KR100996050B1 - 캡슐 내시경 영상을 이용한 Ｕ－Ｈｅａｌｔｈ 기반의 자동병변 검출 시스템 - Google Patents

캡슐 내시경 영상을 이용한 Ｕ－Ｈｅａｌｔｈ 기반의 자동병변 검출 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100996050B1
KR100996050B1 KR1020080110654A KR20080110654A KR100996050B1 KR 100996050 B1 KR100996050 B1 KR 100996050B1 KR 1020080110654 A KR1020080110654 A KR 1020080110654A KR 20080110654 A KR20080110654 A KR 20080110654A KR 100996050 B1 KR100996050 B1 KR 100996050B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capsule endoscope
image
endoscope image
value
lesion detection
Prior art date
Application number
KR1020080110654A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100051477A (ko
Inventor
김종효
정윤섭
Original Assignee
주식회사 인트로메딕
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 인트로메딕, 서울대학교산학협력단 filed Critical 주식회사 인트로메딕
Priority to KR1020080110654A priority Critical patent/KR100996050B1/ko
Publication of KR20100051477A publication Critical patent/KR20100051477A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100996050B1 publication Critical patent/KR100996050B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/041—Capsule endoscopes for imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00011—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission
    • A61B1/00016—Operational features of endoscopes characterised by signal transmission using wireless means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/0002—Operational features of endoscopes provided with data storages
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/90—Determination of colour characteristics
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H10/00—ICT specially adapted for the handling or processing of patient-related medical or healthcare data

Abstract

본 발명은 환자가 의료기관이 아닌 임의에 장소에 있더라도 환자나 의료진이 원격지에서 실시간으로 캡슐 내시경 영상을 확인할 수 있도록 하여 보다 안전하게 검사를 시행할 수 있을 뿐만 아니라 언제 어디서나 간편하게 진료서비스를 제공받을 수 있고, 병변을 자동으로 검출하여 캡슐 내시경 영상의 판독시간과 판독료를 줄일 수 있는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템에 관한 것이다.
Figure R1020080110654
캡슐 내시경, 병변검출, 출혈검출, 원격진료, U-health

