WO2019112162A1 - 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치 및 방법 - Google Patents

광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치 및 방법 Download PDF

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WO2019112162A1
WO2019112162A1 PCT/KR2018/011881 KR2018011881W WO2019112162A1 WO 2019112162 A1 WO2019112162 A1 WO 2019112162A1 KR 2018011881 W KR2018011881 W KR 2018011881W WO 2019112162 A1 WO2019112162 A1 WO 2019112162A1
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WO
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blood vessel
vessel image
image information
omag
cmoct
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PCT/KR2018/011881
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엄주범
박안진
엄종현
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한국광기술원
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    • A61B5/0062—Arrangements for scanning
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    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30101—Blood vessel; Artery; Vein; Vascular

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method of a hemoglobin imaging using an optical tomographic imaging system, and more particularly to a hemoglobin imaging method using a tomographic imaging system, To a minimum.
  • Angiography is a medical imaging technique that acquires blood vessels information.
  • FA fluorescein angiography
  • ICGA indocyanine green angiography
  • the blood and image techniques described above can cause an allergic reaction because the contrast agent must be injected through the blood vessel, and since the information is a two-dimensional image, the depth information of the blood vessel is not known.
  • the blood vessel imaging method using the optical tomographic imaging system acquires a plurality of tomographic images (Fig. 1 (b)) at the same position (Fig. 1 (a) Information (Fig. 1 (c)) is extracted.
  • the extracted blood vessel image information is performed for the entire scan range (Fig. 1 (d))
  • the three-dimensional blood vessel image information can also be extracted.
  • the two-dimensional tomographic image includes intensity information and phase information since it is calculated through an FFT (fast Fourier transform).
  • FFT fast Fourier transform
  • the existing blood vessel imaging method can be roughly divided into a method using phase information and a method using intensity information, and a blood vessel imaging method using phase information is a separate additional apparatus capable of accurately obtaining only stable phase information by removing only noise components a phase-stable system is required.
  • the blood imaging method using the intensity information has an advantage that the blood vessel imaging technique can be applied without any modification of the system.
  • the intravascular imaging method using the intensity of the light is based on optical microangiography (abbreviated as OMAG), speckle variance optical coherence tomography (abbreviated as svOCT hereinafter), and correlation mapping optical coherence tomography (hereinafter abbreviated as " cmOCT ").
  • OMAG and svOCT extract the blood vessel information by calculating the difference or variance of pixel values in pixel units
  • cmOCT calculates NCC (normalized cross-correlation) to extract blood vessel information.
  • OMAG and svOCT have a problem in that blood vessel image extraction error occurs in a region where the intensity value is higher than a predetermined threshold (Hyper-reflection region), and cmOCT is a region in which the intensity value is lower than a predetermined threshold An error in extracting the blood vessel image information occurs.
  • the present invention has been made in order to solve all the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a blood vessel image information extracting apparatus based on optical microangiography (OMAG), blood vessel image information extracted based on a correlation mapping optical coherence tomography And an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for imaging a vein using an optical tomographic imaging system which can fundamentally reduce an error in extraction of a blood vessel image by processing a blood vessel image of the blood vessel image region according to a result of comparison of predetermined thresholds.
  • OMAG optical microangiography
  • an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for imaging a vein using an optical tomographic imaging system which can fundamentally reduce an error in extraction of a blood vessel image by processing a blood vessel image of the blood vessel image region according to a result of comparison of predetermined thresholds.
  • a blood vessel imaging apparatus using an optical tomographic imaging system using an optical tomographic imaging system
  • An OMAG execution unit for acquiring blood vessel image information (I OMAG (x, y)) using optical microangiography (OAMG); a cmOCT execution unit for obtaining blood vessel image information I cm (x, y) using correlation mapping optical coherence tomography (CMOCT); And the blood vessel image information (I OMAG (x, y) ) and the blood vessel image information (I cm (x, y) ) for each intensity value and the group given threshold comparison result the blood vessel image information (I OMAG (x, depending on the y in ) And the blood vessel image information I cm (x, y) to obtain a final blood vessel image.
