KR20160117011A - Apparatus and Method for Detection of Regularized Layer of Visual Cells in Eyeball Tomography - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 안구의 단층 촬영 영상에서 시세포 층을 정량화하여 검출하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for quantifying and detecting a photoreceptor layer in a tomographic image of an eyeball.
본래 안구의 시세포 층은 수평적으로 균일하게 층을 이루는데, 질환이 걸린 안구의 경우는 시세포 층이 불규칙하게 변형되어 있는 경우가 많이 있다. 따라서 시세포 층의 형태와 두께를 기초로 안구 질환의 병변을 판단하는 것이 가능하다.Originally, the ocular cell layer is uniformly layered horizontally. In the case of diseased eye, the ocular cell layer is often irregularly deformed. Therefore, it is possible to judge the lesion of eye disease based on the shape and thickness of the photoreceptor layer.
기존에는 이와 같은 시세포 층의 형태를 의사가 임상적으로 확인하여 안구 질환을 판단하였다. 그러나 이와 같은 인술을 동원한 임상적인 진단에는 많은 시간과 인력이 투입되어야 한다는 한계가 있다. 또한 안구의 질환을 진단하기 위하여 안저검사 등 기타 여러 검사들이 병행되어 왔지만, 이러한 검사 방법들만으로는 안구에서 질환으로 인한 미세한 초기 변화를 알아내기 힘들다는 한계점이 있다. In the past, the physician has clinically confirmed the shape of the photocell layer and judged the eye disease. However, there is a limit to the amount of time and manpower required for clinical diagnosis involving such an operation. In addition, various other tests such as fundus examination have been performed to diagnose eye diseases. However, there is a limitation in that it is difficult to detect minute initial changes due to diseases in the eye by these test methods alone.
이에 빛 간섭 단층 촬영(Optical Coherence Tomography, OCT)과 같은 단층 촬영 장치를 이용하여 획득된 단층 촬영 영상에서 안구의 질환 증세를 진단하는 장치와 방법들이 개발되고 있다. 일례로는 하기 선행기술문헌과 같이 빛 간섭 단층 촬영 영상에서의 망막 지도를 패턴 분석하여 시신경 질병을 진단하는 방법에 제안된 바가 있다.Accordingly, apparatuses and methods for diagnosing eye disease symptoms in tomographic images obtained using a tomography apparatus such as optical coherence tomography (OCT) have been developed. For example, there has been proposed a method for diagnosing optic nerve disease by pattern analysis of retinal map in optical coherence tomography as in the prior art document.
빛 간섭 단층 촬영은 빛은 투과시켜 조직 내에서 반사되는 빛의 도달 시간 차이를 이용하여 비침습적으로 안구 및 기타 인체 조직의 3차원 단층 영상을 촬영하는 도구이다. 빛 간섭 단층 촬영 기구는 안구의 단층 영상을 취득하고, 단층 영상을 연속적으로 쌓아 3차원 단층 영상을 획득한다. 빛 간섭 단층 촬영은 마이크로미터 스케일의 해상도로 안구 조직의 3차원 단층 영상을 촬영할 수 있어서, 안구의 망막에 발생한 질환 및 그 진행 상황을 확인하기 위하여 용이하게 사용될 수 있다.Optical coherence tomography is a tool for non-invasively imaging 3-D tomographic images of eye and other human tissues using the difference in the time of arrival of light reflected by the light transmitted through the tissue. The optical coherence tomography system acquires tomographic images of the eyeball and successively accumulates tomographic images to acquire 3D tomographic images. Optical coherence tomography can be used to confirm the progression of the diseases occurring in the retina of the eye, since the 3D tomographic image of the eye tissue can be taken at a micrometer scale resolution.
그런데 이와 같은 및 간섭 단층 촬영을 이용하여 획득한 3차원의 고해상도 영상 데이터는 안구 질환의 진단에 이를 이용함에 있어서, 그 양이 매우 방대함으로 컴퓨터를 이용한 자동화된 분석의 필요성이 있다.However, the 3D high resolution image data obtained using the OCT and the OCT is used for the diagnosis of ocular disease, and the amount thereof is very large, so there is a need for automated analysis using a computer.
그런데 병변을 지니고 있는 안구 내 조직은 정상적인 안구와 비교하였을 때 불규칙하게 변형되어 있는 경우가 많기 때문에 안과적 병변이 존재하는지 여부를 판단하는 중요한 척도가 되는 시세포 층을 자동 검출함에 있어서 오류가 많이 발생하게 되고, 그에 따라 안구 질환을 자동 진단함에 있어서도 오류 발생 가능성이 커질 수 있다는 문제점이 있다.However, since the intraocular tissues with lesions are often irregularly deformed when compared with normal eyeballs, there are many errors in the automatic detection of the optic cell layer, which is an important measure for determining whether ophthalmic lesions are present There is a problem that the possibility of occurrence of an error may be increased even in automatically diagnosing an eye disease.
미국 공개특허 : US 2008-0309881 A1 "PATTERN ANALYSIS OF RETINAL MAPS FOR THE DIAGNOSIS OF OPTIC NERVE DISEASES BY OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY" (2008.12.18.)US Patent Publication No. US 2008-0309881 A1 "PATTERN ANALYSIS OF RETINAL MAPS FOR THE DIAGNOSIS OF OPTIC NERVE DISEASES BY OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY" (Dec. 18, 2008).
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 안구의 단층을 촬영한 3차원 볼륨 영상을 분석하여 임상적으로 의미가 있는 시세포 층을 자동으로 검출하고, 또한 안구 질환으로 인하여 불규칙적으로 변화되어 있는 시세포 층을 오류 없이 올바르게 검출하여 정량화하는, 시세포 층 정량화 방법 및 그에 관한 장치를 제공하는 것이다.The object of the present invention is to analyze a three-dimensional volume image obtained by photographing a tomographic defect of a eyeball, to automatically detect a clinically meaningable photoreceptor layer, and to detect an irregularly changed temporal cell layer The present invention provides a method for quantifying a cytoskeleton layer and an apparatus therefor.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 유형에 따른 시세포 층 검출 장치는 안구 단층촬영(Tomography) 영상을 입력받는 영상 입력부; 상기 안구 단층촬영 영상에서 미리 정해진 적어도 하나 이상의 시세포 층을 검출하는 시세포 층 검출부; 및 안구 질환 정보를 입력받고 상기 입력받은 안구 질환 정보에 따라 상기 검출된 시세포 층에서 오검출된 영역을 정정하여 상기 시세포 층을 정량화하는 시세포 층 정량화부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a photocell layer, comprising: an image input unit receiving an ocular tomography image; A photocell layer detector for detecting at least one photocell layer determined in advance in the ocular tomographic image; And a cytoskeleton quantification unit for inputting the ocular disease information and correcting the erroneously detected region in the detected ocular cell layer according to the input ocular disease information to quantify the ocular cell layer.
여기서, 상기 안구 단층촬영 영상은 빛 간섭 단층 촬영(Optical Coherence Tomography) 장치를 이용하여 촬영한 영상인 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the ocular tomography image may be an image photographed using an optical coherence tomography apparatus.
여기서 상기 영상 입력부는 3차원의 상기 안구 단층촬영 영상을 입력받거나, 또는 적어도 하나 이상의 2차원의 안구 단층 영상을 포함하는 상기 안구 단층촬영 영상을 입력받는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the image input unit may receive the three-dimensional eyeball image or may receive the at least one two-dimensional eyeball image including the at least one two-dimensional eyeball image.
여기서, 상기 안구 단층촬영 영상은 망막 내 황반 부위를 포함하는 상기 시세포 층의 층상 구조를 나타내는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the ocular tomographic image may be a layered structure of the photoreceptor layer including the macula of the retina.
여기서, 상기 안구 단층촬영 영상의 신호 크기를 정규화하거나, 노이즈 제거 필터링을 하거나, 영상 선명화 신호 처리를 수행하는 것 중 적어도 어느 하나 이상을 수행하여, 상기 안구 단층촬영 영상을 전처리하는 영상 전처리부를 더 포함하고, 상기 시세포 층 검출부는 상기 전처리한 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the image preprocessing unit for performing at least one of performing normalization of the signal size of the ocularly tomographic image, performing noise elimination filtering, or performing image sharpening signal processing and pre-processing the ocular tomographic image And the cytosolic layer detector detects the photocell layer in the pre-processed ocular tomographic image.
여기서 상기 영상 전처리부는 상기 안구 단층촬영 영상에 대하여, 영상의 신호 크기를 미리 정해진 기준에 따라 조절하는 정규화를 수행하거나, 다운 샘플링을 수행하여 영상 크기를 줄이거나, 중간값(Median) 필터링과 가우시안 필터링 중 적어도 하나 이상을 수행하여 노이즈를 제거하거나, 영상의 에지를 강화하는 영상 선명화 신호처리를 수행하는 것 중 적어도 어느 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the image preprocessing unit performs normalization for adjusting the signal size of the image according to a predetermined standard, downsampling to reduce the image size, median filtering and Gaussian filtering And performing image sharpening signal processing for enhancing the edge of the image. [0031] According to the present invention,
여기서 상기 시세포 층 검출부는 상기 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층의 층상 구조에 수직한 방향으로 검사선을 설정하고, 상기 검사선 선상의 영상 신호 크기의 변화를 나타내는 검사선 상 영상 신호 성분을 획득하고, 상기 획득한 검사선 상 영상 신호 성분을 분석하여 상기 시세포 층을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the cytosolic layer detector sets an inspection line in a direction perpendicular to the layered structure of the photoreceptor layer in the ocular tomographic image, obtains an inspection line image signal component representing a change in the image signal size on the inspection line And analyzing the acquired image signal component on the inspection line to detect the photoreceptor layer.
여기서 상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 분석하여 검출한 상기 시세포 층을 2차원 또는 3차원으로 적층하여 상기 안구 단층촬영 영상에서 2차원 또는 3차원으로 상기 시세포 층을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the cytosolic layer detecting unit may analyze the image signal component on the inspection line, and stack the detected cytoskeleton layer two-dimensionally or three-dimensionally to detect the photocell layer in two or three dimensions in the ocular tomographic image .
여기서 상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 내절 부분(Inner Segment)과 외절 부분(Outer Segment)으로 구분하고, 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 영상 신호값의 상승 또는 하강 정도를 기준으로, 상기 내절 부분에서 제1 시세포 층을 검출하거나, 또는 상기 외절 부분에서 제2 시세포 층, 제3 시세포 층 중 적어도 하나 이상을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the photodiode layer detector may divide the image signal component on the inspection line into an inner segment and an outer segment, and determine whether the image signal value of the inspection line image signal component is up or down And detecting at least one of the second and third photocell layers in the portion where the first photocell is to be detected.
여기서 상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분에서 2개의 국부 최대값과 상기 2개의 국부 최대값 사이에 위치하는 1개의 국부 최소값을 검출하고, 상기 국부 최소값을 기준으로 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 상기 내절 부분과 상기 외절 부분으로 구분하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the photodetector layer detection unit detects one local minimum value located between two local maximum values and the two local maximum values in the inspection line image signal component, and detects the local minimum value of the inspection line image signal And the component is divided into the above-mentioned knife-cutting portion and the above-mentioned portion.
여기서 상기 시세포 층 검출부는, 상기 검사선 상 영상 신호 성분에 대하여, 상기 내절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제1 시세포 층을, 상기 외절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제2 시세포 층을, 상기 외절 부분에서 영상 신호값의 하강 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제3 시세포 층을, 각 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the photocell layer detector may be configured to detect the first photocell layer with respect to a video signal component on the inspection line based on a point where the degree of increase of the video signal value is the maximum at the end portion, And the third photocell layer is detected based on a point at which the degree of descent of the image signal value is maximum at the outer periphery of the second photocell layer.
여기서 상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 영상 신호값의 상승 정도 또는 하강 정도를 상기 검사선 상 영상 신호 성분에 대한 미분값을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein the cytosolic layer detector calculates a rise or a fall of a video signal value of the video signal component on the inspection line using a differential value for the video signal component on the inspection line.
여기서 상기 제1 시세포 층은 ILM(Inner Limiting Membrane) 층, 상기 제2 시세포 층은 IS(Inner Segment) 층, 상기 제3 시세포 층은 RPE(Retinal Pigment Epithelium) 층인 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the first photocell layer may be an ILM (Inner Limiting Membrane) layer, the second photocell layer may be an inner segment (IS) layer, and the third photocell layer may be an RPE (Retinal Pigment Epithelium) layer.
여기서 상기 안구 질환 정보는 안구 질환 종류에 관한 정보를 포함하고, 상기 시세포 층 정량화부는 상기 안구 질환 정보에 따라 선택된 적어도 하나 이상의 상기 시세포 층에 대하여, 상기 시세포 층 검출부에서 2차원 또는 3차원으로 검출한 상기 시세포 층에 있어서, 상기 시세포 층이 불연속적이거나 또는 미리 정해진 기준 이상의 신호 크기의 변화가 있는 영역을 오검출 영역으로 검출하고, 상기 시세포 층에서 상기 오검출 영역을 정정하여, 상기 시세포 층을 정량화하는 것을 특징으로 할 수 있다.Wherein the ocular disease information includes information on the type of ocular disease, and the cytological cell layer quantifying part measures at least one of the ocular cell layer selected in accordance with the ocular disease information in a two-dimensional or three-dimensional manner Detecting a region of the photocell layer in which the photocell layer is discontinuous or having a change in signal magnitude greater than or equal to a predetermined reference as an erroneous detection region and correcting the erroneous detection region in the photocell layer to quantify the photocell layer .
