KR101876349B1 - 치료기 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

치료기 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101876349B1 KR1020170051076A KR20170051076A KR101876349B1 KR 101876349 B1 KR101876349 B1 KR 101876349B1 KR 1020170051076 A KR1020170051076 A KR 1020170051076A KR 20170051076 A KR20170051076 A KR 20170051076A KR 101876349 B1 KR101876349 B1 KR 101876349B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 환자에게 방사선을 조사하는 치료기를 제어하는 치료기 제어 방법에 있어서, 환자의 자세와 환자의 주변배경에 대한 정보를 포함하고, 복수개의 픽셀로 구성된 입력영상 신호를 일정한 시간 간격을 두고 획득하는 단계와, 입력영상 신호를 디지털 변환하여 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보를 포함하는 입력영상 데이터를 생성하는 단계와, 입력영상 데이터의 변화가 기설정된 변화 임계값을 벗어나는지 여부를 분석하여 기준영상 데이터를 생성하는 단계와, 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터와 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 움직임이 있는 참 픽셀과 움직임이 없는 거짓 픽셀을 포함하는 움직임 데이터를 생성하는 단계와, 움직임 데이터를 기반으로 복수개의 픽셀 중 참 픽셀의 비율이 기설정된 제어 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 치료기의 방사선 조사를 제어하는 단계를 포함하는 치료기 제어 방법을 개시한다.

Description

치료기 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING MEDICAL TREATMENT MACHINE}
본 발명의 실시예들은 환자의 움직임을 바탕으로 치료기를 제어하는 치료기 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
의료용 치료기를 통해 환자를 치료할 경우, 환자의 움직임에 의해 의료 사고가 발생할 수 있는 가능성이 있다. 특히, 방사선 치료기를 통해 환자에게 방사선을 조사하는 경우, 환자의 정상 조직의 상해를 최소화하면서 종양 조직에 집중적으로 방사선을 조사하기 위해서는 방사선 조사 중 환자의 움직임을 제한하여야 한다.
이를 위해, 종래에는 시술자가 다양한 기구를 이용하여 환자의 신체를 고정하고, 비디오 영상 또는 육안으로 환자를 감시하여 유사 시 방사선 치료기의 작동을 중지하는 방법을 취해왔다. 특히, 최근에는 환자의 움직임을 비디오 영상으로 취득하여 이를 각 픽셀 별로 데이터화시켜, 영상에서 추출된 움직임 데이터가 일정 기준치를 초과할 경우 시술자에게 이를 경고하거나, 자동으로 방사선 조사를 중단하는 방법 또한 이용되고 있다.
하지만, 획득되는 비디오 영상에는 환자의 움직임 뿐만 아니라 환자를 지지하는 카우치나 겐트리와 같은 환자의 주변에 위치하는 각종 의료 기기의 움직임도 포함된다. 이에 따라, 방사선 조사 중에 카우치가 이동하거나, 겐트리의 회전과 같은 움직임에 의해 환자의 주변 배경이 변할 경우, 이를 환자의 움직임으로 오판하는 오류가 발생할 수 있다.
한편, 한국 등록특허공보 제10-1617773호에는 이전 방사선 치료와 현재 방사선 치료 시의 환자 위치에 대한 영상 비교를 통해 환자의 움직임을 파악하는 기술이 개시되어 있으나, 방사선 치료가 수행되고 있는 동안 환자의 움직임을 실시간으로 모니터링할 수 없는 단점이 존재한다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국 등록특허공보 제10-1617773호 (2015.12.30 공개)
본 발명의 실시예들은 치료 중 움직임이 잦은 영역과 상대적으로 움직임이 적은 영역을 구분하여, 상대적으로 움직임이 적은 영역은 환자의 움직임이 아닌 자연스러운 주변 배경의 변화로 간주하여 움직임 감지에서 배재시킬 수 있는 치료기 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는 환자에게 방사선을 조사하는 치료기를 제어하는 치료기 제어 방법에 있어서, 환자의 자세와 환자의 주변배경에 대한 정보를 포함하고, 복수개의 픽셀로 구성된 입력영상 신호를 일정한 시간 간격을 두고 획득하는 단계와, 입력영상 신호를 디지털 변환하여 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보를 포함하는 입력영상 데이터를 생성하는 단계와, 입력영상 데이터의 변화가 기설정된 변화 임계값을 벗어나는지 여부를 분석하여 기준영상 데이터를 생성하는 단계와, 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터와 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 움직임이 있는 참 픽셀과 움직임이 없는 거짓 픽셀을 포함하는 움직임 데이터를 생성하는 단계와, 움직임 데이터를 기반으로 복수개의 픽셀 중 참 픽셀의 비율이 기설정된 제어 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 치료기의 방사선 조사를 제어하는 단계를 포함하는 치료기 제어 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 기준영상 데이터를 생성하는 단계는, 입력영상 데이터의 변화가 기설정된 변화 임계값 미만일 경우, 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터를 새롭게 생성되는 기준영상 데이터에 반영하고, 입력영상 데이터의 변화가 변화 임계값을 초과할 경우, 기존에 생성된 기준영상 데이터를 유지시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 움직임 데이터를 생성하는 단계는, 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터와 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 초과할 경우, 움직임 데이터를 움직임이 있는 참 픽셀로 생성하고, 최근에 생성된 입력영상 데이터와 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값 미만일 경우, 움직임 데이터를 움직임이 없는 거짓 픽셀로 생성할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 기준영상 데이터를 생성하는 단계는, 입력영상 데이터를 I input (x, t), 변화 임계값을 δ binary , 기준영상 갱신율을 α로 정의할 경우, 이들의 함수로써 나타내어지는 상기 기준영상 데이터 I reference (x, t)를 [수학식 1]
Figure 112017038867239-pat00001
로 생성할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 변화 임계값 δ binary 는 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보의 최대치 중 소정의 비율에 해당하는 수치를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 움직임 데이터를 생성하는 단계는, 입력영상 데이터를 I input (x, t), 기준영상 데이터를 I reference (x, t), 움직임 임계값을 δ motion 으로 정의할 경우, 이들의 함수로써 나타내어지는 움직임 데이터 I moving (x, t)를 [수학식 2]
Figure 112017038867239-pat00002