Description

캡슐 내시경 영상을 이용한 Ｕ－Ｈｅａｌｔｈ 기반의 자동병변 검출 시스템{System for Detecting Automatic Lesion Based on U-Health using Capsule Endoscopy Image}
본 발명은 캡슐 내시경 영상을 이용한 병변 검출 시스템에 관한 것으로, 특히, 환자가 의료기관이 아닌 임의에 장소에 있더라도 환자나 의료진이 원격지에서 실시간으로 캡슐 내시경 영상을 확인할 수 있도록 하여 보다 안전하게 검사를 시행할 수 있을 뿐만 아니라 언제 어디서나 간편하게 진료서비스를 제공받을 수 있고, 병변을 자동으로 검출하여 캡슐 내시경 영상의 판독시간과 판독료를 줄일 수 있는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 캡슐 내시경은 작은 캡슐 내의 소형화된 렌즈와 플래쉬, 전원, 카메라 및 무선전송 장치들을 집적시켜 환자가 캡슐을 삼키면 소화기관을 따라 캡슐이 움직이면서 영상을 촬영하여 무선으로 전송하는 내시경 검사 장치를 의미한다.
이러한, 캡슐 내시경은 검사에 수반되는 고통을 줄여줄 뿐만 아니라 검사를 위해 환자가 특정 자세로 누워 있어야 될 필요가 없으므로, 움직임이 심하지 않은 범위 내에서 일상생활을 지속하면서 검사를 받는 것이 가능하기 때문에 사람들이 보다 간편하게 위장관 검사를 받을 수 있게 된다.
그러나, 이러한 잠재성에도 불구하고 종래의 캡슐 내시경 검사 시스템은 환자가 의료기관에 와서 검사를 받아야 했다.
이러한, 이유는 수신되는 영상을 실시간으로 원격지에서 전송하는 수단이 없었기 때문에 환자가 내시경 검사를 받는 동안 적절한 영상이 얻어지는지 확인할 수 없으므로 환자를 안정된 자세로 유지시켜야 했기 때문이다.
또한, 캡슐 내시경에서 발생하는 영상의 수가 환자에 따라 50,000 ~ 100,000매에 달하게 되는 데 이러한 영상을 수신장치에서 원격지로 안전하게 전송하는게 어렵기 때문이다.
이러한, 문제 이외에도 캡슐 내시경은 5 ~ 10 시간에 달하는 검사시간동안 생성되는 수 만장의 영상을 의사가 판독해야 하기 때문에 캡슐 내시경 영상을 판독하는 의사에게 큰 부담을 주는 문제를 안고 있다.
즉, 캡슐 내시경 검사 시 영상이 생성되는 속도의 10배 속도로 영상을 판독한다 하더라도 최소 30분에서 1시간의 판독시간이 소요되게 되는데, 이렇게 고속으로 영상을 판독할 경우 중요한 병변을 간과할 수도 있기 때문에 실제 판독시간은 이보다 느려지게 되므로 캡슐 내시경 영상의 판독시간 및 판독료가 증가하게 된다.
이에 따라, 캡슐 내시경으로부터 전송되는 수 만장의 영상 중 대부분의 정상 부위 영상을 제외하고 병변이 포함된 이상부위의 영상만을 의사가 판독할 수 있도록 캡슐 내시경의 영상을 판독할 수 있는 시간을 줄일 수 있는 시스템의 개발이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특히 환자가 의료기관이 아닌 임의에 장소에 있더라도 환자나 의료진이 원격지에서 실시간으로 캡슐 내시경 영상을 확인할 수 있도록 하여 보다 안전하게 검사를 시행할 수 있을 뿐만 아니라 언제 어디서나 간편하게 진료서비스를 제공받을 수 있는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상에서 조명량에 따른 불규칙한 영상을 제거하고, 상기 캡슐 내시경 영상의 컬러 성분을 분석을 위해 영상 각각의 컬러 분포 값과 상기 캡슐 내시경 영상 전체의 평균 컬러 분포 값을 계산한 후 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 평균 컬러 분포 값의 차이를 통해 출혈부위와 정상부위로 이진화시키며, 출혈구간을 라벨링한 후 적정 라벨크기 이하의 출혈구간 제거를 통한 출혈부위의 잡음을 제거하여 병변을 자동으로 검출함으로써 캡슐 내시경 영상의 판독시간과 판독료를 줄일 수 있는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템은 캡슐 내시경으로부터 전송되는 신호를 실시간으로 수신하여 복호한 후 영상으로 변환하고, 실시간으로 획득한 영상을 외부로 전송하는 캡슐 내시 경 영상 송수신 장치; 상기 캡슐 내시경 영상 송수신 장치로부터 캡슐 내시경 영상을 전송받아 내부에 저장하고, 내부에 저장된 캡슐 내시경 영상 중 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 전체의 평균 컬러 분포 값을 계산하며, 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 밝기 값을 검출하고, 상기 캡슐 내시경 영상의 밝기가 제 1 기준밝기 값 미만이거나 제 2 기준밝기 값을 초과하는 경우 해당 픽셀의 영상을 제거하며, 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 평균 컬러 분포 값의 차이를 계산하여 상기 캡슐 내시경 영상에서 출혈부위와 정상부위를 분리한 후 상기 출혈부위의 픽셀 값이 기준 픽셀값이하인 부분을 제거하여 병변을 검출하고, 상기 병변 검출 시 이상이 감지되거나 병변이 검출되면 담당의사나 환자에게 검사 이상 정보나 병변 검출 정보를 제공하는 병변 검출 서버; 및 담당의사가 상기 병변 검출 서버에 저장된 캡슐 내시경 영상, 병변을 검출하는 검사 진행 상태, 검출된 병변 정보를 실시간으로 조회할 수 있도록 상기 캡슐 내시경 영상, 검사 진행 상태 및 병변 검출 정보를 담당의사에게 실시간으로 제공하는 사용자 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템에서 상기 캡슐 내시경 영상 송수신 장치는, 전자파 통신이나 인체 임피던스를 이용한 통신 또는 인체 무선 통신 방식을 통해 캡슐 내시경으로부터의 신호를 실시간으로 수신하며, 수신된 신호를 복호화하여 캡슐 내시경 영상으로 변환시키는 캡슐 내시경 수신부; 및 상기 캡슐 내시경 수신부로부터 캡슐 내시경 영상을 실시간으로 제공받아 제공된 캡슐 내시경 영상을 JPEG 또는 이에 준하는 압축규격으로 압축한 이후 캡슐 내시경 영상의 획득시간, 인체내 위치 정보, 캡슐 고유번호, 캡슐 내시경 수신부 번호, 검사고유번호, 환자번호, 환자명, 성별, 검사장소 등의 정보를 포함하는 헤더를 추가하여 국제 의료영상 표준인 DICOM 또는 이에 준하는 표준형식으로 변환시킨 후 변환된 캡슐 내시경 영상을 상기 병변 검출 서버로 전송하는 영상 송신부를 포함하도록 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템에서 상기 영상 송신부는 변환된 캡슐 내시경 영상을 상기 병변 검출 서버로 전송할 때 인터넷의 접속 상태가 불안정하거나 중단된 경우 상기 캡슐 내시경 수신부로부터 실시간으로 수신되는 데이터를 내부에 저장한 후 인터넷 접속이 가능해질 때 자동으로 재접속하여 상기 병변 검출 서버에 상기 캡슐 내시경 영상을 전송한다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템에서 상기 영상 송신부는 범용 시리얼 버스(USB), 병렬 데이터 버스, IEEE 802.11 규격에 의한 무선 LAN, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 중 어느 하나로 상기 캡슐 내시경 수신부와 통신을 수행하고, 유선 LAN, IEEE 802.11 규격에 의한 무선 LAN, 와이브로(Wireless Broadband Internet; WiBro), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 