KR100744555B1 - 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법및 장치 - Google Patents

이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법은 (a) 흉부의 이중에너지감산촬영 영상을 획득하는 단계; (b) 상기 획득한 이중에너지감산촬영 영상에서 폐 결절 영역을 포함하는 관심 영역을 설정하는 단계; (c) 피팅 함수를 이용하여 상기 관심 영역 내의 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하는 단계; 및 (d) 상기 폐 결절 영역에서 상기 내삽 결과를 차감함으로써 상기 폐 결절의 부피를 측정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면 이중에너지감산촬영 영상을 이용하여 폐 결절 부피를 측정하고자 할 때 이중에너지감산촬영 영상의 특성에 의하여 폐 결절 영역에서 폐 결절의 두께 정보를 얻고 폐 결절 영역의 경계선 오차를 피팅 함수를 이용하여 보정함으로써 폐 결절 부피를 정확하게 측정할 수 있다.
이중에너지감산촬영 영상, 폐 결절, 부피, 그레이레벨 트렌드

Description

이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법 및 장치{Method and system for measuring pulmonary nodule volume using dual-energy subtraction image}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 도 1의 이중에너지감산촬영 영상 획득 과정의 바람직한 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 3a는 도 2의 흉부 엑스선 영상 획득 과정에서 획득한 고에너지 흉부 엑스선 영상의 일 예를 도시한 것이다.
도 3b는 도 2의 흉부 엑스선 영상 획득 과정에서 획득한 저에너지 흉부 엑스선 영상의 일 예를 도시한 것이다.
도 4a는 도 2의 엑스선 흡수 효과 제거 과정에서 획득한 뼈 조직의 엑스선 흡수 효과를 제거한 영상의 일 예를 도시한 것이다.
도 4b는 도 2의 엑스선 흡수 효과 제거 과정에서 획득한 연부 조직의 엑스선 흡수 효과를 제거한 영상의 일 예를 도시한 것이다.
도 5는 도 1의 폐 결절 영역 내삽 과정의 바람직한 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 6은 도 4a의 정사각형 부분인 폐 결절 영역을 포함하는 관심 영역을 확대한 영상이다.
도 7은 도 6의 관심 영역에서 한 횡단선상의 그레이레벨의 프로파일의 일 예를 도시한 것이다.
도 8은 도 7의 관심 영역의 한 횡단선상에서 폐 결절 경계점 오차를 보정하는 과정의 일 예를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 장치를 도시하는 블록도이다.
본 발명은 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.
폐암은 세계에서 가장 빈도가 높은 암이고 연간 130만 명 이상을 사망케 하는 치명적인 질병이다. 우리나라에서 폐암에 의한 사망자는 2002년 12000명을 넘어섰으며 폐암에 의한 사망률도 가장 높은 것으로 나타났다. 폐 결절은 흉부방사선 영상에서 흔히 발견되며 염증성 육아종, 양성 종양, 악성 종양(폐암) 등의 임상적 형태를 갖는다. 따라서 폐 결절의 단순 발견뿐만 아니라 폐 결절의 양성/악성 여부를 판별하는 것이 폐암 조기 진단 및 신속한 치료에 매우 중요하다. 그러나 폐 결절의 양성/악성을 판별하는 것은 숙련된 전문가에게도 어려운 일이며, 전산화 단층촬영(CT: computed tomography) 영상을 이용할 경우에도 판별 정확도가 2/3정도이다. 따라서 폐 결절의 양성/악성 최종판별을 위하여 생검에 많이 의존하는 형편이다.
일반적으로 무기폐나 폐렴을 동반하지 않은 한 개의 둥글거나 타원형의 병변을 단일 폐 결절(solitary pulmonary nodule)이라 한다. 한편, 폐암의 70% 정도가 단일 폐 결절로 나타나는데, 엑스선 사진에서 발견되는 단일폐 결절 중 약 20% 정도가 폐암으로 최종 진단된다. 방사선학적으로 폐 결절의 양성/악성을 판별하는데 가장 중요한 것은 폐 결절의 부피가 2배가 되는데 필요한 배가시간이다. 일반적으로 악성 결절의 배가시간이 양성 결절의 배가시간보다 확연히 크다. 연구에 의하면 악성 결절의 배가시간은 약 200일 이내이고, 양성결절의 배가시간은 4년 이상으로 알려져 있다. 따라서 양성/악성의 정확한 판별을 위하여 1~2년 이상의 추적 검사가 필요하다. 그러나 장기간 추적검사로 인한 환자의 심리적 부담감이나 병세 악화 가능성을 피하기 위하여 몇 달 간의 추적검사를 통하여 배가시간을 정확히 예측하는 것이 매우 중요하다.
