KR101759842B1 - 상이한 에너지 대역에서 촬영된 영상들을 이용하여 조직의 유형을 판별하기 위한 시스템 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예로써 개시된 환자에 대하여 관전압(tube voltage)이 상이한 에너지 대역에서 촬영된 CT 영상들을 이용하여 환자의 조직의 유형을 판별하기 위한 시스템은, 제 1 에너지 대역으로 환자에 대한 제 1 영상을 획득하고, 제 2 에너지 대역으로 환자에 대한 제 2 영상을 획득하기 위한 영상 수신부, 제 1 영상과 제 2 영상 각각에서의 검사 영역에 대한 엑스선 강도(density) 값을 추정하고, 추정된 엑스선 강도 값에 기초하여 저관전압 대비 고관전압 비율(LHR)을 추정하며, 추정된 비율에 따라 검사 영역의 조직 유형을 판별하는 분석 및 진단 보조 정보 제공부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 상이한 에너지 대역에서 촬영된 영상(예컨대, CT 영상)들을 이용하여 조직의 유형을 판별하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환자에 대하여 관전압(tube voltage)이 상이한 에너지 대역에서 촬영된 두 영상들에서 엑스선 강도(density) 값을 추정하고, 추정된 엑스선 강도 값에 기초하여 저관전압 대비 고관전압 비율(low- to high-tube voltage ratio, LHR)을 추정하여 검사 영역의 조직 유형을 판별하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 간 조직은 두 가지의 혈관에 의해 산소와 영양을 공급받는데 하나는 소장 및 대장 등을 돌아나오는 문맥(portal vein) 혈관이며, 다른 하나는 대동맥에서 직접 나오는 간동맥(hepatic artery)이다. 정상 간 조직은 주로 문맥에서, 종양 조직은 주로 간동맥에서 혈액을 공급받게 된다.
경도자동맥화학색전술(transcatheter arterial chemoembolization, TACE)은 간종양 치료에 가장 많이 시행되는 비수술적 시술 중 하나로, 간동맥 내로 도관을 삽입하여 간종양에 항암제와 리피오돌(Lipiodol)이라는 유용성 조영제를 혼합하여 투여한 후, 색전을 시행하여 종양혈류의 공급을 막는 시술이다. 또는 색전을 시행하지 않고 항암제만 직접 투여하는 경우도 있다. 이러한 TACE 시술을 통해 환자의 정상 간 조직은 크게 손상시키지 않으면서 종양만을 선택적으로 괴사시킬 수 있다. TACE 시술은 암의 진행 정도에 대해서는 크게 제한이 없기 때문에 적용 범위가 넓고, 심한 황달 또는 복수가 나타나지 않으면 시술이 가능하다. TACE 시술은 다른 치료법에 비해 치료 대상의 제한이 적고 장점이 많기 때문에 지금까지 간암 치료율 향상에 기여하고 있는 방법으로 알려져 있다. 다만, 이 시술은 종양이 자주 재발하여 여러 번 치료를 해야 하는 문제점이 있다.
종래 간세포암종(hepatocellular carcinoma, HCC)으로 TACE 시술을 받은 환자를 포함한 암환자의 잔류종양 또는 재발종양을 검출하는 방법으로, 주로 간 전산화단층촬영(computed tomography, CT) 영상(조영증강 전 영상 및 조영증강 후 동맥기(arterial phase), 문맥기(portal phase), 평형기(equilibrium phase)의 영상을 비교하여 잔류종양 또는 재발종양을 검출하는 방법을 사용하였다. 예를 들어, 조영증강 전 영상과 조영증강 후 각 시기별 영상(동맥기, 문맥기, 평형기 영상)을 비교하여, 관심부위(region of interest, ROI) 내에서 동맥기의 조영증강 후 문맥기 또는 평형기의 워시 아웃(wash-out)되는 영역을 잔류종양 또는 재발종양 영역으로 검출할 수 있다.
