KR20150145409A - 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법 및 그 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법은 방사선 치료 중 제1 카메라를 이용하여 제1 축과 제2 축에 대한 환자의 제1 영상을 촬영하고, 제2 카메라를 이용하여 상기 제2 축과 제3 축에 대한 상기 환자의 제2 영상을 촬영하는 단계; 이전 방사선 치료 시 상기 제1 카메라를 이용하여 촬영된 상기 환자의 제3 영상과 상기 제2 카메라를 이용하여 촬영된 상기 환자의 제4 영상을 획득하는 단계; 상기 제1 영상과 상기 제3 영상을 비교하여 상기 제1 영상과 상기 제3 영상 간의 제1 상관 관계 값을 계산하고, 상기 제2 영상과 상기 제4 영상을 비교하여 상기 제2 영상과 상기 제4 영상 간의 제2 상관 관계 값을 계산하는 단계; 및 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값이 미리 결정된 문턱 값 범위 내에 존재하는지 판단하고, 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값이 상기 문턱 값 범위를 벗어나는 경우 상기 환자의 위치가 방사선 치료 위치에서 벗어난 것으로 결정하여 치료 빔의 조사가 중단되도록 제어하는 단계를 포함한다.

Description

방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법 및 그 장치 {Method and apparatus for monitoring position of radiation treatment system}

본 발명은 방사선 치료 장치의 환자 위치 모니터링에 대한 것으로, 상세하게는 방사선 치료 중 모니터링을 통해 환자의 움직임이 발생되더라도 치료 빔이 관심 영역(ROI; region of interest)에 조사되도록 환자의 위치를 제어할 수 있는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

본 발명은 산업통상자원부 및 한국산업기술평가관리원의 글로벌전문기술개발사업(World Class 300 R&D 사업)의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제번호: 10040362, 과제명: 방사선치료 관리 통합 솔루션의 개발].

일반적으로, 병원에서 방사선 치료를 위해서는 많은 시스템 또는 장치들이 사용되어야 한다. 이들 시스템 및 장치들의 종류로는 전자 의무 기록 시스템(EMR: Electronic Medical Record), 처방 전달 시스템(OCS: Order Communication System), 의료 영상 저장 전달 시스템(PACS: Picture Archiving and Communication System), 방사선 치료 계획 시스템(RTP: Radiation Treatment Planning), 방사선 치료기(예를 들면, 선형 가속기(LINAC: Linear Accelerator)) 등이 있다.

처방 전달 시스템(OCS)은 각종 의학정보 및 환자들의 진찰자료를 보관한 데이터 베이스(DB)와 의사가 환자를 진단한 후 처방전을 통신망을 통해 각 해당 진료부서로 전달해주는 시스템이다.

전자 의무 기록 시스템(EMR)은 전자의무기록의 보관 및 검색을 위한 목적으로 구성된 시스템이다.

의료 영상 저장 전달 시스템(PACS)은 CT(Computed Tomography) 장치, MRI(Magnetic Resonance Imaging) 장치, PET(Positron Emission Tomography) 장치, 컴퓨터 단층 촬영 모의 치료기(CT Simulator), 및 CR(Computed Radiography)를 포함하는 적어도 하나의 의료 영상 장치에 의해 촬영된 이미지를 컴퓨터 파일로 저장하고 전달할 수 있는 시스템으로 중간규모이상의 병원에 대부분 도입되어 있는 장비이다.

방사선 치료 계획 시스템(RTP)은 프로그램적으로 환자의 방사선치료계획을 수립(작성)하는 시스템으로, 방사선 치료 계획 수립, 즉 방사선 치료 계획 정보 작성과 방사선 선량계산 및 검토 등을 수행한다. 이러한 방사선 치료 계획 시스템을 이용하여 전산화 단층 촬영 장치(CT)나 자기공명 영상 진단 장치(MRI) 등에 의해 획득된 환자의 암 발병부위의 영상들 중에서 사용자가 최적의 영상을 선택하거나 환자의 의료사진을 보고 직접 디지타이징(digitizing)하여 이미지화한 후 기본 영상처리를 한 다음 획득한 영상의 기준 좌표를 설정하고 각 부위의 윤곽설정(contouring)을 실시한 후 암 발병의 크기에 따른 빔의 방향과 선량을 산출한다.

방사선 치료의 기본 원칙은 암 치료 효과를 높이면서 정상 조직에서 발생 가능한 급성 및 만성 방사선 반응 또는 합병증뿐 아니라 2차적 종양 발생의 극소화를 목표로 한다. 이를 위하여 적절한 방사선 치료 계획을 수립할 필요가 있다.

방사선 치료기는 방사선 치료 계획 시스템(RTP)에 의해 작성된 방사선 치료 계획에 따라, 실제로 환자에 대한 방사선 치료를 수행하는 장치이다.

방사선 종양학과의 종양치료방법이 새롭게 개발되고 다양화되고 있으며, 이에 따라 다양한 치료방법에 대한 치료기기들 및 어플리케이션들이 새로이 개발되고 있다.

방사선 종양학과에서 환자에 대한 방사선 치료를 행하는 과정은 다음과 같다. 우선 환자의 종양에 대한 정보를 얻기 위해 의료 영상 장치를 통해 환자의 의료이미지를 얻는다. 이후 상기 환자의 의료이미지를 통해 방사선 치료 계획 시스템(RTP)를 통해 방사선 치료 계획을 수립한다. 다음으로 상기 방사선 치료 계획 시스템(RTP)를 통해 수립된 방사선 치료 계획을 토대로 하여 상기 방사선 치료기를 이용하여 방사선 치료를 수행하게 된다.

이때, 방사선 치료기는 선형가속기(LINAC), 근접치료기(Brachytherapy), 사이버나이프(Cyberknife), 토모테라피(Tomotherapy) 등이 개발되어 사용되고 있으며, 이들 방사선 치료기들은 환자의 종양의 상태, 치료부위에 따라 적절히 선택되어 사용되고 있다.

종래 방사선 치료 장치는 방사선 치료 중 환자의 움직임이 발생하면 치료 빔이 방사선 치료의 관심 영역(ROI)이 아닌 다른 위치 또는 영역에 조사되기 때문에 관심 영역의 종양 등이 치료가 되는 것이 아니라 정상적인 부위가 방사선에 노출되어 좋지 않은 영향을 받을 수 있다.