중 어느 하나로 상기 병변 검출 서버와 통신을 수행한다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동 병변 검출 시스템에서 상기 병변 검출 서버는, 상기 캡슐 내시경 영상 송수신 장치로부터 전송되는 캡슐 내시경 영상을 저장하는 영상 저장부; 상기 영상 저장부로부터 상기 캡슐 내시경 영상들을 제공받아 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 밝기 값을 검출한 후 상기 캡슐 내시경 영상의 밝기가 제 1 기준밝기 값 미만이거나 제 2 기준밝기 값을 초과하는 경우 해당 픽셀의 영상을 제거하고, 상기 캡슐 내시경 영상의 컬러 성분을 분석을 위해 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 각각의 컬러 분포 값과 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 전체의 평균 컬러 분포 값을 계산한 후 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 평균 컬러 분포 값의 차이를 통해 출혈부위와 정상부위로 이진화시키며, 출혈구간을 라벨링한 후 적정 라벨크기 이하의 출혈구간 제거를 통한 출혈부위의 잡음을 제거하여 병변을 검출하는 병변 검출부; 및 상기 병변 검출부로부터 병변 검출 정보를 전송받아 상기 병변 검출 정보를 담당의사나 환자에게 제공하는 담당자 호출부를 포함하도록 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템에서 상기 캡슐 내시경 영상을 환자 ID, 환자명, 나이, 성별, 검사일시, 담당의사 ID 별로 분류하여 저장하고, 상기 병변 검출부는 상기 캡슐 내시경 영상의 밝기를 검출하기 전 상기 캡슐 내시경 영상 외곽 경계면을 3 ~ 6 픽셀 두께만큼 제거하여 캡슐 내시경 영상의 외곽 경계면 부분의 흐릿한 부분을 제거한다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템에서 상기 병변 검출부는 수학식1을 이용하여 캡슐 내시경 영상의 밝기를 검출한 후 검출된 밝기가 제 1 기준밝기 값 미만인 어두운 픽셀과 제 2 기준밝기 값을 초과하는 밝은 픽셀의 영상을 제거한다.
(수학식1)
Figure 112008077366685-pat00001
이면, 어두운 부분을 제거하고,
Figure 112008077366685-pat00002
이면, 밝은 부분을 제거.
여기서, i와 j는 캡슐 내시경 영상의 픽셀 좌표이고, R(i,j), G(i,j), B(i,j)는 각각 픽셀 좌표에서의 적색, 녹색 및 청색 밝기를 나타내는 값이며, d1은 58.75 ~ 68.75이고, d2는 58.75 ~ 68.75이며, b1은 185.005 ~ 195.005이고, b2는 185.005 ~ 195.005이다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템에서 상기 병변 검출부는 수학식2를 이용하여 캡슐 내시경 영상의 컬러 분포 값을 계산하고, 수학식3을 이용하여 해당 영상에서의 컬러 성분 분포 차이 값을 계산하며, 수학식4를 이용하여 캡슐 내시경 영상을 출혈부위와 정상부위로 분리한다.
(수학식2)
Figure 112008077366685-pat00003
여기서, CBIn은 N번째 캡슐 내시경 영상의 컬러 분포 값을 의미하고, Rmean, Gmean, Bmean 각각은 하나의 캡슐 영상에서 검은색 배경을 제외한 모든 픽셀들의 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 값의 평균값을 의미하며, p는 특정 영상에서 CBIn값이 기준값 이상의 큰 값으로 수렴되는 것을 방지하는 규율화변수(regulation factor) 파라미터로 0.07 ~ 0.27이다.
(수학식3)
Figure 112008077366685-pat00004
여기서, ΔCBI는 일반적인 소장에 대한 해당 영상에서의 컬러 성분 분포 차이 값이고,
Figure 112008077366685-pat00005
는 전체 소장에서의 컬러 성분 분포 평균 값이며, CBIn은 n번째 영상에서의 컬러 성분 분포 값이다.
(수학식4)
Itransform(i,j) = R(i,j)/(G(i,j)+B(i,j)+p) - ΔCBI, 0≤i,j≤320
CST : i) Itransform(i,j) ≥ 문턱값(threshold_value) : 출혈부위
ii) Itransform(i,j) < 문턱값(threshold_value) : 정상부위
여기서, Itransform(i,j)는 i×j번째 픽셀의 그레이 이미지를 의미하고, CST(Color Spectrum Transform)는 Itransform(i,j) 값을 문턱값과 비교하여 출혈부위와 정상부위로 나누는 방법을 의미하며, 문턱값은 0.74 ~ 0.8이고, p는 특정 영상에서 CBIn값이 기준값 이상의 큰 값으로 수렴되는 것을 방지하는 규율화변수 파라미터로 0.07 ~ 0.27이다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템에서 상기 병변 검출부는 출혈부위의 라벨 크기가 3 ~ 6 픽셀 이하일 경우 해당 라벨을 제거한다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템에서 상기 사용자 인터페이스부는 상기 담당의사로부터 입력되는 판독결과를 상기 영상 저장부에 전송할 뿐만 아니라 상기 담당의사로부터 입력되는 문자 메시지를 환자에게 전송하고, 상기 담당의사가 상기 환자와 Web 방식으로 화상면담을 할 수 있는 기능을 제공한다.
본 발명은 캡슐 내시경 영상 송수신 장치가 캡슐 내시경으로부터의 획득한 캡슐 내시경 영상을 국제 의료영상 표준인 DICOM 또는 이에 준하는 표준형식으로 변환하여 유무선 통신을 통해 병변 검출 서버로 전송하고, 사용자 인터페이스부가 담당의사나 환자에게 캡슐 내시경 영상, 병변을 검출하는 검사 진행 상태, 검출된 병변 정보를 실시간으로 제공하기 때문에 캡슐 내시경을 이용하여 위장관 검사를 하는 환자가 의료기관이 아닌 임의에 장소에 있더라도 환자나 의료진이 원격지에서 실시간으로 영상을 확인할 수 있게 되어 원격진료가 가능할 뿐만 아니라 보다 안전하게 검사를 시행할 수 있고, 언제 어디서나 간편하게 진료서비스를 제공받을 수 있기 때문에 캡슐 내시경의 적용 대상과 이용자 수를 확대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 영상센터에 위치한 병변 검출 서버가 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 중 병변이 있을 경우 이를 자동 감지하여 담당의사에게 알려주기 때문에 담당의사가 즉각적으로 확인하여 조치를 취할 수 있게 되므로 보다 신속한 진단과 처치가 가능하게 되어 캡슐 내시경의 진단 효과를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 병변 검출부가 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 밝기 값을 구하여 상기 캡슐 내시경 영상의 밝기가 제 1 기준밝기 값을 초과하거나 제 2 기준밝기 값 미만일 경우 해당 픽셀의 영상을 제거하고, 영상 저장부에 저장된 캡슐 내시경 영상 중 하나의 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 상기 하나의 캡슐 내시경 영상 전체의 평균 컬러 분포 값을 계산한 후 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 평균 컬러 분포 값의 차이를 계산하여 상기 캡슐 내시경 영상에서 출혈부위와 정상부위를 분리하고, 상기 출혈부위의 픽셀 값이 기준 픽셀값이하인 부분을 제거하여 병변을 자동으로 검출하기 때문에 캡슐 내시경 영상을 판독하는 판독시간과 판독료를 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템은 캡슐 내시경 영상 송수신 장치(10), 병변 검출 서버(20) 및 사용자 인터페이스부(30)를 포함하도록 구성된다.
