WO2016129921A1 - 초음파 영상유도 직장 풍선 장치, 그 제어 시스템 및 방사선 치료 방법 - Google Patents

초음파 영상유도 직장 풍선 장치, 그 제어 시스템 및 방사선 치료 방법 Download PDF

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WO2016129921A1
WO2016129921A1 PCT/KR2016/001370 KR2016001370W WO2016129921A1 WO 2016129921 A1 WO2016129921 A1 WO 2016129921A1 KR 2016001370 W KR2016001370 W KR 2016001370W WO 2016129921 A1 WO2016129921 A1 WO 2016129921A1
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WO
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patient
image
fluid
guided
balloon device
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PCT/KR2016/001370
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Inventor
홍채선
주상규
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사회복지법인 삼성생명공익재단
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    • A61N2005/1092—Details

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an ultrasound-guided rectal balloon, a control system thereof, and a radiation therapy method.
  • the radiotherapy system accurately monitors the location of internal organs in real time while minimizing the movement of internal organs. It relates to an ultrasound-guided rectal balloon, a control system thereof and a radiation treatment method.
  • the key to successful radiation therapy is to increase the accuracy of the radiation therapy device so as to intensively irradiate the radiation beam to the tumor site and to irradiate surrounding normal tissue with a minimum dose.
  • Stereotactic radiotherapy for moving organs is considerably longer than other radiation treatments, and the risk of side effects can also be very high. Therefore, it is not necessary to fix the movement of an organ or closely observe the movement in real time. It is necessary to prevent the irradiation of the radiation beam to the surrounding normal tissue.
  • Embodiments of the present invention provide an ultrasound-guided rectal balloon, a control system thereof, and a method of radiation therapy that enable precise radiotherapy by minimizing the movement of internal organs in real time and simultaneously monitoring the location of internal organs during radiation therapy.
  • the ultrasound image-guided rectal balloon device in the ultrasound image-guided rectal balloon device is inserted into the rectum of the patient, the body fluid flows therein, and is received inside the body portion to radiate ultrasonic waves to the subject and ultrasonic echo from the subject (echo) an ultrasonic probe for receiving a signal, a fluid inlet connected to the body to supply fluid to or withdraw the fluid from the body portion, and arranged to surround the body portion, is connected to the body portion fluid inlet
  • An ultrasound image-guided rectal balloon device including an elastic body that expands or contracts according to a flow of a fluid supplied to or taken out of a body part through a body part, and a support part supporting a body part and guiding movement of the body part.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a control system of the ultrasound image-guided rectal balloon device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual view illustrating the ultrasound image-guided rectal balloon device of FIG. 1 in detail.
  • FIG. 3 is a view showing the shape before the elastic body of the ultrasonic image guided rectal balloon device of FIG. 2 inserted into the rectum.
  • FIG. 4 is a view showing the shape after the elastic body of the ultrasonic image guided rectal balloon device of FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of monitoring and controlling the position of an internal organ of a patient during radiation therapy using the control system of the ultrasound image-guided rectal balloon device of FIG. 1.
  • FIG. 6 shows a gating therapy method among the methods of radiation therapy.
  • FIG. 7 shows a method of real-time tumor-tracking radiation therapy among the methods of radiation therapy.
  • the ultrasound image-guided rectal balloon device in the ultrasound image-guided rectal balloon device is inserted into the rectum of the patient, the body fluid flows therein, and is received inside the body portion to radiate ultrasonic waves to the subject and ultrasonic echo from the subject (echo) an ultrasonic probe for receiving a signal, a fluid inlet connected to the body to supply fluid to or withdraw the fluid from the body portion, and arranged to surround the body portion, is connected to the body portion fluid inlet
  • An ultrasound image-guided rectal balloon device including an elastic body that expands or contracts according to a flow of a fluid supplied to or taken out of a body part through a body part, and a support part supporting a body part and guiding movement of the body part.
  • the body portion may include a ruler for displaying a scale for measuring the depth of the body portion inserted into the rectum of the patient, and a measurer provided on the body portion to be movable in the longitudinal direction of the body portion on the ruler.
  • the fluid inlet portion may receive a predetermined amount of fluid, supply fluid to the body portion in accordance with pressure or pressure from the outside, or may be characterized in that the fluid is taken out from the body portion.
  • it may further include a connecting portion for connecting the body portion and the fluid injection portion.
  • At least one of the fluid injection portion and the connection portion may include a valve that is supplied to the body portion, or regulates the flow rate of the fluid taken out from the body portion.
  • the elastic body may be characterized in that coupled to the body portion to be removable.
  • the support may be characterized in that the remote control.
  • the support may be characterized in that it can be manually controlled by the user.
  • a body fluid capable of flowing a furnace fluid, an ultrasonic probe housed inside the body part to radiate ultrasonic waves to an inspected object, and receiving an ultrasonic echo signal from the inspected object, connected to the body portion to supply fluid to the body portion, A fluid injecting portion for extracting fluid from the body portion, and an elastic body and body portion arranged to surround the body portion and connected to the body portion to expand or contract according to the flow of fluid supplied to or extracted from the body portion through the fluid injecting portion;
  • Ultrasound image-guided rectum comprising a support connected to the guide to guide the movement of the body portion
  • a reference image storage unit for storing a balloon device, a reference image storage unit for storing a reference image of a first position of the patient's internal organ
  • the position determiner may transmit a signal to the radiation therapy device to irradiate the internal organs of the patient with a radiation beam.
  • the position determining unit transmits a signal to the radiation therapy device to irradiate the internal organs of the patient with a radiation beam
  • the position determining unit transmits a signal to the radiation therapy device to irradiate the internal organs of the patient with the radiation beam. Can be.
  • the position determiner may generate an alert message when the distance between the first position and the second position exceeds an error threshold value.
  • the image output unit may be characterized by representing the image so that the user can visually confirm the alarm message.
  • the operation of the radiation therapy device is stopped along with the generation of the alarm message.
  • it may further include a correction unit for correcting the posture of the patient.
  • the position determination unit when the distance between the first position and the second position is equal to or less than the error threshold value, the position determination unit generates a signal for driving the calibration unit, and the calibration unit generates a signal corresponding to the first position and the second position substantially.
  • a control system for ultrasound image-guided rectal balloon device characterized in that to correct the posture.
  • Still another embodiment of the present invention is to take a first position of the internal organs of the patient before radiation treatment and to store as a reference image, setting an error threshold value, and the ultrasound image-induced rectal balloon device inside the rectum of the patient And inserting the fluid into the inside of the rectal balloon device, and obtaining second position information of the internal organs of the patient through the ultrasound image-induced rectal balloon device, and storing the second location information as a real-time image. Comparing and analyzing the reference image and the real-time image to determine whether the first position and the second position of the patient's internal organs substantially correspond to each other, and when the first position and the second position correspond to each other, toward the target.
  • a radiotherapy method comprising the steps of extracting and extracting an ultrasound image-guided rectal balloon device from a patient's rectum.
  • the step of irradiating the radiation beam toward the target to perform the radiation treatment comparing and analyzing the reference image and the real-time image to visual information about the first position and the second position of the patient's internal organs It may be characterized in that provided to the image.
  • the step of performing radiation treatment by irradiating a beam of radiation toward the target if the distance between the first position and the second position of the patient's internal organs during the radiation treatment is less than the error threshold, Irradiating the beam of radiation toward the radiation therapy.
  • the position of at least one of the target and the oscillating portion irradiating the beam of radiation is changed such that the distance between the first position and the second position of the patient's internal organs during the radiation therapy is kept below the error threshold. Radiation therapy.
  • the step of performing radiation treatment by irradiating a beam of radiation toward the target when the interval between the first position and the second position of the patient's internal organs during the radiation treatment is an error threshold, toward the target Irradiation of the radiation beam may be characterized by continuing radiation therapy.
  • the method may include generating an alert message when a distance between the first position and the second position exceeds an error threshold.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a control system of the ultrasound image-guided rectal balloon device according to an embodiment of the present invention.
  • control system 100 of the ultrasound image-induced rectal balloon device may include a control unit 110, an ultrasound image-induced rectal balloon device 120, a storage unit 130, and position determination.
  • the unit 140 includes an image output unit 150 and a correction unit 160. This will be described in more detail as follows.
  • the purpose of radiation therapy is to accurately investigate the planned radiation dose in the target tumor while minimizing damage to surrounding normal tissue. Therefore, for successful radiation therapy, the accurate delivery of the planned radiation dose to the tumor is an important factor.
  • control system 100 of the ultrasound image-guided rectal balloon device while minimizing the internal movement of the prostate gland, while monitoring the movement of the prostate in real time during radiation treatment It provides a system and method that can be.
