KR101762678B1 - 병변 영역 검출 장치 및 방법 - Google Patents

병변 영역 검출 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 병변 영역 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 의료 영상을 표시하고 해당 의료 영상의 병변 영역 내에 지정된 지점을 기준으로 영역을 확장하여 병변 영역의 경계를 검출하며, 이를 통해 사람이 병변 영역을 판단함에 따른 부정확함을 개선할 수 있다.

Description

병변 영역 검출 장치 및 방법 {Lesion area detecting device and method}
본 발명은 의료 영상의 분석 기술과 관련한 것으로, 더욱 상세하게는 의료 영상에서 병변 영역을 검출하여 검출 정보를 제공하는 병변 영역 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
암(cancer)의 병기를 결정하기 위해서는 환부를 촬영한 의료 영상에서 종양의 크기를 기준으로 암 병기를 결정하고, 항암 치료에 따른 효과를 판정하기 위해서도 치료 전후의 의료 영상에서 종양의 크기를 비교하여 그 변화에 따라 항암 치료에 효과가 있는지를 판단한다.
이를 위해 종양의 크기를 측정하기 위해서는, 의사가 환자의 신체를 단층 촬영한 복수의 CT(Computed Tomography) 영상을 모니터의 화면에서 보면서, 암이라고 판단되는 병변 영역이 가장 크게 보이는 단층 촬영 영상을 선택하고, 선택된 단층 촬영 영상에서 자신이 판단하기에 가장 길다고 판단되는 병변 영역의 장축의 길이를 스스로 측정한다. 이때 의사는 자신이 생각한 장축의 양단을 판단하고, 마우스 클릭 및 드래그를 이용해 해당 장축의 시작점과 끝점을 지정하여 길이를 측정하게 된다. 이때 마우스로 클릭하여 드래그된 선 길이에 따라 실제 암의 크기에 대한 정보가 의사에게 진단 보조 정보로 제공된다.
그런데 이러한 의료 영상은 밝기 정보만 포함하고 있어 병변 영역의 경계는 일반 사진과 다르게 밝기 정도가 미세한 차이가 있는 정도로만 구분되고, 의사가 미세한 명암의 차이에 따라 구분되는 병면 영역의 경계를 보고 암의 크기를 측정하는 경우, 의료 영상의 촬영 상태와 의사의 개인적인 판단 기준에 따라 그 크기가 달라지는 문제가 있다.
또한 병변의 장축 길이에 따른 크기 정보는 암의 진행 경과나 암 치료 효과를 판단하는데 있어서 가장 중요한 척도이므로, 해당 차이가 미세하다고 하더라도 암 치료 방법 변경, 투약량 및 투약 간격 등 환자 치료 방법을 결정할 때에 잘못된 결정을 할 위험이 존재한다.
한국공개특허 제10-2016-0115469호 (2016년 10월 06일 공개)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 의료 영상에서 병변이 위치하는 지점이 지정되면, 지정된 지점을 포함하는 병변 영역의 경계를 검출하여 병변 영역과 관련한 정보를 제공하는 병변 영역 검출 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 목적은 검출된 병변 영역의 경계를 기준으로 병변의 크기를 측정하여 측정 정보를 제공하는 병변 영역 검출 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 병변 영역 검출 장치는, 정보 입력을 위한 입력부, 정보 표시를 위한 표시부, 및 상기 표시부에 의료 영상을 표시하고, 상기 입력부를 통해 상기 의료 영상의 병변 영역 내에 지정된 지점을 기준으로 영역을 확장하여 병변 영역의 경계를 검출하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 지정된 지점에 대응하는 화소의 위치를 기준으로, 지정된 지점에 대응하는 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 경계를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하며, 계산된 최대 거리에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 다음의 수식에 따라 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112016128325710-pat00001
이때, d는 복수의 화소 사이의 거리, p1, p2는 화소, x1은 화소 p1의 x축 방향 좌표, y1은 화소 p1의 y축 방향 좌표, x2는 화소 p2의 x축 방향 좌표, y2는 화소 p2의 y축 방향 좌표, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리를 나타낸다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 거리가 최대인 두 화소의 위치, 병변 영역의 경계 및 최대 거리와 최소 거리 비율 정보 중 하나 이상을 상기 의료 영상에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 병변 영역 검출 장치는, 정보 입력을 위한 입력부, 정보 표시를 위한 표시부, 및 상기 표시부에 단층을 촬영한 복수의 의료 영상을 표시하고, 상기 입력부를 통해 상기 복수의 의료 영상 중에서 선택된 특정 의료 영상의 병변 영역 내에 지정된 지점을 기준으로 상기 특정 의료 영상 내에서 영역을 확장하여 병변 영역의 경계를 검출하고, 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역에 대응하여 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 검출하며, 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계와 상기 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 매칭하여 3차원 병변 영역을 구성하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 지정된 지점에 대응하는 화소의 위치를 기준으로, 지정된 지점에 대응하는 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 경계를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내에 기준점을 설정하고, 상기 특정 의료 영상에 설정된 기준점의 위치와 동일한 평면 좌표를 가지는 지점을 상기 다른 의료 영상에서 확인하여 대응점의 위치로 판단하며, 상기 다른 의료 영상에서 대응점에 따른 화소의 위치를 기준으로, 대응점에 따른 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 경계를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 다음의 수식에 따라 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내 중심점의 좌표를 계산하여 기준점으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112016128325710-pat00002
Figure 112016128325710-pat00003
이때, N은 병변 영역에 포함된 화소의 개수, x는 중심점의 x축 방향 좌표, x1, x2, ..., xN은 병변 영역에 포함된 화소의 x축 방향 좌표, y는 중심점의 y축 방향 좌표, y1, y2, ..., yN은 병변 영역에 포함된 화소의 y축 방향 좌표를 나타낸다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 특정 의료 영상에 설정된 기준점에 따른 화소의 화소값과, 상기 다른 의료 영상 내의 대응하는 지점의 화소값을 비교하여 일정 범위 내인 경우에 대응점으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 다음의 수식에 따라 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소와, 인접한 다른 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소 사이의 거리를 계산하고, 계산한 거리가 최소가 되는 화소를 매칭하여 경계를 연결함으로써 3차원 병변 영역을 구성하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112016128325710-pat00004
이때, d는 복수의 화소 사이의 거리, p11은 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소, X11은 화소 p11의 x축 방향 좌표, y11은 화소 p11의 y축 방향 좌표, p21은 인접한 다른 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소, x21은 화소 p21의 x축 방향 좌표, y21은 화소 p21의 y축 방향 좌표, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리, dz는 인접한 의료 영상 사이의 z축 방향 물리적 거리를 나타낸다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 3차원 병변 영역의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하며, 계산된 최대 거리에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 다음의 수식에 따라 상기 복수의 의료 영상의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112016128325710-pat00005