따라서, 환자의 움직임을 계속적으로 모니터링하면서 방사선 치료를 수행하는 것이 중요하다.

종래 방사선 치료 장치에서 환자의 위치 또는 움직임을 모니터링하는 선행기술인 한국공개특허 제2008-0039916호는 움직이는 관심 영역에 방사선 치료를 시행하는 시스템 및 방법에 대한 것으로, 방사선 치료를 수행하는 동안 환자를 모니터링하고, 모니터링 단계에서 판단한 호흡 패턴 등을 고려하여 치료 계획을 변경하는 기술이다.

하지만, 상기 선행기술은 환자의 호흡 패턴에 따른 치료 계획들을 모두 설정해야 하기 때문에 환자의 호흡 패턴이 설정된 호흡 패턴과 상이할 경우 치료 계획을 변경하기 어려울 뿐만 아니라 호흡 패턴만을 고려하기에 진단용 침상(couch)에서 동일한 호흡 패턴을 유지한 상태에서 환자의 움직임이 발생하게 되면 관심 영역에 치료 빔이 조사되지 않고 다른 부위에 조사될 가능성이 발생할 수 있으며, 결국 정상적인 부위가 치료 빔에 노출될 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 환자의 위치를 모니터링하고 환자의 움직임이 발생하더라도 정상적인 부위가 치료 빔에 노출되는 것을 방지할 수 있도록 환자의 위치를 자동 제어할 수 있는 방법의 필요성이 대두된다.

한국공개특허 제10-2008-0039916호 "움직이는 관심 영역에 방사선 치료를 시행하는 시스템 및 방법" (공개일: 2008.05.07)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 방사선 치료 중 환자의 움직임이 발생되더라도 치료 빔이 관심 영역에 조사되도록 환자의 위치를 제어할 수 있는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 고정된 두 대의 카메라를 이용한 이전 방사선 치료와 현재 방사선 치료 시의 환자 위치에 대한 영상 비교를 통해 환자의 움직임을 모니터링하고 이를 통해 방사선 치료 빔의 조사 여부를 제어함으로써, 방사서 치료 빔이 원하지 않은 부위에 노출되는 것을 방지할 수 있는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법은 방사선 치료 중 제1 카메라를 이용하여 제1 축과 제2 축에 대한 환자의 제1 영상을 촬영하고, 제2 카메라를 이용하여 상기 제2 축과 제3 축에 대한 상기 환자의 제2 영상을 촬영하는 단계; 이전 방사선 치료 시 상기 제1 카메라를 이용하여 촬영된 상기 환자의 제3 영상과 상기 제2 카메라를 이용하여 촬영된 상기 환자의 제4 영상을 획득하는 단계; 상기 제1 영상과 상기 제3 영상을 비교하여 상기 제1 영상과 상기 제3 영상 간의 제1 상관 관계 값을 계산하고, 상기 제2 영상과 상기 제4 영상을 비교하여 상기 제2 영상과 상기 제4 영상 간의 제2 상관 관계 값을 계산하는 단계; 및 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값이 미리 결정된 문턱 값 범위 내에 존재하는지 판단하고, 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값이 상기 문턱 값 범위를 벗어나는 경우 상기 환자의 위치가 방사선 치료 위치에서 벗어난 것으로 결정하여 치료 빔의 조사가 중단되도록 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 방법은 상기 환자의 위치를 상기 방사선 치료 위치에 놓이도록 상기 환자가 누워있는 진단용 침상(couch)을 제어하는 단계; 및 상기 환자의 위치가 상기 방사선 치료 위치에 위치하면 상기 치료 빔이 조사되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 획득하는 단계는 상기 제3 영상과 상기 제4 영상이 정규화(normalization), 세그멘테이션(segmentation), 에지 검출(edge detection) 과정을 통해 변형된 제3 변형 영상(deformation image)과 제4 변형 영상을 획득하고, 상기 계산하는 단계는 상기 제1 영상과 상기 제2 영상이 정규화(normalization), 세그멘테이션(segmentation), 에지 검출(edge detection) 과정을 통해 변형된 제1 변형 영상과 제2 변형 영상을 획득한 후 상기 제1 변형 영상과 상기 제3 변형 영상을 비교하여 상기 제1 상관 관계 값을 계산하고, 상기 제2 변형 영상과 상기 제4 변형 영상을 비교하여 상기 제2 상관 관계 값을 계산할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 방법은 상기 제1 영상, 상기 제2 영상 그리고 상기 제1 영상, 상기 제2 영상 각각에 대응하는 기준 영상을 비교하여 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 중 적어도 하나의 각도와 위치에 대한 보정 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 보정이 필요한 경우 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 중 적어도 하나의 각도와 위치에 대한 보정 값을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 상관 관계 값을 계산하는 단계는 상기 계산된 보정 값을 반영하여 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값을 계산할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 장치는 진단용 침상(couch)에서 제1 축과 제2 축에 대한 환자의 영상을 촬영하는 제1 카메라; 상기 환자에 대한 상기 제2 축과 제3 축에 대한 상기 환자의 영상을 촬영하는 제2 카메라; 이전 방사선 치료 시 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라에 의해 미리 촬영되어 저장된 상기 진단용 침상과 상기 환자를 포함하는 제1 영상과 제2 영상을 획득하는 영상 획득부; 현재 방사선 치료 중 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라에 의해 촬영된 제3 영상과 제4 영상을 수신하고, 상기 제1 영상과 상기 제3 영상을 비교하여 상기 제1 영상과 상기 제3 영상 간의 제1 상관 관계 값을 계산하며, 상기 제2 영상과 상기 제4 영상을 비교하여 상기 제2 영상과 상기 제4 영상 간의 제2 상관 관계 값을 계산하는 상관 관계 값 계산부; 및 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값이 미리 결정된 문턱 값 범위 내에 존재하는지 판단하고, 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값이 상기 문턱 값 범위를 벗어나는 경우 상기 환자의 위치가 방사선 치료 위치에서 벗어난 것으로 결정하여 치료 빔의 조사가 중단되도록 제어하는 모니터링 제어부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 고정된 두 대의 카메라를 이용한 환자의 기준 위치에 대한 영상과 현재 방사선 치료 중 환자의 위치에 대한 영상 비교를 통해 치료 중 환자의 움직임이 발생하더라도, 환자 모니터링을 통해 방사선 치료 빔이 원하는 관심 영역으로 조사될 수 있도록 환자의 위치를 제어함으로써, 환자의 움직임이 발생하더라도 정상적인 부위가 치료 빔에 노출되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 본 발명은 방사선 치료에 대한 환자의 기준 위치에 대한 영상과 방사선 치료 중 촬영된 환자의 영상에 대한 상관 관계 값을 통해 환자의 위치를 모니터링함으로써, 치료 빔이 종양 등의 관심 영역에 조사되도록 환자의 위치를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 카메라의 기준 촬영 위치에 대한 영상을 이용하여 카메라의 촬영 위치를 반영함으로써, 환자의 위치 모니터링에 대한 신뢰성을 향상시키고 이를 통해 방사선 치료에 대한 신뢰성 또한 향상시킬 수 있다.