  • the prostate is fixed during radiation treatment, and a control system and a radiation treatment method for monitoring the movement of the prostate and surrounding organs in real time during the treatment are provided.
  • the controller 110 is a kind of central processing unit that controls and corrects the position of the patient's prostate in the control system 100 of the ultrasound image-guided rectal balloon device and controls the entire process of monitoring in real time.
  • the controller 110 stores the reference image for the first position of the internal organs of the patient acquired through magnetic resonance imaging (MRI) or computed tomography (CT) imaging before the radiation treatment in the reference image storage unit 131.
  • the real-time image of the second position of the internal organs of the patient's prostate gland obtained through the ultrasound probe 122 of the ultrasound image-guided rectal balloon device 120 is stored in the real-time image storage unit 132, the position determination unit ( 140 to determine whether the error between the first position and the second position of the patient's internal organs exceeds the reference value by comparing and analyzing the reference image and the real-time image, and control the image output unit 150 to control the inside of the patient.
  • the ultrasound image-guided rectal balloon device 120 is inserted into the rectum of the patient and serves to fix the internal organs of the patient, for example, the prostate gland and the bladder. Specifically, the body part 121, the ultrasound probe 122, The fluid injection part 123, the elastic body 124, and the support part 125 are included. Hereinafter, each component of the ultrasound image-guided rectal balloon device 120 will be described in more detail with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is a conceptual view illustrating the ultrasound image-guided rectal balloon device of FIG. 1 in detail.
  • the body 121 is a component that forms the main body of the ultrasound image-guided rectal balloon device 120, and may be formed to allow fluid such as air or water to flow therein. Since the body 121 is inserted into the body of the patient through the rectum of the patient, it may be preferably formed in a cylindrical shape, embodiments of the present invention is not limited thereto. That is, the body portion 121 may be manufactured in various shapes such as an elliptic columnar shape and a polygonal columnar shape, and the edges thereof may be manufactured in a curved shape so as not to damage the inside of the patient's body.
  • the body portion 121 may be formed with a ruler (121a) for displaying a scale to measure the depth of the ultrasonic image guided rectal balloon device 120 is inserted into the rectum of the patient, on the ruler (121a)
  • the measurer 121b installed in the body 121 may be installed to be movable in the longitudinal direction of the body 121.
  • the ultrasound image-induced rectal balloon device 120 can be checked to what depth it is inserted into the rectum of the patient.
  • the position information of the measurer 121b may be separately stored, and in the subsequent multiple times of radiation therapy after one time of radiation treatment, the ultrasound image-induced rectal balloon device is driven by driving the support unit 125 to be described later. 120 may be repeatedly inserted as much as the position of the stored measurer (121b). Therefore, even if the radiation treatment process is repeated a number of times, the ultrasound image guided rectal balloon device 120 may be inserted and discharged into the rectum of the patient to a certain depth.
  • connection holes 121c may be formed in the body 121.
  • the connection hole 121c is a passage that connects the body portion 121 and the elastic body 124 to be described later to allow the flow of fluid therebetween, and is formed in a portion of the body portion 121 surrounded by the elastic body 124. Can be.
  • the ultrasound probe 122 may be accommodated in the body 121 to radiate ultrasound toward an object, that is, an internal organ of the patient, and receive an ultrasound echo signal from the object.
  • the ultrasonic probe 122 may include a housing (not shown) forming a body, and an ultrasonic transducer (not shown) that is disposed inside the housing to generate ultrasonic waves depending on the presence or absence of a voltage applied from the outside. May include).
  • the transducer may include a piezoelectric part (not shown) for converting electrical signals and ultrasonic waves to each other, a matching part (not shown) and a test object for matching the acoustic impedance of the ultrasonic wave generated from the piezoelectric part with the acoustic impedance of the object under test. It may include a sound absorbing portion (not shown) for absorbing the ultrasonic echo transmitted in the opposite direction of the body.
  • the configuration of the ultrasonic probe 122 is a general example of an ultrasonic device that emits ultrasonic waves to obtain a series of images, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the fluid injection unit 123 and at least one of the connection portion 123a may include a valve 123b for adjusting the flow rate of the fluid supplied to or taken out of the body portion 121. That is, the fluid injection unit 123 may be manually operated by the user to open and close the connection unit 123a, and may adjust the flow rate of the fluid flowing into the body unit 121 automatically through the valve 123b. .
  • the valve 123b may be configured as a one-way valve, and by such a configuration, the valve 123b may serve to prevent backflow of the fluid injected into the body portion 121 back to the fluid injection portion 123.
  • valve 123b is depicted as a piston of a syringe installed at one side of the fluid inlet 123, but embodiments of the present invention are not limited thereto. That is, the valve 123b may be any device capable of controlling the flow of the fluid in the process of introducing the fluid from the fluid inlet 123 to the body 121 or withdrawing the fluid from the body 121. It is possible to configure, and may be installed in the middle of the flow path formed in the connection portion 123a or the fluid injection portion 123.
  • the elastic body 124 is disposed to surround the body portion 121 and connects the connection hole 121c through which the fluid is supplied to the body portion 121 through the fluid injection portion 123 or passed out of the body portion 121. It is connected to the body portion 121 through.
  • the elastic body 124 may be formed of a flexible deformable material such as rubber or latex, and is formed to be connected to the body portion 121 through the connection hole 121c to be introduced or introduced through the connection hole 121c. It may expand or contract depending on the flow of fluid withdrawn. 2 shows a state in which the fluid is introduced into the body 121 and the elastic body 124 and the elastic body 124 is expanded.
  • the elastic body 124 may be coupled to the body portion 121 to be detachable. That is, the elastic body 124 may be formed to be freely coupled and separated from the body portion 121, by this configuration can be used to replace the ultrasound image-induced rectal balloon device 120 for each patient.
  • the support part 125 may be connected to the body part 121 to support the body part 121, and may be connected to a separate driving part (not shown) to guide the movement of the body part 121.
  • the support unit 125 may be configured as an automated device that can be remotely controlled by the user, and of course, the user may directly manipulate the device by directly manipulating it.
  • the support 125 may be installed and fixed at a place such as a bed on which the patient is lying.
  • the support 125 may not only support the body 121 so as to be movable back, forth, left, and right, and may be rotatably supported in the axial direction O of the body 121. According to this configuration, the support 125 can guide the ultrasound image-induced rectal balloon device 120 to be stably inserted into the rectum of the patient, the ruler (121a) and the measurer (121b) formed in the body portion 121
  • the position of the ultrasound image-induced rectal balloon device 120 stored by the configuration that is, the depth of the ultrasound image-induced rectal balloon device 120 inserted into the rectum of the patient may be constantly maintained in the radiation treatment process.
  • a method for inserting the ultrasound image-guided rectal balloon device 120 according to an embodiment of the present invention is inserted into the rectum of the patient.
  • Figure 4 is a view showing the shape after the elastic body of the ultrasonic image guided rectal balloon device inserted into the rectum.
  • the fluid should not flow into the body 121.
  • the diameter of the body portion 121 is a size that can be inserted into the rectum through the anus of the patient without difficulty, for example, the diameter of about 10mm to 20mm is preferred.
  • a portion of the ultrasound image-guided rectal balloon device 120 is inserted into the rectum.
  • a portion of the body 121 and the elastic body 124 connected to the body 121 may be easily inserted into the rectum.
  • the fluid is injected into the body portion 121 inserted into the interior of the rectum through the fluid inlet 123.
  • the fluid injected into the body 121 is introduced into the elastic body 124 through the connection hole 121c to expand the elastic body 124.
  • the elastic body 124 is positioned in an appropriate shape in the internal space of the rectum (C).
  • the ultrasound probe 122 may monitor the position of the prostate B during radiation treatment in real time.
  • the fluid supplied to the body portion 121 and the elastic body 124 is again taken out to the fluid injection portion 123.
  • the elastic body 124 returns to the shape before expansion and the volume thereof is reduced so that it can be easily removed from the rectum C.
  • the ultrasound image guided rectal balloon device 120 By the ultrasound image guided rectal balloon device 120 according to an embodiment of the present invention, it is possible to minimize the movement of the internal organs of the patient during the radiation treatment and at the same time to monitor the movement of the internal organs in real time. .
  • control system 100 of the ultrasound image-guided rectal balloon device may include a storage 130.
  • the storage unit 130 is a reference image storage unit 131 for storing a reference image for the first position of the internal organs of the patient before radiation treatment, and the ultrasound probe 122 installed in the ultrasound image-induced rectal balloon device 120 It may include a real-time image storage unit 132 for storing a real-time image for the second position of the real-time internal organs of the patient obtained by.
