KR20240097501A - 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방사선 치료장치의 각도를 작동 전 확인함으로써 치료장치의 정도 관리(quality assurance)의 정확도 및 편의성을 향상시킨 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템에 관한 것으로, 이를 위해 본 발명은, 정도 관리(QA : Quality Assurance)가 실행되는 방사선 종양 치료장치의 본체부 일측에 구비되어, 외부에서 상기 본체부 내부의 확인이 가능한 촬영용 영역이 형성된 외부케이스; 상기 촬영용 영역을 통해 확인되는 본체부 내부를 촬영하는 촬영카메라; 상기 촬영카메라에서 촬영한 촬영 이미지를 전송 받아 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 촬영된 이미지의 각도를 산출하는 연산모듈;을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템{Quality control system of radiation dose therapy device}

본 발명은 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방사선 치료장치의 각도를 작동 전 확인함으로써 치료장치의 정도 관리(quality assurance)의 정확도 및 편의성을 향상시킨 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템에 관한 것이다.

세포의 비정상적 성장인 암(cancer)은 세포가 정상적인 조절 기전을 상실하여 지속적으로 증식하거나, 근처 조직에 침투하거나, 인체의 먼 부위로 옮겨가거나, 세포가 영양분을 섭취하는 새로운 혈관 성장을 촉진하는 것으로, 세포주기가 조절되지 않아 어느 조직에서나 발생할 수 있으며 세포분열을 계속하는 질병이다.

이러한 암을 치료하는 방법으로는, 절제수술, 항암 화학요법, 방사선 치료, 조혈모세포 이식, 면역 요법 등이 있는데, 수술의 경우 암이 발생한 조직의 전체 또는 일부를 제거함으로써 확실한 치료 효과를 기대할 수 있는 치료법이나, 다른 장기로 쉽게 전이가 가능한 암의 특성상 전이가 일어난 암은 수술요법으로 치료하기에는 한계가 있다.

항암 화학 요법은 항암제와 같은 약물을 이용하여 전신에 퍼진 암세포를 치료하는 치료법으로 암세포가 세포의 조절인자에 조절되지 않고 계속적으로 분열하는 특성에 착안하여 세포 분열 주기의 일부분을 억제하여 암세포를 죽이는 방법이다.

방사선 치료는 엑스선, 감마선과 같은 고에너지 파동 또는 전자선, 양성자선과 같은 고에너지 입자를 이용하여 타겟 조직에 손상을 가하거나 파괴함으로써 악성 조직의 성장을 지연시키거나 저지하거나 나아가 소멸시키는 방법이다.

조혈모세포 이식은 백혈병, 악성 림프종 등 혈액 종양을 치료하기 위해 암세포와 환자 자신의 조혈모세포를 제거한 다음 세로운 조혈모세포를 이식해주는 치료법으로서, 재생 불량성 빈혈, AIDS 같은 악성 혈액 질환에도 건강한 사람의 조혈모세포를 이식함으로써 치료하는 방법이다.

면역요법은 항암 약물 치료나 방사선 치료로 인한 정상 조식의 손상 등과 같은 부작용을 최대한 줄이면서 인체의 질병에 대한 방어 시스템 가운데 하나인 면역기전을 이용해서 암세포를 제거하고자 하는 치료 방법으로, 개인 스스로가 항체와 감작 림프구를 능동적으로 생산하는 능동 면역과 다른 사람이나 동물의 신체 내에서 이미 만들어진 면역 반응 성분을 받는 수동 면역으로 나눌수 있다.

상기의 치료 방법 중 방사선 치료는 뇌, 폐, 췌장 등의 장기 및 민감하고 신경이 밀집한 근처의 종양은 수술시 손상에 따른 후유증이 심각하여 해부학적 수술을 통해 종양을 제거하기가 어려운 경우 사용되고 있다.

방사선을 이용한 암 치료를 위해서는 방사선 발생장치와, 환자를 원하는 위치에 정확하게 위치시키기 위한 환자 이동 시스템이 마련되어야 하며, 방사선 발생장치는 크게 X-선(또는 감마선)을 이용하는 시스템, 양성자((proton)선을 이용하는 시스템, 중입자(Heavy Ion)선을 이용하는 시스템이 있다.