여기서 상기 시세포 층 정량화부는 상기 시세포 층에서 상기 오검출 영역을 정정할 때, 다른 상기 시세포 층을 이용하여 상기 오검출 영역을 정정하거나, 또는 상기 시세포 층에서 상기 오검출 영역의 이웃 영역을 이용하여 상기 오검출 영역을 보간하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, when correcting the erroneous detection area in the photocell layer, the cytologic layer quantification part corrects the erroneous detection area using another photocell layer or uses the neighboring area of the erroneous detection area in the photocell layer, And interpolating the erroneous detection area.
여기서 상기 시세포 층 정량화부는, 상기 안구 질환 종류가 황반원공(Macular Hole, MH)에 해당하는 경우, 상기 시세포 층 검출부에서 검출된 상기 시세포 층 중 ILM 층과 IS 층에 대하여, 상기 황반원공에 따른 병변 영역인 원공 영역에 해당하는 상기 ILM 층을 상기 IS 층으로 대체하고, 상기 안구 질환 종류가 당뇨성 황반부종(Diabetic macular Edema, DME) 또는 망막정맥분지폐쇄(Branch Retinal Vein Occlusion, BRVO) 또는 노인성 황반변성(Age-related Macular Degeneration, AMD) 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 시세포 층 검출부에서 검출된 상기 IS 층 또는 상기 RPE 층에 대하여, 미리 정해진 기준 이상의 영상 신호 크기의 변화가 있는 불연속 구간을 검출하고, 상기 불연속 구간이 검출되면 보간법을 이용하여 상기 불연속 구간을 보간하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the cytological cell layer quantifying unit may measure the ILM layer and the IS layer of the photoreceptor layer detected by the photoreceptor layer detecting unit when the type of eye disease corresponds to a macular hole (MH) Wherein the ILM layer corresponding to a circular region is replaced by the IS layer and the type of eye disease is diabetic macular edema (DME) or branch retinal vein occlusion (BRVO) Wherein a discontinuous section having a change in the video signal size of a predetermined reference or more is detected for the IS layer or the RPE layer detected by the cytological cell layer detection section when it corresponds to one of Age-related Macular Degeneration (AMD) And interpolating the discontinuous section using the interpolation method when the discontinuous section is detected.
여기서 상기 안구 질환 정보는 안구 질환 종류에 관한 정보를 포함하고, 상기 시세포 층 정량화부는 상기 안구 질환 정보에 따라 선택된 적어도 하나 이상의 상기 시세포 층에 대하여, 상기 시세포 층의 위치를 오검출하였는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 오검출 한 경우, 상기 시세포 층의 위치를 정정하여, 상기 시세포 층을 정량화하는 것을 특징으로 할 수 있다.Herein, the eye disease information includes information on the type of eye disease, and the cytological cell layer quantification unit determines whether or not the position of the cytological cell layer is erroneously detected for at least one of the cytogenetic layers selected according to the eye disease information And correcting the position of the photoreceptor layer when the photoreceptor is erroneously detected as a result of the determination, thereby quantifying the photoreceptor layer.
여기서 상기 시세포 층 정량화부는, 상기 안구 질환 종류가 고도 근시(High Myopia, HM)에 해당하는 경우, 상기 시세포 층 중 ILM 층, IS 층, RPE 층 중 적어도 어느 하나가 상기 망막 단층촬영 영상을 벗어나는 구간을 보유하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 망막 단층촬영 영상을 벗어난 상기 시세포 층의 구간에서 시세포 층의 위치를 정정하고, 상기 안구 질환 종류가 망막 전 막(Epi-retinal Membrane, ERM)에 해당하는 경우, 상기 검사선 상 영상 신호 성분 중 내절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도를 산출하여, 상기 상승 정도가 큰 순서대로 2개의 후보 층을 검출하고, 상기 검출된 2개의 상기 후보 층 중에서 망막 황반 부위에 더 가까운 상기 후보 층을 ILM 층으로 정정하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, when the type of ocular disease corresponds to high myopia (HM), the quantification part of the cytological cell layer quantifies the area of at least one of the ILM layer, the IS layer and the RPE layer of the photoreceptor layer, (ERM) of the retinal membrane, and corrects the position of the photoreceptor layer in the section of the photoreceptor layer outside the retinal tomography image according to the determination result. The degree of rise of the image signal value at the end portion of the image signal component on the inspection line is calculated to detect two candidate layers in ascending order of the degree of increase, And correcting the candidate layer closer to the retinal macular region to the ILM layer.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 유형에 따른 시세포 층 검출 장치는, 망막 내 황반 부위를 포함하는 시세포 층의 층상 구조를 나타내는 안구 단층촬영(Tomography) 영상을 입력받는 영상 입력부; 상기 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층의 층상 구조에 수직한 방향으로 검사선을 설정하고, 상기 검사선 선상의 영상 신호 크기의 변화를 나타내는 검사선 상 영상 신호 성분을 획득하고, 상기 획득한 검사선 상 영상 신호 성분을 분석하여 미리 정해진 적어도 하나 이상의 상기 시세포 층을 검출하는 시세포 층 검출부;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a photocell layer, comprising: an image input unit for receiving an ophthalmologic tomography image showing a layered structure of a photocell layer including an inner macula of a retina; The inspection line is set in a direction perpendicular to the layered structure of the photoreceptor layer in the ocular tomography image, an inspection line image signal component indicating a change in the image signal size on the inspection line is obtained, And a cytocentric layer detection unit for analyzing the image signal component and detecting at least one predetermined cytocentric layer determined in advance.
여기서 상기 안구 단층촬영 영상의 신호 크기를 정규화하고 노이즈 제거 필터링을 하고 영상 선명화 신호 처리를 수행하여, 상기 안구 단층촬영 영상을 전처리하는 영상 전처리부를 더 포함하고, 상기 시세포 층 검출부는 상기 전처리한 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.The apparatus may further include an image preprocessing unit for normalizing the signal size of the ocularly tomographic image, performing noise elimination filtering, and performing image sharpening signal processing to pre-process the ocular tomographic image, And detect the photocell layer in a tomographic image.
여기서 상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 내절 부분(Inner Segment)과 외절 부분(Outer Segment)으로 구분하고, 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 영상 신호값의 상승 또는 하강 정도를 기준으로, 상기 내절 부분에서 제1 시세포 층을 검출하거나, 또는 상기 외절 부분에서 제2 시세포 층, 제3 시세포 층 중 적어도 하나 이상을 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the photodiode layer detector may divide the image signal component on the inspection line into an inner segment and an outer segment, and determine whether the image signal value of the inspection line image signal component is up or down And detecting at least one of the second and third photocell layers in the portion where the first photocell is to be detected.
여기서 상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분에서 2개의 국부 최대값과 상기 2개의 국부 최대값 사이에 위치하는 1개의 국부 최소값을 검출하고, 상기 국부 최소값을 기준으로 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 상기 내절 부분과 상기 외절 부분으로 구분하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the photodetector layer detection unit detects one local minimum value located between two local maximum values and the two local maximum values in the inspection line image signal component, and detects the local minimum value of the inspection line image signal And the component is divided into the above-mentioned knife-cutting portion and the above-mentioned portion.
여기서 상기 제1 시세포 층은 ILM(Inner Limiting Membrane) 층, 상기 제2 시세포 층은 IS(Inner Segment) 층, 상기 제3 시세포 층은 RPE(Retinal Pigment Epithelium) 층이고, 상기 시세포 층 검출부는, 상기 검사선 상 영상 신호 성분에 대하여, 상기 내절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제1 시세포 층을, 상기 외절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제2 시세포 층을, 상기 외절 부분에서 영상 신호값의 하강 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제3 시세포 층을, 각 검출하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the first photocell layer is an ILM (Inner Limiting Membrane) layer, the second photocell layer is an IS (Inner Segment) layer, and the third photocell layer is a RPE (Retinal Pigment Epithelium) layer. The first photocell layer is formed on the basis of a point at which the rising degree of the image signal value is maximum in the outer peripheral portion, with respect to the image signal component on the inspection line, The third photocell layer may be detected based on a point at which the degree of descent of the image signal value is maximum at the outer portion of the second photocell layer.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 유형에 따른 시세포 층 검출 방법은 안구 단층촬영(Tomography) 영상을 입력받는 영상 입력 단계; 상기 안구 단층촬영 영상에서 미리 정해진 적어도 하나 이상의 시세포 층을 검출하는 시세포 층 검출 단계; 및 안구 질환 정보를 입력받고 상기 입력받은 안구 질환 정보에 따라 상기 검출된 시세포 층에서 오검출된 영역을 정정하여 상기 시세포 층을 정량화하는 시세포 층 정량화 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a photocell layer comprising: inputting an image of a tomography (Tomography) image; A photocell layer detecting step of detecting at least one predetermined photocell layer determined in the ocular tomographic image; And a cytocentric layer quantification step of inputting the ocular disease information and correcting the erroneously detected region in the detected ocular cell layer according to the input ocular disease information to quantify the ocular cell layer.
본 발명에 따른 시세포 층 정량화 검출 방법은, 임상적으로 의미 있는 안구의 특정 시세포 층(IS, ILM, RPE)을 자동으로 검출하고, 또한 질환으로 인하여 불규칙하게 변형된 시세포 층에 대하여도 강인하게 시세포 층을 자동으로 정량화하여 검출하는 효과가 있다.The method of detecting quantitation of a photoreceptor layer according to the present invention automatically detects a clinically significant specific eye cell layer (IS, ILM, RPE) of the eyeball, and is also robust against an irregularly distorted photoreceptor layer Layer is automatically quantified and detected.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시세포 층 검출 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시세포 층 검출 장치의 블록도이다.
도 3은 영상 전처리부가 안구 단층촬영 영상을 전처리하는 과정을 설명하기 위한 참고도이다.
도 4는 영상 전처리부의 세부 블록도이다.
도 5는 안구 단층촬영 영상을 복수개의 2차원 안구 단층 영상의 집합으로 나타낸 참고도이다.
도 6은 안구 단층촬영 영상에 대하여 획득된 검사선 상 영상 신호 성분이 정규화된 것을 나타내는 참고도이다.
도 7은 검사선 상 영상 신호 성분을 분석한 결과를 나타내는 참고도이다.
도 8은 검사선 상 영상 신호 성분에서 검출한 제1 내지 제3 시세포 층을 나타내는 참고도이다.
도 9는 안구 단층촬영 영상에서 2차원으로 상기 시세포 층을 검출한 결과 영상이다.
도 10은 시세포 층 검출부의 세부 블록도이다.
도 11은 황반원공(Macular Hole, MH)의 안구 단층촬영 영상 및 그에 대한 시세포 층 정량화부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 12는 당뇨성 황반부종(Diabetic macular Edema, DME) 또는 망막정맥분지폐쇄(Branch Retinal Vein Occlusion, BRVO)의 안구 단층촬영 영상 및 그에 대한 시세포 층 정량화부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 13은 노인성 황반변성(Age-related Macular Degeneration, AMD)의 안구 단층촬영 영상 및 그에 대한 시세포 층 정량화부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 14는 고도 근시(High Myopia, HM)의 안구 단층촬영 영상 및 그에 대한 시세포 층 정량화부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 15는 망막 전 막(Epi-retinal Membrane, ERM)의 안구 단층촬영 영상 및 그에 대한 시세포 층 정량화부의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시세포 층 검출 장치의 블록도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시세포 층 검출 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of a cytoskeleton layer detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a cytoskeleton layer detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a reference diagram for explaining a process of preprocessing an image of the ocular tomography.
4 is a detailed block diagram of the image preprocessing unit.
FIG. 5 is a reference diagram showing an oculomotor image as a set of a plurality of two-dimensional ocular tomographic images.
FIG. 6 is a reference diagram showing that the image signal component of the inspection line obtained for the ocularly tomographic image is normalized.
FIG. 7 is a reference diagram showing the result of analyzing image signal components on the inspection line.
8 is a reference view showing the first through third photocell layers detected from the image signal component on the inspection line.
9 is a result image obtained by detecting the photoreceptor layer in two dimensions in an ocular tomographic image.
10 is a detailed block diagram of the cytosolic layer detection unit.
11 is a reference diagram for explaining the operation of the ocular tomography image of the macular hole (MH) and the quantification part of the cytosolic layer thereof.
FIG. 12 is a reference diagram for explaining the operation of an ocular tomographic image of a diabetic macular edema (DME) or a branch retinal vein occlusion (BRVO) and the operation of a cytosolic layer quantification unit therefor.
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the operation of the ocular tomography image of age-related macular degeneration (AMD) and the quantification of the cytoskeleton layer thereof.
FIG. 14 is a reference diagram for explaining the operation of an ocular tomography image of High Myopia (HM) and a cytoskeleton layer quantification unit therefor.
15 is a reference diagram for explaining the operation of an ocular tomography image of the epi-retinal membrane (ERM) and the cytosolic layer quantification unit therefor.
16 is a block diagram of a cytoskeleton layer detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
17 is a flowchart of a method of detecting a photocell layer in accordance with another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.
안구의 시세포 층은 수평적으로 균일하게 층을 이루는데, 질환이 걸린 안구의 경우는 시세포 층이 불규칙하게 변형되어 있는 경우가 많이 있다. 따라서 시세포 층의 형태와 두께를 기초로 안구 질환의 병변을 판단하는 것이 가능하다. 그리고 이와 같은 시세포 층의 형태와 두께에 관한 정보를 획득하기 위하여는, 빛 간섭 단층 촬영(Optical Coherence Tomography, OCT)과 같은 단층 촬영 장치를 이용할 수 있다.The ocular cytoplasm layer is uniformly layered horizontally. In the case of diseased eye, the ocular cell layer is often irregularly deformed. Therefore, it is possible to judge the lesion of eye disease based on the shape and thickness of the photoreceptor layer. In order to acquire information on the morphology and thickness of the photoreceptor layer, a tomographic apparatus such as optical coherence tomography (OCT) can be used.