이러한 종래 검출 방법은, 환자의 호흡으로 인해 의심 부위를 시기별로 정확하게 같은 관심부위에서 비교하기 어려우며, 의심 부위 내에서도 관심부위 이외의 영역은 진단이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명은 복수의 에너지 대역에서 촬영된 의료영상을 이용하여 정확하고 편리하게 암을 초진단할 수 있을 뿐만 아니라 시술 후 잔류종양, 재발종양 등을 진단할 수 있는 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 환자에 대하여 상이한 에너지 대역에서 촬영된 영상들을 이용하여 환자의 조직의 유형을 판별하기 위한 시스템은, 제 1 에너지 대역으로 환자에 대한 제 1 영상을 획득하고, 제 2 에너지 대역으로 환자에 대한 제 2 영상을 획득하기 위한 영상 수신부, 제 1 영상과 제 2 영상 각각에서의 검사 영역에 대한 엑스선 강도 값을 추정하고, 추정된 엑스선 강도 값에 기초하여 저관전압 대비 고관전압 비율(LHR)을 추정하며, 추정된 비율에 따라 검사 영역의 조직 유형을 판별하는 분석 및 진단 보조 정보 제공부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 에너지 대역은 저관전압(low-tube voltage) 대역이고, 제 2 에너지 대역은 고관전압(high-tube voltage) 대역일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검사 영역은 생존 종양 영역(viable tumor portion, VTP), 괴사 종양 영역(necrotic tumor portion, NTP), 리피오돌 유지 종양 영역(Lipiodol-retaining tumor portion, LTP), 정상 영역, 혈관 영역 중 적어도 둘 이상이고, 조직 유형에는, 생존 종양, 괴사 종양, 리피오돌 유지 종양, 정상 조직 또는 혈관이 포함되며, 엑스선 강도 값은 하운스필드값(Hounsfield unit, HU)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 강도 값은 제 1 영상과 제 2 영상에 상응하게 포함된 검사 영역들에 대하여 구분되어 각각 추정되고, 둘 이상의 검사 영역들에 대하여 각각 획득된 저관전압 대비 고관전압 비율(LHR)의 분포도에 따라 검사 영역의 조직 유형이 판별될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 환자에 대하여 상이한 에너지 대역에서 촬영된 영상들을 이용하여 환자의 조직의 유형을 판별하기 위한 방법은, 제 1 에너지 대역으로 환자에 대한 제 1 영상을 획득하고, 제 2 에너지 대역으로 환자에 대한 제 2 영상을 획득하는 단계, 제 1 영상 및 제 2 영상 각각에서의 검사 영역에 대한 엑스선 강도(intensity) 값을 추정하는 단계, 추정된 엑스선 강도 값에 기초하여 저관전압 대비 고관전압 비율(LHR)을 추정하는 단계 및 추정된 비율에 따라 검사 영역의 조직 유형을 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 에너지 대역은 저관전압(low-tube voltage) 대역이고, 제 2 에너지 대역은 고관전압(high-tube voltage) 대역일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 검사 영역은 생존 종양 영역(viable tumor portion, VTP), 괴사 종양 영역(necrotic tumor portion, NTP), 리피오돌 유지 종양 영역(Lipiodol-retaining tumor portion, LTP), 정상 영역, 혈관 영역 중 적어도 둘 이상이고, 조직 유형에는, 생존 종양, 괴사 종양, 리피오돌 유지 종양, 정상 조직 또는 혈관이 포함되며, 엑스선 강도 값은 하운스필드(Hounsfield, HU) 값일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엑스선 강도 값은 제 1 영상과 제 2 영상에 상응하게 포함된 검사 영역들에 대하여 구분되어 각각 추정되고, 둘 이상의 검사 영역들에 대하여 각각 획득된 저관전압 대비 고관전압 비율(LHR)의 분포도에 따라 검사 영역의 조직 유형이 판별될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 의료영상을 이용한 진단 보조 정보 제공 방법 및 시스템은 정확하고 편리하게 암을 초진단할 수 있을 뿐만 아니라 시술 후 잔류종양, 재발종양 등을 진단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조직 유형 판별 방법을 나타내는 흐름도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조직 유형 판별 방법에 있어서, 생존 종양(viable tumor) 영역을 포함하는 간 영상에서 영역별 LHR을 산출한 결과를 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조직 유형 판별 방법에 있어서, 괴사 종양(necrotic tumor) 영역을 포함하는 간 영상에서 영역별 LHR을 산출한 결과를 나타내는 도면
도 4는 영역별 계산된 LHR의 분포를 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 병원정보 시스템의 구성을 나타내는 구성도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 보조 진단 시스템의 구성을 나타내는 구성도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 보조 정보 제공 방법을 나타내는 흐름도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조직 유형 판별 방법에 있어서, 생존 종양(viable tumor) 영역을 포함하는 간 영상에서 영역별 LHR을 산출한 결과를 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조직 유형 판별 방법에 있어서, 괴사 종양(necrotic tumor) 영역을 포함하는 간 영상에서 영역별 LHR을 산출한 결과를 나타내는 도면