이때 d는 복수의 화소 사이의 거리, p1, p2는 화소, x1은 화소 p1의 x축 방향 좌표, y1은 화소 p1의 y축 방향 좌표, x2는 화소 p2의 x축 방향 좌표, y2는 화소 p2의 y축 방향 좌표, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리, dz는 인접한 의료 영상 사이의 z축 방향 물리적 거리, k는 각 화소가 위치하는 의료 영상 사이에 위치하는 영상의 개수를 나타낸다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치에 있어서, 상기 제어부는, 거리가 최대인 두 화소의 위치, 병변 영역의 경계, 3차원 병변 영역의 윤곽 및 최대 거리와 최소 거리 비율 정보 중 하나 이상을 상기 의료 영상에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 병변 영역 검출 방법은, 병변 영역 검출 장치가 의료 영상을 표시하는 단계, 및 상기 병변 영역 표시 장치가 상기 의료 영상의 병변 영역 내에 지정된 지점을 기준으로 영역을 확장하여 병변 영역의 경계를 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법에 있어서, 상기 경계를 검출하는 단계는, 지정된 지점에 대응하는 화소의 위치를 기준으로, 지정된 지점에 대응하는 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 경계를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법은, 상기 병변 영역 검출 장치가 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 단계, 및 상기 병변 영역 검출 장치가 계산된 최대 거리에 대한 정보를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법에 있어서, 상기 거리를 계산하는 단계는, 다음의 수식에 따라 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112016128325710-pat00006
이때, d는 복수의 화소 사이의 거리, p1, p2는 화소, x1은 화소 p1의 x축 방향 좌표, y1은 화소 p1의 y축 방향 좌표, x2는 화소 p2의 x축 방향 좌표, y2는 화소 p2의 y축 방향 좌표, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리를 나타낸다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법에 있어서, 상기 정보를 표시하는 단계는, 거리가 최대인 두 화소의 위치, 병변 영역의 경계 및 최대 거리와 최소 거리 비율 정보 중 하나 이상을 상기 의료 영상에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 병변 영역 검출 방법은, 병변 영역 검출 장치가 단층을 촬영한 복수의 의료 영상을 표시하는 단계, 상기 병변 영역 검출 장치가 상기 복수의 의료 영상 중에서 선택된 특정 의료 영상의 병변 영역 내에 지정된 지점을 기준으로 상기 특정 의료 영상 내에서 영역을 확장하여 병변 영역의 경계를 검출하는 단계, 상기 병변 영역 검출 장치가 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역에 대응하여 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 검출하는 단계, 및 상기 병변 영역 검출 장치가 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계와 상기 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 매칭하여 3차원 병변 영역을 구성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법에 있어서, 상기 경계를 검출하는 단계는, 지정된 지점에 대응하는 화소의 위치를 기준으로, 지정된 지점에 대응하는 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 경계를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법에 있어서, 상기 병변 영역을 검출하는 단계는, 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내에 기준점을 설정하는 단계, 상기 특정 의료 영상에 설정된 기준점의 위치와 동일한 평면 좌표를 가지는 지점을 상기 다른 의료 영상에서 확인하여 대응점의 위치로 판단하는 단계, 상기 다른 의료 영상에서 대응점에 따른 화소의 위치를 기준으로, 대응점에 따른 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 경계를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법에 있어서, 상기 기준점을 설정하는 단계는, 다음의 수식에 따라 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내 중심점의 좌표를 계산하여 기준점으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112016128325710-pat00007
Figure 112016128325710-pat00008
이때, N은 병변 영역에 포함된 화소의 개수, x는 중심점의 x축 방향 좌표, x1, x2, ..., xN은 병변 영역에 포함된 화소의 x축 방향 좌표, y는 중심점의 y축 방향 좌표, y1, y2, ..., yN은 병변 영역에 포함된 화소의 y축 방향 좌표를 나타낸다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법에 있어서, 상기 대응점의 위치로 판단하는 단계는, 상기 특정 의료 영상에 설정된 기준점에 따른 화소의 화소값과, 상기 다른 의료 영상 내의 대응하는 지점의 화소값을 비교하여 일정 범위 내인 경우에 대응점으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법에 있어서, 상기 3차원 병변 영역을 구성하는 단계는, 다음의 수식에 따라 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소와, 인접한 다른 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소 사이의 거리를 계산하고, 계산한 거리가 최소가 되는 화소를 매칭하여 경계를 연결함으로써 3차원 병변 영역을 구성하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112016128325710-pat00009
이때, d는 복수의 화소 사이의 거리, p11은 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소, x11은 화소 p11의 x축 방향 좌표, y11은 화소 p11의 y축 방향 좌표, p21은 인접한 다른 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소, x21은 화소 p21의 x축 방향 좌표, y21은 화소 p21의 y축 방향 좌표, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리, dz는 인접한 의료 영상 사이의 z축 방향 물리적 거리를 나타낸다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법은, 상기 병변 영역 검출 장치가 3차원 병변 영역의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 단계, 및 상기 병변 영역 검출 장치가 계산된 최대 거리에 대한 정보를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법에 있어서, 상기 거리를 계산하는 단계는, 다음의 수식에 따라 상기 복수의 의료 영상의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112016128325710-pat00010
이때 d는 복수의 화소 사이의 거리, p1, p2는 화소, x1은 화소 p1의 x축 방향 좌표, y1은 화소 p1의 y축 방향 좌표, x2는 화소 p2의 x축 방향 좌표, y2는 화소 p2의 y축 방향 좌표, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리, dz는 인접한 의료 영상 사이의 z축 방향 물리적 거리, k는 각 화소가 위치하는 의료 영상 사이에 위치하는 영상의 개수를 나타낸다.
