KR101811826B1

KR101811826B1 - 워크 스테이션, 이를 포함하는 의료영상 촬영장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101811826B1
Application number: KR1020150113187A
Authority: KR
Inventors: 조현희; 박선미; 신제용; 유세진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2017-12-22
Also published as: EP3131058B1; CN106466183A; CN106466183B; EP3131058A1; KR20170019163A; US20170046848A1; US10032272B2

Abstract

워크 스테이션, 이를 포함하는 의료영상 촬영장치 및 그 제어방법을 포함한다. 일 측에 따른 의료영상 촬영장치는, 대상체를 촬영한 의료영상에서 장기의 윤곽선(contour)에 관한 정보를 입력 받는 입력부; 및 상기 입력 받은 윤곽선에 관한 정보를 기초로 상기 장기의 윤곽선을 생성함에 있어, 상기 장기의 내부 또는 외부에 위치한 적어도 하나의 다른 장기의 윤곽선을 침범하지 않도록 상기 장기의 윤곽선을 보정하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

워크 스테이션, 이를 포함하는 의료영상 촬영장치 및 그 제어방법{WORKSTATION, MEDICAL IMAGING APPARATUS COMPRISING THE SAME AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

대상체의 내부를 영상화한 의료영상을 관리하는 워크 스테이션, 이를 포함하는 의료영상 촬영장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 의료영상 촬영장치는 대상체의 내부를 영상화하여 의료영상을 획득하고, 획득한 의료영상을 진단에 이용할 수 있도록 하는 장치이다. 이때, 의료영상으로부터 보다 정확한 진단을 위해서는 의료영상 내에서의 장기들에 관한 정확한 판단이 요구된다. 이에 따라, 의료영상 내에서 분할 처리를 통해 장기들의 윤곽선을 그리고, 이를 기초로 해당 장기의 진단을 하는 것이 일반적이다. 다만, 장기의 윤곽선을 정확하게 생성하기 위해서는 많은 시간과 노력이 필요하여, 이를 보다 빠르고 정확하게 하기 위한 연구가 진행 중이다.

일 측에 따른 워크 스테이션은, 대상체를 촬영한 의료영상에서 적어도 하나의 장기를 분할하는 윤곽선(contour)에 관한 정보를 입력 받는 입력부; 및 상기 입력 받은 윤곽선에 관한 정보를 기초로 윤곽선을 생성함에 있어, 상기 윤곽선 간에 침범하지 않도록 보정하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 해부학적 특성에 기초하여 장기의 윤곽선과 장기의 내부 조직에 관한 윤곽선 및 적어도 하나의 다른 장기의 윤곽선 중 적어도 하나의 윤곽선 간에 접촉하도록 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 해부학적 특성에 기초하여 상기 윤곽선 중에서 기 생성된 제1 윤곽선을 침범하지 않도록 제2 윤곽선을 보정하거나 또는 상기 제2 윤곽선 중에서 일부는 상기 기 생성된 제1 윤곽선을 침범하지 않도록 보정하고, 상기 제2 윤곽선 중에서 다른 일부는 상기 기 생성된 제1 윤곽선과 접촉하도록 보정할 수 있다.

또한, 상기 입력부는, 상기 윤곽선을 생성하고자 하는 장기 또는 상기 윤곽선을 생성하고자 하는 장기의 외벽 또는 내벽에 관한 정보를 입력 받을 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 장기에 내벽 및 외벽이 존재하는 경우, 상기 내벽의 윤곽선이 상기 외벽의 윤곽선을 침범하지 않도록 상기 내벽의 윤곽선을 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 내벽의 윤곽선이 상기 외벽의 윤곽선의 바깥쪽에 그려진 경우, 상기 내벽의 윤곽선을 삭제할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 윤곽선 간에 침범하는 경우, 사용자로부터 입력 받은 이격 거리를 기초하여 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 의료영상 내에서 윤곽선 간의 평균 이격 거리에 기초하여 보정하거나 또는 데이터베이스에 저장된 평균 이격 거리에 기초하여 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 내벽의 윤곽선이 상기 외벽의 윤곽선을 침범하는 경우, 사용자로부터 입력 받은 이격 거리에 관한 정보를 기초로 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 내벽의 윤곽선이 상기 외벽의 윤곽선을 침범하는 경우, 상기 의료영상 내에서 상기 내벽의 윤곽선과 외벽의 윤곽선 간의 평균 이격 거리에 기초하여 보정하거나 또는 데이터베이스에 저장된 평균 이격 거리에 기초하여 보정할 수 있다.

또한, 의료영상 촬영장치로부터 획득된 상기 의료영상을 수신하는 통신부; 를 더 포함할 수 있다.

일 측에 따른 워크 스테이션은, 자동분할에 따라 적어도 하나의 장기를 분할하는 윤곽선이 생성된 의료영상에서, 상기 윤곽선 간에 서로 겹치지 않도록 보정하는 제어부; 및 상기 제어부를 통해 보정된 의료영상을 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 윤곽선 간에 겹쳐진 경우, 상기 겹쳐진 윤곽선을 동시에 보정하거나 또는 상기 겹쳐진 윤곽선 중에서 선택된 윤곽선만을 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 해부학적 특성에 기초하여 상기 윤곽선 간에 접촉하도록 보정하거나 또는 미리 설정된 이격 거리에 기초하여 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 사용자로부터 입력 받은 이격 거리를 기초로 또는 상기 의료영상 내에서의 장기 간의 평균 이격 거리를 기초로 또는 데이터베이스에 저장된 평균 이격 거리를 기초로 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 윤곽선 중에서 어느 하나가 장기의 내벽에 관한 것이고 어느 하나가 상기 장기의 외벽에 관한 것이면, 상기 내벽의 윤곽선이 상기 외벽의 윤곽선을 침범하지 않도록 보정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 내벽의 윤곽선이 상기 외벽의 윤곽선의 바깥에 그려진 경우, 상기 내벽의 윤곽선을 삭제할 수 있다.

일 측에 따른 의료영상 촬영장치는, 대상체의 장기에 관한 의료영상을 획득하는 촬영부; 상기 촬영부를 통해 획득된 의료영상을 표시하는 디스플레이부;

적어도 하나의 장기를 분할하는 윤곽선에 관한 정보를 입력 받는 입력부; 및 상기 입력 받은 윤곽선에 관한 정보를 기초로 윤곽선을 생성함에 있어, 상기 윤곽선 간에 침범하지 않도록 보정하는 제어부를 포함할 수 있다.

일 측에 따른 의료영상 촬영장치는, 대상체의 장기에 관한 의료영상을 획득하는 촬영부; 상기 의료영상에서 자동분할에 따라 적어도 하나의 장기를 분할하는 윤곽선이 생성되는 경우, 상기 윤곽선 간에 서로 겹치지 않도록 보정하는 제어부; 및 상기 제어부를 통해 보정된 의료영상을 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

일 측에 따른 워크 스테이션의 제어방법은, 윤곽선의 생성 명령을 입력 받고; 상기 입력 받은 윤곽선의 생성 명령에 따라 분할하고자 하는 적어도 하나의 장기를 입력 받고; 상기 입력 받은 적어도 하나의 장기에 관한 윤곽선에 관한 정보를 입력 받고; 상기 입력 받은 윤곽선에 관한 정보로부터 생성한 윤곽선 간에 침범하지 않도록 보정하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 윤곽선을 보정하는 것은, 상기 윤곽선 중에서 어느 하나의 장기에 관한 윤곽선이 상기 장기 주변에 위치한 다른 장기에 관한 윤곽선을 침범하는 경우, 해부학적 특성에 기초하여 상기 장기에 관한 윤곽선과 상기 다른 장기에 관한 윤곽선이 접촉하도록 보정하거나 또는 미리 설정된 이격 거리에 따라 보정할 수 있다.