구체적으로, 본 발명은 방사선 치료 중 촬영된 영상 분석을 통해 카메라의 각도 또는 위치를 보정하고, 보정된 카메라의 각도 또는 위치를 반영하여 환자의 위치 모니터링을 수행함으로써, 환자의 위치 모니터링에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면 비교적 간단한 구성을 가진 2개의 카메라를 이용하면서도, 진단용 침상의 기준 위치, 및 환자의 몸에 표시된 마커 또는 아이소 센터(ISO center)의 위치 등을 감지하여 카메라의 각도의 미세한 뒤틀림, 환자의 위치(position) 뿐만 아니라 자세(pose)의 미세한 변화를 모니터링할 수 있는 방사선 치료 장치의 모니터링 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 추가적인 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 단계 S140에 대한 다른 일 실시예 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명을 설명하기 위한 방사선 치료 장치의 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법 및 그 장치를 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 방사선 치료 중 환자의 위치를 모니터링하고자 하는 것으로, 진단용 침상(couch)의 상부에 구비된 카메라와 측면에 구비된 카메라에 의해 촬영된 영상과 기준 영상의 비교를 통한 상관 관계 값을 이용하여 환자의 움직임을 자동 모니터링함으로써, 치료 빔이 정상적인 부위에 조사되는 것을 방지하고, 환자의 위치가 정상적인 위치로 놓이도록 자동 제어함으로써, 방사선 치료에 대한 신뢰성을 높이고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다. 도 1의 위치 모니터링 방법은 방사선 치료 장치에서 환자의 위치 또는 움직임을 모니터링할 수 있는 컴퓨팅 시스템의 프로세서(processor)를 통하여 실행될 수 있으며, 프로세서와 연결되는 메모리에 로드(load)되는 인스트럭션의 형태로 저장될 수 있다.

본 발명은 방사선 치료를 시작하기 전 진단용 침대(couch)에서의 환자 위치를 이전 방사선 치료 때의 환자 위치와 동일하게 위치시킨 상태에서 방사선 치료를 수행하는 과정에서의 모니터링에 대한 것이다. 즉, 본 발명은 방사선 치료를 위해 환자가 정확한 위치에 위치한 상태에서 실시간으로 환자의 움직임을 모니터링하는 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 방법은 방사선 치료 중 방사선 치료 장치에 구비된 제1 카메라를 이용하여 진단용 침상의 제1 축과 제2 축에 대한 환자의 영상(이하 "제1 영상"이라 칭함)을 촬영하고, 제2 카메라를 이용하여 진단용 침상의 제2 축과 제3축에 대한 환자의 영상(이하 "제2 영상"이라 칭함)을 촬영한다(S110, S120).

이 때, 제1 카메라(410)는 도 4에 도시된 일 예와 같이, 진단용 침상(430)의 상부에서 환자를 촬영하는 카메라일 수 있고, 제2 카메라(420)는 진단용 침상(430)의 측면에서 환자를 촬영하는 카메라일 수 있으며, 제1 축, 제2 축, 제3 축은 x축, y축, z축일 수 있다. 그리고, 제1 카메라와 제2 카메라는 방사선 치료 장치의 갠트리(gantry)(440)에 고정되어 위치할 수도 있지만, 갠트리가 아닌 다른 특정 위치에 고정되어 위치할 수도 있다.

본 발명에서의 카메라는 CCD(charge coupled device), CMOS 등을 이용한 촬영 기기를 의미한다.

따라서, 제1 카메라에 의해 촬영되는 제1 영상은 x축과 y축의 환자의 위치 변화를 주로 검출하기 위한 영상일 수 있고, 제2 카메라에 의해 촬영되는 제2 영상은 y축과 z축의 환자의 위치 변화를 주로 검출하기 위한 영상일 수 있다.

본 발명에서의 제1 영상과 제2 영상은 현재 방사선 치료 중 환자의 움직임 또는 위치 변화를 모니터링하기 위한 상부 영상과 측면 영상일 수 있다.

제1 영상과 제2 영상이 촬영되면, 이전 방사선 치료 시 제1 카메라와 제2 카메라에 의해 미리 촬영되어 저장된 환자의 기준 영상들을 획득한다(S130).

이 때, 기준 영상들은 이전 방사선 치료 예컨대, 최초 방사선 치료 또는 바로 이전 방사선 치료 시에 제1 카메라와 제2 카메라에 의해 촬영된 환자를 포함한 의료 영상으로, 본 발명에서는 제3 영상과 제4 영상으로 칭하여 설명한다.

즉, 제3 영상은 방사선 치료를 수행한 이전 방사선 치료 시 제1 카메라에 의해 촬영된 환자의 x축과 y축에 대한 영상을 의미하고, 제4 영상은 이전 방사선 치료 시 제2 카메라에 의해 촬영된 환자의 y축과 z축에 대한 영상을 의미하는 것으로, 제3 영상과 제4 영상은 방사선 치료 빔이 환자의 관심 영역으로 정확하게 조사되는 환자의 위치를 의미한다.

