KR20240034332A - 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치 - Google Patents

안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치 Download PDF

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KR20240034332A
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김경환
김호진
백종걸
정동민
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치는, 방사선 치료 장치의 치료대 위에 배치되는 플레이트; 플레이트에 누운 환자의 두부를 덮는 고정 마스크; 플레이트에 결합되어 고정 마스크의 테두리를 플레이트에 고정하는 제1 프레임; 플레이트에서 위쪽으로 이격되어 치료대의 폭 방향으로 배치되는 가로바의 양단부에서 아래로 연장되는 한 쌍의 세로바가 제1프레임에 결합되는 제2 프레임; 가로바에 결합되고 치료대의 길이 방향으로 배치되어 두부의 위쪽에 위치하는 제3 프레임; 제3 프레임에 결합되어 환자의 시선을 추적하는 카메라; 및 카메라에서 제공되는 이미지 정보를 처리하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치{Eye tracking device for eye radiation treatment and eye tracking method using the same}
본 발명은 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환자의 안구에 발생한 종양을 치료하기 위한 방사선 치료에 사용하는 시선 추적 장치 및 이를 이용한 시선 추적 방법에 관한 것이다.
방사선 치료(Radiation Therapy)란 높은 에너지를 발생시키는 장치에서 나오는 방사선이나 방사성 동위원소를 이용하여 인체 내의 종양세포를 파괴하고 성장을 멈추게 하는 종양 치료 방법으로서, 보통 종양이 있는 부위에만 국소적으로 방사선을 조사하여 정상세포의 손상은 최소화하고 종양세포를 파괴한다.
종래의 X선이나 감사선을 이용한 방사선 치료는 인체 내의 정상조직을 투과하면서 방사선 에너지가 연속적으로 흡수되기 때문에 종양조직에 도달하기 전에 어느 정도의 방사선 에너지가 정상 장기에 흡수되므로, 조사되는 방사선이 종양세포뿐만 아니라 주위 정상조직 세포까지 손상시킨다는 문제점이 있다.
양성자치료와 중입자치료는 브래그 피크(Bragg peak)라는 물리적 특성을 이용하는 방사선 치료 방법이다.
브래그 피크란 입자빔의 고유한 특성으로, 입자빔이 인체 내의 정상조직을 투과하여 종양조직에 도달하는 순간 막대한 양의 방사선을 쏟아 부어 종양세포를 죽이고, 그 이후로는 방사선양이 급격히 사라지는 물리적 특성을 말한다.
양성자치료와 중입자치료는 원하는 깊이에서 흡수 후 급격히 사라지는 브래그 피크라는 물리학적 특성을 이용해 치료 범위를 조절할 수 있어 치료 효과를 극대화할 수 있으나, 치료 중 환자의 치료 위치가 움직인다면 정상적인 인체조직에 과다한 방사선이 조사된다는 문제점이 있다.
두경부는 치료 대상 자체가 신체에서 매우 민감한 부분으로서, 두경부 방사선 치료 시에는 종양 주변의 정상적인 조직의 손상을 방지하도록 두경부를 확실하게 고정할 필요가 있다.
일반적으로 두경부 종양 치료 시 환자의 두부를 고정하기 위한 열 변형 마스크(thermoplastic mask)를 사용하며, 열 변형 마스크는 환자가 누울 수 있도록 치료대 위에 배치되는 플레이트에 고정될 수 있다.
최근 눈과 같이 종양 주위에 중요한 장기가 있는 경우 영상유도방사선치료(Image Guided Radiation Therapy) 방법이 이용되고 있다.
영상유도방사선치료는 치료 범위를 정하고 치료 부위 주위 정상조직에 대한 범위의 오차를 줄이기 위해 방사선 치료 직전에 치료 부위의 영상확인과 교정 과정을 거쳐 시행하는 정밀하고 과학적인 치료법으로서, 방사선 치료 목표인 종양과 보호하고자 하는 정상 장기의 위치를 영상장비를 사용하여 정밀하고 정확하게 추적하여여 치료할 수 있다.
