KR101751758B1 - 의료 영상 형성 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
세펄로우(Cephalo) 영상을 형성하는 방법이 개시된다. 본 방법은, 3차원 영상 데이터로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 복수의 단면 영상 데이터를 준비하는 단계 - 상기 복수의 단면 영상 데이터는 복수의 영상 인덱스와 각각 연관되어 있음 -, 상기 복수의 단면 영상 데이터들의 각각에 대하여 특정 영상 패턴이 있는지 여부를 검사하는 단계, 및 상기 해당 단면 영상 데이터에 상기 특정 영상 패턴이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 해당 단면 영상 데이터에서 상기 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키거나 상기 해당 단면 영상 데이터와 연관된 영상 인덱스를 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은, 상기 복수의 단면 영상 데이터에서 상기 저장된 적어도 하나의 영상 인덱스와 연관된 적어도 하나의 단면 영상 데이터를 제외시키고 남은 나머지 단면 영상 데이터들을 상기 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 디지털 의료 영상 처리에 관한 것으로, 더 구체적으로 3차원 의료 영상으로부터 2차원 의료 영상을 획득하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography: CT, 이하 CT로 표기하기로 함)은 촬영 대상을 여러 각도에서 X선 촬영하여 촬영 대상에 대한 3차원 영상을 제공하는 의료 화상 처리 방식으로 알려져 있다. CT에 의해 제공되는 3차원 의료 영상은 촬영 대상의 내부 단면 등을 비파괴적 방식으로 세밀하고 정확하게 보여줄 수 있다는 장점이 있다. 그러나 촬영 대상의 내부 구조를 개괄적이고 일목요연하게 관찰하기 위해서는 3차원 의료 영상보다는 2차원 의료 영상을 이용하는 것이 더 효과적일 수 있다. 이러한 이유로, 치과 의사 등의 사용자에게 3차원 의료 영상과 2차원 의료 영상을 함께 보여주어 촬영 대상을 개괄적이고도 면밀하게 관찰할 수 있도록 하는 것이 필요하다.
3차원 의료 영상과 2차원 의료 영상을 별도로 촬영하지 않고도 얻을 수 있는 기능을 갖춘 종래의 전형적인 의료용 영상 형성 장치는 CT 촬영 및 영상 재구성(image reconstruction)에 의해 촬영 대상에 대한 3차원 의료 영상을 획득하고, 보고자 하는 뷰(view) 방향에 따라, 획득된 3차원 의료 영상의 각 단면 영상(slice images)을 중첩하여 세펄로우 영상(cephalo image)과 같은 2차원 의료 영상을 형성하는 방식이다. 이러한 종래의 의료용 영상 형성 장치는 2차원 의료 영상을 형성함에 있어 모든 단면 영상들을 단순히 중첩하는 방식이기 때문에 각 단면 영상의 영상 데이터가 결과물인 2차원 의료 영상에 그대로 반영되어 진단에 합목적적인 영상을 제공하지 못한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기존의 단면 영상들의 단순 중첩에 의한 2차원 의료 영상과 달리 진단에 불필요한 영역이 제거된 2차원 의료 영상을 형성할 수 있는 의료 영상 형성 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 대체로 관심 영역만을 선명하게 나타내는 고해상도 고품질의 2차원 의료 영상을 제공하여 의료 진단의 효율을 제고할 수 있는 의료 영상 형성 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 세펄로우 영상을 형성하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 3차원 영상으로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 복수의 단면 영상을 준비하는 단계 - 상기 복수의 단면 영상은 복수의 영상 인덱스와 각각 연관되어 있음 -, 상기 복수의 단면 영상들의 각각에 대하여 특정 영상 패턴이 있는지 여부를 검사하는 단계, 상기 해당 단면 영상에 상기 특정 영상 패턴이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 해당 단면 영상에서 상기 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키거나 상기 해당 단면 영상과 연관된 영상 인덱스를 저장하는 단계, 및 상기 복수의 단면 영상에서 상기 저장된 적어도 하나의 영상 인덱스와 연관된 적어도 하나의 단면 영상을 제외시키고 남은 나머지 단면 영상들을 상기 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 단면 영상을 준비하는 단계는, 상기 3차원 영상을 상기 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 2차원 단면 영상들로 분할하는 단계, 및 상기 분할된 2차원 단면 영상들에 대해 특징기반 단면 검출(feature based layer detection) 알고리즘을 적용하여 진단에 유의미한 단면 영상들만을 선택하여 상기 복수의 단면 영상을 구성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 해당 단면 영상에서 상기 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키거나 상기 해당 단면 영상과 연관된 영상 인덱스를 저장하는 단계는, 상기 특정 영상 패턴이 상기 해당 단면 영상에서 차지하는 비율을 계산하는 단계, 상기 계산된 비율이 선정된 임계값 이상인지를 조사하는 단계, 및 상기 계산된 비율이 상기 선정된 임계값 이상인 것으로 판단된 경우 상기 해당 단면 영상과 연관된 영상 인덱스를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특정 영상 패턴이 있는지 여부를 검사하는 단계는, 윤곽선 검출(edge detection) 기법을 이용하여 상기 특정 영상 패턴을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세펄로우 영상을 형성하는 단계는, 상기 나머지 단면 영상들 중에서 기준 단면 영상을 지정하는 단계, 및 상기 기준 단면 영상의 각각의 픽셀 위치에 대하여, 상기 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 정렬되어 있고 서로 대응하는 픽셀 위치에 있는, 상기 나머지 단면 영상들 각각으로부터 하나씩의 픽셀들을 중첩하여 상기 해당 픽셀 위치에서의 픽셀값을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 세펄로우 영상을 형성하는 단계는, 상기 나머지 단면 영상들 중에서 기준 단면 영상을 지정하는 단계, 및 상기 기준 단면 영상의 각각의 픽셀 위치에 대하여, 상기 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 대체로 정렬되어 있고 상기 해당 픽셀 위치를 기준으로 방사상의 경로(radial path)를 따라 정렬되어 있는, 상기 나머지 단면 영상들 각각으로부터 하나씩의 픽셀들을 중첩하여 상기 해당 픽셀 위치에서의 픽셀값을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특정 영상 패턴은 경추(cervical vertebrae)의 일부 또는 전부와 관련된 영상 패턴일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 해당 단면 영상에서 상기 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키거나 상기 해당 단면 영상과 연관된 영상 인덱스를 저장하는 단계는, 상기 해당 단면 영상에서 상기 특정 영상 패턴과 관련된 적어도 하나의 픽셀의 픽셀 값을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 세펄로우(Cephalo) 영상을 형성하는 또 다른 방법이 제공된다. 이 방법은, 3차원 영상으로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 복수의 단면 영상을 준비하는 단계 - 상기 복수의 단면 영상은 복수의 영상 인덱스와 각각 연관되어 있음 -, 상기 복수의 단면 영상의 각각에 대하여 특정 영상 패턴이 있는지 여부를 검사하는 단계, 상기 해당 단면 영상에 상기 특정 영상 패턴이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 해당 단면 영상과 연관된 영상 인덱스를 저장하는 단계, 및 상기 복수의 단면 영상에서 상기 저장된 영상 인덱스와 연관된 단면 영상을 제외시키고 남은 나머지 단면 영상들을 상기 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 특정 영상 패턴이 있는지 여부를 검사하는 단계는, 윤곽선 검출(edge detection) 기법을 이용하여 상기 특정 영상 패턴을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 세펄로우(Cephalo) 영상을 형성하는 또 다른 방법이 제공된다. 