일반적으로 배가시간은 흉부 엑스선 영상이나 CT 영상에 나타난 폐 결절의 부피를 수동 또는 자동으로 측정하여 계산한다. 흉부 엑스선 영상을 이용하여 폐 결절 부피를 측정할 경우에는 2차원 상에 투영된 폐 결절의 면적을 측정하여 이로부터 3차원 부피를 유추하여 측정한다. 그러나 폐 결절의 형태가 구형이 아닐 경우에는 이 방법의 오차가 커지는 단점이 있다. 또한 흉부 엑스선 영상에서는 중첩된 늑골의 음영이 폐 결절을 가려 결절 검출의 민감도를 현저히 떨어진다. CT 영 상을 이용할 경우에는 상대적으로 폐 결절 부피 측정 정확도가 높으나, 아직까지 약 10 % 내외의 부피 측정 오차가 발생하고 있다. CT 영상을 이용할 경우 부피 측정 오차의 주요인은 결절의 경계선 추출이 완전하지 못한 때문인 것으로 알려져 있다.
상기의 흉부 엑스선 영상이나 CT 영상을 이용하여 폐 결절 부피를 측정하는 방식이 있음에도 불구하고, 이중에너지감산촬영 영상을 이용하여 폐 결절 부피를 측정하는 방법의 개발이 진행되고 있다. 이중에너지감산촬영은 에너지 대역이 다른 x-선으로 촬영한 두 엑스선 영상으로부터 뼈와 연부 조직의 엑스선 감쇠 특성 차이를 이용하여 뼈나 연부 조직만의 엑스선 흡수효과를 선택하여 제거하는 기술이다. 따라서 이중에너지감산촬영 영상을 활용할 경우 단순 엑스선 영상이 갖는 늑골 음영이 제거되어 폐 결절이 보다 명확히 보이고 부피 측정의 정확도도 보다 높아질 것으로 기대된다.
본 발명의 목적은 폐 결절의 부피를 정확하게 측정할 수 있는 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 폐 결절의 부피를 정확하게 측정할 수 있는 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 흉부의 이중에너지감산촬영 영상을 획득하는 단계; (b) 상기 획득한 이중에너지감산촬영 영상에서 폐 결절 영역을 포함하는 관심 영역을 설정하는 단계; (c) 피팅 함수를 이용하여 상기 관심 영역 내의 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하는 단계; 및 (d) 상기 폐 결절 영역에서 상기 내삽 결과를 차감함으로써 상기 폐 결절의 부피를 측정하는 단계를 포함하는 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 (a) 단계는 (a1) 고에너지 흉부 엑스선 영상 및 저에너지 흉부 엑스선 영상을 획득하는 단계; 및 (a2) 상기 획득한 영상들로부터 뼈 조직의 엑스선 흡수 효과를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 (c) 단계는 (c1) 상기 관심 영역 내에서 상기 폐 결절 영역의 경계를 찾는 단계; (c2) 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하기 위하여 피팅 함수를 선택하고 피팅하는 단계; 및 (c3) 상기 경계에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차에 따라 상기 경계를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 피팅 함수는 미분 가능한 다항식일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 (c2) 단계는 레벤버그-마르쿼트(Levenberg-Marquardt) 피팅 방법에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 (c3) 단계는 상기 경계의 한 점에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차가 미리 정한 값(GD1)보다 크면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 먼 방향으로 이동시키고, 상기 편차가 미 리 정한 다른 값(GD2)보다 작으면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 가까운 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 (d) 단계는 모든 픽셀에 있어서 상기 폐 결절 영역의 원래 그레이레벨 데이터에서 상기 내삽으로 결정된 그레이레벨 트렌드를 차감한 값을 모두 합하여 폐 결절 부피로 설정할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 흉부의 이중에너지감산촬영 영상을 획득하는 이중에너지감산촬영 영상 획득부; 상기 획득한 이중에너지감산촬영 영상에서 폐 결절 영역을 포함하는 관심 영역을 설정하는 관심 영역 설정부; 피팅 함수를 이용하여 상기 관심 영역 내의 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하는 폐 결절 영역 내삽부; 