본 발명의 병변 영역 검출 방법에 있어서, 상기 정보를 표시하는 단계는, 거리가 최대인 두 화소의 위치, 병변 영역의 경계, 3차원 병변 영역의 윤곽 및 최대 거리와 최소 거리 비율 정보 중 하나 이상을 상기 의료 영상에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상기한 병변 영역 검출 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 제공한다.
본 발명의 병변 영역 검출 장치 및 방법에 따르면, 의료 영상에서 병변 영역을 검출하고, 해당 병변의 정확한 크기에 대한 정보를 제공함으로써, 사람이 병변을 판단하거나 크기를 측정함에 따른 부정확함을 개선할 수 있다.
이때 병변의 크기와 관련한 정보는 2차원의 평면 의료 영상에서 병변의 최대 축 길이에 대한 정보를 포함할 수 있고, 더 나아가 3차원으로 구성된 병변의 입체적 형상에서 최대 축 길이에 대한 정보를 포함할 수도 있어, 병변의 실제 크기에 대한 정확한 진단 보조 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 영역 검출 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 단층 촬영한 의료 영상을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 병변 영역 내에 지점을 지정하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 실시예에 따라 병변 영역 내에 지점을 지정하는 모습을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 실시예에 따라 병변 영역의 경계가 검출된 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 의료 영상에서 대응하는 병변 영역을 검출하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 의료 영상에서 병변 영역을 검출한 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 실시예에 따라 검출된 병변 영역의 경계를 매칭하여 3차원 병변 영역을 구성하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 영역 검출 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 병변 영역 검출 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 병변의 크기를 측정하는 기술과 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 영역 검출 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 단층 촬영한 의료 영상을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상의 모습을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 실시예에 따라 병변 영역 내에 지점을 지정하는 모습을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 5는 도 3의 실시예에 따라 병변 영역의 경계가 검출된 모습을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 의료 영상에서 대응하는 병변 영역을 검출하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 의료 영상에서 병변 영역을 검출한 모습을 나타낸 도면이며, 도 8은 도 7의 실시예에 따라 검출된 병변 영역의 경계를 매칭하여 3차원 병변 영역을 구성하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 병변 영역 검출 장치(100)는 입력부(10), 표시부(20) 및 제어부(30)를 포함하여 구성된다.
입력부(10)는 정보 입력을 위한 구성으로서, 사용자가 의료 영상에 포함된 병변 영역 내에 특정 지점을 지정하는데 이용된다. 입력부(10)는 의료 영상을 표시한 화면 상에서 커서를 움직여 특정 지점을 지정하기 위한 마우스, 키패드, 터치 위치에 따라 특정 지점을 지정하기 위한 터치스크린, 터치패드 등의 구성을 포함할 수 있다. 만일 입력부(10)가 터치스크린을 채용하는 경우에는 입력 기능과 표시 기능을 동시에 수행한다.
표시부(20)는 정보 표시를 위한 구성으로서, 의료 영상을 시각적으로 표시하기 위한 화면을 포함한다. 또한 표시부(20)는 의료 영상의 병변 영역에 대하여, 외곽에 위치한 경계를 가로지르는 최대 축 길이에 대한 정보를 시각적으로 표시한다.
제어부(30)는 입력부(10) 및 표시부(20)를 포함하는 병변 영역 검출 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어하는 역할을 하며, 이를 위한 연산 유닛, 메모리, 프로그램 저장소 등을 포함한다.
제어부(30)는 표시부(20)에 표시된 의료 영상에서 입력부(10)를 통해 지정된 지점을 기준으로 영역을 확장하여 병변 영역을 검출하고, 병변 영역의 경계에 위치하는 화소 사이의 거리에 따라 병변 영역을 가로지르는 최대 장축의 길이를 계산하고, 이 중 최대 거리에 대한 정보를 표시부(20)에 표시한다.
이때 제어부(30)는 2차원의 평면 의료 영상에서 병변 영역의 최대 장축 길이를 계산해 제공할 수 있고, 복수의 평면 의료 영상을 이용해 병변 영역에 대한 3차원 볼륨(volume)을 구성하고 3차원 병변 영역의 최대 장축 길이를 계산해 제공할 수도 있다.
이하에서는 실시예를 나누어 이러한 본 발명의 기술적 특징에 대해 설명하기로 한다.
제1 실시예
제1 실시예는 병변 영역 검출 장치(100)가 2차원의 평면 의료 영상에서 병변 영역을 검출하고, 병변 영역을 가로지르는 최대 장축 길이에 대한 정보를 제공하는 방안과 관련한 것이다.
먼저 도 2에 도시된 바와 같이 환자의 신체에 대한 단층 촬영이 이루어지면, 제어부(30)는 촬영된 의료 영상을 도 3에 도시된 바와 같이 표시부(20)에 표시한다.
이후 도 3 및 도 4의 도면에 '+'로 표시된 지점(1)과 같이 입력부(10)를 통해 병변 영역(2) 내의 특정 지점(1)이 지정되면, 지정된 지점(1)을 기준으로 영역을 확장하여 도 5에 도시된 바와 같이 병변 영역(2)의 경계(3)를 검출한다. 이때 경계(3)의 내부에 위치하며 경계(3) 외부와 밝기 또는 색상에 차이가 있는 부분이 병변 영역(2)에 해당한다.