이 방법은, 3차원 영상으로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 복수의 단면 영상을 준비하는 단계, 상기 복수의 단면 영상의 각각에 대하여 특정 영상 패턴이 있는지 여부를 검사하는 단계, 상기 해당 단면 영상에 상기 특정 영상 패턴이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 해당 단면 영상에서 상기 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키는 단계, 및 상기 복수의 단면 영상을 상기 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 세펄로우(Cephalo) 영상을 형성하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는, 3차원 영상을 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 제1 단면 영상들로 분할하고, 상기 제1 단면 영상들의 적어도 일부를 선택하여 제2 단면 영상들 - 상기 제2 단면 영상들은 복수의 영상 인덱스와 각각 연관되어 있음 - 을 제공하도록 구성된 단면 영상 선택부, 상기 제2 단면 영상들에서 특정 영상 패턴을 검출하고, 상기 특정 영상 패턴이 검출된 상기 제2 단면 영상들의 적어도 하나의 단면 영상에서 상기 검출된 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키거나 상기 적어도 하나의 단면 영상과 연관된 영상 인덱스를 출력하도록 구성된 영상 처리부, 및 상기 영상 처리부에서 출력된 상기 적어도 하나의 영상 인덱스와 연관된 적어도 하나의 단면 영상을 상기 제2 단면 영상들에서 제외시키고 남은 나머지 단면 영상들을 상기 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성하도록 구성된 영상 재구성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 세펄로우(Cephalo) 영상을 형성하는 또 다른 방법이 제공된다. 이 방법은, 3차원 영상으로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 제1 단면 영상들을 준비하는 단계, 상기 제1 단면 영상들의 각각에 대하여 특정 영상 패턴이 있는지 여부를 검사하는 단계, 상기 제1 단면 영상들에서 상기 특정 영상 패턴이 있는 적어도 하나의 제1 단면 영상을 제외시켜 제2 단면 영상들을 구성하는 단계, 및 상기 제2 단면 영상들을 상기 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 세펄로우(Cephalo) 영상을 형성하는 또 다른 방법이 제공된다. 이 방법은, 3차원 영상으로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 복수의 단면 영상을 준비하는 단계, 상기 복수의 단면 영상의 각각에 대하여 상기 해당 단면 영상의 선정된 영역에 있는 적어도 하나의 픽셀의 휘도 값을 조정하는 단계, 및 상기 복수의 영상을 상기 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 선정된 영역은 사용자에 의해 지정되거나 디폴트(default)로 지정되어 있을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 픽셀의 휘도 값을 조정하는 단계는, 상기 적어도 하나의 픽셀의 휘도 값을 상기 선정된 영역에 인접하는 영역에 있는 적어도 하나의 픽셀의 휘도 값에 근거하여 산출된 휘도 값으로 바꾸는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명이 제안하는 의료 영상 형성 장치 및 방법에 따르면, 진단에 불필요한 영역이 제거되고 잡음이 감소된 고해상도 고품질의 2차원 의료 영상을 형성할 수 있고, 이에 따라 의료 진단의 효율을 제고할 수 있다는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 의료 영상 형성 장치의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 2차원 의료 영상 형성 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 4는 세펄로우 영상 형성에 사용될 단면 영상 데이터들을 선택하는 방식의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 새지털 단면 영상 데이터에서 경추가 표시된 영역을 보여주기 위한 도면이다.
도 6은 커러널 방향의 세펄로우 영상을 재구성하는 방식에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 커러널 방향의 세펄로우 영상을 재구성하는 방식에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 2차원 의료 영상 형성 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 2차원 의료 영상 형성 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 2차원 의료 영상 형성 방법의 제4 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 2차원 의료 영상 형성 방법의 제5 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 각각 종래의 방식에 따라 3차원 영상 데이터의 모든 단면 영상 데이터를 이용하여 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과와 본 발명의 2차원 의료 영상 형성 방법의 일 실시예에 따라 단면 영상 데이터를 선택적으로 이용하여 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과를 나타내는 사진들이다.
도 13a 및 도 13b는 각각 종래의 방식에 따라 3차원 영상 데이터의 모든 단면 영상 데이터를 이용하여 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과와 본 발명의 2차원 의료 영상 형성 방법의 일 실시예에 따라 단면 영상 데이터를 선택적으로 이용하여 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과를 나타내는 다른 사진들이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 2차원 의료 영상 형성 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 4는 세펄로우 영상 형성에 사용될 단면 영상 데이터들을 선택하는 방식의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 새지털 단면 영상 데이터에서 경추가 표시된 영역을 보여주기 위한 도면이다.
도 6은 커러널 방향의 세펄로우 영상을 재구성하는 방식에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 커러널 방향의 세펄로우 영상을 재구성하는 방식에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 2차원 의료 영상 형성 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 2차원 의료 영상 형성 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 2차원 의료 영상 형성 방법의 제4 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 2차원 의료 영상 형성 방법의 제5 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 각각 종래의 방식에 따라 3차원 영상 데이터의 모든 단면 영상 데이터를 이용하여 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과와 본 발명의 2차원 의료 영상 형성 방법의 일 실시예에 따라 단면 영상 데이터를 선택적으로 이용하여 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과를 나타내는 사진들이다.
도 13a 및 도 13b는 각각 종래의 방식에 따라 3차원 영상 데이터의 모든 단면 영상 데이터를 이용하여 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과와 본 발명의 2차원 의료 영상 형성 방법의 일 실시예에 따라 단면 영상 데이터를 선택적으로 이용하여 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과를 나타내는 다른 사진들이다.