빛 간섭 단층 촬영은 빛은 투과시켜 조직 내에서 반사되는 빛의 도달 시간 차이를 이용하여 비침습적으로 안구 및 기타 인체 조직의 3차원 단층 영상을 촬영하는 도구이다. 빛 간섭 단층 촬영 기구는 안구의 단층 영상을 취득하고, 단층 영상을 연속적으로 쌓아 3차원 단층 영상을 획득한다. 빛 간섭 단층 촬영은 마이크로미터 스케일의 해상도로 안구 조직의 3차원 단층 영상을 촬영할 수 있어서, 안구의 망막에 발생한 질환 및 그 진행 상황을 확인하기 위하여 용이하게 사용될 수 있다.Optical coherence tomography is a tool for non-invasively imaging 3-D tomographic images of eye and other human tissues using the difference in the time of arrival of light reflected by the light transmitted through the tissue. The optical coherence tomography system acquires tomographic images of the eyeball and successively accumulates tomographic images to acquire 3D tomographic images. Optical coherence tomography can be used to confirm the progression of the diseases occurring in the retina of the eye, since the 3D tomographic image of the eye tissue can be taken at a micrometer scale resolution.
이와 같은 및 간섭 단층 촬영을 이용하여 획득한 3차원의 고해상도 영상 데이터는 안구 질환의 진단에 이를 이용함에 있어서, 그 양이 매우 방대함으로 컴퓨터를 이용한 자동화된 분석의 필요성이 있다.The three - dimensional high - resolution image data obtained by using the above - described coherent tomography and the coherence tomography are used for the diagnosis of ocular diseases, and the amount of the three - dimensional image is very large. Therefore, there is a need for automated analysis using a computer.
그런데 병변을 지니고 있는 안구 내 조직은 정상적인 안구와 비교하였을 때 불규칙하게 변형되어 있는 경우가 많기 때문에 안과적 병변이 존재하는지 여부를 판단하는 중요한 척도가 되는 시세포 층을 자동 검출함에 있어서 오류가 많이 발생하게 되고, 그에 따라 안구 질환을 자동 진단함에 있어서도 오류 발생 가능성이 커질 수 있다는 문제점이 있다.However, since the intraocular tissues with lesions are often irregularly deformed when compared with normal eyeballs, there are many errors in the automatic detection of the optic cell layer, which is an important measure for determining whether ophthalmic lesions are present There is a problem that the possibility of occurrence of an error may be increased even in automatically diagnosing an eye disease.
예를 들면 망막 상에 질환이 생기게 되는 경우 수평적으로 균일하게 층을 이루는 시세포 층이 기형적인 형태를 띠게 된다. 예를 들어 중심성장액맥락망막병증 질환이 걸린 안구의 경우는 시세포의 특정 층에 장액(Fluid) 구역이 형성되는 것이 주요 특징이고, 황반원공 질환의 경우 시세포의 특정 층에 원공(Hole)이 형성되는 것이 주요 특징이다. 즉 위와 같은 망막 질환이 걸린 안구의 시세포 층은 안구의 황반(macular lutea)을 중심으로 한 일정한 거리 내의 구간에서 시세포의 특정 층에 이상 구간이 형성되는 병변(Lesion)이 나타난다.For example, when a disease occurs on the retina, the horizontally uniform layer of the photoreceptor layer becomes deformed. For example, in the case of central retinal pigment epithelial disease, a fluid layer is formed in a specific layer of the photoreceptor cell. In the case of a macular hole disease, a hole is formed in a specific layer of the photoreceptor cell Is a key feature. In other words, the optic cell layer of the eye with the above-mentioned retinal disease has a lesion in which an abnormal region is formed in a specific layer of the photocell in a certain distance from the macular lutea.
참고로 여기서 황반이란 눈의 각막과 수정체의 중심에 수직으로 들어온 빛이 맺히는 부분으로, 망막의 중심부에 일정한 거리만큼 함몰되어 있는 부위를 지칭한다. 또한 병변이란 병이 원인이 되어 일어나는 생체의 변화를 의미한다.For reference, the macula refers to the part of the eye where the light enters vertically into the center of the cornea and lens, which is depressed by a certain distance in the center of the retina. Also, a lesion means a change in a living body caused by a disease.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안구 질환에 따라 변형된 시세포 층에 대하여도 강인하게 시세포 층을 검출할 수 있는 시세포 층 검출 장치와 그에 관한 방법을 개시한다. 또한 본 발명은 일반적인 안구에 대하여도 오류가 발생하지 않고 시세포 층을 검출할 수 있는 시세포 층 검출 장치와 그 방법을 개시한다. 특히 본 발명은 1차적으로 일반 안구에 적용이 가능한 시세포 층 검출부를 개시하고, 2차적으로 질환에 따라 변형된 시세포 층에 대하여 변형된 시세포 층에서의 오검출 영역을 정정하고 정량화된 시세포 층을 검출하기 위한 시세포 층 정량화부를 개시한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] To solve the above problems, the present invention discloses a cytoskeleton layer detection apparatus capable of detecting a cytoskeleton layer strongly against a cytoskeleton layer deformed according to an eye disease, and a method therefor. The present invention also discloses a method and apparatus for detecting a photoreceptor layer capable of detecting a photoreceptor layer without causing an error in a general eyeball. In particular, the present invention discloses a photocell layer detector that can be applied to general eyeballs, and secondly, corrects a false detection region in a distorted photocell layer against a diseased photocell layer and detects a quantified photocell layer A cytoskeleton layer quantification section for quantifying the cytoskeleton layer.
본 발명에 따른 망막 내 병변 검출 장치는 상술한 빛 간섭 단층 촬영을 이용하여 획득된 안구 단층촬영 영상을 이용하여 시세포 층을 자동으로 검출할 수 있다.The apparatus for detecting intra-retinal lesion according to the present invention can automatically detect a photoreceptor layer using an ocular tomography image obtained using the above-described optical coherence tomography.
그러나 본 발명에 따른 시세포 층 검출 장치와 그 방법은 빛 간섭 단층 촬영 방법 이외에 다양한 방법을 통하여 획득된 안구 단층촬영 영상을 이용하여서도 동일 방식으로 시세포 층을 자동으로 검출하고 정량화할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 시세포 층 검출 장치와 그 방법은 빛 간섭 단층 촬영 방법에 한정되지 않는다.However, the apparatus and method for detecting a photocell layer according to the present invention can automatically detect and quantify a photocell layer in the same manner using an ocular tomography image obtained through various methods other than the optical coherence tomography method. Therefore, the apparatus and method for detecting a photocell layer according to the present invention are not limited to the optical coherence tomography method.
이하에서는 본 발명에 따른 시세포 층 검출 장치와 그 방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for detecting a photocell layer in accordance with the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시세포 층 검출 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a cytoskeleton layer detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 시세포 층 검출 장치는 영상 입력부(100), 시세포 층 검출부(200), 시세포 층 정량화부(300)를 포함할 수 있다. The apparatus for detecting a photocell layer according to an embodiment of the present invention may include an
영상 입력부(100)는 안구 단층촬영(Tomography) 영상을 입력받는다.The
시세포 층 검출부(200)는 상기 안구 단층촬영 영상에서 미리 정해진 적어도 하나 이상의 시세포 층을 검출한다.The ocular
시세포 층 정량화부(300)는 안구 질환 정보를 입력받고 상기 입력받은 안구 질환 정보에 따라 상기 검출된 시세포 층에서 오검출된 영역을 정정하여 상기 시세포 층을 정량화한다.The cytological cell layer quantification unit 300 receives the ocular disease information and corrects the erroneously detected region in the detected ocular cell layer according to the inputted ocular disease information to quantify the cytological cell layer.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시세포 층 검출 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a cytoskeleton layer detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
상기 실시예에서 상기 시세포 층 검출 장치는 영상 전처리부(150)를 더 포함할 수 있다.In the above embodiment, the photocell layer detecting apparatus may further include an
영상 전처리부(150)는 상기 안구 단층촬영 영상의 신호 크기를 정규화하거나, 노이즈 제거 필터링을 하거나, 영상 선명화 신호 처리를 수행하는 것 중 적어도 어느 하나 이상을 수행하여, 상기 안구 단층촬영 영상을 전처리한다.The
이와 같이 영상 전처리부(150)가 더 포함되는 경우 시세포 층 검출부(200)는 상기 전처리한 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층을 검출한다.When the
이하에서는 본 발명에 따른 시세포 층 검출 장치의 각 구성에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, each configuration of the photocell layer detecting apparatus according to the present invention will be described in more detail.
먼저 영상 입력부(100)와 안구 단층촬영 영상에 대하여 설명한다.First, the
여기서 상기 안구 단층촬영 영상은 빛 간섭 단층 촬영(Optical Coherence Tomography) 장치를 이용하여 촬영한 영상일 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 상기 안구 단층촬영 영상은 빛 간섭 단층 촬영 방법 이외의 다른 다양한 단층촬영 방법을 이용하여 획득될 수도 있으며, 빛 간섭 단층 촬영 영상에 국한되지는 않는다고 할 것이다.Herein, the ocular tomography image may be an image obtained by using an optical coherence tomography apparatus. Also, as described above, the ocular tomography image may be acquired using various tomography methods other than the optical coherence tomography method, and is not limited to the optical coherence tomography image.
여기서 영상 입력부(100)는 3차원의 상기 안구 단층촬영 영상을 입력받거나, 또는 적어도 하나 이상의 2차원의 안구 단층 영상을 포함하는 상기 안구 단층촬영 영상을 입력받을 수 있다. 즉 영상 입력부(100)는 3차원의 볼륨 영상인 안구 단층촬영 영상을 입력받을 수 있다. 또는 적어도 1개 이상의 2차원의 안구 단층 영상으로 구성된 데이터로써 안구 단층촬영 영상을 입력받을 수도 있다.Here, the
여기서 상기 안구 단층촬영 영상은 망막 내 황반 부위를 포함하는 상기 시세포 층의 층상 구조를 나타내는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 2차원의 안구 단층 영상은 안구의 수정체가 어느 한쪽을 향하고 안구의 황반이 다른 쪽에 위치하도록 하여 안구를 횡단하는 방향으로 촬영된 단층 영상인 것이 바람직하다. 예를 들면 2차원의 안구 단층 영상은 안구의 수정체가 위로 향하고 안구의 황반이 아래 쪽에 위치하도록 하여 안구를 횡단하는 방향으로 촬영된 단층 영상이 될 수 있다. 또한 3차원의 상기 안구 단층촬영 영상은 위와 같이 동일한 방식으로 방향이 정렬된 3차원 영상 볼륨 데이터가 될 수 있다.Wherein the ocular tomographic image is a layered structure of the photoreceptor layer including the macula of the retina. In addition, the two-dimensional ocular tomographic image is preferably a tomographic image in which the lens of the eye is directed to one side and the macula of the eye is positioned on the other side and the eye is photographed in the direction crossing the eyeball. For example, a two-dimensional ocular tomographic image may be a tomographic image taken in a direction transverse to the eye, with the lens of the eye pointing upward and the macula of the eye pointing downward. Also, the 3D tomographic image can be three-dimensional image volume data aligned in the same manner as described above.
다음으로는 영상 전처리부(150)에 대하여 보다 상세히 설명한다.Next, the
시세포 층 검출부(200)에서 안구 단층촬영 영상에서 정확하게 시세포 층을 검출하고 정량화하기 위해서는, 영상 입력부(100)에서 입력받은 안구 단층촬영 영상을 시세포 층 검출에 맞게 전처리할 필요가 있다. 이는 단층촬영 과정에서 촬영 환경 또는 안구 내 유리체의 상태에 따라 취득되는 영상의 품질이 변경될 수 있기 때문이다. 따라서 영상 전처리부(150)에서는 객체 검출 성능을 높이기 위하여 안구 단층촬영 영상에서 노이즈를 제거하고 신호의 크기를 정규화하고 영상을 선명화하는 신호처리 중 적어도 어느 하나 이상을 수행하는 것이 바람직하다. 즉 영상 전처리부(150)는 상기 안구 단층촬영 영상의 신호 크기를 정규화하고 노이즈 제거 필터링을 하고 영상 선명화 신호 처리를 수행하여, 상기 안구 단층촬영 영상을 전처리할 수 있다.In order to accurately detect and quantify the photoreceptor layer in the ocular tomography image by the
여기서 영상 전처리는 3차원의 볼륨 데이터인 영상 단층촬영 영상 전체에 대하여 수행될 수 있고, 또는 2차원의 영상 단층 영상 각각에 대하여 수행될 수도 있다.Here, the image preprocessing may be performed on the entire tomographic image, which is three-dimensional volume data, or may be performed on each two-dimensional tomographic image.
