KR101769331B1 - Ct 영상 재구성 방법, 이를 위한 장치 및 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CT 영상 재구성 방법, 이를 위한 장치 및 기록 매체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 CT 영상 재구성 방법에 의하면, CT 계수의 분석을 통해 선택적으로 추출된 복셀의 CT 계수를 기초로 2차원 영상을 생성한다.
이에 따르면, 연조직과 뼈조직이 모두 선명한 영상을 획득할 수 있는 효과가 있다.

Description

CT 영상 재구성 방법, 이를 위한 장치 및 기록 매체{METHOD FOR RECONSTRUCTING CT IMAGE, APPARATUS AND RECORDING MEDIUM THEREOF}
본 발명은 CT 영상을 재구성하는 방법, 이를 위한 장치 및 기록 매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, CT 영상의 재구성을 통하여 2차원 영상을 생성하는 CT 영상 재구성 방법, 이를 위한 장치 및 기록 매체에 관한 것이다.
종래에는 치아 교정이나 악안면 수술시에 두부 측면 X-ray 영상을 통하여 치료계획을 수립하였다. 그러나, X-ray 영상은 다음과 같은 문제점이 존재하여 정확한 치료계획을 수립하는데 어려움이 있었다.
첫째로, X-ray 영상은 방사형으로 조사되는 X-ray에 의한 촬영원리상 거리에 따른 확대율이 발생하는 것이 불가피하다. 실제로 치과에서 두부 측면 촬영용으로 사용되는 X-ray 장비의 경우 약 110 %의 확대율이 발생한다. 더욱이, 우측면과 좌측면의 거리에 따라 양 측면의 확대율이 달라지게 된다. 종래에는 이와 같은 확대율 차이를 고려하여 좌측과 우측의 중간 라인을 기준으로 치료계획을 수립하였으나, 이는 환자의 정확한 안면윤곽 라인을 반영하지 못한 것으로 치료 만족도를 떨어뜨리는 요인으로 작용하였다.
또한, 두부 측면 X-ray 영상을 얻기 위해서는 환자가 정측면 자세를 유지하는 것이 필요한데 촬영장비에는 환자의 좌우와 정면을 고정하는 장치만 존재하여 촬영자의 감에 의존하여 환자의 자세를 판단하므로 정확한 측면 영상을 얻기 어려운 문제가 있다.
위와 같은 X-ray 영상의 문제점을 해결하기 위하여, CT(Computed Tomography) 영상을 광선합 투사(Ray-sum Projection)기법을 통하여 재구성한 영상을 이용하는 방법이 제안되었다. 광선합 투사기법은 3D 랜더링(rendering) 기법의 하나로, 투사 경로(projection line)를 따라 각 복셀(voxel)의 CT 계수를 모두 더한 값을 이용하여 영상을 재구성한다. 그러나, X-ray 영상은 방사선 감약계수의 차이를 이용하여 관찰하려는 부위의 대조도를 크게 만들지만, CT 영상은 모든 부위를 관찰하기 위하여 관용도가 큰 영상을 만들게 되므로 광선합 투사 기법에 의한 재구성 영상은 뼈 부분에도 근육이나 지방 등의 값이 포함되어 일반 X-ray 영상에 비하여 대조도가 떨어진다.
이에 대한 방안으로, 뼈조직에 대한 CT 계수만 합산하도록 임계값 랜더링(threshold rendering)을 적용하여 영상을 생성하는 방법이 있지만, 이에 따르면, 뼈조직은 뚜렷하게 나타나는 반면, 연조직(soft tissue)으로 이루어지는 안면라인은 잘 나타나지 않아 충분한 해결책이 되지 못한다.
따라서, 치료계획 수립시 관찰이 필요한 뼈조직과 연조직을 정확하게 통합 관찰할 수 있도록 양 조직이 모두 선명하게 나타나는 CT 영상 재구성 방법이 요구된다.