도 4는 영역별 계산된 LHR의 분포를 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 병원정보 시스템의 구성을 나타내는 구성도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 보조 진단 시스템의 구성을 나타내는 구성도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 보조 정보 제공 방법을 나타내는 흐름도
이하, 본 발명에 따른 의료영상을 이용한 진단 보조 정보 제공 방법 및 시스템을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조직 유형 판별 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 환자에 대하여 상이한 에너지 대역에서 촬영된 영상들을 이용하여 환자의 조직의 유형을 판별하기 위한 방법은, 제 1 에너지 대역으로 환자에 대한 제 1 영상을 획득하고, 제 2 에너지 대역으로 환자에 대한 제 2 영상을 획득하는 단계, 제 1 영상 및 제 2 영상 각각에서의 검사 영역에 대한 엑스선 강도 값을 추정하는 단계, 추정된 엑스선 강도 값에 기초하여 저관전압 대비 고관전압 비율(LHR)을 추정하는 단계 및 추정된 비율에 따라 검사 영역의 조직 유형을 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, TACE를 환자에게 시술한 후, 의료기관에서는 치료 경과를 확인하기 위해 시술 환자의 간 의료영상을 촬영한다. 예를 들어, 의료기관에서는 간 CT 영상을 촬영할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 암진단 방법은 복수의 에너지 대역에서 촬영된 의료영상을 이용하여 암을 진단하므로, 복수의 에너지 대역에서 촬영할 수 있는 의료영상 장치를 이용하여 환자를 촬영한다(단계 S110). 예를 들어, 본 발명은 이중 에너지 CT(dual energy CT, DECT) 촬영 장치를 통해 환자의 저관전압 CT(low tube voltage CT) 영상과 고관전압 CT(high tube voltage CT) 영상을 촬영하고 이를 암진단에 사용할 수 있다. 예를 들어, 저관전압 CT 영상은 75~85kVP 대역에서 촬영될 수 있고, 고관전압 CT 영상은 135~145kVP 대역에서 촬영될 수 있다. 해당 에너지 대역은 일 예이며, 각각 다른 수치의 에너지 대역에서 촬영될 수도 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해. 복수의 에너지 대역에서 촬영할 수 있는 의료영상 장치로 이중 에너지 CT 촬영 장치를 사용하고, 80kVP 대역에서 촬영된 저관전압 CT 영상과 140kVP 대역에서 촬영된 고관전압 CT 영상을 사용하여 암을 진단하는 과정을 설명하기로 한다.
의료 영상이 촬영되면, 촬영된 의료 영상에서 HU 값을 추정(산출)한다(단계 S120). 이중 에너지 CT 영상의 경우 저관전압 CT 영상과 고관전압 CT 영상에서 각각 HU 값을 산출할 수 있다. 일 실시예에 있어서, HU 값은 영역별로 분할되어 산출될 수 있으며, 예를 들어, 종양 의심 영역마다 분할되어 산출될 수 있다.
HU는 방사선의 흡수 정도를 상대적인 값으로 표현한 것으로, 물은 0, 뼈는 1000, 공기는 -1000으로 값을 설정하고, 설정된 기준에 따른 조직에서의 방사선 흡수 정도를 상대적인 값으로 표현한 것이다. HU는 CT 계수(CT number)라고도 한다.
의료 영상에서 HU 값이 산출되면, 저관전압 CT 영상과 고관전압 CT 영상에서 대응되는 영역의 HU 값을 비교하여 저관전압 대비 고관전압(low- to high-tube voltage ratio, LHR) 값을 산출 한다(단계 S130). LHR 값은 하기[수학식 1]과 같이, 저관전압 CT 영상의 HU 값 대비 고관전압 CT 영상의 HU 값의 비율로 산출될 수 있다.
산출된 LHR 값은 종양을 진단하는 데 사용될 수 있다(단계 S140). 예를 들어, TACE 시술 후에도 남아있는 잔류종양, 재발종양 등의 생존 종양 영역(viable tumor portion, VTP), 시술로 인해 괴사한 괴사 종양 영역(necrotic tumor portion, NTP), 리피오돌이 배출되지 않고 유지되고 있는 리피오돌 유지 종양 영역(Lipiodol-retaining tumor portion, LTP)을 산출된 LHR 값을 이용하여 식별하고 진단할 수 있다. 또한, 산출된 LHR 값을 이용하면 종양 영역뿐만 아니라 정상 영역, 예를 들어, 간(liver), 대동맥(aorta) 영역 등을 식별할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조직 유형 판별 방법에 있어서, VTP를 포함하는 간 CT 영상에서 영역별 LHR을 산출한 결과를 나타내는 도면이고, 도 3은 NTP를 포함하는 간 CT 영상에서 영역별 LHR을 산출한 결과를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 저관전압 CT 영상과 고관전압 CT 영상에서 대응되는 영역의 HU 값을 산출한 후, 이를 비교하여 LHR 값을 산출하면 각 영역마다 LHR 값이 차이가 있음을 확인할 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 VTP 영역의 LHR값은 1.67로 LTP 영역(2.51, 2.76), 대동맥 영역(2.37), 정상 간 영역(1.33)의 LHR 값과 차이가 있음을 확인할 수 있다. 마찬가지로 도 3에서 NTP 영역의 LHR 값은 1.17로 LTP 영역(1.67, 2.84), 대동맥 영역(2.49), 정상 간 영역(1.29)의 LHR 값과 차이가 있음을 확인할 수 있다.