이 중 X-선을 이용한 방사선 발생장치는 다른 발생장치에 비해 상대적으로 작은 크기로 구성할 수 있고, 환자는 고정된 위치에서 대기하고 방사선 발생장치만 이동시켜 환자의 환부에 치료용 광선을 조사(照射)하도록 구성된다.

최근에는 방사선 치료는 두개골을 절개하는 신경외과적 수술방식을 대체하여, 절개 수술 없이 한 번에 다량의 방사선을 조사하여 치료하는 방사선 수술 방법도 개발되어 있다.

근래에는 암환자의 약 60%이상이 방사선 치료를 받을 정도로 일반화되어 있으며, 방사선 치료는 그 자체로 종양을 치료하는데 이용됨은 물론 종양이 크고 침습이 되어 수술이 어렵거나 수술로 제거하지 못한 국부를 치료하는 다른 외과적 수술과 함께 사용되어 종양의 크기를 줄여 외과적 수술을 쉽게 만들거나 수술 후에 남은 악성 세포를 파괴하는 용도로 이용될 수 있다.

이러한 방사선 치료장치는 암(arm)을 가진 갠트리에 방사선 방출 헤드를 장착하는 형태 또는 링 형태의 갠트리를 가지는 방식으로 각각 발전하고 있으며, 방사선 방출 헤드와 방사선 검출기가 인체를 사이에 두고 마주하며, 인체를 중심으로 회전하는 구조가 주로 사용된다.

최근 고정밀 방사선 치료장치의 보급이 확산되면서 고난도 치료 기술을 이용한 고선량 조사가 보편화되고 있는데, 고선량 조사를 통해 종양 제거 효율은 향상되었지만 오조사로 인한 잠재적 방사선 사고 위험도 함께 증가하고 있다.

따라서 최근 이러한 사고 예방, 오조사를 방지하기 위해 방사선 치료장치의 엄격한 정도 관리(quality assurance)를 법으로 규정하고 있다.

즉, 방사선 치료장치를 이용하여 종양에 정확히 방사선을 조사하기 위해서는 갠트리 및 방사선 조사 헤드(콜리메이터)의 회전이 필요하다. 이때 방사선의 정확한 조사를 위해 치료기에 장착된 각도 지시계 값이 정확한지를 파악해야 하며, 이를 위재 주기적으로 담당자가 각도기를 이용하여 정도 관리를 수행하여 왔다. 이와 같은 기존 방법은 담당자의 주관적 판단에 의한 정도 관리이기 때문에 부정확하고 시간이 많이 소요되는 단점이 있으며, 특히, 자동화가 불가능하기 때문에 담당자마다 서로 다른 결과값이 나오는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1678681호(2016.11.16., 등록) 대한민국 등록특허 제10-1820890호(2018.01.16., 등록) 대한민국 등록특허 제10-1770624호(2017.08.17., 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 방사선 치료장치의 내부를 촬영하되 방사선 치료장치의 내부를 촬영하여 기 저장한 기준 이미지와 촬영된 촬영 이미지를 대비하여 최소 오차값을 갖는 각도를 확인하여 해당 방사선 치료장치의 현재 각도를 확인할 수 있도록 함으로써 정도 관리의 정확성 및 편의성을 향상시킨 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 방사선 종양 치료장치의 본체부 일측에 구비되어, 외부에서 상기 본체부 내부의 확인이 가능한 촬영용 영역이 형성된 외부케이스를 포함하며, 상기 촬영용 영역을 통해 촬영한 촬영 이미지에서 불필요한 배경을 삭제하고, 색상 정보를 변경하여 기 저장된 기준 이미지와 대비함으로써 측정에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 정도 관리에 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 1° 간격으로 촬영된 후 방사상으로 연속하여 배치된 360장의 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 대비할 때 최소 오차법(LSE : Least Square Error)을 통해 상호 간의 오차값이 가장 낮은 각도를 특정함으로써 오류 발생을 최소화하여 정도 관리의 정확도를 향상시킨 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 정도 관리(QA : Quality Assurance)가 실행되는 방사선 종양 치료장치의 본체부 일측에 구비되어, 외부에서 상기 본체부 내부의 확인이 가능한 촬영용 영역이 형성된 외부케이스;