한국등록특허 제10-0955686호 (등록일자: 2010년04월23일)
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 방사선 치료용 마스크를 고정하는 프레임을 포함하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 안구의 움직임을 정밀하게 추적할 수 있는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 안구의 움직임이 허용되는 원형 마진을 설정할 수 있는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 안구의 움직임이 설정된 원형 마진을 벗어나면 방사선 출력을 차단할 수 있는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치는, 방사선 치료 장치의 치료대 위에 배치되는 플레이트; 플레이트에 누운 환자의 두부를 덮는 고정 마스크; 플레이트에 결합되어 고정 마스크의 테두리를 플레이트에 고정하는 제1 프레임; 플레이트에서 위쪽으로 이격되어 치료대의 폭 방향으로 배치되는 가로바의 양단부에서 아래로 연장되는 한 쌍의 세로바가 제1프레임에 결합되는 제2 프레임; 가로바에 결합되고 치료대의 길이 방향으로 배치되어 두부의 위쪽에 위치하는 제3 프레임; 제3 프레임에 결합되어 환자의 시선을 추적하는 카메라; 및 카메라에서 제공되는 이미지 정보를 처리하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치의 제3 프레임은 가로바의 중심을 기준으로 길이 방향의 위치를 조절할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치의 카메라는 제3 프레임의 중심을 기준으로 길이 방향의 위치를 조절할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치는, 제2 프레임과 제3 프레임 사이에 결합되어 제3 프레임을 이동시킬 수 있는 제1 이동 유닛; 및 제3 프레임과 카메라 사이에 결합되어 카메라를 이동시킬 수 있는 제2 이동 유닛을 더 포함하고, 제어부는 제1 이동 유닛과 제2 이동 유닛을 작동시켜 카메라를 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치의 제어부는, 환자의 시선 추적을 시작할 때 환자의 안구의 위치를 감지하고, 카메라를 환자의 시선 추적을 위한 초기 위치로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치의 제어부는, 카메라에서 전달되는 이미지 정보를 기초로 환자의 홍채를 감지할 수 있고, 홍채의 중심의 좌표를 계산할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치의 제어부는, 좌표 정보를 기준으로 눈의 중심의 움직임이 허용되는 원형 마진을 설정할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치의 제어부는, 원형 마진을 기준으로 눈의 중심의 움직임을 추적할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치의 제어부는, 눈의 중심이 원형 마진의 외부에 있으면 방사선 치료 장치의 방사선 출력을 정지시키고, 눈의 중심이 원형 마진의 내부에 있으면 방사선 치료 장치의 방사선 출력을 정상적으로 유지시킬 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치는, 기준 값＝ｒ－ｒ´이며, ｒ은 원형 마진의 반지름이고, ｒ´는 눈의 중심의 반지름이고, （현재 값）²＝（ｘ₁―ｘ₂）²＋（ｙ₁－ｙ₂）²이며, ｘ₁은 원형 마진의 중심의 ｘ좌표의 값이고, ｘ₂는 현재 눈의 중심의 ｘ좌표의 값이고, ｙ₁은 원형 마진의 중심의 ｙ좌표의 값이고, ｙ₂는 현재 눈의 중심의 ｙ좌표의 값일 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치의 제어부는, 제1 조건（기준 값＜현재 값）이면 눈의 중심이 원형 마진의 외부에 있는 것으로 판단하여 방사선 출력을 정지시키고, 제2 조건（기준 값＝현재 값）이면 눈의 중심이 원형 마진의 경계에 있는 것으로 판단하여 방사선 출력을 정상적으로 유지시키고, 제3 조건（기준 값＞현재 값）이면 눈의 중심이 원형 마진의 내부에 있는 것으로 판단하여 방사선 출력을 정상적으로 유지시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치에 의하면, 방사선 치료용 마스크를 고정하는 프레임에 카메라를 설치하여 공간을 절약할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치에 