로 생성할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 움직임 임계값 δ motion 은 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보의 최대치 중 소정의 비율에 해당하는 수치를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 치료기의 방사선 조사를 제어하는 단계는, 복수개의 픽셀 중 참 픽셀의 비율이 제어 임계값을 초과할 경우 치료기로 제어 신호를 전송할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 복수개의 픽셀 중 참 픽셀의 비율이 제어 임계값을 초과할 경우 경보 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율이 제어 임계값의 미만일 경우 입력영상 신호를 계속하여 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 환자에게 방사선을 조사하는 치료기를 제어하는 치료기 제어 시스템에 있어서, 환자의 자세와 환자의 주변배경에 대한 정보를 포함하고, 복수개의 픽셀로 구성된 입력영상 신호를 일정한 시간 간격을 두고 획득하는 영상 획득부와, 입력영상 신호를 분석하여 분석 결과를 생성하는 영상 분석부와, 분석 결과에 따라 치료기를 제어하는 제어부를 포함하고, 영상 분석부는, 입력영상 신호를 디지털 변환하여 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보를 포함하는 입력영상 데이터를 생성하는 디지털 변환부와, 입력영상 데이터의 변화가 기설정된 변화 임계값을 벗어나는지 여부를 분석하여 기준영상 데이터를 생성하는 기준영상 데이터 생성부와, 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터와 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 움직임이 있는 참 픽셀과 움직임이 없는 거짓 픽셀을 포함하는 움직임 데이터를 생성하는 움직임 데이터 생성부와, 움직임 데이터를 기반으로 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율을 계산하는 픽셀 비율 계산부를 포함하는 치료기 제어 시스템을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 기준영상 데이터 생성부는, 입력영상 데이터의 변화가 기설정된 변화 임계값 미만일 경우 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터를 새롭게 생성되는 기준영상 데이터에 반영하고, 입력영상 데이터의 변화가 변화 임계값을 초과할 경우 기존에 생성된 기준영상 데이터를 유지시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 움직임 데이터 생성부는, 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터와 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 초과할 경우, 움직임 데이터를 움직임이 있는 참 픽셀로 생성하고, 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터와 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값 미만일 경우, 움직임 데이터를 움직임이 없는 거짓 픽셀로 생성할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 기준영상 데이터 생성부는, 입력영상 데이터를 I input (x, t), 변화 임계값을 δ binary , 기준영상 갱신율을 α로 정의할 경우, 이들의 함수로써 나타내어지는 기준영상 데이터 I reference (x, t)를 [수학식 1]
Figure 112017038867239-pat00003
로 생성할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 변화 임계값 δ binary 는 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보의 최대치 중 소정의 비율에 해당하는 수치를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 움직임 데이터 생성부는, 입력영상 데이터를 I input (x, t), 기준영상 데이터를 I reference (x, t), 움직임 임계값을 δ motion 으로 정의할 경우, 이들의 함수로써 나타내어지는 움직임 데이터 I moving (x, t)를 [수학식 2]
Figure 112017038867239-pat00004
로 생성할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 움직임 임계값 δ motion 은 상기 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보의 최대치 중 소정의 비율에 해당하는 수치를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 영상 획득부는 복수개의 픽셀 중 참 픽셀의 비율이 제어 임계값의 미만일 경우 입력영상 신호를 계속하여 획득할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제어부는 움직임 데이터를 기반으로 복수개의 픽셀 중 참 픽셀의 비율이 기설정된 제어 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 치료기의 방사선 조사를 제어할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제어부는 복수개의 픽셀 중 참 픽셀의 비율이 제어 임계값을 초과할 경우 치료기의 작동을 중단시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 복수개의 픽셀 중 참 픽셀의 비율이 제어 임계값을 초과할 경우, 제어부의 제어 신호에 따라 경보 신호를 생성하여 치료기로 전달하는 경보 신호 생성부를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 환자의 주변 배경의 움직임을 반영하는 알고리즘을 적용함으로써 환자의 주변 배경의 움직임은 배제한 상태에서 환자의 움직임만을 검출할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료기 제어 시스템과 방사선 치료기를 함께 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 영상 분석부를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 치료기 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기준영상 데이터를 생성하는 단계를 더 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 3에 도시된 움직임 데이터를 생성하는 단계를 더 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 치료기 통합 관리 시스템을 나타내는 개념도이다.
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 사용된다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 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. 특히, 명세서 전반에 걸쳐, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합을 통해 구현될 수 있다.
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 치료기 제어 시스템과 방사선 치료기를 함께 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 치료기 제어 시스템(100)은 방사선 치료기(10)를 통해 방사선 치료를 받는 환자의 움직임을 감시하고, 방사선 치료기(10)를 제어할 수 있다.