본 발명은 종래 기술에 따른 재구성 영상을 통해서는 뼈조직과 연조직의 정확한 통합 관찰이 어려운 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 관찰이 요구되는 뼈조직과 연조직을 모두 명확하게 나타낼 수 있는 CT 영상 재구성 방법, 장치, 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적은 본 발명의 일 양태에 따른 투사(projection)기법을 통해 2차원 영상을 생성하는 CT 영상 재구성 방법에 있어서, 미리 결정된 투사 방향에 따른 각 투사 경로(projection line)상에 존재하는 복셀(voxel)의 CT 계수(CT number)를 분석하는 단계; 상기 CT 계수의 분석 결과를 기초로 상기 각 투사 경로별로 영상 생성에 이용할 CT 계수의 범위를 정의하기 위한 적어도 하나 이상의 기준값을 설정하는 단계; 상기 기준값을 적용하여 상기 각 투사 경로마다 마련된 상기 CT 계수의 범위 안에 포함되는 CT 계수를 가지는 복셀을 추출하는 단계; 및 추출된 상기 복셀의 CT 계수를 기초로 2차원 영상을 생성하는 단계를 포함하는 CT 영상 재구성 방법에 의하여 달성될 수 있다.
여기서, 사용자 인터페이스부를 통한 사용자 입력에 대응하여 투사 방향을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기한 목적은 전술된 CT 영상 재구성 방법을 실행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 실행할 수 있는 기록매체에 의해서도 달성될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기한 목적은 투사(projection)를 통하여 2차원 영상을 생성하는 CT 영상 재구성 장치에 있어서, 투사 방향에 따른 각 투사 경로(projection line)상에 존재하는 복셀(voxel)의 CT 계수(CT number)를 분석하는 CT 계수 분석부; 상기 CT 계수의 분석 결과를 기초로 상기 각 투사 경로별로 영상 생성에 이용할 CT 계수의 범위를 정의하기 위한 적어도 하나 이상의 기준값을 설정하는 기준값 설정부; 상기 기준값을 적용하여 상기 각 투사 경로마다 마련된 상기 CT 계수의 범위 안에 포함되는 복셀의 CT 계수를 기초로 2차원 영상을 생성하는 영상 생성부를 포함하는 CT 영상 재구성 장치에 의해서도 달성될 수 있다.
이때, 상기 영상 생성부는, 상기 기준값을 경계로 한 부등식(inequality)형태로 상기 CT 계수의 범위를 결정할 수 있다.
아울러, 상기 영상 생성부는, 상기 투사 경로상의 복셀 중 상기 기준값 이상의 CT 계수를 가지는 복셀이 존재하는 경우, 상기 투사 경로상의 복셀 중 상기 기준값 미만의 CT 계수를 가지는 복셀을 제외한 나머지 복셀의 CT 계수를 기초로 2차원 영상을 생성할 수 있다.
또한, 상기 영상 생성부는, 상기 투사 경로상의 모든 복셀이 상기 기준값 이하의 CT 계수를 가지는 경우, 상기 투사 경로상의 모든 복셀의 CT 계수를 기초로 2차원 영상을 생성할 수 있다.
한편, 상기 영상 생성부는 광선합 투사기법(Ray-sum Projection) 또는 평균강도투사기법(Average Intensity Projection, AIP)에 따라 2차원 영상을 생성할 수 있다.
그리고, 상기 기준값 설정부는 CT 영상 촬영 장비에 따라 CT 계수에 대응하는 물질과 조직의 정보를 저장하고, 저장된 상기 정보를 기초로 상기 기준값을 설정하여 장비에 적합한 기준값을 설정할 수 있다.