제3 영상과 제4 영상은 방사선 치료 장치와 연결된 별도의 저장 장치 또는 시스템 예를 들어, 의료영상 저장 전송 시스템(PACS)으로부터 획득될 수 있는데, 환자의 정보를 이용하여 PACS 등으로부터 획득할 수 있다. 물론, 본 발명에 따른 방법은 방사선 치료를 수행하는 전문의에 의해 환자의 위치 모니터링을 위한 사용자 입력이 사용자 인터페이스를 통해 수신되면 수행될 수 있다.

단계 S130에 의해 이전 방사선 치료 시 환자의 위치에 대한 제3 영상과 제4 영상이 획득되면 제3 영상과 제3 영상에 대응하는 제1 영상을 이용하여 제1 영상과 제3 영상 간 상관 관계 값(이하, "제1 상관 관계 값"이라 칭함)을 계산하고, 제4 영상과 제4 영상에 대응하는 제2 영상을 이용하여 제2 영상과 제4 영상 간 상관 관계 값(이하, "제2 상관 관계 값"이라 칭함)을 계산한다(S140, S150).

이 때, 단계 S140과 S150은 영상을 특정 과정을 통해 변형 영상(deformation image)을 생성한 후 생성된 변형 영상들을 이용하여 변형 영상들 간의 상관 관계 값을 계산할 수 있는데, 상관 관계 값을 계산하기 위한 변형 영상을 생성하는 과정에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 방법의 추가적인 동작 흐름도를 나타낸 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 영상과 제2 영상이 촬영되면, 촬영된 제1 영상과 제2 영상을 수신하여 제1 영상과 제2 영상에 대해 정규화(normalization)하고, 정규화된 영상을 세그멘테이션(segmentation)과 에지 검출(edge detection) 과정을 통해 변형된 제1 변형 영상과 제2 변형 영상을 생성한다(S210 내지 S240).

도 2에서의 정규화, 세그멘테이션, 에지 검출 과정에 대해서는, 본 발명의 기술 분야에 종사하는 당업자라면 충분히 알 수 있는 내용이기에, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

물론, 도 2에 대한 과정은 이전 방사선 치료 시 촬영된 제3 영상과 제4 영상에 대해서도 동일하게 적용되어, 제3 영상과 제4 영상에 대한 정규화(normalization), 세그멘테이션(segmentation)과 에지 검출(edge detection) 과정을 통해 변형된 제3 변형 영상과 제4 변형 영상이 생성된 후 미리 저장되는 것이 바람직하다.

그리고 단계 S140과 S150에서 상관 관계 값을 생성하는 것은 도 2에서 생성된 제1 변형 영상, 제2 변형 영상, 제3 변형 영상, 및 제4 변형 영상을 이용하여 계산될 수 있다. 즉, 제1 상관 관계 값은 제1 변형 영상과 제3 변형 영상의 비교를 통한 상관 관계 값이고, 제2 상관 관계 값은 제2 변형 영상과 제4 변형 영상의 비교를 통한 상관 관계 값이다.

이 때, 계산되는 상관 관계 값(

)은 아래 <수학식 1>, <수학식 2>와 같이 계산될 수 있다.

[수학식 1]

여기서,

는 template 영상(t)의 이동거리(u, v)에 대한 상호 상관 관계 팩터(cross-correlation factor)를 의미하고, (x, y)는 기본 영상(f)에 대한 좌표축을 의미하고,

는 기본 영상(f)의 평균값을 의미하고,

는 template 영상(t)의 평균값을 의미하는 것으로, 본 발명에서 f는 제1 변형 영상, 제2 변형 영상을 의미할 수 있고, t는 제3 변형 영상, 제4 변형 영상을 의미할 수 있고,

는 제1 변형 영상, 제2 변형 영상의 평균값을 의미할 수 있고,

는 제3 변형 영상, 제4 변형 영상의 평균값을 의미할 수 있다.

상기 수학식 1은 상호 상관 관계 값(

)이 최대인 지점 (u, v) 지점을 찾는 수식이지만, 본 발명은 영상을 모니터링할 때, 전체 영상을 template 영상으로 지정하고, 전체 영상을 대상으로 모니터링하기 때문에 (u, v)는 (0, 0)이 된다.

수학식 1에서 전체 영상에 대하여 normalization시키면, 아래 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.

[수학식 2]

여기서,

는 t 영상(제3 변형 영상, 제4 변형 영상)에 대한 f 영상(제1 변형 영상, 제2 변형 영상)의 노말라이즈된 상호 상관 관계(normalized cross correlation) 값을 의미하고, n은 전체 픽셀수를 의미하고, f는 제1 변형 영상, 제2 변형 영상을 의미하고, t는 제3 변형 영상, 제4 변형 영상을 의미하고,

는 제1 변형 영상, 제2 변형 영상의 평균값을 의미하고,

는 제3 변형 영상, 제4 변형 영상의 평균값을 의미하고,

는 f 영상에 대한 표준편차를 의미하고,

는 t 영상에 대한 표준편차를 의미한다.

다시 도 1을 참조하여, 단계 S140과 S150에 의해 제1 상관 관계 값과 제2 상관 관계 값이 계산되면 계산된 두 상관 관계 값(제1 상관 관계 값과 제2 상관 관계 값)이 미리 결정된 문턱 값(threshold) 범위 내에 존재하는지 판단한다(S160).

즉, 단계 S160은 두 상관 관계 값 모두가 문턱 값 범위 내에 존재하는지 판단한다.

단계 S160 판단 결과, 두 상관 관계 값이 문턱 값 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 방사선 치료에 영향을 줄 수 있을 정도로 환자의 움직임이 발생된 것으로 판단하고, 방사선 치료 빔의 조사가 중단되도록 조사 빔을 제어한다(S170).

그리고, 환자의 움직임에 의한 위치 변화를 계산하여 환자의 위치를 방사선 치료를 수행하기 위한 치료 위치에 놓이도록 진단용 침상을 이동 또는 회전시킴으로써, 환자의 위치를 제어한다(S180).