방사선 치료기(10)는 치료기 제어 모듈(11)과, 가동 신호 출력부(13) 및 방사선 조사 장치(15)를 포함할 수 있다.
치료기 제어 모듈(11)은 시술자와 인터페이스를 수행하여 제어 명령을 수신하고, 수신된 제어 명령에 따라 방사선 조사 장치(15)를 제어할 수 있다. 이때, 치료기 제어 모듈(11)은 치료기 제어 시스템(100)으로부터 제어 명령을 수신할 수 있다. 또한, 치료기 제어 모듈(11)은 수신된 제어 명령에 대응하는 제어 정보를 가동 신호 출력부(13)로 전달할 수 있다. 이때, 제어 정보는 방사선 조사 시작 정보 또는 방사선 조사 종료 정보를 포함할 수 있다.
가동신호 출력부(13)는 치료기 제어 모듈(11)로부터 제어 정보를 전달받고, 전달된 제어 정보에 따라 방사선 조사 시작 신호 또는 방사선 조사 종료 신호를 치료기 제어 시스템(100)으로 전송할 수 있다.
방사선 조사 장치(15)는 치료기 제어 모듈(11)의 제어에 따라 환자에게 방사선을 조사할 수 있다.
치료기 제어 시스템(100)은 신호 수신부(110)와, 영상 획득부(120)와, 영상 분석부(130)와, 제어부(140) 및 경보 신호 생성부(150)를 포함할 수 있다.
신소 수신부(110)는 방사선 치료기(10)로부터 전송되는 신호를 수신하고, 수신된 신호를 영상 분석부(130)로 전달한다.
영상 획득부(120)는 환자의 자세와 환자의 주변배경에 대한 정보를 포함하고, 복수개의 픽셀로 구성된 입력영상 신호를 일정한 시간 간격을 두고 획득할 수 있다. 이때, 영상 획득부(120)는 서로 다른 위치에 설치되는 복수개의 영상 획득 장치(121)를 포함할 수 있다.
예컨대, 복수개의 영상 획득 장치(121)는 환자를 지지하는 카우치(미도시)에 설치될 수 있다. 영상 획득 장치(121)가 카우치에 설치될 경우, 보다 가까운 위치에서 환자의 움직임을 관찰할 수 있으며, 방사선 치료기(10)의 이동에 의해 영상 획득 장치(121)의 시야가 방해받지 않을 수 있다.
영상 분석부(130)는 영상 획득부(120)에서 획득되는 입력영상 신호를 분석하여 분석 결과를 생성하고, 이를 제어부(140)로 전달할 수 있다. 이때, 영상 분석부(130)는 획득된 입력영상 신호를 구성하는 복수개의 픽셀 각각을 분석할 수 있고, 획득된 입력영상 신호에 투영된 환자의 경계를 감지함으로써 입력영상 신호를 분석할 수도 있다.
구체적으로, 영상 분석부(130)는 영상 획득부(120)에서 획득되는 입력영상 신호를 후술할 알고리즘을 통해 입력영상 데이터로 변환하고, 입력영상 데이터를 분석하여 기준영상 데이터를 생성할 수 있으며, 이러한 기준영상 데이터와 입력영상 데이터를 비교하여 움직임 데이터를 생성할 수 있는데, 이들에 대한 구체적인 설명은 하기 도 3 내지 5를 참조하여 자세하게 후술하기로 한다.
제어부(140)는 영상 분석부(130)로부터 전달되는 분석 결과를 바탕으로 환자의 자세에 변화가 있다고 판단되면 제어 신호를 통해 치료기 제어 모듈(11)을 제어할 수 있고, 또한 경보 명령을 통해 경보 신호 생성부(150)를 제어할 수 있다. 상세히, 제어부(140)는 영상 분석부(130)에서 생성되는 움직임 데이터를 기반으로, 복수개의 픽셀 중 움직임이 감지된 픽셀의 비율이 기설정된 제어 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 방사선 치료기(10)의 방사선 조사를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 복수개의 픽셀 중 움직임이 감지된 픽셀의 비율이 제어 임계값을 초과할 경우에는 방사선 치료기(10)의 작동을 중단시킬 수 있다.
경보 신호 생성부(150)는 제어부(140)의 경보 명령에 따라 방사선 치료기(10)의 시술자에게 환자의 움직임에 대한 김자 사실을 알리기 위한 경보 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 경보 신호 생성부(150)는 램프 또는 경보음 발생기를 포함할 수 있고, 램프 또는 경보음 발생기를 통해 경보 신호를 생성할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 치료기 제어 시스템의 영상 분석부에 대해 자세하게 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 영상 분석부를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분석부(130)는 영상 획득 제어부(131)와, 영상 신호 수신부(132)와, 디지털 변환부(133)와, 데이터 저장부(134)와, 기준영상 데이터 생성부(135)와, 움직임 데이터 생성부(136)와, 픽셀 비율 계산부(137) 및 화면 출력부(138)를 포함할 수 있다.
영상 획득 제어부(131)는 신호 수신부(110)로부터 신호를 전달받고, 전달된 신호에 따라 영상 획득부(120)를 제어할 수 있다. 이때, 영상 획득 제어부(131)는 영상 획득부(120)가 일정 시간 간격으로 입력영상 신호를 획득하도록 영상 획득부(120)를 제어할 수 있다.
영상 신호 수신부(132)는 영상 획득부(120)로부터 입력영상 신호를 수신할 수 있다.