의하면, 방사선 치료 장치의 치료대 위에 배치되는 플레이트에 탈부착이 가능하여 안전하게 보관할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치에 의하면, 프레임 또는 카메라의 위치를 조절하여 환자의 시선 추적을 위한 최적의 위치에 카메라를 위치시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치에 의하면, 홍채의 중심의 좌표를 계산하고 원형 마진을 설정하여 원형 마진을 기준으로 눈의 중심의 움직임을 실시간으로 추적할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치에 의하면, 실시간으로 추적하는 눈의 중심이 원형 마진의 외부에 있으면 방사선 치료 장치의 방사선 출력을 정지하여 종양세포 주위의 정상조직 세포가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치가 설치되는 방사선 치료 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치의 사시도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치로 환자의 홍채를 감지하여 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치로 홍재의 중심을 감지하여 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치로 홍채의 중심 좌표를 계산하여 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치로 눈의 중심의 움직임이 허용되는 원형 마진을 설정하여 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치로 기준 값 및 현재 값을 계산하기 위해 눈의 중심 및 원형 마진의 관계를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도면에 나타난 X, Y, Z 축은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 임의로 정한 것으로, X축이 전(화살표 쪽), 후(화살표 반대쪽) 방향을 지시하고, Y축은 좌, 우방향을 지시하며, Z축은 상, 하방향을 지시하는 것으로 정의한다.
이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.
발명의 설명 및 청구범위 등에서 방향을 지칭하는 상(위쪽), 하(아래쪽), 좌우(옆쪽 또는 측방), 전(정, 앞쪽), 후(배, 뒤쪽) 등은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 도면 및 구성 간의 상대적 위치를 기준으로 정한 것이고, 이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치는, 방사선 치료 장치(1)의 치료대(2) 위에 배치되는 플레이트(10); 플레이트(10)에 누운 환자의 두부를 덮는 고정 마스크(20); 플레이트(10)에 결합되어 고정 마스크(20)의 테두리(21)를 플레이트(10)에 고정하는 제1 프레임(30); 플레이트(10)에서 위쪽으로 이격되어 치료대(2)의 폭 방향으로 배치되는 가로바(41)의 양단부에서 아래로 연장되는 한 쌍의 세로바(42)가 제1프레임에 결합되는 제2 프레임(40); 가로바(41)에 결합되고 치료대(2)의 길이 방향으로 배치되어 두부의 위쪽에 위치하는 제3 프레임(50); 제3 프레임(50)에 결합되어 환자의 시선을 추적하는 카메라(60); 및 카메라(60)에서 제공되는 이미지 정보를 처리하는 제어부(70)를 포함할 수 있다.
방사선 치료 장치(1)는 방사선 출력 장치를 포함하고, 방사선 출력 장치는 현재 이용되고 있는 양성자빔 출력 장치 또는 중성자빔 출력 장치를 이용할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 3을 참조하면, 플레이트(10)는 방사선 치료 장치(1)의 치료대(2) 위에 눕는 환자 밑에 배치되는 판재로서, 환자의 자세를 일정하게 유지시켜 준다.
플레이트(10)는 제1 프레임(30)을 고정하기 위한 볼트 등의 제1 체결구(32)가 결합될 수 있는 복수의 제1 통공(11)이 형성될 수 있다.
도 2 내지 3을 참조하면, 고정 마스크(20)는 방사선 치료 시에 환자의 두부를 고정하기 위해 맞춤형으로 제작되는 열 변형 마스크(thermoplastic mask)를 사용할 수 있다.
고정 마스크(20)는 플레이트(10)와 제1 프레임(30) 사이에 고정되는 테두리(21)가 둘레를 따라서 형성될 수 있다.