또한, 상기 장기를 입력 받는 것은, 상기 장기의 내벽 또는 외벽 중 윤곽선을 생성하고자 하는 것을 입력 받는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 윤곽선을 보정하는 것은, 상기 장기의 내벽의 윤곽선과 외벽의 윤곽선이 침범하는 경우, 해부학적 특성에 기초하여 상기 장기의 내벽의 윤곽선과 상기 외벽의 윤곽선 간에 접촉하도록 보정하거나 또는 미리 설정된 이격 거리에 따라 보정할 수 있다.

또한, 상기 윤곽선을 보정하는 것은, 상기 장기의 내벽의 윤곽선과 외벽의 윤곽선의 바깥에 그려진 경우, 상기 장기의 내벽의 윤곽선을 삭제할 수 있다.

또한, 상기 윤곽선을 보정하는 것은, 의료영상 내에서 윤곽선이 그려진 장기가 복수개인 경우, 상기 복수의 장기 간에 윤곽선이 겹쳐진 영역을 동시에 보정하거나 또는 사용자에 의해 선택된 윤곽선 만을 보정할 수 있다.

일 측에 따른 워크 스테이션의 제어방법은, 자동분할에 따라 적어도 하나의 장기를 분할하는 윤곽선이 그려진 의료영상에서, 상기 윤곽선 간에 겹치지 않도록 보정하고; 상기 보정된 의료영상을 표시하는; 것을 포함할 수 있다.

또한, 상기 보정하는 것은, 상기 윤곽선 간에 겹쳐진 경우, 상기 겹쳐진 윤곽선을 동시에 보정하거나 또는 상기 겹쳐진 윤곽선 중에서 선택된 윤곽선만을 보정할 수 있다.

또한, 상기 보정하는 것은, 해부학적 특성에 기초하여 상기 윤곽선 간에 접촉하도록 보정하거나 또는 미리 설정된 이격 거리에 기초하여 보정할 수 있다.

또한, 상기 보정하는 것은, 상기 적어도 하나의 장기 중에서 어느 하나의 장기의 내벽에 관한 윤곽선이 상기 외벽에 관한 윤곽선의 바깥에 그려진 경우, 상기 내벽에 관한 윤곽선을 삭제하는 것을 더 포함할 수 있다.

도 1은 의료영상 촬영장치의 일 예 중 하나로 컴퓨터 단층 촬영장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 의료영상 촬영장치의 일 예 중 하나로 자기공명 촬영장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 의료영상 촬영장치의 제어 블록도를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 워크 스테이션이 마련된 작업 공간을 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 자동 분할 또는 수동 분할에 따라 윤곽선이 생성된 의료영상을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 의료영상 촬영장치의 동작 흐름도를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 좌심실의 윤곽선에 관한 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 우심실의 윤곽선에 관한 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 장기에 내벽 및 외벽이 존재하는 경우, 장기 내벽의 윤곽선에 관한 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10과 도 11은 서로 다른 실시예에 따른 하나 또는 2개 이상의 윤곽선을 동시에 보정하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 복수 개의 장기의 윤곽선이 그려진 복부 영역에 관한 의료영상을 도시한 도면이다.
도 13은 장기 및 장기 내부 조직의 윤곽선이 그려진 복부 영역에 관한 의료영상을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 의료영상 촬영장치의 일 예 중 하나로 컴퓨터 단층 촬영장치의 외관을 도시한 도면이다.

의료영상 촬영장치는 대상체의 내부를 영상화한 의료영상을 획득하는 장치를 의미한다. 여기서, 대상체는 인간 또는 동물의 생체가 될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니며, 의료영상 촬영장치에서 조사되는 다양한 종류의 신호에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이라면 어떤 것이든 대상체가 될 수 있다.

이하에서 서술되는 의료영상 촬영장치는 대상체의 내부를 영상화한 의료영상을 획득하는 장치 전부를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 의료영상 촬영장치는 도 1에 도시된 바와 같이 컴퓨터 단층(Computed Tomography, CT) 촬영장치(10)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 컴퓨터 단층 촬영장치(10)는 중심에 보어(bore, 13)가 형성된 갠트리(gantry, 11)에 의해 대상체의 스캔을 수행한다. 갠트리(11)의 내부에는 엑스선을 발생시켜 조사하는 엑스선 소스와 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 검출기가 서로 대향되게 장착된다. 대상체(200)는 환자 테이블(15)에 누워 보어(13) 내부로 이송되고, 대상체(200)의 스캔 부위가 스캔 위치에 위치하면 갠트리(11) 내부의 엑스선 소스와 엑스선 검출기가 회전하면서 엑스선을 조사 및 검출하여 대상체(200)를 스캔한다. 이에 따라, 컴퓨터 단층 촬영장치(10)는 스캔 결과를 기초로 의료영상을 획득할 수 있다.

한편, 의료영상 촬영장치가 전술한 일 실시예로 한정되는 것은 아니고, 도 2의 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI) 촬영장치, 및 초음파 프로브를 이용하는 초음파 촬영장치 등 대상체의 내부에 관한 의료영상을 획득할 수 있는 모든 장치를 포함한다.

이하에서는 의료영상 촬영장치의 일 예 중 하나로써, 자기공명영상 촬영장치를 예로 설명하도록 하나, 후술할 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니고, 의료영상을 획득할 수 있는 장치라면 모두 적용될 수 있다.

도 2는 의료영상 촬영장치의 일 예 중 하나로 자기공명 촬영장치의 외관을 도시한 도면이고, 도 3은 일 실시예에 따른 의료영상 촬영장치의 제어 블록도를 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 일 실시예에 따른 워크 스테이션이 마련된 작업 공간을 도시한 도면이고, 도 5는 일 실시예에 따른 자동 분할 또는 수동 분할에 따라 윤곽선이 생성된 의료영상을 도시한 도면이다. 이하에서는 설명이 중복되는 것을 방지하기 위해 함께 설명하도록 한다.

도 2를 참조하면, 의료영상 촬영장치(1)는 중심에 보어(23)가 형성된 갠트리(21)에 의해 대상체(200)의 스캔을 수행한다. 갠트리(21)의 내부에는 보어(23)에 자기장을 형성하는 자석 어셈블리가 장착되어 있으며, 대상체(200)가 환자 테이블(25)에 누워 보어(23) 내부로 이송되면 갠트리(21)에 장착된 자석 어셈블리가 보어 (25)내부에 자기장을 형성하여 대상체(200)를 스캔한다. 이에 따라, 의료영상 촬영장치(1)는 대상체(200) 내부에 관한 의료영상을 획득할 수 있다.

보다 구체적으로 살펴보면 의료영상 촬영장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 자기장을 형성하고 원자핵에 대한 공명 현상을 발생시키는 자석 어셈블리(150), 자석 어셈블리(150)의 동작을 제어하는 자석 제어부(120), 원자핵으로부터 발생되는 에코신호를 수신하여 의료영상을 생성하는 영상 처리부(160), 및 의료영상 촬영장치(1)의 전반적인 동작을 제어하는 워크 스테이션(110) 등을 포함한다.