이 경우 제어부(30)는 입력부(10)를 통해 지정된 지점(1)에 대응하는 화소를 확인하고, 확인된 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 병변 영역(2)의 경계(3)를 검출할 수 있다. 이 경우 화소값은 대응하는 화소의 밝기나 색상에 대한 정보를 포함하고 있으며, 화소값이 일정 범위 이내인 화소들은 밝기나 색상이 서로 유사하게 된다.
통상 암 등의 질병에 따라 발생한 병변을 검출하기 위해서는, 암 조직의 X선 흡수 정도를 인위적으로 조절하여 다른 부분과의 영상 대조도를 크게 해주는 조영제를 복용함으로써, 의료 영상 내에서 병변 영역(2)이 다른 부분과 밝기나 색상에 차이를 갖도록 한다. 따라서 병변 영역(2) 내에 특정 지점(1)이 지정되고 나면, 지정된 지점(1)의 화소와 유사한 밝기나 색상을 가지는 화소는 병변에 대응하는 부분일 가능성이 높다.
이에 따라 제어부(30)는 지정된 지점(1)에 대응하는 화소의 위치를 기준으로 인접 화소로 영역을 점차 확대해가면서, 지정된 지점(1)에 따른 화소의 화소값과 일정 범위 내의 화소값을 가지는지 확인한다. 만일 지정된 지점(1)에 따른 화소의 화소값과 일정 범위 내의 유사한 화소값을 가지는 경우라면, 해당 화소는 병변 영역(2)에 대응하는 화소인 것으로 판단하고, 다시 인접한 다른 화소의 화소값을 비교하는 과정을 반복하여 영역을 확장한다. 반대로 지정된 지점(1)에 따른 화소의 화소값과 일정 범위를 넘어서는 화소값의 차이가 있는 경우라면, 해당 화소는 병변 영역(2)이 아닌 부분에 대응하는 화소인 것으로 판단하고, 현재까지 병변 영역(2)에 해당하는 것으로 판단된 화소들의 외곽 경계를 기준으로 병변 영역(2)의 경계(3)를 검출할 수 있다.
이렇게 병변 영역(2)의 경계(3)를 검출한 제어부(30)는, 해당 경계(3)에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 다음의 수식에 따라 순차적으로 계산한다. 이때 계산된 결과는 복수의 화소에 대응하는 실제 병변 지점 사이의 물리적인 실제 거리를 나타내며, 병변 영역(2)을 가로지르는 축의 길이를 나타낸다.
Figure 112016128325710-pat00011
이때, d는 복수의 화소 사이의 거리, p1, p2는 화소, x1은 화소 p1의 x축 방향 좌표, y1은 화소 p1의 y축 방향 좌표, x2는 화소 p2의 x축 방향 좌표, y2는 화소 p2의 y축 방향 좌표, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리를 나타낸다.
이와 같이 복수의 화소 사이의 거리를 계산할 때에는, 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 실제 물리적 거리를 반영하여 계산함으로써, 복수의 화소에 대응하는 실제 병변 지점 사이의 물리적인 실제 거리를 계산할 수 있다.
이렇게 모든 화소 간의 실제 거리가 계산되면, 제어부(30)는 계산된 거리값이 최대가 되는 거리에 대한 정보를 표시부(20)에 표시한다. 제어부(30)가 계산하여 표시부(20)에 표시된 최대 거리 정보는 병변 영역(2)을 가로지르는 최대 장축(4)의 실제 길이에 대한 정보로서, 병변의 크기를 판단하는데 참조된다.
제어부(30)가 병변 영역(2)의 최대 거리 정보를 표시부(20)에 표시할 때에는, 거리가 최대가 되는 두 화소의 위치, 검출된 병변 영역의 경계, 거리 계산 결과에 따른 최대 거리와 최소 거리 비율 정보 등을 의료 영상에 시각적으로 표시하여, 사용자가 해당 정보를 확인하도록 할 수 있다.
제2 실시예
제2 실시예는 병변 영역 검출 장치(100)가 신체의 단층을 순차적으로 촬영한 복수의 의료 영상에서 병변의 3차원 볼륨을 구성하여 병변 영역을 검출하고, 3차원 병변 영역을 가로지르는 최대 장축 길이에 대한 정보를 제공하는 방안과 관련한 것이다.
먼저 도 2에 도시된 바와 같이 환자의 신체에 대한 단층 촬영이 이루어지면, 제어부(30)는 순차적으로 촬영된 복수의 의료 영상을 표시부(20)에 표시하고, 이 중에서 선택된 특정 의료 영상을 도 3에 도시된 바와 같이 표시부(20)에 표시한다. 이때 표시부(20)에 표시되는 특정 의료 영상은 입력부(10)를 통한 입력에 따라 복수의 의료 영상 중에서 선택된 것일 수 있다.
이후 도 3 및 도 4의 도면에 '+'로 표시된 지점(1)과 같이 입력부(10)를 통해 병변 영역(2) 내의 특정 지점(1)이 지정되면, 지정된 지점(1)을 기준으로 영역을 확장하여 도 5에 도시된 바와 같이 병변 영역(2)의 경계(3)를 검출한다. 이때 경계(3)의 내부에 위치하며 경계(3) 외부와 밝기 또는 색상에 차이가 있는 부분이 병변 영역(2)에 해당한다.
이 경우 제어부(30)는 입력부(10)를 통해 지정된 지점(1)에 대응하는 화소를 확인하고, 확인된 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 병변 영역(2)의 경계(3)를 검출할 수 있다. 이 경우 화소값은 대응하는 화소의 밝기나 색상에 대한 정보를 포함하고 있으며, 화소값이 일정 범위 이내인 화소들은 밝기나 색상이 서로 유사하게 된다.