디지털 변환부(133)는 입력영상 신호를 디지털 변환하여 입력영상 신호에 대응하는 입력영상 데이터를 생성할 수 있다. 디지털 변환부(133)에서 생성되는 입력영상 데이터는 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보(이하에서는 '특성값'라고 함)를 포함할 수 있다.
이때, 복수개의 픽셀이 각각 적색, 녹색 및 청색을 혼합하여 색을 표현하는 적색-녹색-청색(Red-Green-Blue, RGB) 방식을 따르는 경우, 복수개의 픽셀 각각의 특성값은 적색, 녹색 및 청색의 각각의 비율값을 포함할 수 있다. 또한, 복수개의 픽셀의 각각이 검정색 및 흰색을 혼합하여 색을 표현하는 흑백 방식을 따르는 경우, 복수개의 픽셀의 특성값은 검정색 및 흰색의 각각의 비율값을 포함할 수도 있다.
데이터 저장부(134)는 입력영상 데이터와 후술할 기준영상 데이터를 저장할 수 있다. 이때, 데이터 저장부(134)는 일정 시간 간격을 두고 디지털 변환부(133)에서 생성되는 복수개의 입력영상 데이터를 저장할 수 있다.
예컨대, 제1 시간에 영상 획득부(120)에서 획득되는 제1 입력영상 신호는 디지털 변환부(133)에서 제1 입력영상 데이터로 변환되어 데이터 저장부(134)에 저장될 수 있으며, 제1 시간보다 이전인 제2 시간에 영상 획득부(120)에서 획득되는 제2 입력영상 신호는 디지털 변환부(133)에서 제2 입력영상 데이터로 변환되어 데이터 저장부(134)에 저장될 수 있다. 즉, 데이터 저장부(134)에는 서로 다른 시간에 획득되어 변환된 제1 입력영상 데이터와 제2 입력영상 데이터가 함께 저장될 수 있다.
기준영상 데이터 생성부(135)는 입력영상 데이터를 분석하여 기준영상 데이터를 생성할 수 있다. 기준영상 데이터 생성부(135)에서 생성된 기준영상 데이터는 데이터 저장부(134)에 저장될 수 있으며, 데이터 저장부(134)에 저장된 기준영상 데이터는 후술할 움직임 데이터 생성부로 전달되어 후술할 움직임 데이터를 생성하는데 이용될 수 있다. 기준영상 데이터 생성부(135)에서 기준영상 데이터를 생성하는 더 구체적인 방법에 대해서는 하기 도 3 및 4를 참조하여 자세하게 후술하기로 한다.
움직임 데이터 생성부(136)는 데이터 저장부(134)로부터 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터와 기준영상 데이터를 전송받아, 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터와 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 벗어나는지 여부를 연산하여 움직임이 있는 참 픽셀과 움직임이 없는 거짓 픽셀을 포함하는 움직임 데이터를 생성할 수 있다. 움직임 데이터 생성부(136)에서 움직임 데이터를 생성하는 더 구체적인 방법에 대해서는 하기 도 3 및 도 5를 참조하여 자세하게 후술하기로 한다.
픽셀 비율 계산부(137)는 움직임 데이터 생성부(136)에서 생성되는 움직임 데이터를 기반으로 복수개의 픽셀 전체 개수 중 참 픽셀 개수의 비율을 계산하여, 이를 제어부(140)로 전달할 수 있다.
화면 출력부(138)는 영산 신호 수신부(132)에서 수신되는 입력영상 신호에 대응하는 영상을 시술자가 육안으로 확인 가능하도록 출력할 수 있다. 이때, 시술자는 화면 출력부(138)를 통해 출력되는 영상을 통해 환자의 자세와 움직임을 관찰할 수 있다.
다음은 도 3 내지 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 치료기 제어 시스템을 통해 치료기를 제어하는 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 치료기 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 치료기 제어 모듈(11)은 방사선 치료기(10)를 작동시키기 위한 제어명령을 수신할 수 있다(S105). 이때, 방사선 치료기(10)의 시술자는 환자의 신체를 카우치에 고정시킨 후, 치료기 제어 모듈(11)과 인터페이스를 수행하여 치료기 제어 모듈(11)로 제어명령을 전송할 수 있다.
다음으로, 가동 신호 출력부(13)는 방사선 조사 시작 신호를 치료기 제어 시스템(100)으로 전송할 수 있다(S110). 구체적으로, 치료기 제어 모듈(11)은 수신된 제어명령에 대응하는 방사선 조사 시작 정보를 가동 신호 출력부(13)로 전달하고, 가동 신호 출력부(13)는 전달된 방사선 조사 시작 정보에 대응하는 방사선 조사 시작 신호를 치료기 제어 시스템(100)으로 전송할 수 있다.
이후, 방사선 조사 장치(15)는 치료기 제어 모듈(11)의 제어에 따라 환자에 대해 방사선 조사를 시작한다(S115).
한편, 영상 분석부(130)의 영상 획득 제어부(131)는 방사선 조사 시작 신호에 따라 영상 획득부(120)를 제어하고, 영상 획득부(120)는 영상 획득 제어부(131)의 제어에 따라 환자의 자세와 환자의 주변배경에 대한 정보를 포함하고, 복수개의 픽셀로 구성된 입력영상 신호를 일정한 시간 간격을 두고 획득한다(S120). 이때, 신호 수신부(110)는 방사선 조사 시작 신호를 수신하여 영상 획득 제어부(131)로 방사선 조사 시작 신호를 전달하고, 영상 획득 제어부(131)는 수신한 방사선 조사 시작 신호에 따라 영상 획득부(120)를 제어한다.