캡슐 내시경 영상 송수신 장치(10)는 캡슐 내시경을 이용하여 병변 검사를 받는 피검사자 즉, 환자가 소지하는 것으로, 캡슐 내시경으로부터 전송되는 신호를 실시간으로 수신하여 복호한 후 영상으로 변환하고, 실시간으로 획득한 영상을 외부 즉, 병변 검출 서버(20)로 전송한다.
이러한, 캡슐 내시경 영상 송수신 장치(10)는 캡슐 내시경 수신부(12)와 영상 송신부(14)를 포함하도록 구성된다.
캡슐 내시경 수신부(12)는 전자파 통신이나 인체 임피던스를 이용한 통신 또는 인체 무선 통신 방식을 통해 캡슐 내시경으로부터의 신호를 실시간으로 수신하 며, 수신된 신호를 복호화하여 캡슐 내시경 영상으로 변환시킨다.
영상 송신부(14)는 캡슐 내시경 수신부(12)로부터 캡슐 내시경 영상을 실시간으로 제공받아 제공된 캡슐 내시경 영상을 JPEG(Joint Photographic Coding Experts Group) 또는 이에 준하는 압축규격으로 압축한 이후 캡슐 내시경 영상의 획득시간, 인체내 위치 정보, 캡슐 고유번호, 캡슐 내시경 수신부 번호, 검사고유번호, 환자번호, 환자명, 성별, 검사장소 등의 정보를 포함하는 헤더를 추가하여 국제 의료영상 표준인 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 또는 이에 준하는 표준형식으로 변환시킨 후 변환된 캡슐 내시경 영상을 병변 검출 서버(20)로 전송한다.
이때, 영상 송신부(14)는 환자정보의 보안을 위해 SSL(Secure Soket Layer)에 기반한 Secure FTP(File Transfer Protocol) 방식 또는 HTTPS(Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer) 방식으로 캡슐 내시경 영상을 병변 검출 서버(20)로 전송한다.
한편, 영상 송신부(14)는 캡슐 내시경 영상을 상기 병변 검출 서버(20)로 전송할 때 인터넷의 접속 상태가 불안정하거나 중단된 경우 캡슐 내시경 수신부(12)로부터 실시간으로 수신되는 데이터를 내부에 저장한 후 인터넷 접속이 가능해질 때 자동으로 재접속하여 상기 병변 검출 서버(20)에 캡슐 내시경 영상을 전송한다.
이를 위해, 영상 송신부(14)는 CPU, 메모리, 인터페이스, 유무선 인터넷 접속부로 구성된다.
여기서, 인터페이스는 캡슐 내시경 수신부(12)의 형태에 따라 범용 시리얼 버스(USB), 병렬 데이터 버스, IEEE 802.11 규격에 의한 무선 LAN, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 중 어느 하나의 형태로 구성되고, 유무선 인터넷 접속부는 유선 LAN, IEEE 802.11 규격에 의한 무선 LAN, 와이브로(Wireless Broadband Internet; WiBro), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 중 어느 하나의 형태로 구성된다.
병변 검출 서버(20)는 상기 캡슐 내시경 영상 송수신 장치(10)로부터 캡슐 내시경 영상을 전송받아 내부에 저장하고, 내부에 저장된 캡슐 내시경 영상 중 어느 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 전체의 평균 컬러 분포 값을 계산하며, 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 밝기 값을 검출하고, 상기 캡슐 내시경 영상의 밝기가 제 1 기준밝기 값(즉, 최소 기준밝기 값) 미만이거나 제 2 기준밝기 값(즉, 최대 기준밝기 값)을 초과하는 경우 해당 픽셀의 영상을 제거하며, 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 평균 컬러 분포 값의 차이를 계산하여 상기 캡슐 내시경 영상에서 출혈부위와 정상부위를 분리한 후 상기 출혈부위의 픽셀 값이 기준 픽셀값이하인 부분을 제거하여 병변을 검출하고, 상기 병변 검출 시 이상이 감지되거나 병변이 검출되면 담당의사나 환자에게 검사 이상 정보나 병변 검출 정보를 제공하는 것으로, 병원 내의 영상센터에 설치된다.
이를 위해, 병변 검출 서버(20)는 캡슐 내시경 영상을 저장하는 영상 저장부(22), 캡슐 내시경 영상에서 병변을 검출하는 병변 검출부(24) 및 담당의사나 환자에게 병변 검출 시 감지된 이상 정보나 병변 검출 정보를 환자나 담당의사에게 제공하는 담당자 호출부(26)를 포함하도록 구성된다.
영상 저장부(22)는 캡슐 내시경 영상 송수신 장치(10) 즉, 영상 송신부(14)로부터 SSL에 기반한 secure FTP 방식 또는 HTTPS 방식을 통해 캡슐 내시경 영상을 전송받아 환자 ID, 환자명, 나이, 성별, 검사일시, 담당의사 ID 별로 분류하여 저장한다.
병변 검출부(24)는 상기 영상 저장부(22)로부터 상기 캡슐 내시경 영상들을 제공받아 상기 영상 저장부(22)에 저장된 캡슐 내시경 영상의 외곽 경계면을 제거하여 캡슐 내시경 영상의 외곽 경계면 부분의 흐릿한 부분을 제거하는 마스크 처리를 수행한다.
이와 같은 마스크 처리 수행 시 상기 병변 검출부(24)는 캡슐 내시경 영상 외곽 경계면을 일정 픽셀(예를 들면, 3 ~ 6 픽셀, 바람직하게는 5 픽셀) 두께만큼 제거하여 캡슐 내시경 영상의 외곽 경계면 부분의 흐릿한 부분을 제거한다.
이러한, 병변 검출부(24)는 상기 마스크 처리 시 상기 영상 저장부(22)에 저장된 캡슐 내시경 영상들을 순차적으로 제공받는다.
다시 말해, 병변 검출부(24)는 캡슐 내시경 영상을 이용한 위장관 검사가 완료된 환자의 캡슐 내시경 영상을 환자별로 순차적으로 제공받는다.
또한, 병변 검출부(24)는 마스크 처리가 수행된 영상의 픽셀별 밝기를 검출한 후 검출된 밝기가 제 1 기준밝기 값(즉, 최소 기준밝기 값) 미만인 픽셀의 영상과 제 2 기준밝기 값(즉, 최대 기준밝기 값)을 초과하는 픽셀의 영상을 제거하는 전처리 과정을 수행한다.
즉, 병변 검출부(24)는 조명량에 따라 불규칙하게 촬영된 캡슐 내시경 영상을 제거하기 위해 수학식 1과 같이 영상의 픽셀 좌표에서의 밝기를 검출한 후 검출된 밝기가 제 1 기준밝기 값 미만(즉, 어두운 부분)인 픽셀의 영상을 제거함과 아울러 검출된 밝기가 제 2 기준밝기 값을 초과(즉, 밝은 부분)하는 픽셀의 영상을 제거한다.
Figure 112008077366685-pat00006
이면, 어두운 부분을 제거하고,
Figure 112008077366685-pat00007
이면, 밝은 부분을 제거.
여기서, i와 j는 캡슐 내시경 영상의 픽셀 좌표이고, R(i,j), G(i,j), B(i,j)는 각각 픽셀 좌표에서의 적색, 녹색 및 청색 밝기를 나타내는 값이며, d1은 58.75 ~ 68.75 바람직하게는 63.75이고, d2는 58.75 ~ 68.75 바람직하게는 63.75이며, b1은 185.005 ~ 195.005 바람직하게는 190.005이고, b2는 185.005 ~ 195.005 바람직하게는 190.005이다.