제어부(30)는 지정된 지점(1)에 대응하는 화소의 위치를 기준으로 인접 화소로 영역을 점차 확대해가면서, 지정된 지점(1)에 따른 화소의 화소값과 일정 범위 내의 화소값을 가지는지 확인한다. 만일 지정된 지점(1)에 따른 화소의 화소값과 일정 범위 내의 유사한 화소값을 가지는 경우라면, 해당 화소는 병변 영역(2)에 대응하는 화소인 것으로 판단하고, 다시 인접한 다른 화소의 화소값을 비교하는 과정을 반복하여 영역을 확장한다. 반대로 지정된 지점(1)에 따른 화소의 화소값과 일정 범위를 넘어서는 화소값의 차이가 있는 경우라면, 해당 화소는 병변 영역(2)이 아닌 부분에 대응하는 화소인 것으로 판단하고, 현재까지 병변 영역(2)에 해당하는 것으로 판단된 화소들의 외곽 경계를 기준으로 병변 영역(2)의 경계(3)를 검출할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해 특정 의료 영상에서 병변 영역(2)을 검출한 제어부(30)는, 순차적으로 촬영된 복수의 의료 영상 중 특정 의료 영상과 인접하여 촬영된 다른 의료 영상에서 해당 병변에 대응하는 병변 영역을 검출하고, 그 다음 인접한 다른 의료 영상에서 해당 병변에 대응하는 병변 영역을 검출하는 과정을 반복한다.
이때 제어부(30)는, 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역(2) 내에 기준점을 설정하고, 특정 의료 영상에 설정된 기준점의 위치와 동일한 평면 좌표를 가지는 지점을 다른 의료 영상 내에서 확인하여 대응점의 위치로 판단한다. 그리고 제어부(30)는 해당 다른 의료 영상에서 대응점에 따른 화소의 위치를 기준으로, 대응점에 따른 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여, 해당 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 검출한다.
이 경우 제어부(30)는, 다음의 수식에 따라 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내 중심점의 좌표를 계산하여 기준점으로 설정하고, 동일한 좌표를 가지는 대응점을 다른 의료 영상에서 확인할 수 있다.
Figure 112016128325710-pat00012
Figure 112016128325710-pat00013
이때, N은 병변 영역에 포함된 화소의 개수, x는 중심점의 x축 방향 좌표, x1, x2, ..., xN는 병변 영역에 포함된 화소의 x축 방향 좌표, y는 중심점의 y축 방향 좌표, y1, y2, ..., yN는 병변 영역에 포함된 화소의 y축 방향 좌표를 나타낸다.
이와 관련하여 도 6에 도시된 바를 참조하면, 특정 의료 영상(5)에는 병변 영역(2)이 위치하고 다른 의료 영상(6)에는 병변 영역(7)이 위치한다. 이때 제어부(30)는 특정 의료 영상(5)의 병변 영역(2) 내에 기준점(A)을 설정하고, 기준점(A)의 위치와 동일한 평면 좌표를 가지는 지점(A')의 위치를 다른 의료 영상(6)에서 확인한다. 그리고 제어부(30)는 특정 의료 영상(5)에 설정된 기준점(A)에 따른 화소의 화소값과 다른 의료 영상(6) 내에 대응하는 지점(A')의 화소값을 비교하여 일정 범위 내인지 확인하는데, 다른 의료 영상(6) 내에 대응하는 지점(A')은 병변 영역(7)의 외부에 위치하므로 밝기나 색상에 차이가 있어 화소값이 일정 범위를 벗어나게 되고, 제어부(30)는 다른 의료 영상(6) 내에 대응하는 지점(A')이 특정 의료 영상(5)에 포함된 기준점(A)의 대응점이 아닌 것으로 판단한다.
이후 도 6에서 제어부(30)는 특정 의료 영상(5)의 병변 영역(2) 내에 다른 기준점(B)을 설정하고, 기준점(B)의 위치와 동일한 평면 좌표를 가지는 지점(B')의 위치를 다른 의료 영상(6)에서 확인한다. 그리고 제어부(30)는 특정 의료 영상(5)에 설정된 기준점(B)에 따른 화소의 화소값과 다른 의료 영상(6) 내에 대응하는 지점(B')의 화소값을 비교하여 일정 범위 내임을 확인함으로써, 지점(B')를 다른 의료 영상(6)의 병변 영역(7) 내에 위치한 대응점(B')으로 판단한다. 그리고 제어부(30)는 다른 의료 영상(6)에서 대응점(B')에 따른 화소의 위치를 기준으로, 대응점(B')에 따른 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여, 다른 의료 영상(6)에 위치하는 병변 영역(7)의 경계를 검출할 수 있다.
만일 이와 같이 특정 의료 영상에 기준점을 설정하고 다른 의료 영상에서 대응점을 판단하는 과정을 반복한 결과 대응점이 발견되지 않는 경우에는, 해당 다른 의료 영상에 병변 영역이 존재하지 않는 것이므로, 제어부(30)는 해당 다른 의료 영상을 이후의 판단 대상에서 제외한다.
제어부(30)는 이러한 과정을 반복하여 도 7의 좌측에 도시된 복수의 의료 영상에서, 도 7의 우측에 도시된 바와 같이 병변 영역(2-1, ... 2-n)을 각각 검출할 수 있다.
그리고 제어부(30)는 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계와 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 매칭하여, 도 8에 도시된 바와 같이 복수의 의료 영상에 포함된 병변 영역(2-1, ... 2-n)을 연결한 입체적 볼륨을 가지는 3차원 병변 영역(8)을 구성한다. 이때 복수의 의료 영상은 환자의 신체를 일정 간격으로 단층 촬영한 영상일 수 있고, 이 경우 복수의 병변 영역(2-1, ... 2-n)은 인접한 의료 영상 사이의 거리에 맞게 촬영 위치에 따라 순차적으로 배치되며, 복수의 병변 영역(2-1, ... 2-n)의 경계를 연결하여 3차원 병면 영역(8)을 구성할 수 있다.
제어부(30)가 서로 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 매칭할 때에는, 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소와, 인접한 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소 사이의 거리를 다음의 수식에 따라 계산하고, 계산한 거리가 최소가 되는 화소를 매칭하여 경계를 연결한다. 그리고 마찬가지 방법으로 해당 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계와 인접한 또 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 연결하는 과정을 반복하여 3차원 병변 영역(8)을 구성할 수 있다.