  • OAMG optical microangiography
  • CMOCT correlation mapping optical coherence tomography
  • the final vascular image processing unit includes:
  • An intensity value receiving module for receiving intensity values of the blood vessel image information (I OMAG (x, y)) and the blood vessel image information (I cm (x, y));
  • a comparison module for comparing each intensity value of the blood vessel image information I OMAG (x, y) and the blood vessel image information I cm (x, y) with a predetermined threshold value; And blood vessel image information (I OMAG (x, y) ) and the blood vessel image information (I cm (x, y) ) the blood vessel image information (I OMAG (x, y) ) according to the comparison result of the intensity value and the threshold of the by processing any of the blood vessel image information (I cm (x, y) ) O blood vessel image information in the detection zone (I OMAG (x, y) ) and the blood vessel image information (I cm (x, y) ) as an optional final And a final image processing module to derive a blood vessel image.
  • the final image processing module is configured to process the blood vessel image information (I OMAG (x, y)) of the OMAG executing unit in the region where the blood vessel image information (I cm (x, y)) of the cmOCT executing unit is equal to or larger than the threshold value
  • the final vascular image processing module may be configured to process the vascular image information I OMAG (x (y, y)) of the OMAG executing unit in an area where the blood vessel image information I cm (x, y) of the cmOCT executing unit is less than the threshold value T m , y), respectively.
  • the blood vessel image method using the optical tomographic imaging system the blood vessel image information execution unit OAMG (I- OAMG (x, y )) and intensity values cmOCT running portion of the blood vessel image information (I cm ( x, y), respectively; Comparing the intensity value of each received blood vessel image information (I- OAMG (x, y)) with the intensity value of the blood vessel image information (I cm (x, y)) and a predetermined threshold value Tm; And the intensity value of the blood vessel image information (I cm (x, y)), the intensity value of the blood vessel image information (I- OAMG (x, y) characterized in that it comprises, and the final blood vessel image processing step, the cmOCT execution portion blood vessel image information (I cm (x, y)) is the threshold value (Tm) blood vessel image executed portion OMAG above area information ( I OMAG (x, y)) a may be provided so as to emphasize the final blood vessel image processing step is the cmOCT execution portion
  • the intensity value of the blood vessel image information (I- OAMG (x, y)) of the OAMG execution unit the intensity value of the blood vessel image information (I cm (x, y) (I- OAMG (x, y)) of the OAMG execution unit and the blood vessel image information I cm (x, y) of the cmOCT execution unit in the erroneous detection area of the blood vessel image information
  • the error in extracting the blood vessel image can be minimized.
  • FIG. 1 is a view showing an example of a conventional blood vessel image.
  • FIG. 2 is a view showing an example of a malfunctioning blood vessel image.
  • FIG 3 is a view illustrating a configuration of a blood vessel imaging apparatus using an optical tomographic imaging system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of a final vascular image processor of a vascular imaging apparatus using an optical tomographic imaging system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 and FIG. 6 illustrate final blood vessel images of a blood vessel imaging apparatus using an optical tomographic imaging system according to an embodiment of the present invention.
  • part refers to a hardware component such as software, FPGA or ASIC, and" part " However, “part” is not meant to be limited to software or hardware. “Part” may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play back one or more processors.
  • part (s) refers to components such as software components, object oriented software components, class components and task components, and processes, Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables.
  • the functions provided in the components and “parts " may be combined into a smaller number of components and” parts " or further separated into additional components and “parts ".
  • FIG. 3 is a view showing a configuration of a blood vessel imaging apparatus using an optical tomographic imaging system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing a detailed configuration of the correction unit shown in FIG. 2
  • FIGS. 5 and 6 FIG. 2 is a view showing blood vessel image results of the respective parts shown in FIG. 3 to 6,
  • a blood vessel imaging apparatus using an optical tomographic imaging system according to an embodiment of the present invention includes an OMAG execution unit 10, a cmOCT execution unit 20, and a final blood vessel image processing unit 30 .
