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(a) 치료계획용 4차원(4D) MDCT(Multi-Detector Computed Tomography) 영상으로부터 각 위상영상에 대한 종양 움직임 모델을 생성하는 단계;(b) 상기 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4차원 콘빔 컴퓨터 단층촬영(CBCT: Cone Beam Computed Tomography) 영상 간 영상 정합을 수행하여 상기 종양 움직임 모델과 상기 4D MDCT 영상을 보정함으로써 상기 종양 움직임 모델과 상기 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간의 폐의 움직임을 보상하여 상기 폐에 존재하는 종양의 전역적 움직임을 예측하는 단계; 및(c) 상기 보정된 4D MDCT 영상의 각 위상영상과 상기 4D CBCT 영상의 대응하는 위상영상 간 템플릿 매칭을 수행하여 상기 4D CBCT 영상에서의 종양의 위치와 영역을 결정함으로써 상기 종양의 지역적 움직임을 예측하는 단계를 포함하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 방법
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청구항 1에 있어서,상기 단계 (b)는,(b-1) 상기 4D CBCT 영상의 모든 위상영상에서 폐 영역을 획득하는 단계;(b-2) 상기 폐 영역에 대해 상기 4D MDCT 영상과 상기 4D CBCT 영상의 각 위상영상 간 어파인 정합을 수행하여 각 위상별 어파인 변환 벡터를 산출하는 단계; 및(b-3) 상기 종양 움직임 모델과 상기 4D MDCT 영상에 상기 각 위상별 어파인 변환 벡터를 적용하여 상기 종양 움직임 모델과 상기 4D MDCT 영상을 보정함으로써 치료시 종양의 전역적 움직임을 예측하는 단계를 포함하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 방법
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청구항 2에 있어서,상기 단계 (b-2)는,상기 4D MDCT 영상의 각 위상영상에서 분할된 폐 경계로부터 점진적 거리맵을 생성하고, 상기 4D CBCT 영상의 각 위상영상에서 분할된 폐 경계로부터 점진적 거리맵을 생성하며, 상기 4D MDCT 영상과 상기 4D CBCT 영상의 각 위상영상을 어파인 정합한 후, 상기 MDCT 영상의 거리맵과 상기 CBCT 영상의 거래맵의 차가 최소가 되는 어파인 벡터를 산출하는 단계를 포함하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 방법
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청구항 1에 있어서,상기 단계 (c)는,(c-1) 상기 보정된 4D MDCT 영상의 각 위상영상에서 종양을 중심으로 소정 크기의 삼차원(3D) 템플릿을 설정한 후 상기 4D CBCT 영상의 각 위상영상에서 탐색 영역을 정의하는 단계;(c-2) 상기 보정된 4D MDCT 영상의 각 위상영상 및 상기 4D CBCT 영상의 각 위상영상의 각 템플릿의 로그 극좌표(log-polar) 영상을 생성하는 단계; 및(c-3) 상기 로그 극좌표 영상 간 밝기값 상관 관계가 최대치를 나타내는 4D CBCT 영상의 템플릿의 위치를 획득하여 치료 시 종양의 지역적 움직임을 예측하는 단계를 포함하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 방법
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청구항 1에 있어서,상기 단계 (a)는,(a-1) 기준이 되는 하나의 4D MDCT 위상영상에서 종양영역을 정의하기 위하여, 호흡주기의 중심인 최대흡기 위상영상에서 종양 분할을 수행하는 단계;(a-2) 상기 4D MDCT 위상영상들 중에서 최대흡기와 최대호기 영상에서 분할된 폐 경계 정보를 이용하여 어파인 정합을 수행한 후, 상기 최대흡기와 상기 최대호기를 제외한 나머지 위상영상들에 대해 호흡량에 따라 어파인 변환 벡터를 예측하는 단계;(a-3) 상기 최대흡기 위상영상에서부터 양방향으로 이웃하는 위상영상 간 연속적 비강체 정합을 수행하여 변형 벡터를 산출하는 단계; 및(a-4) 상기 최대흡기 위상영상에서 구한 종양영역에 상기 어파인 변환 벡터와 상기 변형 벡터를 적용하여 전체 호흡주기에서 종양 움직임 모델을 생성하는 단계를 포함하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 방법
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청구항 1에 있어서,상기 단계 (a)는,상기 치료계획용 4D MDCT 영상의 각 위상영상에서 종양 분할을 수행하여 각 위상영상에 대한 종양 움직임 모델을 생성하는 단계를 포함하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 방법