Figure 112016128325710-pat00014
이때, d는 복수의 화소 사이의 거리, p11은 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소, x11은 화소 p11의 x축 방향 좌표, y11은 화소 p11의 y축 방향 좌표, p21은 인접한 다른 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소, x21은 화소 p21의 x축 방향 좌표, y21은 화소 p21의 y축 방향 좌표, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리, dz는 인접한 의료 영상 사이의 z축 방향 물리적 거리를 나타낸다.
이와 같이 인접한 복수의 의료 영상에 각각 위치한 복수의 화소 사이의 거리를 계산할 때에는, 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 실제 물리적 거리를 반영하고, 인접한 의료 영상 사이의 실제 물리적 거리를 반영하여 계산함으로써, 복수의 화소에 대응하는 실제 병변 지점 사이의 물리적인 실제 거리를 계산할 수 있다.
이렇게 입체적 볼륨을 가지는 3차원 병변 영역(8)을 구성한 제어부(30)는, 3차원 병변 영역(8)의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 다음의 수식에 따라 순차적으로 계산한다. 계산된 결과는 복수의 화소에 대응하는 실제 병변 지점 사이의 물리적인 실제 거리를 나타내며, 3차원 병변 영역(8)을 가로지르는 축의 길이를 나타낸다.
Figure 112016128325710-pat00015
이때 d는 복수의 화소 사이의 거리, p1, p2는 화소, x1은 화소 p1의 x축 방향 좌표, y1은 화소 p1의 y축 방향 좌표, x2는 화소 p2의 x축 방향 좌표, y2는 화소 p2의 y축 방향 좌표, dx는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리, dy는 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리, dz는 인접한 의료 영상 사이의 z축 방향 물리적 거리, k는 각 화소가 위치하는 의료 영상 사이에 위치하는 영상의 개수를 나타낸다.
이렇게 3차원 병변 영역(8)의 경계에 위치하는 모든 화소 간의 실제 거리가 계산되면, 제어부(30)는 계산된 거리값이 최대가 되는 거리에 대한 정보를 표시부(20)에 표시한다. 제어부(30)가 계산하여 표시부(20)에 표시된 최대 거리 정보는 3차원 병변 영역을 가로지르는 최대 장축의 실제 길이에 대한 정보로서, 병변의 크기를 판단하는데 참조된다.
제어부(30)가 병변 영역의 최대 거리 정보를 표시부(20)에 표시할 때에는, 거리가 최대가 되는 두 화소의 위치, 검출된 병변 영역의 경계, 병변 영역을 매칭하여 구성된 3차원 병변 영역의 윤곽, 계산 결과에 따른 최대 거리와 최소 거리 비율 정보 등을 의료 영상에 시각적으로 표시하여, 사용자가 해당 정보를 확인하도록 할 수 있다.
본 발명에 따라 병변의 크기를 측정하는 과정에 대해서는 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 영역 검출 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 병변 영역 검출 장치는 환자의 신체를 단층 촬영한 의료 영상을 화면에 표시하고(S11), 입력 장비를 이용하여 의료 영상에 포함된 병변 영역 내에 특정 지점을 지정 받는다(S12).
그리고 병변 영역 검출 장치는 의료 영상에 지정된 지점을 기준으로 영역을 확장하여 병변 영역의 경계를 검출한다(S13).
단계(S13)에서 병변 영역 검출 장치는, 단계(S12)에서 지정된 지점에 대응하는 화소를 확인하고, 확인된 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 병변 영역의 경계를 검출할 수 있다. 이러한 방식으로 병변 영역 검출 장치는 지정된 지점의 화소와 밝기나 색상이 유사한 지점까지를 병변 영역으로 판단함으로써, 조영제를 이용해 영상 대조도가 커진 병변 영역을 검출할 수 있다.
이후 병변 영역 검출 장치는 병변 영역의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산한다(S14).
단계(S14)에서 병변 영역 검출 장치는, 상기한 수학식 1을 이용하여 복수의 화소에 대응하는 실제 병변 지점 사이의 물리적인 실제 거리를 계산할 수 있다. 이때 계산된 거리는 병변 영역을 가로지르는 축의 거리를 나타낸다.
그리고 병변 영역 검출 장치는 단계(S14)에서 계산된 거리 중 최대 거리에 대한 정보를 화면에 표시한다(S15).
단계(S15)에서 표시되는 최대 거리 정보는 병변 영역을 가로지르는 최대 장축의 실제 길이에 대한 정보로서, 병변의 크기를 판단하는데 참조된다.
한편 단계(S15)에서 병변 영역 검출 장치는 거리가 최대가 되는 두 화소의 위치, 검출된 병변 영역의 경계, 거리 계산 결과에 따른 최대 거리와 최소 거리 비율 정보 등을 의료 영상에 시각적으로 표시하여, 사용자가 해당 정보를 확인하도록 할 수 있다.
거리가 최대가 되는 두 화소의 위치를 의료 영상에 시각적으로 표시하여, 사용자가 그 위치를 확인하도록 할 수 있다.도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 병변 영역 검출 방법의 과정을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 병변 영역 검출 장치는 환자의 신체를 순차적으로 단층 촬영한 복수의 의료 영상을 화면에 표시하고(S21), 입력 장비를 이용하여 해당 복수의 의료 영상 중에서 특정 의료 영상을 선택받아 해당 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내에 특정 지점을 지정 받는다(S22).
그리고 병변 영역 검출 장치는 특정 의료 영상에 지정된 지점을 기준으로 영역을 확장하여 병변 영역의 경계를 검출한다(S23).
단계(S23)에서 병변 영역 검출 장치는, 단계(S22)에서 지정된 지점에 대응하는 화소를 확인하고, 확인된 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 병변 영역의 경계를 검출할 수 있다. 이러한 방식으로 병변 영역 검출 장치는 지정된 지점의 화소와 밝기나 색상이 유사한 지점까지를 병변 영역으로 판단함으로써, 조영제를 이용해 영상 대조도가 커진 병변 영역을 검출할 수 있다.