  • the OMAG execution unit 10 derives the vessel information based on optical microangiography and the vessel image information I OMAG (x, y) acquired based on the OMAG execution unit 10 is expressed by the following Equation 1 .
  • I OMAG (x, y) is blood vessel image information for the (x, y) coordinate value
  • N is the number of two-dimensional tomographic images used to acquire the blood vessel image.
  • the OMAG process of extracting the blood vessel image information by calculating a difference or a variance value of pixel values on a pixel-by-pixel basis using the received tomographic image may be performed by a person skilled in the art I can understand.
  • the cmOCT executing unit 20 calculates NCC (normalized cross-correlation) to extract blood vessel image information, and the blood vessel image information I cm (x, y) extracted based on the cmOCT executing unit 20 (2).
  • NCC normalized cross-correlation
  • NCC is expressed by the following Equation 3.
  • the blood vessel image information obtained in each of the OMAG executing section 10 and the cmOCT executing section 20 is transmitted to the final blood vessel image processing section 30.
  • the final vascular image processing section 30 processes the final vascular image based on intensity values of the vascular image information derived from the OMAG execution section 10 and the cmOCT execution section 20, respectively.
  • the final vascular image processing unit 30 may include an intensity value receiving module 110, a comparison module 120, and a final vascular image processing module 130, as shown in FIG.
  • the intensity value reception module 110 receives the blood vessel image information I OMAG (x, y) (I cm (x, y)) derived from each OMAG execution unit 10 and the cmOCT execution unit 20 And the received blood vessel image information is transmitted to the comparison module 120.
  • the comparison module 120 compares each intensity value of the received blood vessel image information IOMAG (x, y) (Icm (x, y)) with a predetermined threshold value Tm. For example, when the intensity of the intensity of the OMAG executing unit 10 exceeds the predetermined threshold value Tm (the bright region of the pixel) and the intensity value of the cmOCT executing unit 20 is higher than the threshold value Tm ) In the lower region (dark region of the pixel).
  • the final vascular image processing module 130 compares the intensity value of the blood vessel information I OMAG (x, y) (I cm (x, y)) with the threshold value T m comparison OMAG the execution unit 10 and the execution unit cmOCT the blood vessel image information derived based on (20) (OMAG I (x, y)) (cm I (x, y)) is processed in accordance with.
  • the threshold value Tm is determined based on the user according to the erroneous detection area of each of the OMAG execution unit 10 and the cmOCT execution unit 20.
  • the derived final vascular image information (I cmOMAG (x, y)) satisfies the following expression (4).
  • the final blood vessel image processing module 130 sets the blood vessel image information I OMAG (x, y)) to emphasize, cmOCT blood vessel of the blood vessel information deriving section 20, the blood vessel image information (I cm (x, y in)) is less than the threshold value (Tm), OMAG blood vessel information deriving section (10) The image information I OMAG (x, y) is suppressed.
  • the blood vessel information (I OMAG (x) of the OMAG blood vessel information derivation unit 10 , y)) is emphasized, it can be confirmed that the final blood vessel image is improved as shown in (c). That is, when the blood vessel image information I cm (x, y) increases, the blood vessel image information I OMAG (x, y) is low, so that the blood vessels are classified on a pixel basis in the false detection region.
  • a blood vessel image method using an optical tomographic imaging system is characterized in that the intensity value of blood vessel image information (I- OAMG (x, y)) of the OAMG execution unit and the intensity value of blood vessel image information (I cm , y)), respectively; Comparing the intensity value of each received blood vessel image information (I- OAMG (x, y)) with the intensity value of the blood vessel image information (I cm (x, y)) and a predetermined threshold value Tm; And the intensity value of the blood vessel image information (I cm (x, y)), the intensity value of the blood vessel image information (I- OAMG (x, y) characterized in that it comprises, and the final blood vessel image processing step, the cmOCT execution portion blood vessel image information (I cm (x, y)) is the threshold value (Tm) blood vessel image executed portion OMAG above area information ( I OMAG (x, y)) a may be provided so as to emphasize the final blood vessel image processing step is the
  • One of the blood vessel image information (I- OAMG (x, y)) of the OAMG execution unit and the blood vessel image information (I cm (x, y) of the cmOCT execution unit) is selectively emphasized in the false detection area of the image information, As a result, it is possible to improve the accuracy and reliability of operation of the vessel imaging apparatus and method using the optical tomographic imaging system, which can reduce the error in extraction of blood vessel image to a minimum, It is an industrial invention that is commercially available because it is not only possible to market or operate the system, but can be practically and practically carried out.