또한, 사용자로부터 상기 2차원 영상을 생성하는데 필요한 정보를 입력받고, 생성된 상기 2차원 영상을 표시하기 위한 사용자 인터페이스부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 사용자 인터페이스부는, 투사 방향과 볼륨(volume)의 포지션(position)을 수동으로 조절할 수 있는 기능을 제공하는 제1 영역, 방사선 영상의 촬영방법에 따른 투사 방향과 볼륨의 포지션을 미리 설정해 둔 프리셋(preset)을 제공하는 제2 영역, 정투사(orthogonal projection)와 원근투사(perspective projection) 중 하나의 투사 방법을 선택하기 위한 제3 영역, 생성된 상기 2차원 영상을 표시하는 제4 영역, 및 볼륨 대비 투사 방향을 표시하는 제5 영역 중 적어도 어느 하나의 영역을 포함하여 구성된 화면을 표시할 수 있다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 관찰이 요구되는 뼈조직과 연조직이 모두 뚜렷하게 나타나므로 영상을 통해 정확한 치료 계획 수립을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 필요에 따라 적절하게 파라미터를 조절하여 적용함으로써 사용자가 원하는 맞춤형 영상을 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CT 영상 재구성 장치의 블록도;
도 2는 광선 투사(ray casting)에 의한 볼륨 렌더링을 도식화한 참고도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CT 영상 재구성 방법의 흐름도;
도 4는 기준값을 기초로 설정된 CT 계수 범위에 따라 재구성에 이용할 복셀을 추출하는 예를 설명하기 위한 참고도;
도 5는 사용자 인터페이스부를 통해 제공되는 화면의 일 예; 및
도 6은 종래의 광선합 투사기법과 본 발명의 실시예에 따른 CT 영상 재구성 방법에 의하여 생성된 영상을 각각 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 CT 영상 재구성 장치는 광선 투사(ray casting) 기반 볼륨 렌더링(volume rendering)을 이용하여 CT 영상을 재구성한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CT 영상 재구성 장치(100)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 CT 영상 재구성 장치(100)는 사용자 인터페이스부(10), CT 계수 분석부(30), 기준값 설정부(50), 및 영상 생성부(70)를 포함한다.
사용자 인터페이스부(10)는 사용자로부터 볼륨의 포지션(position), 투사 방향 등 CT 영상을 재구성하는 과정에서 필요한 각종 정보를 입력받고, 사용자의 입력을 위한 메뉴 및 옵션과 재구성 전/후의 영상 등을 표시한다.
CT 계수 분석부(30)는 투사 방향에 따른 각 투사 경로(projection line)상에 존재하는 복셀(voxel)의 CT 계수를 분석한다. 참고로 CT 계수(CT number)는 단층 촬영 장치에서 각 화소(pixel)의 방사선 감약계수(attenuation coefficient)를 의미하는 것으로, 물은 0 HU, 공기는 -1024 HU 값을 가지며, 뼈는 장치에 따라 상이하지만 일반적으로 흡수율이 높은 고밀도 골은 +1000 HU 이상의 값을 갖는다.
도 2는 광선 투사에 의한 볼륨 렌더링을 도식화하여 나타낸 것이다. 도 2를 참조하여 설명하면, CT 계수 분석부(30)는 뷰 평면(view plane)에서 나오는 광선(ray)에 따른 복수의 투사 경로(L1~L6) 상에서 샘플링된 점(point)(P)들과 교차되는 복셀의 CT 계수를 분석한다.
투사 경로 L3의 경우를 예로 들면, 투사 경로 L3 상의 샘플링 점 P1 내지 P6과 교차되는 복셀 V1 내지 V8의 CT 계수를 분석하게 된다.
위와 같이 CT 계수 분석부(30)는 각각의 투사 경로상에 존재하는 복셀의 CT 계수를 분석한다. 이때, 투사 방향은 사용자 입력, 사전 설정 등을 통해 결정될 수 있으며, 투사 방향은 3차원 볼륨에 대한 방향이므로 X축과 Y축 외에 Z축 방향을 모두 고려하여 결정되어야 한다.
기준값 설정부(50)는 CT 계수 분석부(30)에 의한 분석 결과를 기초로 각 투사 경로별로 기준값을 정한다. 기준값은 볼륨 렌더링에 이용할 CT 계수의 범위를 정의하기 위한 값으로 투사 경로별로 적어도 1개 이상의 기준값이 결정된다.
기준값 설정부(50)는 CT 계수를 기초로 투사 경로상의 물, 공기 등의 물질 및 뼈조직, 연조직 등의 조직 분포를 파악하고 재구성 영상의 목적 및 관찰대상 부위에 대응하여 영상 재구성에 이용할 CT 계수의 범위를 설정하기 위한 기준값을 설정한다. 이때, 기준값 설정부(50)는 각 CT 영상 촬영 장비에 따라 CT 계수에 대응하는 물질과 조직의 정보를 저장하고, 저장된 정보를 이용하여 CT 영상 촬영 장비에 적합한 기준값을 결정할 수 있다.
