표지자의 움직임 궤적의 일치 여부를 판단하며, 상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 검출된 표지자를 기반으로 상기 표지자의 움직임을 계산하고 상기 표지자의 움직임 궤적을 분석하고, 상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 검출된 종양을 기반으로 상기 검출된 종양의 움직임을 계산하고 상기 종양의 움직임 궤적을 분석하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit determines the movement of the tumor and the movement of the plurality of markers according to the respiration of the subject using the organ image and the radiographic image, and determines the movement trajectory of the tumor and the movement of the plurality of markers. It is determined whether a movement trajectory coincides, a reference image is selected from among the organ image or the radiographic image, the movement of the marker is calculated based on the detected marker, and the movement trajectory of the marker is analyzed, and the organ image or the radiation It is characterized in that the movement of the detected tumor is calculated based on the detected tumor by selecting a reference image from among the images, and the movement trajectory of the tumor is analyzed.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 복수의 표지자를 검출하고, 상기 복수의 표지자의 순서를 결정하고, 상기 기준 영상에서 검출된 복수의 표지자를 이용하여 각 위상에서의 표지자를 추적하여 검출하고, 상기 검출된 각 위상에서의 표지자의 위치를 기반으로 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 표지자의 움직임을 계산하고 궤적을 분석하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit detects a plurality of markers by selecting a reference image from the organ image or the radiographic image, determines an order of the plurality of markers, and uses the plurality of markers detected from the reference image. The markers in each phase are detected by tracking, and the movement of the markers according to the subject's respiration is calculated based on the positions of the markers in the detected phases, and the trajectory is analyzed.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 상기 종양을 검출하거나, 상기 종양의 방사선 구조를 입력하여 상기 방사선 구조를 기반으로 움직임을 분석하여 상기 종양을 검출하고, 상기 검출된 종양을 기반으로 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 종양의 움직임을 계산하고 궤적을 분석하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit detects the tumor by selecting a reference image from the organ image or the radiographic image, or detects the tumor by inputting a radiation structure of the tumor and analyzing the movement based on the radiation structure, , It is characterized in that the movement of the tumor according to the subject's respiration is calculated based on the detected tumor and the trajectory is analyzed.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 분석된 복수의 표지자의 움직임 궤적 및 상기 종양의 움직임 궤적을 호흡 주기에 따라 일치시켜 차이를 분석하고, 복수의 표지자 중 상관관계가 가장 높은 표지자를 제안하고, 상기 상관관계가 가장 높은 표지자는 3차원 직교 좌표에서 각 방향으로의 변위를 기반으로 상기 종양과 상기 표지자의 3차원 변위 차의 평균을 통해 제안되고, 상기 상관관계가 기 설정된 상관 값보다 작은 경우, 상기 종양과 상기 상관 표지자가 매칭되지 않는 것으로 판단하여 상기 종양의 위치를 기준으로 상기 상관 표지자가 위치하는 방향 및 길이를 제안하고, 상기 상관관계가 기 설정된 상관 값보다 크거나 같은 경우, 상기 종양과 상기 상관 표지자가 매칭된 것으로 판단하여 상기 상관 표지자를 제안하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit analyzes the difference by matching the movement trajectories of the analyzed plurality of markers and the movement trajectories of the tumor according to the respiration cycle, and proposes a marker with the highest correlation among the plurality of markers, The marker with the highest correlation is suggested through the average of the difference in the 3D displacement of the tumor and the marker based on the displacement in each direction in the 3D Cartesian coordinates, and when the correlation is smaller than a preset correlation value, the It is determined that the tumor and the correlation marker do not match, so the direction and length of the correlation marker are suggested based on the location of the tumor, and when the correlation is greater than or equal to a preset correlation value, the tumor and the It is characterized in that the correlation marker is suggested by determining that the correlation marker is matched.
바람직하게는, 상기 신호 처리부는 상기 표지자의 움직임과 상기 종양의 움직임을 비교하여 상기 종양의 움직임을 반영하지 못하는 표지자에 대해서 치료여분의 크기를 방향에 따라 계산하고, 상기 신호 처리부는 상기 설정된 표지자에 상기 치료여분의 크기를 방향에 따라 적용하여 상기 종양을 추적하여 방사선 치료를 수행하며, 선량 정확도를 분석하고, 상기 방사선 치료 후 기록 된 치료 관련 파라미터 로그파일을 이용하여 예측 모델 및 실제 모델의 일치도를 평가하여 상기 방사선 치료 중 발생하는 선량 정확도를 분석하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the signal processing unit compares the movement of the marker with the movement of the tumor and calculates the size of the treatment surplus for the marker that does not reflect the movement of the tumor according to the direction, and the signal processing unit corresponds to the set marker. The radiation treatment is performed by tracking the tumor by applying the size of the treatment excess according to the direction, the dose accuracy is analyzed, and the degree of agreement between the predictive model and the actual model is obtained using the treatment-related parameter log file recorded after the radiation treatment. It is characterized by analyzing the dose accuracy generated during the radiation treatment by evaluating.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 인체에 삽입된 표지자와 종양의 상관관계를 통해 종양의 움직임을 정확히 파악하여 방사선 치료의 정확도를 높여 피폭량을 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, the present invention has the effect of reducing the dose by increasing the accuracy of radiation treatment by accurately identifying the movement of the tumor through the correlation between the marker and the tumor inserted into the human body. .
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if it is an effect not explicitly mentioned herein, the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as if they were described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 치료 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 수행을 자세히 나타내는 흐름도이다.
도 4 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치의 표지자의 움직임 궤적의 분석을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치의 종양의 움직임 궤적의 분석을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치의 표지자의 움직임 궤적과 종양의 움직임 궤적을 나타내는 도면이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치의 사용자 인터페이스를 나타내는 예시도이다.1 is a view showing a radiation treatment system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a treatment process of a radiation treatment system using an automatic motion evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating in detail the performance of the radiation treatment system using the automatic motion evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 and 9 are diagrams illustrating an analysis of a motion trajectory of a marker of an automatic motion evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating an analysis of a movement trajectory of a tumor of an automatic motion evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating a movement trajectory of a marker and a movement trajectory of a tumor of an automatic movement evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
12 is an exemplary diagram illustrating a user interface of an apparatus for automatic motion evaluation according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 관련된 휴대가 가능한 생체 신호 모니터링 장치 및 이를 이용한 호흡 훈련 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.Hereinafter, a portable biosignal monitoring device and a breathing training system using the same according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the present invention may be embodied in various different forms, and is not limited to the described embodiments. In addition, in order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.
이하의 설명에서 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.The suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves.
본 발명은 종양을 추적하기 위한 움직임 자동 평가 장치 및 이를 이용한 방사선 치료 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic motion evaluation device for tracking a tumor and a radiation treatment system using the same.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 시스템을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a radiation treatment system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치(10)는 영상 입력부(100) 및 신호 처리부(200)를 포함한다. 움직임 자동 평가 장치(10)는 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an automatic
방사선 치료 시스템(40)은 방사선 방출부(21), 회전갠트리(23)를 포함하는 방사선 조사 장치(20)로 구현되며, 연직 하부에 팬텀 또는 피검자가 위치하게 되며 치료를 위한 방사선(24)이 조사된다. 또한, 방사선 치료 시스템(40)은 촬영 장치(30)를 더 포함하며, 촬영 장치 각각(31, 32)은 팬텀 또는 피검자가 위치하는 침대의 주변에 적어도 하나 위치하여 방사선 조사 계획에 따른 치료 계획 검증 이후의 진단 영상을 획득할 수 있다. 여기서, 촬영 장치(30)에서 촬영된 영상은 움직임 자동 평가 장치(10)의 영상 입력부(100)에 전달될 수 있다.The
팬텀은 방사성을 함유하는 생물학적 실험에 사용되는 물질이다. 피검자는 검사를 받는 사람을 나타낸다.Phantoms are radioactive materials used in biological experiments. The subject represents the person being tested.