상기 촬영용 영역을 통해 확인되는 본체부 내부를 촬영하는 촬영카메라;

상기 촬영카메라에서 촬영한 촬영 이미지를 전송 받아 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 촬영된 이미지의 각도를 산출하는 연산모듈;을 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 연산모듈은, 상기 촬영카메라에서 촬영한 촬영 이미지를 수신 받는 수신부와, 상기 수신부를 통해 수신한 촬영 이미지를 전달 받고, 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 촬영 이미지의 각도값을 산출하는 각도산출부와, 상기 각도산출부에서 산출된 각도값에 대응하는 제어 명령값을 호출하고, 호출된 제어 명령값을 실행하거나 관리자에게 전달하는 명령실행부를 포함한 것을 특징으로 한다.

이때 상기 각도산출부는, 수신한 촬영 이미지에서 본체부 내부 영역을 제외한 배경을 제거하는 제거단계; 배경이 제거된 촬영 이미지의 색상 정보를 회색음영(Grayscale)로 변환하는 흑백변환단계; 색상 정보가 변환된 촬영 이미지를 방사상으로 배치하되, 각각의 촬영 이미지가 1° 씩 이웃하게 배치한 후 배치된 각도 정보를 포함하여 저장하는 저장단계; 저장된 촬영 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 유사도를 측정하는 측정단계; 및 측정 과정에서 산출된 결과값 중 최대값에 해당하는 촬영 이미지를 시각화하여 관리자에게 제공하는 결과제공단계;를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 측정단계에서, 상기 기 저장된 기준 이미지는, 본체부 내부 영역을 촬영한 후 저장하되, 촬영한 이미지를 1°씩 이웃하게 방사상으로 배치한 후 배치된 전체 이미지를 저장하여 1장의 기준 이미지를 생성하고, 상기 기준 이미지를 1°씩 회전시키면서 회전된 각도마다 배치된 전체 이미지를 저장하여 생성된 359장의 이미지를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 측정단계는, 상기 저장단계를 통해 저장된 촬영 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 대비하되, 최소 오차법(LSE : Least Square Error)을 통해 상호 간의 오차값이 가장 낮은 각도를 특정하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 촬영용 영역은, 개폐 가능한 도어에 의해 개방 또는 폐쇄되되, 상기 도어는, 복수 개가 일정 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은, 방사선 치료장치에서 요구되는 정도 관리를 정확하고 신속하게 제공할 수 있고, 1° 단위로 방사선 조사부의 각도를 조절할 수 있어 정밀도를 향상시키고 이를 통해 방사선 치료 효과를 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 촬영 이미지와 기준 이미지의 대비 판단에 소요되는 시간을 단축하여 정도 관리에 필요한 시간을 최소화함으로써 작업 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 작업자의 주관에 결과가 결정되지 않고 기준 이미지에 대비하여 결과값을 산출함으로써 동일한 정확도를 제공할 수 있어 정도 관리의 정확성을 향상시킨 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템을 도시한 예시도.
도 2a 내지 2c는 본 발명을 구성하는 외부케이스를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명을 구성하는 도어를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명을 구성하는 촬영카메라의 배치 및 동작 상태를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명을 구성하는 연산모듈을 도시한 블록도.
도 6은 본 발명을 구성하는 각도산출부의 동작 상태를 도시한 순서도.
도 7은 본 발명을 구성하는 제거단계 및 흑백변환단계를 도시한 예시도.
도 8은 본 발명을 구성하는 측정단계를 도시한 예시도.
도 9 및 도 10은 본 발명을 구성하는 측정단계의 실시예를 도시한 그래프.
도 11은 본 발명을 구성하는 측정단계의 다른 실시예를 도시한 예시도.
도 12 및 13은 도 11의 실시예를 도시한 그래프.

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

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명에 따른 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템(1)은, 정도 관리(QA : Quality Assurance)가 실행되는 방사선 종양 치료장치의 본체부 일측에 구비되어, 외부에서 상기 본체부 내부의 확인이 가능한 촬영용 영역(20)이 형성된 외부케이스(10)와, 상기 촬영용 영역(20)을 통해 확인되는 본체부 내부를 촬영하는 촬영카메라(30)와, 상기 촬영카메라(30)에서 촬영한 촬영 이미지를 전송 받아 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 촬영된 이미지의 각도를 산출하는 연산모듈(40)을 포함한다.