고정 마스크(20)는 제1 프레임(30)에 의해 플레이트(10)에 고정되거나, 플레이트(10)에 직접 고정된 후에 제1 프레임(30)에 의해 이중으로 플레이트(10)에 고정될 수도 있다.
도 2 내지 3을 참조하면, 제1 프레임(30)은 고정 마스크(20)를 플레이트(10)에 고정하기 위한 구성이다.
제1 프레임(30)은 플레이트(10)에 탈착할 수 있다.
제1 프레임(30)은 환자의 두부 주위를 감싸도록 대략 ‘Ｕ’형상으로 형성될 수 있다.
제1 프레임(30)은 제1 통공(11)에 결합되는 제1 체결구(32)에 의해 플레이트(10)에 결합될 수 있다.
제1 프레임(30)은 제1 체결구(32)가 통과할 수 있는 하나 이상의 제2 통공(31)이 형성될 수 있다.
제1 프레임(30)은 제1 체결구(32)가 걸릴 수 있는 하나 이상의 걸림홈(33)이 형성될 수 있다.
제1 프레임(30)은 하나 이상의 제2 통공(31)과 하나 이상의 걸림홈(33)이 형성될 수 있고, 제2 통공(31)에 결합되는 제1 체결구(32)를 플레이트(10)에서 분리하면, 걸림홈(33)에 결합되는 제1 체결구(32)를 플레이트(10)에서 완전히 분리하지 않더라도 제1 프레임(30)을 플레이트(10)에서 탈착할 수 있다.
제1 프레임(30)은 제2 프레임(40)의 세로바(42)가 끼움 결합될 수 있는 한 쌍의 끼움홈(34)이 형성될 수 있다.
제1 프레임(30)은 한 쌍의 끼움홈(34)이 전후 방향으로 이격하여 복수로 형성될 수 있고, 제2 프레임(40)의 세로바(42)가 끼움 결합되는 전후 방향의 위치를 조절할 수 있다.
도 2 내지 3을 참조하면, 제2 프레임(40)은 제1 프레임(30)에 결합되어 제3 프레임(50)을 환자의 두부 위쪽에 위치시키기 위한 구성이다.
제2 프레임(40)은 제1 프레임(30)에 탈착할 수 있다.
제2 프레임(40)은 환자의 두부 위쪽에 상부가 위치할 수 있도록 대략 ‘┏┓’형상으로 형성될 수 있다.
제2 프레임(40)은 가로바(41)와 한 쌍의 세로바(42)로 이루어지고, 가로바(41) 아래의 공간에 환자의 두부가 위치할 수 있다.
가로바(41)는 플레이트(10) 위쪽으로 평행하게 이격되어 좌우 방향으로 배치될 수 있다.
세로바(42)는 가로바(41)의 길이 방향의 양쪽 단부에서 아래로 연장 형성되어 제1 프레임(30)에 형성되는 끼움홈(34)에 결합될 수 있다.
제2 프레임(40)은 제3 프레임(50)을 고정하기 위한 볼트 등의 제2 체결구(44)가 결합될 수 있는 복수의 제3 통공(43)이 가로바(41)에 좌우 방향으로 이격되어 형성될 수 있다.
도 2 내지 3을 참조하면, 제3 프레임(50)은 제2 프레임(40)에 결합되어 카메라(60)를 환자의 두부 위쪽에 위치시키기 위한 구성이다.
제3 프레임(50)은 제2 프레임(40)에 탈착할 수 있다.
제3 프레임(50)은 환자의 두부 위쪽에서 전후 방향으로 위치하는 대략 막대 형상으로 형성될 수 있다.
제3 프레임(50)은 제3 통공(43)에 결합되는 제2 체결구(44)에 의해 제2 프레임(40)에 결합될 수 있다.
제3 프레임(50)은 복수의 제3 통공(43) 중 선택된 하나에 제2 체결구(44)를 결합하여 좌우 방향의 위치를 조절할 수 있다.