  • the first position refers to positions of internal organs obtained through magnetic resonance imaging (MRI) or computed tomography (CT) prior to radiation therapy.
  • This first position is used as a reference position in the process of real-time monitoring the position of the internal organs of the patient before the full-scale radiation treatment is performed.
  • the second position refers to the position of the internal organs of the patient to be monitored in real time during the radiation treatment process.
  • the second position is obtained in real time by the ultrasonic probe 122 installed in the ultrasound image-induced rectal balloon device 120 is stored in the real-time image storage unit 132 as a real-time image, the reference image that is information about the first position Along with the video output unit 150 to be described later may be output as an image for the user to recognize.
  • the position determiner 140 is a component that compares and analyzes the reference image and the real-time image. That is, the position determination unit 140 compares the first position of the internal organs identified through the reference image with the second position of the internal organs acquired in real time through the real-time image, so that an error between them exceeds an error threshold value. Can be determined.
  • the error threshold value may be input through a separate input unit (not shown) that receives an input signal from the user although not shown, and the information about the error threshold value input by the user may be stored in the storage unit 130 or the like. It may be stored in a separate memory (not shown) installed in the position determiner 140.
  • the input unit may include a keyboard, a mouse, or the like, and may also be configured as a touch screen of a tablet personal computer. In this case, the input unit may include a touch recognition display controller and other input controllers.
  • the position determining unit 140 operates the radiation therapy device to irradiate the radiation beam to the tumor formed on the internal organ side of the patient, that is, the internal organ when the first position and the second position of the internal organ of the patient substantially correspond to each other. Can carry a signal.
  • the position determiner 140 may generate an alarm message when an error between the first position and the second position exceeds an error threshold value input by the user.
  • the radiation therapy device may be deactivated to block the radiation beam irradiated to the internal organs of the patient.
  • the position determiner 140 may generate a driving signal for driving the corrector 160.
  • the correction unit 160 is a component for correcting the posture of the patient so that the first position and the second position of the internal organs substantially correspond, which will be described in detail later.
  • the image output unit 150 may output at least one of a reference image and a real-time image obtained through the ultrasound probe 122 as an image for the user to visually check, and may include a monitor. .
  • the reference image and the real-time image can be reconstructed in 2D, 3D
  • the image output unit 150 is a separate software connected to the control unit 110 to perform a function, such as storage and recall for the reference image and the real-time image It can also be driven by.
  • the image output unit 150 may be configured as a touch screen of a tablet personal computer or the like.
  • the image output unit 150 may be implemented as a plurality of monitors and installed in the radiation treatment room and the control room outside the treatment room, respectively.
  • the image output unit 150 may display the contours of the respective internal organs obtained by the real-time image so that the user can identify the second position of the internal organs of the patient, and compare the contours with the contour of the first position in real time. The distance between the first position and the second position can be observed in real time.
  • the image output unit 150 may display a specific point of each of the internal organs as an image, and may monitor the location of the internal organs of the patient in real time by monitoring the specific point in real time.
  • the position determination unit 140 determines that the error between the first position and the second position of the internal organs is less than or equal to an error threshold set by the user, the position determination unit 140 generates the position determination unit 140. It is a component driven by the drive signal to be.
  • the correction unit 160 may be operated by a separate driving source (not shown), and may be installed in a medical bed on which the patient is lying to change the posture of the patient.
  • the correction unit 160 may be operated by a driving source to reduce the error between the first position and the second position of the internal organs to correct the posture of the patient so that the first position and the second position correspond substantially. Even while the correcting unit 160 operates to correct the posture of the patient, the ultrasound image-induced rectal balloon device 120 inserted into the rectum of the patient may continue to operate. Ultrasound image guidance means that the position of internal organs may be monitored in real time by the image output unit 150 by the operation of the ultrasonic probe 122 installed inside the rectal balloon device 120.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of monitoring and controlling the position of an internal organ of a patient during radiation therapy using the control system of the ultrasound image-guided rectal balloon device of FIG. 1.
  • the method may include: photographing a first position of an internal organ of a patient through MRI or CT before radiation treatment and storing it as a reference image (S501); Setting an error limit value (S503), inserting an ultrasound image-guided rectal balloon device into the rectum of the patient (S505), into the ultrasound image-induced rectal balloon device, that is, the body portion and the elastic body of the ultrasound image-induced rectal balloon device Injecting a fluid into the fluid (S507), Obtaining a real-time image of the second position of the patient's internal organs through the ultrasound probe (S509), Comparative analysis of the reference image and the real-time image of the patient's first internal organs In operation S511, it is determined whether the position and the second position correspond substantially to each other, and the first position of the internal organs in the reference image and the first position of the internal organs in the reference image are determined.
  • step S521 the patient's posture may be corrected to correspond. Since the method of correcting the posture of the patient has been described with respect to the correction unit 160, a detailed description thereof will be omitted.
  • steps S509 and S511 are repeatedly performed until the first position shown in the reference image and the second position shown in the real-time image substantially correspond.
  • radiation treatment can be started in a state where the first position and the second position of the internal organs of the patient are substantially the same position before the radiation treatment of irradiating the target beam with the radiation beam.
  • FIG. 6 shows a gating therapy method among radiation treatment methods
  • FIG. 7 shows a real-time tumor-tracking radiation therapy method among radiation treatment methods.
  • gating treatment refers to a method of irradiating a radiation beam only when a tumor of an internal organ of a patient to be irradiated is located in a gating window.
  • the partial area to which the radiation beam is to be irradiated is set by the user in setting an error limit value (see S503 of FIG. 5) in which the user sets an error limit value which is a limit value of the interval between the first position and the second position of the patient's internal organs. If the distance between the first position and the second position of the patient's internal organs substantially corresponds to the error threshold value (S601), the radiation beam is irradiated onto the target (S603).
  • the method of tracking body tracking radiation refers to a method of tracking a location of a tumor formed in an internal organ of a patient, that is, a target in real time, and irradiating a beam of radiation to the location of the target.
  • the position may be changed (S703).
  • the radiation beam When the radiation beam is irradiated to the target while changing the position of at least one of the target and the oscillation portion in this way, the radiation beam is directed to the target of the internal organ of the patient located at the second position within the range not exceeding the error threshold value at the first position. Can be investigated.
  • the radiation treatment according to the fuselage tracking radiation treatment method even if the interval between the first position and the second position exceeds the error threshold value and outputs an alarm message (S707), at the same time stop the operation of the radiation therapy device (S709) can do.
  • the internal organs of the patient may be fixed by the elastic body 124 of the ultrasound image-guided rectal balloon device 120 during the radiotherapy, as well as through the ultrasound probe 122. Radiation therapy can be performed while real-time movement of the patient's internal organs is confirmed.
  • the second position of the internal organs obtained during the radiation treatment of the reference image of the first position of the internal organs of the patient obtained before the radiation treatment that is, the first position of the internal organs of the patient as a reference among the entire radiation treatment process
  • the radiation beam can be precisely radiated to the desired area of the patient's internal organs. If the first position and the second position are spaced apart from each other by exceeding a preset error threshold, the user can check the alarm message and automatically stop the operation of the radiation therapy device as necessary. The safety and reliability of radiation therapy can also be improved.
  • connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings by way of example shows a functional connection and / or physical or circuit connections, in the actual device replaceable or additional various functional connections, physical It may be represented as a connection, or circuit connections.
  • such as "essential”, “important” may not be a necessary component for the application of the present invention.
  • the ultrasound image-induced rectal balloon, its control system and radiation to minimize the movement of the internal organs during radiation therapy, and to enable precise radiotherapy by monitoring the position of the internal organs in real time
  • Embodiments of the present invention can be applied to medical radiation therapy apparatuses that provide a method of treatment and are used industrially.

Abstract

본 발명의 일 실시예는 환자의 직장으로 삽입되는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치에 있어서, 내부로 유체가 유동 가능한 몸체부와, 몸체부의 내부에 수용되어 피검사체에 초음파를 방사하고 피검사체로부터 초음파 에코(echo) 신호를 수신하는 초음파 프로브와, 몸체부에 연결되어 몸체부로 유체를 공급하거나, 몸체부로부터 유체를 취출하는 유체 주입부와, 몸체부를 둘러싸도록 배치되며, 몸체부에 연결되어 유체 주입부를 통해 몸체부로 공급되거나 몸체부로부터 취출되는 유체의 유동에 따라 팽창 또는 수축하는 탄성체와, 몸체부를 지지하며 몸체부의 이동을 가이드하는 지지부를 포함하는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 개시한다.