및 상기 폐 결절 영역에서 상기 내삽 결과를 차감함으로써 상기 폐 결절의 부피를 측정하는 내삽 결과 차감 및 폐 결절 부피 측정부를 포함하는 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 이중에너지감산촬영 영상 획득부는 고에너지 흉부 엑스선 영상 및 저에너지 흉부 엑스선 영상을 획득하는 단계; 및 상기 획득한 영상들로부터 뼈 조직의 엑스선 흡수 효과를 제거하는 단계를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 폐 결절 영역 내삽부는 상기 관심 영역 내에서 상기 폐 결절 영역의 경계를 찾는 단계; 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하기 위하여 피팅 함수를 선택하고 피팅 하는 단계; 및 상기 경계에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차에 따라 상기 경계를 보정하는 단계를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 피팅 함수는 미분 가능한 다항식일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 피팅 단계는 레벤버그-마르쿼트(Levenberg-Marquardt) 피팅 방법에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 경계 보정 단계는 상기 경계의 한 점에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차가 미리 정한 값(GD1)보다 크면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 먼 방향으로 이동시키고, 상기 편차가 미리 정한 다른 값(GD2)보다 작으면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 가까운 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 내삽 결과 차감 및 폐 결절 부피 측정부는 모든 픽셀에 있어서 상기 폐 결절 영역의 원래 그레이레벨 데이터에서 상기 내삽으로 결정된 그레이레벨 트렌드를 차감한 값을 모두 합하여 폐 결절 부피로 설정할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결 절 부피 측정 방법은 먼저 흉부의 이중에너지감산촬영 영상을 획득한다(11).
상기 이중에너지감산촬영 영상은 공지의 이중에너지감산촬영 장치를 이용하여 획득할 수 있다. 상기 이중에너지감산촬영 장치는 엑스선 조사 조건이 안정적이어서 동일 인체부위에 대하여 거의 일정한 감산촬영 영상을 제공하는 장점이 있다. 일반적으로, 상기 이중에너지감산촬영 장치는 에너지 대역이 다른 두 종류의 x-선을 순차적으로 조사하여 고에너지 및 저에너지 엑스선 영상을 얻고, 상기 획득한 두 영상으로부터 뼈와 연부 조직의 엑스선 감쇠 특성 차이를 이용하여 뼈나 연부 조직만의 엑스선 흡수효과를 선택하여 제거할 수 있다.
도 2는 도 1의 이중에너지감산촬영 영상 획득 과정의 바람직한 실시예를 도시하는 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 상기 이중에너지감산촬영 영상 획득 단계는 고에너지 흉부 엑스선 영상 및 저에너지 흉부 엑스선 영상을 획득하는 단계(21); 및 상기 획득한 영상들로부터 뼈 조직의 엑스선 흡수 효과를 제거하는 단계(22)를 포함한다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 흉부 엑스선 영상 획득 과정(21)에서 획득한 각각 고에너지 및 저에너지 흉부 엑스선 영상의 예들을 도시한 것이다.
상기 도 3a 및 도 3b의 영상을 획득하기 위해서, 상기 이중에너지감산촬영 장치의 고에너지 대역으로 110kVp의 관전압 및 120mA의 관전류를 사용하였고, 저에너지 대역으로 60kVp의 관전압 및 200mA의 관전류를 사용하였으며, 상기 각 대역에서 0.2초 동안 엑스선을 조사하고 대역간 조사 간격은 0.2초였다. 또한, 감산촬영영상의 공간해상도는 픽셀당 0.14mm 이고, 영상의 그레이레벨은 4096(12-비트) 레 벨이었다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 엑스선 흡수 효과 제거 과정(22)에서 획득한 각각 뼈 조직 및 연부 조직의 엑스선 흡수 효과를 제거한 영상의 예들을 도시한 것이다.
상기 도 4a 및 도 4b의 영상을 획득하기 위해서, 공지의 이중에너지감산(DEXA: dual-energy x-ray absorptiometry) 알고리듬을 활용하였다. 도 4a를 참조하면, 뼈 조직에 의한 엑스선 흡수효과를 제거한 영상은 늑골의 음영이 제거되어 폐 결절을 보다 명확하게 보여준다.