본 발명의 이점들과 특징들 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 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 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 발명을 한정하려는 의도에서 사용된 것이 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥 상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐이고, 이러한 용어의 사용에 의해 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성이 배제되는 것은 아니다.
본 명세서에 기재된 실시예에 있어서 '모듈(module)' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 기능적 부분을 의미하며, 하드웨어(hardware) 또는 소프트웨어(software)로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(processor)로 구현될 수 있다.
덧붙여, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하의 설명에서는 3차원 의료 영상으로서 두부에 대한 X선 컴퓨터 단층촬영 영상을 일례로 들고, 2차원 의료 영상으로서 두부에 대한 X선 세펄로우 영상을 일례로 들었지만, 본 발명이 적용될 수 있는 의료 영상의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 형성 장치(예컨대, 세펄로우 영상 형성 장치)의 개략적인 구성을 설명하기 도면이다.
도시된 바와 같이, 의료 영상 영상 형성 장치(100)는 CT 촬영장치(110) 및 CT 촬영장치(110)를 제어하여 그로부터 다 방향의 X선 영상 데이터를 입력 받고 입력된 X선 영상 데이터를 기초로 3차원 영상 데이터를 재구성하고 재구성된 3차원 영상 데이터를 이용하여 2차원 세펄로우 영상을 형성하도록 구성된 제어부(120)를 포함할 수 있다.
CT 촬영장치(110)는 X선 소스(112), X선 검출기(114) 및 X선 소스(112)를 회전시키는 역할을 하는 기계적 구조물(도시되지 않음)의 결합체인 'CT 겐트리(CT Gantry)'를 포함할 수 있다. X선 소스(112)와 X선 검출기(114)는 CT 겐트리에 의해 촬영 대상(S)을 사이에 두고 서로 대향되게 배열될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제어부(120)의 제어에 따라 CT 겐트리가 촬영 대상(S)을 중심으로 회전하면서 X선 소스(112)로부터, 예컨대 콘 빔(cone beam)과 같은 X선 빔이 촬영 대상으로 조사되고 이를 투과한 X선 빔이 X선 검출기(114)에 의해 검출되어 그로부터 X선 데이터가 출력된다.
이와 같이 X선 소스(112)와 X선 검출기(114)가 공간적으로 동기되어 회전하면서 각기 다른 위치에서 촬영 대상(S)으로 X선 빔이 조사되고 검출되어 획득된 다 방향의 X선 영상 데이터가 제어부(120)로 입력된다. 제어부(120)는 다 방향의 X선 영상 데이터를 이용하여 소위 '재구성'(reconstruction)이라는 절차를 거쳐 촬영 대상(S)에 대한 3차원 영상 데이터를 형성하도록 구성될 수 있다. 재구성 절차는, 일반적으로 잘 알려진 '역 투영'(back projection)이라는 CT 재구성 알고리즘을 이용해 다 방향의 X선 영상 데이터를 촬영 대상(S) 내부의 각각의 위치로 투영시켜 해당 위치에서의 상대적 X선 감쇄율을 알 수 있도록 해 주는 절차로서, 당업계에 잘 알려진 기술이므로 본 명세서에서는 그 상세한 설명을 피하고자 한다. 참고로, 본 발명의 실시에 적용될 수 있는 CT 재구성 알고리즘이 전술한 알고리즘에 한정되는 것은 아니다.
제어부(120)는 재구성된 3차원 영상 데이터를 이용하여 2차원 세펄로우(Cephalo) 영상을 형성하도록 더 구성될 수 있다. 2차원 세펄로우 영상은 3차원 영상 데이터가 인간의 두부를 촬영한 영상인 경우 3차원 영상 데이터를 이루는 단면 영상 데이터들을, 예컨대 해당 픽셀별로 중첩시켜 2차원화시킨 영상을 말한다.
이 때, 제어부(120)는 3차원 영상 데이터의 단면 영상 데이터들 중에서 진단에 유의미한 영역만을 포함하는 단면 영상 데이터들만을 선택적으로 합성하여 2차원 세펄로우 영상을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(120)는, 3차원 영상 데이터의 각 단면 영상 데이터에서, 예컨대 경추와 같은 치과 진단에 불필요한 영상 패턴을 검출하고, 검출된 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키거나 동 영상 패턴을 제거한 후 각 단면 영상 데이터를 합성하여 2차원 세펄로우 영상을 형성하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제어부(120)는, 3차원 영상 데이터의 각 단면 영상 데이터에서, 예컨대 경추와 같은 치과 진단에 불필요한 영상 패턴을 검출하고, 불필요한 영상 패턴이 검출된 하나 또는 그 이상의 단면 영상 데이터를 제외한 나머지 단면 영상 데이터들만을 이용해 2차원 세펄로우 영상을 형성하도록 구성될 수 있다. 제어부(120)는 상기 실시예들의 특징들을 선택적으로 채택한 다양한 다른 실시예들에 따라 구현될 수 있다.
입출력부(130)는, 사용자가 원하는 세펄로우 뷰를 선택하고 각종 촬영 파라미터를 입력하기 위한 키보드(keyboard), 키패드(keypad), 터치패드(touchpad) 등의 입력 수단과 본 발명에 따라 형성된 2차원 세펄로우 영상 및/또는 3차원 CT 영상을 표시하는 역할을 수행하는 표시 장치(display), 프린터(printer) 등의 출력 수단을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제어부(120)는 3차원 영상 데이터 형성부(210), 단면 선택부(220), 영상 처리부(230), 세펄로우 영상 형성부(240) 및 저장부(250)를 포함하도록 구성될 수 있다.
3차원 영상 데이터 형성부(210)는, X선 소스(112)와 X선 검출기(114)가 회전하면서 각기 다른 위치에서 촬영 대상(S)으로 X선 빔을 조사하고 검출하도록 CT 촬영장치(110)를 제어하여 CT 촬영장치(110)로부터 다 방향의 X선 영상 데이터가 출력되도록 할 수 있다. 출력된 다 방향의 X선 영상 데이터는 중앙 제어부(도시되지 않음)의 제어하에 저장부(250)에 저장될 수 있다. 3차원 영상 데이터 형성부(210)는 저장부(250)에 저장된 X선 영상 데이터에 엑세스하여 이를 이용하여, 앞서 설명한 바와 같이 재구성(reconstruction) 절차를 거쳐 촬영 대상(S)에 대한 3차원 영상 데이터를 재구성하도록 구성될 수 있다. 재구성된 3차원 영상 데이터는 복셀(voxel) 단위로 관리될 수 있고 중앙 제어부의 제어하에 저장부(250)에 저장될 수 있다.