Description

초음파 영상유도 직장 풍선 장치, 그 제어 시스템 및 방사선 치료 방법
본 발명의 실시예들은 초음파 영상유도 직장 풍선, 그 제어 시스템 및 방사선 치료 방법에 관한 것으로, 상세하게는 방사선 치료 시 내부 장기의 움직임을 최소화하는 동시에 내부 장기의 위치를 실시간으로 모니터링함으로써, 정밀한 방사선 치료를 가능하게 하는 초음파 영상유도 직장 풍선, 그 제어 시스템 및 방사선 치료 방법에 관한 것이다.
방사선 치료시 유의해야 할 중요한 요소 중 하나는 방사선 치료 중 환자의 장기 움직임이 일정하다는 전제를 가지고 이루어져야 한다는 점이다. 의료용 방사선 치료기를 이용한 방사선 치료와 같은 경우, 종양 부위에 방사선 빔을 집중적으로 조사하는 동시에, 주변 정상 조직에는 최소한의 선량이 조사되도록 방사선 치료기의 정확성을 높이는 것이 성공적인 방사선 치료의 관건이다.
움직이는 장기에 대한 체부 정위 방사선 치료는 다른 방사선 치료에 비해 치료시간이 현격히 길고, 부작용의 위험도 또한 매우 클 수 있으므로, 이를 해소하기 위해 장기의 움직임을 고정하거나, 움직임을 실시간으로 면밀하게 관찰함으로써 원치 않는 주변 정상 조직에 방사선 빔이 조사되는 것을 방지할 필요가 있다.
본 발명의 실시예들은 방사선 치료 시 내부 장기의 움직임을 최소화하는 동시에 내부 장기의 위치를 실시간으로 모니터링함으로써, 정밀한 방사선 치료를 가능하게 하는 초음파 영상유도 직장 풍선, 그 제어 시스템 및 방사선 치료 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 환자의 직장으로 삽입되는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치에 있어서, 내부로 유체가 유동 가능한 몸체부와, 몸체부의 내부에 수용되어 피검사체에 초음파를 방사하고 피검사체로부터 초음파 에코(echo) 신호를 수신하는 초음파 프로브와, 몸체부에 연결되어 몸체부로 유체를 공급하거나, 몸체부로부터 유체를 취출하는 유체 주입부와, 몸체부를 둘러싸도록 배치되며, 몸체부에 연결되어 유체 주입부를 통해 몸체부로 공급되거나 몸체부로부터 취출되는 유체의 유동에 따라 팽창 또는 수축하는 탄성체와, 몸체부를 지지하며 몸체부의 이동을 가이드하는 지지부를 포함하는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 개시한다.
이와 같은 본 발명의 실시예들에 의해서, 방사선 치료 시 내부 장기의 움직임을 최소화할 수 있고, 또한 내부 장기의 위치를 실시간으로 모니터링함으로써 정밀한 방사선 치료를 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 구체적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은 직장 내에 삽입된 도 2의 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 탄성체가 팽창하기 전의 형상을 나타내는 도면이다.
도 4는 직장 내에 삽입된 도 2의 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 탄성체가 팽창한 후의 형상을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템을 이용하여 방사선 치료 시 환자의 내부 장기의 위치를 모니터링 및 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 방사선 치료의 방법들 중 게이팅 치료(Gating therapy) 방법을 나타낸다.
도 7은 방사선 치료의 방법들 중 동체추적방사선치료(Real-time tumor-tracking radiation therapy) 방법을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예는 환자의 직장으로 삽입되는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치에 있어서, 내부로 유체가 유동 가능한 몸체부와, 몸체부의 내부에 수용되어 피검사체에 초음파를 방사하고 피검사체로부터 초음파 에코(echo) 신호를 수신하는 초음파 프로브와, 몸체부에 연결되어 몸체부로 유체를 공급하거나, 몸체부로부터 유체를 취출하는 유체 주입부와, 몸체부를 둘러싸도록 배치되며, 몸체부에 연결되어 유체 주입부를 통해 몸체부로 공급되거나 몸체부로부터 취출되는 유체의 유동에 따라 팽창 또는 수축하는 탄성체와, 몸체부를 지지하며 몸체부의 이동을 가이드하는 지지부를 포함하는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 몸체부는 환자의 직장으로 삽입되는 몸체부의 깊이를 측정하기 위한 눈금을 표시하는 눈금자와, 눈금자 상에서 몸체부의 길이 방향으로 이동 가능하도록 몸체부에 설치되는 측정자를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 유체 주입부는 소정량의 유체를 수용하며, 외부로부터의 가압 또는 감압에 따라 몸체부로 유체를 공급하거나, 몸체부로부터 유체를 취출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 몸체부와 유체 주입부를 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 유체 주입부 및 연결부 중 적어도 하나는 몸체부로 공급되거나, 몸체부로부터 취출되는 유체의 유량을 조절하는 밸브를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 탄성체는 탈착 가능하도록 몸체부에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 지지부는 원격으로 조종 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 지지부는 사용자에 의해 수동으로 조종 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 방사선 치료 시 환자의 내부 장기에 방사선 빔을 조사하는 방사선 치료기와 함께 구동되어 환자의 내부 장기의 위치를 실시간으로 모니터링하는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템에 있어서, 내부로 유체가 유동 가능한 몸체부와, 몸체부의 내부에 수용되어 피검사체에 초음파를 방사하고 피검사체로부터 초음파 에코(echo) 신호를 수신하는 초음파 프로브와, 몸체부에 연결되어 몸체부로 유체를 공급하거나, 몸체부로부터 유체를 취출하는 유체 주입부와, 몸체부를 둘러싸도록 배치되며, 몸체부에 연결되어 유체 주입부를 통해 몸체부로 공급되거나 몸체부로부터 취출되는 유체의 유동에 따라 팽창 또는 수축하는 탄성체 및 몸체부에 연결되어 몸체부의 이동을 가이드하는 지지부를 포함하는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치와, 방사선 치료 전 환자의 내부 장기의 제1 위치에 대한 기준영상을 저장하는 기준영상 저장부와, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 통해 획득되는 환자의 실시간 내부 장기의 제2 위치에 대한 실시간영상을 저장하는 실시간영상 저장부를 포함하는 저장부와, 기준영상 및 실시간영상을 비교분석하여 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 위치 판단부와, 기준영상 및 실시간영상 중 적어도 하나를 영상으로 표시하는 영상 출력부를 포함하고, 오차 임계값은 사용자에 의해 입력되는 것을 특징으로 하는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 위치 판단부는 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치가 서로 실질적으로 대응할 경우, 방사선 빔을 환자의 내부 장기에 조사하도록 방사선 치료기에 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 위치 판단부는 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값 이하일 경우, 방사선 빔을 상기 환자의 내부 장기에 조사하도록 방사선 치료기에 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 위치 판단부는 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값일 경우, 방사선 빔을 환자의 내부 장기에 조사하도록 방사선 치료기에 신호를 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 위치 판단부는 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값을 초과할 경우 경보 메시지를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 영상 출력부는 사용자가 경보 메시지를 시각적으로 확인할 수 있도록 영상으로 표현하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 경보 메시지의 생성과 함께 방사선 치료기의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 환자의 자세를 교정하는 교정부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 위치 판단부는 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값 이하인 경우, 교정부를 구동하는 신호를 생성하고, 교정부는 제1 위치와 제2 위치가 실질적으로 대응하도록 환자의 자세를 교정하는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템.
본 발명의 또 다른 실시예는 방사선 치료 전 환자의 내부 장기의 제1 위치를 촬영하여 기준영상으로 저장하는 단계와, 오차 임계값을 설정하는 단계와, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 환자의 직장 내부로 삽입하는 단계와, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 내부로 유체를 유입시키는 단계와, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 통해 환자의 내부 장기의 제2 위치 정보를 획득하여 실시간영상으로 저장하는 단계와, 기준영상과 실시간영상을 비교분석하여 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치가 서로 실질적으로 대응하는지 여부를 판단하는 단계와, 제1 위치와 제2 위치가 서로 실질적으로 대응할 경우 표적을 향해 방사선 빔을 조사하여 방사선 치료를 수행하는 단계와, 방사선 치료가 종료된 이후 초음파 영상유도 직장 풍선 장치로부터 유체를 취출해내는 단계와, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 환자의 직장으로부터 취출해내는 단계를 포함하는 방사선 치료 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 기준영상과 실시간영상을 비교분석하여 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치가 서로 실질적으로 대응하는지 여부를 판단하는 단계는, 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값 이하일 경우, 제1 위치와 제2 위치가 실질적으로 대응하도록 환자의 자세를 교정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 표적을 향해 방사선 빔을 조사하여 방사선 치료를 수행하는 단계는, 기준영상과 실시간영상을 비교분석하여 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치에 대한 시각적인 정보를 사용자에게 영상으로 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 표적을 향해 방사선 빔을 조사하여 방사선 치료를 수행하는 단계에 있어서, 방사선 치료 수행 중 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값 이하일 경우, 표적을 향해 방사선 빔을 조사하여 방사선 치료를 지속하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 방사선 치료 수행 중 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값 이하를 유지하도록, 표적 및 방사선 빔을 조사하는 발진부 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경시키며 방사선 치료를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 표적을 향해 방사선 빔을 조사하여 방사선 치료를 수행하는 단계에 있어서, 방사선 치료 수행 중 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값일 경우, 표적을 향해 방사선 빔을 조사하여 방사선 치료를 지속하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값을 초과할 경우 경보 메시지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 경보 메시지에 따라 방사선 치료기의 작동을 중지하는 것을 특징으로 할 수 있다.