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치료계획용 4차원(4D) MDCT(Multi-Detector Computed Tomography) 영상으로부터 각 위상영상에 대한 종양 움직임 모델을 생성하기 위한 종양 움직임 모델 생성부;상기 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4차원 콘빔 컴퓨터 단층촬영(CBCT: Cone Beam Computed Tomography) 영상 간 영상 정합을 수행하여 상기 종양 움직임 모델과 상기 4D MDCT 영상을 보정함으로써 상기 종양 움직임 모델과 상기 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간의 폐의 움직임을 보상하여 상기 폐에 존재하는 종양의 전역적 움직임을 예측하기 위한 종양의 전역적 움직임 예측부; 및상기 보정된 4D MDCT 영상의 각 위상영상과 상기 4D CBCT 영상의 대응하는 위상영상 간 템플릿 매칭을 수행하여 상기 4D CBCT 영상에서의 종양의 위치와 영역을 결정함으로써 상기 종양의 지역적 움직임을 예측하기 위한 종양의 지역적 움직임 예측부를 포함하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 장치
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청구항 7에 있어서,상기 전역적 움직임 예측부는,상기 4D CBCT 영상의 모든 위상영상에서 폐 영역을 획득하기 위한 폐 영역 획득부;상기 폐 영역에 대해 상기 4D MDCT 영상과 상기 4D CBCT 영상의 각 위상영상 간 어파인 정합을 수행하여 각 위상별 어파인 변환 벡터를 산출하기 위한 어파인 정합부; 및상기 종양 움직임 모델과 상기 4D MDCT 영상에 상기 각 위상별 어파인 변환 벡터를 적용하여 상기 종양 움직임 모델과 상기 4D MDCT 영상을 보정하기 위한 어파인 벡터 적용부를 포함하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 장치
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청구항 8에 있어서,상기 어파인 정합부는,상기 4D MDCT 영상의 각 위상영상에서 분할된 폐 경계로부터 점진적 거리맵을 생성하고, 상기 4D CBCT 영상의 각 위상영상에서 분할된 폐 경계로부터 점진적 거리맵을 생성하며, 상기 4D MDCT 영상과 상기 4D CBCT 영상의 각 위상영상을 어파인 정합한 후, 상기 MDCT 영상의 거리맵과 상기 CBCT 영상의 거래맵의 차가 최소가 되는 어파인 벡터를 산출하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 장치
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청구항 7에 있어서,상기 종양의 지역적 움직임 예측부는,상기 보정된 4D MDCT 영상의 각 위상영상에서 종양을 중심으로 소정 크기의 삼차원(3D) 템플릿을 설정한 후 상기 4D CBCT 영상의 각 위상영상에서 탐색 영역을 정의하기 위한 템플릿 설정 및 탐색 영역 정의부;상기 보정된 4D MDCT 영상의 각 위상영상 및 상기 4D CBCT 영상의 각 위상영상의 각 템플릿의 로그 극좌표(log-polar) 영상을 생성하기 위한 로그 극좌표 영상 생성부; 및상기 로그 극좌표 영상 간 밝기값 상관 관계가 최대치를 나타내는 4D CBCT 영상의 템플릿의 위치를 획득하여 치료 시 종양의 지역적 움직임을 예측하기 위한 상관관계 분석부를 포함하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 장치
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청구항 7에 있어서,상기 종양 움직임 모델 생성부는,기준이 되는 하나의 4D MDCT 위상영상에서 종양영역을 정의하기 위하여, 호흡주기의 중심인 최대흡기 위상영상에서 종양 분할을 수행하기 위한 종양 영역 분할부;상기 4D MDCT 위상영상들 중에서 최대흡기와 최대호기 영상에서 분할된 폐 경계 정보를 이용하여 어파인 정합을 수행한 후, 상기 최대흡기와 상기 최대호기를 제외한 나머지 위상영상들에 대해 호흡량에 따라 어파인 변환 벡터를 예측하기 위한 변환 벡터 예측부;상기 최대흡기 위상영상에서부터 양방향으로 이웃하는 위상영상 간 연속적 비강체 정합을 수행하여 변형 벡터를 산출하기 위한 변형 벡터 산출부; 및상기 최대흡기 위상영상에 구한 종양영역에 상기 어파인 변환 벡터와 상기 변형 벡터를 적용하여 전체 호흡주기에서 종양 움직임 모델을 생성하기 위한 움직임 모델 생성부를 포함하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 장치
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청구항 7에 있어서,상기 종양 움직임 모델 생성부는,상기 치료계획용 4D MDCT 영상의 각 위상영상에서 종양 분할을 수행하여 각 위상영상에 대한 종양 움직임 모델을 생성하는, 치료계획용 4D MDCT 영상과 치료시 획득한 4D CBCT 영상 간 영상 정합 및 종양 매칭을 이용한 방사선 치료시 종양 움직임 추적 장치
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