Abstract

본 기술은 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미지 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 구체적인 예에 따르면, OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값과 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값, 및 기 정해진 임계치(Tm)을 기초하여 혈관 이미지 정보의 오검출 영역에서 OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y)) 및 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y)) 중 하나를 선택적으로 강조하여 최종 혈관 이미지를 가공함에 따라, 혈관 이미지 추출 오류를 최소로 줄일 수 있다.

Description

광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치 및 방법
본 발명은 광단층영상 시스템을 이용한 혈광 이미징 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 cmOCT 및 OMAG을 이용하여 획득된 혈관 이미지 정보의 강도값을 이용하여 최종 혈관 이미지를 가공함에 있어 혈관 이미지 추출 오류를 최소화할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
혈관 촬영술(angiography)은 혈관(blood vessels) 정보를 획득하는 의료 이미징 기법이다. 현재 임상에서는 FA(fluorescein angiography)와 ICGA(indocyanine green angiography)가 혈관을 이미징하는 표준 기법으로 사용되고 있다. 그러나, 전술한 혈과 이미지 기법들은 혈관을 통해 조영제를 주입해야 하기 때문에 알레르기 반응을 유발할 수 있으며, 제공하고 정보가 2차원 영상이기 때문에 혈관의 깊이 정보를 알지 못한다.
이에 최근 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 방법들이 다양하게 연구/개발되고 있으며, 조영제 주입없이 혈관에 대한 3차원 구조적 정보를 이미징할 수 있는 장점을 가지고 있다.
예를 들어, 혈관은 혈액의 움직임이 있기 때문에 같은 위치에서 여러 장의 단층 이미지를 획득할 경우 static tissue와 비교하여 픽셀값의 변화가 발생 한다. 이에 따라 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 방법은 같은 위치(도 1(a))에서 여러 장의 단층 이미지(도 1(b))를 획득하고 획득된 단층 이미지의 셀단위로 변화량을 분석하여 혈관 이미지 정보(도 1(c))를 추출한다. 추출된 혈관 이미지 정보를 전체 스캔 범위(도 1(d))에 대해 수행하면 3차원 혈관 이미지 정보 (도 1(d))도 추출할 수 있다.
여기서, 2차원 단층 이미지는 FFT(fast Fourier transform)을 통해 계산되기 때문에 강도(Intensity) 정보와 위상(Phase) 정보를 포함한다.
이에 기존 혈관 이미징 방법은 크게 위상 정보를 이용하는 방법과 강도 정보를 이용하는 방법으로 나눌 수 있으며, 위상 정보를 이용하는 혈관 이미징 방법은 정확하게 노이즈 성분만이 제거되어 안정된 위상 정보를 획득할 수 있는 별도의 추가 장비(phase-stable system)가 필요하다. 반면 강도 정보를 이용한 혈과 이미징 방법은 별도의 시스템 수정 없이 혈관 이미징 기법을 적용할 수 있는 장점이 있다.
이에 강도를 이용한 혈관 이미징 방법은 광학 미세 혈관 조영술(optical microangiography: 이하 OMAG로 약칭함), 분산 광결맞음 단층영상(speckle variance Optical coherence tomography: 이하 svOCT로 약칭함), 및 상관 관계 매핑 광결맞음 단층영상(correlation mapping Optical coherence tomography: 이하 cmOCT로 약칭함)이다. 여기서, OMAG과 svOCT는 픽셀 단위로 픽셀값의 차이 또는 분산값을 계산하여 혈관 정보를 추출하며, cmOCT는 NCC(normalized cross-correlation)를 계산하여 혈관 정보를 추출한다.