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. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 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. 또한, 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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템(100)은 제어부(110), 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120), 저장부(130), 위치 판단부(140), 영상 출력부(150) 및 교정부(160)를 포함한다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
상세히, 방사선 치료의 목적은 타겟이 되는 종양에 계획된 방사선량을 정확하게 조사하되, 주위 정상 조직의 피해를 최소화하는 것이다. 따라서, 성공적인 방사선 치료를 위해서는 계획한 방사선량이 종양에 정확하게 전달되는 것이 중요한 요인이다.
그러나, 종양과 그 주변의 장기들이 방사선 치료 중에 움직이게 되면, 그 움직임으로 인하여 방사선 전달 기술 측면에서 정밀성과 정확성이 떨어지게 되어 원하는 곳에 방사선량을 집중하지 못하거나, 원하지 않는 곳에 방사선량이 조사되어 정상적인 조직을 손상시킬 우려가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템(100)에서는, 전립선의 내부 움직임을 최소화하는 동시에, 방사선 치료 중에 실시간으로 전립선의 움직임을 모니터링할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다.
구체적으로는, 직장 풍선 내에 초음파 검출기를 결합함으로써, 방사선 치료 시 전립선을 고정하고, 치료 중에 전립선과 주변의 장기들의 움직임을 실시간으로 모니터링하는 제어 시스템 및 방사선 치료 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템(100)의 각 구성 요소에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
제어부(110)는 일종의 중앙처리장치로써 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템(100)에서 환자의 전립선의 위치를 고정 및 교정하고, 실시간으로 모니터링하는 전체 과정을 제어한다.
즉, 제어부(110)는 방사선 치료 전 MRI(Magnetic resonance imaging) 또는 CT(Computed tomography) 촬영을 통해 획득한 환자의 내부 장기의 제1 위치에 대한 기준영상을 기준영상 저장부(131)에 저장하며, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)의 초음파 프로브(122)를 통해 획득되는 환자의 전립선의 내부 장기의 제2 위치에 대한 실시간영상을 실시간영상 저장부(132)에 저장하며, 위치 판단부(140)를 제어하여 기준영상 및 실시간영상을 비교분석하여 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치 간의 오차가 기준치를 초과하는지 여부를 판단하고, 영상 출력부(150)를 제어하여 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치를 사용자가 시각적으로 확인할 수 있도록 기준영상과 실시간영상을 디스플레이하며, 또한 제1 위치와 제2 위치 간의 오차가 오차 임계값을 초과할 경우 경보 메시지를 생성하며, 교정부(160)를 제어하여 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치의 이격 정도가 오차 임계값 이하인 경우 제1 위치와 제2 위치가 실질적으로 대응하도록 환자의 자세를 교정하는 등의 다양한 서비스를 제공한다.
초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)는 환자의 직장으로 삽입되어 환자의 내부 장기, 예컨데 전립선과 방광을 고정하는 역할을 수행하는 장치로써, 구체적으로는 몸체부(121), 초음파 프로브(122), 유체 주입부(123), 탄성체(124) 및 지지부(125)를 포함한다. 이하에서는 도 2를 참조하여 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)의 각 구성요소에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 도 1의 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 구체적으로 나타내는 개념도이다.
도 2를 참조하면, 몸체부(121)는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)의 본체를 이루는 구성요소로, 내부로 공기나 물 등의 유체가 유동 가능하도록 형성될 수 있다. 몸체부(121)는 환자의 직장을 통해 환자의 신체 내부로 삽입되므로, 바람직하게는 원통형으로 형성될 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 즉, 몸체부(121)는 타원 기둥형, 다각 기둥형 등 다양한 형상으로 제작될 수 있으며, 그 모서리는 환자의 신체 내부를 손상시키지 않을 정도로 만곡된 형태로 제작될 수 있다.
또한, 몸체부(121)에는 환자의 직장으로 삽입되는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)의 깊이 정도를 측정하기 위하여 눈금을 표시하는 눈금자(121a)가 형성될 수 있으며, 이러한 눈금자(121a) 상에는 몸체부(121)의 길이 방향으로 이동 가능하도록 몸체부(121)에 설치되는 측정자(121b)가 설치될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 측정자(121b)가 눈금자(121a) 상의 어느 곳에 위치하느냐를 관찰함에 따라 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)가 환자의 직장 내로 어느 정도 깊이에 삽입되었는지 확인할 수 있다. 또한, 측정자(121b)의 위치 정보는 별도로 저장될 수 있으며, 일회의 방사선 치료 이후에 후속적으로 진행되는 다수회의 방사선 치료 과정에서, 후술할 지지부(125)의 구동에 의해 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)는 저장된 측정자(121b)의 위치만큼 반복적으로 삽입될 수 있다. 따라서, 방사선 치료 과정이 다수회 반복되더라도, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)는 일정한 깊이로 환자의 직장 내부로 삽입과 배출을 반복할 수 있다.
그리고, 몸체부(121)에는 하나 이상의 연결 구멍(121c)이 형성될 수 있다. 연결 구멍(121c)은, 몸체부(121)와 후술할 탄성체(124)를 연결하여 상호 간의 유체의 유동을 허용하는 통로로써, 탄성체(124)에 의해 둘러싸이는 몸체부(121)의 일부분에 형성될 수 있다.
다음으로, 초음파 프로브(122)는 몸체부(121)의 내부에 수용되어, 피검사체, 즉 환자의 내부 장기를 향해 초음파를 방사하고, 피검사체로부터 초음파 에코(echo) 신호를 수신할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 일예로, 이러한 초음파 프로브(122)는 몸체를 형성하는 하우징(미도시)과, 하우징의 내부에 배치되어 외부에서 인가되는 전압의 유무에 따라 초음파를 발생시키는 초음파 트랜스듀서(미도시)를 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 트랜스듀서는 전기적인 신호와 초음파를 상호 변환시키는 압전부(미도시)와, 압전부에서 발생되는 초음파의 음향 임피던스를 피검사체의 음향 임피던스와 매칭시키는 매칭부(미도시) 및 피검사체의 반대방향으로 송신되는 초음파 에코를 흡수하는 흡음부(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 초음파 프로브(122)의 구성은 초음파를 방사하여 일련의 영상을 획득하는 초음파 기기의 일반적인 예시로써, 더 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 유체 주입부(123)는 연결부(123a)를 통해 몸체부(121)에 연결되어 몸체부(121)로 유체를 공급하거나, 몸체부(121)로부터 유체를 취출할 수 있다. 즉, 유체 주입부(123)는 소정량의 유체를 수용할 수 있으며, 외부로부터의 가압 또는 감압에 따라 유체를 몸체부(121)로 공급하거나, 몸체부(121)에 있는 유체를 유체 주입부(123) 측으로 취출할 수 있다.
또한, 유체 주입부(123)는 및 연결부(123a) 중 적어도 하나는 몸체부(121)로 공급되거나 몸체부(121)로부터 취출되는 유체의 유량을 조절하는 밸브(123b)를 포함할 수 있다. 즉, 유체 주입부(123)는 사용자에 의해 수동으로 조작되어 연결부(123a)를 개폐할 수도 있고, 한편 밸브(123b)를 통해 자동으로 몸체부(121)에 유입되는 유체의 유량을 조절할 수도 있다. 이러한 밸브(123b)는 일 방향 밸브로 구성될 수 있으며, 이러한 구성에 의해 몸체부(121)로 주입된 유체가 다시 유체 주입부(123)로 역류하는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 도 2에는 밸브(123b)가 유체 주입부(123)의 일측에 설치되는 주사기의 피스톤으로 묘사되어 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 즉, 밸브(123b)는 유체 주입부(123)로부터 몸체부(121)로 유체를 유입시키거나, 몸체부(121)로부터 취출해내는 과정에서 유체의 유동을 제어할 수 있는 그 어떠한 장치로도 구성이 가능하며, 연결부(123a) 또는 유체 주입부(123)에 형성되는 유로에 가운데 설치될 수도 있다.