상기와 같은 방법의 유용성을 보다 명확히 확인하기 위해 하기와 같은 검증 작업을 진행하였다.
검증 작업에는 TACE 시술을 받은 간세포암종 환자를 대상으로 이중 에너지 CT 영상을 촬영하고 최소 6개월 이상 추적검사를 하여 재발종양의 유무가 확인된 30명의 환자의 데이터가 사용되었다. 또한, 검증의 용이를 위해 검증 작업에는 동맥기의 이중 에너지 CT 영상이 사용되었으나, 본 발명의 암진단 방법은 동맥기 외 다른 phase(예를 들어, 문맥기, 평형기 등)의 영상에도 적용될 수 있다.
이들 환자의 이중 에너지 CT 영상에서 19개의 VTP, 14개의 NTP, 22개의 LTP, 30개의 정상 간 실질, 30개의 대동맥 영역에 대해 HU값을 측정하였으며, 측정된 결과 값은 하기 표 1에 기재된 바와 같다.
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표 1을 참조하면, 검증에 사용된 VTP의 경우 측정된 HU 값이 저관전압 CT 영상에서는 199.57을 기준으로 ±54.93으로 분포되어 있으며, 고관전압 CT 영상에서는 99.07을 기준으로 ±18.03으로 분포되어 있음을 확인할 수 있다.
도 4는 영역별 계산된 LHR의 분포를 나타내는 도면이다.
표 1의 HU 값을 기준으로 각 영역의 LHR을 계산하면, 산출된 LHR 값은 도 4와 같은 분포를 가지는 것으로 확인되었다. 도 4를 참조하면, 대동맥은 약 2.5, 정상 간은 1.2~1.4(약 1.3), LTP는 2.2~3.1(약 2.7), VTP는 1.54~2.4(약 2.0), NTP는 0.75~1.41(약 1.2)을 기준으로 LHR 값이 분포되어 있음을 확인할 수 있다. 통계분석에서 LHR 값은 도 4에 도시된 바와 같이 대동맥과 LTP 영역 간에만 유의미한 차이가 없고, 모든 영역 간에 통계적으로 유의미한 차이를 보이는 것으로 확인되었다.(P < 0.001)
특히 VTP와 NTP의 경우, VTP의 최저 LHR 값은 1.54로 NTP의 최고 LHR값은 1.41로 산출되었으므로, 1.41~1.54 사이(약 1.5) LHR값을 기준으로 VTP 영역과 NTP 영역이 명확하게 나뉘어 식별될 수 있음을 확인할 수 있다.
이상의 검증 작업에서 확인한 바와 같이, 각 영역은 산출된 LHR 값을 기준으로 식별될 수 있음을 확인할 수 있다. 일 실시예에서, LHR 값과 함께 해당 영역의 HU 값을 보조적으로 사용하여 각 영역의 종류를 식별할 수도 있다.
상기에서는 설명의 편의를 위해 TACE 시술을 받은 환자의 이중 에너지 CT 영상을 기준으로 설명 하였으나, 상기와 같은 방법은 복수의 에너지 대역에서 촬영된 의료영상을 이용하는 경우라면 모두 적용될 수 있다. 또한, 상기와 같은 방법은 시술여부에 관계없이 의료영상 촬영장치를 통해 복수의 에너지 대역으로 촬영된 의료영상에 적용 가능하므로, 최초로 암을 진단하는 경우 즉, 암을 초진단하는 경우에도 적용될 수 있다.
상기와 같은 진단 방법을 컴퓨터 보조 진단(computer aided diagnosis, CAD) 시스템에 적용하면, 컴퓨터 보조 진단 시스템은 의료진이 보다 정확한 진단을 할 수 있도록 진단 보조 정보를 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 병원정보 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 5를 참조하면, 병원정보 시스템은 클라이언트 단말기(510), 네트워크(520), 의료정보 시스템(530)을 포함한다.
클라이언트 단말기(510)는 사용자의 제어 하에 의료정보 시스템(530)에 접속하여, 의료정보 시스템(530)에 정보를 요청하거나 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 클라이언트 단말기(510)는 의료정보 시스템(530)이 제공하는 의료정보, 의료영상 또는 진단 보조 정보 등을 수신할 수 있고, 사용자가 입력한 환자 정보, 환자 진단 정보 등을 전송할 수도 있다. 따라서, 사용자는 클라이언트 단말기(510)를 통해 의료정보 시스템(530)에 저장된 환자 정보, 환자 의료영상, 진단 보조 정보 등을 확인할 수 있다.