표지자는 피검자의 내부에 기구를 이용하여 직접적으로 삽입하거나, 액체나 젤 형태로서 주사기 등과 같은 기구를 통해 체내에 주입하여 삽입할 수 있다. 피검자는 복수의 종양이 위치하여 복수의 표지자를 삽입할 수 있다.The marker may be directly inserted into the subject by using an instrument, or may be inserted in the form of a liquid or gel by injecting it into the body through an instrument such as a syringe. In the subject, a plurality of tumors may be located and a plurality of markers may be inserted.
움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)은 방사선 치료에서 종양의 위치를 평가하고 종양의 움직임을 추적하기 위해 다양한 표지자 등을 사용할 수 있다.The
여기서, 표지자는 금속의 표적 표지자(Fiducial Marker), 횡격막 등의 써로게이트(Surrogate), 티타늄, 순금과 같은 고밀도 물질 등으로 구현될 수 있다.Here, the marker may be implemented as a fiducial marker of a metal, a surrogate such as a diaphragm, or a high-density material such as titanium or pure gold.
움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)은 표지자가 종양의 움직임을 정확하게 대변할 수 있어야만 치료의 정확도를 높일 수 있다. 움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)은 영상을 입력하여 영상에서의 종양의 움직임과 표지자의 움직임을 분석하고 평가한 후, 종양의 움직임을 대변할 수 있는 표지자의 조합과 필요한 치료여분(Planning margins)을 제안할 수 있다.The
움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)은 하나의 종양에 하나의 표지자가 대응되도록 매칭시킬 수 있으며, 종양에서 표지자가 얼마나 떨어져 있는지를 기준으로 계산된 상관관계에 따라 매칭 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 종양에 표지자가 매칭되지 않을 경우, 종양에서 제일 가까운 표지자에서 종양이 위치한 방향으로 마진을 줄 수 있다.The
움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)은 입력 받은 환자의 영상에서 표지자의 움직임 궤적 및 정도를 분석하여 종양의 움직임 궤적 및 정도를 분석하여 호흡 주기에 따라 일치시키고, 가장 상관관계가 높은 표지자의 조합을 찾아 가장 상관관계가 높은 표지자를 제안하고 상관관계가 낮은 방향의 치료 여분을 계산하여 방사선 치료를 수행하며, 방사선 치료 후 치료의 정확도를 평가할 수 있다.The
영상 입력부(100)는 피검자의 내부 장기 움직임을 포함하는 장기 영상을 입력 받고, 종양(14) 또는 복수의 표지자(12)의 방사선 구조를 나타내는 방사선 영상을 입력 받을 수 있다.The
영상 입력부(100)는 방사선 치료 시스템(40)의 촬영 장치(30)를 통해 촬영된 영상을 입력 받을 수 있으며, 피검자의 내부 장기 움직임을 포함하는 장기 영상 및 종양(14) 또는 복수의 표지자(12)의 방사선 구조를 나타내는 방사선 영상뿐 아니라 방사선을 피검자에게 조사하기 위해 사용되는 영상을 더 입력 받을 수 있다.The
신호 처리부(200)는 장기 영상 및 방사선 영상을 입력 받아 종양(14)의 움직임과 복수의 표지자(12)의 움직임을 분석하고 평가하며, 종양(14)의 움직임을 대변하는 표지자(12)의 조합과 치료여분을 제안할 수 있다.The
신호 처리부(200)는 장기 영상 및 상기 방사선 영상을 이용하여 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 종양(14)의 움직임과 상기 복수의 표지자(12)의 움직임을 판단하고, 종양(14)의 움직임 궤적과 상기 복수의 표지자(12)의 움직임 궤적의 일치 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 움직임 자동 평가 장치.The
신호 처리부(200)는 장기 영상 또는 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 검출된 표지자(12)를 기반으로 표지자(12)의 움직임을 계산하고 표지자(12)의 움직임 궤적을 분석하고, 장기 영상 또는 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 검출된 종양(14)을 기반으로 검출된 종양(14)의 움직임을 계산하고 종양(14)의 움직임 궤적을 분석할 수 있다.The
신호 처리부(200)는 장기 영상 또는 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 복수의 표지자(12)를 검출하고, 복수의 표지자(12)의 순서를 결정하고, 기준 영상에서 검출된 복수의 표지자(12)를 이용하여 각 위상에서의 표지자(12)를 추적하여 검출하고, 검출된 각 위상에서의 표지자(12)의 위치를 기반으로 피검자의 호흡에 따른 표지자(12)의 움직임을 계산하고 궤적을 분석할 수 있다.The
신호 처리부(200)는 표지자(12)에 대해 피검자의 호흡에 따른 움직임 정도 및 위치 추적을 계산하고, 복수의 표지자의 조합에 대한 움직임 정도 및 위치 궤적을 계산하여 평가하는 것을 특징으로 하는 움직임 자동 평가 장치.The
신호 처리부(200)는 장기 영상 또는 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 종양(14)을 검출하거나, 종양(14)의 방사선 구조를 입력하여 방사선 구조를 기반으로 움직임을 분석하여 종양(14)을 검출하고, 검출된 종양(14)을 기반으로 피검자의 호흡에 따른 종양(14)의 움직임을 계산하고 궤적을 분석할 수 있다.The
신호 처리부(200)는 분석된 복수의 표지자(12)의 움직임 궤적 및 종양(14)의 움직임 궤적을 호흡 주기에 따라 일치시켜 차이를 분석하고, 복수의 표지자 중 상관관계가 가장 높은 상관 표지자를 제안하고, 상관관계가 가장 높은 상관 표지자는 3차원 직교 좌표에서 각 방향으로의 변위를 기반으로 종양(14)과 표지자(12)의 3차원 변위 차의 평균을 통해 제안될 수 있다.The
신호 처리부(200)는 상관 표지자의 움직임과 종양(14)의 움직임을 비교하여 종양(14)의 움직임을 반영하지 못하는 상관 표지자에 대해서 치료여분의 크기를 방향에 따라 계산할 수 있다.The
신호 처리부(200)는 상관관계가 기 설정된 상관 값보다 작은 경우, 종양(14)과 상관 표지자가 매칭되지 않는 것으로 판단하여 종양(14)의 위치를 기준으로 상관 표지자가 위치하는 방향 및 길이를 제안할 수 있다. 신호 처리부(200)는 상관관계가 기 설정된 상관 값보다 크거나 같은 경우, 종양(14)과 상관 표지자가 매칭된 것으로 판단하여 상관 표지자를 제안할 수 있다. 여기서, 상관관계가 높을수록 낮은 방향의 치료여분이 계산되어 정확도가 높을 수 있다.When the correlation is smaller than a preset correlation value, the
신호 처리부(200)는 설정된 상관 표지자에 치료여분의 크기를 방향에 따라 적용하여 종양(14)을 추적하여 방사선 치료를 수행하며, 선량 정확도를 분석할 수 있다. 신호 처리부(200)는 방사선 치료 후 기록 된 치료 관련 파라미터 로그파일을 이용하여 예측 모델 및 실제 모델의 일치도를 평가하여 방사선 치료 중 발생하는 선량 정확도를 분석할 수 있다.The
방사선 조사 장치(20)는 제안된 표지자의 치료여분을 기반으로 위치를 이동하여 종양(14)에 방사선 빔을 조사할 수 있다.The
방사선 치료 시스템(40)은 피검자 내의 종양(14)의 위치를 추적하여 종양(14)을 제거하기 위한 시스템으로서, 피검자의 활동에 의해 종양(14)의 위치가 변하더라도 표지자(12)를 이용하여 위치가 변경된 종양(14)을 계속하여 추적함으로써 종양(14)을 제거할 수 있다.The
