Clinical Implementation of an Eye Fixing and Monitoring System with Head Mount Display

Head Mount Display (HMD)를 이용한 안구의 고정 및 감시장치의 임상사용 가능성 확인

A system to non-invasively fix and monitor eye by a head mounted display (HMD) with a CCD camera for stereotactic radiotherapy (SRS) of uveal melanoma has been developed and implemented clinically. The eye fixing and monitoring system consists of a HMD showing patient a screen for fixing eyeball, a CCD camera monitoring patient's eyeball, and an immobilization mask. At flrst, patient's head was immobilized with a mask. Then, patient was Instructed to wear HMD, to which CCD camera was attached, on the mask and see the given reference point on its screen. While patient stared at the given point in order to fix eyeball, the camera monitored Its motion. Four volunteers and one patient of uveal melanoma for SRS came into this study. For the volunteers, setup errors and the motion of eyeball were analyzed. For the patient, CT scans were peformed, with patient's wearing HMD and fixing the eye to the given point. To treat patient under the same condition, daily CT scans were also peformed before every treatment and the motion of lens was compared to the planning CT Setup errors for four volunteers were within 1mm and the motion of eyeball was fixed within the clinically acceptable ranges. For the patient with uveal melanoma, the motion of lens was fixed within 2mm from daily CT scans. An eye fixing and monitoring system allowed Immobilizing patient as well as monitoring eyeball and was successfully implemented in the treatment of uveal melanoma for SRS.

CCD 카메라가 부착된 head mounted display (HMD)를 이용하여 포도막 흑색종(uveal melanoma)을 치료하기 위해 외부 침투적 고정장치 없이 안구의 움직임을 감시할 수 있는 안구의 고정 및 감시장치를 제작하여 임상 사용 가능성을 확인하고자 하였다. 안구 고정 및 감시장지 시스템은 환자의 안구를 고정시키기 위해 환자의 초점을 일정하게 해 줄 수 있는 스크린이 달린 head mount display (HMD) 장치와 고정된 안구를 감시할 수 있게 HWD에 부착시킨 CCD 카메라, 그리고 환자의 머리를 고정시키는 마스크로 구성되어 있다. CCD 카메라가 부착되어 있는 HMD를 마스크 위에 부착하여, HMD의 스크린에서 보여주는 기준점을 환자가 주시하도록 하여 환자의 안구를 고정시킬 수 있었다. 본 연구는 4명의 지원자와 정위적 방사선수술을 시행하는 한 명의 포도막 흑색종 환자를 대상으로 하였다. 4명의 지원자에게서는 셋업에 따른 오차와 안구의 움직임을 분석하는 자료를 얻었고, 한 명의 환자에게서는 임상 사용의 가능성을 확인하였다. 환자는 HMD를 착용한 후 스크린에서 보여지는 기준점에 안구를 고정시킨 후, CT 촬영을 하였다. 방사선 수술기간 동안에도 치료 전에 치료계획을 위한 CT 촬영 시와 동일한 조건에서 매일 CT 촬영을 시행하였고, 이것을 치료계획을 위해 촬영한 CT 영상과 비교하여, 방사선 치료를 받는 기간 동안 수정체의 움직임을 비교하였다. 4명의 지원자의 자료에서 얻은 셋업에 따른 오차는 1mm 이내였으며, 안구의 움직임도 2mm 이내의 오차범위 내에 고정할 수 있었다. 본 연구에서 제작한 안구의 고정 및 감시장치는 외부 침투적 고정장치 없이 환자의 안구를 성공적으로 고정시켜 포도막 흑색종의 정위적 방사선수술을 시행할 수 있게 하였다. 이로써 자체 제작한 안구의 고정 및 감시장치의 임상 사용의 가능성을 확인하였다.