상기 이중에너지감산촬영으로 획득한 뼈 조직 제거 영상의 각 픽셀은 연부 조직에 의하여 흡수된 엑스선량에 관련된 그레이레벨로 이루어져 있다. 그런데 폐 조직 내부에 위치한 결절의 엑스선 감쇠 특성은 연부 조직과 비슷하고, 주위 폐 조직은 주로 공기가 들어있어 엑스선 감쇠가 거의 일어나지 않는다. 따라서 이중에너지감산촬영으로 획득한 뼈 조직 제거 영상에서 폐 결절 영역은 주변보다 그레이레벨이 밝게 되는데, 주변의 그레이레벨과 결절 영역의 그레이레벨 차이가 결절의 두께와 직결된다. 따라서 결절의 영역을 정확하게 분리하고, 주변의 그레이레벨과 결절 영역의 그레이레벨의 차이를 측정하면 결절의 부피 지수를 계산할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법은 다음으로 상기 획득한 이중에너지감산촬영 영상에서 폐 결절 영역을 포함하는 관심 영역을 설정한다(12).
상기 관심 영역의 설정은 뼈 조직의 엑스선 흡수 효과가 제거된 이중에너지감산촬영 영상을 이용하여 수행되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 관심영역의 크 기는 폐 결절 영역을 완전히 포함하는 정도의 크기로 하며, 상기 폐 결절 영역 주변에 연부 조직 영역이 충분히 포함되도록 설정하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 관심 영역을 도 4a의 정사각형 영역으로 설정할 수 있고, 상기 관심 영역의 크기는 300x300 픽셀이었다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법은 다음으로 피팅 함수를 이용하여 상기 관심 영역 내의 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽한다(13).
일반적으로, 폐 결절은 일반 연부 조직과 비슷한 엑스선 흡수 특성을 갖고 있고, 폐는 공기가 주성분이어서 엑스선 흡수가 거의 일어나지 않는다. 따라서 이중에너지감산촬영의 뼈 제거 영상에서 폐 결절이 있는 부분은 주변보다 엑스선 흡수가 많아 그레이레벨 차이가 발생한다. 본 내삽 단계(13)는 상기 폐 결절 영역을 그 주변의 동일한 폐 조직으로 대체했다고 가정하는 경우 상기 이중에너지감산촬영 영상에서 상기 대체된 폐 조직의 그레이레벨의 양상을 구하는 과정이다.
도 5는 도 1의 폐 결절 영역 내삽 과정의 바람직한 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 상기 내삽 과정(13)은 먼저 상기 관심 영역 내에서 상기 폐 결절 영역의 경계를 찾는다(51). 바람직하게, 상기 폐 결절 영역의 경계를 찾기 위하여, 상기 관심 영역에 횡단선을 설정하고 그 횡단선의 좌우에서 각각 그레이레벨 프로파일의 기울기 변화 또는 거칠기가 가장 큰 곳을 상기 폐 결절 영역의 좌우 경계로 설정한다.
예컨대, 도 6은 도 4a의 정사각형 부분인 폐 결절 영역을 포함하는 관심 영역을 확대한 영상이다. 도 6을 참조하면, 상기 폐 결절 영역의 경계를 찾기 위하여, 관심 영역에 한 횡단선 l을 설정한다.
도 7은 도 6의 관심 영역에서 한 횡단선상의 그레이레벨의 프로파일의 일 예를 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 상기 한 횡단선 l에 해당하는 그레이레벨 프로파일이 개략적으로 도시되어 있고, 상기 설정된 폐 결절 영역의 좌우측 경계점이 각각 LEl 및 REl로 표시되어 있다. 편의상, 상기 관심 영역에 있어서 횡단선 l의 첫 픽셀의 좌표를 0으로 하였고, 마지막 픽셀의 좌표를 M으로 표시하였다.
다시 도 5를 참조하면, 상기 내삽 과정(13)은 다음으로 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하기 위하여 피팅 함수를 선택하고 피팅한다(52).
바람직하게, 상기 피팅 함수는 미분 가능한 다항식일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 피팅 함수로서 4차 이하의 다항식 P(x) = C0 + C1x + C2x2 + C3x3 + C4x4를 사용하였다. 상기 식에서, C0, C1, C2, C3, C4는 피팅 파라미터이다. 상기 내삽은 폐 결절 외부 구간(0~LEl 과 REl~M)의 그레이레벨 데이터를 폐 결절 영역(LEl~REl)으로 연장하는 과정인데, 상기 피팅 함수로 외부 구간의 데이터를 피팅하면 상기 피팅 결과에 의하여 폐 결절 영역의 그레이레벨 데이터가 결정된다.
상기 피팅 함수를 외부 구간의 그레이레벨 데이터에 피팅하는 과정은 레벤버 그-마르쿼트(Levenberg-Marquardt) 피팅 방법에 의해 수행될 수 있다. 상기 내삽 결과의 일예가 도 7에서 점선으로 표시되어 있다.