클라이언트 단말기(510)에는 다양한 형태의 컴퓨팅 장치가 포함될 수 있다. 예를 들어, 클라이언트 단말기(510)는 의료기관 내 또는 의료기관 외부의 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터뿐만 아니라 테블릿 PC, 스마트 폰과 같은 모바일 단말기를 포함한다.
의료정보 시스템(530)은 처방전달 시스템(order communication system, OCS)(540), 전자의무기록 시스템(electronic medical record, EMR)(550), 임상의사결정지원 시스템(clinical decision support system, CDSS)(560), 의료영상저장전송 시스템(picture archiving communication system, PACS)(570) 및 의료영상 촬영장치(580)을 포함한다.
처방전달 시스템(540)은 각종 의학정보, 환자 진찰 정보, 환자 처방전 등과 같은 의료정보를 네트워크(120)를 통해 진료부서에 제공한다. 전자의무기록 시스템(550)은 의무기록을 데이터화하여 저장하고 관리하며 요청에 따라 의무기록을 제공한다. 임상의사결정지원 시스템(560)은 의료정보 시스템(530)에 저장된 의료정보 또는 의무기록을 기초로 의사의 의사결정 과정에 필요한 진단 보조 정보를 직접적 또는 간접적으로 제공한다. 임상의사결정지원 시스템에는 컴퓨터 보조 진단 시스템 등이 포함될 수 있다.
의료영상저장전송 시스템(570)은 의료영상을 저장하고 관리하며 요청에 따라 의료영상을 제공한다. 의료영상 촬영장치(580)에서 촬영된 환자 의료영상 또는 처방전달 시스템(540), 전자의무기록 시스템(550) 또는 클라이언트 단말기(510)를 통해 입력된 의료영상이 의료영상저장전송 시스템(570)에 저장될 수 있다. 의료영상 촬영장치(580)는 환자의 의료영상을 촬영하며, 방사선 촬영장치, 자기공명 촬영장치, 초음파 촬영장치 등 다양한 종류의 촬영장치가 포함될 수 있다.
이하에서는 본 발명이 병원정보 시스템에서 동작하는 방식을 자세히 설명하기로 한다.
복수의 에너지 대역에서 촬영할 수 있는 의료영상 촬영장치(580)로 환자를 촬영하면, 의료영상 촬영장치(580)는 촬영된 의료영상을 의료영상저장전송 시스템(570)에 전송하고, 의료영상저장전송 시스템(570)는 수신된 의료영상을 저장한다. 다른 실시예에서, 의료영상저장전송 시스템(570)은 다른 의료기관에서 촬영된 의료영상을 수신하여 저장할 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 이중 에너지 CT로 촬영된 의료영상을 기준으로 설명하기로 한다.
의료진은 의료영상저장전송 시스템(570)에 저장된 환자의 의료영상을 판독하여 환자를 진단할 수 있다. 클라이언트 단말기(510)는 의료진의 제어에 따라 의료정보 시스템(530)에 접속하여 의료영상저장전송 시스템(570)에 저장된 의료영상을 조회할 수 있다. 예를 들어, 클라이언트 단말기(510)는 의료진의 제어에 따라 전자의무기록 시스템(550)에 접속하고, 의료진으로부터 조회할 환자 식별정보가 입력되면, 환자 식별정보를 전자의무기록 시스템(550)에 전송하여 해당 환자의 의무기록과 의료영상저장전송 시스템(570)에 저장된 의료영상을 제공받는다.
의료진이 클라이언트 단말기(510)를 통해 의료영상저장전송 시스템(570)에 저장된 환자의 이중 에너지 CT 영상을 확인하고 해당 영상에 대한 진단 보조 정보를 요청하는 경우, 클라이언트 단말기(510)는 전자의무기록 시스템(550)에 해당 영상에 대한 진단 보조 정보를 요청한다. 일 실시예에서, 클라이언트 단말기(510)는 의료진으로부터 영상 내 관심부위(ROI)를 입력받고, 해당 관심부위에 대한 진단 보조 정보를 요청할 수 있다.
예를 들어, 환자의 간 이중 에너지 CT 영상을 통해 암을 진단하는 경우, 클라이언트 단말기(510)는 의료진의 제어에 따라 영상 내 영역의 LHR 값을 요청할 수 있다. 또는, 클라이언트 단말기(510)는 의료진의 제어에 따라 영상 내 영역의 진단 정보(LTP 영역, VTP 영역, NTP 영역, 정상 간 영역 및 동맥 영역 중 적어도 하나 이상을 진단한 정보)를 요청할 수도 있다.