상기 외부케이스(10)는 방사선 종양 치료장치의 본체부 일측에 구비되어 치료장치의 내부와 외부를 구획하는 것으로서, 도면 중 도시된 형태는 하나의 실시예이며 다양한 방사선 종양 치료장치에 대응하여 변경될 수 있다.

종래 방사선 종양 치료장치가 외부적으로 C형태로 이루어져 누워 있는 환자를 중심으로 회전하기 때문에 시각적 및 청각적으로 환자의 불안감을 발생시키는데, 이러한 불안감을 해소하기 위하여 방사선 종양 치료장치에 외부케이스(10)를 설치하여 환자의 시각적 및 청각적 불안감을 해소한다.

본 발명에서는 상기 외부케이스(10)에 외부에서 내부를 확인할 수 있도록 촬영용 영역(20)이 구비되는데, 상기 촬영용 영역(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 외부케이스(10)에 원형의 영역을 제공하도록 형성된다.

즉, 상기 촬영용 영역(20)은 상기 외부케이스(10)에 원형의 고리 형태로 형성되되 외부에서 내부를 확인할 수 있도록 투명한 소재로 이루어져 후술하는 촬영카메라(30)를 통해 방사선 종양 치료장치의 내부를 촬영한다.

이때 상기 촬영용 영역(20)은 촬영카메라(30)를 통해 촬영하는 과정 이외에는 외부에서 내부를 확인하지 못하도록 개폐 가능한 도어(21)가 더 구비될 수 있는데, 상기 도어(21)는 상기 촬영용 영역(20)을 따라 복수 개가 일정 간격을 두고 배치되어 촬영용 영역 일부분을 개방 또는 폐쇄하도록 구성되거나 전체 촬영용 영역(20)을 개방 또는 폐쇄하도록 구성될 수 있다.

또한 상기 도어(21)는 상기 촬영용 영역(20)을 따라 이동하면서 개방되는 영역이 변경되는 형태로 이루어질 수 있는 것으로, 이때 상기 도어(21)는 상기 촬영용 영역(20)을 개폐하는 개폐부(22)와 상기 개폐부(22)에서 일측으로 연장되되 상기 외부케이스(10)에 회전축(24)을 통해 회전 가능하게 결합된 회전암(23)을 포함하여 상기 회전암(23)이 회전하면서 개폐부(22)가 촬영용 영역(20)을 따라 이동하면서 개방 또는 폐쇄한다.

이때 도어(21)의 이동 방향 및 이동 속도는 촬영카메라(30)의 촬영 속도에 대응하여 조절될 수 있고, 상기 개폐부(22)는 상기 촬영용 영역(20)을 따라 이동하는 과정에서 이동성을 향상시키기 위하여 별도의 구름 베어링(도면 중 미도시됨)이 더 배치될 수 있다.

상기 촬영카메라(30)는 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 촬영용 영역(20)을 통해 방사선 종양 치료장치의 내부를 촬영하는 것으로, 상기 촬영용 영역(20)을 따라 이동하면서 촬영할 수 있도록 회전용 암(도면 중 미도시됨)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.

한편 상기 촬영카메라(30)는 복수 개가 상호 간격을 두고 방사상으로 배치되어 한 번에 복수 개의 촬영 이미지를 획득할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한 상기 촬영카메라(30)는 정지된 이미지 또는 연속적인 동영상을 촬영할 수 있는 것으로, 촬영한 이미지 또는 영상을 후술하는 연산모듈(40)로 전송할 수 있도록 유선 또는 무선 통신수단을 통해 연산모듈(40)과 연결된다.

그리고 상기 촬영카메라(30)는 상기 촬영용 영역(20)을 촬영하되, 촬영용 영역(20)을 1° 간격으로 촬영하여 0~360°를 1°간격으로 촬영하여 총 359장의 촬영 이미지를 획득한 후 이를 연산모듈(40)로 전송하여 연산모듈(40)이 전송 받은 촬영 이미지를 1°간격으로 방사상으로 연속하여 배치한다.