다시 도 5를 참조하면, 상기 내삽 과정(13)은 다음으로 상기 경계에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차에 따라 상기 경계를 보정한다(53).
도 8은 도 7의 관심 영역의 한 횡단선상에서 폐 결절 경계점 오차를 보정하는 과정의 일 예를 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 바람직하게, 상기 오차 보정 단계(53)는 상기 경계의 한 점에서의 피팅 결과(점선) 및 그레이레벨의 편차(실선)가 미리 정한 값(GD1)보다 크면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 먼 방향으로 이동시키고, 상기 편차가 미리 정한 다른 값(GD2)보다 작으면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 가까운 방향으로 이동시킨다.
상기 GD1 및 GD2는 본 방법의 성능 향상을 위하여 영상에 의존하여 결정되어야 하나, 각각 폐 결절 외부 구간(0~LEl 과 REl~M)에서의 피팅 결과 함수와 그레이레벨 데이터 사이의 평균 편차의 2배 이상 및 2배 이내로 설정하는 것이 바람직하다.
상기 피팅함수 선택 및 피팅 실시 단계(52) 및 폐 결절 영역 경계 보정 단계(53)를 상기 횡단선 l에서 다수 반복 실시하여 경계점 보정을 완료하고 최종 피팅 함수도 결정한다. 또한, 상기 횡단선 l을 관심 영역 안의 모든 줄(row)로 이동하면서 상기 폐결절 주변의 그레이레벨 트렌드를 폐 결절 영역으로 내삽하는 과정(13)을 수행한다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법은 다음으로 상기 폐 결절 영역에서 상기 내삽 결과를 차감함으로써 상기 폐 결절의 부피를 측정한다(14).
상기 이중에너지감산촬영 영상 중 뼈 제거 영상에서 폐 결절 영역의 원래 그레이레벨 데이터에서 내삽으로 결정한 상기 그레이레벨 트렌드를 차감한 값은 해당 픽셀에서 폐 결절의 두께에 비례하게 된다. 따라서 폐 결절 부피는 최종 보정된 폐 결절 영역 안에서 폐 결절 영역의 원래 그레이레벨 데이터에서 내삽으로 결정한 상기 그레이레벨 트렌드를 차감한 값을 모두 합한 값에 비례하고, 상기 값에 의해 폐 결절 부피가 측정된다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 장치를 도시하는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 폐 결절 부피 측정 장치는 흉부의 이중에너지감산촬영 영상을 획득하는 이중에너지감산촬영 영상 획득부(91); 상기 획득한 이중에너지감산촬영 영상에서 폐 결절 영역을 포함하는 관심 영역을 설정하는 관심 영역 설정부(92); 피팅 함수를 이용하여 상기 관심 영역 내의 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하는 폐 결절 영역 내삽부(93); 및 상기 폐 결절 영역에서 상기 내삽 결과를 차감함으로써 상기 폐 결절의 부피를 측정하는 내삽 결과 차감 및 폐 결절 부피 측정부(94)를 포함한다.
상기 이중에너지감산촬영 영상 획득부(91)는 고에너지 흉부 엑스선 영상 및 저에너지 흉부 엑스선 영상을 획득하는 단계; 및 상기 획득한 영상들로부터 뼈 조 직의 엑스선 흡수 효과를 제거하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 폐 결절 영역 내삽부(93)는 상기 관심 영역 내에서 상기 폐 결절 영역의 경계를 찾는 단계; 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하기 위하여 피팅 함수를 선택하고 피팅하는 단계; 및 상기 경계에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차에 따라 상기 경계를 보정하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 피팅 함수는 미분 가능한 다항식일 수 있다. 또한, 상기 피팅 단계는 레벤버그-마르쿼트(Levenberg-Marquardt) 피팅 방법에 의해 수행될 수 있다.
상기 경계 보정 단계는 상기 경계의 한 점에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차가 미리 정한 값(GD1)보다 크면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 먼 방향으로 이동시키고, 상기 편차가 미리 정한 다른 값(GD2)보다 작으면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 가까운 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 내삽 결과 차감 및 폐 결절 부피 측정부(94)는 모든 픽셀에 있어서 상기 폐 결절 영역의 원래 그레이레벨 데이터에서 상기 내삽으로 결정된 그레이레벨 트렌드를 차감한 값을 모두 합하여 폐 결절 부피로 설정할 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD_ROM, 자기테이프, 플 로피디스크 및 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 이중에너지감산촬영 영상을 이용하여 폐 결절 부피를 측정하고자 할 때 이중에너지감산촬영 영상의 특성에 의하여 폐 결절 영역에서 폐 결절의 두께 정보를 얻고 폐 결절 영역의 경계선 오차를 피팅 함수를 이용하여 보정함으로써 폐 결절 부피를 정확하게 측정할 수 있다.