방사선 치료 시스템(40)은 실시간으로 입력되는 영상을 이용하여 피검자의 활동에 의해 변하는 종양(14) 및 표지자(12)의 영상을 획득하고, 획득된 종양(14) 및 표지자(12)의 영상을 기초로 종양(14)의 위치를 실시간으로 추적하여 제거할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방사선 치료 시스템(40)은 실내에서 컴퓨팅 장치를 통해 종양(14) 또는 표지자(12)의 위치를 모니터링 할 수 있으며, 이외에도 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방사선 치료 시스템(40)은 스마트폰, 태블릿 등의 사용자 단말을 통해 종양(14) 또는 표지자(12)의 위치를 모니터링이 가능하도록 구현되어 장소에 상관없이 종양(14) 또는 표지자(12)의 위치 확인이 가능할 수 있다. 구체적으로, 방사선 치료 시스템(40)은 종양(14) 또는 표지자(12)의 위치뿐 아니라 호흡에 따른 종양(14) 및 표지자(12)의 움직임, 치료 관련 로그파일, 계산된 움직임과 실제 움직임의 일치, 정확도를 분석하고 평가한 결과, 환자에게 전달된 선량 정확도를 계산하고 평가한 결과 등을 추가적으로 모니터링 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 시스템(40)은 피검자의 호흡에 따른 표지자(12) 및 종양(14)의 움직임에 따라 방사선을 조사할 수 있으므로 최적화된 방사선 치료를 가능하게 하여 정상조직의 피폭선량을 최소화함으로써 방사선 치료가 정확하도록 할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 폐 또는 간에 종양이 발생하게 되면, 이를 제거하기 위해 방사선 치료를 받게 되며, 방사선 치료를 받는 환자가 숨을 쉬는 동안 방사선 치료를 받는 부위가 움직이게 되어 방사선치료의 정확성이 낮아지게 되며, 불필요한 피폭이 발생하게 된다. 즉, 종양을 향해 방사선을 정확하게 조사할 수 없게 되며, 다른 정상 부위에 방사선이 노출되어 또 다른 피해를 입게 된다. 여기서, 방사선 치료 시스템(40)은 폐 또는 간에 사용되는 것으로 한정되지 않으며, 폐와 복부에 있는 모든 장기에 적용되고, 일부 장기 또는 질환에 한정되지 않으며 방사선 치료를 수행하여 방사선 치료의 효과를 향상시킬 수 있는 치료에 적용될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a tumor occurs in the lung or liver, radiation treatment is performed to remove it, and the radiation treatment area moves while the patient receiving radiation treatment breathes, so the accuracy of radiation treatment is lowered, and unnecessary exposure occurs. That is, radiation cannot be accurately irradiated toward the tumor, and radiation is exposed to other normal areas, resulting in further damage. Here, the
불필요한 방사선 노출에 의한 피폭과 방사선 치료의 효과를 향상시키기 위해서는 표지자(12)를 통한 종양(14)의 움직임을 정확하게 대변할 수 있어야 하므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)을 방사선 치료를 수행하게 된다.In order to improve the effects of exposure and radiation treatment due to unnecessary radiation exposure, it is necessary to accurately represent the movement of the
도 1에 나타난 실시예는 본 발명의 방사선 치료의 실시의 이해를 돕기 위해 도시된 것으로, 방사선 조사 장치(20)와 움직임 자동 평가 장치(10)는 별도로 마련되며, 방사선 조사 장치(20)에서 촬영된 영상을 움직임 자동 평가 장치(10)가 입력 받아 종양(14)의 움직임을 정확하게 대변하는 표지자(12)를 확인하다가, 방사선 치료 시 연동하여 사용할 수 있다.The embodiment shown in Figure 1 is shown to help understand the implementation of the radiation treatment of the present invention, the
이에 따라, 본 발명은 방사선 치료의 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 종양(14)의 위치를 정확하게 알 수 있어 환자의 방사선 치료 효과를 향상시킬 수 있고, 환자에게 불필요한 방사선 피폭을 줄일 수 있다.Accordingly, the present invention can improve the precision of the radiation treatment, it is possible to accurately know the location of the
유방암, 폐암 환자에 대한 방사선 치료에서 환자의 호흡에 의하여 종양이 신체 내부에서 움직이므로, 방사선 조사 영역을 설정하고 방사선 피복 피해를 최소화 하기 위해서는 종양의 움직임을 정확히 대변하는 표지자를 확인하여 방사선을 조사하는 방법을 사용한다. 이를 위해서는 환자의 호흡이 일정하고 치료 중 정밀한 호흡 모니터링이 필요하다. 본 발명은 이러한 역할을 할 수 있는 발명에 대한 것이며 이와 더불어 왼쪽 유방이나 폐암에 대한 방사선치료에서는 심장 박동에 의한 종양 움직임까지 고려해야 하므로 방사선치료를 위한 CT 스캔 단계에서 본 발명을 이용하여 호흡 정보와 심장 박동정보를 기록하여 CT좔영 영상정보에 융합하여 호흡 중에 심장 박동에 의해 실제 종양의 움직임을 영상분석을 통해 확인할 수 있으며, 이를 고려하여 방사선조사 영역을 설정하는 데에도 사용할 수 있다.In radiation therapy for breast cancer and lung cancer patients, the tumor moves inside the body by the patient's breathing. use the method This requires constant breathing of the patient and precise breathing monitoring during treatment. The present invention relates to an invention that can play such a role, and in addition, in radiation therapy for the left breast or lung cancer, tumor movement due to heartbeat must also be considered. By recording the heartbeat information and fusion with the CT image information, the actual tumor movement by the heartbeat during respiration can be checked through image analysis, and it can be used to set the irradiation area in consideration of this.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 치료 과정을 나타내는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a treatment process of a radiation treatment system using an automatic motion evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(20)의 치료 과정은 환자의 내부 장기 움직임을 포함하는 장기 영상을 입력 받고, 종양 또는 마커의 방사선 구조의 방사선 영상을 입력 받는 단계(S210), 장기 영상 및 방사선 영상을 통해 마커의 움직임 궤적 또는 종양의 움직임 궤적을 분석하는 단계(S220), 분석된 마커의 움직임 궤적 및 종양의 움직임 궤적을 호흡 주기에 따라 일치시켜 종양의 움직임을 대변하는 마커를 설정하는 단계(S230) 및 설정된 마커에 치료여분의 크기를 방향에 따라 적용하여 종양을 추적하여 방사선 치료를 수행하며, 선량 정확도를 분석하는 단계(S240)를 포함한다.The treatment process of the
구체적으로, 단계 S210은 움직임 자동 평가 장치(10)의 영상 입력부(100)에 의해 수행되며, 단계 S220 및 단계 S230은 움직임 자동 평가 장치(10)의 신호 처리부(200)에 의해 수행되며, 단계 S240은 방사선 치료 시스템(20)의 방사선 조사 장치(20)에 의해 수행될 수 있다.Specifically, step S210 is performed by the
도 2에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 개재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 2에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.In FIG. 2, although it is interposed as executing each process sequentially, this is only illustratively described, and those skilled in the art change the order described in FIG. Alternatively, various modifications and variations may be applied by executing one or more processes in parallel or adding other processes.