상기 연산모듈(40)은 상기 촬영카메라(30)를 통해 전송 받은 촬영 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 촬영 이미지에 의해 촬영된 방사선 종양 치료장치의 내부 각도를 확인하는 것으로, 이를 위해 상기 연산모듈(40)은 상기 촬영카메라(30)에서 촬영한 촬영 이미지를 수신 받는 수신부(41)와, 상기 수신부(41)를 통해 수신한 촬영 이미지를 전달 받고, 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 촬영 이미지의 각도값을 산출하는 각도산출부(42)와, 상기 각도산출부(42)에서 산출된 각도값에 대응하는 제어 명령값을 호출하고, 호출된 제어 명령값을 실행하거나 관리자에게 전달하는 명령실행부(43)를 포함한다.

상기 수신부(41)는 상기 촬영카메라(30)와 유선 또는 무선 통신수단을 통해 연결되어 촬영카메라(30)에서 촬영한 촬영 이미지를 수신 받는다.

상기 각도산출부(42)는 상기 수신부(41)로부터 촬영 이미지를 전달 받고, 전달 받은 촬영 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 촬영 이미지의 각도값을 산출하는 것으로, 이를 위해 상기 각도산출부(42)는 수신한 촬영 이미지에서 본체부 내부 영역을 제외한 배경을 제거하는 제거단계(421)와, 배경이 제거된 촬영 이미지의 색상 정보를 회색음영(Grayscale)로 변환하는 흑백변환단계(422)와, 색상 정보가 변환된 촬영 이미지를 방사상으로 배치하되, 각각의 촬영 이미지가 1° 씩 이웃하게 배치한 후 배치된 각도 정보를 포함하여 저장하는 저장단계(423)와, 저장된 촬영 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 유사도를 측정하는 측정단계(424) 및 측정 과정에서 산출된 결과값 중 최대값에 해당하는 촬영 이미지를 시각화하여 관리자에게 제공하는 결과제공단계(425)를 포함한다.

상기 제거단계(421)는 수신한 촬영 이미지에서 본체부 내부 영역을 제외한 배경을 제거하는 단계로서, 이때 제거되는 영역은 촬영 이미지에서 상기 촬영용 영역(20)을 제외한 모든 영역으로써 배경이 제거된 이후의 이미지는 촬영용 영역(20)의 형상에 대응하여 원형의 고리 형태를 갖는다.

이러한 제거단계(421)를 통해 촬영 이미지의 용량을 최소화하여 후술하는 측정단계(424)를 통해 대비하는 속도를 줄임으로써 측정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

상기 흑백변환단계(422)는, 상기 제거단계(421)를 통해 배경이 정리된 촬영 이미지에서 색상 정보를 회색음영(Grayscale)로 변환하는 것으로, 컬러(color) 정보를 가지면서 촬영된 촬영 이미지에서 색상 정보를 회색음영, 즉 흑백 형태로 변경하여 후술하는 측정단계(424)에서 대비 판단에 소요되는 시간을 단축한다.

본 발명에서 촬영 이미지는 색상 정보의 중요도보다 촬영된 내부 구성의 위치 정보가 중요한 것으로, 색상 정보가 없더라도 촬영된 이미지에서 내부 구성의 위치를 확인할 수 있다.

상기 저장단계(423)는 상기 흑백변환단계(422)를 통해 색상 정보가 변환된 촬영 이미지를 방사상으로 배치하되, 각각의 촬영 이미지가 1°씩 이웃하게 배치하며 배치된 각도 정보를 포함하여 해당 촬영 이미지를 저장하는 단계이다.

여기서 저장되는 촬영 이미지는 상기 촬영용 영역(20)을 통해 방사선 종양 치료장치의 내부 구조를 0~360°를 1°간격씩 촬영한 총 360장으로써 저장된 촬영 이미지는 후술하는 측정단계(424)를 통해 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 촬영 이미지에 의해 촬영된 방사선 종양 치료장치 내부의 현재 각도를 산출한다.