이후 병변 영역 검출 장치는 단계(S23)에서 병변 영역의 경계를 검출한 특정 의료 영상과 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역을 검출한다(S24).
단계(S24)에서 병변 영역 검출 장치는, 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내에 기준점을 설정하고, 특정 의료 영상에 설정된 기준점의 평면 좌표와 동일한 평면 좌표를 가지는 지점을 다른 의료 영상에서 확인하여 대응점의 위치로 판단한다. 이때 병변 영역 검출 장치는 상기한 수학식 2를 이용해 특정 의료 영상에서 병변 영역 내 중심점의 평면 좌표를 계산하고, 다른 의료 영상에서 기준점의 평면 좌표와 동일한 평면 좌표를 가지는 지점을 대응점으로 판단할 수 있다. 그리고 병변 영역 검출 장치는 해당 다른 의료 영상에서 대응점에 따른 화소의 위치를 기준으로, 대응점에 따른 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여, 해당 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 검출할 수 있다.
이 경우 병변 영역 검출 장치는 특정 의료 영상에 설정된 기준점의 위치와 동일한 평면 좌표를 가지는 지점을 다른 의료 영상에서 확인하여 대응점의 위치로 판단할 수 있다.
이때 병변 영역 검출 장치는 특정 의료 영상에 설정된 기준점의 화소값과 다른 의료 영상 내에 대응하는 지점의 화소값을 비교하여 일정 범위 내인 경우에 비로소 대응점으로 판단함으로써, 병변 영역 내에 위치한 지점만을 대응점으로 판단할 수 있고, 병변 영역이 존재하지 않는 의료 영상을 고려 대상에서 제외할 수 있다.
이후 병변 영역 검출 장치는 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계와 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 매칭하여, 입체적 볼륨을 가지는 3차원 병변 영역을 구성한다(S25).
단계(S25)에서 병변 영역 검출 장치는 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소와 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소 사이의 거리를 상기한 수학식 3에 따라 계산하고, 계산한 거리가 최소가 되는 화소를 매칭하여 경계를 연결한 후, 다시 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소와 인접한 또 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소 거리를 수학식 3에 따라 계산하고, 계산한 거리가 최소가 되는 화소를 매칭하여 경계를 연결하는 과정을 반복하여 3차원 병변 영역을 구성할 수 있다.
이후 병변 영역 검출 장치는, 단계(S25)에서 구성한 3차원 병변 영역의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 상기한 수학식 4에 따라 순차적으로 계산한다(S26).
단계(S26)에서 계산된 결과는 복수의 화소에 대응하는 실제 병변 지점 사이의 물리적인 실제 거리를 나타내며, 3차원 병변 영역을 가로지르는 축의 길이를 나타낸다.
그리고 병변 영역 검출 장치는 단계(S26)에서 계산된 거리 중 최대 거리에 대한 정보를 화면에 표시한다(S27).
단계(S27)에서 계산된 최대 거리 정보는 병변 영역을 가로지르는 최대 장축의 실제 길이에 대한 정보로서, 병변의 크기를 판단하는데 참조된다.
한편 단계(S27)에서 병변 영역 검출 장치는 거리가 최대가 되는 두 화소의 위치, 검출된 병변 영역의 경계, 병변 영역을 매칭하여 구성된 3차원 병변 영역의 윤곽, 계산 결과에 따른 최대 거리와 최소 거리 비율 정보 등을 의료 영상에 시각적으로 표시하여, 사용자가 해당 정보를 확인하도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 병변 영역 검출 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
10: 입력부 20: 표시부
30: 제어부 100: 병변 영역 검출 장치

Claims (29)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 정보 입력을 위한 입력부;
    정보 표시를 위한 표시부; 및
    상기 표시부에 단층을 촬영한 복수의 의료 영상을 표시하고, 상기 입력부를 통해 상기 복수의 의료 영상 중에서 선택된 특정 의료 영상의 병변 영역 내에 지정된 지점을 기준으로 상기 특정 의료 영상 내에서 영역을 확장하여 병변 영역의 경계를 검출하고, 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역에 대응하여 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 검출하며, 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계와 상기 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 매칭하여 3차원 병변 영역을 구성하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내에 기준점을 설정하고, 상기 특정 의료 영상에 설정된 기준점의 위치와 동일한 평면 좌표를 가지는 지점을 상기 다른 의료 영상에서 확인하여 대응점의 위치로 판단하며, 상기 다른 의료 영상에서 대응점에 따른 화소의 위치를 기준으로, 대응점에 따른 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 경계를 검출하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    지정된 지점에 대응하는 화소의 위치를 기준으로, 지정된 지점에 대응하는 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 경계를 검출하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    다음의 수식에 따라 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내 중심점의 좌표를 계산하여 기준점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 장치.
    Figure 112017027046461-pat00017

    Figure 112017027046461-pat00018

    N: 병변 영역에 포함된 화소의 개수
    x: 중심점의 x축 방향 좌표
    x1, x2, ..., xN: 병변 영역에 포함된 화소의 x축 방향 좌표
    y: 중심점의 y축 방향 좌표
    y1, y2, ..., yN: 병변 영역에 포함된 화소의 y축 방향 좌표
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특정 의료 영상에 설정된 기준점에 따른 화소의 화소값과, 상기 다른 의료 영상 내의 대응하는 지점의 화소값을 비교하여 일정 범위 내인 경우에 대응점으로 판단하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    다음의 수식에 따라 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소와, 인접한 다른 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소 사이의 거리를 계산하고, 계산한 거리가 최소가 되는 화소를 매칭하여 경계를 연결함으로써 3차원 병변 영역을 구성하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 장치.