단면 선택부(220)는 3차원 영상 데이터를 선정된 세펄로우 뷰(view) 방향에 수직인 제1 단면 영상 데이터들로 분할하고, 분할된 제1 단면 영상 데이터들의 적어도 일부를 선택하여 제2 단면 영상 데이터들을 제공하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 단면 선택부(220)는 분할된 제1 단면 영상 데이터들에 대해 특징기반 단면 검출(feature based layer detection) 알고리즘을 적용하여 진단에 유의미한 제2 단면 영상 데이터들을 선택하도록 구성될 수 있다.
영상 처리부(230)는 제2 단면 영상 데이터들 각각에서 특정 영상 패턴(pattern)을 검출하도록 구성될 수 있다. 여기서, 특정 영상 패턴은 진단에 불필요한 부분인, 예를 들어 경추의 일부 또는 전부와 관련된 영상 패턴일 수 있다. 영상 처리부(230)는 각 단면 영상 데이터에서 특정 영상 패턴을 검출하기 위해 윤곽선 검출(edge detection) 기법을 이용할 수 있지만, 특정 영상 패턴 검출 방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 영상 처리부(230)는 또한 특정 영상 패턴이 검출된 적어도 하나의 제2 단면 영상 데이터에 대하여 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키도록 영상 처리를 수행하도록 더 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 영상 처리는 경추 부분을 나타내는 영역에 속한 적어도 하나의 픽셀의 휘도 값을 조정하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 동 영상 처리는 경추 부분을 나타내는 영역에 속한 픽셀들의 비교적 높은 휘도 값을 이웃하는 영역에 속한 픽셀의 휘도 값, 예컨대 상대적으로 낮은 휘도 값으로 조정하는 동작을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 동 영상 처리는 컨트래스트 강조(contrast enhancement), 노이즈 제거(noise reduction), 영상 개선(image enhancement), 영상 복원(image restoration) 등의 기법들 중 적어도 하나를 이용해 단면 영상 데이터에 대해 연산 처리를 수행하는 것일 수 있다. 영상 처리부(230)는 세펄로우 영상 형성부(240)에 의해 재구성된 세펄로우 영상에 대해 추가의 영상 처리를 수행하도록 더 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 추가의 영상 처리는 전술한 영상 처리 기법들 중 적어도 하나를 기반으로 하는 것일 수 있다. 선별적으로 영상 처리가 이루어진 제2 단면 영상 데이터들은 중앙 제어부의 제어하에 저장부(250)에 저장될 수 있다.
세펄로우 영상 형성부(240)는 저장부(250)에 저장된, 선별적으로 영상 처리가 이루어진 제2 단면 영상 데이터들에 엑세스하여 이들을 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 2차원 세펄로우 영상을 재구성하도록 구성될 수 있다. 재구성된 2차원 세펄로우 영상은 중앙 제어부의 제어하에 저장부(250)에 저장될 수 있다.
저장부(250)에는 3차원 영상 데이터, 각 단면 영상 데이터의 영상 인덱스(image index), 본 발명의 실시예들에 따라 영상 처리가 이루어진 적어도 하나의 단면 영상 데이터, 재구성된 2차원 세펄로우 영상 데이터 등이 저장될 수 있다. 이외에도 저장부(250)에는 CT 촬영장치(110)의 제어 및 작동을 위한 소프트웨어/펌웨어 및 관련 데이터 등 본 발명의 세펄로우 영상 형성 장치(100)의 작동에 필요한 제반 데이터가 저장될 수 있다.
저장부(250)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드(MultiMedia Card: MMC), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD(Secure Digital) 카드 또는 XD(eXtream Digital) 카드 등), RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광 디스크 중 어느 하나의 저장 매체로 구현될 수 있으나, 당업자라면 저장부(250)의 구현 형태가 이에 한정되는 것이 아님을 알 수 있을 것이다.
이상으로 설명한 실시예는, 하드웨어적 측면에서 응용 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuits: ASICs), 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processors: DSPs), 디지털 신호 처리 소자(Digital Signal Processing Devices: DSPDs), 프로그램 가능 논리 소자(Programmable Logic Devices: PLDs), 현장 프로그램 가능 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Arrays: FPGAs), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers) 및 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
절차나 단계 또는 기능을 포함하는 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행하게 하는, 하드웨어 플랫폼(platform) 상에서 실행 가능한 펌웨어(firmware)/소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드(code)는 적절한 프로그램(program) 언어로 쓰여진 소프트웨어 애플리케이션(application)에 의해 구현될 수 있다. 이 경우, 소프트웨어 코드는 제어부(120)에 저장되어 실행될 수 있다. 이상으로 설명한 실시예에서는, CT 촬영장치(110)가 전적으로 제어부(120)의 제어에 따라 작동되는 것으로 설명하였으나, 제어부(120)의 제어 기능의 일부, 예컨대 3차원 영상 데이터 형성부(210)의 일부 또는 전부의 기능을 CT 촬영장치(110)에서 실행하도록 구현하는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 세펄로우 영상 형성 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 세펄로우 영상 형성 방법의 제1 실시예는 촬영 대상(S)을 CT 촬영하여 촬영 대상(S)에 대한 3차원 영상 데이터를 재구성하는 단계(S310)로부터 시작된다. 이 단계에서는 CT 촬영장치를 이용하여 촬영 대상(S)을 촬영함으로써 다 방향의 X선 영상 데이터를 얻고, 다 방향의 X선 영상 데이터에 역 투영(back projection) 등의 CT 재구성 알고리즘을 적용하여 촬영 대상(S)에 대한 3차원 영상 데이터를 형성한다. CT 촬영에 의해 촬영 대상(S)에 대한 다 방향의 X선 영상 데이터를 얻고 재구성 알고리즘에 의해 이로부터 촬영 대상(S)에 대한 3차원 영상 데이터를 형성하는 절차는 잘 알려져 있으므로, 이에 대한 자세한 설명은 피한다.