먼저 영상 전처리부(150)는 영상 입력부(100)가 입력받은 안구 단층촬영 영상에서 신호의 강도(Intensity)가 고르지 못하거나 히스토그램(Histogram) 상 한 쪽으로 치우쳐 분포되어 있는 경우에 대비하여, 영상을 구성하고 있는 화소들의 영상 신호 크기의 범위를 정규화할 수 있다. 여기서 영상 전처리부(150)는 안구 단층촬영 영상 내의 각 화소들의 신호 크기를 미리 정해진 기준에 따라 변경하여 정규화를 수행할 수 있고, 예를 들면 화소들 중 최대값과 최저값이 미리 정해진 특정값과 일치하도록 안구 단층촬영 영상 내의 화소들의 신호 크기를 선형 함수 또는 비선형 함수를 이용하여 변경할 수 있다. First, the
또한 영상 전처리부(150)는 시세포 층 검출부(200)가 안구 단층촬영 영상에서 보다 빠르게 시세포 층을 검출하기 위하여, 다운 샘플링(Down Sampling)을 통해 안구 단층촬영 영상의 크기를 줄일 수 있다.In addition, the
또한 영상 전처리부(150)는 안구 단층촬영 영상에서 필터링을 통하여 노이즈를 제거할 수 있다. 빛 간섭 단층 촬영에서 획득되는 안구 단층촬영 영상에서는 촬영에서 발생하는 노이즈가 내재되어 있다. 이와 같은 노이즈는 영상의 선명도를 크게 저하시켜 시세포 층 검출부(200)의 성능을 저하시키는 주된 요인이 된다. 따라서 영상 전처리부(150)는 중간값 필터링(Median filtering) 또는 가우시안 필터링(Gaussian filtering)을 수행하여 노이즈를 제거할 수 있다. 여기서 영상 전처리부(150)는 공지된 다양한 종류의 노이즈 제거 필터를 사용할 수 있음은 물론이다. In addition, the
여기서 망막 내 시세포 층간 구조는 시세포 층에 수평한 방향 쪽(이하에서 시세포 층에 수평한 방향 쪽을 x 축 방향, 수직한 방향 쪽을 y 축 방향이라고 지칭한다.)으로 평행하게 형성되는 패턴을 보이기 때문에, 영상 전처리부(150)는 위와 같은 특성을 이용하여, 시세포 층에 수평한 방향 즉 x축 방향으로 이방성(Anisotropic)을 가진 커널 마스크(Kernel mask)를 사용하여 필터링을 수행하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 안구 단층촬영 영상이 3차원의 볼륨 데이터인 경우 상기 필터링은 3차원의 커널 마스크를 이용하여 수행될 수 있다. 또한 만일 2차원의 안구 단층 영상에 대하여 수행되는 경우는 2차원의 커널 마스크를 이용하여 수행될 수도 있다.Here, the intraretinal viscous layer interlayer structure shows a pattern formed parallel to the horizontal direction (hereinafter referred to as the x-axis direction on the horizontal direction to the visual cell layer, and the y-axis direction on the vertical direction) Therefore, it is preferable that the
또한 영상 전처리부(150)는 안구 단층촬영 영상을 선명화하는 신호처리를 수행할 수 있다. 여기서 영상 전처리부(150)는 신호의 고주파 성분을 증폭시켜주는 선형 또는 비선형 필터인 언샵 마스크(Unsharp mask)를 사용하여 영상 선명화 신호처리를 할 수 있다. 또는 영상 전처리부(150)는 다양한 마스크 또는 커널을 이용하여 안구 단층촬영 영상을 선명화하거나 영상에서 에지를 강화하는 신호처리를 수행할 수 있다. 또한 영상 전처리부(150)는 기존의 공지된 다양한 영상 에지 강화 기술을 이용하여 영상을 선명화하는 신호처리를 할 수 있다.In addition, the
도 3은 영상 전처리부(150)가 안구 단층촬영 영상을 전처리하는 과정을 설명하기 위한 참고도이다. 도 3의 (a)는 안구 단층촬영 영상의 원본 영상이고, (b)는 영상 전처리부(150)가 노이즈를 제거하는 필터링을 수행한 결과 영상이고, (c)는 영상 전처리부(150)가 영상 선명화 신호처리를 수행한 결과 영상이다.FIG. 3 is a reference diagram for explaining a process of preprocessing an oculography image by the
영상 전처리부(150)는 상술한 정규화, 다운 샘플링, 노이즈 제거, 영상 선명화 동작을 수행하기 위하여, 각 동작을 수행하는 영상 신호 크기 정규화부(151), 다운 샘플링 부(152), 노이즈 제거 필터링 부(153), 영상 선명화부(154) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The
도 4는 위와 같은 하부 구성을 포함하는 영상 전처리부(150)의 세부 블록도이다.4 is a detailed block diagram of the
이처럼 영상 전처리부(150)는 상기 안구 단층촬영 영상에 대하여, 영상의 신호 크기를 미리 정해진 기준에 따라 조절하는 정규화를 수행하거나, 다운 샘플링을 수행하여 영상 크기를 줄이거나, 중간값(Median) 필터링과 가우시안 필터링 중 적어도 하나 이상을 수행하여 노이즈를 제거하거나, 영상의 에지를 강화하는 영상 선명화 신호처리를 수행하는 것 중 적어도 어느 하나 이상을 수행할 수 있다.As described above, the
이와 같이 영상 전처리부(150)가 더 포함되는 경우 시세포 층 검출부(200)는 상기 전처리한 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층을 검출할 수 있다.When the
다음으로는 시세포 층 검출부(200)의 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.Next, the operation of the
시세포 층 검출부(200)는 상기 안구 단층촬영 영상에서 미리 정해진 적어도 하나 이상의 시세포 층을 검출한다.The ocular
시신경 세포 층 즉 시세포 층은 여러 가지 종류의 층으로 이루어지는데, 여기서 시세포 층 검출부(200)는 망막 내 질환의 진단을 위하여, 망막의 질환을 나타내는 망막 내 병변을 검출하는데 의미 있는 시세포 층을 검출하는 것이 바람직하다.The optic nerve cell layer, that is, the optic cell layer, is composed of various kinds of layers. Here, the optic
여기서 상기 시세포 층은 망막 내 황반 상부의 IS(Inner Segment) 층, RPE(Retinal pigment epithelium) 층, ILM(Inner limiting membrane) 층 중 어느 하나의 층인 것이 바람직하다. 상기 IS 층, RPE 층, ILM 층은 안구 내 질환을 판단함에 있어서 임상학적으로 유의한 정보를 포함하는 시세포 층이므로, 시세포 층 검출부(200)는 위 시세포 층들 중 적어도 어느 하나를 검출하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the photoreceptor layer is any one of an inner (Inner Segment) layer, an RPE (Retinal pigment epithelium) layer, and an ILM (Inner limiting membrane) layer in the macula of the retina. Since the IS layer, the RPE layer, and the ILM layer are photocell layers containing clinically significant information in judging intraocular diseases, the
도 9를 참조하면 ILM 층(L1), IS 층(L2), RPE 층(L3)을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, the ILM layer L1, the IS layer L2, and the RPE layer L3 can be identified.
다음에는 시세포 층 검출부(200)가 안구 단층촬영 영상에서 시세포 층을 검출함에 있어서 처리하는 데이터와 시세포 층을 검출하는 검사선을 설정하는 방법에 대하여 먼저 상세히 설명한다.Next, a method of setting the data to be processed and the inspection line for detecting the photoreceptor layer in detecting the photoreceptor layer in the ocular tomography image will be described in detail first.
여기서 시세포 층 검출부(200)는 상기 안구 단층촬영 영상에서 망막 내 황반 부위를 일단에 위치하도록 하는 상기 시세포 층의 단면을 나타내는 2차원의 안구 단층 영상을 획득하고, 상기 안구 단층 영상에서 상기 시세포 층을 검출할 수 있다.Herein, the
영상 입력부(100)가 3차원의 볼륨 영상인 안구 단층촬영 영상을 입력받는 경우, 먼저 시세포 층 검출부(200)는 상기 안구 단층촬영 영상의 단면으로 상기 2차원 안구 단층 영상을 획득하고, 여기서 시세포 층을 검출할 수 있다. 만일 영상 입력부(100)가 적어도 하나 이상의 2차원 안구 단층 영상을 포함하는 데이터로 안구 단층촬영 영상을 입력받는 경우, 시세포 층 검출부(200)는 상기 안구 단층촬영 영상에 포함된 2차원의 안구 단층 영상에 대하여 시세포 층을 검출할 수 있다.When the
여기서 2차원의 안구 단층 영상은 안구의 수정체가 어느 한쪽을 향하고 안구의 황반이 다른 쪽에 위치하도록 하여 안구를 횡단하는 방향으로 촬영된 단층 영상인 것이 바람직하다. 예를 들면 2차원의 안구 단층 영상은 안구의 수정체가 위로 향하고 안구의 황반이 아래 쪽에 위치하도록 하여 안구를 횡단하는 방향으로 촬영된 단층 영상이 될 수 있다.Here, the two-dimensional ocular tomographic image is preferably a tomographic image in which the lens of the eye is directed to one side and the macula of the eye is positioned on the other side and the eye is photographed in the direction crossing the eye. For example, a two-dimensional ocular tomographic image may be a tomographic image taken in a direction transverse to the eye, with the lens of the eye pointing upward and the macula of the eye pointing downward.
또는 시세포 층 검출부(200)는 3차원의 상기 안구 단층촬영 영상에서 직접 시세포 층을 검출할 수도 있다. 즉 시세포 층 검출부(200)는 3차원의 볼륨 데이터인 안구 단층촬영 영상에 대하여, 이로부터 2차원 단면을 나타내는 데이터를 획득하지 않고, 3차원의 볼륨 데이터에서 직접 시세포 층을 검출할 수도 있다.Or the
도 5는 안구 단층촬영 영상을 복수개의 2차원 안구 단층 영상의 집합으로 나타낸 참고도이다.FIG. 5 is a reference diagram showing an oculomotor image as a set of a plurality of two-dimensional ocular tomographic images.
이와 같이 3차원의 볼륨 데이터인 안구 단층촬영 영상 또는 2차원의 안구 단층 영상에서 시세포 층을 검출함에 있어서, 시세포 층 검출부(200)는 다음에서 상세히 설명할 바와 같이 3차원의 볼륨 데이터인 안구 단층촬영 영상 또는 2차원의 안구 단층 영상에서 검사선을 설정하고, 검사선 상 영상 신호 성분을 획득하고, 상기 획득한 검사선 상 영상 신호 성분에서 시세포 층을 검출할 수 있다.In order to detect a photoreceptor layer in an ocular tomographic image or a 2-dimensional ocular tomographic image, which is three-dimensional volume data, the
여기서 시세포 층 검출부(200)는 상기 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층의 층상 구조에 수직한 방향으로 검사선을 설정하고 상기 검사선 선상의 영상 신호 크기의 변화를 나타내는 검사선 상의 영상 신호 성분을 획득하고, 상기 획득한 검사선 상의 영상 신호 성분을 분석하여 상기 시세포 층을 검출할 수 있다. 여기서 상기 검사선 상 영상 신호 성분은 영상 신호의 크기(Intensity)의 변화를 나타내는 신호 성분이다. 즉 시세포 층에 수직한 방향으로 설정된 상기 검사선 상의 각 화소들의 영상 신호 크기를 나타낸다.Here, the
도 6은 도 5와 같은 안구 단층촬영 영상에 대하여 획득된 검사선 상 영상 신호 성분을 나타내는 참고도이다.FIG. 6 is a reference view showing the image signal component of the inspection line obtained for the ocularly tomographic image as shown in FIG.
즉 시세포 층 검출부는 3차원의 상기 안구 단층촬영 영상에서 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 직접 획득하여, 상기 검사선 상 영상 신호 성분 상에서 상기 시세포 층을 검출할 수 있고, 또는 2차원의 안구 단층 영상에서 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 획득하여 상기 시세포 층을 검출할 수도 있다.That is, the cytosolic layer detector may directly acquire the image signal component on the inspection line in the 3D tomographic image, detect the photoreceptor layer on the image signal component on the inspection line, The image signal component on the inspection line may be acquired to detect the photoreceptor layer.
여기서 시세포 층 검출부(200)는 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 분석하여 검출한 상기 시세포 층을 2차원 또는 3차원으로 적층하여 상기 안구 단층촬영 영상에서 2차원 또는 3차원으로 상기 시세포 층을 검출할 수 있다. 여기서 상기 2차원의 안구 단층 영상에서 시세포 층을 검출하는 경우 상기 시세포 층은 2차원의 안구 단층 영상 상에서 검출되는 선이 될 수 있다. 또는 상기 3차원의 안구 단층촬영 영상에서 3차원으로 시세포 층을 검출하는 경우 상기 시세포 층은 3차원의 안구 단층촬영 영상 내에서 검출되는 면이 될 수 있다.Here, the
다음에는 시세포 층 검출부(200)의 세부 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다.Next, detailed operation of the
시세포 층 검출부(200)는, 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 영상 신호 크기를 정규화하고, 상기 정규화한 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 분석하여 상기 시세포 층을 검출할 수 있다. 영상 전처리부(150)가 포함될 경우, 영상 전처리부(150)에서 노이즈 제거 필터링과 같은 전처리 과정을 통하여 영상 신호의 정규화된 분포가 다시 변경될 수 있으므로, 시세포 층 검출부(200)는 입력받은 전처리된 안구 단층촬영 영상에 대하여 영상 신호 크기의 분포를 조정하는 정규화를 다시 수행한다.The
도 6은 안구 단층촬영 영상에 대하여 획득된 검사선 상 영상 신호 성분이 위와 같은 정규화를 통하여 크기가 0 내지 1 사이로 정규화된 것을 나타내는 참고도이다.FIG. 6 is a reference diagram showing that the image signal component of the inspection line image obtained with respect to the ocularly tomographic image is normalized between 0 and 1 through the above normalization.
다음으로 시세포 층 검출부(200)는 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 내절 부분(Inner Segment)과 외절 부분(Outer Segment)으로 구분할 수 있다.Next, the photic
여기서 시세포 층 검출부(200)는 상기 검사선 상 영상 신호 성분에서 2개의 국부 최대값과 상기 2개의 국부 최대값 사이에 위치하는 1개의 국부 최소값을 검출하고, 상기 국부 최소값을 기준으로 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 상기 내절 부분과 상기 외절 부분으로 구분할 수 있다.Here, the
여기서 검사선 상 영상 신호 성분의 상기 2개의 국부 최대값과 국부 최소값은 검사선 상 영상 신호 성분의 미분값을 이용하여 검출할 수 있다.Here, the two local maximum values and the local minimum values of the video signal components on the inspection line can be detected using the differential values of the video signal components on the inspection line.