이에 따라 OMAG과 svOCT는 도 2에 도시된 바와 같이, 강도값이 기 정해진 임계치 이상의 높은(Hyper-reflection) 영역에서 혈관 이미지 추출 오류가 발생하고, cmOCT는 강도값이 기 정해진 임계치 미만의 낮은 영역에서 혈관 이미지 정보 추출 오류가 발생한다.
본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 OMAG(optical microangiography)에 의거 추출된 혈관 이미지 정보와 cmOCT(correlation mapping Optical coherence tomography)에 의거 추출된 혈관 이미지 정보 및 기 정해진 임계치의 비교 결과에 따라 해당 혈관 이미지 영역의 혈관 이미지를 가공함에 따라, 혈관 이미지 추출 오류를 근본적으로 줄일 수 있는 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 의해 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치는,
OAMG(optical microangiography)를 이용하여 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 획득하는 OMAG 실행부; cmOCT(correlation mapping Optical coherence tomography)를 이용하여 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))를 획득하는 cmOCT 실행부; 및 상기 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 각 강도값과 기 정해진 임계치의 비교 결과에 따라 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y)) 중 하나를 선택 가공하여 최종 혈관 이미지를 도출하는 최종 혈관 이미지 가공부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 최종 혈관 이미지 가공부는,
상기 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 각 강도값을 수신하는 강도값 수신모듈; 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 각 강도값과 기 정해진 임계치의 비교하는 비교 모듈; 및 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값과 상기 임계치의 비교 결과에 따라 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y)) 오검출 영역에서의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y)) 중 하나를 선택적으로 가공하여 최종 혈관 이미지를 도출하는 최종 이미지 가공 모듈을 포함할 수 있다.
바람직하게 상기 최종 이미지 가공 모듈은, 상기 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 상기 임계치(Tm) 이상 영역에서 OMAG 실행부의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 강조하도록 구비될 수 있고, 상기 최종 혈관 이미지 가공 모듈은 상기 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 임계치(Tm) 미만인 영역에서 상기 OMAG 실행부의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 억제하도록 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 태양에 의해, 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미지 방법은, OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값과 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값을 각각 수신하는 단계; 수신된 각 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값 및 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값과 기 정해진 임계치(Tm)과 비교하는 단계; 및 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값 및 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값과 기 정해진 임계치(Tm)과 비교 결과에 따라 최종 혈관 이미지를 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 최종 혈관 이미지 가공 단계는, 상기 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 상기 임계치(Tm) 이상 영역에서 OMAG 실행부의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 강조하도록 구비될 수 있고, 상기 최종 혈관 이미지 가공 단계는 상기 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 임계치(Tm) 미만인 영역에서 상기 OMAG 실행부의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 억제하도록 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면 OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값과 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값, 및 기 정해진 임계치(Tm)을 기초하여 혈관 이미지 정보의 오검출 영역에서 OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y)) 및 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y)) 중 하나를 선택적으로 강조하여 최종 혈관 이미지를 가공함에 따라, 혈관 이미지 추출 오류를 최소로 줄일 수 있는 효과를 얻는다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 혈관 이미지를 보인 예시도들이다.
도 2는 종래의 혈관 이미지 중 오검출된 상태를 보인 예시도들이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징장치의 구성을 보인 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치의 최종 혈관 이미지 가공부의 세부적인 구성을 보인 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치의 최종 혈관 이미지를 보인 예시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치의 구성을 보인 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 보정부의 세부적인 구성을 보인 도면이며, 도 5 및 도 6은 도 2에 도시된 각 부의 혈관 이미지 결과를 보인 예시도들이다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미지 장치는 OMAG 실행부(10), cmOCT 실행부(20), 및 최종 혈관 이미지 가공부(30)를 포함할 수 있다.
OMAG 실행부(10)는 광학 미세 혈관 조영술(optical microangiography)에 의거 혈관 정보를 도출하며, OMAG 실행부(10)에 의거 획득된 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))는 다음 식 1로 나타낸다.