다음으로, 영상 분석부(130)의 영상 신호 수신부(132)가 영상 획득부(120)로부터 입력영상 신호를 수신하면, 영상 분석부(130)의 디지털 변환부(133)는 이를 디지털 변환하여 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보를 포함하는 입력영상 데이터를 생성한다(S125). 이때, 입력영상 데이터는 특성값을 포함할 수 있다.
이후, 디지털 변환부(133)에서 생성된 입력영상 데이터는 데이터 저장부(134)에 저장될 수 있다(S130).
다음으로, 데이터 저장부(134)에 저장된 입력영상 데이터는 기준영상 데이터 생성부(135)로 전달되고, 기준영상 데이터 생성부(135)는 입력영상 데이터를 분석하여 기준영상 데이터를 생성하는 데(S135), 이에 대해서는 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 도 3에 도시된 기준영상 데이터를 생성하는 단계를 더 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 기준영상 데이터를 생성하는 단계(S135)는 입력영상 데이터(Iinput(x, t))의 변화(|Iinput(x, t-1) - Iinput(x, t-2)|)가 기설정된 변화 임계값(δbinary)을 초과하는지 여부를 확인하면서 시작될 수 있다(S135a). 여기서, 't-1'과 't-2'는 서로 다른 시간을 의미하는 것으로, Iinput(x, t-1)은 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터를 의미하고, Iinput(x, t-2)는 Iinput(x, t-1)보다 이전에 생성된 임의의 입력영상 데이터를 의미한다. 따라서, |Iinput(x, t-1) - Iinput(x, t-2)|는 서로 다른 시간에 생성된 서로 다른 입력영상 데이터(Iinput(x, t))들의 차이를 의미하며, 이는 입력영상 데이터(Iinput(x, t))가 어느 정도 변화하였는지를 나타내는 수치가 될 수 있다.
여기서, 변화 임계값(δbinary)은 특성값의 최대치(예컨대, 0~255) 중 소정 비율에 해당하는 수치로 정의될 수 있다. 예컨대, 변화 임계값(δbinary)을 특성값의 최대치의 6%으로 정의할 경우, 변화 임계값(δbinary)은 15가 될 수 있다. 이러한 변화 임계값(δbinary)은 실험을 통해 정의될 수 있으며, 방사선 치료기(10)가 설치되는 공간의 조도(intensity of illumination)에 따라 다르게 설정될 수 있다.
만약, 입력영상 데이터(Iinput(x, t))의 변화(|Iinput(x, t-1) - Iinput(x, t-2)|)가 기설정된 변화 임계값(δbinary)을 초과할 경우, 기존에 생성된 기준영상 데이터를 그대로 유지한다(Iref(x, t) = Iref(x, t-1))(S135b). 이때, 기준영상 데이터가 미처 생성되지 않은 경우에는 기준 영상 데이터 생성부(135)에 가장 먼저 수신되는 입력영상 데이터를 기준영상 데이터로 생성할 수 있다.
한편, 입력영상 데이터(Iinput(x, t))의 변화(|Iinput(x, t-1) - Iinput(x, t-2)|)가 기설정된 변화 임계값(δbinary) 미만일 경우, 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터를 새롭게 생성되는 기준영상 데이터에 반영할 수 있다(Iref(x, t) = αIref(x, t-1) + (1-α)Iinput(x, t-1))(S135c).
여기서, α는 기준영상 갱신율로, 기준영상 데이터의 갱신 속도를 제어함으로써 기준영상 데이터를 이용하여 이후 움직임 데이터(도 5를 참조하여 후술하기로 한다)를 생성함에 있어 작은 움직임 또는 변화에 대한 민감도를 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, α의 값이 1에 가까워질 경우에는 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터가 새롭게 생성되는 기준영상 데이터에 적게 반영되며, 반대로 α의 값이 0에 가까워질수록 새롭게 생성되는 기준영상 데이터에는 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터가 많이 반영된다.
상세히, α의 값이 1에 가까워질 경우(예컨대, α가 1일 경우 기존에 생성된 기준영상 데이터를 그대로 유지하는 것과 동일함), 새롭게 생성되는 기준영상 데이터는 기존에 생성된 기준영상 데이터에서 크게 변하지 않는다. 따라서, 입력영상 데이터가 미세하게 변화하는 경우에도 기준영상 데이터와의 차이가 감지되므로, 작고 미세한 환자의 움직임을 효과적으로 감지할 수 있다는 장점이 있으나 반대로 환자의 주변배경의 명암 강도의 변화 또한 환자의 움직임으로 간주하게 되는 단점이 존재한다.
반면, α의 값이 0에 가까워질 경우, 새롭게 생성되는 기준영상 데이터에는 가장 최근에 생성되는 입력영상 데이터 값이 최대한 반영된다. 이는, 기준영상 데이터는 지속적으로 입력영상 데이터의 변화에 의해 지속적으로 갱신되는 것을 의미한다. 따라서, 입력영상 데이터가 미세하게 변화하는 경우 기준영상 데이터와의 차이가 감지되기 어려우므로, 환자의 움직임을 지속적으로 관찰하기 힘들고, 작고 미세한 움직임은 검출하기 어렵다.
따라서, 환자의 호흡과 같이 움직임이 잦은 영역에 대해서는 지속적으로 감지하되, 치료 중 카우치가 이동하거나, 방사선 치료기(10)의 겐트리(미도시)가 회전하는 경우와 같이 상대적으로 움직임이 적은 영역은 움직임 감지에서 제외시키기 위해서는 적절한 α값을 적용시킬 필요가 있다.