단계(S320)에서는, 3차원 영상 데이터로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 제1 단면 영상 데이터들을 준비한다. 여기서, 세펄로우 뷰 방향은 후전 방향 커러널(PA-coronal) 방향, 측 방향 새지털(LAT-sagittal) 방향 및 상하 액시얼(axial) 방향 중 어느 하나의 방향으로 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 단면 영상 데이터들은 단계(S310)에서 형성된 3차원 영상 데이터를 복수의 단면 영상 단위로 분할하여 이들 중에서 진단에 유의미한 단면 영상 데이터들만을 특징기반으로 자동 검출하여(feature based layer detection) 선택된 단면 영상 데이터들일 수 있다. 이 경우 진단에 유의미한 특징/구조물인지의 여부는 임상 의견을 통해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 단면 영상 데이터들은 단계(S310)에서 형성된 3차원 영상 데이터를 복수의 단면 영상 단위로 분할하여 이들 중에서 적어도 일부를 사용자의 선택에 따라 또는 디폴트로 정해진 바에 따라 취한 단면 영상 데이터들일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 단면 영상 데이터들은 3차원 영상 데이터의 첫 단면 영상 데이터로부터 취해진 선정된 두께만큼의 단면 영상 데이터들(도 4의 410 참조) 또는 임의의 중간 위치에 있는 단면 영상 데이터로부터 취해진 선정된 두께만큼의 단면 영상 데이터들(도 4의 420)일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 단면 영상 데이터들은 3차원 영상 데이터를 분할하여 얻은 복수의 단면 영상 데이터 모두를 포함할 수 있다. 제1 단면 영상 데이터들의 각각은 행렬 형태로 배열된 복수의 복셀/픽셀로 구성될 수 있다. 선택적으로 제1 단면 영상 데이터들을, 예를 들어 0.1mm 이하의 작은 복셀 사이즈 기반으로 재구성할 수 있다.
단계(S330)에서는, 제1 단면 영상 데이터들의 각각에 대하여 특정 영상 패턴이 있는지 여부가 검사된다. 여기서, 특정 영상 패턴은 진단에 불필요한, 예를 들어 경추의 일부 또는 전부와 관련된 영상 패턴일 수 있다. 두부의 단면 영상 데이터에서 불필요한 부분이 표시된 영역은 대체로 특정되어 있으므로(예컨대, 새지털 단면 영상의 경우, 도 5에 C로 표시한 바와 같이 경추가 하단 중앙 부분에 표시됨), 일 실시예에서, 제1 단면 영상 데이터의 특정 부분을 대상으로 불필요한 부분과 관련된 영상 패턴이 있는지 여부를 검사할 수 있다. 특정 영상 패턴이 있는지 여부를 검사하는 것은 픽셀간의 컨트래스트(contrast) 또는 휘도 값 차이를 이용한 윤곽선 검출(edge detection) 등의 기법을 이용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
단계(S340)에서는, 제1 단면 영상 데이터들에서 특정 영상 패턴이 있는 적어도 하나의 제1 단면 영상 데이터를 제외시켜 제2 단면 영상 데이터들을 구성할 수 있다. 단계(S350)에서는 제2 단면 영상 데이터들을 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성한다. 일 실시예에서, 제2 단면 영상 데이터들 중에서 기준 단면(커러널 방향의 세펄로우 영상을 재구성하는 방식에 대한 일 실시예를 설명하기 위한 도 6의 610 참조)을 지정하고, 기준 단면의 각각의 픽셀 위치에 대하여, 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 정렬되어 있고 서로 대응하는 픽셀 위치에 있는, 제2 단면 영상 데이터들의 픽셀들을 중첩하여 해당 픽셀 위치에서의 픽셀값을 구하는 방식에 의해 세펄로우 영상을 형성할 수 있다(도 6 참조). 일 실시예에서, 제2 단면 영상 데이터들 중에서 기준 단면을 지정하고(커러널 방향의 세펄로우 영상을 재구성하는 방식에 대한 다른 실시예를 설명하기 위한 도 7의 710 참조), 기준 단면의 각각의 픽셀 위치에 대하여, 선정된 세펄로우 뷰 방향에 대해 방사상의 경로(radial path)를 따라 정렬되어 있는, 제2 단면 영상 데이터들의 픽셀들을 중첩하여 해당 픽셀 위치에서의 픽셀값을 구하는 방식에 의해 세펄로우 영상을 형성할 수도 있다(도 7 참조). 이와 같이 뷰 방향으로 방사상의 빔 경로를 따라 하나씩의 픽셀들을 선택하여 중첩하는 이유는, X선 빔의 방사상의 빔 경로를 고려하여 각 단면의 확대율이 반영되도록 하기 위함이다. 일 실시예에서, 방사상 경로를 따라 단면 영상 데이터들 각각의 픽셀을 선택하여 중첩하는 것은 복셀 매칭(voxel matching) 방식을 이용할 수 있다.
일 실시예에서, 단면 정보의 중첩은 뷰 방향에 따른 각 단면 영상 데이터에서의 해당 픽셀을 모두 합산(sum)하는 방식 또는 해당 픽셀들의 평균(average)을 취하는 방식을 통해 이루어질 수 있는데, 백그라운드(background)의 증가를 억제하기 위해 적용된 평균 방법은 병변(lesin)에 대한 시그널(signal)을 감소시키는 결과를 초래할 수 있으므로, 평균 영역 선택, 오브젝트(object)에 대한 가중치 부여(임계치 이상 값에 대한 가중치 부여) 등의 컨트래스트(contrast) 보상 방법을 적용할 수 있다.
선택적으로, 단계(S360)에서는 합성된 세펄로우 영상에 대해 추가의 영상 처리를 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 추가의 영상 처리는 컨트래스트 강조(contrast enhancement), 노이즈 제거(noise reduction), 영상 개선(image enhancement), 영상 복원(image restoration) 등의 잘 알려진 영상 처리 기법들 중 적어도 하나를 기반으로 하는 것이 가능하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명에 따른 세펄로우 영상 형성 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 세펄로우 영상 형성 방법의 제2 실시예는 촬영 대상(S)을 CT 촬영하여 촬영 대상(S)에 대한 3차원 영상 데이터를 형성하는 단계(S810)로부터 시작된다. 이 단계는 제1 실시예의 경우와 동일 유사한 절차를 통해 수행될 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
단계(S820)에서는, 3차원 영상 데이터로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 복수의 단면 영상 데이터를 준비한다. 여기서, 복수의 단면 영상 데이터는 제1 실시예의 경우와 동일 유사한 절차를 통해 준비될 수 있다. 다만, 본 실시예의 경우, 준비된 복수의 단면 영상 데이터 각각에 '1번 단면 영상 데이터,' '2번 단면 영상 데이터'와 같이 영상 인덱스를 연관시킨다. 단면 영상 데이터들의 각각은 행렬 형태로 배열된 복수의 픽셀로 구성될 수 있다.