자석 어셈블리(150)는 내부에 정자장(Static field)을 형성하는 정자장 코일부(151), 정자장에 경사자장(gradient field)를 형성하는 경사 코일부(152) 및 RF 펄스를 인가하여 원자핵을 여기시키고 원자핵으로부터 에코 신호를 수신하는 RF 코일부(153)를 포함한다.

자석 제어부(120)는 정자장 코일부(151)가 형성하는 정자장의 세기 및 방향을 제어하는 정자장 제어부(121), 펄스 시퀀스를 설계하여 그에 따라 경사 코일부(152) 및 RF 코일부(153)를 제어하는 펄스 시퀀스 제어부(122)를 포함한다.

의료영상 촬영장치(1)는 경사 코일부(152)에 경사 신호를 인가하는 경사 인가부(130) 및 RF 코일부(153)에 RF(Radio Frequency, RF) 신호를 인가하는 RF 인가부(140)를 구비하여 펄스 시퀀스 제어부(122)가 경사 인가부(130) 및 RF 인가부(140)를 제어함으로써 정자장에 형성되는 경사자장 및 원자핵에 가해지는 RF를 조절하도록 한다.

경사 코일부(152)는 보어에 형성된 정자장에 경사(gradient)를 발생시켜 경사자장(gradient magnetic field)를 형성한다. 3차원의 공간 정보를 얻기 위해서는 x, y, z 축 모두에 대한 경사자장이 요구되는데, 이에 경사 코일부(152)는 세 쌍의 경사 코일을 포함한다.

정자장 코일부(151)는 보어의 둘레를 코일이 감고 있는 형태로 할 수 있고 정자장 코일부(151)에 전류가 인가되면 자석 어셈블리(150) 내부 즉, 보어에 정자장이 형성된다. 정자장의 방향은 일반적으로 자석 어셈블리(150)의 동축과 평행하다.

보어에 정자장이 형성되면 대상체(200)를 구성하는 원자 특히, 수소 원자의 원자핵은 정자장의 방향으로 정렬되며, 정자장의 방향을 중심으로 세차운동(precession)을 한다. 원자핵의 세차속도는 세차주파수로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 수소 양성자는 1T의 외부 자기장 속에서 42.58MHZ의 세차주파수를 가지며, 인간의 몸을 구성하는 원자 중 가장 큰 비율을 차지하는 것이 수소이므로 자기공명영상 촬영장치에서는 주로 수소 양성자의 세차운동을 이용하여 자기 공명 신호를 얻는다.

여기서, RF 코일부(153)는 RF 펄스를 송신하는 송신 코일 및 여기된 원자핵이 방출하는 전자파 즉, 자기 공명 신호를 수신하는 수신 코일을 포함한다. RF 코일부(153)는 RF 인가부(140)와 접속되어 있고, RF 인가부(140)는 펄스 시퀀스 제어부(122)로부터 전송 받은 제어신호에 따라 RF 코일부(153)에 구동신호를 인가하여 RF 펄스를 송신한다.

RF 인가부(140)는 고주파 출력 신호를 펄스형 신호로 변조하는 변조 회로 및 펄스형 신호를 증폭하는 RF 전력 증폭기를 포함할 수 있다. 또한, RF 코일부(153)는 영상 처리부(160)와 접속되어 있고, 영상처리부(160)는 원자핵으로부터 발생되는 자기공명신호에 관한 데이터를 수신하는 데이터 수집부(161), 데이터 수집부(161)에서 수신한 데이터들을 처리하여 의료영상을 생성하는 데이터 처리부(163)를 포함한다.

데이터 수집부(161)는 RF 코일부(153)의 수신 코일이 수신한 자기공명 신호를 증폭하는 전치 증폭기(preamplifier), 전치 증폭기로부터의 자기 공명 신호를 전송받아 위상 검출하는 위상 검출기, 위상 검출에 의해 획득된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(Analog/Digital Converter)를 포함한다. 그리고 데이터 수집부(161)는 디지털 변환된 자기 공명 신호를 데이터 저장부(162)로 전송한다.

데이터 저장부(162)에는 2차원 푸리에 공간을 구성하는 데이터 공간이 형성되며 스캔 완료된 전체 데이터의 저장이 완료되면, 데이터 처리부(163)는 2 차원 푸리에 공간 내의 데이터를 2차원 역 푸리에 변환하여 대상체(200)에 대한 의료영상을 재구성한다. 재구성된 의료영상은 워크 스테이션(110)의 디스플레이부(112)에 표시된다.

워크 스테이션(110)은 사용자로부터 의료영상 촬영장치(1)에 관한 각종 제어 명령을 입력 받아, 이에 기초하여 의료영상 촬영장치(1)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 워크 스테이션(110)은 의료영상의 편집, 보정 등 다양한 프로세스를 처리하여, 진단에 필요한 각종 결과를 획득할 수 있다. 여기서, 워크 스테이션(110)은 호스트 장치 또는 콘솔이라고도 하나, 이하 상술할 실시예에서는 설명의 편의상 의료영상 촬영장치(1)의 전반적인 동작을 제어하는 장치를 워크 스테이션(110)이라 하기로 한다.

한편, 의료영상 촬영장치(1) 중에서 일부 장치는 대상체(200)의 스캔이 이루어지는 스캔 룸과 대상체의 스캔을 제어하는 컨트롤 룸이 분리될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 컨트롤 룸에서 대상체(200)의 스캔뿐만 아니라, 획득한 의료영상의 영상 처리를 통해 원하는 정보를 획득할 수도 있다.

예를 들어, 워크 스테이션(110)은 별도의 작업 공간에 마련될 수도 있다. 도 4를 참조하면, 의료영상 촬영장치(1)는 갠트리가 위치하여 대상체의 스캔이 이루어지는 스캔 룸과 사용자의 제어가 이루어지는 컨트롤 룸이 차폐 벽(53)과 차폐 유리(51)로 분리될 수 있다.

다만, 워크 스테이션(110)이 컨트롤 룸에만 마련되는 것은 아니고, 대상체의 스캔을 제어하는 프로세스는 컨트롤 룸에서 수행하고, 이후 영상 처리는 별도의 룸에서 수행될 수 있다. 이때, 컨트롤 룸에 마련된 워크 스테이션(110)은 제1 워크 스테이션, 별도의 룸에 마련된 워크 스테이션은 제2 워크 스테이션에 대응한다. 이하에서 설명되는 워크 스테이션(110)은 제1 워크 스테이션 및 제2 워크 스테이션 중 적어도 하나를 포함한다.

사용자는 워크 스테이션(110)을 이용하여 장기의 윤곽선이 그려진 의료영상을 획득할 수 있다. 장기 중 하나로써 심장을 예로 들면, 심장의 기능을 정량적으로 분석하기 위해서는 수백 장의 의료영상에서 좌심실 및 우심실의 심장 근육을 정확하게 분할하는 것이 요구된다. 이에 따라, 복수의 의료영상에서 각 심장의 근육 변화를 파악함으로써, 심장의 특성, 혈류 등의 정량 분석이 가능하고, 이에 따라 심장 질환의 진단이 가능하다.

도 3을 참조하면, 워크 스테이션(110)은 입력부(111), 디스플레이부(112), 데이터베이스(113), 및 제어부(114)를 포함한다. 데이터베이스(113), 및 제어부(114)는 워크 스테이션(110)에 내장된 시스템 온 칩(System On Chip, SOC)에 집적될 수 있다. 이때, 워크 스테이션(110)에 내장된 시스템 온 칩이 하나만 존재하지 아니고 복수 개 일수도 있으므로, 하나의 시스템 온 칩에만 집적되는 것으로 제한되는 것은 아니다.