움직임 자동 평가 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 치료 과정에 대한 자세한 흐름은 도 3을 참조하여 자세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 수행을 자세히 나타내는 흐름도이다.A detailed flow of the treatment process of the radiation treatment system using the automatic motion evaluation device will be described in detail with reference to FIG. 3 . 3 is a flowchart illustrating in detail the performance of the radiation treatment system using the automatic motion evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
움직임 자동 평가 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 수행은 움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)에 의하여 수행될 수 있으며, 움직임 자동 평가 장치를 이용한 방사선 치료 시스템이 수행하는 동작에 관한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The performance of the radiation treatment system using the automatic motion evaluation device may be performed by the
도 3을 참조하면, 움직임 자동 평가 장치를 이용한 방사선 치료 시스템의 수행은 두 과정으로 나눠 수행될 수 있으며, 종양(14)의 움직임과 상관관계가 큰 표지자(12)를 추출하여 치료 여분을 계산하는 과정 및 방사선 치료 후 치료 관련 로그 파일을 기반으로 움직임과 선량 정확도를 평가하는 과정으로 나눠 수행될 수 있다. 여기서, 상관관계가 큰 표지자(12)는 상술한 상관 표지자이다.Referring to FIG. 3 , the performance of the radiation treatment system using the automatic motion evaluation device can be performed by dividing it into two processes, extracting the
움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)은 영상 입력부(100)는 환자 의료용 디지털 영상 및 통신(Digital Imaging and Communications in Medicine, DICOM) 영상(예를 들어, 4DCT, 투시 영상 등) 및 DICOM-RT Structure를 입력 받을 수 있다(S310). 입력 받은 영상은 표지자(12) 및 종양(14)을 분석하기 위해 사용될 수 있으며, 신호 처리부(200)를 통해 수행될 수 있다.The
예를 들어, 영상 입력부(100)가 입력 받은 영상은 X-ray 영상, 4DCT 영상일 수 있다. 여기서, CT는 3차원의 영상일 수 있지만 표지자(12) 및 종양(14)의 움직임을 관찰하기 위해 4차원 영상을 사용한다.For example, the image received by the
표지자(12) 분석은 4DCT 영상 중 기준 위상 영상에서 표적 표지자(Fiducial Mark)를 검출 및 설정하는 단계(S320), 설정된 표적 표지자(Fiducial Mark)를 이용하여 4DCT 모든 위상에서 표적 표지자(Fiducial Mark)를 추적하는 단계(S322) 및 호흡에 따른 표적 표지자(Fiducial Mark)의 삼차원 움직임을 계산하는 단계(S324)를 포함한다. 여기서 표적 표지자(Fiducial Mark)는 좌표값을 계산할 때 각각의 좌표의 원점이 되는 것으로, 영상에서 중심이 되는 지표에 위치하는 표지자를 의미할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The
설정된 표적 표지자(Fiducial Mark)를 이용하여 4DCT 모든 위상에서 표적 표지자(Fiducial Mark)를 추적하는 단계(S322)는 표적 표지자(Fiducial Mark)의 궤적을 추적하며, 호흡 등에 의해 표적 표지자(Fiducial Mark)가 움직이는 경우 추적할 수 있다.The step (S322) of tracking the target marker (Fiducial Mark) in all phases of 4DCT using the set target marker (Fiducial Mark) tracks the trajectory of the target marker (Fiducial Mark), and the target marker (Fiducial Mark) by respiration, etc. If it moves, it can be tracked.
종양(14) 분석은 종양의 위치 검색 및 종양 중심을 설정하는 단계(S330), 종양 구조(Structure)를 기반으로 호흡에 따른 종양 움직임을 추적하는 단계(S332) 및 호흡에 따른 종양의 삼차원적 움직임을 계산하는 단계(S334)를 포함한다.The analysis of the
신호 처리부(200)는 표지자 및 종양의 분석을 통해 호흡에 따른 표지자 및 종양의 삼차원 움직임을 호흡 주기에 따라 일치시켜 종양의 움직임과 상관관계가 큰 표적 표지자(Fiducial Mark) 및 표적 표지자(Fiducial Mark)의 조합을 추출할 수 있다(S340). 여기서, 상관관계가 큰 표적 표지자는 상관 표지자의 위치를 원점으로 구현한 표지자이다.The
신호 처리부(200)는 추출된 표적 표지자(Fiducial Mark) 및 표적 표지자(Fiducial Mark)의 조합을 기반으로 삼차원적 움직임 상관관계 분석을 통한 삼차원적 치료 여분을 계산할 수 있다(S350).The
상술한 과정을 통해 획득한 치료 여분을 기반으로 치료 장비로부터 치료 후 치료 관련 로그 파일을 획득할 수 있다(S360). 여기서, 치료 장비는 방사선 치료 시스템(40)의 방사선 조사 장치(20)일 수 있다.Based on the treatment redundancy obtained through the above-described process, a post-treatment treatment-related log file may be obtained from the treatment equipment (S360). Here, the treatment equipment may be the
치료 관련 로그 파일은 치료 수행에 사용되는 모든 데이터를 기록하고 있는 파일로서, 상술한 과정을 통해 산출한 모든 데이터를 의미한다.The treatment-related log file is a file that records all data used to perform treatment, and refers to all data calculated through the above-described process.
획득된 로그파일을 기반으로 치료 중 표적 표지자(Fiducial Mark) 또는 종양의 실제 움직임을 계산할 수 있다(S370).Based on the obtained log file, it is possible to calculate the target marker (Fiducial Mark) or the actual movement of the tumor during treatment (S370).
신호 처리부(200)는 계산된 움직임과 실제 움직임의 일치 및 정확도를 분석하고 평가할 수 있으며(S380), 환자에게 전달된 선량 정확도를 계산하고 평가할 수 있다(S390).The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표적 표지자(Fiducial Mark)를 추적하고 움직임을 계산하는 방법은 인공지능 기법, 자동화된 알고리즘 등을 통해 수행될 수 있으며, 표적 표지자(Fiducial Mark)를 추적하고 움직임을 계산하는 모든 방법을 통해 시간 별 움직임을 추적하여 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of tracking a fiducial mark and calculating a motion may be performed through an artificial intelligence technique, an automated algorithm, etc., and tracking a fiducial mark and calculating a motion Through all the calculation methods, it can be calculated by tracking the movement over time.