이 때, 환자의 위치 제어는 제1 영상과 제3 영상을 이용하여 제1 축과 제2 축에 대한 환자의 제1 위치 변화를 계산하고, 제2 영상과 제4 영상을 이용하여 제2 축과 제3 축에 대한 환자의 제2 위치 변화를 계산하며, 계산된 제1 위치 변화와 제2 위치 변화를 이용하여 환자의 위치를 치료 위치에 위치하도록 진단용 침상을 제어할 수 있는데, 진단용 침상(coach)의 미리 결정된 길이를 이용하여 해당 영상에서의 단위 길이당 픽셀수를 계산함으로써, 환자의 위치 변화를 계산할 수 있다.

환자의 위치 변화는 x축 방향으로의 회전 각도, y축 방향으로의 회전 각도, z축 방향으로의 회전 각도의 변화를 포함할 수도 있으며, 상황에 따라 제1 위치 변화는 x축, y축으로의 위치 변화를 의미할 수도 있고, 제2 위치 변화는 z축으로의 위치 변화를 의미할 수도 있으며, 위치 변화는 해당 축 방향으로의 이동 뿐만 아니라 회전을 포함할 수 있다.

환자의 위치를 제어하기 위한 위치 변화는 환자의 몸에 표시된 마커 또는 아이소 센터(ISO center)와 미리 체크된 진단용 침상의 특정 기준 위치를 기준으로 계산되며, 본 발명에 따르면 환자가 진단용 침상(coach) 위에서 취하는 위치(position)의 변화와, 환자가 취하는 자세(pose)의 변화를 모두 계산할 수 있다.

물론, 단계 S180은 이전 방사선 치료 시 환자가 취했던 위치 및 자세와 현재 취하고 있는 위치 및 자세 간의 차이를 계산하여, 현재 상태에서 방사선 치료가 소기의 목적을 달성할 수 있도록 방사선 치료의 관심 영역(ROI)이 방사선의 경로에 올바르게 위치할 수 있도록 환자가 누워 있는 진단용 침상을 이동시킴으로써, 환자의 위치를 제어할 수 있다.

환자는 방사선 치료 중 진단용 침상 상에서 x축, y축 방향으로 평행하게 이동하였을 수도 있고, 비스듬히 움직였을 수도 있다. 또는 환자가 취한 자세가 이전 방사선 치료 시의 자세와 비교할 때 약간 비틀어져 있을 수도 있다. 이런 환자의 위치 변화는 환자의 몸에 표시된 복수 개의 마커를 이용하여 제1 영상과 제3 영상 간의 비교를 통하여 환자의 위치의 x-y 평면 내에서의 변화, x-y 평면 상에서의 회전 여부를 추출할 수 있다. 또한 환자의 자세(pose)가 정면으로 누운 자세(supine pose), 엎드린 자세(prone pose), 옆으로 누운 자세(lateral pose) 인 경우에, 환자가 이전 치료 시와 비교하여 몸을 더 뒤틀어 누운 경우, 그 차이를 검출할 수도 있다.

또한, 진단용 침상의 특정 기준 위치 간의 픽셀 변화를 분석하면, 진단용 침상의 위치는 동일한데 환자의 위치 또는 자세가 달라진 것인지, 진단용 침상 자체가 어느 방향으로 이동한 것인지도 확인할 수 있다.

예를 들어, 단계 S180은 제3 영상에서 진단용 침상(couch)의 미리 결정된 길이 예를 들어, 진단용 침상의 폭 또는 길이에 대한 픽셀수와 환자의 위치에 대한 픽셀수를 계산하고 제1 영상에서 진단용 침상(couch)의 폭 또는 길이에 대한 픽셀수와 환자의 위치에 대한 픽셀수를 계산하며, 계산된 픽셀수를 이용하여 환자의 위치 변화를 계산하고, 계산된 위치 변화를 이용하여 환자가 누워있는 진단용 침상을 x축, y축, z축 방향으로 이동시키거나 회전시킴으로써, 환자의 위치가 이전 방사선 치료 시의 환자 위치와 동일한 위치에 놓이도록 제어한다.

이 때, 진단용 침상에서의 환자의 x축과 y에 대한 위치는 진단용 침상의 끝을 기준으로 픽셀수를 계산할 수도 있고 진단용 침상에 미리 설정된 적어도 하나 이상의 기준 패턴 또는 기준 마크를 기준으로 픽셀수를 계산할 수도 있다. 물론, 진단용 침상에서의 환자의 위치는 진단용 침상에 미리 설정된 하나 이상의 기준 패턴과 환자 상에 미리 설정된 특징 점들 예를 들어, 눈, 코, 입 또는 환자의 특정 위치에 표시된 마크 간의 단위 길이당 픽셀수를 이용하여 진단용 침상에서 환자의 x축 위치와 y축 위치를 계산할 수도 있으며, 기준 패턴과 환자의 형상, 신체 길이, 신체 부위 간격 길이 간의 단위 길이당 픽셀수를 이용하여 진단용 침상에서 환자의 x축 위치와 y축 위치를 계산할 수도 있다.

물론, 진단용 침상에서의 환자 위치가 변경되는 경우라면 단위 길이당 픽셀수가 동일하겠지만, 진단용 침상에 움직임이 발생한 경우라면 단위 길이당 픽셀수가 달라질 수 있다. 따라서, 이와 같은 변화를 고려하여 환자의 위치를 제어하는 것이 바람직하며, 환자의 위치 변화 계산 시 다른 영상에서의 위치 변화 정보를 반영함으로써, 해당 영상에서의 위치 변화를 보정 또는 보완할 수 있다.

물론 단계 S160 판단 결과, 두 상관 관계 값이 문턱 값 범위를 벗어나는 경우 방사선 치료 빔의 조사를 중단한다는 사실은 전문의에게 알릴 수 있는 알람(alarm)을 작동시킬 수도 있다.

또한, 본 발명은 고정된 두 대의 카메라를 이용하여 방사선 치료 중인 환자를 실시간 촬영함으로써, 촬영된 환자의 실시간 영상을 분석하여 환자의 호흡 주기 데이터를 생성할 수도 있으며, 이렇게 생성된 환자의 호흡 주기 데이터를 그래프 등으로 제공할 수도 있다.