입력부(111)는 사용자로부터 의료영상 촬영장치(1)의 전반적인 동작에 관한 제어 명령을 입력 받을 수 있다. 또한, 입력부(111)는 의료영상의 분할 처리와 관련된 각종 명령을 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 입력부(111)는 자동 분할 명령 또는 수동 분할 명령 등의 분할 명령 등을 입력 받을 수 있다. 또한, 입력부(111)는 사용자로부터 분할하고자 하는 장기, 장기의 내부 조직 등에 관한 정보를 입력 받을 수 있다.

수동 분할 명령, 즉 윤곽선 생성 명령을 입력 받은 경우, 입력부(111)는 사용자로부터 수동 분할 툴(tool)을 이용하여 윤곽선에 관한 정보를 입력 받을 수 있다. 수동 분할 툴은 사용자가 윤곽선에 관한 정보를 입력하는 것을 지원하며, 소프트웨어로 구현될 수 있다. 후술할 바와 같이 수동 분할 툴은 의료영상 촬영장치(1)의 데이터베이스(113)에 저장될 수 있다. 여기서, 윤곽선에 관한 정보는 장기를 분할하는 윤곽선을 설정하기 위한 것으로써, 포인트 또는 라인 등과 같이 장기를 분할하기 위해 설정할 수 있는 것 전부를 포함한다.

일 실시예로, 입력부(111)는 포인트 마킹(point marking), 또는 프리핸드(freehand)과 같은 수동 분할 툴을 통해 윤곽선에 관한 정보를 입력 받을 수 있다. 이때, 윤곽선에 관한 정보가 일 실시예로 한정되는 것은 아니고, 기 공지된 다양한 수동 분할 툴을 이용하여 윤곽선이 설정될 수 있다.

입력부(111)는 키보드, 마우스, 조이스틱, 트랙볼 등을 통해 구현될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 사용자로부터 각종 명령을 입력 받을 수 있는 기 공지된 다양한 장치들을 통해 구현될 수 있다. 한편, 제어부(114)는 입력부(111)를 통해 입력 받은 윤곽선에 관한 정보를 기초로 윤곽선을 생성할 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

디스플레이부(112)는 의료영상을 표시함으로써, 사용자에게 대상체(200)의 건강상태를 파악할 수 있도록 한다. 또한, 사용자는 디스플레이부(112)에 표시된 의료영상을 보고, 입력부(111)를 통해 윤곽선에 관한 정보를 입력할 수 있다.

디스플레이부(112)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), CRT(Cathode Ray Tube) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한하지 않는다. 한편, 디스플레이부(112)가 터치 스크린 타입으로 구현되는 경우, 디스플레이부(112)는 입력부(111)의 기능도 함께 수행할 수 있다.

데이터베이스(113)에는 의료영상의 편집과 관련된 각종 데이터가 저장될 수 있다. 예를 들어, 데이터베이스(113)에는 자동 분할 알고리즘을 통해 구현된 소프트웨어가 저장될 수 있다. 또한, 데이터베이스(113)에는 수동 분할 툴을 제공하는 소프트웨어가 저장될 수 있다.

한편, 데이터베이스(113)에는 대상체 내부의 장기에 관한 각종 데이터가 저장될 수 있다. 예를 들어, 해부학적 특성에 따라 장기 간의 상대적 위치, 장기의 내부 조직 간의 상대적 위치 관계는 다르다. 데이터베이스(113)에는 장기 별로 해부학적 특성 데이터가 저장되어, 후술할 바와 같이 제어부(114)는 이를 기초로 윤곽선을 보정할 수 있다.

데이터베이스(113)는 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 통해 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수도 있다.

제어부(114)는 의료영상 촬영장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(114)는 의료영상 촬영장치(1)의 구성 요소를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 의료영상 촬영장치(1)의 각 구성 요소의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예로, 제어부(114)는 입력부(111)로부터 입력된 제어 명령을 기초로 디스플레이부(112)의 동작을 제어하여 의료영상을 표시할 수 있으며, 제한은 없다.

제어부(114)는 분할 처리를 통해 장기의 윤곽선을 생성할 수 있다. 분할 처리를 통해 장기의 윤곽선을 생성하는 방법은 자동 분할 방법 및 수동 분할 방법이 있다. 여기서, 수동 분할 방법은 포인트 마킹 또는 프리핸드와 같이 기 공지된 수동 분할 툴을 이용하여 사용자로부터 입력 받은 윤곽선에 관한 정보를 기초로 윤곽선을 생성하는 방법이다. 자동 분할 방법은 사용자로부터 자동 분할 명령을 입력 받거나 또는 자동으로 의료영상에서 윤곽선을 생성하는 방법이다.

자동 분할 방법은 수동 분할 방법에 비해 수행 속도가 빠르다는 장점이 있다. 다만, 자동 분할 방법을 통해 윤곽선이 생성되는 경우, 아직 수동 분할에 비해 정확도가 높지 않아 확인 및 보정을 위한 시간이 추가적으로 요구된다.

예를 들어 심장의 구조를 살펴보면, 심장의 좌심실 및 우심실의 윤곽선 간에는 겹쳐지는 영역이 없어야 하며, 일부 영역은 접촉되어 빈 영역이 없어야 한다. 또한, 좌심실 내벽의 윤곽선은 좌심실 외벽의 윤곽선 내에 그려져야 한다. 도 5a는 자동 분할 처리를 통해 심장의 좌심실 및 우심실의 윤곽선이 생성된 의료영상을 도시한 도면이다. 좌심실 외벽의 윤곽선(40)과 우심실의 내벽의 윤곽선(42) 중에서 일부는 접촉되어 빈 영역이 없어야 함에도, 도 5a에 도시된 바와 같이 빈 영역(R)이 발생되어, 해부학적 구조에 어긋난다. 이에 따라, 사용자는 도 5a 에 도시된 윤곽선을 이용해서는 심장에 관한 정확한 진단을 하기 어렵다.

도 5b는 수동 분할 처리를 통해 심장의 좌심실 및 우심실의 윤곽선이 생성된 의료영상을 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이, 심장의 좌심실 및 우심실의 윤곽선은 겹쳐져서는 안되며, 일부 영역은 접촉되어 빈 영역이 없어야 한다.

또한, 좌심실 내벽의 윤곽선(43)은 좌심실 외벽의 윤곽선(42) 내에 그려져야 하며, 우심실 내벽의 윤곽선(41)은 우심실 외벽의 윤곽선(40) 내에 그려져야 한다. 이때 도 5b를 구체적으로 살펴보면, 우심실 외벽의 윤곽선(40) 밖에 우심실 내벽의 윤곽선(41)의 일부가 그려져 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 좌심실 외벽의 윤곽선(42) 밖에 좌심실 내벽의 윤곽선(43)의 일부가 그려져 있는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 도면에 도시된 심장에 관한 윤곽선(40, 41, 42, 43)으로는 심장에 관한 정확한 진단을 할 수 없고, 윤곽선의 보정이 요구된다.

이때, 사용자가 윤곽선을 개별적으로 확인하고, 보정하는데 상당한 시간이 소요된다. 예를 들어, 사용자의 숙련도에 따라 22장을 확인 및 보정하는데 약 15분 정도가 소요될 수 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 300-400장의 의료영상의 윤곽선을 확인 및 보정하기에는 너무 많은 노력과 시간이 소요된다는 단점이 있다.