    Figure 112016128325710-pat00019

    d: 복수의 화소 사이의 거리
    p11: 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소
    x11: 화소 p11의 x축 방향 좌표
    y11: 화소 p11의 y축 방향 좌표
    p21: 인접한 다른 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소
    x21: 화소 p21의 x축 방향 좌표
    y21: 화소 p21의 y축 방향 좌표
    dx: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리
    dy: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리
    dz: 인접한 의료 영상 사이의 z축 방향 물리적 거리
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    3차원 병변 영역의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하며, 계산된 최대 거리에 대한 정보를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    다음의 수식에 따라 상기 복수의 의료 영상의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 장치.
    Figure 112016128325710-pat00020

    d: 복수의 화소 사이의 거리
    p1, p2: 화소
    x1: 화소 p1의 x축 방향 좌표
    y1: 화소 p1의 y축 방향 좌표
    x2: 화소 p2의 x축 방향 좌표
    y2: 화소 p2의 y축 방향 좌표
    dx: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리
    dy: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리
    dz: 인접한 의료 영상 사이의 z축 방향 물리적 거리
    k: 각 화소가 위치하는 의료 영상 사이에 위치하는 영상의 개수
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    거리가 최대인 두 화소의 위치, 병변 영역의 경계, 3차원 병변 영역의 윤곽 및 최대 거리와 최소 거리 비율 정보 중 하나 이상을 상기 의료 영상에 표시하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 병변 영역 검출 장치가 단층을 촬영한 복수의 의료 영상을 표시하는 단계;
    상기 병변 영역 검출 장치가 상기 복수의 의료 영상 중에서 선택된 특정 의료 영상의 병변 영역 내에 지정된 지점을 기준으로 상기 특정 의료 영상 내에서 영역을 확장하여 병변 영역의 경계를 검출하는 단계;
    상기 병변 영역 검출 장치가 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역에 대응하여 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 검출하는 단계; 및
    상기 병변 영역 검출 장치가 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계와 상기 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 매칭하여 3차원 병변 영역을 구성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 다른 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계를 검출하는 단계는,
    상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내에 기준점을 설정하는 단계;
    상기 특정 의료 영상에 설정된 기준점의 위치와 동일한 평면 좌표를 가지는 지점을 상기 다른 의료 영상에서 확인하여 대응점의 위치로 판단하는 단계;
    상기 다른 의료 영상에서 대응점에 따른 화소의 위치를 기준으로, 대응점에 따른 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 경계를 검출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 특정 의료 영상 내에서 영역을 확장하여 병변 영역의 경계를 검출하는 단계는,
    지정된 지점에 대응하는 화소의 위치를 기준으로, 지정된 지점에 대응하는 화소의 화소값과 비교하여 일정 범위 내의 화소값을 가지는 화소까지 영역을 확대하여 경계를 검출하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 방법.
  22. 삭제
  23. 제20항에 있어서,
    상기 기준점을 설정하는 단계는,
    다음의 수식에 따라 상기 특정 의료 영상에 포함된 병변 영역 내 중심점의 좌표를 계산하여 기준점으로 설정하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 방법.
    Figure 112017027046461-pat00022

    Figure 112017027046461-pat00023

    N: 병변 영역에 포함된 화소의 개수
    x: 중심점의 x축 방향 좌표
    x1, x2, ..., xN: 병변 영역에 포함된 화소의 x축 방향 좌표
    y: 중심점의 y축 방향 좌표
    y1, y2, ..., yN: 병변 영역에 포함된 화소의 y축 방향 좌표
  24. 제20항에 있어서,
    상기 대응점의 위치로 판단하는 단계는,
    상기 특정 의료 영상에 설정된 기준점에 따른 화소의 화소값과, 상기 다른 의료 영상 내의 대응하는 지점의 화소값을 비교하여 일정 범위 내인 경우에 대응점으로 판단하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 방법.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 3차원 병변 영역을 구성하는 단계는,
    다음의 수식에 따라 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소와, 인접한 다른 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소 사이의 거리를 계산하고, 계산한 거리가 최소가 되는 화소를 매칭하여 경계를 연결함으로써 3차원 병변 영역을 구성하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 방법.
    Figure 112016128325710-pat00024

    d: 복수의 화소 사이의 거리
    p11: 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소
    x11: 화소 p11의 x축 방향 좌표
    y11: 화소 p11의 y축 방향 좌표
    p21: 인접한 다른 계산 대상 의료 영상에 포함된 병변 영역의 경계에 위치한 화소
    x21: 화소 p21의 x축 방향 좌표
    y21: 화소 p21의 y축 방향 좌표
    dx: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리
    dy: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리
    dz: 인접한 의료 영상 사이의 z축 방향 물리적 거리
  26. 제20항에 있어서,
    상기 병변 영역 검출 장치가 3차원 병변 영역의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 단계; 및
    상기 병변 영역 검출 장치가 계산된 최대 거리에 대한 정보를 표시하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 거리를 계산하는 단계는,
    다음의 수식에 따라 상기 복수의 의료 영상의 경계에 위치하는 각 화소 사이의 실제 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 방법.
    Figure 112016128325710-pat00025

    d: 복수의 화소 사이의 거리
    p1, p2: 화소
    x1: 화소 p1의 x축 방향 좌표
    y1: 화소 p1의 y축 방향 좌표
    x2: 화소 p2의 x축 방향 좌표
    y2: 화소 p2의 y축 방향 좌표
    dx: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 x축 방향 물리적 거리
    dy: 인접한 화소에 대응하는 지점 사이의 y축 방향 물리적 거리
    dz: 인접한 의료 영상 사이의 z축 방향 물리적 거리
    k: 각 화소가 위치하는 의료 영상 사이에 위치하는 영상의 개수
  28. 제26항에 있어서,
    상기 정보를 표시하는 단계는,
    거리가 최대인 두 화소의 위치, 병변 영역의 경계, 3차원 병변 영역의 윤곽 및 최대 거리와 최소 거리 비율 정보 중 하나 이상을 상기 의료 영상에 표시하는 것을 특징으로 하는 병변 영역 검출 방법.
  29. 제20항, 제21항, 제23항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 병변 영역 검출 방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록매체.
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