이전 치료 시와 현재 방사서 치료 상태에서 환자는 몸을 구부정하게 하거나, 몸을 더 펴거나, 몸을 더 비틀 수도 있다. 환자의 몸에 표시된 복수 개의 마커는 제1 영상과 제3 영상 사이에서 평행/회전/확대/축소된 것처럼 보이는 것 외에 뒤틀린 것처럼 나타날 수도 있다. 이 때에는 복수 개의 마커의 중심을, ROI의 중심으로 보고 위치 제어의 기준으로 삼아 단계 S190을 수행할 수도 있다. 본 발명에서 제1 영상과 제2 영상을 촬영하는 제1 카메라와 제2 카메라는 특정 위치에 고정되는 것이 바람직하지만, 상황에 따라 제1 카메라 또는 제2 카메라의 영상 촬영 각도와 위치 등이 미세하게 틀어질(어긋날) 수도 있다.

따라서, 환자의 위치를 촬영하는 제1 카메라와 제2 카메라의 촬영 각도 또는 위치가 달라지는 경우 환자의 위치를 정확하게 모니터링할 수 없기 때문에 제1 카메라와 제2 카메라의 촬영 각도 또는 위치가 이전 방사선 치료 시의 촬영 각도 또는 위치와 동일한지 판단하고, 이를 보정하여 환자의 위치를 모니터링하는 것이 바람직하다.

이에 대해 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 1에 도시된 단계 S140에 대한 다른 일 실시예 동작 흐름도를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 제1 상관 관계 값을 계산하는 단계(S140)는 제1 카메라와 제2 카메라에 의해 촬영된 제1 영상과 제2 영상을 분석하고, 제1 영상과 제2 영상의 분석 결과 카메라의 위치와 각도를 보정해야 하는지 판단한다(S310, S320).

이 때, 카메라의 보정 여부는 제1 영상에 포함된 진단용 침상과 환자의 영상 처리를 통해 이루어질 수 있으며, 영상 처리를 통해 카메라의 앵글 방향과 위치를 확인할 수 있고, 따라서 미리 결정된 카메라의 앵글 방향과 위치를 비교함으로써, 카메라의 보정 여부를 판단할 수 있다.

즉, 단계 S320은 카메라가 외부 환경 또는 내부적인 문제로 인하여 앵글 방향과 위치에 변화가 발생하였는지 판단한다.

단계 S320 판단 결과, 카메라 즉, 제1 카메라와 제2 카메라 중 적어도 하나를 보정해야 하는 경우 해당 카메라에 대해 보정해야 하는 각도와 위치를 계산한다(S330).

여기서, 보정 각도와 보정 위치는 제1 영상과 제2 영상의 분석을 통해 카메라의 앵글 방향과 위치를 확인하고, 확인된 앵글 방향과 위치를 미리 결정된 기준 앵글 방향, 기준 위치와 비교함으로써, 계산될 수 있다.

단계 S330에 의해 보정 각도와 보정 위치가 계산되면 계산된 보정 각도와 보정 위치를 반영하여 제1 영상과 제3 영상에 대한 제1 상관 관계 값을 계산한다(S340).

이 때, 단계 S340은 계산된 카메라의 보정 각도와 보정 위치를 제1 영상에 반영한 후 제1 영상과 제3 영상의 상관 관계를 통해 제1 상관 관계 값을 생성할 수도 있고, 제1 상관 관계 값 계산 시 계산된 카메라의 보정 각도와 보정 위치를 반영함으로써, 제1 상관 관계 값을 생성할 수도 있다.

반면, 단계 S320 판단 결과, 카메라 위치 보정이 필요 없는 경우 상술한 바와 같이 촬영된 제1 영상과 제3 영상만을 이용하여 제1 영상과 제3 영상 간 제1 상관 관계 값을 계산한다(S350).

물론, 이런 카메라의 각도와 위치에 대한 보정과 위치 변화를 계산할 때의 반영은 제1 상관 관계 값 뿐만 아니라 제2 상관 관계 값에도 적용될 수 있다.

이러한 카메라의 각도를 조정하는 경우에도, 각 영상에서 복수 개의 마커 간의 픽셀 수의 변화와, 진단용 침상의 특정 기준 위치 간의 픽셀 수의 변화를 기초로 하여 이전 치료 시와 현재 상태에서 카메라(제1 카메라 또는 제2 카메라)의 각도 변화를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라에 의하여 촬영된 제2 영상과 제4 영상 사이에서, 진단용 침상의 특정 기준 위치 간의 픽셀 변화가 나타나 제2 카메라의 각도가 미세하게 틀어진 것이 판명되었다면, 제2 카메라에 의하여 도출된 z축 방향의 위치 이동은 제2 카메라의 각도 변화만큼 보정될 필요가 있다. 이 때, 제1 카메라에 의하여 촬영된 제1 영상과 제3 영상 간에 나타나는 특정 기준 위치 간의 픽셀 개수의 변화를 이용하여 x-y 평면 외에 z축 방향으로도 위치 변화가 있었는지, 위치 변화가 어느 쪽으로 일어났는지 등을 계산할 수 있으므로, 제1 카메라에 의하여 촬영된 영상으로부터 추출된 정보를 이용하여 제2 카메라의 z축 위치 이동 계산 결과를 검증하거나 보완할 수 있다.

상황에 따라, 카메라의 각도와 위치에 대한 보정 여부를 판단하기 위해, 환자의 최적 위치에 대한 기준 영상을 구비할 수도 있으며, 이런 기준 영상과 카메라에 의해 촬영된 영상의 비교를 통해 카메라의 각도와 위치에 대한 보정 여부를 판단할 수 있고, 보정 각도와 보정 위치 또한 계산될 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 방법은 방사선 치료 중 진단용 침상의 상부에 구성된 카메라와 측면에 구성된 카메라를 이용하여 촬영된 영상과 이전 방사선 치료 시에 촬영된 영상(기준 영상) 간의 상관 관계 값을 계산하고, 계산된 상관 관계 값을 이용하여 환자의 움직임 여부를 모니터링함으로써, 치료 중 환자의 움직임이 발생하더라도, 방사선 치료 빔이 원하는 관심 영역으로 조사될 수 있도록 환자의 위치를 제어하고 따라서 환자의 움직임이 발생하더라도 정상적인 부위가 치료 빔에 노출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 제1 카메라와 제2 카메라가 외부 환경 등에 의해 앵글 방향과 위치가 달라지더라도, 변화된 각도와 위치를 보정하여 상관 관계 값을 계산하는데 반영함으로써, 환자의 움직임을 정확하게 모니터링할 수 있고 이를 통해 방사선 치료에 대한 신뢰성 또한 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 장치(500)는 제1 카메라(510), 제2 카메라(520), 변형 영상 생성부(530), 영상 획득부(540), 상관 관계 값 계산부(550) 및 모니터링 제어부(560)를 포함하며, 변형 영상 생성부(530), 영상 획득부(540), 상관 관계 값 계산부(550) 및 모니터링 제어부(560)는 환자의 위치 또는 움직임을 모니터링할 수 있는 컴퓨팅 시스템의 프로세서(processor)에 의해 구성될 수 있다.