탄성체(124)는 몸체부(121)를 둘러싸도록 배치되어, 유체 주입부(123)를 통해 몸체부(121)로 공급되거나 몸체부(121)로부터 취출되는 유체를 통과시키는 연결 구멍(121c)을 통해 몸체부(121)와 연결된다. 예컨데, 탄성체(124)는 고무 또는 라텍스 등과 같이 유연하게 변형가능한 재질로 형성될 수 있으며, 연결 구멍(121c)을 통해 몸체부(121)와 연결되도록 형성되어, 연결 구멍(121c)을 통해 유입 또는 취출되는 유체의 유동에 따라 팽창 또는 수축할 수 있다. 도 2는 몸체부(121) 및 탄성체(124)에 유체가 유입되어 탄성체(124)가 팽창된 모습을 나타낸다.
또한, 탄성체(124)는 탈착 가능하도록 몸체부(121)와 결합할 수 있다. 즉, 탄성체(124)는 몸체부(121)에서 자유롭게 결합 및 분리가 가능하도록 형성될 수 있으며, 이러한 구성에 의해 각 환자별로 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)를 교체하여 사용할 수 있다.
다음으로, 지지부(125)는 몸체부(121)에 연결되어 몸체부(121)를 지지하며, 별도의 구동부(미도시)에 연결되어 몸체부(121)의 이동을 가이드할 수 있다. 여기서, 지지부(125)는 사용자가 원격으로 조종할 수 있는 자동화 장치로 구성될 수 있으며, 물론 사용자가 직접 조작하여 수동으로 조종할 수도 있다. 또한, 지지부(125)는 환자가 누워있는 침대와 같은 곳에 설치 및 고정될 수 있다.
상세히, 지지부(125)는 몸체부(121)를 전후좌우 이동 가능하도록 지지할 수 있을 뿐만 아니라, 몸체부(121)의 축 방향(O)으로 회동 가능하도록 지지할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 지지부(125)는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)가 안정적으로 환자의 직장 내로 삽입되도록 가이드할 수 있으며, 몸체부(121)에 형성된 눈금자(121a)와 측정자(121b)의 구성에 의해 저장된 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)의 위치, 즉 환자의 직장에 삽입되는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)의 깊이를 다수회 진행되는 방사선 치료 과정에서 일정하게 유지할 수 있다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)가 환자의 직장에 삽입되는 방법에 대해 기술한다.
도 3은 직장 내에 삽입된 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 탄성체가 팽창하기 전의 형상을 나타내는 도면이며, 도 4는 작장 내에 삽입된 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 탄성체가 팽창한 후의 형상을 나타내는 도면이다.
먼저, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)가 환자의 직장에 삽입되기 전, 즉 탄성체(124)가 팽창하기 이전에는 몸체부(121)의 내부로 유체가 유입되지 않아야 한다. 그리고 몸체부(121)의 직경은 환자의 항문을 통해 직장 내부로 무리 없이 삽입될 수 있을 만한 크기로, 예컨데 직경 10mm 내지 20mm 정도가 바람직하다.
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 직장 내에 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)의 일부분을 삽입한다. 이때, 몸체부(121)의 내부에는 유체가 존재하지 않기 때문에, 몸체부(121)의 일부분과 몸체부(121)와 연결된 탄성체(124)가 용이하게 직장 내부로 삽입될 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 직장의 내부에 삽입된 몸체부(121)에 유체 주입부(123)를 통해 유체를 주입한다. 이렇게 몸체부(121)로 주입된 유체는 연결 구멍(121c)을 통해 탄성체(124)의 내부로 유입되어 탄성체(124)를 팽창시킨다. 일반적으로 성인의 경우 약 100ml 내지 200ml의 물이 주입되면 직장(C)의 내부 공간에 탄성체(124)가 적절한 형상으로 위치하게 된다.
이와 같이, 탄성체(124)의 내부에 유체가 가득 차게 되면, 직장(C)의 내부로 삽입된 탄성체(124)에 의하여 방광(A) 및 전립선(B) 등 골반 내에 위치한 기관들이 움직이지 않도록 고정할 수 있다. 이렇게 환자의 직장 주변의 내부 장기들의 위치를 고정한 이후에, 초음파 프로브(122)를 통해 방사선 치료 시 전립선(B)의 위치를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
다음으로, 방사선 치료가 종료되면, 몸체부(121)와 탄성체(124)로 공급된 유체를 다시 유체 주입부(123)로 취출한다. 탄성체(124)를 팽창시키던 유체가 취출된 후에는, 탄성체(124)는 팽창하기 이전의 형상으로 돌아가 그 부피가 줄어들어 직장(C) 내로부터 용이하게 빼낼 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)에 의하여, 방사선 치료 시 환자의 내부 장기들의 움직임을 최소화하는 동시에 내부 장기들의 움직임을 실시간으로 모니터링할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템(100)은 저장부(130)를 포함할 수 있다.
저장부(130)는 방사선 치료 전 환자의 내부 장기의 제1 위치에 대한 기준영상을 저장하는 기준영상 저장부(131)와, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120) 내에 설치된 초음파 프로브(122)에 의해 획득되는 환자의 실시간 내부 장기의 제2 위치에 대한 실시간영상을 저장하는 실시간영상 저장부(132)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 위치라 함은 방사선 치료 이전에 MRI(Magnetic resonance imaging, MRI)나 CT(Computed tomography)를 통해 얻어진 내부 장기들의 위치를 일컫는다. 이러한 제1 위치는 본격적인 방사선 치료가 수행되기 이전에 환자의 내부 장기들의 위치를 실시간으로 모니터링하는 과정에서 기준이 되는 위치로 사용된다.
한편, 제2 위치는 방사선 치료 과정 중에 실시간으로 모니터링되는 환자의 내부 장기들의 위치를 일컫는다. 이러한 제2 위치는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120) 내에 설치된 초음파 프로브(122)에 의해 실시간으로 획득되어 실시간영상으로 실시간영상 저장부(132)에 저장되며, 제1 위치에 대한 정보인 기준영상과 함께 후술할 영상 출력부(150)를 통해 사용자가 인식할 수 있도록 영상으로 출력될 수 있다.
위치 판단부(140)는 이러한 기준영상 및 실시간영상을 비교분석하는 구성요소이다. 즉, 위치 판단부(140)는 기준영상을 통해 확인되는 내부 장기들의 제1 위치와, 실시간영상을 통해 실시간으로 획득되는 내부 장기들의 제2 위치를 비교하여, 서로 간의 오차가 오차 임계값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 오차 임계값은 도시되지는 않았으나 사용자로부터 입력신호를 수신하는 별도의 입력부(미도시)를 통해 입력될 수 있으며, 이러한 사용자에 의해 입력되는 오차 임계값에 대한 정보는 저장부(130) 또는 위치 판단부(140)에 설치되는 별도의 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 예컨데, 입력부는 키보드, 마우스 등을 포함할 수 있으며, 또한 태블릿 퍼스널 컴퓨터(Tablet personal computer)의 터치 스크린 등으로 구성될 수도 있다. 이러한 경우 입력부는 터치 인식 디스플레이 제어기 및 기타 입력 제어기로 구성될 수 있다.
여기서, 위치 판단부(140)는 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치가 서로 실질적으로 대응할 경우, 방사선 빔을 환자의 내부 장기 측, 즉 내부 장기에 형성된 종양으로 조사하도록 방사선 치료기에 작동 신호를 전달할 수 있다.
한편, 위치 판단부(140)는 제1 위치와 제2 위치 간의 오차가 사용자가 입력한 오차 임계값을 초과할 경우, 경보 메시지를 생성할 수 있다. 또한, 이러한 경보 메시지와 더불어, 방사선 치료기의 작동을 정지하여 환자의 내부 장기들에 조사되는 방사선 빔을 차단할 수 있다.
한편, 위치 판단부(140)는 제1 위치와 제2 위치 간의 오차가 오차 임계값 이하인 경우, 교정부(160)를 구동하는 구동 신호를 생성할 수 있다. 후술하겠으나, 교정부(160)는 내부 장기들의 제1 위치와 제2 위치가 실질적으로 대응하도록 환자의 자세를 교정하는 구성요소로써, 이에 대해서는 이후에 자세하게 설명하기로 한다.