도 4 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치의 표지자의 움직임 궤적의 분석을 나타내는 도면이다.4 and 9 are diagrams illustrating an analysis of a motion trajectory of a marker of an automatic motion evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 인체를 상하로 나눈 영상을 나타내는 횡단면 이미지(Transverse View)이며, 영상 입력부(100)에 입력된 영상 중 기준 영상을 선택하여 표지자 검출을 나타내는 도면이다.4 is a cross-sectional image (Transverse View) showing an image obtained by dividing a human body into top and bottom, and is a diagram illustrating marker detection by selecting a reference image from among the images input to the
영상 입력부(100)는 방사선 치료 시스템(40)의 촬영 장치(30)를 통해 촬영된 장기 영상 및 방사선 영상을 입력 받으며, 입력 받은 영상 중 기준 영상을 선택하여 표지자(12)를 자동으로 검출하고 설정할 수 있다.The
도 5의 (a)는 복수의 표지자가 구비되는 경우 번호를 부여한 도면이며, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 오른쪽 폐 및 왼쪽 폐에 구비된 복수의 표지자를 케이스 별로 나타내는 도면이다.Fig. 5 (a) is a diagram in which numbers are assigned when a plurality of markers are provided, and Fig. 5 (b) is a view showing a plurality of markers provided in the right lung and left lung of Fig. 5 (a) for each case. am.
피검자의 체내에 삽입된 표지자가 여러 개일 경우, 도 5의 (a)와 같이 순서를 결정하여 번호를 부여할 수 있으며, 부여되는 번호는 중복되지 않는다. 본 발명에 일 실시예에 따르면, 삽입된 복수의 표지자의 분류는 번호를 부여하는 것으로 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 알파벳, 로마 숫자 등 서로 다른 표지자인 것을 확인할 수 있는 것으로 부여될 수 있다.When there are multiple markers inserted into the body of the subject, numbers may be assigned by determining the order as shown in FIG. 5(a), and the assigned numbers do not overlap. According to an embodiment of the present invention, the classification of the inserted plurality of markers is illustrated as assigning a number, but the present invention is not limited thereto, and may be assigned to identify different markers such as alphabets and Roman numerals.
도 6은 표지자를 자동으로 추적하는 검출하는 것을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating automatic tracking and detection of a marker.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 처리부(200)는 초기 기준영상에서 검출되어 설정된 표지자를 이용하여 4DCT 모든 위상에서의 표지자를 자동으로 추적하여 검출할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(200)는 표지자를 자동으로 추적하여 검출하기 위해 변형영상정합기법(Deformable Image Registration, DIR)을 이용할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the
변형영상정합기법(Deformable Image Registration, DIR)은 위상이 다른 두 CT 영상을 정합하여 표지자를 검출할 수 있다. Deformable Image Registration (DIR) can detect markers by registering two CT images with different phases.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가변벡터장(Deformable Vector Field, DVF)을 이용하여 팬텀을 움직이도록 하는 것이다. DVF는 변형영상정합기법(Deformable Image Registration, DIR)을 이용하여 위상이 다른 두 CT 영상을 정합한 결과물로써 정합을 위해 변형된 CT 영상의 복셀이 이동한 방향 및 크기를 나타내는 벡터들의 모임이다. 따라서 특정 위상의 CT영상에 대한 사면체 팬텀을 제작하고, DVF를 이용하여 제작된 사면체 팬텀을 변형시키면 원리적으로 호흡에 따른 표지자의 연속적인 움직임을 정밀하게 사실적으로 모사할 수 있는 4D 사면체 전산 팬텀을 개발할 수 있다. 팬텀은 피검자 대신으로 이용되며, 피검자로 구현될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the phantom is moved using a deformable vector field (DVF). DVF is a result of registering two CT images with different phases using Deformable Image Registration (DIR), and is a collection of vectors indicating the direction and magnitude of movement of voxels of the transformed CT image for registration. Therefore, if a tetrahedral phantom is produced for a CT image of a specific phase and the produced tetrahedral phantom is transformed using DVF, in principle, a 4D tetrahedral computational phantom that can accurately and realistically simulate the continuous movement of markers according to respiration can be developed The phantom is used instead of the examinee and may be implemented as the examinee.
따라서, 움직이는 이미지(Moving Image)(20) 및 움직이지 않는 이미지(Fixed Image)(22)를 정합하여 표지자가 검출된 이미지(24)를 산출할 수 있다.Accordingly, the
도 7은 표지자의 궤적을 분석하는 도면이다.7 is a diagram for analyzing the trajectory of a marker.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 처리부(200)는 4DCT 각 위상에서 검출된 표지자의 위치를 기반으로 호흡에 따른 표지자의 3차원 움직임을 계산하고 궤적을 분석할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 7은 T0에서부터 T90까지의 표지자의 움직임 궤적을 시간에 따라 나타냈으며, 시간에 따른 각 위상에서 검출된 표지자의 위치를 기반으로 표지자의 움직임을 계산하여 궤적을 나타낼 수 있다. 여기서, 궤적은 표적 표지자를 기준으로 나타낼 수 있다.According to an embodiment of the present invention, FIG. 7 shows the movement trajectories of markers from T0 to T90 over time, and calculates the trajectories by calculating the movement of the markers based on the positions of the markers detected in each phase over time. can indicate Here, the trajectory may be expressed based on the target marker.
도 7은 T0에서의 위상에서 검출된 표지자를 나타내는 이미지(24a), T10에서의 위상에서 검출된 표지자를 나타내는 이미지(24b), T50에서의 위상에서 검출된 표지자를 나타내는 이미지(24c) 및 T90에서의 위상에서 검출된 표지자를 나타내는 이미지(24d)를 나타낸다. 따라서, 각 이미지(24a, 24b, 24c, 24d)는 T0에서의 표지자의 위치를 기준으로 움직임 궤적을 검출할 수 있다.7 shows an
도 8 및 도 9는 선택된 표지자의 움직임 궤적을 각각 분석하고, 다수의 표지자를 조합하여 산출한 움직임 궤적을 나타내는 도면이다.8 and 9 are diagrams illustrating motion trajectories calculated by analyzing a motion trajectory of a selected marker and combining a plurality of markers.
도 8의 (a)는 제1 표지자(12a)의 움직임 궤적을 분석한 도면이며, 도 8의 (b)는 제2 표지자(12b)의 움직임 궤적을 분석한 도면이다. 도 8의 (c)는 제1 표지자(12a) 및 제2 표지자(12b)를 조합한 움직임 궤적을 분석한 도면이다.FIG. 8(a) is a diagram illustrating the analysis of the motion trajectory of the
제1 표지자(12a) 및 제2 표지자(12b)를 조합한 움직임 궤적은 제1 표지자(12a)의 움직임 궤적과 제2 표지자(12b)의 움직임 궤적의 평균으로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The motion trajectory obtained by combining the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 표지자(12a) 및 제2 표지자(12b)를 조합한 움직임 궤적은 제1 표지자(12a) 및 제2 표지자(12b)에 우선 순위를 부여하여 조합할 수 있다. 예를 들어, 제1 표지자(12a)에는 0.7, 제2 표지자(12b)는 0.3을 부여하여 조합할 수 있다. 이때, 우선 순위는 표지자가 종양에 가까운 순서로 설정될 수 있으며, 거리에 비례하여 부여되는 값이 변화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the movement trajectory combining the
도 9는 복수의 표지자를 나타내며, 복수의 표지자의 조합을 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating a plurality of markers and a combination of a plurality of markers.