단계(S830)에서는, 복수의 단면 영상 데이터의 각각에 대하여 특정 영상 패턴이 있는지 여부가 검사된다. 단계(S830)과 관련된 구체적인 절차는 제1 실시예의 경우와 동일 유사하다. 단계(S840)에서는, 복수의 단면 영상 데이터 각각에서 특정 영상 패턴이 있는 것으로 판단된 경우, 해당 단면 영상 데이터와 연관된 영상 인덱스를 저장한다. 이는 세펄로우 영성 형성시 해당 단면 영상 데이터를 제외시키고 나머지 단면 영상 데이터들의 중첩에 의한 재구성을 수행하기 위해 해당 단면 영상 데이터를 기억해 두기 위함이다. 단계(S850)에서는 복수의 단면 영상 데이터에서 단계(S840)에서 저장된 영상 인덱스와 연관된 단면 영상 데이터를 제외시키고 남은 나머지 단면 영상 데이터들을 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성한다. 예컨대, 경추 부분을 나타내는 영상 패턴은, 3차원 영상 데이터를 새지털 방향에 수직인 단면 영상 데이터들로 분할한 경우 대략 중간 위치의 단면 영상 데이터들에 집중되어 나타날 수 있고, 3차원 영상 데이터를 커러널 방향에 수직인 단면 영상 데이터들로 분할한 경우 대략 중간 보다 약간 뒤에 있는 단면 영상 데이터들에 집중되어 나타날 수 있으므로, 이러한 단면 영상 데이터들을 세펄로우 영상 재구성에 활용하지 않음으로써 경추 부분이 제거된 세펄로우 영상을 형성하는 것이 가능해진다. 단면 영상 데이터들을 이용하여 세펄로우 영상을 형성하는 절차는 실시예 1과 동일 유사하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 선택적으로, 단계(S860)에서는 제1 실시예에서와 같이 합성된 세펄로우 영상에 대해 추가의 영상 처리를 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 세펄로우 영상 형성 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 세펄로우 영상 형성 방법의 제3 실시예는 촬영 대상(S)을 CT 촬영하여 촬영 대상(S)에 대한 3차원 영상 데이터를 재구성하는 단계(S910)로부터 시작된다. 이 단계는 제1 및 제2 실시예의 경우와 동일 유사한 절차를 통해 수행될 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
단계(S920)에서는, 3차원 영상 데이터로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 복수의 단면 영상 데이터를 준비한다. 여기서, 복수의 단면 영상 데이터는 제1 및 제2 실시예의 경우와 동일 유사한 절차를 통해 준비될 수 있다. 단면 영상 데이터들의 각각은 행렬 형태로 배열된 복수의 픽셀로 구성될 수 있다.
단계(S930)에서는, 복수의 단면 영상 데이터의 각각에 대하여 특정 영상 패턴이 있는지 여부가 검사된다. 단계(S930)과 관련된 구체적인 절차는 제1 및 제2 실시예의 경우와 동일 유사하다. 단계(S940)에서는, 복수의 단면 영상 데이터의 각각에서, 예컨대 경추의 일부 또는 전부와 관련된 영상 패턴과 같은 특정 영상 패턴이 있는 것으로 판단된 경우, 해당 단면 영상 데이터에서 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키기 위한 영상 처리 절차가 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 영상 처리 절차는 경추 부분을 나타내는 적어도 하나의 픽셀의 픽셀 값을 조정하는 동작을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 경추 부분을 나타내는 픽셀들의 비교적 높은 휘도 값을 경추가 아닌 부분의 픽셀 휘도 값, 예컨대 상대적으로 낮은 휘도 값으로 조정함으로써 경추 부분의 영상 효과를 줄이거나 없앨 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 절차가 전술한 동작 또는 기법들에 제한되는 것이 아님에 유의하여야 한다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 절차는 컨트래스트 강조(contrast enhancement), 노이즈 제거(noise reduction), 영상 개선(image enhancement), 영상 복원(image restoration) 등의 잘 알려진 영상 처리 기법들 중의 적어도 하나를 기반으로 하는 것도 가능하다.
단계(S950)에서는 단계(S940)에서 영상 처리가 이루어진 적어도 하나의 단면 영상 데이터를 포함하는 복수의 단면 영상 데이터를 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성한다. 단면 영상 데이터들을 이용하여 세펄로우 영상을 형성하는 절차는 제1 실시예와 동일 유사하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 선택적으로, 단계(S960)에서는 제1 실시예에서와 같이 합성된 세펄로우 영상에 대해 추가의 영상 처리를 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 세펄로우 영상 형성 방법의 제4 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 세펄로우 영상 형성 방법의 제4 실시예는 촬영 대상(S)을 CT 촬영하여 촬영 대상(S)에 대한 3차원 영상 데이터를 형성하는 단계(S1010)로부터 시작된다. 이 단계는 제1 내지 제3 실시예의 경우와 동일 유사한 절차를 통해 수행될 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다.
단계(S1020)에서는, 3차원 영상 데이터로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 복수의 단면 영상 데이터를 준비한다. 여기서, 복수의 단면 영상 데이터는 제1 내지 제3 실시예의 경우와 동일 유사한 절차를 통해 준비될 수 있다. 본 실시예의 경우도, 준비된 복수의 단면 영상 데이터 각각에 '1번 단면 영상 데이터,' '2번 단면 영상 데이터'와 같이 영상 인덱스를 연관시킨다.
단계(S1030)에서는, 복수의 단면 영상 데이터의 각각에 대하여, 예컨대 경추의 일부 또는 전부와 관련된 영상 패턴과 같은 특정 영상 패턴이 있는지 여부가 검사된다. 단계(S1030)과 관련된 구체적인 절차는 제1 내지 제3 실시예의 경우와 동일 유사하다. 단계(S1040)에서는, 복수의 단면 영상 데이터의 각각에 특정 영상 패턴이 있는 것으로 판단된 경우, 해당 단면 영상 데이터에서 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키기 위한 영상 처리 절차가 수행될 수 있다. 영상 처리를 수행하는 방식은 제3 실시예와 관련하여 상술한 바 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다. 단계(S1040)에서는, 해당 단면 영상 데이터에 있는 특정 영상 패턴이 해당 단면 영상 데이터에서 차지하는 비율을 계산하여 그 비율이 선정된 임계값 이상일 경우, 해당 단면 영상 데이터에 대해 영상 처리를 수행하는 대신에 해당 단면 영상 데이터와 연관된 영상 인덱스를 저장할 수 있다. 그 이유는, 해당 단면 영상 데이터에 대해 영상 처리를 수행하여 특정 영상 패턴의 영상 효과를 줄인 채로 해당 단면 영상 데이터를 재구성에 이용하는 것 보다 단면 정보를 어느 정도 희생시키더라도 영상 재구성시 해당 단면 영상 데이터를 제외시키는 편이 진단에 합목적적인 세펄로우 영상을 형성할 수 있다는 점에서이다.