제3 프레임(50)은 제2 체결구(44)가 통과할 수 있는 제4 통공(52)이 형성되는 고정턱(51)이 하부에 돌출 형성될 수 있다.
제3 프레임(50)은 고정턱(51)이 하부로 돌출 형성되는 받침판(54)과 받침판(54)의 상부에 결합되는 조절판(56)을 포함할 수 있다.
제3 프레임(50)은 상하 방향으로 이격되는 복수의 제4 통공(52)이 고정턱(51)에 형성될 수 있다.
제3 프레임(50)은 복수의 제5 통공(53)이 전후 방향으로 이격되어 조절판(56)에 형성될 수 있다.
조절판(56)은 받침판(54)을 기준으로 전후 방향으로 이동할 수 있다.
조절판(56)은 제3 체결구(57)로 받침판(54)에 고정될 수 있다.
받침판(54)은 조절판(56)의 전후 방향 이동을 안내하는 가이드(55)가 돌출 형성될 수 있다.
제3 프레임(50)은 복수의 제4 통공(52) 중 선택된 하나에 제2 체결구(44)를 결합하여 상하 방향의 위치를 조절할 수 있다.
조절판(56)은 복수의 제5 통공(53) 중 선택된 하나에 제3 체결구(57)를 결합하여 전후 방향의 위치를 조절할 수 있다.
카메라(60)는 복수의 제5 통공(53) 중 선택된 하나에 결합되어 전후 방향의 위치를 조절할 수 있다.
도 2 내지 3을 참조하면, 카메라(60)는 제3 프레임(50)에 결합되어 환자의 두부 위쪽에서 환자의 시선을 추적하기 위한 구성이다.
환자는 카메라(60)를 바라보며 시선을 고정할 수 있다.
카메라(60)는 안구의 이미지 정보를 획득하여 제어부(70)에 전달할 수 있다.
카메라(60)는 제3 프레임(50)에 탈착할 수 있다.
카메라(60)는 복수의 제5 통공(53) 중 선택된 하나에 결합하여 전후 방향의 위치를 조절할 수 있다.
카메라(60)는 유선 또는 무선 통신을 통해서 제어부(70)에 의해 원격으로 제어될 수 있다.
도 4 내지 8을 참조하면, 제어부(70)는 카메라(60)에서 전달되는 이미지 정보를 이용해서 방사선 치료 장치(1)의 방사선 출력을 제어하기 위한 구성이다.
제어부(70)는 카메라(60)에서 전달되는 이미지 정보를 이용해서 환자의 안구의 움직임을 정밀하게 실시간으로 추적할 수 있다.
제어부(70)는 카메라(60)에서 전달되는 이미지 정보를 기초로 환자의 홍채를 감지할 수 있다.
제어부(70)는 감지한 홍채의 중심의 좌표를 계산할 수 있다.
홍채의 중심의 좌표는 원형 마진을 설정하기 위한 기준점이 된다.
제어부(70)는 홍채의 중심의 좌표 정보를 기준으로 원형 마진을 설정할 수 있다.
원형 마진은 눈의 중심의 움직임이 허용되는 범위를 의미한다.
제어부(70)는 원형 마진을 기준으로 눈의 중심의 움직임을 추적하여 방사선 치료 장치(1)의 방사선 출력 여부를 결정할 수 있다.
눈의 중심이 원형 마진의 외부에 있으면, 제어부(70)는 방사선 치료 장치(1)의 방사선 출력을 정지시킬 수 있다.
눈의 중심이 원형 마진의 내부에 있으면, 제어부(70)는 방사선 치료 장치(1)의 방사선 출력을 정상적으로 유지시킬 수 있다.
도 4 내지 8을 참조하면, 제어부(70)는 기준 값과 현재 값을 비교하여 방사선 치료 장치(1)의 방사선 출력 여부를 결정할 수 있다.
기준 값은 아래 수학식 1에서 얻을 수 있고, 현재 값은 아래 수학식 2에서 얻을 수 있다.