또한, 병변 검출부(24)는 아래의 수학식 2를 통해 전처리 과정이 수행된 캡 슐 내시경 영상의 컬러 분포 값을 계산한다.
Figure 112008077366685-pat00008
여기서, CBI(Color Balance Index)n은 N번째 캡슐 내시경 영상의 컬러 분포 값을 의미하고, Rmean, Gmean, Bmean 각각은 하나의 캡슐 영상에서 검은색 배경을 제외한 모든 픽셀들의 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 값의 평균값을 의미하며, p는 특정 영상에서 CBIn값이 기준값 이상의 큰 값으로 수렴되는 것을 방지하는 규율화변수(regulation factor) 파라미터로 0.07 ~ 0.27, 바람직하게는 0.17이다.
한편, 병변 검출부(24)는 상기와 같은 컬러 분포 값(CBIn) 계산 시 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 전체를 순차적으로(즉, 첫번째 캡슐 내시경 영상부터 N번째 캡슐 영상까지 순서대로) 계산한 후 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 전체의 평균 컬러 분포 값(
Figure 112008077366685-pat00009
)을 계산한다.
이후, 병변 검출부(24)는 수학식 3과 같이 각각의 영상에서 계산된 컬러 분 포 값(CBIn)과 평균 컬러 분포 값(
Figure 112008077366685-pat00010
)의 차이(ΔCBI)를 계산한다.
Figure 112008077366685-pat00011
여기서, ΔCBI는 일반적인 소장에 대한 해당(즉, 개별) 영상에서의 컬러 성분 분포 차이 값이고,
Figure 112008077366685-pat00012
는 전체 소장에서의 컬러 성분 분포 평균 값이며, CBIn은 n번째 영상에서의 컬러 성분 분포 값이다.
이와 같이, 컬러 분포 값(CBIn)과 평균 컬러 분포 값(
Figure 112008077366685-pat00013
)의 차이(ΔCBI)를 계산한 후 상기 병변 검출부(24)는 수학식 4를 통해 캡슐 내시경 영상을 이진화시켜 출혈부위와 정상부위를 분리하게 된다.
Itransform(i,j) = R(i,j)/(G(i,j)+B(i,j)+p) - ΔCBI, 0≤i,j≤320
CST : i) Itransform(i,j) ≥ 문턱값(threshold_value) : 출혈부위
ii) Itransform(i,j) < 문턱값(threshold_value) : 정상부위
여기서, Itransform(i,j)는 i×j번째 픽셀의 그레이 이미지를 의미하고, CST(Color Spectrum Transform)는 Itransform(i,j) 값을 문턱값과 비교하여 출혈부위와 정상부위로 나누는 방법을 의미하며, 문턱값은 0.74 ~ 0.8, 바람직하게는 0.77이고, p는 특정 영상에서 CBIn값이 기준값 이상의 큰 값으로 수렴되는 것을 방지하는 규율화변수 파라미터로 0.07 ~ 0.27, 바람직하게는 0.17이다.
이렇게 출혈부위와 정상부위가 분리되면, 상기 병변 검출부(24)는 출혈부위로 분류된 구간을 각각 라벨링한 후 각 라벨의 크기가 일정 픽셀(예를 들면, 3 ~ 6 픽셀 바람직하게는 5 픽셀)이하일 경우 해당 라벨을 제거한다.
즉, 캡슐 내시경에 의해 촬영된 실제 영상에서 3 ~ 6 픽셀 이하의 출혈은 거의 존재하지 않을 뿐만 아니라 출혈이 존재한다 하더라도 3 ~ 6 픽셀 이하의 출혈은 담당의사가 육안으로 판독하기 힘들기 때문에 제거하게 된다.
이와 같이, 병변 검출부(24)는 잡음을 제거하는 필터링을 통해 실제 출혈이 발생된 구간의 영상만을 검출하게 된다.
여기서는 병변 검출부(24)가 마스크 처리가 이루어진 캡슐 내시경 영상의 컬러 분포 값을 계산하여 병변을 검출하였으나, 상기 병변 검출부(24)는 전처리 과정이 수행된 캡슐 내시경 영상의 컬러 분포 값을 계산하여 병변을 검출할 수도 있다.
담당자 호출부(26)는 상기 병변 검출부(24)가 병변 검출 시 이상이 감지되거나 상기 병변 검출부(24)로부터 병변 검출 정보가 전송되면, 자동음성안내, 휴대폰 문자 메시지, 이메일 중 적어도 하나 이상을 통해 상기 병변이 검출된 환자나 상기 환자를 담당하는 담당의사에게 병변이 검출되었음을 알린다.
이러한, 담당자 호출부(26)는 핸드폰 문자 메시지 또는 이메일로 상기 병변 검출 정보를 전송할 때 병변 검출 상황을 알리는 문자와 캡슐 내시경의 주요 영상을 함께 전송할 수 있다.
이때, 담당자 호출부(26)는 병변 검출 정보를 담당의사에게 전송할 때 해당 환장의 개인 정보는 전송하지 않는다.
사용자 인터페이스부(30)는 담당의사가 상기 병변 검출 서버(20)에 저장된 캡슐 내시경 영상, 병변을 검출하는 검사 진행 상태, 검출된 병변 정보를 실시간으로 조회할 수 있도록 상기 캡슐 내시경 영상, 검사 진행 상태 및 병변 검출 정보를 담당의사에게 실시간으로 제공한다.
이러한, 사용자 인터페이스부(30)는 담당의사가 어느 곳에서나 손쉽게 상기 정보들을 제공받을 수 있도록 하기 위해 WWW(World Wide Web) 방식의 사용자 인터페이스를 제공하거나 Mobile Web 방식의 사용자 인터페이스를 제공한다.
또한, 사용자 인터페이스부(30)는 상기 담당의사로부터 입력되는 판독결과를 상기 영상 저장부(22)에 전송할 뿐만 아니라 상기 담당의사로부터 입력되는 문자 메시지를 환자에게 전송하고, 상기 담당의사가 상기 환자와 Web 방식으로 화상면담을 할 수 있는 기능을 제공한다.
이러한, 사용자 인터페이스부(30)는 상기 담당의사가 로그인을 하면 해당 의사가 담당하는 환자의 검사 내용(캡슐 내시경 영상, 병변 검출 시 이상 정보, 병변 검출 정보 등)을 제공한다.
이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템은 캡슐 내시경 영상 송수신 장치(10)가 캡슐 내시경으로부터의 획득한 캡슐 내시경 영상을 국제 의료영상 표준인 DICOM 또는 이에 준하는 표준형식으로 변환하여 유무선 통신을 통해 병변 검출 서버(20)로 전송하고, 사용자 인터페이스부(30)가 담당의사나 환자에게 캡슐 내시경 영상, 병변을 검출하는 검사 진행 상태, 검출된 병변 정보를 실시간으로 제공하기 때문에 캡슐 내시경을 이용하여 위장관 검사를 하는 환자가 의료기관이 아닌 임의에 장소에 있더라도 환자나 의료진이 원격지에서 실시간으로 영상을 확인할 수 있게 되어 원격진료가 가능할 뿐만 아니라 보다 안전하게 검사를 시행할 수 있고, 언제 어디서나 간편하게 진료서비스를 제공받을 수 있기 때문에 캡슐 내시경의 적용 대상과 이용자 수를 확대시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템은 영상센터에 위치한 병변 검출 서버(20)가 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 중 병변이 있을 경우 이를 자동 감지하여 담당의사에게 알려주기 때문에 담당의사가 즉각적으로 확인하여 조치를 취할 수 있게 되므로 보다 신속한 진단과 처치가 가능하게 되어 캡슐 내시경의 진단 효과를 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템은 병변 검출부(24)가 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 밝 기 값을 구하여 상기 캡슐 내시경 영상의 밝기가 제 1 기준밝기 값을 초과하거나 제 2 기준밝기 값 미만일 경우 해당 픽셀의 영상을 제거하고, 영상 저장부에 저장된 캡슐 내시경 영상 중 하나의 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 하나의 캡슐 내시경 영상 전체의 평균 컬러 분포 값을 계산한 후 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 평균 컬러 분포 값의 차이를 계산하여 상기 캡슐 내시경 영상에서 출혈부위와 정상부위를 분리하고, 상기 출혈부위의 픽셀 값이 기준 픽셀값이하인 부분을 제거하여 병변을 자동으로 검출하기 때문에 캡슐 내시경 영상을 판독하는 판독시간과 판독료를 줄일 수 있게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 병변 검출 서버에서 병변을 검출하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 캡슐 내시경 영상 송수신 장치(10)로부터 도 3과 같은 캡슐 내시경 영상이 전송되면 영상 저장부(22)는 전송된 캡슐 내시경 영상을 내부에 저장한다.