도 9를 참조하면, 움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)은 총 6개의 표지자(12)가 위치할 수 있으며, 각 표지자에 #1, #2, #3, #4, #5 및 #6의 번호가 부여될 수 있으며, 좌측 또는 우측에 위치하는 표지자들 각각이 조합될 수 있다. 구체적으로 표지자 #1과 표지자 #2, 표지자 #2와 표지자 #3, 표지자 #4과 표지자 #5 및 표지자 #5과 표지자 #6가 조합될 수 있다. 도 9에 도시되어 있지 않지만 표지자 #1과 표지자 #2 및 표지자 #4와 표지자 #6 또한 조합되어 형성될 수 있다.Referring to FIG. 9 , in the
여기서, 2개의 표지자들이 조합되는 것으로 도시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 복수의 표지자들이 조합되어 움직임 궤적을 검출할 수도 있다.Here, although it is illustrated that two markers are combined, the present invention is not limited thereto, and a plurality of markers may be combined to detect a motion trajectory.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 개별 표적 표지자(Fiducial Mark)에 대해 호흡에 따른 움직임 정도 및 위치 추적뿐 아니라, 다수의 표적 표지자(Fiducial Mark)의 조합에 대한 움직임 정도 및 위치 궤적을 계산하여 평가할 수 있다. 여기서 표적 표지자(Fiducial Mark)는 표지자이며, 움직임 궤적을 검출하기 위해 기준이 되는 좌표를 나타낼 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the degree of movement and location tracking according to respiration for individual target markers (Fiducial Mark), as well as the degree of motion and location trajectory for a combination of a plurality of target markers (Fiducial Mark) can be calculated and evaluated. can Here, the target marker (Fiducial Mark) is a marker, and may indicate coordinates as a reference for detecting a motion trajectory.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치의 종양의 움직임 궤적의 분석을 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating an analysis of a movement trajectory of a tumor of an automatic motion evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 10의 (a)는 각 위상의 육안적 종양 용적의 윤곽 대비(Contouring GTV of each phase)를 나타내는 도면이고, 도 10의 (b)는 윤곽에 따른 마스킹 절차(Masking procedure according to contour)를 나타내는 도면이고, 도 10의 (c)는 채워진 3D 영역의 질량 중심 계산(Calculate Center of mass of filled 3D area)을 나타내는 도면이고, 도 10의 (d)는 각 위상의 질량 중심에 따른 궤도 추적(Trajectory tracking according to Center of mass of each phase)을 나타내는 도면이다.Figure 10 (a) is a diagram showing the contour contrast of the gross tumor volume of each phase (Contouring GTV of each phase), Figure 10 (b) is a masking procedure according to the contour showing the (Masking procedure according to contour) FIG. 10(c) is a diagram showing the Calculate Center of mass of filled 3D area, and FIG. 10(d) is a trajectory tracking according to the center of mass of each phase. It is a diagram showing tracking according to Center of mass of each phase).
여기서, 육안적 종양 용적(Gross Tumor Volume, GTV)은 MRI, CT, 양전자방출단층촬영 등의 영상 진단법에 의해 확인된 실제 종양을 의미할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the gross tumor volume (GTV) may mean an actual tumor confirmed by imaging methods such as MRI, CT, and positron emission tomography, but is not necessarily limited thereto.
신호 처리부(200)는 영상 입력부(100)에 입력된 영상 중 기준 영상을 선택하여 자동화된 알고리즘을 통해 종양을 자동으로 검출하고 설정할 수 있으며, 종양의 움직임을 검출할 수 있다. 예를 들어, 기준 영상은 사차원 CT 영상에서 최대 호기(End-Expiration) 영상을 나타낼 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The
또한, 신호 처리부(200)는 종양의 방사선 구조(RT-structure)를 입력하여 방사선 구조(RT-structure)를 기반으로 움직임을 분석할 수 있다.Also, the
신호 처리부(200)는 호흡에 따른 종양의 3차원 움직임을 계산하고 궤적을 분석할 수 있다. 종양의 3차원 움직임 궤적은 도 7의 (d)를 통해 확인할 수 있다.The
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치의 표지자의 움직임 궤적과 종양의 움직임 궤적을 나타내는 도면이다.11 is a diagram illustrating a movement trajectory of a marker and a movement trajectory of a tumor of an automatic movement evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 11의 (a)는 T0에서 T90까지의 종양 및 표지자의 움직임 궤적을 나타낸 도면이고, 도 11의 (b)는 T0에서 T90까지의 종양 및 표지자의 움직임 궤적을 일치시킨 도면이다.Fig. 11 (a) is a diagram showing the movement trajectories of tumors and markers from T0 to T90, and Fig. 11 (b) is a diagram showing the coincidence of movement trajectories of tumors and markers from T0 to T90.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 처리부(200)는 분석한 표지자의 움직임 궤적과 종양의 움직임 궤적을 호흡 주기에 따라 일치시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
표지자의 움직임 궤적은 하나의 표지자의 움직임 궤적뿐 아니라 복수의 표지자의 움직임 궤적을 조합한 움직임 궤적일 수 있다.The motion trajectory of the marker may be a motion trajectory obtained by combining the motion trajectories of a plurality of markers as well as the motion trajectory of one marker.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 처리부(200)는 다수의 표지자에서 종양의 움직임 궤적과의 차이를 분석하고, 상관관계가 높은 표지자를 제안할 수 있다. 여기서, 상관관계가 높은 표지자는 실제 방사선 치료에서 적용 가능한 표지자 및 표지자의 조합을 의미한다.According to an embodiment of the present invention, the
가장 최적의 마커의 조합은 수학식 1과 같이 최적화 문제로 공식화할 수 있다. The most optimal combination of markers can be formulated as an optimization problem as shown in Equation (1).
상술한 수학식 1에서, F는 N개의 표적 표지자(Fiducial Mark)의 집합으로 F = {1, 2, ..., N}으로 정의한다. S는 표적 표지자(Fiducial Mark) 집합의 부분 집합으로 정의되며, u, v, w는 3차원 직교 좌표에서 각 방향으로의 변위를 의미한다. 각 변위의 아래 첨자 T와 S는 각각 종양과 표적 표지자(Fiducial Mark)의 부분 집합에 속하는 표지자를 나타낸다In
상술한 수학식1에서, 목적함수 f()는 종양과 표지자의 3차원 변위 차의 평균, 즉 Np개의 위상에 대한, NS개의 표지자 조합에 대한 평균을 나타낸다.In
움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)은 상술한 과정을 통해 산출한 표지자를 통해 종양을 제가할 수 있으며, 표지자가 종양의 움직임을 정확히 반영하지 못하는 방향에 대해서는 보상할 수 있는 치료여분의 크기를 방향에 따라 계산하여 제안할 수 있다.The
예를 들어, 움직임 자동 평가 장치(10)는 종양의 위치와 표지자의 위치가 오른쪽으로 2mm 차이가 나는 경우, 방사선 치료 시 왼쪽으로 2mm 더 이동하여 치료하는 치료여분을 방사선 치료 시스템(40)의 방사선 조사 장치(20)에 제안할 수 있다. 여기서, 치료여분은 3차원 상의 위치에 따라 x, y, z축의 방향으로 이동하는 크기를 포함할 수 있다.For example, in the case of the automatic
움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)은 방사선 치료 후 기록 된 치료 관련 파라미터 로그파일을 이용하여 예측모델과 실제모델과의 일치도를 평가할 수 있다. 또한, 움직임 자동 평가 장치(10)를 이용한 방사선 치료 시스템(40)은 실제 치료 중 선량 정확도 분석할 수 있다.The
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 자동 평가 장치의 사용자 인터페이스를 나타내는 예시도이다.12 is an exemplary diagram illustrating a user interface of an automatic motion evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 12는 사용자 인터페이스는 복수의 표지자의 위치와 복수의 표지자의 시간에 따른 움직임 궤도를 확인할 수 있다.12 , the user interface may identify positions of the plurality of markers and movement trajectories of the plurality of markers according to time.