제어부(70)는 기준 값과 현재 값을 비교하여 제1 조건, 제2 조건 또는 제3 조건으로 구분할 수 있다.
제1 조건（기준 값＜현재 값）: 기준 값이 현재 값보다 작은 경우로서, 제어부(70)는 눈의 중심이 원형 마진의 외부에 있는 것으로 판단할 수 있다.
제1 조건일 때, 제어부(70)는 방사선 출력을 즉시 정지시켜 종양세포 주위의 정상조직 세포가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제2 조건（기준 값＝현재 값）: 기준 값이 현재 갑과 같은 경우로서, 제어부(70)는 눈의 중심이 원형 마진의 경계에 있는 것으로 판단할 수 있다.
제2 조건일 때, 제어부(70)는 방사선 출력을 정상적으로 유지시켜 방사선 치료가 계속될 수 있다.
제3 조건（기준 값＞현재 값）: 기준 값이 현재 값보다 작은 경우로서, 제어부(70)는 눈의 중심이 원형 마진의 내부에 있는 것으로 판단할 수 있다.
제3 조건일 때, 제어부(70)는 방사선 출력을 정상적으로 유지시켜 방사선 치료가 계속될 수 있다.
[수학식 1]
기준 값＝ｒ－ｒ´
ｒ＝원형 마진의 반지름
ｒ´＝눈의 중심의 반지름
[수학식 2]
（현재 값）²＝（ｘ₁―ｘ₂）²＋（ｙ₁－ｙ₂）²
ｘ₁＝원형 마진의 중심의 ｘ좌표의 값
ｘ₂＝현재 눈의 중심의 ｘ좌표의 값
ｙ₁＝원형 마진의 중심의 ｙ좌표의 값
ｙ₂＝현재 눈의 중심의 ｙ좌표의 값
본 발명의 실시예에 따른 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치는, 제2 프레임(40)과 제3 프레임(50) 사이에 결합되어 제3 프레임(50)을 이동시킬 수 있는 제1 이동 유닛(미도시); 및 제3 프레임(50)과 카메라(60) 사이에 결합되어 카메라(60)를 이동시킬 수 있는 제2 이동 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.
제2 이동 유닛은 제3 프레임(50)의 받침판(54)과 조절판(56) 사이에 결합될 수도 있다.
제1 이동 유닛과 제2 이동 유닛은 제어부(70)를 통해서 카메라(60)의 위치를 조절하기 위한 구성이다.
제1 이동 유닛과 제2 이동 유닛은 유선 또는 무선 통신을 통해서 제어부(70)에 의해 원격으로 제어될 수 있다.
제어부(70)는 제1 이동 유닛과 제2 이동 유닛을 작동시켜 카메라(60)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.
제어부(70)는 환자의 시선 추적을 시작할 때 환자의 안구의 위치를 감지하고, 카메라(60)를 환자의 시선 추적을 위한 초기 위치로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 환자의 시선 추적을 위한 초기 위치를 환자의 미간 위쪽으로 설정한 경우, 제어부(70)는 제1 이동 유닛과 제2 이동 유닛을 작동시켜 카메라(60)를 환자의 미간 위쪽으로 자동으로 이동시킬 수 있다.
제1 이동 유닛과 제2 이동 유닛은 직선으로 운동할 수 있는 구동 장치를 포함할 수 있다.
구동 장치는 모터와 기어를 포함할 수 있고, 캠, 링크장치 등의 동력전달수단과 모터를 이용하는 것도 가능하며, 유압 또는 공압을 이용한 실린더 또는 리니어모터(Linear Motor)를 이용할 수도 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다.
따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.