이때, 병변 검출부(24)는 상기 영상 저장부(22)로부터 상기 캡슐 내시경 영상들을 제공받아 도 4와 같이 상기 캡슐 내시경 영상의 외곽 경계면을 제거하여 캡슐 내시경 영상의 외곽 경계면 부분의 흐릿한 부분을 제거하는 마스크 처리를 수행한다(S110).
이와 같은 마스크 처리 수행 시 상기 병변 검출부(24)는 캡슐 내시경 영상 외곽 경계면을 일정 픽셀(예를 들면, 3 ~ 6 픽셀, 바람직하게는 5 픽셀) 두께만큼 제거하여 캡슐 내시경 영상의 외곽 경계면 부분의 흐릿한 부분을 제거한다.
이후, 병변 검출부(24)는 상술한 수학식 2를 이용하여 마스크 처리가 수행된 캡슐 내시경 영상의 컬러 분포 값을 계산한다(S120).
이때, 컬러 분포 값(CBIn)은 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 전체를 순차적으로(즉, 첫번째 캡슐 내시경 영상부터 N번째 캡슐 영상까지 순서대로) 계산한 후 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 전체의 평균 컬러 분포 값(
Figure 112008077366685-pat00014
)을 계산한다.
이러한, 컬러 분포 값 계산은 상기 S140 단계 이후에 진행될 수도 있다.
한편, 병변 검출부(24)는 컬러 분포 값을 계산한 후 마스크 처리가 수행된 개별 영상의 픽셀별 밝기를 계산한다.(S130)
이후, 상기 병변 검출부(24)는 계산된 캡슐 내시경 영상의 밝기 값을 제 1 기준밝기 값(즉, 최소 기준밝기 값)과 제 2 기준밝기 값(즉, 최대 기준밝기 값)과 비교한다(S140).
이때, 해당 픽셀에서 검출된 밝기가 제 1 기준밝기 값 미만(즉, 어두운 부분)이거나 제 2 기준밝기 값을 초과(즉, 밝은 부분)하는 경우 상기 병변 검출부(24)는 해당 픽셀의 영상을 제거하는 전처리 과정을 수행한다(S141).
즉, 병변 검출부(24)는 조명량에 따라 불규칙하게 촬영된 캡슐 내시경 영상을 제거하기 위해 수학식 1을 이용하여 캡슐 내시경 영상의 픽셀 좌표에서의 밝기를 계산한 후 계산된 밝기가 제 1 기준밝기 값 미만(즉, 어두운 부분)이거나 제 2 기준밝기 값을 초과(즉, 밝은 부분)하는 경우 해당 픽셀의 영상을 제거한다.
이로 인해, 도 4와 같이 마스크 처리가 수행된 캡슐 내시경 영상은 도 5와 같이 밝은 곳과 어두운 곳이 제거되게 된다.
그러나, 해당 픽셀에서 검출된 밝기가 제 1 기준밝기 값과 제 2 기준밝기 값 사이의 값을 갖는 경우 상기 병변 검출부(24)는 해당 픽셀의 영상을 그대로 유지한다.
이후, 병변 검출부(24)는 상술한 S120 단계에서 계산된 컬러 분포 값(CBIn)과 평균 컬러 분포 값(
Figure 112008077366685-pat00015
)을 이용하여 수학식 3과 같이 개별 캡슐 내시경 영상의 컬러 분포 값(CBIn)과 평균 컬러 분포 값(
Figure 112008077366685-pat00016
)의 차이(ΔCBI)를 계산한 후 계산된 값과 기준값(즉, 문턱값)과 비교한다(S150).
이때, 상기 병변 검출부(24)는 개별 캡슐 내시경 영상의 컬러 분포 값(CBIn)에서 평균 컬러 분포 값(
Figure 112008077366685-pat00017
)을 차감한 값(ΔCBI)이 기준값(즉, 문턱값) 이하인 경우 해당 부분의 픽셀을 정상부위로 분류하고(S151), 차감한 값(ΔCBI)이 기준 값 이상일 경우에는 출혈부위로 분류한다(S160).
즉, 상기 병변 검출부(24)는 수학식 4를 이용하여 캡슐 내시경 영상을 이진화시켜 출혈부위와 정상부위로 분리한다.
이에 따라, 도 5와 같은 캡슐 내시경 영상은 도 6과 같이 출혈부위와 정상부위가 분리되게 된다.
이와 같이 출혈부위와 정상부위가 분리되면, 상기 병변 검출부(24)는 출혈부 위로 분류된 구간을 각각 라벨링한 후 각 라벨의 크기를 기준값(예를 들면, 3 ~ 6 픽셀, 바람직하게는 5 픽셀)과 비교한다(S170).
이때, 각 라벨의 크기가 일정 픽셀이하일 경우 상기 병변 검출부(24)는 해당 라벨을 제거한다(S171).
즉, 캡슐 내시경에 의해 촬영된 실제 영상에서 3 ~ 6 픽셀 이하의 출혈은 거의 존재하지 않을 뿐만 아니라 출혈이 존재한다 하더라도 3 ~ 6 픽셀 이하의 출혈은 담당의사가 육안으로 판독하기 힘들기 때문에 상기 병변 검출부(24)는 각 라벨의 크기가 일정 픽셀이하인 픽셀을 제거한다.
그러나, 각 라벨의 크기가 일정 픽셀을 초과하는 경우 상기 병변 검출부(24)는 해당 라벨을 출혈부위로 설정한다(S180).
이와 같은 필터링을 통해 도 6과 같이 이진화된 캡슐 내시경 영상은 도 7과 같이 실제 출혈이 발생된 구간의 영상만이 남게 된다.
이에 따라, 캡슐 내시경 영상을 판독하는 담당의사는 병변 검출부(24)에 의해 자동으로 검출된 병변 정보를 통해 환자의 병변 여부를 판독하기 때문에 캡슐 내시경의 진단 효과를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 캡슐 내시경의 판독시간 및 판독료를 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상을 이용한 자동병변 검출 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 병변 검출 서버에서 병변을 검출하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 외부로부터 전송되는 캡슐 내시경 영상을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 병변 검출부에 의해 마스크 처리된 캡슐 내시경 영상을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 병변 검출부에 의해 전처리 과정이 수행된 캡슐 내시경 영상을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 병변 검출부에 의해 이진화된 캡슐 내시경 영상을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 병변 검출부에 의해 도 6의 도면에서 잡음이 제거된 캡슐 내시경 영상을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
10 : 캡슐 내시경 영상 송수신 장치 12 : 캡슐 내시경 수신부
14 : 영상 송신부 20 : 병변 검출 서버
22 : 영상 저장부 24 : 병변 검출부
26 : 담당자 호출부 30 : 사용자 인터페이스부