개시된 실시예에 따른 의료영상 촬영장치(1)는 분할 처리시 해부학적 특성을 반영하여 윤곽선의 보정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 개시된 실시예에 따른 의료영상 촬영장치(1)는 분할의 정확도를 높임으로써 보다 정확한 진단을 도울 수 있고, 윤곽선의 보정에 소요되는 시간을 줄임으로써 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다.

한편, 이하에서의 보정 방법이 심장에 한정되는 것은 아니고, 대상체에 내부에 존재하는 심장, 간, 비장, 위 등과 같은 모든 장기 및 장기를 구성하는 다양한 내부 조직들에 적용될 수 있다. 즉, 장기의 외벽, 외곽만 윤곽선이 그려지는 것은 아니고, 장기의 내벽, 또는 내부 조직도 윤곽선이 그려질 수 있으며, 이하에서의 보정 방법은 전술한 모든 윤곽선에 적용될 수 있다.

심장을 예로 들면, 개시된 실시예에 따른 보정 방법은 심장을 구성하는 좌심실과 우심실의 내/외벽 및 심장 내에 존재 가능한 종양 등 의료영상에서 나타나는 모든 것에 적용될 수 있다.

제어부(114)는 해부학적 특성에 기초하여 윤곽선을 생성할 수 있다. 제어부(114)는 수동 분할 명령에 따라 윤곽선에 관한 정보를 입력 받고, 입력 받은 윤곽선에 관한 정보에 기초하여 윤곽선을 생성할 때, 해부학적 특성을 반영하여 보정할 수 있다.

또한, 자동 분할 처리를 통해 윤곽선이 생성된 경우에도, 제어부(114)는 해부학적 특성을 반영하여 윤곽선을 보정할 수 있다. 이때, 제어부(114)는 입력부(111)를 통해 사용자로부터 보정 명령을 입력 받아 윤곽선의 보정을 수행하거나 또는 자동으로 윤곽선의 보정을 수행하여 사용자에게 제공할 수 있다.

여기서, 해부학적 특성은 장기의 생김새, 크기, 위치뿐만 아니라, 서로 다른 장기 간의 상대적 위치 관계 또는 장기 내부 조직 간의 상대적 위치 관계 등을 의미한다.

예를 들어, 제어부(114)는 분할 처리를 통해 제1 윤곽선과 제2 윤곽선을 생성할 수 있다. 여기서, 제1 윤곽선은 장기의 외곽 또는 외벽에 관한 것이고, 제2 윤곽선은 전술한 장기의 내부 조직 또는 내벽에 관한 것일 수 있다. 이때, 제2 윤곽선은 해부학적 특성상 제1 윤곽선을 침범하도록 생성되어서는 안된다. 또는, 제2 윤곽선 중 일부는 해부학적 특성에 따라 제1 윤곽선을 침범하지 않으며, 제2 윤곽선 중 다른 일부는 제1 윤곽선과 접촉되도록 생성되어야 한다. 이에 따라, 일 실시예로써, 제1 윤곽선을 생성한 다음 제2 윤곽선을 생성하는 경우, 제어부(114)는 제2 윤곽선이 기 생성된 제1 윤곽선을 침범하지 않도록 보정할 뿐만 아니라, 해부학적 특성에 따라 일부 영역은 기 생성된 제1 윤곽선과 접촉되도록 보정할 수도 있다.

또 다른 예로써, 제1 윤곽선은 장기의 외곽 또는 외벽에 관한 것이고, 제2 윤곽선은 전술한 장기 주변에 위치하는 다른 장기의 외곽 또는 외벽에 관한 것일 수 있다. 이때, 제2 윤곽선은 해부학적 특성상 제1 윤곽선을 침범하도록 생성되어서는 안된다. 또는, 제2 윤곽선 중 일부는 해부학적 특성에 따라 제1 윤곽선을 침범하지 않으며, 제2 윤곽선 중 다른 일부는 제1 윤곽선과 접촉되도록 생성되어야 한다. 이에 따라, 일 실시예로써, 제1 윤곽선을 생성한 다음 제2 윤곽선을 생성하는 경우, 제어부(114)는 제2 윤곽선이 기 생성된 제1 윤곽선을 침범하지 않도록 보정할 뿐만 아니라, 해부학적 특성에 따라 일부 영역은 기 생성된 제1 윤곽선과 접촉되도록 보정할 수도 있다.

구체적인 예를 들어 심장의 해부학적 특성을 살펴보면, 전술한 바와 같이 심장의 좌심실과 우심실 간에는 겹치는 영역이 없어야 하며, 일부 영역 간에는 접촉되어 빈 영역이 없어야 된다. 또한, 좌심실의 내벽은 좌심실의 외벽 내에 위치해야 하며, 우심실의 내벽은 우심실의 외벽 내에 위치해야 한다. 또한, 우심실의 내벽과 우심실의 외벽 중 일부 영역은 접촉되어야 한다.

또 다른 예로 복부 부분을 살펴보면, 복부에 위치한 간, 위, 비장 간에는 서로 겹쳐져서는 안된다. 또 다른 예로, 장기 내에는 하나 이상의 종양이 존재하는 경우, 종양은 장기 내에 존재해야 한다. 따라서, 제어부(114)는 장기의 윤곽선을 생성할 때 각 장기 별 또는 장기 간의 해부학적 특성을 반영하여 윤곽선을 보정할 수 있다. 이때, 수동 분할을 수행하는 경우, 입력부(111)는 사용자로부터 분할하고자 하는 장기 또는 내부 조직을 입력 받을 수 있다. 이에 따라, 제어부(114)는 분할하고자 하는 장기 또는 내부 조직이 어떤 것인지를 파악하고, 파악한 장기 또는 내부 조직의 해부학적 특성을 기초로 윤곽선을 보정할 수 있다.

또 다른 예로, 자동 분할을 수행하는 경우, 제어부(114)는 의료영상 내에서 각 장기의 생김새, 장기 간의 위치 관계 등 다양한 요소를 분석하여, 의료영상 내에 포함된 장기가 무엇인지를 파악할 수 있다. 이에 따라, 제어부(114)는 파악 결과를 기초로 장기 별 특성을 반영하여, 윤곽선을 보정할 수 있다.

예를 들어, 제어부(114)는 장기의 윤곽선과 장기 주변에 위치한 적어도 하나의 다른 장기의 윤곽선 간에 접촉하도록 장기의 윤곽선을 보정할 수 있다. 전술한 바와 같이 복부 부분을 촬영한 의료영상을 예로 들면, 의료영상 내에서 간과 위, 위와 비장 각각은 겹쳐질 수 없으며, 일부 영역은 접촉된다. 따라서, 제어부(141)는 간과 위, 위와 비장 간의 윤곽선이 겹쳐지지 않으면서, 간과 위, 위와 비장의 일부 영역에서의 윤곽선이 접촉되도록 보정을 수행할 수 있다.

다른 예로, 장기의 윤곽선과 장기의 주변에 위치한 적어도 하나의 다른 장기의 윤곽선이 겹쳐지면, 제어부(114)는 사용자가 설정한 이격 거리에 맞추어 보정할 수 있다. 사용자가 수동으로 보정할 경우, 세밀하게 조정하기 어려울 수 있다. 이에 따라, 개시된 실시예에 따른 제어부(114)는 사용자가 설정한 이격 거리에 맞추어 장기의 윤곽선을 보정함으로써, 보다 정밀한 조정을 제공할 수 있다.