[식 1]
Figure PCTKR2018011881-appb-I000001
여기서, IOMAG(x, y) 는 (x, y) 좌표값에 대한 혈관 이미지 정보이고, N은 혈관 이미지를 획득하기 위해 사용된 2차원 단층 이미지의 수이다. 수신된 단층 이미지를 이용하여 픽셀단위로 픽셀값의 차이 또는 분산값을 계산하여 혈관 이미지 정보를 추출하는 OMAG 수행하는 일련의 과정은 본 발명의 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
한편, cmOCT 실행부(20)는 NCC(normalized cross-correlation)를 계산하여 혈관 이미지 정보를 추출하며, 이에 cmOCT 실행부(20)에 의거 추출되는 혈관 이미지 정보(Icm(x,y))는 다음 식 2로 나타낸다.
[식 2]
Figure PCTKR2018011881-appb-I000002
여기서, NCC 는 다음 식 3으로 나타낸다.
[식 3]
Figure PCTKR2018011881-appb-I000003
Figure PCTKR2018011881-appb-I000004
는 (M, N) 크기 블록 내의 픽셀 평균값을 나타낸다.
이러한 OMAG 실행부(10)및 cmOCT 실행부(20) 각각에서 획득된 혈관 이미지 정보는 최종 혈관 이미지 가공부(30)로 전달된다.
최종 혈관 이미지 가공부(30)는 각각의 OMAG 실행부(10)및 cmOCT 실행부(20)에서 도출된 혈관 이미지 정보의 강도값(Intensity)를 토대로 최종 혈관 이미지를 가공한다. 이에 최종 혈관 이미지 가공부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 강도값 수신모듈(110), 비교 모듈(120), 최종 혈관 이미지 가공모듈(130)을 포함할 수 있다.
여기서 강도값 수신 모듈(110)은 각 OMAG 실행부(10)및 cmOCT 실행부(20)에 의거 도출된 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))(Icm(x, y))를 수신하고 수신된 혈관 이미지 정보는 비교 모듈(120)로 전달된다.
비교 모듈(120)은 수신된 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))(Icm(x, y))의 각각의강도값을 기 정해진 임계치(Tm)와 비교한다. 예를 들어, OMAG 실행부(10)의 강도값이 기 정해진 임계치(Tm)을 초과하는 영역(픽셀이 밝은 영역)에서 혈관 정도가 높게 나타내고 cmOCT 실행부(20)의 강도값이 상기 임계치(Tm) 보다 낮은 영역(픽셀이 어두운 영역)에서 혈관 정도가 높게 나타낸다.
다음 비교 모듈(120)의 비교 결과에 따라 최종 혈관 이미지 가공모듈(130)은 혈관 정보(IOMAG(x, y))(Icm(x, y))의 강도값과 임계치(Tm)과의 비교 결과에 따라 OMAG 실행부(10)및 cmOCT 실행부(20)에 의거 도출된 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))(Icm(x, y))를 가공한다. 상기 임계치(Tm)은 OMAG 실행부(10)및 cmOCT 실행부(20) 각각의 오검출 영역에 따라 사용자에 의거 결정된다.
여기서, 도출된 최종 혈관 이미지 정보(IcmOMAG(x, y))는 다음 식 4를 만족한다.
[식 4]
Figure PCTKR2018011881-appb-I000005
즉, 최종 혈관 이미지 가공 모듈(130)은 cmOCT 실행부(20)의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 상기 임계치(Tm) 이상이면 OMAG 실행부(10)의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 강조하고, cmOCT 혈관 정보 도출부(20)의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 임계치(Tm) 미만이면, OMAG 혈관 정보 도출부(10)의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 억제한다.
이에 따라, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 강도값이 높은 OMAG 실행부(10)의 혈관 이미지의 오검출 영역에서 cmOCT 실행부(20)의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))이 강조됨에 따라 최종 혈관 이미지는 (c)에 도시된 바와 같이 개선되었음을 확인할 수 있다.