구체적으로, 사용자 인터페이스는 복수의 표지자의 시간에 따른 움직임 궤도뿐 아니라 복수의 표지자가 조합된 움직임 궤도도 확인할 수 있으며, 원점을 기준으로 확인할 수 있다.Specifically, the user interface may check not only the motion trajectory of the plurality of markers according to time but also the motion trajectory in which the plurality of markers are combined, and may check based on the origin.
사용자 인터페이스는 복수의 표지자의 위치와 시간에 따른 움직임 궤도를 확인하는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 종양의 위치와 시간에 따른 움직임 궤도 등 치료 관련 파라미터 로그파일에 기록되는 데이터들을 제공할 수 있다.Although the user interface is illustrated as confirming the positions of a plurality of markers and movement trajectories according to time, it is not necessarily limited thereto. have.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.Even if all the components constituting the embodiment of the present invention described above are described as being combined or operated in combination, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions are possible within the range that does not depart from the essential characteristics of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to explain, not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be construed by the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 움직임 자동 평가 장치
100: 영상 입력부
200: 신호 처리부10: automatic motion evaluation device
100: video input unit
200: signal processing unit
Claims (15)
상기 장기 영상 및 상기 방사선 영상을 입력 받아 상기 종양의 움직임과 상기 복수의 표지자의 움직임을 분석하고 평가하며, 상기 종양의 움직임을 대변하는 표지자의 조합과 치료여분을 제안하는 신호 처리부를 포함하는 움직임 자동 평가 장치.an image input unit for receiving an organ image including movement of an internal organ of a subject and receiving a radiographic image representing a radiation structure of a tumor or a plurality of markers; and
and a signal processor that receives the organ image and the radiographic image, analyzes and evaluates the movement of the tumor and the movement of the plurality of markers, and suggests a combination of markers representing the movement of the tumor and a treatment extra. evaluation device.
상기 신호 처리부는,
상기 장기 영상 및 상기 방사선 영상을 이용하여 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 종양의 움직임과 상기 복수의 표지자의 움직임을 판단하고, 상기 종양의 움직임 궤적과 상기 복수의 표지자의 움직임 궤적의 일치 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 움직임 자동 평가 장치.According to claim 1,
The signal processing unit,
Using the organ image and the radiographic image to determine the movement of the tumor and the movement of the plurality of markers according to the subject's respiration, and determine whether the movement trajectory of the tumor and the movement trajectory of the plurality of markers match Automatic motion evaluation device, characterized in that.
상기 신호 처리부는,
상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 검출된 표지자를 기반으로 상기 표지자의 움직임을 계산하고 상기 표지자의 움직임 궤적을 분석하고,
상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 검출된 종양을 기반으로 상기 검출된 종양의 움직임을 계산하고 상기 종양의 움직임 궤적을 분석하는 것을 특징으로 하는 움직임 자동 평가 장치.According to claim 1,
The signal processing unit,
calculating the movement of the marker based on the marker detected by selecting a reference image from the organ image or the radiographic image and analyzing the motion trajectory of the marker;
Automatic motion evaluation apparatus, characterized in that by selecting a reference image from the organ image or the radiographic image, calculating the movement of the detected tumor based on the detected tumor, and analyzing the movement trajectory of the tumor.
상기 신호 처리부는,
상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 복수의 표지자를 검출하고,
상기 복수의 표지자의 순서를 결정하고,
상기 기준 영상에서 검출된 복수의 표지자를 이용하여 각 위상에서의 표지자를 추적하여 검출하고, 상기 검출된 각 위상에서의 표지자의 위치를 기반으로 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 표지자의 움직임을 계산하고 궤적을 분석하는 것을 특징으로 하는 움직임 자동 평가 장치.4. The method of claim 3,
The signal processing unit,
detecting a plurality of markers by selecting a reference image among the organ image or the radiographic image;
determining the order of the plurality of markers;
The markers in each phase are tracked and detected using a plurality of markers detected in the reference image, and movements of the markers according to the subject's respiration are calculated based on the detected positions of the markers in each phase, and the trajectory Automatic motion evaluation device, characterized in that analyzing the.
상기 신호 처리부는,
상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 상기 종양을 검출하거나, 상기 종양의 방사선 구조를 입력하여 상기 방사선 구조를 기반으로 움직임을 분석하여 상기 종양을 검출하고,
상기 검출된 종양을 기반으로 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 종양의 움직임을 계산하고 궤적을 분석하는 것을 특징으로 하는 움직임 자동 평가 장치.4. The method of claim 3,
The signal processing unit,
Detecting the tumor by selecting a reference image among the organ image or the radiographic image, or detecting the tumor by inputting a radiographic structure of the tumor and analyzing movement based on the radiographic structure,
Automatic motion evaluation device, characterized in that based on the detected tumor, calculating the movement of the tumor according to the subject's respiration and analyzing the trajectory.
상기 신호 처리부는,
상기 분석된 복수의 표지자의 움직임 궤적 및 상기 종양의 움직임 궤적을 호흡 주기에 따라 일치시켜 차이를 분석하고, 복수의 표지자 중 상관관계가 가장 높은 상관 표지자를 제안하고,
상기 상관관계가 가장 높은 상관 표지자는 3차원 직교 좌표에서 각 방향으로의 변위를 기반으로 상기 종양과 상기 표지자의 3차원 변위 차의 평균을 통해 제안되는 것을 특징으로 하는 움직임 자동 평가 장치.According to claim 1,
The signal processing unit,
The difference is analyzed by matching the movement trajectories of the analyzed plurality of markers and the movement trajectories of the tumor according to the respiratory cycle, and the correlation marker with the highest correlation among the plurality of markers is proposed,
The correlation marker having the highest correlation is proposed through an average of the difference in the 3D displacement between the tumor and the marker based on the displacement in each direction in the 3D Cartesian coordinates.
상기 신호 처리부는,
상기 상관 표지자의 움직임과 상기 종양의 움직임을 비교하여 상기 종양의 움직임을 반영하지 못하는 상기 상관 표지자에 대해서 치료여분의 크기를 방향에 따라 계산하는 것을 특징으로 하는 움직임 자동 평가 장치.7. The method of claim 6,
The signal processing unit,
An apparatus for automatic motion evaluation, characterized in that by comparing the movement of the correlation marker with the movement of the tumor, the size of the treatment extra for the correlation marker that does not reflect the movement of the tumor is calculated according to the direction.
상기 신호 처리부는,
상기 상관 표지자에 상기 치료여분의 크기를 방향에 따라 적용하여 상기 종양을 추적하여 방사선 치료를 수행하며, 선량 정확도를 분석하고,
상기 방사선 치료 후 기록 된 치료 관련 파라미터 로그파일을 이용하여 예측 모델 및 실제 모델의 일치도를 평가하여 상기 방사선 치료 중 발생하는 선량 정확도를 분석하는 것을 특징으로 하는 움직임 자동 평가 장치.8. The method of claim 7,
The signal processing unit,
By applying the size of the treatment excess to the correlation marker according to the direction, the tumor is tracked and radiotherapy is performed, and the dose accuracy is analyzed,
Automatic motion evaluation apparatus, characterized in that the accuracy of the dose generated during the radiation treatment is analyzed by evaluating the degree of agreement between the predictive model and the actual model using the treatment-related parameter log file recorded after the radiation treatment.