도 7은 상기 2개의 국부 최대값(H1, H2)과 국부 최소값(L1), 그리고 국부 최소값(L1)을 기준으로 분리된 내절과 외절 부분을 나타내는 참고도이다. 여기서 상기 2개의 국부 최대값 H1과 H2는 각각 망막이 시작되는 부분과 황반 부분을 나타낸다.FIG. 7 is a reference diagram showing divided end portions and separate portions based on the two local maximum values H1 and H2, the local minimum value L1, and the local minimum value L1. Wherein the two local maximum values H1 and H2 represent the area where the retina starts and the macula area, respectively.
다음으로 시세포 층 검출부(200)는 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 영상 신호값의 상승 또는 하강 정도를 기준으로, 상기 내절 부분에서 제1 시세포 층을 검출하거나, 또는 상기 외절 부분에서 제2 시세포 층, 제3 시세포 층 중 적어도 하나 이상을 검출할 수 있다.Next, the
여기서 상기 제1 시세포 층은 ILM(Inner Limiting Membrane) 층, 상기 제2 시세포 층은 IS(Inner Segment) 층, 상기 제3 시세포 층은 RPE(Retinal Pigment Epithelium) 층이 될 수 있다.Here, the first photocell layer may be an ILM (Inner Limiting Membrane) layer, the second photocell layer may be an inner segment (IS) layer, and the third photocell layer may be an RPE (Retinal Pigment Epithelium) layer.
여기서 시세포 층 검출부(200)는 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 영상 신호값의 상승 정도 또는 하강 정도를 상기 검사선 상 영상 신호 성분에 대한 미분값을 이용하여 산출할 수 있다.Here, the photic
여기서 시세포 층 검출부(200)는, 상기 검사선 상 영상 신호 성분에 대하여, 상기 내절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제1 시세포 층을 검출할 수 있다.Here, the
또한 시세포 층 검출부(200)는 상기 외절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제2 시세포 층을 검출할 수 있다.In addition, the
또한 시세포 층 검출부(200)는 상기 외절 부분에서 영상 신호값의 하강 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제3 시세포 층을 검출할 수 있다.In addition, the
도 8은 위와 같이 검사선 상 영상 신호 성분에서 검출한 제1 내지 제3 시세포 층을 나타내는 참고도이다.8 is a reference view showing the first through third photocell layers detected in the video signal component on the inspection line as described above.
상술한 바와 같이 시세포 층 검출부(200)는 검사선 상 영상 신호 성분에서 검출한 상기 시세포 층을 2차원 또는 3차원으로 적층하여 상기 안구 단층촬영 영상에서 2차원 또는 3차원으로 상기 시세포 층을 검출할 수 있다.As described above, the
도 9는 시세포 층 검출부(200)가 검사선 상 영상 신호 성분에서 검출한 상기 시세포 층을 2차원으로 적층하여 상기 안구 단층촬영 영상에서 2차원으로 상기 시세포 층을 검출한 결과 영상이다. 도 9와 같이 시세포 층 검출부(200)는 제1 시세포 층으로 ILM 층(L1), 제2 시세포 층으로 IS 층(L2), 제3 시세포 층으로 RPE 층(L3)을 각 검출할 수 있다.9 is a result image obtained by two-dimensionally stacking the photoreceptor layer detected by the photoreceptor
또한 시세포 층 검출부(200)는 검사선 상 영상 신호 성분에서 검출한 상기 시세포 층을 2차원 또는 3차원으로 적층하는 과정에서 노이즈로 인하여 연속성을 가지지 않도록 검출된 시세포 층 위치를 보정하여 각 시세포 층의 연속성이 유지되도록 보정을 수행할 수 있다. 여기서 시세포 층 검출부(200)는 2차원 또는 3차원으로 적층되는 시세포 층의 곡선 또는 곡면이 불연속적인 경우 불연속적인 지점의 데이터를 보정하여 시세포 층의 연속성이 유지되도록 보정을 수행할 수 있다. 예를 들면 시세포 층 검출부(200)는 정상적으로 검출된 시세포 층 데이터를 이용하여 불연속 지점의 보간을 수행하는 신호처리를 할 수 있다. 여기서 시세포 층 검출부(200)가 수행하는 보정은 아래에서 상세히 설명할 시세포 층 정량화부(300)가 오검출된 영역을 정정하는 동작과는 다른 것으로, 시세포 층 검출부(200)는 정상적인 망막 조직에 따른 영상에서 시세포 층을 보정하는 것을 전제로 한다. 이를 위하여 시세포 층 검출부(200)는 2차원 또는 3차원으로 적층되는 시세포 층의 곡선 또는 곡면이 불연속적인 경우를 판단함에 있어서, 미리 정해진 기준 즉 신호 크기의 변화 정도 또는 신호 크기가 변화한 화소 수 등을 고려하여 노이즈에 의한 신호의 불연속인지 여부를 판단하고, 노이즈에 의한 신호의 불연속이라고 판단되는 경우에 한하여 보정을 수행할 수 있다.In addition, the
도 10은 상술한 시세포 층 검출부(200)의 각 동작을 수행하는 하부 구성을 포함하는 시세포 층 검출부(200)의 세부 블록도이다. 시세포 층 검출부(200)가 영상을 정규화하고, 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 내절 부분과 외절 부분으로 구분하고, 상기 제1 내지 제3 시세포 층을 검출하고, 상기 보정하는 동작은 각각 영상 정규화부(201), 시세포 층 구조 분석부(202), 시세포 층 추출부(203), 보정부(204)가 수행할 수 있다.FIG. 10 is a detailed block diagram of a cytoskeletal
시세포 층 검출부(200)는 검사선 상 영상 신호 성분을 내절 부분과 외절 부분으로 구분하고 상기 제1 내지 제3 시세포 층을 검출함에 있어서, 필요에 따라 상기 정규화 작업과 보정 작업은 생략할 수도 있다. 그에 따라 시세포 층 검출부(200)는 시세포 층 구조 분석부(202), 시세포 층 추출부(203)를 포함하고, 필요에 따라 영상 정규화부(201) 또는 보정부(204)는 포함하지 않을 수도 있다.The
다음으로는 시세포 층 정량화부(300)에 대하여 보다 상세히 설명한다.Next, the cytoskeleton layer quantification unit 300 will be described in more detail.
상술한 바와 같이 정상안의 경우에는 상술한 시세포 층 검출부(200)의 구성을 통하여 제1 내지 제3 시세포 층을 정상적으로 검출하는 것이 가능하다. 그러나 질환으로 인하여 망막 조직이 변형된 안구의 경우는, 시세포 층 검출부(200)가 망막 단층촬영 영상 내에서 시세포 층을 잘못 검출하는 경우가 발생하게 된다. 본 발명에 따른 시세포 층 정량화부(300)는 위와 같이 질환으로 인하여 오검출된 시세포 층 영역을 정정하여 시세포 층이 정상적으로 검출되도록 정량화하는 동작을 수행한다.As described above, in a normal case, it is possible to normally detect the first through third photocell layers through the configuration of the
시세포 층 정량화부(300)는 안구 질환 정보를 입력받고 상기 입력받은 안구 질환 정보에 따라 상기 검출된 시세포 층에서 오검출된 영역을 정정하여 상기 시세포 층을 정량화한다.The cytological cell layer quantification unit 300 receives the ocular disease information and corrects the erroneously detected region in the detected ocular cell layer according to the inputted ocular disease information to quantify the cytological cell layer.
여기서, 상기 안구 질환 정보는 안구 질환 종류에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 안구 질환 정보는 안구 질환 종류와 함께 병변 영역에 관한 정보를 포함할 수도 있다.Here, the eye disease information may include information on the types of eye diseases. In addition, the eye disease information may include information on the lesion area together with the type of eye disease.
여기서 시세포 층 정량화부(300)는 안구 질환의 종류와 그에 따른 망막 시세포 층의 변형 형태에 따라 다른 방법을 이용하여 시세포 층을 정량화 할 수 있다. 도 11 내지 도 15의 각 (a)는 질병의 종류에 따른 시세포 층의 변형 형태를 나타내는 참고도이다. 여기서 도 11은 황반원공(Macular Hole, MH), 도 12는 당뇨성 황반부종(Diabetic macular Edema, DME) 또는 망막정맥분지폐쇄(Branch Retinal Vein Occlusion, BRVO), 도 13은 노인성 황반변성(Age-related Macular Degeneration, AMD), 도 14는 고도 근시(High Myopia, HM), 도 15는 망막 전 막(Epi-retinal Membrane, ERM)의 각 경우에 획득된 안구 단층촬영 영상을 나타내는 영상이다.Here, the photocell layer quantification unit 300 can quantify the photocell layer using other methods depending on the type of ocular disease and the shape of the retinal photocell layer. 11 to 15 are reference views showing a modification of the photoreceptor layer according to the type of disease. 12 shows the diabetic macular edema (DME) or branch retinal vein occlusion (BRVO), FIG. 13 shows the age-related macular hole (Age- related macular degeneration (AMD), FIG. 14 is high myopia (HM), and FIG. 15 is an image showing an ocular tomography image obtained in each case of an epi-retinal membrane (ERM).
먼저 시세포 층 정량화부(300)는 검출된 시세포 층에서 불연속 구간이 나타나는 경우, 주변의 연속적으로 검출된 시세포 층을 이용하여, 불연속 구간이 연속되도록 시세포 층을 수정할 수 있다.First, when the discontinuous section appears in the detected photoreceptor layer, the photoreceptor layer quantifying section 300 may modify the photoreceptor layer so that the discontinuous section is continuous using the continuously detected photoreceptor layer around the photoreceptor layer.
도 11, 도 12를 참조하면, 황반원공(Macular Hole, MH), 당뇨성 황반부종(Diabetic macular Edema, DME), 망막정맥분지폐쇄(Branch Retinal Vein Occlusion, BRVO), 노인성 황반변성(Age-related Macular Degeneration, AMD)의 경우, 어느 하나 이상의 시세포 층이 불연속적이거나 또는 미리 정해진 기준 이상의 신호 크기의 변화가 있는 영역으로 나타남을 확인할 수 있다.11 and 12, a macular hole (MH), a diabetic macular edema (DME), a retinal vein occlusion (BRVO), an age-related macular hole Macular Degeneration, AMD), it can be seen that any one or more of the cytoskeletal layers are discontinuous or appear as areas with a change in signal amplitude above a predetermined reference.
여기서 시세포 층 정량화부(300)는 상기 안구 질환 정보에 따라 선택된 적어도 하나 이상의 상기 시세포 층에 대하여, 시세포 층 검출부(200)에서 2차원 또는 3차원으로 검출한 상기 시세포 층에 있어서, 상기 시세포 층이 불연속적이거나 또는 미리 정해진 기준 이상의 신호 크기의 변화가 있는 영역을 오검출 영역으로 검출할 수 있다.Here, the photocell layer quantification unit 300 may be configured such that, in the photocell layer detected two-dimensionally or three-dimensionally by the
이때 시세포 층 정량화부(300)는 상기 안구 질환 정보에 따라, ILM 층, IS 층, RPE 층 중 적어도 어느 하나의 상기 시세포 층에 대하여 상기 오검출 영역을 검출할 수 있다.At this time, the cytosolic layer quantification unit 300 can detect the erroneous detection region with respect to at least any one of the ILM layer, the IS layer, and the RPE layer according to the ocular disease information.
여기서 시세포 층 정량화부(300)는 상기 시세포 층이 미리 정해진 기준 이상으로 변화하는 경우 해당 구간을 오검출 영역으로 검출할 수 있다. 이 경우 시세포 층 정량화부(300)는 상기 시세포 층에 대하여 미분값을 산출하고, 상기 산출한 미분값을 기준으로 상기 시세포 층이 미리 정해진 기준 이상으로 변화하는지 여부를 판단하여, 상기 오검출 영역을 검출할 수 있다.Here, the cytosolic layer quantification unit 300 may detect a corresponding section as an erroneous detection region when the photocell layer changes to a predetermined reference or more. In this case, the cytosolic layer quantification unit 300 calculates a differential value with respect to the cytosolic layer, determines whether the photocell layer changes to a predetermined reference or more on the basis of the calculated differential value, Can be detected.
시세포 층 정량화부(300) 위와 같이 검출된 상기 오검출 영역을 정정하여, 상기 시세포 층을 정량화할 수 있다. 이때 시세포 층 정량화부(300)는 상기 시세포 층에서 상기 오검출 영역을 정정함에 있어서, 다른 상기 시세포 층 즉 오검출되지 않은 다른 시세포 층을 이용하여 상기 오검출 영역을 정정할 수 있다. 또는 시세포 층 정량화부(300)는 상기 시세포 층에서 상기 오검출 영역의 이웃 영역 즉, 상기 시세포 층에서 오검출되지 않은 이웃 영역을 이용하여 보간을 수행하여 상기 시세포 층의 오검출 영역을 정정할 수 있다.It is possible to quantify the cytoskeleton layer by correcting the detected erroneous detection region as in the cytoskeleton layer quantification section 300. [ At this time, in correcting the erroneous detection region in the photoreceptor layer, the photoreceptor layer quantifying unit 300 may correct the erroneous detection region using another photocell layer, i.e., another photocell layer not erroneously detected. Alternatively, the cytosolic layer quantification unit 300 may correct the erroneous detection region of the cytosolic layer by performing interpolation using the neighboring region of the erroneous detection region in the cytosolic layer, that is, the neighboring region that is not erroneously detected in the cytosolic layer have.
먼저 상기 안구 질환 종류가 황반원공(Macular Hole, MH)에 해당하는 경우를 살펴본다.First, a case in which the type of eye disease corresponds to a macular hole (MH) is described.
도 11은 황반원공 질환이 있는 안구의 단층촬영 영상이다.11 is a tomographic image of the eye with macular hole disease.