또한, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 강도값이 낮은 cmOCT 혈관 정보 도출부(20)의 혈관 이미지의 오검출 영역에서 OMAG 혈관 정보 도출부(10)의 혈관 정보(IOMAG(x, y))이 강조됨에 따라 최종 혈관 이미지는 (c)에 도시된 바와 같이 개선되었음을 확인할 수 있다. 즉, 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 높아지면, 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))는 낮기 때문에 오검출 영역에서 혈관은 픽셀 단위로 분류된다.
이에 따라, OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값과 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값, 및 기 정해진 임계치(Tm)을 기초하여 혈관 이미지 정보의 오검출 영역에서 OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y)) 및 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y)) 중 하나를 선택적으로 강조하여 최종 혈관 이미지를 가공함에 따라, 혈관 이미지 추출 오류를 최소로 줄일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 의해 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미지 방법은, OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값과 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값을 각각 수신하는 단계; 수신된 각 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값 및 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값과 기 정해진 임계치(Tm)과 비교하는 단계; 및 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값 및 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값과 기 정해진 임계치(Tm)과 비교 결과에 따라 최종 혈관 이미지를 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 최종 혈관 이미지 가공 단계는, 상기 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 상기 임계치(Tm) 이상 영역에서 OMAG 실행부의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 강조하도록 구비될 수 있고, 상기 최종 혈관 이미지 가공 단계는 상기 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 임계치(Tm) 미만인 영역에서 상기 OMAG 실행부의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 억제하도록 구비될 수 있다. 상기의 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미지 방법의 각 단계는 전술한 OMAG 실행부(10), cmOCT 실행부(20), 및 최종 혈관 이미지 가공부(30)에서 수행되는 기능으로 자세한 원용은 생략한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값과 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값, 및 기 정해진 임계치(Tm)을 기초하여 혈관 이미지 정보의 오검출 영역에서 OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y)) 및 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y)) 중 하나를 선택적으로 강조하여 최종 혈관 이미지를 가공함에 따라, 혈관 이미지 추출 오류를 최소로 줄일 수 있는 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치 및 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 의료 진단 시스템의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

Claims (7)

  1. OAMG(optical microangiography)를 이용하여 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 획득하는 OMAG 실행부;
    cmOCT(correlation mapping Optical coherence tomography)를 이용하여 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))를 획득하는 cmOCT 실행부; 및
    상기 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 각 강도값과 기 정해진 임계치의 비교 결과에 따라 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y)) 중 하나를 선택적으로 가공하여 최종 혈관 이미지를 도출하는 최종 혈관 이미지 가공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최종 혈관 이미지 가공부는,
    상기 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 각 강도값을 수신하는 강도값 수신모듈;
    상기 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 각 강도값과 기 정해진 임계치의 비교하는 비교 모듈; 및
    상기 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값과 상기 임계치의 비교 결과에 따라 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y)) 오검출 영역에서의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))와 혈관 이미지 정보(Icm(x, y)) 중 하나를 선택적으로 가공하여 최종 혈관 이미지를 도출하는 최종 혈관 이미지 가공 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 최종 혈관 이미지 가공 모듈은,
    상기 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 상기 임계치(Tm) 이상 영역에서 OMAG 실행부의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 강조하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 최종 혈관 이미지 가공 모듈은
    상기 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 임계치(Tm) 미만인 영역에서 상기 OMAG 실행부의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 억제하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 장치.
  5. OAMG 실행부의 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값과 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값을 각각 수신하는 단계;
    수신된 각 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값 및 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값과 기 정해진 임계치(Tm)과 비교하는 단계; 및
    상기 혈관 이미지 정보(I-OAMG(x, y))의 강도값 및 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))의 강도값과 기 정해진 임계치(Tm)과 비교 결과에 따라 최종 혈관 이미지를 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 최종 혈관 이미지 가공 단계는,
    상기 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 상기 임계치(Tm) 이상 영역에서 OMAG 실행부의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 강조하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 최종 혈관 이미지 가공 단계는
    상기 cmOCT 실행부의 혈관 이미지 정보(Icm(x, y))가 임계치(Tm) 미만인 영역에서 상기 OMAG 실행부의 혈관 이미지 정보(IOMAG(x, y))를 억제하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 광단층영상 시스템을 이용한 혈관 이미징 방법.
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