Claims (10)

  1. 캡슐 내시경으로부터 전송되는 신호를 실시간으로 수신하여 복호한 후 영상으로 변환하고, 실시간으로 획득한 영상을 외부로 전송하는 캡슐 내시경 영상 송수신 장치;
    상기 캡슐 내시경 영상 송수신 장치로부터 캡슐 내시경 영상을 전송받아 내부에 저장하고, 내부에 저장된 캡슐 내시경 영상 중 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 전체의 평균 컬러 분포 값을 계산하며, 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 밝기 값을 검출하고, 상기 캡슐 내시경 영상의 밝기가 제 1 기준밝기 값 미만이거나 제 2 기준밝기 값을 초과하는 경우 해당 픽셀의 영상을 제거하며, 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 평균 컬러 분포 값의 차이를 계산하여 상기 캡슐 내시경 영상에서 출혈부위와 정상부위를 분리한 후 상기 출혈부위의 픽셀 값이 기준 픽셀값이하인 부분을 제거하여 병변을 검출하고, 상기 병변 검출 시 이상이 감지되거나 병변이 검출되면 담당의사나 환자에게 검사 이상 정보나 병변 검출 정보를 제공하는 병변 검출 서버; 및
    담당의사가 상기 병변 검출 서버에 저장된 캡슐 내시경 영상, 병변을 검출하는 검사 진행 상태, 검출된 병변 정보를 실시간으로 조회할 수 있도록 상기 캡슐 내시경 영상, 검사 진행 상태 및 병변 검출 정보를 담당의사에게 실시간으로 제공하는 사용자 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 영상을 이 용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 캡슐 내시경 영상 송수신 장치는,
    전자파 통신이나 인체 임피던스를 이용한 통신 또는 인체 무선 통신 방식을 통해 캡슐 내시경으로부터의 신호를 실시간으로 수신하며, 수신된 신호를 복호화하여 캡슐 내시경 영상으로 변환시키는 캡슐 내시경 수신부; 및
    상기 캡슐 내시경 수신부로부터 캡슐 내시경 영상을 실시간으로 제공받아 제공된 캡슐 내시경 영상을 JPEG 또는 이에 준하는 압축규격으로 압축한 이후 캡슐 내시경 영상의 획득시간, 인체내 위치 정보, 캡슐 고유번호, 캡슐 내시경 수신부 번호, 검사고유번호, 환자번호, 환자명, 성별, 검사장소 등의 정보를 포함하는 헤더를 추가하여 국제 의료영상 표준인 DICOM 또는 이에 준하는 표준형식으로 변환시킨 후 변환된 캡슐 내시경 영상을 상기 병변 검출 서버로 전송하는 영상 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 영상 송신부는 변환된 캡슐 내시경 영상을 상기 병변 검출 서버로 전송할 때 인터넷의 접속 상태가 불안정하거나 중단된 경우 상기 캡슐 내시경 수신부로부터 실시간으로 수신되는 데이터를 내부에 저장한 후 인터넷 접속이 가능해질 때 자동으로 재접속하여 상기 병변 검출 서버에 상기 캡슐 내시경 영상을 전송하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 영상 송신부는 범용 시리얼 버스(USB), 병렬 데이터 버스, IEEE 802.11 규격에 의한 무선 LAN, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 중 어느 하나로 상기 캡슐 내시경 수신부와 통신을 수행하고, 유선 LAN, IEEE 802.11 규격에 의한 무선 LAN, 와이브로(Wireless Broadband Internet; WiBro), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 중 어느 하나로 상기 병변 검출 서버와 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 병변 검출 서버는,
    상기 캡슐 내시경 영상 송수신 장치로부터 전송되는 캡슐 내시경 영상을 저장하는 영상 저장부;
    상기 영상 저장부로부터 상기 캡슐 내시경 영상들을 제공받아 상기 캡슐 내시경 영상 각각의 밝기 값을 검출한 후 상기 캡슐 내시경 영상의 밝기가 제 1 기준밝기 값 미만이거나 제 2 기준밝기 값을 초과하는 경우 해당 픽셀의 영상을 제거하고, 상기 캡슐 내시경 영상의 컬러 성분을 분석을 위해 하나의 캡슐 내시경으로부 터 전송된 영상 각각의 컬러 분포 값과 하나의 캡슐 내시경으로부터 전송된 영상 전체의 평균 컬러 분포 값을 계산한 후 캡슐 내시경 영상 각각의 컬러 분포 값과 평균 컬러 분포 값의 차이를 통해 출혈부위와 정상부위로 이진화시키며, 출혈구간을 라벨링한 후 적정 라벨크기 이하의 출혈구간 제거를 통한 출혈부위의 잡음을 제거하여 병변을 검출하는 병변 검출부; 및
    상기 병변 검출부로부터 병변 검출 정보를 전송받아 상기 병변 검출 정보를 담당의사나 환자에게 제공하는 담당자 호출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 영상 저장부는 상기 캡슐 내시경 영상을 환자 ID, 환자명, 나이, 성별, 검사일시, 담당의사 ID 별로 분류하여 저장하고, 상기 병변 검출부는 상기 캡슐 내시경 영상의 밝기를 검출하기 전 상기 캡슐 내시경 영상 외곽 경계면을 3 ~ 6 픽셀 두께만큼 제거하여 캡슐 내시경 영상의 외곽 경계면 부분의 흐릿한 부분을 제거하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 병변 검출부는 수학식1을 이용하여 캡슐 내시경 영상의 밝기를 검출한 후 검출된 밝기가 제 1 기준밝기 값 미만인 어두운 픽셀과 제 2 기준밝기 값을 초 과하는 밝은 픽셀의 영상을 제거하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템.
    (수학식1)
    Figure 112008077366685-pat00018
    이면 어두운 부분을 제거하고,
    Figure 112008077366685-pat00019
    이면, 밝은 부분을 제거.
    여기서, i와 j는 캡슐 내시경 영상의 픽셀 좌표이고, R(i,j), G(i,j), B(i,j)는 각각 픽셀 좌표에서의 적색, 녹색 및 청색 밝기를 나타내는 값이며, d1은 58.75 ~ 68.75이고, d2는 58.75 ~ 68.75이며, b1은 185.005 ~ 195.005이고, b2는 185.005 ~ 195.005이다.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 병변 검출부는 수학식2를 이용하여 캡슐 내시경 영상의 컬러 분포 값을 계산하고, 수학식3을 이용하여 해당 영상에서의 컬러 성분 분포 차이 값을 계산하며, 수학식4를 이용하여 캡슐 내시경 영상을 출혈부위와 정상부위로 분리하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템.
    (수학식2)
    Figure 112008077366685-pat00020
    여기서, CBI(Color Balance Index)n은 N번째 캡슐 내시경 영상의 컬러 분포 값을 의미하고, Rmean, Gmean, Bmean 각각은 하나의 캡슐 영상에서 검은색 배경을 제외한 모든 픽셀들의 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 값의 평균값을 의미하며, p는 특정 영상에서 CBIn값이 기준값 이상의 큰 값으로 수렴되는 것을 방지하는 규율화변수(regulation factor) 파라미터로 0.07 ~ 0.27이다.
    (수학식3)
    Figure 112008077366685-pat00021
    여기서, ΔCBI는 일반적인 소장에 대한 해당 영상에서의 컬러 성분 분포 차이 값이고,
    Figure 112008077366685-pat00022
    는 전체 소장에서의 컬러 성분 분포 평균 값이며, CBIn은 n번째 영상에서의 컬러 성분 분포 값이다.
    (수학식4)
    Itransform(i,j) = R(i,j)/(G(i,j)+B(i,j)+p) - ΔCBI, 0≤i,j≤320
    CST : i) Itransform(i,j) ≥ 문턱값(threshold_value) : 출혈부위
    ii) Itransform(i,j) < 문턱값(threshold_value) : 정상부위
    여기서, Itransform(i,j)는 i×j번째 픽셀의 그레이 이미지를 의미하고, CST(Color Spectrum Transform)는 Itransform(i,j) 값을 문턱값과 비교하여 출혈부위와 정상부위로 나누는 방법을 의미하며, 문턱값은 0.74 ~ 0.8이고, p는 특정 영상에서 CBIn값이 기준값 이상의 큰 값으로 수렴되는 것을 방지하는 규율화변수 파라미터로 0.07 ~ 0.27이다.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 병변 검출부는 출혈부위의 라벨 크기가 3 ~ 6 픽셀 이하일 경우 해당 라벨을 제거하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스부는 상기 담당의사로부터 입력되는 판독결과를 상기 영상 저장부에 전송할 뿐만 아니라 상기 담당의사로부터 입력되는 문자 메시지를 환자에게 전송하고, 상기 담당의사가 상기 환자와 Web 방식으로 화상면담을 할 수 있는 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 캡슐 내시경 영상을 이용한 U-Health 기반의 자동병변 검출 시스템.
KR1020080110654A 2008-11-07 2008-11-07 캡슐 내시경 영상을 이용한 Ｕ－Ｈｅａｌｔｈ 기반의 자동병변 검출 시스템 KR100996050B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080110654A KR100996050B1 (ko) 2008-11-07 2008-11-07 캡슐 내시경 영상을 이용한 Ｕ－Ｈｅａｌｔｈ 기반의 자동병변 검출 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080110654A KR100996050B1 (ko) 2008-11-07 2008-11-07 캡슐 내시경 영상을 이용한 Ｕ－Ｈｅａｌｔｈ 기반의 자동병변 검출 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100051477A KR20100051477A (ko) 2010-05-17
KR100996050B1 true KR100996050B1 (ko) 2010-11-22