진단 보조 정보 요청 신호가 수신되면 전자의무기록 시스템(550)은 임상의사결정지원 시스템(560)의 컴퓨터 보조 진단 시스템에 진단 보조 정보를 요청한다. 진단 보조 정보 요청 신호가 수신되면, 컴퓨터 보조 진단 시스템은 해당 이중 에너지 CT 영상을 분석하여 진단 보조 정보를 산출한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 보조 진단 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다. 도 6을 참조하면, 진단 보조 시스템은 영상 수신부(610), 영상 처리부(620) 및 분석 및 진단 보조 정보 제공부(630)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 환자에 대하여 상이한 에너지 대역에서 촬영된 영상들을 이용하여 환자의 조직의 유형을 판별하기 위한 시스템은, 제 1 에너지 대역으로 환자에 대한 제 1 영상을 획득하고, 제 2 에너지 대역으로 환자에 대한 제 2 영상을 획득하기 위한 영상 수신부(610), 제 1 영상과 제 2 영상 각각에서의 검사 영역에 대한 엑스선 강도 값을 추정하고, 추정된 엑스선 강도 값에 기초하여 저관전압 대비 고관전압(LHR) 비율을 추정하며, 추정된 비율에 따라 검사 영역의 조직 유형을 판별하는 분석 및 진단 보조 정보 제공부(630)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 수신부(610)는 진단 보조 정보가 요청된 이중 에너지 CT 영상을 수신한다. 일 실시예에서, 영상 수신부(610)는 의료영상저장전송 시스템(570)에 저장된 의료영상을 수신할 수 있다. 의료영상이 수신되면 영상 처리부(620)는 수신된 영상을 전처리한다. 예를 들어, 영상 처리부(620)는 수신된 영상의 이중 에너지 CT 영상 여부를 확인하고, 영상 내 노이즈 제거, 분석 대상 영역(예를 들어, 관심부위) 설정 등의 처리를 수행할 수 있다.
분석 및 진단 보조 정보 제공부(630)는 영상을 분석하여 진단 보조 정보를 산출한다. 분석 및 진단 보조 정보 제공부(630)는 저관전압 CT 영상과 고관전압 CT 영상에서 HU를 산출하고, 대응되는 영역의 HU 값을 비교하여 LHR 값을 산출한다. 진단 보조 정보로 영상 내 영역의 LHR 값이 요청된 경우, 분석 및 진단 보조 정보 제공부(630)는 영역 별로 산출된 LHR 값을 제공한다. 일 실시예에서, 분석 및 진단 보조 정보 제공부(630)는 각 영역의 HU값을 LHR 값과 함께 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 진단 보조 정보로 영상 내 영역의 진단 정보가 요청된 경우, 분석 및 진단 보조 정보 제공부(630)는 산출된 LHR과 기 설정된 기준값을 기초로 각 영역을 식별하여 진단 정보를 산출한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 대동맥은 약 2.5 내외, 정상 간은 약 1.3 내외, LTP는 약 2.7 내외, VTP는 약 2 내외, NTP는 약 1.2 내외의 일정 수치 범위를 갖는 것으로 기설정된 경우, 분석 및 진단 보조 정보 제공부(630)는 산출된 LHR과 설정 값을 비교하여 각 영역이 어떤 영역에 해당하는 지(예를 들어, 동맥영역, 정상 간영역, LTP 영역, VTP 영역, NTP 영역 여부)를 식별하여 진단 정보를 제공한다. 일 실시예에서, 분석 및 진단 보조 정보 제공부(630)는 LHR 값 외에 다른 보조 정보(예를 들어, HU 값 등)를 추가로 이용하여 각 영역을 식별하고 진단 정보를 제공할 수도 있다.
컴퓨터 보조 진단 시스템은 산출된 진단 보조 정보를 클라이언트 단말기(510)에 전송하고, 클라이언트 단말기(510)는 수신된 진단 보조 정보를 화면에 디스플레이한다. 의료진은 클라이언트 단말기(510)에 디스플레이된 진단 보조 정보를 이용하여 환자를 진단할 수 있다. 예를 들어, 의료진은 클라이언트 단말기(510)에 디스플레이된 영역별 LHR 값을 이용하여 VTP 영역이 존재하는 지 여부를 판단하고, 환자에게 잔류종양 또는 재발종양이 있는지 여부를 진단할 수 있다. 또는, 의료진은 클라이언트 단말기(510)에 디스플레이된 영역별 진단 정보(예를 들어, 동맥영역, 정상 간영역, LTP 영역, VTP 영역, NTP 영역 여부)를 이용하여 해당 진단이 맞는지를 최종확인하고 환자에게 잔류종양 또는 재발종양이 있는지 여부를 진단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 보조 정보 제공 방법을 나타내는 흐름도이다.
진단 보조 정보 요청에 따라, 컴퓨터 보조 진단 시스템은 복수의 에너지 대역에서 촬영된 의료 영상을 수신하고(단계 S710), 수신된 의료영상을 전처리한다(단계 S720). 일 실시예에서, 해당 의료영상은 이중 에너지 CT 영상을 포함한다.