상기 측정단계(424)는 상기 저장단계(423)에서 저장된 촬영 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 양 이미지 사이의 유사도를 측정하는 단계이다.

여기서 상기 기 저장된 기준 이미지는, 본체부 내부 영역을 촬영한 후 저장하되, 촬영한 이미지를 1°씩 이웃하게 방사상으로 배치한 후 배치된 전체 이미지를 저장하여 1장의 기준 이미지를 생성하고, 상기 기준 이미지를 1°씩 회전시키면서 회전된 각도마다 배치된 전체 이미지를 저장하여 생성된 359장의 이미지를 포함한다.

즉, 본 발명의 측정단계(424)에서 비교 대상으로 사용되는 기준 이미지는 방사선 종양 치료장치의 내부를 촬영하되, 촬영된 이미지가 기준값이 되도록 방사선 종양 치료장치의 내부를 정렬한 후 촬영하고, 상기의 조건에 따라 촬영된 이미지를 기준 이미지로 사용하여 상기 저장단계(423)를 통해 저장된 촬영 이미지와 대비하여 양 이미지 사이의 유사도를 측정한다.

이때, 측정단계(424)에서 양 이미지 사이의 유사도를 측정하는 방법으로는 상기 저장단계(423)를 통해 저장된 촬영 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 대비하되, 최소 오차법(LSE : Least Square Error)을 통해 상호 간의 오차값이 가장 낮은 각도를 특정한다.

상기 최소 오차법은 하기의 수식을 통해서 산출되는 것으로,

이때, = 촬영된 이미지이며, = 기준 이미지이다.

상기 수식을 활용하여 촬영 이미지와 기준 이미지를 대비한 것은 도 8에 도시된 바와 같고, 도 9 및 도 10은 상기 도 8에서 특정된 촬영 이미지의 각도를 그래프화한 것이다.

도 9 및 도 10에 도시된 실시예에서는 특정된 촬영 이미지가 기준 이미지에 대해서 57° 기울어진 것을 확인된 것이다.

이때 도 9는 최소 오차법 방법으로 1°를 설정한 것으로, 결과값 X가 ‘57’로 확인되었으며, 이는 57°가 기울어진 것이고, 도 10은 최소 오차법 방법으로 0.1°를 설정한 것으로, 결과값 X가 ‘570’으로 확인되었으며, 이는 57°가 기울어진 것이다.

한편 도 11 내지 도 13은 상기 측정단계(424)의 다른 실시예로서, 촬영 이미지와 기준 이미지를 2D correlation을 이용하여 대비 판단한 것으로, 이는 상관분석(相關 分析, Correlation analysis) 방법을 이용하여 촬영 이미지와 기준 이미지 사이에서 유사도가 가장 높은 각도를 찾는 것이다.

이때 사용하는 수식으로는,

이며, 상기 수식을 이용하여 촬영 이미지와 기준 이미지를 대비 판단한 결과는 도 12 및 도 13에 그래프화하여 나타낸 것이다.

도 12는 2D correlation을 1°로 설정했을 때 X값이 ‘57’인 것으로 확인되었고, 도 13은 2D correlation을 0.1°로 설정했을 때 결과값인 X값이 ‘570’인 것을 확인하였고, 이는 57° 기울어진 것으로 확인된다.

따라서, 도 7 및 도 8의 단계를 통해 제공된 촬영 이미지는 기준 이미지에 대비 했을 때 변환된 최소 각도가 57°인 것으로 특정한 후 결과제공단계(425)로 전달한다.

상기 결과제공단계(425)는 측정 과정에서 산출된 결과값 중 최대값에 해당하는 촬영 이미지를 시각화하여 관리자에게 제공하는 것으로, 상기 측정단계(424)를 통해 최소 각도로 특정된 촬영 이미지를 시각화하여 관리자에게 제공하고 동시에 산출된 결과값을 제공하여 필요한 후속조치가 이루어질 수 있도록 한다.

상기와 같이 이루어진 각도산출부(42)는 촬영 이미지를 기준 이미지와 대비하여 촬영 이미지에 의해 촬영된 촬영 이미지의 각도를 확인하여 방사선 종양 치료장치의 내부 각도를 특정할 수 있다.