제1 카메라(510)는 방사선 치료 시 환자가 눕는 진단용 침상(couch)의 상부에서 환자를 촬영하는 카메라로, 제1 축과 제2 축 즉, x축과 y축에 대한 환자의 영상을 촬영한다.

제2 카메라(520)는 방사선 치료 시 환자가 눕는 진단용 침상(couch)의 측면에서 환자를 촬영하는 카메라로, 제2 축과 제3 축 즉, y축과 z축 또는 x축과 z축에 대한 환자의 영상을 촬영한다.

변형 영상 생성부(530)는 제1 카메라(510)와 제2 카메라(520)에 의해 촬영된 영상을 정규화(normalization), 세그멘테이션(segmentation), 에지 검출(edge detection) 과정을 통해 변형된 변형 영상(deformation image)으로 생성하다.

즉, 변형 영상 생성부(530)는 이전 방사선 치료 시 촬영된 제3 영상과 제4 영상에 대해 정규화, 세그멘테이션, 에지 검출 과정을 통해 제3 변형 영상과 제4 변형 영상을 생성하며, 현재 방사선 치료 중 촬영된 제1 영상과 제2 영상에 대해서도 정규화, 세그멘테이션, 에지 검출 과정을 통해 제1 변형 영상과 제2 변형 영상을 생성한다.

영상 획득부(540)는 이전 방사선 치료 시 제1 카메라와 제2 카메라에 의해 촬영되어 저장된 영상 즉, 제3 영상과 제4 영상을 획득한다.

이 때, 영상 획득부(540)는 제1 영상과 제2 영상이 변형된 제1 변형 영상과 제2 변형 영상을 획득할 수 있는데, 방사선 치료 장치와 연결된 별도의 저장 장치 또는 시스템 예를 들어, 의료영상 저장 전송 시스템(PACS)으로부터 이전 방사선 치료 시의 환자에 대한 영상들을 획득할 수 있다.

상관 관계 값 계산부(550)는 현재 방사선 치료 중 제1 카메라와 제2 카메라에 의해 촬영된 제1 영상과 제2 영상을 수신하고, 제1 영상과 제3 영상을 비교하여 제1 영상과 제3 영상 간의 제1 상관 관계 값을 계산하며, 제2 영상과 제4 영상을 비교하여 제2 영상과 제4 영상 간의 제2 상관 관계 값을 계산한다.

이 때, 상관 관계 값 계산부(550)는 변형 영상 생성부(530)로부터 제1 변형 영상과 제2 변형 영상을 수신하고, 제1 변형 영상과 제3 변형 영상을 비교하여 제1 상관 관계 값을 계산하며, 제2 변형 영상과 제4 변형 영상을 비교하여 제2 상관 관계 값을 계산할 수 있다.

즉, 상관 관계 값 계산부(550)는 제1 영상, 제2 영상 그리고 제1 영상, 제2 영상 각각에 대응하는 기준 영상 예를 들어, 제3 영상과 제4 영상을 비교하여 제1 카메라와 제2 카메라 중 적어도 하나의 각도와 위치에 대한 보정 여부를 판단하고, 보정이 필요한 경우 제1 카메라와 제2 카메라 중 적어도 하나의 각도와 위치에 대한 보정 값을 계산하며, 계산된 보정 값을 반영하여 제1 상관 관계 값과 제2 상관 관계 값을 계산한다.

나아가, 상관 관계 값 계산부(550)는 환자의 움직임을 판단하기 위한 상관 관계 값을 계산할 때, 제1 영상과 제2 영상의 분석을 통해 제1 카메라와 제2 카메라 중 적어도 하나의 앵글 방향과 위치의 보정 여부를 판단한 후 보정이 필요한 경우 카메라의 보정 각도와 보정 위치를 계산한 후 계산된 보정 각도와 보정 위치를 상관 관계 값을 계산하는데 반영함으로써, 제1 상관 관계 값과 제2 상관 관계 값을 정확하게 계산할 수 있다.

모니터링 제어부(560)는 제1 상관 관계 값과 제2 상관 관계 값이 미리 결정된 문턱 값 범위 내에 존재하는지 판단하고, 제1 상관 관계 값과 제2 상관 관계 값이 문턱 값 범위를 벗어나는 경우 환자의 위치가 방사선 치료 위치에서 벗어난 것으로 결정하여 치료 빔의 조사가 중단되도록 제어한다.

나아가, 모니터링 제어부(560)는 환자의 위치를 방사선 치료 위치에 놓이도록 환자가 누워있는 진단용 침상(couch)을 제어하고, 환자의 위치가 방사선 치료 위치에 위치하면 치료 빔이 조사되도록 제어한다.

이 때, 모니터링 제어부(560)는 제1 영상과 제3 영상을 이용하여 제1 축과 제2 축에 대한 환자의 제1 위치 변화를 계산하고, 제2 영상과 제4 영상을 이용하여 제2 축과 제3 축에 대한 환자의 제2 위치 변화를 계산하며, 계산된 제1 위치 변화와 제2 위치 변화를 이용하여 환자의 위치를 치료 위치에 위치하도록 진단용 침상을 제어할 수 있는데, 진단용 침상(coach)의 미리 결정된 길이를 이용하여 해당 영상에서의 단위 길이당 픽셀수를 계산함으로써, 환자의 위치 변화를 계산할 수 있다.