하기 그림 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치료기 제어 시스템(100)을 방사선 치료기(10)에 연결하고, 방사선 치료기(10)의 카우치를 최대 속도(0.196cm/s)로 이동시킨 경우 검출되는 참 픽셀의 비율(%)을 도시하는 그래프이다.
Figure 112017038867239-pat00005
그림 1
그림 1을 참조하면, α값이 0.9 이하의 값을 가질 때 카우치의 이동에 의한 영상의 변화를 감지하지 않음을 알 수 있다.
하기 그림 2는 α값에 의한 환자의 움직임 검출 영향에 대해 평가하기 위하여, 환자 인체의 흉부 외형을 갖는 팬텀(phantom)을 2mm, 3mm, 5mm 및 1cm의 이동거리로 주기적으로 이동시킬 경우 검출되는 참 픽셀의 비율(%)을 도시하는 그래프이다.
Figure 112017038867239-pat00006
그림 2
그림 2를 참조하면, α값이 0.85 이상의 값을 가질 때 2mm의 이동거리로 움직이는 팬텀의 미세한 움직임을 감지할 수 있음을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 실험 결과들을 종합해보면 치료 중 카우치의 이동에 의해 발생하는 영상의 변화를 배제함과 동시에 환자의 미세한 움직임만을 원활하게 감지해낼 수 있는 적절한 α값은 0.85 내지 0.9임을 확인할 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예들은 이러한 α값에 한정되지 않는다. 예컨대, 다른 주변 환경을 갖는 곳에서 상기 동일한 실험을 진행할 경우에는 상기 α값과 다른 α값이 도출될 수도 있다. 즉, 본 발명의 실시예들은 특정한 α값을 한정하는 것이 아니며, 적절한 α값을 도출해내는 과정 자체가 본 발명의 실시예들의 범위에 속함을 밝혀둔다.
다음으로, 기준영상 데이터 생성부(135)에서 새롭게 생성된 기준영상 데이터는 다시 데이터 저장부(134)에 저장될 수 있으며, 새롭게 생성된 기준영상 데이터는 다시 움직임 데이터 생성부(136)로 전달될 수 있다. 또한, 움직임 데이터 생성부는 데이터 저장부(134)로부터 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터를 수신받을 수 있다.
움직임 데이터 생성부(136)는 데이터 저장부(134)로부터 전달된 기준영상 데이터와 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 움직임이 있는 참 픽셀과 움직임이 없는 거짓 픽셀을 포함하는 움직임 데이터를 생성할 수 있다(S140). 이에 대해서는 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 도 3에 도시된 움직임 데이터를 생성하는 단계를 더 구체적으로 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 움직임 데이터를 생성하는 단계(S140)는 가장 최근에 생성된 입력영상 데이터(Iinput(x, t))와 기준영상 데이터(Iref(x, t))의 차이(|Iinput(x, t) - Iref(x, t)|)가 기설정된 움직임 임계값(δmotion)을 초과하는지 여부를 확인하면서 시작될 수 있다(S140a).
여기서, 움직임 임계값(δmotion)은 변화 임계값(δmotion)과 유사하게, 특성값의 최대치(예컨대, 0~255) 중 소정 비율에 해당하는 수치로 정의될 수 있다. 이러한 움직임 임계값(δmotion)은 실험을 통해 정의될 수 있으며, 방사선 치료기(10)가 설치되는 공간의 조도에 따라 다르게 설정될 수 있다.
만약, 입력영상 데이터(Iinput(x, t))와 기준영상 데이터(Iref(x, t))의 차이(|Iinput(x, t) - Iref(x, t)|)가 기설정된 움직임 임계값(δmotion)을 초과할 경우, 움직임 데이터를 움직임이 있는 참 픽셀로 생성할 수 있다(Imoving(x, t) = 1)(S140b).
한편, 입력영상 데이터(Iinput(x, t))와 기준영상 데이터(Iref(x, t))의 차이(|Iinput(x, t) - Iref(x, t)|)가 기설정된 움직임 임계값(δmotion)을 미만일 경우, 움직임 데이터를 움직임이 없는 거짓 픽셀로 생성할 수 있다(Imoving(x, t) = 0)(S140c).
다음으로, 움직임 데이터 생성부(136)에서 생성된 움직임 데이터는 픽셀 비율 계산부(137)로 전달된다. 픽셀 비율 계산부(137)는 움직임 데이터 생성부(136)에서 전달된 움직임 데이터를 기반으로 복수개의 픽셀 전체 개수 중 참 픽셀 개수의 비율을 계산할 수 있다(S145).
다음으로, 제어부(140)는 픽셀 비율 계산부(137)가 계산한 복수개의 픽셀 전체 개수 중 참 픽셀 개수의 비율이 기설정된 제어 임계값(δwarn)을 초과하는지 여부를 판단한다(S150).
만약, 복수개의 픽셀 전체 개수 중 참 픽셀 개수의 비율이 기설정된 제어 임계값(δwarn)을 초과할 경우, 제어부(140)는 환자의 자세에 변화가 발생하였다고 판단하여 방사선 조사를 중단하기 위한 제어 명령을 포함하는 제어 신호를 치료기 제어 모듈(11)로 전송한다(S155).