간엽을 예로 들면, 오른쪽 간엽과 왼쪽 간엽의 윤곽선 간에는 겹쳐지면 안된다. 이때, 의료영상 내에서 오른쪽 간엽과 왼쪽 간엽의 윤곽선이 겹쳐져 있는 경우, 제어부(114)는 사용자로부터 입력 받은 이격 거리에 기초하여 윤곽선을 보정함으로써, 보다 세밀한 보정을 수행할 수 있다.

또 다른 예로, 장기의 윤곽선 간에 겹쳐진 경우, 제어부(114)는 의료영상 내에서 문제되는 영역 근처의 평균 이격 거리에 따라 윤곽선을 보정할 수 있다. 즉, 제어부(114)는 의료영상 내에서 문제되는 영역 근처의 이격 거리를 계산하여 평균 이격 거리를 결정하고, 결정 결과를 기초로 윤곽선을 보정함으로써, 윤곽선의 보정이 비정상적으로 수행되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 실제 상태에 보다 근접한 윤곽선을 제공할 수 있다.

또 다른 예로, 제어부(114)는 데이터베이스(113)에 저장된 장기 별 특성 데이터를 이용하여 윤곽선의 보정을 수행할 수 있다. 장기의 윤곽선 간에 겹쳐지는 영역이 존재하거나 또는 윤곽선 간에 이격되어 빈 영역이 존재하는 것이 해부학적 특성에 맞지 않는 경우, 제어부(114)는 데이터베이스(113)에 저장된 장기 별 특성 데이터를 이용하여 윤곽선의 보정을 수행할 수 있다. 일 예로, 제어부(114)는 장기 간의 평균 이격 거리에 관한 데이터 또는 장기의 내벽 및 외벽 간의 평균 이격 거리에 관한 데이터 등을 이용하여 윤곽선의 보정을 수행할 수 있다. 즉, 제어부(114)는 다양한 방법을 통해 실제 상태를 보다 정확하게 반영하게끔 윤곽선의 보정을 수행할 수 있다.

일 실시예로, 오른쪽 간엽과 왼쪽 간엽 간의 평균 이격 거리에 관한 데이터는 데이터베이스에 저장될 수 있다. 따라서, 제어부(114)는 오른쪽 간엽과 평균 이격 거리에 관한 데이터를 기초로 왼쪽 간엽 간의 윤곽선을 보정하여, 의료영상에서 보다 정확하게 윤곽선을 표시할 수 있다.

한편, 윤곽선의 보정은 윤곽선 중에서 일부가 해부학적 특성에 맞지 않을 때 수행될 수 있다. 따라서, 윤곽선 전체가 해부학적 특성에 어긋나서 윤곽선 일부의 보정만으로 해부학적 특성을 반영하지 못하는 것으로 판단되면, 제어부(114)는 윤곽선 자체를 삭제할 수 있다.

예를 들어, 장기 내벽의 윤곽선에 관한 정보를 입력 받아 윤곽선을 생성한 결과, 장기 내벽의 윤곽선 중 일부가 외벽의 윤곽선 바깥에 그려질 수 있다. 이때, 제어부(114)는 내벽의 윤곽선 중에서 외벽의 윤곽선 바깥으로 그려진 영역 만을 보정할 수 있다. 일 실시예로, 제어부(114)는 전술한 바와 같이 내벽의 윤곽선과 외벽의 윤곽선이 접촉하도록 보정하거나 또는 평균 이격 거리에 기초하여 외벽의 윤곽선 안쪽으로 내벽의 윤곽선이 그려지도록 보정하는 등 다양한 방법을 통해 보정을 수행할 수 있다.

또 다른 예로, 내벽의 윤곽선에 관한 정보에 기초하여 내벽의 윤곽선을 생성한 결과, 내벽의 윤곽선 전체가 외벽의 윤곽선 바깥에 그려질 수 있다. 이때, 제어부(114)는 내벽의 윤곽선 자체를 삭제할 수 있다. 즉 윤곽선 전체가 해부학적 특성에 어긋나면, 제어부(114)는 윤곽선 전체를 생성하지 않을 수 있다.

한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 워크 스테이션(110)은 통신부를 더 포함할 수 있다. 통신부는 무선통신망 또는 유선통신망에 통해 외부 기기와 각종 데이터를 주고 받을 수 있는 장치를 의미한다. 여기서, 무선통신망은 데이터가 포함된 신호를 무선으로 주고 받을 수 있는 통신망을 의미한다. 예를 들어, 무선통신망은 3G 통신망, 4G 통신망뿐만 아니라 블루투스 통신망 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 유선통신망은 데이터가 포함된 신호를 유선으로 주고 받을 수 있는 통신망을 의미한다. 예를 들어, 유선통신망은 PCI(Peripheral Component Interconnect), PCI-express, USB(Universe Serial Bus) 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 워크 스테이션(110)이 다른 장소에 별도로 마련되는 경우, 통신부는 영상 처리부(160)와 접속하여 의료영상을 전달 받을 수 있다. 이외에도, 워크 스테이션(110)은 저장 매체 등을 통해 의료영상을 전달 받을 수도 있는 등 제한은 없다.

이하에서는 의료영상 촬영장치의 동작 흐름과 윤곽선 보정의 구체적 실시예에 대해 함께 설명하도록 한다.

도 6a는 일 실시예에 따른 수동 분할 처리에 따른 의료영상 촬영장치의 동작 흐름도를 도시한 도면이고, 도 6b는 일 실시예에 따른 자동 분할 처리에 따른 의료영상 촬영장치의 동작 흐름도를 도시한 도면이고, 도 7은 일 실시예에 따른 좌심실의 윤곽선에 관한 보정 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 일 실시예에 따른 우심실의 윤곽선에 관한 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 9는 일 실시예에 따른 장기에 내벽 및 외벽이 존재하는 경우, 장기 내벽의 윤곽선에 관한 보정 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 10과 도 11은 서로 다른 실시예에 따른 하나 또는 2개 이상의 윤곽선을 동시에 보정하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

의료영상 촬영장치는 촬영부를 통해 대상체의 내부를 촬영하여 의료영상을 획득할 수 있다(600). 여기서, 의료영상은 자기공명영상, 컴퓨터단층영상, 초음파 영상 등 대상체의 내부를 영상화한 모든 영상을 포함한다.

의료영상 촬영장치는 사용자로부터 분할 명령을 입력 받을 수 있다. 분할 명령은 윤곽선을 통해 의료영상 내에 포함된 서로 다른 장기 간 또는 장기의 내부 조직 간에 분할을 요청하는 명령을 의미한다. 이때, 분할 명령은 사용자가 직접 윤곽선에 관한 정보를 입력하여 윤곽선을 생성하는 수동 분할 명령과 자동 분할 알고리즘을 통해 구현된 소프트웨어를 이용하여 자동으로 윤곽선을 생성하는 수동 분할 명령이 있다.

예를 들어, 의료영상 촬영장치는 전술한 입력부를 통해 사용자로부터 분할 명령을 입력 받을 수 있다. 이에 따라, 의료영상 촬영장치는 분할 명령이 수동 분할 명령인지 또는 자동 분할 명령인지에 따라 동작이 달라질 수 있다. 이하에서는 수동 분할 명령 또는 자동 분할 명령을 입력 받았는지 여부에 따라 의료영상 촬영장치의 동작을 나누어 설명하도록 한다.