1: 방사선 치료 장치
2: 치료대
10: 플레이트
11: 제1 통공
20: 고정 마스크
21: 테두리
30: 제1 프레임
31: 제2 통공
32: 제1 체결구
33: 걸림홈
34: 끼움홈
40: 제2 프레임
41: 가로바
42: 세로바
43: 제3 통공
44: 제2 체결구
50: 제3 프레임
51: 고정턱
52: 제4 통공
53: 제5 통공
54: 받침판
55: 가이드
56: 조절판
57: 제3 체결구
60: 카메라
70: 제어부

Claims (10)

  1. 방사선 치료 장치의 치료대 위에 배치되는 플레이트;
    상기 플레이트에 누운 환자의 두부를 덮는 고정 마스크;
    상기 플레이트에 결합되어 상기 고정 마스크의 테두리를 상기 플레이트에 고정하는 제1 프레임;
    상기 플레이트에서 위쪽으로 이격되어 상기 치료대의 폭 방향으로 배치되는 가로바의 양단부에서 아래로 연장되는 한 쌍의 세로바가 상기 제1프레임에 결합되는 제2 프레임;
    상기 가로바에 결합되고 상기 치료대의 길이 방향으로 배치되어 상기 두부의 위쪽에 위치하는 제3 프레임;
    상기 제3 프레임에 결합되어 상기 환자의 시선을 추적하는 카메라; 및
    상기 카메라에서 제공되는 이미지 정보를 처리하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 프레임은 상기 가로바의 중심을 기준으로 길이 방향의 위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 제3 프레임의 중심을 기준으로 길이 방향의 위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 프레임과 제3 프레임 사이에 결합되어 상기 제3 프레임을 이동시킬 수 있는 제1 이동 유닛; 및
    상기 제3 프레임과 카메라 사이에 결합되어 상기 카메라를 이동시킬 수 있는 제2 이동 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 이동 유닛과 제2 이동 유닛을 작동시켜 상기 카메라를 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 환자의 시선 추적을 시작할 때 상기 환자의 안구의 위치를 감지하고,
    상기 카메라를 상기 환자의 시선 추적을 위한 초기 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 카메라에서 전달되는 이미지 정보를 기초로 상기 환자의 홍채를 감지할 수 있고,
    상기 홍채의 중심의 좌표를 계산할 수 있는 것을 특징으로 하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 좌표 정보를 기준으로 눈의 중심의 움직임이 허용되는 원형 마진을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 원형 마진을 기준으로 상기 눈의 중심의 움직임을 추적할 수 있는 것을 특징으로 하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 눈의 중심이 상기 원형 마진의 외부에 있으면 상기 방사선 치료 장치의 방사선 출력을 정지시키고, 상기 눈의 중심이 상기 원형 마진의 내부에 있으면 상기 방사선 치료 장치의 방사선 출력을 정상적으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    기준 값＝ｒ－ｒ´이며,
    ｒ은 원형 마진의 반지름이고,
    ｒ´는 눈의 중심의 반지름이고,
    （현재 값）²＝（ｘ₁―ｘ₂）²＋（ｙ₁－ｙ₂）²이며,
    ｘ₁은 원형 마진의 중심의 ｘ좌표의 값이고,
    ｘ₂는 현재 눈의 중심의 ｘ좌표의 값이고,
    ｙ₁은 원형 마진의 중심의 ｙ좌표의 값이고,
    ｙ₂는 현재 눈의 중심의 ｙ좌표의 값이고,
    상기 제어부는,
    제1 조건（기준 값＜현재 값）이면 상기 눈의 중심이 상기 원형 마진의 외부에 있는 것으로 판단하여 상기 방사선 출력을 정지시키고,
    제2 조건（기준 값＝현재 값）이면 상기 눈의 중심이 상기 원형 마진의 경계에 있는 것으로 판단하여 상기 방사선 출력을 정상적으로 유지시키고,
    제3 조건（기준 값＞현재 값）이면 상기 눈의 중심이 상기 원형 마진의 내부에 있는 것으로 판단하여 상기 방사선 출력을 정상적으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 안구 방사선 치료를 위한 시선 추적 장치.
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