다음으로, 치료기 제어 모듈(11)이 제어 신호에 포함된 제어 명령에 따라 방사선 조사 장치(15)를 제어하고, 방사선 조사 장치(15)는 치료기 제어 모듈(11)의 제어에 따라 환자에 대한 방사선 조사를 중단(S160)한다.
한편, 제어부(140)는 시술자에게 환자의 자세에 변화가 발생하였음을 알리기 위한 경보 명령을 통해 경보 신호 생성부(150)를 제어하고, 경보 신호 생성부(150)는 제어부(140)의 경보 명령에 따라 램프 또는 경보음 발생기를 통해 경보 신호를 생성한다(S165).
한편, 만약, 복수개의 픽셀 전체 개수 중 참 픽셀 개수의 비율이 기설정된 제어 임계값(δwarn)을 초과하지 않을 경우에는, 다시 입력영상 신호 획득(S120) 단계로 돌아가서 다시 입력영상 신호 획득(S120)의 이후의 과정을 반복한다.
한편, 도 3에서는 치료기 제어 시스템(100)이 방사선 치료기(10)의 방사선 조사를 중단하는 과정까지를 도시하였다. 하지만, 방사선 치료기(10)가 방사선을 조사하는 도중 시술자가 직접 방사선 조사를 중단하기 위한 제어 명령을 통해 방사선 조사를 중단할 수 있고, 또한 환자에 대한 방사선 조사가 종료될 수도 있다. 이와 같은 경우, 가동 신호 출력부(13)는 방사선 조사 중단 신호를 치료기 제어 시스템(100)으로 전송하며, 치료기 제어 시스템(100)은 방사선 조사 중단 신호에 따라 환자에 대한 감시를 중단하고, 방사선 조사 시작 신호가 수신될 때까지 신호 대기 상태를 유지할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 치료기 제어 시스템을 이용한 치료기 통합 관리 시스템에 대해 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 치료기 통합 관리 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 치료기 통합 관리 시스템은 치료기 제어 시스템(100), 네트워크(300) 및 복수 개의 방사선 치료기(10)를 포함할 수 있다.
치료기 제어 시스템(100)은 네트워크(300)를 통해 복수 개의 방사선 치료기(10)와 연결되고, 복수 개의 방사선 치료기(10)의 각각을 제어한다.
네트워크(300)는 치료기 제어 시스템(100)과 복수 개의 방사선 치료기(10)를 중계하는 역할을 하는 통신망이다. 이때 네트워크(300)는 복수 개의 방사선 치료기(10)의 각각에 대해 주소를 할당할 수 있고, 할당된 주소를 치료기 제어 시스템(100)에게 알려줄 수도 있다.
복수 개의 방사선 치료기(10)의 각각은 치료기 제어 시스템(100)의 제어에 따라 피시술자에게 방사선을 조사하여 방사선 치료를 수행하는 의료 장비이다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 치료기 제어 시스템 및 방법의 제어 대상이 방사선 치료기에 한정되는 것은 아니고, 다양한 무인 의료 장비에 치료기 제어 시스템 및 방법을 적용할 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 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 방사선 치료기 132: 영상 신호 수신부
11: 치료기 제어 모듈 133: 디지털 변환부
12: 가동 신호 출력부 134: 데이터 저장부
13: 방사선 조사 장치 135: 기준영상 데이터 저장부
100: 치료기 제어 시스템 136: 움직임 데이터 생성부
110: 신호 수신부 137: 픽셀 비율 계산부
120: 영상 획득부 138: 화면 출력부
121: 영상 획득 장치 140: 제어부
130: 영상 분석부 150: 경보 신호 생성부
131: 영상 획득 제어부

Claims (21)

  1. 환자에게 방사선을 조사하는 치료기를 제어하는 치료기 제어 방법에 있어서,
    환자의 자세와 환자의 주변배경에 대한 정보를 포함하고, 복수개의 픽셀로 구성된 입력영상 신호를 일정한 시간 간격을 두고 획득하는 단계;
    상기 입력영상 신호를 디지털 변환하여 상기 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보를 포함하는 입력영상 데이터를 생성하는 단계;
    상기 입력영상 데이터의 변화가 기설정된 변화 임계값을 벗어나는지 여부를 분석하여 기준영상 데이터를 생성하는 단계;
    가장 최근에 생성된 상기 입력영상 데이터와 상기 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 움직임이 있는 참 픽셀과 움직임이 없는 거짓 픽셀을 포함하는 움직임 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 움직임 데이터를 기반으로 상기 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율이 기설정된 제어 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 상기 치료기의 방사선 조사를 제어하는 단계;를 포함하는, 치료기 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기준영상 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 입력영상 데이터의 변화가 기설정된 변화 임계값 미만일 경우, 가장 최근에 생성된 상기 입력영상 데이터를 새롭게 생성되는 상기 기준영상 데이터에 반영하고,
    상기 입력영상 데이터의 변화가 상기 변화 임계값을 초과할 경우, 기존에 생성된 상기 기준영상 데이터를 유지시키는, 치료기 제어 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 움직임 데이터를 생성하는 단계는,
    가장 최근에 생성된 상기 입력영상 데이터와 상기 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 초과할 경우, 상기 움직임 데이터를 움직임이 있는 참 픽셀로 생성하고,
    가장 최근에 생성된 상기 입력영상 데이터와 상기 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값 미만일 경우, 상기 움직임 데이터를 움직임이 없는 거짓 픽셀로 생성하는, 치료기 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 기준영상 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 입력영상 데이터를 I input (x, t), 상기 변화 임계값을 δ binary , 기준영상 갱신율을 α로 정의할 경우, 이들의 함수로써 나타내어지는 상기 기준영상 데이터 I reference (x, t)를
    [수학식 1]
    Figure 112017038867239-pat00007
    로 생성하는, 치료기 제어 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 변화 임계값은 상기 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보의 최대치 중 소정의 비율에 해당하는 수치를 갖는, 치료기 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 움직임 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 입력영상 데이터를 I input (x, t), 상기 기준영상 데이터를 I reference (x, t), 상기 움직임 임계값을 δ motion 으로 정의할 경우, 이들의 함수로써 나타내어지는 움직임 데이터 I moving (x, t)를
    [수학식 2]
    Figure 112017038867239-pat00008
    로 생성하는, 치료기 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 움직임 임계값은 상기 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보의 최대치 중 소정의 비율에 해당하는 수치를 갖는, 치료기 제어 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 치료기의 방사선 조사를 제어하는 단계는,
    상기 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율이 상기 제어 임계값을 초과할 경우 상기 치료기로 제어 신호를 전송하는, 치료기 제어 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율이 상기 제어 임계값을 초과할 경우 경보 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 치료기 제어 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율이 상기 제어 임계값의 미만일 경우 상기 입력영상 신호를 계속하여 획득하는 단계를 더 포함하는, 치료기 제어 방법.