이때 시세포 층 정량화부(300)는, 시세포 층 검출부(200)에서 검출된 상기 시세포 층 중 ILM 층과 IS 층에 대하여, 상기 황반원공에 따른 병변 영역인 원공 영역에 해당하는 상기 ILM 층을 상기 IS 층으로 대체할 수 있다.At this time, the cytosolic layer quantification unit 300 quantizes the ILM layer corresponding to the circular region, which is a lesion region corresponding to the macular hole, with the IS Layer.
황반원공의 경우 망막의 황반 부위에 원공이 생겨 ILM 층을 포함하는 황반 상부 조직이 일부 손실된다. 따라서 황반원공 질환을 포함하는 안구 단층촬영 영상에 대하여 시세포 층 검출부(200)가 시세포 층을 검출하면, 도 11의 (b)와 같이 원공 부위가 연속적이지 못한 층 구조로 판정됨에 따라, ILM 층이 오검출되는 문제점이 있다. In the macular hole, a macular hole is formed in the macula of the retina, and some macular tissue including the ILM layer is partially lost. Therefore, when the photoreceptor
이에 시세포 층 정량화부(300)는 상술한 방법으로 ILM 층을 정정한다. 즉 시세포 층 정량화부(300)는 안구 단층촬영 영상에서 상기 원공에 해당하는 지역을 설정하고, 해당 지역에서 나타나는 오검출을 정정한다. 이를 위하여 시세포 층 정량화부(300)는 상기 서술한 바와 같이, 상기 설정한 원공 지역에서 검출되는 ILM층은 실제로 존재하지 않는 오검출된 층이므로, 해당 지역의 ILM 층을 정상적으로 검출된 IS 층과 동일하게 취급하여, 도 12의 (c)와 같이 해당 지역에서의 ILM 층을 IS 층으로 대체한다.The temporal layer quantification unit 300 corrects the ILM layer by the above-described method. That is, the cytosolic layer quantification unit 300 sets an area corresponding to the hole in the ocular tomographic image and corrects the erroneous detection in the area. As described above, since the ILM layer detected in the set circular region is an erroneously detected layer that does not actually exist, the ILM layer of the corresponding region is the same as the normally detected IS layer , And the ILM layer in the region is replaced with the IS layer as shown in Fig. 12 (c).
다음으로 상기 안구 질환 종류가 당뇨성 황반부종(Diabetic macular Edema, DME) 또는 망막정맥분지폐쇄(Branch Retinal Vein Occlusion, BRVO) 또는 노인성 황반변성(Age-related Macular Degeneration, AMD) 중 어느 하나에 해당하는 경우를 살펴본다. 이 경우 시세포 층 정량화부(300)는, 시세포 층 검출부(200)에서 검출된 상기 IS 층 또는 상기 RPE 층에 대하여, 미리 정해진 기준 이상의 영상 신호 크기의 변화가 있는 불연속 구간을 검출하고, 상기 불연속 구간이 검출되면 보간법을 이용하여 상기 불연속 구간을 보간할 수 있다.Next, the type of ocular disease is classified into any one of diabetic macular edema (DME), branch retinal vein occlusion (BRVO), or age-related macular degeneration (AMD) Consider the case. In this case, the cytosolic layer quantification unit 300 detects a discontinuity section having a change in the video signal size that is equal to or larger than a predetermined reference to the IS layer or the RPE layer detected by the cytosolic
상기 안구 질환 종류가 당뇨성 황반부종(Diabetic macular Edema, DME) 또는 망막정맥분지폐쇄(Branch Retinal Vein Occlusion, BRVO)인 경우를 보다 상세히 살펴본다.Hereinafter, the case of diabetic macular edema (DME) or branch retinal vein occlusion (BRVO) is described in detail.
도 12는 당뇨성 황반부종(Diabetic macular Edema, DME) 또는 망막정맥분지폐쇄(Branch Retinal Vein Occlusion, BRVO)이 있는 안구의 단층촬영 영상이다.12 is a tomographic image of a diabetic macular edema (DME) or branch retinal vein occlusion (BRVO).
당뇨성 황반부종(DME)와 망막정맥분지폐쇄(BRVO)의 경우는 모두 망막 내 삼출물(exudate), 출혈(hemorrhage) 등으로 인하여, 안구 단층촬영 영상에서 망막 상부로부터 그림자(shadow)가 드리워져 도 12의 (a)와 같이 IS 층 또는 RPE 층이 소실되는 현상이 나타난다. 따라서 상기 두 질환을 가진 안구에 대하여 시세포 층 검출부(200)가 시세포 층을 검출하면, 도 12의 (b)와 같이 소실된 IS 층 및 RPE 층 대신 삼출물 및 출혈부를 시세포 층으로 오검출하게 된다.In the cases of diabetic macular edema (DME) and retinal vein occlusion (BRVO), shadow from the upper part of the retina in the ophthalmologic examination image is caused by exudate and hemorrhage of the retina, The IS layer or the RPE layer is lost as shown in (a) of FIG. Accordingly, when the photoreceptor
이에 시세포 층 정량화부(300)는, 상술한 바와 같이 시세포 층 검출부(200)에서 검출된 상기 IS 층 또는 상기 RPE 층에 대하여, 미리 정해진 기준 이상의 영상 신호 크기의 변화가 있는 불연속 구간을 검출하고, 상기 불연속 구간을 보간할 수 있다.The temporal layer quantification unit 300 detects a discontinuity section having a change in the video signal size of a predetermined reference or more with respect to the IS layer or the RPE layer detected by the temporal
위에서 설명한 바와 같이 삼출물 및 출혈이 있는 부위에서 그림자가 생성되어 망막 단층촬영 영상에서 시세포 층이 소실되어 시세포 층이 오검출되는 바, 시세포 층 정량화부(300)는 검출된 시세포 층에 대하여 미분을 수행하여 미분값의 크기가 미리 정해진 일정한 기준보다 큰 경우 불연속 구간이 나타나는 구간으로 검출할 수 있다. As described above, a shadow is generated in a region with exudates and bleeding, and the photoreceptor layer is erroneously detected due to the disappearance of the photoreceptor layer in the retinal tomography image. As a result, the photoreceptor layer quantifying unit 300 performs the differentiation on the detected photoreceptor layer And if the magnitude of the differential value is larger than a predetermined reference, it can be detected as a section in which a discontinuous section appears.
이때 시세포 층 정량화부(300)는 상술한 바와 같이 시세포 층에서 이웃하는 영역을 이용하여 보간법을 이용하여 위와 같이 소실되어 오검출 된 불연속 구간을 보간함으로써, 시세포 층을 정정할 수 있다. 여기서 시세포 층 정량화부(300)는 다양한 보간 함수를 이용하여 시세포 층의 불연속 구간에 대한 보간을 수행할 수 있다. 예를 들면 시세포 층 정량화부(300)는 스플라인 보간 함수를 이용하는 스플라인 보간법(Spline Interpolation)을 이용할 수 있다.At this time, the cytosolic layer quantification unit 300 can correct the cytoskeletal layer by interpolating the discontinuity section that has been erroneously detected as described above by using the interpolation method using the neighboring region in the photoreceptor layer as described above. Here, the cytosolic layer quantification unit 300 can perform interpolation on the discontinuous section of the cytosolic layer using various interpolation functions. For example, the cytosolic layer quantification unit 300 may use a spline interpolation method using a spline interpolation function.
도 12의 (c)는 위와 같이 보간되어 정정된 IS 층과 RPE 층을 나타내는 참고도이다.FIG. 12C is a reference diagram showing the IS layer and the RPE layer interpolated and corrected as described above.
다음으로 상기 안구 질환 종류가 노인성 황반변성(Age-related Macular Degeneration, AMD)인 경우를 보다 상세히 살펴본다.Next, the case where the type of eye disease is Age-related Macular Degeneration (AMD) will be described in detail.
도 13은 노인성 황반변성(Age-related Macular Degeneration, AMD)이 있는 안구의 단층촬영 영상이다.Fig. 13 is a tomographic image of the eye with age-related macular degeneration (AMD).
노인성 황반변성(AMD)의 경우는 대표적으로 망막하 장액, 섬유혈관 상처, 색소상피 탈락, 단백질 찌꺼기 등의 병변이 나타난다. 이 경우 시세포 층간 구조에 나타나는 공통적인 현상은 IS 층과 RPE 층이 도 13의 (a)와 같이 심하게 훼손된다는 점이다. 따라서 이와 같은 경우 시세포 층 검출부(200)는 도 13의 (b)와 같이 IS 층과 RPE층을 비롯한 시세포 층을 오검출하게 된다.In the case of AMD (AMD), lesions such as subretinal fluid, fibrovascular wound, pigment epithelium detachment, and protein residue appear. In this case, a common phenomenon in the interlayer structure of the cytosol is that the IS layer and the RPE layer are severely damaged as shown in FIG. 13 (a). Therefore, in this case, the
이에 시세포 층 정량화부(300)는 상술한 바와 같이 시세포 층 검출부(200)에서 검출된 상기 IS 층 또는 상기 RPE 층에 대하여, 미리 정해진 기준 이상의 영상 신호 크기의 변화가 있는 불연속 구간을 검출하고, 상기 불연속 구간을 보간할 수 있다.As described above, the cytosolic layer quantification unit 300 detects a discontinuity section having a change in the video signal size of a predetermined reference or more with respect to the IS layer or the RPE layer detected by the cytosolic
이때 시세포 층 정량화부(300)는 상술한 바와 같이 시세포 층에서 정상적으로 검출된 영역을 이용하여 보간법을 이용하여 위와 같이 훼손되어 오검출 된 불연속 구간을 보간함으로써, 시세포 층을 정정할 수 있다. 이 경우 시세포 층이 심하게 훼손된 관계로, 선형 보간법을 이용하여 보간을 수행하는 것이 바람직하다.At this time, the cytosolic layer quantification unit 300 can correct the photoreceptor layer by interpolating the discontinuity section that has been eroded and erroneously detected using the interpolation method using the region normally detected in the photoreceptor layer as described above. In this case, since the photoreceptor layer is severely damaged, it is preferable to perform the interpolation using the linear interpolation method.
다음으로 시세포 층 정량화부(300)는 시세포 층의 위치가 오검출 된 경우 시세포 층을 정정할 수 있다.Next, the photocell layer quantification unit 300 can correct the photocell layer when the photocell layer is erroneously detected.
여기서 시세포 층 정량화부(300)는 상기 안구 질환 정보에 따라 선택된 적어도 하나 이상의 상기 시세포 층에 대하여, 상기 시세포 층의 위치를 오검출하였는지 여부를 판단할 수 있다. 그리고 상기 판단 결과 오검출한 경우, 상기 시세포 층의 위치를 정정하여, 상기 시세포 층을 정량화할 수 있다.Here, the photocell layer quantification unit 300 may determine whether or not the position of the photocell layer is erroneously detected for at least one photocell layer selected according to the eye disease information. If the result of the determination is false, the position of the photoreceptor layer may be corrected to quantify the photoreceptor layer.
다음으로 상기 안구 질환 종류가 고도 근시(High Myopia, HM)에 해당하는 경우를 보다 상세히 살펴본다.Next, the case where the type of eye disease corresponds to high myopia (HM) will be described in detail.
도 14는 고도 근시(High Myopia, HM)이 있는 안구의 단층촬영 영상이다.14 is a tomographic image of the eye with High Myopia (HM).
여기서 시세포 층 정량화부(300)는, 상기 시세포 층 중 ILM 층, IS 층, RPE 층 중 적어도 어느 하나가 상기 망막 단층촬영 영상을 벗어나는 구간을 보유하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 망막 단층촬영 영상을 벗어난 상기 시세포 층의 구간에서 시세포 층의 위치를 정정할 수 있다.Here, the cytosolic layer quantification unit 300 determines whether at least one of the ILM layer, the IS layer, and the RPE layer among the photocell layers has a section deviating from the retinal tomography image, It is possible to correct the location of the photoreceptor layer in the section of the photoreceptor layer outside the tomographic image.
고도근시(HM)의 경우는 망막의 곡률이 증가한 비정상적 형태를 가지며, 이에 따라 도 14의 (a)와 같이 망막 단층촬영 영상에서 영상 획득 구역(Field of View, FOV)에 망막이 온전하게 들어오지 못하는 경우가 많다. 이로 인해 시세포 층 검출부(200)가 고도근시 질환을 가지는 안구에 대하여 획득한 안구 단층촬영 영상에서 시세포 층을 검출하는 경우 도 14의 (b)와 같이 시세포 층의 위치를 잘못 검출하는 오류가 발생하게 된다. In the case of high myopia (HM), the curvature of the retina has an abnormal shape. Thus, as shown in FIG. 14 (a), the retina does not completely enter the field of view (FOV) There are many cases. Therefore, when the photoreceptor
이에 시세포 층 정량화부(300)는 상기 시세포 층이 상기 망막 단층촬영 영상을 벗어나는 구간을 보유하는지 여부를 판단하고, 벗어나는 구간이 있는 경우 벗어난 상기 시세포 층의 구간의 위치를 정정하는 것이 바람직하다. 예를 들면 시세포 층 정량화부(300)는 도 14의 (c)와 같이 망막 단층촬영 영상을 벗어난 상기 시세포 층의 구간에서 시세포 층의 위치를 망막 단층촬영 영상의 경계선으로 처리할 수 있다.The photocell layer quantification unit 300 may determine whether the photocell layer has a section deviated from the retinal tomography image and correct the position of the photocell layer when the photocell layer has deviated from the photocell layer. For example, the cytosolic layer quantification unit 300 can process the position of the photoreceptor layer in the section of the photoreceptor layer outside the retinal tomography image as a boundary of the retinal tomography image, as shown in FIG. 14 (c).