수신된 의료영상을 전처리한 후 컴퓨터 보조 진단 시스템은 제1 에너지 대역에서 촬영된 의료영상 및 제2 에너지 대역에서 촬영된 의료영상에서 영상 내 HU 값을 산출하고(단계 S730), 대응되는 영역의 HU 값을 비교하여 영역별 LHR 값을 산출한다(단계 S740). 이중 에너지 CT 영상의 경우, 제1 에너지 대역에서 촬영된 의료영상 및 제2 에너지 대역에서 촬영된 의료영상은 각각 저관전압 CT 영상 및 고관전압 CT 영상에 해당할 수 있다.
LHR 값이 산출되면 분석 및 진단 보조 정보 제공부는 산출된 LHR 값을 기초로 진단 보조 정보를 제공한다. 예를 들어, 진단 보조 정보로 영상 내 영역의 LHR 값이 요청된 경우, 분석 및 진단 보조 정보 제공부는 영역 별로 산출된 LHR 값을 제공한다. 다른 실시예에서, 진단 보조 정보로 영상 내 영역의 진단 정보가 요청된 경우, 분석 및 진단 보조 정보 제공부는 산출된 LHR과 기 설정된 기준값을 기초로 각 영역을 식별하여 진단 정보를 제공한다. 예를 들어, 분석 및 진단 보조 정보 제공부는 LHR과 기 설정된 기준값을 기초로 각 영역의 상태(정상 영역, VTP 영역, NTP 영역, LTP 영역 등)를 식별하여 진단 보조 정보로 제공할 수 있다.
도 5 내지 도 7을 통해 설명된 시스템 및 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
모듈(module)이라 함은 명세서에서 설명되는 각각의 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 또한 특정한 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또한 특정한 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예컨대 프로세서를 의미할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 의료 정보 등록 방법 및 그 시스템으로 구현할 수 있다.
510 : 클라이언트 단말기
520 : 네트워크
530 : 의료정보 시스템
540 : 처방전달 시스템(OCS)
550 : 전자의무기록 시스템(EMR)
560 : 임상의사결정지원 시스템(CDSS)
570 : 의료영상저장전송 시스템(PACS)
580 : 의료영상 촬영장치
520 : 네트워크
530 : 의료정보 시스템
540 : 처방전달 시스템(OCS)
550 : 전자의무기록 시스템(EMR)
560 : 임상의사결정지원 시스템(CDSS)
570 : 의료영상저장전송 시스템(PACS)
580 : 의료영상 촬영장치
Claims (8)
- 환자에 대하여 상이한 에너지 대역에서 촬영된 영상들을 이용하여 상기 환자의 조직의 유형을 판별하기 위한 시스템으로서,
제 1 에너지 대역으로 상기 환자에 대한 제 1 영상을 획득하고, 제 2 에너지 대역으로 상기 환자에 대한 제 2 영상을 획득하기 위한 영상 수신부; 및
상기 제 1 영상 및 상기 제 2 영상 각각에서의 검사 영역에 대한 엑스선 강도(density) 값을 추정하고, 상기 추정된 엑스선 강도 값에 기초하여 저관전압 대비 고관전압 비율(LHR)을 추정하며, 상기 추정된 비율에 따라 상기 검사 영역의 조직 유형을 판별하고,
상기 검사 영역에는 관심 부위 영역(ROI)이 포함되고,
상기 관심 부위 영역(ROI) 내의 조직의 유형에 따라 제 1 기준 비율(reference LHR) 값과 제 2 기준 비율(reference LHR) 값은 각각에 대하여 상이한 값을 가지며, 조직 유형별로 상이한 각각의 상기 제 1 기준 비율 값과 제 2 기준 비율 값으로 설정된 범위에 기초하여 상기 관심 부위 영역 내의 조직의 유형이 판별되고,
상기 추정된 비율(LHR)이 제 1 기준 비율 값이라면 상기 관심 부위 영역 내의 조직은 제 1 조직으로 판별되고, 상기 추정된 비율이 제 2 기준 비율 값 이상이라면 상기 관심 부위 영역 내의 조직은 상기 제 1 조직과는 상이한 제 2 조직으로 판별되며,
상기 제 1 기준 비율 값이 1.41이고, 상기 제2 기준 비율 값이 1.54일 때, 상기 제 1 조직은 시술에 따른 괴사 종양 영역(necrotic tumor portion, NTP)으로, 상기 제 2 조직은 시술에 따른 생존 종양 영역(viable tumor portion, VTP)으로 구분되어 각각 식별되는 분석 및 진단 보조 정보 제공부를 포함하는 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 에너지 대역은 저관전압(low-tube voltage) 대역이고, 상기 제 2 에너지 대역은 고관전압(high-tube voltage) 대역인 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 검사 영역은 생존 종양 영역(viable tumor portion, VTP), 괴사 종양 영역(necrotic tumor portion, NTP), 리피오돌 유지 종양 영역(Lipiodol-retaining tumor portion, LTP), 정상 영역, 혈관 영역 중 적어도 둘 이상이고,
상기 조직 유형에는, 생존 종양, 괴사 종양, 리피오돌 유지 종양, 정상 조직 또는 혈관이 포함되며,
상기 엑스선 강도 값은 하운스필드값(Hounsfield unit, HU)인 시스템.