영상 생성부(70)는 결정된 기준값을 기초로 영상 재구성에 이용할 CT 계수의 CT 계수 범위를 설정하고, 각 투사 경로의 CT 계수의 범위 안에 포함되는 CT 계수를 가지는 복셀을 추출하여 추출된 복셀을 기초로 2차원 영상을 생성한다.
이때, CT 계수 범위는 결정된 기준값을 경계로 한 부등식(inequality) 형태로 결정될 수 있으며, 각 투사 경로마다 독립적으로 결정된다. 또한, 2차원 영상 생성은 광선합 투사기법(Ray-sum Projection), 평균강도투사기법(Average Intensity Projection, AIP)을 비롯하여 광선 투사법을 기반으로 2차원 영상을 생성하는 다양한 알고리즘을 기초로 이루어질 수 있다. 따라서, CT 재구성을 통해 생성되는 영상은 X-ray 영상을 비롯하여 투사를 통해 생성되는 기타 2차원 영상을 포괄한다.
생성된 2차원 영상은 사용자 인터페이스부(10)를 통해 제공하여 사용자가 활용할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CT 영상 재구성 방법의 흐름도이다. 이하, 도 3을 참조하여, 도 1을 참조하여 설명된 CT 영상 재구성 장치(100) 구성의 유기적 동작을 살펴본다.
먼저, 볼륨 데이터를 기초로 2차원 영상을 생성할 투사 방향이 결정된다(S10). 투사 방향은 사용자 인터페이스부(10)를 통한 사용자 선택 및 장치 설정에 따라 결정될 수 있으며, 이때, 투사 대상인 볼륨의 포지션, 즉, 환자의 자세를 함께 결정할 수 있다.
투사 방향과 볼륨 포지션은 사용자가 수동으로 조절할 수 있도록 구현될 수도 있으나, 방사선 영상의 촬영방법에 따른 투사 방향과 볼륨 포지션을 미리 설정해 둔 프리셋(preset)을 제공하고, 프리셋을 통해 사용자가 원하는 투사 방향과 볼륨 포지션을 쉽게 선택할 수 있도록 하여 사용자 편의를 도모할 수 있다.
여기서, 방사선 영상의 촬영방법이란, 촬영방향, 촬영각도, 환자의 자세에 따른 것으로서, 방사선 영상 촬영시 영상 촬영의 목적이나 관찰 부위에 따라 촬영방법이 달라진다. 예컨대, 두개골 시리즈(skull series)로서 정면(AP) view, 좌/우 측면(lateral) view, Towne's view, submentovertical view(SMV) 등의 촬영방법이 존재하고, 부비동(paranasal sinus, PNS)의 촬영시에는 Water's view, Caldwell view, 측면 view 등 다양한 촬영방법이 존재한다. 사용자는 프리셋을 통하여 투사 방향 및 볼륨 포지션을 직접 조절하지 않고 해당 뷰(view)만 선택하여 신속하게 원하는 2차원 영상을 획득할 수 있다.
또한, 투사 방향과 함께 정투사(orthogonal projection) 및 원근투사(perspective projection) 등과 같이 구체적인 투사방법을 선택하도록 할 수 있으며, 원근투사의 경우 거리에 따라 확대율이 발생되는 것으로 광선이 나오는 소스(source)와 대상 볼륨인 오브젝트(object)와의 거리 및 소스와 광선을 검지하는 디텍터(detector)와의 거리를 입력할 수 있도록 하여 실제 방사선 영상과 거의 동일한 영상이 생성될 수 있도록 한다.
전술된 방법에 따라 투사 방향이 결정되면, 각 투사 경로상의 존재하는 복셀의 CT 계수를 분석한다(S20).