다음으로 상기 안구 질환 종류가 망막 전 막(Epi-retinal Membrane, ERM)에 해당하는 경우를 보다 상세히 살펴본다.Next, the case in which the type of eye disease corresponds to an epi-retinal membrane (ERM) will be described in detail.
도 15는 망막 전 막(Epi-retinal Membrane, ERM)이 있는 안구의 단층촬영 영상이다.15 is a tomographic image of an eye with an epi-retinal membrane (ERM).
여기서 시세포 층 정랑화부(300)는 상기 검사선 상 영상 신호 성분 중 내절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도를 산출하여, 상기 상승 정도가 큰 순서대로 2개의 후보 층을 검출하고, 상기 검출된 2개의 상기 후보 층 중에서 망막 황반 부위에 더 가까운 상기 후보 층을 ILM 층으로 정정할 수 있다.Here, the cytosolic layer dangling unit 300 calculates a rise degree of an image signal value at an end portion of a video signal component on the inspection line, detects two candidate layers in ascending order of the degree of increase, The candidate layer closer to the retinal macular region in the candidate layer can be corrected to the ILM layer.
망막 전 막(ERM)의 경우는 도 15의 (a)와 같이 망막의 앞쪽에 또 다른 막이 형성되는 현상이 나타난다. 이와 같이 형성되는 망막 전 막은 망막의 상부에 존재하며 높은 반사율을 지니고 있는 경우가 많고, 증상의 진행 정도에 따라 막이 망막 표면에서 박리될 수 있다. 이로 인해 시세포 층 검출부(200)는 도 15의 (b)와 같이 망막 전 막을 ILM 층으로 오검출하여, ILM 층의 위치를 오검출하게 된다.In the case of ERM, another film appears in front of the retina as shown in FIG. 15 (a). The retinal whole membrane thus formed is present in the upper part of the retina and often has a high reflectance, and the membrane may peel off from the retina surface depending on the progress of the symptoms. As a result, the
이에 시세포 층 정량화부(300)는 상기 검사선 상 영상 신호 성분 중 내절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도를 산출하여, 상기 상승 정도가 큰 순서대로 2개의 후보 층을 검출하고, 상기 검출된 2개의 상기 후보 층 중에서 망막 황반 부위에 더 가까운 상기 후보 층을 ILM 층으로 정정하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 상승 정도는 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 미분값을 이용하여 산출할 수 있다. 도 15의 (c)는 이와 같이 ILM 층을 정정한 결과를 나타내는 참고도이다.The temporal layer quantification unit 300 calculates a rise degree of an image signal value at an end portion of the image signal component on the inspection line, detects two candidate layers in ascending order of the degree of increase, It is preferable to correct the candidate layer closer to the retinal macular region in the candidate layer to the ILM layer. Here, the degree of elevation can be calculated using the differential value of the video signal component on the inspection line. 15 (c) is a reference diagram showing the result of correcting the ILM layer in this way.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시세포 층 검출 장치의 블록도이다.16 is a block diagram of a cytoskeleton layer detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
상기 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시세포 층 검출 장치는 영상 입력부(100), 시세포 층 검출부(200)를 포함할 수 있다. 여기서 영상 입력부(100), 시세포 층 검출부(200)는 도 1 내지 도 15를 참조하면서 위에서 상세히 설명한 본 발명에 따른 시세포 층 검출 장치의 영상 입력부(100), 시세포 층 검출부(200)와 동일한 방식으로 동작할 수 있다. 이에 중복되는 부분은 생략하고 간략히 서술한다.The apparatus for detecting a cytoskeleton layer according to another embodiment of the present invention may include an
영상 입력부(100)는 망막 내 황반 부위를 포함하는 시세포 층의 층상 구조를 나타내는 안구 단층촬영(Tomography) 영상을 입력받는다.The
시세포 층 검출부(200)는 상기 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층의 층상 구조에 수직한 방향으로 검사선을 설정하고, 상기 검사선 선상의 영상 신호 크기의 변화를 나타내는 검사선 상 영상 신호 성분을 획득하고, 상기 획득한 검사선 상 영상 신호 성분을 분석하여 미리 정해진 적어도 하나 이상의 상기 시세포 층을 검출한다.The
여기서 상기 시세포 층 검출 장치는 필요에 따라 영상 전처리부(150)를 더 포함할 수 있다.Herein, the cytological cell layer detection apparatus may further include an
영상 전처리부(150)는 상기 안구 단층촬영 영상의 신호 크기를 정규화하고 노이즈 제거 필터링을 하고 영상 선명화 신호 처리를 수행하여, 상기 안구 단층촬영 영상을 전처리한다.The
이와 같이 영상 전처리부(150)가 포함되는 경우 시세포 층 검출부(200)는 상기 전처리한 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층을 검출한다.When the
시세포 층 검출부(200)는 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 내절 부분(Inner Segment)과 외절 부분(Outer Segment)으로 구분하고, 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 영상 신호값의 상승 또는 하강 정도를 기준으로, 상기 내절 부분에서 제1 시세포 층을 검출하거나, 또는 상기 외절 부분에서 제2 시세포 층, 제3 시세포 층 중 적어도 하나 이상을 검출할 수 있다.The
여기서 상기 제1 시세포 층은 ILM(Inner Limiting Membrane) 층, 상기 제2 시세포 층은 IS(Inner Segment) 층, 상기 제3 시세포 층은 RPE(Retinal Pigment Epithelium) 층이 될 수 있다.Here, the first photocell layer may be an ILM (Inner Limiting Membrane) layer, the second photocell layer may be an inner segment (IS) layer, and the third photocell layer may be an RPE (Retinal Pigment Epithelium) layer.
여기서 시세포 층 검출부(200)는 상기 검사선 상 영상 신호 성분에서 2개의 국부 최대값과 상기 2개의 국부 최대값 사이에 위치하는 1개의 국부 최소값을 검출하고, 상기 국부 최소값을 기준으로 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 상기 내절 부분과 상기 외절 부분으로 구분할 수 있다.Here, the
여기서 시세포 층 검출부(200)는, 상기 검사선 상 영상 신호 성분에 대하여, 상기 내절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제1 시세포 층을, 상기 외절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제2 시세포 층을, 상기 외절 부분에서 영상 신호값의 하강 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제3 시세포 층을, 각 검출할 수 있다.Here, the
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시세포 층 검출 방법의 흐름도이다.17 is a flowchart of a method of detecting a photocell layer in accordance with another embodiment of the present invention.
상기 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시세포 층 검출 방법은 영상 입력 단계(S100), 시세포 층 검출 단계(S200), 시세포 층 정량화 단계(S300)를 포함할 수 있다. 또한 필요에 따라 영상 전처리 단계(S150)를 더 포함할 수도 있다. 여기서 영상 입력 단계(S100), 영상 전처리 단계(S150), 시세포 층 검출 단계(S200), 시세포 층 정량화 단계(S300)는 도 1 내지 도 15를 참조하면서 위에서 상세히 설명한 본 발명에 따른 시세포 층 검출 장치의 영상 입력부(100), 영상 전처리부(150), 시세포 층 검출부(200), 시세포 층 정량화 부(300)와 동일한 방식으로 동작할 수 있다. 이에 중복되는 부분은 생략하고 간략히 서술한다.The method of detecting a photocell layer according to another embodiment of the present invention may include an image input step (S100), a photocell layer detection step (S200), and a photocell layer quantification step (S300). In addition, it may further include an image preprocessing step (S150) as necessary. Here, the image input step S100, the image preprocessing step S150, the photocell layer detection step S200, and the photocell layer quantification step S300 may be performed by using the photocell
영상 입력 단계(S100)는 안구 단층촬영(Tomography) 영상을 입력받는다.The image input step S100 receives the tomography image.
시세포 층 검출 단계(S200)는 상기 안구 단층촬영 영상에서 미리 정해진 적어도 하나 이상의 시세포 층을 검출한다.The photoreceptor layer detecting step (S200) detects at least one photoreceptor layer predetermined in the ocular tomographic image.
시세포 층 정량화 단계(S300)는 안구 질환 정보를 입력받고 상기 입력받은 안구 질환 정보에 따라 상기 검출된 시세포 층에서 오검출된 영역을 정정하여 상기 시세포 층을 정량화한다.The photoreceptor layer quantification step (S300) receives the ocular disease information and corrects the erroneously detected region in the detected ocular cell layer according to the inputted ocular disease information to quantify the photoreceptor layer.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. It is to be understood that the present invention is not limited to these embodiments, and all elements constituting the embodiment of the present invention described above are described as being combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them.
또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer to implement an embodiment of the present invention. As the recording medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like can be included.
또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, all terms including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined in the Detailed Description. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100 : 영상 입력부
150 : 영상 전처리부
151 : 영상 신호 크기 정규화부
152 : 다운 샘플링 부
153 : 노이즈 제거 필터링부
154 : 영상 선명화부
200 : 시세포 층 검출부
201 : 영상 정규화부
202 : 시세포 층 구조 분석부
203 : 시세포 층 추출부
204 : 보정부
300 : 시세포 층 정량화부
S100 : 영상 입력 단계
S150 : 영상 전처리 단계
S200 : 시세포 층 검출 단계
S300 : 시세포 층 정량화 단계100:
150: Image preprocessing section
151: Video signal size normalization unit
152: Downsampling unit
153: Noise elimination filtering unit
154: Image sharpening section
200: cytogenetic layer detector
201: image normalization unit
202: cytoskeleton layer structure analysis section
203: Photoreceptor layer extracting unit
204:
300: Quantification of cytoskeleton layer
S100: Image input step
S150: image preprocessing step
S200: photocell layer detection step
S300: Quantification step of cytosol layer
Claims (24)
안구 단층촬영(Tomography) 영상을 입력받는 영상 입력부;
상기 안구 단층촬영 영상에서 미리 정해진 적어도 하나 이상의 시세포 층을 검출하는 시세포 층 검출부; 및
안구 질환 정보를 입력받고 상기 입력받은 안구 질환 정보에 따라 상기 검출된 시세포 층에서 오검출된 영역을 정정하여 상기 시세포 층을 정량화하는 시세포 층 정량화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시세포 층 검출 장치.In an apparatus for detecting a photoreceptor layer in an ocular image,
An image input unit for receiving an ophthalmologic tomography image;
A photocell layer detector for detecting at least one photocell layer determined in advance in the ocular tomographic image; And
And a cytological cell layer quantifying unit for receiving the ocular disease information and correcting the erroneously detected region in the detected ocular cell layer according to the input ocular disease information to quantify the ocular cell layer.
상기 안구 단층촬영 영상은 빛 간섭 단층 촬영(Optical Coherence Tomography) 장치를 이용하여 촬영한 영상인 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the ocularly tomographic image is an image photographed using an optical coherence tomography apparatus.
상기 영상 입력부는 3차원의 상기 안구 단층촬영 영상을 입력받거나, 또는 적어도 하나 이상의 2차원의 안구 단층 영상을 포함하는 상기 안구 단층촬영 영상을 입력받는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the image input unit receives the 3-dimensional ocularly tomographic image or receives the ocular tomographic image including at least one 2-dimensional ocular tomographic image.
상기 안구 단층촬영 영상은 망막 내 황반 부위를 포함하는 상기 시세포 층의 층상 구조를 나타내는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치The method according to claim 1,
Wherein the ocular tomographic image represents a layered structure of the photoreceptor layer including the macula of the retina,
상기 안구 단층촬영 영상의 신호 크기를 정규화하거나, 노이즈 제거 필터링을 하거나, 영상 선명화 신호 처리를 수행하는 것 중 적어도 어느 하나 이상을 수행하여, 상기 안구 단층촬영 영상을 전처리하는 영상 전처리부를 더 포함하고,
상기 시세포 층 검출부는 상기 전처리한 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층을 검출하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an image preprocessing unit for performing at least one of performing normalization of a signal size of the ocularly tomographic image, noise elimination filtering, and image sharpening signal processing, and pre-processing the ocularly tomographic image ,
Wherein the cytosolic layer detecting unit detects the photocell layer in the pre-processed ocular tomographic image.
영상의 신호 크기를 미리 정해진 기준에 따라 조절하는 정규화를 수행하거나,
다운 샘플링을 수행하여 영상 크기를 줄이거나,
중간값(Median) 필터링과 가우시안 필터링 중 적어도 하나 이상을 수행하여 노이즈를 제거하거나,
영상의 에지를 강화하는 영상 선명화 신호처리를 수행하는 것 중 적어도 어느 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.[6] The apparatus of claim 5, wherein the image preprocessing unit comprises:
A normalization is performed to adjust a signal size of an image according to a predetermined standard,
Downsampling to reduce the image size,
Performing at least one of median filtering and Gaussian filtering to remove noise,
And performing image sharpening signal processing for enhancing the edge of the image.
상기 시세포 층 검출부는 상기 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층의 층상 구조에 수직한 방향으로 검사선을 설정하고, 상기 검사선 선상의 영상 신호 크기의 변화를 나타내는 검사선 상 영상 신호 성분을 획득하고, 상기 획득한 검사선 상 영상 신호 성분을 분석하여 상기 시세포 층을 검출하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the cytosolic layer detector sets an inspection line in a direction perpendicular to the layered structure of the photocell layer in the ocular tomographic image and obtains an inspection line image signal component indicating a change in the image signal size on the inspection line, And the photocell layer is detected by analyzing the image signal component on the inspection line obtained.
상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 분석하여 검출한 상기 시세포 층을 2차원 또는 3차원으로 적층하여 상기 안구 단층촬영 영상에서 2차원 또는 3차원으로 상기 시세포 층을 검출하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the cytosolic layer detecting unit analyzes the video signal component on the inspection line and laminates the detected cytoskeleton layer two-dimensionally or three-dimensionally, and detects the photocell layer in two or three dimensions in the ocular tomographic image Wherein the cytoskeletal layer detection device detects the cytoskeletal layer.