- 제 3 항에 있어서,
상기 엑스선 강도 값은 상기 제 1 영상과 상기 제 2 영상에 상응하게 포함된 검사 영역들에 대하여 구분되어 각각 추정되고,
상기 둘 이상의 검사 영역들에 대하여 각각 획득된 저관전압 대비 고관전압 비율(LHR)의 분포도에 따라 상기 검사 영역의 조직 유형이 판별되는 것인 시스템.
- 환자에 대하여 상이한 에너지 대역에서 촬영된 영상들을 이용하여 상기 환자의 조직의 유형을 판별하기 위한 방법으로서,
시스템의 영상 수신부를 통하여 제 1 에너지 대역으로 상기 환자에 대한 제 1 영상을 획득하고, 제 2 에너지 대역으로 상기 환자에 대한 제 2 영상을 획득하는 단계;
상기 시스템의 분석 및 진단 보조 정보 제공부를 통하여 상기 제 1 영상 및 상기 제 2 영상 각각에서의 검사 영역에 대한 엑스선 강도(density) 값을 추정하는 단계;
상기 시스템의 분석 및 진단 보조 정보 제공부를 통하여 상기 추정된 엑스선 강도 값에 기초하여 저관전압 대비 고관전압 비율(LHR)을 추정하는 단계; 및
상기 시스템의 분석 및 진단 보조 정보 제공부를 통하여 상기 추정된 비율에 따라 상기 검사 영역의 조직 유형을 판별하는 단계를 포함하고,
상기 검사 영역에는 관심 부위 영역(ROI)이 포함되고,
상기 관심 부위 영역(ROI) 내의 조직의 유형에 따라 제 1 기준 비율(reference LHR) 값과 제 2 기준 비율(reference LHR) 값은 각각에 대하여 상이한 값을 가지며, 조직 유형별로 상이한 각각의 상기 제 1 기준 비율 값과 제 2 기준 비율 값으로 설정된 범위에 기초하여 상기 관심 부위 영역 내의 조직의 유형이 판별되고,
상기 추정된 비율(LHR)이 제 1 기준 비율 값이라면 상기 관심 부위 영역 내의 조직은 제 1 조직으로 판별되고, 상기 추정된 비율이 제 2 기준 비율 값 이상이라면 상기 관심 부위 영역 내의 조직은 상기 제 1 조직과는 상이한 제 2 조직으로 판별되며,
상기 제 1 기준 비율 값이 1.41이고, 상기 제2 기준 비율 값이 1.54일 때, 상기 제 1 조직은 시술에 따른 괴사 종양 영역(necrotic tumor portion, NTP)으로, 상기 제 2 조직은 시술에 따른 생존 종양 영역(viable tumor portion, VTP)으로 구분되어 각각 식별되는 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 에너지 대역은 저관전압(low tube voltage) 대역이고, 상기 제 2 에너지 대역은 고관전압(high tube voltage) 대역인 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 검사 영역은 생존 종양 영역(viable tumor portion, VTP), 괴사 종양 영역(necrotic tumor portion, NTP), 리피오돌 유지 종양 영역(Lipiodol-retaining tumor portion, LTP), 정상 영역, 혈관 영역 중 적어도 둘 이상이고,
상기 조직 유형에는, 생존 종양, 괴사 종양, 리피오돌 유지 종양, 정상 조직 또는 혈관이 포함되며,
상기 엑스선 강도 값은 하운스필드값(Hounsfield unit, HU)인 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 시스템의 분석 및 진단 보조 정보 제공부를 통하여 상기 엑스선 강도 값은 상기 제 1 영상과 상기 제 2 영상에 상응하게 포함된 검사 영역들에 대하여 구분되어 각각 추정되고, 상기 둘 이상의 검사 영역들에 대하여 각각 획득된 저관전압 대비 고관전압 비율(LHR)의 분포도에 따라 상기 검사 영역의 조직 유형이 판별되는 것인 방법.
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| US20090207967A1 (en) | 2008-02-15 | 2009-08-20 | Xin Liu | System and method for quantitative imaging of chemical composition to decompose multiple materials |
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Family Cites Families (1)
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2016
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Patent Citations (2)
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