이후, CT 계수의 분석 결과를 이용하여 각 투사 경로에 대해 개별적으로 2차원 영상에 이용할 CT 계수의 범위를 정의하기 위한 적어도 하나 이상의 기준값을 설정한다(S30). 이때, CT 계수는 영상 촬영 장비에 따라 상이함을 고려하여 각 CT 영상 촬영 장비에 따른 CT 계수정보를 활용하여 해당 CT 영상에 적합한 기준값을 결정할 수 있다. 예컨대, 'A' 장비에서는 공기가 -1024 HU(Hounsfield Unit), 물이 0 HU, 지방이 -100HU, 근육이 30 HU이고 뼈가 200HU 이상으로 표현될 때, 지방과 뼈 부위만 집중적으로 관찰하고 싶다면, 기준값은 -100 HU를 중심으로 소정 범위 안에 있는 적어도 하나 이상의 값과 200 HU를 중심으로 소정 범위 안에 있는 적어도 하나 이상의 값으로 결정될 수 있을 것이다.
위와 같이 각 투사 경로마다 기준값이 결정되면, 기준값을 경계로 한 부등식 형태로 재구성시 이용할 CT 계수 범위를 결정하고, 범위 안에 포함되는 CT 계수를 가지는 복셀을 추출한다(S40). 이때, CT 계수의 범위는 영상 촬영 장비에 따라 달리 결정될 수 있으며, 영상 생성의 목적과 관찰부위에 대응하여 결정된다.
이후, 추출된 복셀의 CT 계수를 이용하여 광선합 투사기법, 평균강도투사기법 등 볼륨 데이터를 기초로 2차원 영상을 생성하는 알고리즘을 통하여 2차원 영상을 생성한다(S50).
도 4는 기준값을 기초로 설정된 CT 계수 범위에 따라 재구성에 이용할 복셀을 추출하는 예를 설명하기 위한 참고도이다.
2차원 영상을 생성하는 예로서, 1개의 기준값이 결정되었을 때, 투사 경로 상의 복셀 중 기준값 이상의 CT 계수를 가지는 복셀과 기준값 미만의 CT 계수를 가지는 복셀이 모두 존재하는 경우, 해당 투사 경로의 CT 계수 범위를 기준값 이상으로 설정하여 복셀 중 기준값 미만의 CT 계수를 가지는 복셀을 제외하고 기준값 이상의 CT 계수를 가지는 복셀을 기초로 2차원 영상을 생성할 수 있다.
한편, 투사 경로상의 모든 복셀이 기준값 이하의 CT 계수를 가지는 경우, 해당 투사 경로의 CT 계수 범위를 기준값 이하로 설정하여 투사 경로상의 모든 복셀의 CT 계수를 기초로 2차원 영상을 생성할 수 있다.
이에 대하여 도 4를 참조하여 설명하면, 투사 경로상의 복셀 V1, V2는 기준값 R 미만의 CT 계수를 가지고, 복셀 V3 내지 V9는 기준값 R 이상의 CT 계수를 가질때, 복셀 V1, V2는 제외하고 나머지 복셀인 V3 내지 V9의 CT 계수를 이용하여 2차원 영상을 생성할 수 있다.
이에 따르면, CT 계수 분석결과 투사 경로상에 CT 계수가 상대적으로 큰 뼈조직이 존재하는 것으로 판단되었을 때에는, 해당 투사 경로에서 뼈조직 CT 계수 미만의 CT 계수를 가지는 복셀을 제외함으로써 뼈조직만을 선명하게 나타낼 수 있으며, 뼈조직이 없는 투사 경로상에서는 모든 복셀의 CT 계수를 이용하여도 연조직을 선명하게 나타낼 수 있다. 이처럼 본 발명에 따르면, 투사 경로상의 조직에 따라 기준값과 범위를 조절함으로써 뼈조직과 연조직을 모두 선명하게 나타낼 수 있다.
이와 같이 생성된 2차원 영상은 사용자 인터페이스부(10)를 통해 표시되어 진단에 활용될 수 있도록 한다(S60).
도 5는 사용자 인터페이스부(10)를 통해 제공되는 화면의 일 예이다.
도 5를 참조하면, 화면의 A 영역은 사용자가 투사 방향 및 볼륨의 포지션, 즉 환자의 자세를 조절하기 위한 기능을 제공하는 부분이다. 사용자는 볼륨을 틸팅(tilting)하거나 회전시켜 포지션을 조절할 수 있다.
B 영역은 방사선 영상의 촬영방법에 따른 투사 방향과 볼륨 포지션을 미리 설정해 둔 프리셋을 제공하는 부분이다. 사용자는 제공된 프리셋을 선택하여 원하는 2차원 영상을 쉽게 생성할 수 있다.