수동 분할 명령을 입력 받으면(605), 의료영상 촬영장치는 분할하고자 하는 대상 즉, 윤곽선을 생성하고자 하는 장기를 입력 받을 수 있다(610). 또한, 의료영상 촬영장치는 윤곽선을 생성하고자 하는 장기의 내부 조직을 입력 받을 수 있다(615). 이때, 내부 조직이 존재하지 않는 장기이거나 또는 장기 외벽의 윤곽선을 생성하고자 하는 경우, 장기의 내부 조직을 입력 받는 단계는 생략될 수 있다. 의료영상 촬영장치는 사용자로부터 분할 대상을 입력 받음으로써 분할 대상이 어떤 것인지를 파악할 수 있고, 이후 윤곽선의 보정할 때 입력 받은 분할 대상의 해부학적 특성을 반영할 수 있다.

한편, 의료영상 촬영장치는 사용자로부터 윤곽선에 관한 정보를 입력 받을 수 있다(620). 사용자는 포인트 또는 라인 등을 통해 윤곽선에 관한 정보를 입력할 수 있다.

이에 따라 의료영상 촬영장치는 입력 받은 윤곽선에 관한 정보를 기초로 윤곽선을 생성함에 있어, 해부학적 특성을 기초로 보정할 수 있다(625). 이하에서는 심장의 윤곽선을 보정하는 경우를 예로 들어 설명한다.

예를 들어, 도 7은 좌심실의 윤곽선에 관한 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 의료영상 촬영장치는 입력 받은 대상을 분할하는 윤곽선에 관한 정보를 입력 받을 수 있다. 이때, 의료영상 촬영장치는 심장에 관한 수동 분할 명령을 입력 받을 수 있다. 또한, 의료영상 촬영장치는 사용자로부터 분할 대상으로써, 좌심실의 내벽을 입력 받을 수 있다. 이에 따라, 의료영상 촬영장치는 전술한 바와 같이 윤곽선에 관한 정보를 입력 받을 수 있다.

도 7a은 의료영상에 좌심실 내벽의 윤곽선에 관한 정보를 입력 받은 경우를 도시한 도면이다. 도 7a를 참조하면, 의료영상 촬영장치는 사용자로부터 윤곽선의 생성에 기초가 되는 복수 개의 포인트(p)들을 입력 받을 수 있다. 도 7b는 복수 개의 포인트들을 이어 생성된 좌심실 내벽의 윤곽선을 도시한 도면이다. 의료영상 촬영장치는 도 7b에 도시된 바와 같이, 복수 개의 포인트들을 이어 좌심실 내벽의 윤곽선(43)을 생성할 수 있다.

또한, 의료영상 촬영장치는 사용자로부터 좌심실의 외벽에 관한 분할 명령을 입력 받을 수 있다. 이에 따라, 의료영상 촬영장치는 전술한 바와 같이 윤곽선에 관한 정보를 입력 받을 수 있다. 도 7c는 의료영상에 좌심실 외벽의 윤곽선에 관한 정보를 입력 받은 경우를 도시한 도면이다. 의료영상 촬영장치는 사용자로부터 외벽의 윤곽선의 기초가 되는 복수 개의 포인트(p)들을 입력 받을 수 있다. 이때, 포인트를 이은 외벽의 윤곽선(43)은 도 7c에 도시된 바와 같이, 내벽의 윤곽선을 침범하게 되어 해부학적 특성에 어긋나게 된다.

따라서, 개시된 실시예에 따른 의료영상 촬영장치는 도 7d에 도시된 바와 같이 좌심실 외벽의 윤곽선(43)이 내벽의 윤곽선(42)과 접촉하도록 보정할 수 있다. 다만, 윤곽선 간에 보정하는 방법이 도면에 도시된 바로 한정되는 것은 아니고, 전술한 바와 같이 이격 거리만큼 이격되도록 보정할 수도 있는 등 제한은 없다.

이때, 실시예에 따른 의료영상 촬영장치는 도 7e에 도시된 바와 같이, 외벽의 윤곽선을 선택한 후, 서클 마스크(circle mask) 툴을 이용하여 외벽의 윤곽선을 보정할 수 있다. 이외에도, 의료영상 촬영장치는 기 공지된 다양한 수동 보정 툴을 이용하여 윤곽선의 보정을 수행할 수 있다. 또한 후술할 바와 같이 개시된 실시예에 따른 의료영상 촬영장치는 겹쳐있는 복수의 윤곽선 또는 사용자에 의해 선택된 복수의 윤곽선을 동시에 보정할 수 있게 함으로써, 사용자의 편의성을 증대할 수 있다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

한편, 의료영상 촬영장치는 우심실의 내벽에 관한 수동 분할 명령을 입력 받을 수 있다. 이에 따라, 의료영상 촬영장치는 도 8a에 도시된 바와 같이, 내벽 윤곽선을 나타내는 복수 개의 포인트(p)들을 입력 받을 수 있다. 이때, 복수 개의 포인트(p)들을 이어 우심실 내벽의 윤곽선을 그리면, 도 8a 에 도시된 바와 같이 좌심실 내벽 및 외벽의 윤곽선(42, 43)과 겹치게 되어, 해부학적 특성에 어긋나게 된다. 이에 따라, 개시된 실시예에 따른 의료영상 촬영장치는 도 8(b)에 도시된 바와 같이 좌심실 외벽의 윤곽선(42) 및 좌심실 내벽의 윤곽선(43)과 겹치지 않도록 우심실 내벽의 윤곽선(41)을 보정할 수 있다.

또한, 의료영상 촬영장치는 입력부를 통해 도 8c에 도시된 바와 같이, 우심실 외벽에 관한 복수 개의 포인트(p)들을 입력 받을 수 있다. 이때, 좌심실의 외벽과 우심실의 외벽 간의 일부는 해부학적 구조상 접촉된다. 따라서, 개시된 실시예에 따른 의료영상 촬영장치는 접촉되는 영역에 대해서는 포인트를 입력 받지 않아도, 도 8d와 같이 좌심실 외벽의 윤곽선(42)과 접촉되도록 우심실 외벽의 윤곽선(40)을 생성할 수 있다.

한편, 의료영상 촬영장치는 윤곽선의 수동 보정 툴을 제공할 수 있다. 이때, 사용자가 윤곽선 각각을 보정하게끔 하거나 또는 복수의 윤곽선을 선택하여 동시에 보정하게끔 할 수도 있다.

도 8e를 참조하면, 사용자는 우심실의 외벽, 및 내벽의 윤곽선(42, 43)과 좌심실의 외벽의 윤곽선(40)을 동시에 선택할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 서클 마스크를 이용하여 3개의 윤곽선을 동시에 보정할 수 있다.

예를 들어, 사용자가 서클 마스크를 이용하여 좌심실 외벽의 윤곽선(42)을 우심실의 내부 방향으로 드래그한 경우, 의료영상 촬영장치는 좌심실 외벽의 윤곽선(42)을 우심실 내부 방향으로 보정함과 동시에, 우심실의 외벽 및 내벽의 윤곽선(40, 41)을 안쪽으로 보정할 수 있다. 이에 따라, 의료영상 촬영장치는 도 8f와 같이 좌심실의 내/외벽의 윤곽선(42, 43)과 우심실의 내/외벽의 윤곽선(40, 41) 간에 겹치지 않도록 보정할 수 있다.

한편, 장기의 내부 조직이 장기의 바깥에 그려져서는 안된다. 따라서, 의료영상 촬영장치는 장기의 내부 조직에 관한 윤곽선 중 일부가 장기의 바깥에 그려지거나 또는 전부가 바깥에 그려지는 경우, 이를 보정할 수 있다.