따라서, 모니터링 제어부(560)는 환자의 x축, y축, z축으로의 이동 및 회전 정도를 포함하는 위치 변화를 계산하고, 계산된 위치 변화를 이용하여 진단용 침상을 x축, y축, z축 방향으로 이동시키거나 회전시킴으로써, 환자의 위치가 치료 위치에 위치하도록 제어한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

1. 방사선 치료 중 제1 카메라를 이용하여 제1 축과 제2 축에 대한 환자의 제1 영상을 촬영하고, 제2 카메라를 이용하여 상기 제2 축과 제3 축에 대한 상기 환자의 제2 영상을 촬영하는 단계;
   이전 방사선 치료 시 상기 제1 카메라를 이용하여 촬영된 상기 환자의 제3 영상과 상기 제2 카메라를 이용하여 촬영된 상기 환자의 제4 영상을 획득하는 단계;
   상기 제1 영상과 상기 제3 영상을 비교하여 상기 제1 영상과 상기 제3 영상 간의 제1 상관 관계 값을 계산하고, 상기 제2 영상과 상기 제4 영상을 비교하여 상기 제2 영상과 상기 제4 영상 간의 제2 상관 관계 값을 계산하는 단계; 및
   상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값이 미리 결정된 문턱 값 범위 내에 존재하는지 판단하고, 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값이 상기 문턱 값 범위를 벗어나는 경우 상기 환자의 위치가 방사선 치료 위치에서 벗어난 것으로 결정하여 치료 빔의 조사가 중단되도록 제어하는 단계
   를 포함하는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 환자의 위치를 상기 방사선 치료 위치에 놓이도록 상기 환자가 누워있는 진단용 침상(couch)을 제어하는 단계; 및
   상기 환자의 위치가 상기 방사선 치료 위치에 위치하면 상기 치료 빔이 조사되도록 제어하는 단계
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 획득하는 단계는
   상기 제3 영상과 상기 제4 영상이 정규화(normalization), 세그멘테이션(segmentation), 에지 검출(edge detection) 과정을 통해 변형된 제3 변형 영상(deformation image)과 제4 변형 영상을 획득하고,
   상기 계산하는 단계는
   상기 제1 영상과 상기 제2 영상이 정규화(normalization), 세그멘테이션(segmentation), 에지 검출(edge detection) 과정을 통해 변형된 제1 변형 영상과 제2 변형 영상을 획득한 후 상기 제1 변형 영상과 상기 제3 변형 영상을 비교하여 상기 제1 상관 관계 값을 계산하고, 상기 제2 변형 영상과 상기 제4 변형 영상을 비교하여 상기 제2 상관 관계 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 영상, 상기 제2 영상 그리고 상기 제1 영상, 상기 제2 영상 각각에 대응하는 기준 영상을 비교하여 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 중 적어도 하나의 각도와 위치에 대한 보정 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 판단 결과 보정이 필요한 경우 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 중 적어도 하나의 각도와 위치에 대한 보정 값을 계산하는 단계
   를 더 포함하고,
   상기 제2 상관 관계 값을 계산하는 단계는
   상기 계산된 보정 값을 반영하여 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 방법.
5. 진단용 침상(couch)에서 제1 축과 제2 축에 대한 환자의 영상을 촬영하는 제1 카메라;
   상기 환자에 대한 상기 제2 축과 제3 축에 대한 상기 환자의 영상을 촬영하는 제2 카메라;
   이전 방사선 치료 시 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라에 의해 미리 촬영되어 저장된 상기 진단용 침상과 상기 환자를 포함하는 제1 영상과 제2 영상을 획득하는 영상 획득부;
   현재 방사선 치료 중 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라에 의해 촬영된 제3 영상과 제4 영상을 수신하고, 상기 제1 영상과 상기 제3 영상을 비교하여 상기 제1 영상과 상기 제3 영상 간의 제1 상관 관계 값을 계산하며, 상기 제2 영상과 상기 제4 영상을 비교하여 상기 제2 영상과 상기 제4 영상 간의 제2 상관 관계 값을 계산하는 상관 관계 값 계산부; 및
   상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값이 미리 결정된 문턱 값 범위 내에 존재하는지 판단하고, 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값이 상기 문턱 값 범위를 벗어나는 경우 상기 환자의 위치가 방사선 치료 위치에서 벗어난 것으로 결정하여 치료 빔의 조사가 중단되도록 제어하는 모니터링 제어부
   를 포함하는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 모니터링 제어부는
   상기 환자의 위치를 상기 방사선 치료 위치에 놓이도록 상기 환자가 누워있는 진단용 침상(couch)을 제어하고, 상기 환자의 위치가 상기 방사선 치료 위치에 위치하면 상기 치료 빔이 조사되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라에 의해 촬영된 영상을 정규화(normalization), 세그멘테이션(segmentation), 에지 검출(edge detection) 과정을 통해 변형된 변형 영상(deformation image)으로 생성하는 변형 영상 생성부
   를 더 포함하고
   상기 영상 획득부는
   상기 제1 영상과 상기 제2 영상이 변형된 제1 변형 영상과 제2 변형 영상을 획득하고,
   상기 상관 관계 값 계산부는
   상기 변형 영상 생성부로부터 상기 제3 영상과 상기 제4 영상에 대한 제3 변형 영상과 제4 변형 영상을 수신하고, 상기 제1 변형 영상과 상기 제3 변형 영상을 비교하여 상기 제1 상관 관계 값을 계산하며, 상기 제2 변형 영상과 상기 제4 변형 영상을 비교하여 상기 제2 상관 관계 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 장치.
8. 제5항에 있어서,
   상기 상관 관계 값 계산부는
   상기 제1 영상, 상기 제2 영상 그리고 상기 제1 영상, 상기 제2 영상 각각에 대응하는 기준 영상을 비교하여 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 중 적어도 하나의 각도와 위치에 대한 보정 여부를 판단하고, 보정이 필요한 경우 상기 제1 카메라와 상기 제2 카메라 중 적어도 하나의 각도와 위치에 대한 보정 값을 계산하며, 상기 계산된 보정 값을 반영하여 상기 제1 상관 관계 값과 상기 제2 상관 관계 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 방사선 치료 장치의 위치 모니터링 장치.

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