또한, C 영역은 볼륨 대비 투사 방향을 나타내는 부분으로서, 사용자로 하여금 설정된 투사 방향을 쉽게 인지할 수 있도록 도와준다. 여기에, 투사 방향을 나타내는 화살표를 회전시켜 볼륨 대비 투사 방향을 조절할 수 있는 기능이 부가될 수도 있다.
D 영역은 생성된 2차원 영상을 표시하는 영역이고, E 영역은 생성된 영상들이 나열되는 부분이다.
이 밖에도 사용자 인터페이스부(10)는 정투사와 원근투사 중 투사방법을 선택하고, 확대율을 결정하는 거리 항목을 입력하기 위한 옵션, 사용자가 진단을 위하여 생성된 2차원 영상을 편집하는 메뉴 등을 제공할 수 있을 것이다.
도 6은 종래의 광선합 투사기법과 본 발명의 실시예에 따른 CT 영상 재구성 방법에 의하여 생성된 영상을 각각 나타낸 것이다.
도 6의 (a) 영상은 종래의 광선합 투사기법에 의한 영상으로서, 뼈조직과 연조직의 대조도가 떨어져 조직을 분별하기 어렵다. 이에 반하여, (b) 영상은 본 발명의 실시예에 따른 CT 영상 재구성 방법에 의하여 생성된 영상으로서, 뼈조직과 연조직이 모두 선명하게 나타남을 확인할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따르면, 뼈조직과 연조직의 대조도가 떨어지는 종래기술의 문제점을 해결하여 뼈조직과 연조직이 모두 선명하게 나타나는 영상을 생성함으로써 정확한 치료 계획 수립을 도모할 수 있다. 이뿐만 아니라 필요에 따라 기준값과 CT 계수의 범위를 적절하게 선택하여 적용함으로서 사용자가 원하는 맞춤형 영상을 생성할 수 있다.
한편, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 CT 영상 재구성 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 사용자 인터페이스부 30: CT 계수 분석부
50: 기준값 설정부 70: 영상 생성부

Claims (11)

  1. 투사(projection)기법을 통해 2차원 영상을 생성하는 CT 영상 재구성 방법에 있어서,
    미리 결정된 투사 방향에 따른 각 투사 경로(projection line)상에 존재하는 복셀(voxel)의 CT 계수(CT number)를 분석하는 단계;
    상기 CT 계수의 분석 결과를 기초로 상기 각 투사 경로별로 영상 생성에 이용할 CT 계수의 범위를 정의하기 위한 적어도 하나 이상의 기준값을 설정하는 단계;
    상기 기준값을 적용하여 상기 각 투사 경로마다 마련된 상기 CT 계수의 범위 안에 포함되는 CT 계수를 가지는 복셀을 추출하는 단계; 및
    추출된 상기 복셀의 CT 계수를 기초로 2차원 영상을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 CT 계수의 범위 안에 포함되는 CT 계수를 가지는 복셀을 추출하는 단계는, 상기 투사 경로상의 복셀 중 상기 기준값 이상의 CT 계수를 가지는 복셀이 존재하는 경우, 상기 투사 경로상의 복셀 중 상기 기준값 미만의 CT 계수를 가지는 복셀을 제외한 나머지 복셀을 추출하고, 상기 투사 경로상의 모든 복셀이 상기 기준값 이하의 CT 계수를 가지는 경우에는 상기 투사 경로상의 모든 복셀을 추출하는 CT 영상 재구성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자 인터페이스부를 통한 사용자 입력에 대응하여 투사 방향을 결정하는 단계를 더 포함하는 CT 영상 재구성 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 따른 CT 영상 재구성 방법을 실행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 실행할 수 있는 기록매체.