  11. 환자에게 방사선을 조사하는 치료기를 제어하는 치료기 제어 시스템에 있어서,
    환자의 자세와 환자의 주변배경에 대한 정보를 포함하고, 복수개의 픽셀로 구성된 입력영상 신호를 일정한 시간 간격을 두고 획득하는 영상 획득부;
    상기 입력영상 신호를 분석하여 분석 결과를 생성하는 영상 분석부; 및
    상기 분석 결과에 따라 상기 치료기를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 영상 분석부는,
    상기 입력영상 신호를 디지털 변환하여 상기 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보를 포함하는 입력영상 데이터를 생성하는 디지털 변환부와,
    상기 입력영상 데이터의 변화가 기설정된 변화 임계값을 벗어나는지 여부를 분석하여 기준영상 데이터를 생성하는 기준영상 데이터 생성부와,
    가장 최근에 생성된 상기 입력영상 데이터와 상기 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 움직임이 있는 참 픽셀과 움직임이 없는 거짓 픽셀을 포함하는 움직임 데이터를 생성하는 움직임 데이터 생성부와,
    상기 움직임 데이터를 기반으로 상기 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율을 계산하는 픽셀 비율 계산부를 포함하는, 치료기 제어 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 기준영상 데이터 생성부는,
    상기 입력영상 데이터의 변화가 기설정된 변화 임계값 미만일 경우 가장 최근에 생성된 상기 입력영상 데이터를 새롭게 생성되는 상기 기준영상 데이터에 반영하고,
    상기 입력영상 데이터의 변화가 상기 변화 임계값을 초과할 경우 기존에 생성된 상기 기준영상 데이터를 유지시키는, 치료기 제어 시스템.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 움직임 데이터 생성부는,
    가장 최근에 생성된 상기 입력영상 데이터와 상기 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값을 초과할 경우, 상기 움직임 데이터를 움직임이 있는 참 픽셀로 생성하고,
    가장 최근에 생성된 상기 입력영상 데이터와 상기 기준영상 데이터의 차이가 기설정된 움직임 임계값 미만일 경우, 상기 움직임 데이터를 움직임이 없는 거짓 픽셀로 생성하는, 치료기 제어 시스템.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 기준영상 데이터 생성부는,
    상기 입력영상 데이터를 I input (x, t), 상기 변화 임계값을 δ binary , 기준영상 갱신율을 α로 정의할 경우, 이들의 함수로써 나타내어지는 상기 기준영상 데이터 I reference (x, t)를
    [수학식 1]
    Figure 112017038867239-pat00009
    로 생성하는, 치료기 제어 시스템.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 변화 임계값은 상기 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보의 최대치 중 소정의 비율에 해당하는 수치를 갖는, 치료기 제어 시스템.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 움직임 데이터 생성부는,
    상기 입력영상 데이터를 I input (x, t), 상기 기준영상 데이터를 I reference (x, t), 상기 움직임 임계값을 δ motion 으로 정의할 경우, 이들의 함수로써 나타내어지는 움직임 데이터 I moving (x, t)를
    [수학식 2]
    Figure 112017038867239-pat00010
    로 생성하는, 치료기 제어 시스템.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 움직임 임계값은 상기 복수개의 픽셀 각각의 명암 강도에 대한 정보의 최대치 중 소정의 비율에 해당하는 수치를 갖는, 치료기 제어 시스템.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 영상 획득부는 상기 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율이 제어 임계값의 이하일 경우 상기 입력영상 신호를 계속하여 획득하는, 치료기 제어 시스템.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 움직임 데이터를 기반으로 상기 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율이 기설정된 제어 임계값을 벗어나는지 여부에 따라 상기 치료기의 방사선 조사를 제어하는, 치료기 제어 시스템.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율이 상기 제어 임계값을 초과할 경우 치료기의 작동을 중단시키는, 치료기 제어 시스템.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 복수개의 픽셀 중 상기 참 픽셀의 비율이 상기 제어 임계값을 초과할 경우 상기 제어부의 제어 신호에 따라 경보 신호를 생성하여 상기 치료기로 전달하는 경보 신호 생성부를 더 포함하는, 치료기 제어 시스템.
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