Family

ID=42277239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080110654A KR100996050B1 (ko) 2008-11-07 2008-11-07 캡슐 내시경 영상을 이용한 Ｕ－Ｈｅａｌｔｈ 기반의 자동병변 검출 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100996050B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023146368A1 (ko) * 2022-01-28 2023-08-03 모니터코퍼레이션 주식회사 의료 영상 분석 보조 시스템 및 의료영상 분석결과 제공방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101368751B1 (ko) * 2012-02-22 2014-03-03 삼성메디슨 주식회사 영상 진단 장치를 제어하는 방법 및 그를 위한 이동 단말, 및 영상 진단 장치의 동작 방법 및 그를 위한 영상 진단 장치
KR102043133B1 (ko) 2012-11-16 2019-11-12 삼성전자주식회사 컴퓨터 보조 진단 지원 장치 및 방법
KR101630364B1 (ko) * 2014-07-09 2016-06-15 서울대학교 산학협력단 내시경을 이용한 의료 영상 시스템 및 이의 제어 방법
WO2016133263A1 (ko) * 2015-02-17 2016-08-25 주식회사 솔미테크 모바일 디바이스용 카메라 장치
KR102323502B1 (ko) * 2017-12-22 2021-11-05 한국전기연구원 내시경 시스템 및 그 영상 제공 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체
KR102129168B1 (ko) 2018-05-31 2020-07-01 전자부품연구원 직접 감쇄 모델을 이용한 내시경 영상 스테레오 정합 방법 및 장치
CN114245483B (zh) * 2021-12-23 2023-12-12 广州思德医疗科技有限公司 一种用于胃肠镜胶囊的通讯监测重连方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100802839B1 (ko) 2003-04-25 2008-02-12 올림푸스 가부시키가이샤 화상 표시 장치, 화상 표시 방법 및 화상 표시 프로그램
JP2008036243A (ja) 2006-08-08 2008-02-21 Olympus Medical Systems Corp 医療用画像処理装置及び医療用画像処理方法
KR100886462B1 (ko) 2008-03-17 2009-03-04 주식회사 인트로메딕 캡슐 내시경을 이용한 진단 방법, 그리고 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100802839B1 (ko) 2003-04-25 2008-02-12 올림푸스 가부시키가이샤 화상 표시 장치, 화상 표시 방법 및 화상 표시 프로그램
JP2008036243A (ja) 2006-08-08 2008-02-21 Olympus Medical Systems Corp 医療用画像処理装置及び医療用画像処理方法
KR100886462B1 (ko) 2008-03-17 2009-03-04 주식회사 인트로메딕 캡슐 내시경을 이용한 진단 방법, 그리고 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023146368A1 (ko) * 2022-01-28 2023-08-03 모니터코퍼레이션 주식회사 의료 영상 분석 보조 시스템 및 의료영상 분석결과 제공방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100051477A (ko) 2010-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100996050B1 (ko) 캡슐 내시경 영상을 이용한 Ｕ－Ｈｅａｌｔｈ 기반의 자동병변 검출 시스템
KR100506085B1 (ko) 혀영상 처리장치 및 혀영상을 이용한 건강 모니터링장치
JP5156427B2 (ja) カプセル内視鏡システム
US8655068B1 (en) Color correction system
US8055033B2 (en) Medical image processing apparatus, luminal image processing apparatus, luminal image processing method, and programs for the same
US20050075537A1 (en) Method and system for real-time automatic abnormality detection for in vivo images
Khan et al. Low power and low complexity compressor for video capsule endoscopy
WO2005039402A1 (en) Diagnostic alignment of in vivo images
WO2005092176A1 (en) Real-time remote diagnosis of in vivo images
CN113543694B (zh) 医用图像处理装置、处理器装置、内窥镜系统、医用图像处理方法、及记录介质
KR20200070062A (ko) 인공신경망을 이용하여 캡슐형 내시경 영상에서 병변을 감지하는 시스템 및 방법
US20190053709A1 (en) Examination system and examination method thereof
KR20090099446A (ko) 캡슐 내시경을 이용한 진단 시스템 및 방법, 그리고 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체
CN110772210A (zh) 一种诊断交互系统及方法
KR102058192B1 (ko) 캡슐내시경의 촬영 제어 시스템 및 방법
WO2019156531A1 (ko) 실시간 객체추적을 이용한 내시경 진료정보 공유 방법
CN112022067B (zh) 图像处理方法、电子设备及可读存储介质
Serrano et al. Evaluation of a telemedicine platform in a burn unit
EP4170646A1 (en) Image display system and image display method
US11012671B2 (en) Information processing apparatus, image capturing apparatus, and information processing method
Alizadeh et al. Effects of improved adaptive gamma correction method on wireless capsule endoscopy images: Illumination compensation and edge detection
KR100886462B1 (ko) 캡슐 내시경을 이용한 진단 방법, 그리고 그 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체
KR20140047277A (ko) 캡슐 내시경 시스템
KR101596274B1 (ko) 원격 건강 진단 시스템
KR100964816B1 (ko) 캡슐내시경에서 영상 데이터의 전송 방법 및 그 캡슐내시경

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131024

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141103

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151105

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161108

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171018

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181004

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191030

Year of fee payment: 10