다음으로, 영상 출력부(150)는 초음파 프로브(122)를 통해 얻어지는 기준영상과 실시간영상 중 적어도 하나를 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 영상으로 출력하는 역할을 수행하며, 모니터 등을 포함할 수 있다. 이러한 기준영상과 실시간영상은 2D, 3D로 재구성될 수 있으며, 영상 출력부(150)는 기준영상과 실시간영상에 대한 저장, 불러오기 등의 기능을 수행하도록 제어부(110)에 연결되는 별도의 소프트웨어에 의해 구동될 수도 있다. 또한, 영상 출력부(150)는 태블릿 퍼스널 컴퓨터의 터치 스크린 등으로 구성될 수도 있으며, 복수개의 모니터들로 구현되어 방사선 치료실 내부와 치료실 외부의 조정실에 각각 설치될 수 있다.
예컨데, 영상 출력부(150)는 사용자가 환자의 내부 장기들의 제2 위치를 파악할 수 있도록 실시간영상으로 얻어지는 각 내부 장기들의 윤곽을 표시할 수 있으며, 이를 제1 위치에 대한 윤곽선과 실시간으로 비교하여 제1 위치와 제2 위치의 간격을 실시간으로 관찰할 수 있다. 또한, 영상 출력부(150)는 각 내부 장기들의 특정 지점을 영상으로 표시할 수도 있으며, 이러한 특정 지점을 실시간으로 모니터링 함으로써 환자의 내부 장기들의 위치를 실시간으로 관찰할 수도 있다.
다음으로, 교정부(160)는 위치 판단부(140)에서 내부 장기들의 제1 위치와 제2 위치 간의 오차가 사용자가 설정한 오차 임계값 이하라고 판단되었을 경우, 위치 판단부(140)에서 생성되는 구동 신호에 의해 구동되는 구성요소이다. 상세히, 교정부(160)는 별도의 구동원(미도시)에 의해 작동하며, 환자가 누워있는 의료용 침대에 설치되어 환자의 자세를 변경할 수 있다.
즉, 교정부(160)는 구동원에 의해 작동되어 내부 장기들의 제1 위치와 제2 위치 간의 오차를 줄임으로써 제1 위치와 제2 위치가 실질적으로 대응하도록 환자의 자세를 교정할 수 있다. 이렇게 교정부(160)가 작동하여 환자의 자세를 교정하는 중에도, 환자의 직장 내부에 삽입된 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)는 계속해서 작동할 수 있다. 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120) 내부에 설치된 초음파 프로브(122)의 작동에 의해 내부 장기들의 위치가 영상 출력부(150)에 의해 실시간으로 모니터링될 수 있음을 의미한다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템(100)을 이용하는 방사선 치료 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 5는 도 1의 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템을 이용하여 방사선 치료 시 환자의 내부 장기의 위치를 모니터링 및 제어하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방사선 치료 방법은, 방사선 치료 전 MRI 또는 CT를 통해 환자의 내부 장기의 제1 위치를 촬영하여 이를 기준영상으로 저장하는 단계(S501), 오차 한계값을 설정하는 단계(S503), 환자의 직장 내부로 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 삽입하는 단계(S505), 초음파 영상유도 직장 풍선 장치 내로, 즉 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 몸체부 및 탄성체로 유체를 주입하는 단계(S507), 초음파 프로브를 통해 환자의 내부 장기의 제2 위치에 대한 실시간영상을 획득하는 단계(S509), 기준영상과 실시간영상을 비교분석하여 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치가 실질적으로 대응하는지 여부를 판단하는 단계(S511), 실시간영상에 나타나는 내부 장기들의 제2 위치와 기준영상에 나타나는 내부 장기들의 제1 위치가 실질적으로 대응할 경우, 방사선 치료를 수행하는 단계(S513), 방사선 치료를 계속할지 여부를 결정하는 단계(S515), 방사선 치료 종료 후 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 몸체부와 탄성체로부터 유체를 취출해내는 단계(S517) 및 환자의 직장에서 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 취출해내는 단계(S519)를 포함한다.
상세히, 상기 기준영상과 실시간 영상을 비교분석하는 단계(S511)에서 실시간 영상에 나타나는 제2 위치가 기준영상에 나타나는 제1 위치와 실질적으로 대응하지 않을 경우에는, 제1 위치와 제2 위치가 실질적으로 대응하도록 환자의 자세를 교정하는 단계(S521)를 거칠 수 있다. 환자의 자세를 교정하는 방법은 교정부(160)에 대해 설명한 바가 있으므로 여기서는 더 자세한 설명은 생략하도록 한다.
환자의 자세를 교정하는 단계(S521)를 거친 이후에는, 기준영상에 나타나는 제1 위치와 실시간영상에 나타나는 제2 위치가 실질적으로 대응할 때까지 S509 단계 및 S511 단계를 반복 수행하게 된다.
이와 같은 방법에 의하면, 방사선 빔을 표적에 조사하는 방사선 치료를 시작하기 이전에, 환자의 내부 장기들의 제1 위치와 제2 위치가 실질적으로 동일하게 위치한 상태에서 방사선 치료를 시작할 수 있게 된다.
다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여 방사선 치료를 수행하는 단계(S513)에 대해 더 상세하게 설명하기로 한다.
도 6은 방사선 치료의 방법들 중 게이팅 치료(Gating therapy) 방법을 나타내며, 도 7은 방사선 치료의 방법들 중 동체추적방사선치료(Real-time tumor-tracking radiation therapy) 방법을 나타낸다.
먼저 도 6을 참조하면, 게이팅 치료는 방사선 빔이 조사될 환자의 내부 장기의 종양이 일부 영역(gating window)에 위치한 경우에만 방사선 빔을 조사하는 방법을 일컫는다. 여기서, 방사선 빔이 조사될 일부 영역은 사용자가 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치의 간격의 한계치인 오차 한계값을 설정하는 단계(도 5의 S503 참조)에서 오차 한계값을 설정함으로써 정해지며, 그 오차 임계값에 환자의 내부 장기의 제1 위치와 제2 위치의 간격이 실질적으로 대응할 경우(S601)에만 표적에 방사선 빔을 조사(S603)하는 방법이다.
이때, 제1 위치와 제2 위치의 간격이 오차 임계값에 실질적으로 대응하지 않을 경우에는 경보 메시지를 출력(S609)하며, 동시에 방사선 치료기의 작동을 중지(S607)하여 원하지 않은 영역에 방사선 빔이 조사되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 동체추적방사선치료 방법은 실시간으로 환자의 내부 장기에 형성된 종양, 즉 표적의 위치를 추적하며, 그 표적의 위치에 방사선 빔을 조사하는 방법을 일컫는다. 이러한 동체추적방사선치료 방법에 따라 방사선 빔이 표적에 조사되는 중에는, 제1 위치와 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값 이하를 유지하도록 표적 및 방사선 빔을 조사하는 발진부(미도시) 중 적어도 하나의 위치를 변경할 수 있다(S703).
이렇게 표적 및 발진부 중의 적어도 하나의 위치를 변경하며 방사선 빔을 표적에 조사하는 경우, 제1 위치에서 오차 임계값을 초과하지 않는 범위내에서 제2 위치에 위치하는 환자의 내부 장기의 표적에 방사선 빔을 조사할 수 있게 된다. 또한, 동체추적방사선치료 방법에 따른 방사선 치료 중, 제1 위치와 제2 위치의 간격이 오차 임계값을 초과할 경우에도 경보 메시지를 출력(S707)하며, 동시에 방사선 치료기의 작동을 중지(S709)할 수 있다.
전술한 방사선 치료 방법들에 따르면, 방사선 치료 중에 초음파 영상유도 직장 풍선 장치(120)의 탄성체(124)에 의해 환자의 내부 장기들이 고정된 상태를 유지할 수 있으며, 뿐만 아니라 초음파 프로브(122)를 통해 환자의 내부 장기의 움직임을 실시간으로 확인하며 방사선 치료를 수행할 수 있다.
또한, 방사선 치료 이전에 획득한 환자의 내부 장기의 제1 위치, 즉 전체 방사선 치료 과정 중에서 기준이 되는 환자의 내부 장기의 제1 위치에 대한 기준영상을 방사선 치료 중에 획득되는 내부 장기의 제2 위치에 대한 실시간영상과 지속적으로 비교분석함에 따라, 방사선 빔이 환자의 내부 장기의 원하는 영역에 정밀하게 방사될 수 있다. 그리고, 만약 제1 위치와 제2 위치가 사용자가 미리 설정한 오차 임계값을 초과하여 서로 이격될 경우에는 사용자가 경보 메시지를 확인할 수 있으며, 필요에 따라 자동으로 방사선 치료기의 작동을 중지할 수 있어 방사선 치료의 안전성 및 신뢰성 또한 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시예들로서, 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.
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.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 방사선 치료 시 내부 장기의 움직임을 최소화할 수 있고, 또한 내부 장기의 위치를 실시간으로 모니터링함으로써 정밀한 방사선 치료를 가능하게 하는 초음파 영상유도 직장 풍선, 그 제어 시스템 및 방사선 치료 방법을 제공하며, 산업상 이용하는 의료용 방사선 치료 장치들에 본 발명의 실시예들을 적용할 수 있다.