상기 명령실행부(43)는 상기 각도산출부(42)에서 산출된 각도값에 대응하는 제어 명령값을 호출하고, 호출된 제어 명령값을 실행하거나 관리자에게 전달하는 것으로, 여기서 상기 명령실행부(43)는 유선 또는 무선 통신수단을 통해 관리자가 사용하는 컴퓨터나 관리자 단말기로 전송하여 방사선 종양 치료장치의 내부 각도를 확인할 수 있도록 한다.

또한 상기 명령실행부(43)는 방사선 종양 치료장치와 유선 또는 무선 통신수단을 통해 연결되어 지정된 각도로 방사선 조사부를 회전시키도록 구성될 수 있다.

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 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1 : 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템
10 : 외부케이스
20 : 촬영용 영역
21 : 도어 22 : 개폐부
23 : 회전암 24 : 회전축
30 : 촬영카메라
40 : 연산모듈
41 : 수신부 42 : 각도산출부
43 : 명령실행부
421 : 제거단계 422 : 흑백변환단계
423 : 저장단계 424 : 측정단계
425 : 결과제공단계

Claims (6)

1. 정도 관리(QA : Quality Assurance)가 실행되는 방사선 종양 치료장치의 본체부 일측에 구비되어, 외부에서 상기 본체부 내부의 확인이 가능한 촬영용 영역(20)이 형성된 외부케이스(10);
   상기 촬영용 영역(20)을 통해 확인되는 본체부 내부를 촬영하는 촬영카메라(30);
   상기 촬영카메라(30)에서 촬영한 촬영 이미지를 전송 받아 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 촬영된 이미지의 각도를 산출하는 연산모듈(40);을 포함한 것을 특징으로 하는 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 연산모듈(40)은,
   상기 촬영카메라(30)에서 촬영한 촬영 이미지를 수신 받는 수신부(41)와,
   상기 수신부(41)를 통해 수신한 촬영 이미지를 전달 받고, 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 촬영 이미지의 각도값을 산출하는 각도산출부(42)와,
   상기 각도산출부(42)에서 산출된 각도값에 대응하는 제어 명령값을 호출하고, 호출된 제어 명령값을 실행하거나 관리자에게 전달하는 명령실행부(43)를 포함한 것을 특징으로 하는 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 각도산출부(42)는,
   수신한 촬영 이미지에서 본체부 내부 영역을 제외한 배경을 제거하는 제거단계(421);
   배경이 제거된 촬영 이미지의 색상 정보를 회색음영(Grayscale)로 변환하는 흑백변환단계(422);
   색상 정보가 변환된 촬영 이미지를 방사상으로 배치하되, 각각의 촬영 이미지가 1° 씩 이웃하게 배치한 후 배치된 각도 정보를 포함하여 저장하는 저장단계(423);
   저장된 촬영 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 대비하여 유사도를 측정하는 측정단계(424);
   측정 과정에서 산출된 결과값 중 최대값에 해당하는 촬영 이미지를 시각화하여 관리자에게 제공하는 결과제공단계(425);를 포함한 것을 특징으로 하는 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 측정단계(424)에서,
   상기 기 저장된 기준 이미지는,
   본체부 내부 영역을 촬영한 후 저장하되,
   촬영한 이미지를 1°씩 이웃하게 방사상으로 배치한 후 배치된 전체 이미지를 저장하여 1장의 기준 이미지를 생성하고,
   상기 기준 이미지를 1°씩 회전시키면서 회전된 각도마다 배치된 전체 이미지를 저장하여 생성된 359장의 이미지를 포함한 것을 특징으로 하는 방사선 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템.
5. 청구항 2에 있어서, 상기 측정단계(424)는,
   상기 저장단계(423)를 통해 저장된 촬영 이미지를 기 저장된 기준 이미지와 대비하되, 최소 오차법(LSE : Least Square Error)을 통해 상호 간의 오차값이 가장 낮은 각도를 특정하는 것을 특징으로 하는 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템.
6. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 촬영용 영역(20)은,
   개폐 가능한 도어(21)에 의해 개방 또는 폐쇄되되,
   상기 도어(21)는, 복수 개가 일정 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 방사선 종양 치료장치의 정도 관리 시스템.
   
   

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