Claims (14)

  1. (a) 흉부의 이중에너지감산촬영 영상을 획득하는 단계;
    (b) 상기 획득한 이중에너지감산촬영 영상에서 폐 결절 영역을 포함하는 관심 영역을 설정하는 단계;
    (c) 피팅 함수를 이용하여 상기 관심 영역 내의 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하는 단계; 및
    (d) 상기 폐 결절 영역에서 상기 내삽 결과를 차감함으로써 상기 폐 결절의 부피를 측정하는 단계를 포함하는 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는
    (a1) 고에너지 흉부 엑스선 영상 및 저에너지 흉부 엑스선 영상을 획득하는 단계; 및
    (a2) 상기 획득한 영상들로부터 뼈 조직의 엑스선 흡수 효과를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는
    (c1) 상기 관심 영역 내에서 상기 폐 결절 영역의 경계를 찾는 단계;
    (c2) 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하기 위하여 피팅 함수를 선택하고 피팅하는 단계; 및
    (c3) 상기 경계에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차에 따라 상기 경계를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 피팅 함수는 미분 가능한 다항식인 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 (c2) 단계는 레벤버그-마르쿼트(Levenberg-Marquardt) 피팅 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 (c3) 단계는 상기 경계의 한 점에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차가 미리 정한 값(GD1)보다 크면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 먼 방향으로 이동시키고, 상기 편차가 미리 정한 다른 값(GD2)보다 작으면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 가까운 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 모든 픽셀에 있어서 상기 폐 결절 영역의 원래 그레이레벨 데이터에서 상기 내삽으로 결정된 그레이레벨 트렌드를 차감한 값을 모두 합하여 폐 결절 부피로 설정하는 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 방법.
  8. 흉부의 이중에너지감산촬영 영상을 획득하는 이중에너지감산촬영 영상 획득부;
    상기 획득한 이중에너지감산촬영 영상에서 폐 결절 영역을 포함하는 관심 영역을 설정하는 관심 영역 설정부;
    피팅 함수를 이용하여 상기 관심 영역 내의 상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하는 폐 결절 영역 내삽부; 및
    상기 폐 결절 영역에서 상기 내삽 결과를 차감함으로써 상기 폐 결절의 부피를 측정하는 내삽 결과 차감 및 폐 결절 부피 측정부를 포함하는 이중에너지감산촬영 영상을 이용한 폐 결절 부피 측정 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 이중에너지감산촬영 영상 획득부는
    고에너지 흉부 엑스선 영상 및 저에너지 흉부 엑스선 영상을 획득하는 단계; 및
    상기 획득한 영상들로부터 뼈 조직의 엑스선 흡수 효과를 제거하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 폐 결절 영역 내삽부는
    상기 관심 영역 내에서 상기 폐 결절 영역의 경계를 찾는 단계;
    상기 폐 결절 영역 주변의 그레이레벨 트렌드를 상기 폐 결절 영역으로 내삽하기 위하여 피팅 함수를 선택하고 피팅하는 단계; 및
    상기 경계에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차에 따라 상기 경계를 보정하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 피팅 함수는 미분 가능한 다항식인 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 피팅 단계는 레벤버그-마르쿼트(Levenberg-Marquardt) 피팅 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 경계 보정 단계는 상기 경계의 한 점에서의 피팅 결과 및 그레이레벨의 편차가 미리 정한 값(GD1)보다 크면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 먼 방향으로 이동시키고, 상기 편차가 미리 정한 다른 값(GD2)보다 작으면 상기 경계점을 하나 이상의 픽셀만큼 폐 결절의 중심에서 가까운 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 내삽 결과 차감 및 폐 결절 부피 측정부는 모든 픽셀에 있어서 상기 폐 결절 영역의 원래 그레이레벨 데이터에서 상기 내삽으로 결정된 그레이레벨 트렌드를 차감한 값을 모두 합하여 폐 결절 부피로 설정하는 것을 특징으로 하는 폐 결절 부피 측정 장치.
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