단계(S1050)에서는 단계(S1040)에서 저장된 적어도 하나의 영상 인덱스와 연관된 적어도 하나의 단면 영상 데이터를 복수의 단면 영상 데이터에서 제외시키고 남은 나머지 단면 영상 데이터들 - 나머지 단면 영상 데이터들에는 물론 단계(S1040)에서 영상 처리가 이루어진 적어도 하나의 단면 영상 데이터가 포함되어 있음 - 을 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성한다. 단면 영상 데이터들을 이용하여 세펄로우 영상을 형성하는 절차는 전술한 실시예들과 동일 유사하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 선택적으로, 단계(S1060)에서는 제1 실시예에서와 같이 합성된 세펄로우 영상에 대해 추가의 영상 처리를 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 세펄로우 영상 형성 방법의 제5 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 세펄로우 영상 형성 방법의 제5 실시예는 촬영 대상(S)을 CT 촬영하여 촬영 대상(S)에 대한 3차원 영상 데이터를 형성하는 단계(S1110)로부터 시작된다. 이 단계는 전술한 실시예의 경우와 동일 유사한 절차를 통해 수행될 수 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다. 단계(S1120)에서는, 3차원 영상 데이터로부터 분할된, 선정된 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 복수의 단면 영상 데이터를 준비한다. 여기서, 복수의 단면 영상 데이터는 전술한 실시예의 경우와 동일 유사한 절차를 통해 준비될 수 있다.
단계(S1130)에서는, 복수의 단면 영상 데이터의 각각에 대하여 해당 단면 영상 데이터의 선정된 영역에 있는 적어도 하나의 픽셀의 휘도 값을 조정할 수 있다. 여기서, 선정된 영역은 사용자에 의해 지정되도록 하거나 디폴트(default)로 지정해 둘 수 있다. 일 실시예에서, 해당 단면 영상 데이터의 선정된 영역에 있는 적어도 하나의 픽셀의 휘도 값은, 선정된 영역에 인접하는 영역에 있는 적어도 하나의 다른 픽셀의 휘도 값에 근거하여 산출된 휘도 값으로 바꿀 수 있다. 일 실시예에서, 해당 단면 영상 데이터의 선정된 영역에 있는 적어도 하나의 픽셀의 휘도 값을 상대적으로 낮은 휘도 값으로 바꿀 수도 있다. 일 실시예에서, 해당 단면 영상 데이터의 선정된 영역에 있는 적어도 하나의 픽셀에 대해 쓰레스홀딩(thresholding) 기법을 적용하여 선정된 임계값을 초과하는 휘도 값을 갖는 픽셀들의 휘도 값들을 선정된 임계값으로 바꾸는 처리를 수행할 수도 있다.
단계(S1140)에서는 단계(S1130)에서 일괄적으로 영상 처리가 이루어진 복수의 단면 영상 데이터를 선정된 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성한다. 단면 영상 데이터들을 이용하여 세펄로우 영상을 형성하는 절차는 전술한 실시예들과 동일 유사하므로 그 상세한 설명은 생략한다. 선택적으로, 단계(S1150)에서는 제1 실시예에서와 같이 합성된 세펄로우 영상에 대해 추가의 영상 처리를 수행할 수 있다.
상술한 제1 및 제2 실시예에 따르면, 불필요한 영역이 실질적으로 제거된 2차원 세펄로우 영상을 형성하는 것이 가능하다. 제3 실시예의 경우는, 불필요한 영역의 영상 효과를 완화시키면서 동시에 단면 영상의 디테일을 보존할 수 있다는 장점이 있다. 제4 실시예의 경우는, 불필요한 영역의 영상 효과를 줄이고자 하는 목표와 단면 영상의 디테일을 유지하고자 하는 목표를 조절 가능한 방식으로 서로 절충하여 사용자의 요구에 잘 부합하는 세펄로우 영상을 형성할 수 있다는 장점이 있다. 제5 실시예의 경우는, 각 단면 영상에서 영상 패턴을 검출하는 절차를 생략함으로써 각 단면 영상에 대해 일괄 영상 처리가 가능하므로 프로세싱 시간 면에서의 이득을 얻을 수 있는 장점이 있다.