상기 신호 처리부는,
상기 상관관계가 기 설정된 상관 값보다 작은 경우, 상기 종양과 상기 상관 표지자가 매칭되지 않는 것으로 판단하여 상기 종양의 위치를 기준으로 상기 상관 표지자가 위치하는 방향 및 길이를 제안하고,
상기 상관관계가 기 설정된 상관 값보다 크거나 같은 경우, 상기 종양과 상기 상관 표지자가 매칭된 것으로 판단하여 상기 상관 표지자를 제안하는 것을 특징으로 하는 움직임 자동 평가 장치.8. The method of claim 7,
The signal processing unit,
When the correlation is smaller than a preset correlation value, it is determined that the tumor and the correlation marker do not match, and a direction and a length in which the correlation marker is located based on the location of the tumor are suggested,
If the correlation is greater than or equal to a preset correlation value, it is determined that the tumor and the correlation marker match, and the correlation marker is proposed.
상기 제안된 표지자의 치료여분을 기반으로 위치를 이동하여 상기 종양에 방사선 빔을 조사하는 방사선 조사 장치를 포함하는 방사선 치료 시스템.An image input unit for receiving an organ image including movement of an internal organ of a subject and receiving a radiographic image representing a radiation structure of a tumor or a plurality of markers, and an image input unit for receiving the organ image and the radiographic image to determine the movement of the tumor and the plurality of markers an automatic motion evaluation device comprising a signal processing unit that analyzes and evaluates a movement of a marker, and suggests a combination of the marker representing the movement of the tumor and a treatment extra; and
A radiation therapy system comprising a radiation irradiator for irradiating a radiation beam to the tumor by moving a position based on the proposed marker's treatment surplus.
상기 신호 처리부는,
상기 장기 영상 및 상기 방사선 영상을 이용하여 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 종양의 움직임과 상기 복수의 표지자의 움직임을 판단하고, 상기 종양의 움직임 궤적과 상기 복수의 표지자의 움직임 궤적의 일치 여부를 판단하며,
상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 검출된 표지자를 기반으로 상기 표지자의 움직임을 계산하고 상기 표지자의 움직임 궤적을 분석하고,
상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 검출된 종양을 기반으로 상기 검출된 종양의 움직임을 계산하고 상기 종양의 움직임 궤적을 분석하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 시스템.11. The method of claim 10,
The signal processing unit,
Using the organ image and the radiographic image to determine the movement of the tumor and the movement of the plurality of markers according to the subject's respiration, and determine whether the movement trajectory of the tumor matches the movement trajectory of the plurality of markers, ,
calculating the movement of the marker based on the marker detected by selecting a reference image from the organ image or the radiographic image and analyzing the motion trajectory of the marker;
Radiation therapy system, characterized in that by selecting a reference image from the organ image or the radiographic image, calculating the movement of the detected tumor based on the detected tumor, and analyzing the movement trajectory of the tumor.
상기 신호 처리부는,
상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 복수의 표지자를 검출하고,
상기 복수의 표지자의 순서를 결정하고,
상기 기준 영상에서 검출된 복수의 표지자를 이용하여 각 위상에서의 표지자를 추적하여 검출하고, 상기 검출된 각 위상에서의 표지자의 위치를 기반으로 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 표지자의 움직임을 계산하고 궤적을 분석하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 시스템.12. The method of claim 11,
The signal processing unit,
detecting a plurality of markers by selecting a reference image among the organ image or the radiographic image;
determining the order of the plurality of markers;
The markers in each phase are tracked and detected using a plurality of markers detected in the reference image, and movements of the markers according to the subject's respiration are calculated based on the detected positions of the markers in each phase, and the trajectory A radiation therapy system, characterized in that it is analyzed.
상기 신호 처리부는,
상기 장기 영상 또는 상기 방사선 영상 중 기준 영상을 선택하여 상기 종양을 검출하거나, 상기 종양의 방사선 구조를 입력하여 상기 방사선 구조를 기반으로 움직임을 분석하여 상기 종양을 검출하고,
상기 검출된 종양을 기반으로 상기 피검자의 호흡에 따른 상기 종양의 움직임을 계산하고 궤적을 분석하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 시스템.12. The method of claim 11,
The signal processing unit,
Detecting the tumor by selecting a reference image among the organ image or the radiographic image, or detecting the tumor by inputting a radiographic structure of the tumor and analyzing movement based on the radiographic structure,
Based on the detected tumor, the radiation therapy system, characterized in that for calculating the movement of the tumor according to the subject's respiration and analyzing the trajectory.
상기 신호 처리부는,
상기 분석된 복수의 표지자의 움직임 궤적 및 상기 종양의 움직임 궤적을 호흡 주기에 따라 일치시켜 차이를 분석하고, 복수의 표지자 중 상관관계가 가장 높은 표지자를 제안하고,
상기 상관관계가 가장 높은 표지자는 3차원 직교 좌표에서 각 방향으로의 변위를 기반으로 상기 종양과 상기 표지자의 3차원 변위 차의 평균을 통해 제안되고,
상기 상관관계가 기 설정된 상관 값보다 작은 경우, 상기 종양과 상기 상관 표지자가 매칭되지 않는 것으로 판단하여 상기 종양의 위치를 기준으로 상기 상관 표지자가 위치하는 방향 및 길이를 제안하고,
상기 상관관계가 기 설정된 상관 값보다 크거나 같은 경우, 상기 종양과 상기 상관 표지자가 매칭된 것으로 판단하여 상기 상관 표지자를 제안하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 시스템.11. The method of claim 10,
The signal processing unit,
The difference is analyzed by matching the movement trajectories of the analyzed plurality of markers and the movement trajectories of the tumor according to the respiratory cycle, and the marker with the highest correlation among the plurality of markers is suggested,
The marker with the highest correlation is proposed through the average of the 3D displacement difference between the tumor and the marker based on the displacement in each direction in the 3D Cartesian coordinates,
When the correlation is smaller than a preset correlation value, it is determined that the tumor and the correlation marker do not match, and a direction and a length in which the correlation marker is located based on the location of the tumor are suggested,
When the correlation is greater than or equal to a preset correlation value, it is determined that the tumor and the correlation marker match, and the correlation marker is proposed.
상기 신호 처리부는,
상기 표지자의 움직임과 상기 종양의 움직임을 비교하여 상기 종양의 움직임을 반영하지 못하는 표지자에 대해서 치료여분의 크기를 방향에 따라 계산하고,
상기 신호 처리부는,
상기 상관 표지자에 상기 치료여분의 크기를 방향에 따라 적용하여 상기 종양을 추적하여 방사선 치료를 수행하며, 선량 정확도를 분석하고,
상기 방사선 치료 후 기록 된 치료 관련 파라미터 로그파일을 이용하여 예측 모델 및 실제 모델의 일치도를 평가하여 상기 방사선 치료 중 발생하는 선량 정확도를 분석하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 시스템.11. The method of claim 10,
The signal processing unit,
Comparing the movement of the marker with the movement of the tumor, calculating the size of the treatment surplus for the marker that does not reflect the movement of the tumor according to the direction,
The signal processing unit,
By applying the size of the treatment excess to the correlation marker according to the direction, the tumor is tracked and radiotherapy is performed, and the dose accuracy is analyzed,
Radiation therapy system, characterized in that the accuracy of the dose generated during the radiation treatment is analyzed by evaluating the degree of agreement between the prediction model and the actual model using the treatment-related parameter log file recorded after the radiation treatment.
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