상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 내절 부분(Inner Segment)과 외절 부분(Outer Segment)으로 구분하고, 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 영상 신호값의 상승 또는 하강 정도를 기준으로, 상기 내절 부분에서 제1 시세포 층을 검출하거나, 또는 상기 외절 부분에서 제2 시세포 층, 제3 시세포 층 중 적어도 하나 이상을 검출하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the visual-field-layer detecting unit divides the image signal component on the inspection line into an inner segment and an outer segment, and based on the rising or falling degree of the image signal value of the image signal component on the inspection line, Wherein at least one of the second photocell layer and the third photocell layer is detected at the portion where the first photocell is detected at the end portion or at the portion where the second photocell is detected.
상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분에서 2개의 국부 최대값과 상기 2개의 국부 최대값 사이에 위치하는 1개의 국부 최소값을 검출하고, 상기 국부 최소값을 기준으로 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 상기 내절 부분과 상기 외절 부분으로 구분하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the photodetector layer detection unit detects one local minimum value located between two local maximum values and the two local maximum values in the image signal component on the inspection line, Is divided into the above-mentioned knife-cutting part and the above-mentioned part of the outer circumference.
상기 내절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제1 시세포 층을,
상기 외절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제2 시세포 층을,
상기 외절 부분에서 영상 신호값의 하강 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제3 시세포 층을, 각 검출하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.11. The imaging apparatus according to claim 10, wherein the photocell layer detector detects,
Wherein the first photocell layer is formed on the basis of a point where the degree of increase of the image signal value is maximum in the inner fold portion,
The second photocell layer is formed on the basis of a point where the degree of rise of the image signal value is maximum in the non-
And the third photocell layer is detected based on a point at which the degree of descent of the image signal value is maximum at the outer edge portion.
상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 영상 신호값의 상승 정도 또는 하강 정도를 상기 검사선 상 영상 신호 성분에 대한 미분값을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the cytosolic layer detection unit calculates the rising or falling degree of the video signal value of the video signal component on the inspection line using the differential value with respect to the video signal component on the inspection line.
상기 제1 시세포 층은 ILM(Inner Limiting Membrane) 층,
상기 제2 시세포 층은 IS(Inner Segment) 층,
상기 제3 시세포 층은 RPE(Retinal Pigment Epithelium) 층인 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.The method according to any one of claims 9 to 12,
The first photocell layer may include an ILM (Inner Limiting Membrane) layer,
The second photocell layer may include an inner segment (IS) layer,
Wherein the third photocell layer is an RPE (Retinal Pigment Epithelium) layer.
상기 안구 질환 정보는 안구 질환 종류에 관한 정보를 포함하고,
상기 시세포 층 정량화부는 상기 안구 질환 정보에 따라 선택된 적어도 하나 이상의 상기 시세포 층에 대하여,
상기 시세포 층 검출부에서 2차원 또는 3차원으로 검출한 상기 시세포 층에 있어서, 상기 시세포 층이 불연속적이거나 또는 미리 정해진 기준 이상의 신호 크기의 변화가 있는 영역을 오검출 영역으로 검출하고,
상기 시세포 층에서 상기 오검출 영역을 정정하여, 상기 시세포 층을 정량화하는 것을 특징으로 하는 시세포 층 검출 장치.9. The method of claim 8,
The eye disease information includes information on the types of eye diseases,
Wherein the cytologic layer quantification unit quantizes the at least one cytocentar layer selected according to the ocular disease information,
Wherein the photocell layer is discontinuous in the two-dimensional or three-dimensionally detected photocell layer in the photocell layer detecting section, or a region in which a change in the signal size is larger than a predetermined reference is detected as an erroneous detection region,
And corrects the erroneous detection region in the cytoskeleton layer to quantify the cytoskeleton layer.
상기 시세포 층 정량화부는 상기 시세포 층에서 상기 오검출 영역을 정정할 때,
다른 상기 시세포 층을 이용하여 상기 오검출 영역을 정정하거나,
또는 상기 시세포 층에서 상기 오검출 영역의 이웃 영역을 이용하여 상기 오검출 영역을 보간하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.15. The method of claim 14,
Wherein the cytological cell layer quantification unit corrects the erroneous detection region in the photocell layer,
Correcting the erroneous detection area using another photocell layer,
Or interpolates the erroneous detection region using the neighboring region of the erroneous detection region in the photoreceptor layer.
상기 안구 질환 종류가 황반원공(Macular Hole, MH)에 해당하는 경우, 상기 시세포 층 검출부에서 검출된 상기 시세포 층 중 ILM 층과 IS 층에 대하여, 상기 황반원공에 따른 병변 영역인 원공 영역에 해당하는 상기 ILM 층을 상기 IS 층으로 대체하고,
상기 안구 질환 종류가 당뇨성 황반부종(Diabetic macular Edema, DME) 또는 망막정맥분지폐쇄(Branch Retinal Vein Occlusion, BRVO) 또는 노인성 황반변성(Age-related Macular Degeneration, AMD) 중 어느 하나에 해당하는 경우, 상기 시세포 층 검출부에서 검출된 상기 IS 층 또는 상기 RPE 층에 대하여, 미리 정해진 기준 이상의 영상 신호 크기의 변화가 있는 불연속 구간을 검출하고, 상기 불연속 구간이 검출되면 보간법을 이용하여 상기 불연속 구간을 보간하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.16. The method of claim 15, wherein the cytosolic layer quantification unit comprises:
Wherein the ILM layer and the IS layer of the photoreceptor layer detected by the photoreceptor layer detection unit correspond to a circular region that is a lesion region according to the macular hole when the type of ocular disease corresponds to macular hole (MH) Replacing the ILM layer with the IS layer,
When the type of ocular disease is one of diabetic macular edema (DME) or branch retinal vein occlusion (BRVO) or age-related macular degeneration (AMD) A discontinuity section having a change in the video signal size that is greater than or equal to a predetermined reference is detected for the IS layer or the RPE layer detected by the cytosolic layer detection section and the discontinuity section is interpolated using the interpolation method when the discontinuity section is detected Wherein the cell layer is a cell.
상기 안구 질환 정보는 안구 질환 종류에 관한 정보를 포함하고,
상기 시세포 층 정량화부는 상기 안구 질환 정보에 따라 선택된 적어도 하나 이상의 상기 시세포 층에 대하여, 상기 시세포 층의 위치를 오검출하였는지 여부를 판단하고,
상기 판단 결과 오검출 한 경우, 상기 시세포 층의 위치를 정정하여, 상기 시세포 층을 정량화하는 것을 특징으로 하는 시세포 층 검출 장치.8. The method of claim 7,
The eye disease information includes information on the types of eye diseases,
Wherein the cytologic layer quantification unit determines whether or not the position of the cytosolic layer is erroneously detected with respect to at least one cytoskdial layer selected according to the eye disease information,
And corrects the position of the photoreceptor layer when the photoreceptor is erroneously detected as a result of the determination, thereby quantifying the photoreceptor layer.
상기 안구 질환 종류가 고도 근시(High Myopia, HM)에 해당하는 경우, 상기 시세포 층 중 ILM 층, IS 층, RPE 층 중 적어도 어느 하나가 상기 망막 단층촬영 영상을 벗어나는 구간을 보유하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 망막 단층촬영 영상을 벗어난 상기 시세포 층의 구간에서 시세포 층의 위치를 정정하고,
상기 안구 질환 종류가 망막 전 막(Epi-retinal Membrane, ERM)에 해당하는 경우, 상기 검사선 상 영상 신호 성분 중 내절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도를 산출하여, 상기 상승 정도가 큰 순서대로 2개의 후보 층을 검출하고, 상기 검출된 2개의 상기 후보 층 중에서 망막 황반 부위에 더 가까운 상기 후보 층을 ILM 층으로 정정하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치18. The method of claim 17, wherein the cytosolic layer quantification unit comprises:
If the type of ocular disease corresponds to high myopia (HM), it is determined whether at least one of the ILM layer, the IS layer, and the RPE layer of the photoreceptor layer has a section deviating from the retinal tomography image Correcting the location of the photoreceptor layer in the section of the photoreceptor layer outside the retinal tomography image according to the determination result,
Wherein when the type of ocular disease corresponds to an epi-retinal membrane (ERM), a degree of rise of an image signal value at an end portion of the image signal component of the inspection line is calculated, , And corrects the candidate layer closer to the retinal macular region in the two detected candidate layers to the ILM layer. ≪ RTI ID = 0.0 >
망막 내 황반 부위를 포함하는 시세포 층의 층상 구조를 나타내는 안구 단층촬영(Tomography) 영상을 입력받는 영상 입력부;
상기 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층의 층상 구조에 수직한 방향으로 검사선을 설정하고, 상기 검사선 선상의 영상 신호 크기의 변화를 나타내는 검사선 상 영상 신호 성분을 획득하고, 상기 획득한 검사선 상 영상 신호 성분을 분석하여 미리 정해진 적어도 하나 이상의 상기 시세포 층을 검출하는 시세포 층 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시세포 층 검출 장치.In an apparatus for detecting a photoreceptor layer in an ocular image,
An image input unit receiving an ocular tomography image showing a layered structure of a photoreceptor layer including a macula of the retina;
The inspection line is set in a direction perpendicular to the layered structure of the photoreceptor layer in the ocular tomography image, an inspection line image signal component indicating a change in the image signal size on the inspection line is obtained, And a photocell layer detector for analyzing a phase image signal component and detecting at least one of the predetermined photocell layers determined in advance.
상기 안구 단층촬영 영상의 신호 크기를 정규화하고 노이즈 제거 필터링을 하고 영상 선명화 신호 처리를 수행하여, 상기 안구 단층촬영 영상을 전처리하는 영상 전처리부를 더 포함하고,
상기 시세포 층 검출부는 상기 전처리한 안구 단층촬영 영상에서 상기 시세포 층을 검출하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.20. The method of claim 19,
Further comprising an image preprocessing unit for normalizing the signal size of the ocularly tomographic image, performing noise elimination filtering, and performing image sharpening signal processing to pre-process the ocular tomographic image,
Wherein the cytosolic layer detecting unit detects the photocell layer in the pre-processed ocular tomographic image.
상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 내절 부분(Inner Segment)과 외절 부분(Outer Segment)으로 구분하고, 상기 검사선 상 영상 신호 성분의 영상 신호값의 상승 또는 하강 정도를 기준으로, 상기 내절 부분에서 제1 시세포 층을 검출하거나, 또는 상기 외절 부분에서 제2 시세포 층, 제3 시세포 층 중 적어도 하나 이상을 검출하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.20. The method of claim 19,
Wherein the visual-field-layer detecting unit divides the image signal component on the inspection line into an inner segment and an outer segment, and based on the rising or falling degree of the image signal value of the image signal component on the inspection line, Wherein at least one of the second photocell layer and the third photocell layer is detected at the portion where the first photocell is detected at the end portion or at the portion where the second photocell is detected.
상기 시세포 층 검출부는 상기 검사선 상 영상 신호 성분에서 2개의 국부 최대값과 상기 2개의 국부 최대값 사이에 위치하는 1개의 국부 최소값을 검출하고, 상기 국부 최소값을 기준으로 상기 검사선 상 영상 신호 성분을 상기 내절 부분과 상기 외절 부분으로 구분하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.22. The method of claim 21,
Wherein the photodetector layer detection unit detects one local minimum value located between two local maximum values and the two local maximum values in the image signal component on the inspection line, Is divided into the above-mentioned knife-cutting part and the above-mentioned part of the outer circumference.
상기 제1 시세포 층은 ILM(Inner Limiting Membrane) 층,
상기 제2 시세포 층은 IS(Inner Segment) 층,
상기 제3 시세포 층은 RPE(Retinal Pigment Epithelium) 층이고,
상기 시세포 층 검출부는, 상기 검사선 상 영상 신호 성분에 대하여,
상기 내절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제1 시세포 층을,
상기 외절 부분에서 영상 신호값의 상승 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제2 시세포 층을,
상기 외절 부분에서 영상 신호값의 하강 정도가 최대인 지점을 기준으로 상기 제3 시세포 층을, 각 검출하는 것을 특징으로 하는, 시세포 층 검출 장치.22. The method of claim 21,
The first photocell layer may include an ILM (Inner Limiting Membrane) layer,
The second photocell layer may include an inner segment (IS) layer,
The third photocell layer is an RPE (Retinal Pigment Epithelium) layer,
The visual-field-layer detecting unit may detect the visual-
Wherein the first photocell layer is formed on the basis of a point where the degree of increase of the image signal value is maximum in the inner fold portion,
The second photocell layer is formed on the basis of a point where the degree of rise of the image signal value is maximum in the non-
And the third photocell layer is detected based on a point at which the degree of descent of the image signal value is maximum at the outer edge portion.
안구 단층촬영(Tomography) 영상을 입력받는 영상 입력 단계;
상기 안구 단층촬영 영상에서 미리 정해진 적어도 하나 이상의 시세포 층을 검출하는 시세포 층 검출 단계; 및
안구 질환 정보를 입력받고 상기 입력받은 안구 질환 정보에 따라 상기 검출된 시세포 층에서 오검출된 영역을 정정하여 상기 시세포 층을 정량화하는 시세포 층 정량화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시세포 층 검출 방법.A method for detecting a photoreceptor layer in an ocular image,
An image input step of receiving an ophthalmologic tomography image;
A photocell layer detecting step of detecting at least one predetermined photocell layer determined in the ocular tomographic image; And
And a cytocentric layer quantifying step of inputting the ocular disease information and correcting the erroneously detected region in the detected ocular cell layer according to the input ocular disease information to quantify the ocular cell layer.
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US20080309881A1 (en) | 2007-06-15 | 2008-12-18 | University Of Southern California | Pattern analysis of retinal maps for the diagnosis of optic nerve diseases by optical coherence tomography |
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