이상으로 설명한 세펄로우 영상 형성 방법의 실시예들에 따르면, 3차원 영상 데이터를 재구성하고, 이의 단면 영상 데이터들 중 일부를 선택적으로 사용하거나 및/또는 일부가 변경된 모두를 사용하여 2차원 영상 재구성을 수행함으로써, 촬영 대상에 대한 3차원 CT 영상뿐만 아니라 의료 진단에 최적화된 고해상도 고품질의 2차원 세펄로우 영상이 제공될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 각각 종래의 방식에 따라 3차원 영상 데이터의 모든 단면 영상 데이터를 이용하여 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과((a))와 본 발명의 세펄로우 영상 형성 방법의 일 실시예에 따라 단면 영상 데이터를 선택적으로 이용하여 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과((b))를 나타내는 사진들이다. 도 13a 및 도 13b도 마찬가지로 각각 종래의 방식에 따라 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과((a))와 본 발명의 세펄로우 영상 형성 방법의 일 실시예에 따라 커러널 방향의 세펄로우 영상을 형성한 결과((b))를 나타내는 사진들이다. 이들 사진 모두는 후속 영상 처리 전의 영상에 대한 사진들이다. 도면으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 세펄로우 영상 형성 방법의 일 실시예에 따라 형성된 세펄로우 영상의 사진들이 종래의 방식에 의한 그것들보다 관심 영역인 치아 부분의 영역에서 더 선명한 화질을 제공한다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예들에 한정되지 아니하며, 상술한 실시예들은 첨부하는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이고, 이러한 변형 실시예들이 본 발명의 기술적 사상이나 범위와 별개로 이해되어져서는 아니 될 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 오직 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100: 세펄로우 영상 형성 장치
110: CT 촬영장치
112: X선 소스
114: X선 검출기
120: 제어부
130: 입출력부
210: 3차원 영상 데이터 형성부
220: 단면 선택부
230: 영상 처리부
240: 세펄로우 영상 형성부
250: 저장부
S: 촬영 대상
110: CT 촬영장치
112: X선 소스
114: X선 검출기
120: 제어부
130: 입출력부
210: 3차원 영상 데이터 형성부
220: 단면 선택부
230: 영상 처리부
240: 세펄로우 영상 형성부
250: 저장부
S: 촬영 대상
Claims (14)
- 세펄로우(Cephalo) 영상을 형성하는 방법으로서,
3차원 영상 데이터로부터 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 복수의 제1 단면 영상 데이터를 준비하는 단계,
상기 제1 단면 영상 데이터들 각각에 대하여 특정 영상 패턴이 있는지 여부를 검사하는 단계,
상기 특정 영상 패턴이 있는 것으로 판단된 경우, 해당 단면 영상 데이터에서 상기 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키거나 해당 단면 영상 데이터를 제외시킨 제2 단면 영상 데이터를 준비하는 단계, 및
상기 제2 단면 영상 데이터를 상기 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 제2 단면 영상 데이터를 준비하는 단계는
상기 특정 영상 패턴이 해당 단면 영상 데이터에서 차지하는 비율을 계산하는 단계,
상기 비율이 선정된 임계값 이상인지를 조사하는 단계, 및
상기 비율이 상기 선정된 임계값 이상인 경우 상기 특정 영상 패턴이 있는 것으로 판단하는 단계를 포함하는, 세펄로우 영상 형성 방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 단면 영상 데이터를 준비하는 단계는
상기 3차원 영상 데이터를 상기 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 2차원 단면 영상 데이터들로 분할하는 단계, 및
상기 2차원 단면 영상 데이터들에 대해 특징기반 단면 검출(feature based layer detection) 알고리즘을 적용하여 진단에 유의미한 단면 영상 데이터들을 선택하여 상기 복수의 제1 단면 영상 데이터를 구성하는 단계를 포함하는, 세펄로우 영상 형성 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 특정 영상 패턴이 있는지 여부를 검사하는 단계는, 윤곽선 검출(edge detection) 기법을 이용하여 상기 특정 영상 패턴을 검출하는 단계를 포함하는, 세펄로우 영상 형성 방법. - 제1항에 있어서,
상기 세펄로우 영상을 형성하는 단계는, 상기 세펄로우 뷰 방향에 평행으로 상기 제2 단면 영상 데이터를 중첩하는 단계를 포함하는, 세펄로우 영상 형성 방법. - 제1항에 있어서,
상기 세펄로우 영상을 형성하는 단계는, 상기 세펄로우 뷰 방향을 기준으로 한 방사상의 경로(radial path)를 따라 상기 제2 단면 영상 데이터를 중첩하는 단계를 포함하는, 세펄로우 영상 형성 방법. - 제1항에 있어서,
상기 특정 영상 패턴은 경추(cervical vertebrae)의 일부 또는 전부와 관련된 영상 패턴인, 세펄로우 영상 형성 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 단면 영상 데이터를 준비하는 단계는, 상기 특정 영상 패턴과 관련된 픽셀의 픽셀 값을 조정하여 상기 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키는 단계를 포함하는, 세펄로우 영상 형성 방법. - 세펄로우(Cephalo) 영상을 형성하기 위한 장치로서,
3차원 영상 데이터를 세펄로우 뷰(cephalo view) 방향에 수직인 단면 영상 데이터들로 분할하여 제1 단면 영상 데이터를 구성하는 단면 영상 데이터 선택부,
상기 제1 단면 영상 데이터 각각에 대해 특정 영상 패턴을 검출하고, 상기 특정 영상 패턴이 검출된 단면 영상 데이터에서 상기 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키거나 상기 특정 영상 패턴이 검출된 단면 영상 데이터를 제외시켜 제2 단면 영상 데이터들을 구성하는 영상 처리부, 및
상기 제2 단면 영상 데이터들을 상기 세펄로우 뷰 방향으로 중첩시켜 세펄로우 영상을 형성하는 세펄로우 영상 형성부를 포함하고,
상기 영상 처리부는, 상기 특정 영상 패턴이 차지하는 비율이 임계값 이상인 경우 상기 단면 영상 데이터에서 상기 특정 영상 패턴의 영상 효과를 감소시키거나 상기 단면 영상 데이터를 제외시키는, 세펄로우 영상 형성 장치. - 제9항에 있어서,
상기 단면 영상 선택부는, 상기 단면 영상 데이터로부터 진단에 유의미한 단면 영상 데이터를 선택하여 상기 제1 단면 영상 데이터를 구성하는, 세펄로우 영상 형성 장치. - 삭제
- 제9항에 있어서,
상기 세펄로우 영상 형성부는, 상기 세펄로우 뷰 방향에 평행으로 상기 제2 단면 영상 데이터를 중첩하거나 상기 세펄로우 뷰 방향을 기준으로 한 방사상의 경로(radial path)를 따라 상기 제 2 단면 영상 데이터를 중첩하여 상기 세펄로우 영상을 형성하는, 세펄로우 영상 형성 장치. - 제9항에 있어서,
상기 특정 영상 패턴은 경추의 일부 또는 전부인, 세펄로우 영상 형성 장치. - 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150167443A KR101751758B1 (ko) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 의료 영상 형성 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150167443A KR101751758B1 (ko) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 의료 영상 형성 장치 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170062062A KR20170062062A (ko) | 2017-06-07 |
| KR101751758B1 true KR101751758B1 (ko) | 2017-06-29 |
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ID=59223762
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| KR1020150167443A KR101751758B1 (ko) | 2015-11-27 | 2015-11-27 | 의료 영상 형성 장치 및 방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002028285A1 (fr) * | 2000-10-04 | 2002-04-11 | Nihon University | Procede d'affichage d'images medicales par tomodensitometrie (tdm) a rayons x, dispositif d'affichage, dispositif medical par tdm a rayons x et programme d'enregistrement de support d'enregistrement mettant en oeuvre ce procede d'affichage |
-
2015
- 2015-11-27 KR KR1020150167443A patent/KR101751758B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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| WO2002028285A1 (fr) * | 2000-10-04 | 2002-04-11 | Nihon University | Procede d'affichage d'images medicales par tomodensitometrie (tdm) a rayons x, dispositif d'affichage, dispositif medical par tdm a rayons x et programme d'enregistrement de support d'enregistrement mettant en oeuvre ce procede d'affichage |
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