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Brainlab이 3D 비전을 사용해 정확한 암의 위치를 발견하고 치료한 사례

Thermal image scanning and Brainlab and Cognex 3D machine vision camera

방사선 치료 또는 방사선요법은 비침습적인 의료 시술입니다. 세포 성장을 통제하고 종양을 수축시킬 수 있는 기능 덕분에 일반적으로 암 치료에 사용됩니다. 이 치료는 선형 가속기로 전달되는 전리 방사선을 사용해 악성 조직의 유전 형질을 파괴하고 추가적인 세포 분열을 막습니다. 때로는 몇 밀리미터만으로 건강하고 아주 중요한 조직과 악성 조직이 분리되기 때문에 방사선 빔의 조준과 보정이 반드시 정확해야 하며, 이에 따라 환자의 위치에 세심한 주의를 기울여야 합니다.

방사선 치료 개요

방사선 치료는 일반적으로 몇 주 동안 매일 실시되며 각 치료 세션은 10 ~ 30분 정도 소요됩니다. 총 세션 수는 암의 크기와 종류에 따라 다릅니다. 이 치료는 비침습적이므로 환자가 시술 중에 깨어 있는 상태입니다.

각 세션에서 환자가 테이블에 누우면 의료진이 환자의 자세를 조절해서 치료 등각점 안에 표적 종양의 위치에 맞춥니다. 그러면 선형 가속기가 테이블 주위로 회전해서 표적을 완전히 가리도록 적절한 각도로 방사선 빔을 겨냥합니다. 치료 중 환자가 정확히 계획한 위치 안에 있어야 합니다. 밀리미터 이하의 차이도 신경을 써야 하며 환자의 호흡 변화만으로도 자세가 바뀌어 오정렬이 발생할 수 있습니다. 따라서 의료진이 인접한 치료실에서 환자의 위치를 연속해서 모니터링해야 합니다.

고정밀 의료 치료에서 문제 극복

방사선 치료가 일상적인 시술이긴 하지만 문제가 없는 것은 아닙니다. 필요한 정밀도 수준 때문에 치료에 사용할 수 있는 장비에 제한이 발생합니다. 다행스럽게도 의료진의 치료 실시를 돕고 환자에게 보다 나은 치료를 제공하도록 고안된 새로운 기술이 치료실에 도입되고 있습니다.

이 기술적 진보의 한 가지 예로는 글로벌 의료 하드웨어 및 소프트웨어 공급자인 Brainlab이 개발한 혁신적인 위치 이동 및 모니터링 시스템이 있습니다. 이 독자적인 시스템은 Brainlab ExacTrac® Dynamic 시스템과 코그네그의 3D-A5060 카메라를 결합해 다음과 같은 기능을 제공하여 높은 정확도를 요하는 분야에서 효과적으로 사용됩니다.

  • 환자 신체의 고해상도 3D 표면 이미지 캡처
  • 시야에서 장애물 피하기
  • 열 신호 및 입체 X-선 이미지를 3D 표면 이미지와 병합 

통합 솔루션으로 복잡성을 해결하고 밀리미터 이하의 정확도를 전달

ExacTrac Dynamic은 정밀한 환자 셋업이 가능한 자동화 이미지 가이드 방사선 치료 시스템입니다. 방사선 치료를 실시하는 동안 이 시스템은 열적 표면 카메라를 사용해 실시간으로 환자의 위치를 추적하고, 내부 검증을 위해 입체 X-선을 사용합니다(뼈 해부학). ExacTrac Dynamic은 환자가 부주의하게 계획된 위치를 이탈하지 않게 해주고 방사선을 정확하게 암 조직에 조준해서 건강한 세포를 보호합니다.

코그넥스의 3D-A5060은 LightBurst 기술을 사용해 고해상도의 3D 이미지를 빠르게 캡처하기 위해 설계된 영역 스캔 3D 카메라입니다. LightBurst 기술은 완전한 시야각(FOV)의 3D 포인트 클라우드 이미지를 200 ms 내에 고속으로 제공함으로써 방사선 치료처럼 시간이 중요한 인라인 애플리케이션에서 보다 높은 처리량과 보다 짧은 사이클 시간을 실현합니다. 150만 개 이상의 3D 데이터 지점으로부터 3D 포인트 클라우드 이미지가 구성되어 이미지의 표면 특징이 정확히 재구성됩니다.

ExacTrac Dynamic 및 3D-A5060 덕분에 의료진이 밀리미터 이하의 정확도로 고정밀 시술을 수행할 수 있습니다. 이 강력한 통합 솔루션으로 생성된 실시간 고해상도 3D 이미징은 이전에는 여러 대의 시스템을 필요로 했던 광범위한 임상적 과제를 해결해줍니다.

Brainlab 및 코그넥스 3D 머신 비전 카메라의 애니메이션 GIF

결과 및 실제 분야

Brainlab의 획기적인 위치 이동 및 모니터링 솔루션은 전세계 도처의 의료 행위에 사용되고 있습니다. 이 시스템의 최초 응용 분야는 방사선 치료였으나, 그 범위가 확장되어 훨씬 더 광범위한 환자의 필요를 충족하기 위한 치료를 제공합니다. 예를 들어, 의료진은 이 시스템을 성공적으로 배치하여 다수의 뇌전이, 전립선 종양, 척추 종양과 같은 까다로운 질병들을 치료합니다. ExacTrac Dynamic 및 3D A-5060에서 캡처한 이미지처럼 이 솔루션의 이점은 1차적인 단계를 뛰어넘습니다.

Brainlab에 관하여

Brainlab 로고

Brainlab®은 전세계 의료 환자들에게 도움을 주는 최첨단 기술을 제공합니다. 이 회사의 하드웨어와 소프트웨어는 암, 기타 기능상 질병을 포함하여 다양한 종류의 질병을 가진 환자를 위한 효과적인 치료를 계획, 모니터링 및 전달하는 기능을 제공합니다. Brainlab은 종양학(특히 방사선 치료 방사선 외과), 이미지 가이드 수술, 통합 수술실 솔루션, 이미지 공유 및 향상을 포함하여 다양한 분야에서 성공적인 결과를 얻기 위해 최적의 치료 계획, 배치, 모니터링, 검증에 필요한 첨단 툴을 제공합니다.

 

상기 기술된 의학적 치료 및 시술에 관한 연구 및 정보의 출처는 다음과 같습니다.

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