  4. 투사(projection)를 통하여 2차원 영상을 생성하는 CT 영상 재구성 장치에 있어서,
    투사 방향에 따른 각 투사 경로(projection line)상에 존재하는 복셀(voxel)의 CT 계수(CT number)를 분석하는 CT 계수 분석부;
    상기 CT 계수의 분석 결과를 기초로 상기 각 투사 경로별로 영상 생성에 이용할 CT 계수의 범위를 정의하기 위한 적어도 하나 이상의 기준값을 설정하는 기준값 설정부; 및
    상기 기준값을 적용하여 상기 각 투사 경로마다 마련된 상기 CT 계수의 범위 안에 포함되는 복셀의 CT 계수를 기초로 2차원 영상을 생성하는 영상 생성부를 포함하며,
    상기 영상 생성부는, 상기 투사 경로상의 복셀 중 상기 기준값 이상의 CT 계수를 가지는 복셀이 존재하는 경우, 상기 투사 경로상의 복셀 중 상기 기준값 미만의 CT 계수를 가지는 복셀을 제외한 나머지 복셀의 CT 계수를 기초로 2차원 영상을 생성하고, 상기 투사 경로상의 모든 복셀이 상기 기준값 이하의 CT 계수를 가지는 경우, 상기 투사 경로상의 모든 복셀의 CT 계수를 기초로 2차원 영상을 생성하는 CT 영상 재구성 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 영상 생성부는,
    상기 기준값을 경계로 한 부등식(inequality)형태로 상기 CT 계수의 범위를 결정하는 CT 영상 재구성 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제4항에 있어서,
    상기 영상 생성부는 광선합 투사기법(Ray-sum Projection) 또는 평균강도투사기법(Average Intensity Projection, AIP)에 따라 2차원 영상을 생성하는 CT 영상 재구성 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 기준값 설정부는 CT 영상 촬영 장비에 따라 CT 계수에 대응하는 물질과 조직의 정보를 저장하고, 저장된 상기 정보를 기초로 상기 기준값을 설정하는 CT 영상 재구성 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    사용자로부터 상기 2차원 영상을 생성하는데 필요한 정보를 입력받고, 생성된 상기 2차원 영상을 표시하기 위한 사용자 인터페이스부를 더 포함하는 CT 영상 재구성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스부는,
    투사 방향과 볼륨(volume)의 포지션(position)을 수동으로 조절할 수 있는 기능을 제공하는 제1 영역, 방사선 영상의 촬영방법에 따른 투사 방향과 볼륨의 포지션을 미리 설정해 둔 프리셋(preset)을 제공하는 제2 영역, 정투사(orthogonal projection)와 원근투사(perspective projection) 중 하나의 투사 방법을 선택하기 위한 제3 영역, 생성된 상기 2차원 영상을 표시하는 제4 영역, 및 볼륨 대비 투사 방향을 표시하는 제5 영역 중 적어도 어느 하나의 영역을 포함하여 구성된 화면을 표시하는 CT 영상 재구성 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102084251B1 (ko) * 2017-08-31 2020-03-03 (주)레벨소프트 수술용 네비게이터를 위한 의료 영상 처리 장치 및 의료 영상 처리 방법
WO2019045144A1 (ko) 2017-08-31 2019-03-07 (주)레벨소프트 의료용 항법 장치를 위한 의료 영상 처리 장치 및 의료 영상 처리 방법
KR102254791B1 (ko) * 2019-07-16 2021-05-24 오스템임플란트 주식회사 영상 재구성을 이용한 영상의 ct 계수 강화 방법
KR102208577B1 (ko) * 2020-02-26 2021-01-27 (주)레벨소프트 수술용 네비게이터를 위한 의료 영상 처리 장치 및 의료 영상 처리 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004358001A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Ziosoft Inc 医用画像処理装置、医用画像処理方法、および、プログラム
JP2011221022A (ja) * 2010-04-08 2011-11-04 Csem Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa Recherche Et Developpement 物体の組成を決定するシステム及び方法
CN103413338A (zh) 2013-05-29 2013-11-27 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种基于广义变分最小化的少量投影ct图像重建方法
JP2015177928A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社東芝 医用画像診断装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004358001A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Ziosoft Inc 医用画像処理装置、医用画像処理方法、および、プログラム
JP2011221022A (ja) * 2010-04-08 2011-11-04 Csem Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa Recherche Et Developpement 物体の組成を決定するシステム及び方法
CN103413338A (zh) 2013-05-29 2013-11-27 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种基于广义变分最小化的少量投影ct图像重建方法
JP2015177928A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社東芝 医用画像診断装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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