Claims (25)

  1. 환자의 직장으로 삽입되는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치에 있어서,
    내부로 유체가 유동 가능한 몸체부;
    상기 몸체부의 내부에 수용되어 피검사체에 초음파를 방사하고 상기 피검사체로부터 초음파 에코(echo) 신호를 수신하는 초음파 프로브;
    상기 몸체부에 연결되어 상기 몸체부로 상기 유체를 공급하거나, 상기 몸체부로부터 상기 유체를 취출하는 유체 주입부;
    상기 몸체부를 둘러싸도록 배치되며, 상기 몸체부에 연결되어 상기 유체 주입부를 통해 상기 몸체부로 공급되거나 상기 몸체부로부터 취출되는 상기 유체의 유동에 따라 팽창 또는 수축하는 탄성체; 및
    상기 몸체부를 지지하며 상기 몸체부의 이동을 가이드하는 지지부;를 포함하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    몸체부는,
    상기 환자의 상기 직장으로 삽입되는 상기 몸체부의 깊이를 측정하기 위한 눈금을 표시하는 눈금자와,
    상기 눈금자 상에서 상기 몸체부의 길이 방향으로 이동 가능하도록 상기 몸체부에 설치되는 측정자를 포함하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 주입부는 소정량의 상기 유체를 수용하며, 외부로부터의 가압 또는 감압에 따라 상기 몸체부로 상기 유체를 공급하거나, 상기 몸체부로부터 상기 유체를 취출하는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 몸체부와 상기 유체 주입부를 연결하는 연결부를 더 포함하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 유체 주입부 및 상기 연결부 중 적어도 하나는 상기 몸체부로 공급되거나, 상기 몸체부로부터 취출되는 상기 유체의 유량을 조절하는 밸브를 포함하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 탄성체는 탈착 가능하도록 상기 몸체부에 결합되는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부는 원격으로 조종 가능한 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부는 사용자에 의해 수동으로 조종 가능한 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치.
  9. 방사선 치료 시 환자의 내부 장기에 방사선 빔을 조사하는 방사선 치료기와 함께 구동되어 상기 환자의 내부 장기의 위치를 실시간으로 모니터링하는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템에 있어서,
    내부로 유체가 유동 가능한 몸체부와, 상기 몸체부의 내부에 수용되어 피검사체에 초음파를 방사하고 상기 피검사체로부터 초음파 에코(echo) 신호를 수신하는 초음파 프로브와, 상기 몸체부에 연결되어 상기 몸체부로 상기 유체를 공급하거나, 상기 몸체부로부터 상기 유체를 취출하는 유체 주입부와, 상기 몸체부를 둘러싸도록 배치되며, 상기 몸체부에 연결되어 상기 유체 주입부를 통해 상기 몸체부로 공급되거나 상기 몸체부로부터 취출되는 상기 유체의 유동에 따라 팽창 또는 수축하는 탄성체 및 상기 몸체부에 연결되어 상기 몸체부의 이동을 가이드하는 지지부를 포함하는 초음파 영상유도 직장 풍선 장치;
    방사선 치료 전 상기 환자의 내부 장기의 제1 위치에 대한 기준영상을 저장하는 기준영상 저장부와, 상기 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 통해 획득되는 상기 환자의 실시간 내부 장기의 제2 위치에 대한 실시간영상을 저장하는 실시간영상 저장부를 포함하는 저장부;
    상기 기준영상 및 상기 실시간영상을 비교분석하여 상기 환자의 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값을 초과하는지 여부를 판단하는 위치 판단부; 및
    상기 기준영상 및 상기 실시간영상 중 적어도 하나를 영상으로 표시하는 영상 출력부;를 포함하고,
    상기 오차 임계값은 사용자에 의해 입력되는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템..
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 위치 판단부는 상기 환자의 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치가 서로 실질적으로 대응할 경우, 상기 방사선 빔을 상기 환자의 내부 장기에 조사하도록 상기 방사선 치료기에 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 위치 판단부는 상기 환자의 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간의 간격이 상기 오차 임계값 이하일 경우, 상기 방사선 빔을 상기 환자의 내부 장기에 조사하도록 상기 방사선 치료기에 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 위치 판단부는 상기 환자의 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간의 간격이 상기 오차 임계값일 경우, 상기 방사선 빔을 상기 환자의 내부 장기에 조사하도록 상기 방사선 치료기에 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍성 장치의 제어 시스템.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 위치 판단부는 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값을 초과할 경우 경보 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 영상 출력부는 사용자가 상기 경보 메시지를 시각적으로 확인할 수 있도록 영상으로 표현하는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 경보 메시지의 생성과 함께 상기 방사선 치료기의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템.
  16. 제9 항에 있어서,
    상기 환자의 자세를 교정하는 교정부를 더 포함하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 위치 판단부는 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간의 간격이 오차 임계값 이하인 경우, 상기 교정부를 구동하는 신호를 생성하고,
    상기 교정부는 상기 제1 위치와 상기 제2 위치가 실질적으로 대응하도록 상기 환자의 자세를 교정하는 것을 특징으로 하는, 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 제어 시스템.
  18. 방사선 치료 전 환자의 내부 장기의 제1 위치를 촬영하여 기준영상으로 저장하는 단계;
    오차 임계값을 설정하는 단계;
    초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 상기 환자의 직장 내부로 삽입하는 단계;
    상기 초음파 영상유도 직장 풍선 장치의 내부로 유체를 유입시키는 단계;
    상기 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 통해 상기 환자의 상기 내부 장기의 제2 위치 정보를 획득하여 실시간영상으로 저장하는 단계;
    상기 기준영상과 상기 실시간영상을 비교분석하여 상기 환자의 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치가 서로 실질적으로 대응하는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 제1 위치와 상기 제2 위치가 서로 실질적으로 대응할 경우 표적을 향해 방사선 빔을 조사하여 상기 방사선 치료를 수행하는 단계;
    상기 방사선 치료가 종료된 이후 상기 초음파 영상유도 직장 풍선 장치로부터 상기 유체를 취출해내는 단계; 및
    상기 초음파 영상유도 직장 풍선 장치를 상기 환자의 상기 직장으로부터 취출해내는 단계;를 포함하는, 방사선 치료 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 기준영상과 상기 실시간영상을 비교분석하여 상기 환자의 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치가 서로 실질적으로 대응하는지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 환자의 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간의 간격이 상기 오차 임계값 이하일 경우, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치가 실질적으로 대응하도록 상기 환자의 자세를 교정하는 단계를 포함하는, 방사선 치료 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 표적을 향해 상기 방사선 빔을 조사하여 상기 방사선 치료를 수행하는 단계는,
    상기 기준영상과 상기 실시간영상을 비교분석하여 상기 환자의 상기 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치에 대한 시각적인 정보를 사용자에게 영상으로 제공하는 것을 특징으로 하는, 방사선 치료 방법.
  21. 제18 항에 있어서,
    상기 표적을 향해 상기 방사선 빔을 조사하여 방사선 치료를 수행하는 단계에 있어서,
    상기 방사선 치료 수행 중 상기 환자의 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간의 간격이 상기 오차 임계값 이하일 경우, 상기 표적을 향해 상기 방사선 빔을 조사하여 상기 방사선 치료를 지속하는 것을 특징으로 하는, 방사선 치료 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 방사선 치료 수행 중 상기 환자의 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간의 간격이 상기 오차 임계값 이하를 유지하도록,
    상기 표적 및 상기 방사선 빔을 조사하는 발진부 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경시키며 상기 방사선 치료를 수행하는 것을 특징으로 하는, 방사선 치료 방법.
  23. 제18 항에 있어서,
    상기 표적을 향해 상기 방사선 빔을 조사하여 방사선 치료를 수행하는 단계에 있어서,
    상기 방사선 치료 수행 중 상기 환자의 내부 장기의 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간의 간격이 상기 오차 임계값일 경우, 상기 표적을 향해 상기 방사선 빔을 조사하여 방사선 치료를 지속하는 것을 특징으로 하는, 방사선 치료 방법.
  24. 제18 항에 있어서,
    상기 표적을 향해 상기 방사선 빔을 조사하여 상기 방사선 치료를 수행하는 단계에 있어서,
    상기 제1 위치와 상기 제2 위치 간의 간격이 상기 오차 임계값을 초과할 경우 경보 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는, 방사선 치료 방법.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 경보 메시지에 따라 상기 방사선 치료기의 작동을 중지하는 것을 특징으로 하는, 방사선 치료 방법.
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