예를 들어, 도9a는 우심실 내벽의 윤곽선에 관한 복수 개의 포인트(p)들이 전부 우심실 외벽의 윤곽선 바깥 영역에 입력된 경우를 도시한 도면이다. 이때, 의료영상 촬영장치는 도 9b에 도시된 바와 같이 우심실 내벽의 윤곽선을 생성하지 않을 수 있다.

또 다른 예로, 도 10a는 우심실 내벽의 윤곽선에 관한 복수 개의 포인트(p)들 중 일부가 우심실 외벽의 윤곽선 바깥 영역에 입력된 경우를 도시한 도면이다. 이때, 의료영상 촬영장치는 복수 개의 포인트(p)들 중에서 우심실 외벽의 윤곽선(40) 바깥에 입력된 포인트들만을 우심실 외벽의 윤곽선(40)과 접촉하도록 보정하여, 도 10b에 도시된 바와 같이, 우심실 내벽의 윤곽선(41)을 생성할 수 있다. 이에 따라, 우심실 외벽 및 내벽의 윤곽선(40, 41)과 좌심실 외벽 및 내벽의 윤곽선(42, 43) 간에는 겹치는 영역이 없도록 생성된다.

한편, 사용자는 전술한 바와 같이, 복수 개의 윤곽선 중에서 한 개만을 선택하여 수동 보정할 수 있다. 이때, 의료영상 촬영장치는 해부학적 특성이 반영되도록 수동 보정 툴을 제공할 수 있다.

예를 들어, 도 11a는 사용자가 우심실 내벽의 윤곽선을 선택하여 수동 보정하는 경우를 도시한 도면이다. 도 11a를 살펴보면, 사용자는 서클 마스크를 이용하여 우심실 내벽의 윤곽선(41)을 조정할 수 있다. 이때, 사용자가 서클 마스크를 이용하여 우심실 내벽의 윤곽선(41)이 우심실 외벽의 윤곽선(42)과 겹치도록 조정하면 해부학적 특성에 어긋나게 된다.

따라서, 개시된 실시예에 따른 의료영상 촬영장치는 우심실 내벽의 윤곽선(41)이 우심실 외벽의 윤곽선(40)을 벗어나지 않는 범위 내에서만 수동 보정이 가능하게끔 함으로써, 수동 보정에 따른 오류 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라, 의료영상 촬영장치는 도 11b에 도시된 바와 같이, 우심실 외벽 및 내벽의 윤곽선(40, 41)과 좌심실 외벽 및 내벽의 윤곽선(42, 43) 간에는 겹치는 영역이 없게 생성할 수 있다.

의료영상 촬영장치는 디스플레이부를 통해 윤곽선이 보정된 의료영상을 표시할 수 있다(630). 이에 따라, 사용자는 의료영상에 그려진 윤곽선을 이용하여 장기를 정량 분석함으로써, 장기에 관한 진단이 가능하다. 이하에서는 자동 분할에 따른 의료영상 촬영장치의 동작 흐름에 대해 설명하도록 한다.

한편, 의료영상 촬영장치는 의료영상을 획득할 수 있다(700). 단계 700은 전술한 단계 600과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

전술한 바와 같이, 의료영상 촬영장치는 수동 분할 명령 또는 자동 분할 명령을 입력 받았는지 여부에 따라 동작이 달라질 수 있다. 자동 분할 명령을 입력 받은 경우(705), 의료영상 촬영장치는 의료영상 내에 포함된 적어도 하나의 장기의 윤곽선을 생성할 수 있다(710). 다만, 의료영상 촬영장치는 사용자의 설정 등을 통해 별도로 자동 분할 명령을 입력 받지 않아도, 자동 분할 프로세스를 수행하여 윤곽선을 생성할 수도 있으며, 제한은 없다.

예를 들어, 의료영상 촬영장치는 자동 분할 알고리즘을 통해 구현된 소프트웨어를 통해 의료영상 내에 포함된 적어도 하나의 장기를 파악하고, 파악 결과를 반영하여 윤곽선을 생성할 수 있다. 의료영상 촬영장치는 기 공지된 다양한 분할 처리 방법을 통해 장기들을 분할하는 윤곽선을 생성할 수 있으며, 제한은 없다.

이때, 의료영상 촬영장치는 해부학적 특성을 반영하여 장기의 윤곽선을 보정할 수 있다(715). 보정 방법에 대한 설명은 전술한 바와 동일하므로 생략하도록 한다.

의료영상 촬영장치는 디스플레이부를 통해 보정된 의료영상을 표시할 수 있다(720). 이에 따라, 사용자는 의료영상에 그려진 윤곽선을 이용하여 장기를 정량 분석함으로써, 장기에 관한 진단이 가능하다.

도 12는 일 실시예에 따른 복수 개의 장기에 관한 윤곽선이 그려진 복부 영역에 관한 의료영상을 도시한 도면이고, 도 13은 장기 및 장기 내부 조직의 윤곽선이 그려진 복부 영역에 관한 의료영상을 도시한 도면이다.

앞서 설명한 바와 같이, 의료영상 촬영장치는 의료영상 촬영장치는 대상체의 내부를 촬영하여 의료영상을 획득할 수 장치 전부를 포함한다. 따라서, 의료영상은 MRI 영상, CT 영상, 초음파 영상 등 대상체의 내부에 관한 영상정보를 포함하는 모든 영상을 포함한다. 도 12 및 도 13에 도시된 의료영상은 컴퓨터 단층촬영장치에 의해 획득된 CT 영상이다.

의료영상 촬영장치는 대상체의 복부를 촬영하는 경우, 방광, 전립선, 직장, 간, 위, 비장 등의 다양한 장기가 포함된 CT 영상을 획득할 수 있다. 이때, 의료영상 촬영장치는 각 장기 간에 겹치지 않도록 윤곽선을 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 12a에 도시된 의료영상에는 간, 위, 비장 등의 장기가 포함된다. 이때, 간, 위, 비장과 같이 서로 다른 장기 간에 윤곽선이 겹쳐지는 경우 전술한 장기에 관한 정확한 진단을 내릴 수 없다. 따라서, 의료영상 촬영장치는 도 12a에 도시된 바와 같이, 간의 윤곽선(44), 및 위의 윤곽선(45), 및 비장의 윤곽선(46) 간에 겹치지 않도록 윤곽선을 생성할 수 있다.

또 다른 예로, 의료영상 촬영장치는 도 12b에 도시된 바와 같이, 방광의 윤곽선(47), 전립선의 윤곽선(48), 직장의 윤곽선(49) 간에 겹치지 않도록 윤곽선을 생성할 수 있다. 또 다른 예로, 도 13에 도시된 의료영상에는 위가 포함될 수 있으며, 위 내부에는 종양이 존재할 수 있다. 이때, 종양의 윤곽선이 위의 윤곽선과 겹치는 경우, 의료영상 촬영장치는 도 13에 도시된 바와 같이, 위의 윤곽선(52) 바깥 영역에 종양의 윤곽선(51)이 그려지지 않도록 종양의 윤곽선(51)을 보정할 수 있다.

즉, 개시된 실시예에 따른 의료영상 촬영장치는 대상체 내부의 모든 장기에 대해 보정을 수행할 수 있으며, 또한 다양한 종류의 의료영상 전부에 대해 보정을 수행할 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 명세서 전체에서 사용되는 "~부(unit)", "~기", "~블록(block)", "~부재(member)", "~모듈(module)" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어를 의미할 수 있다. 그러나, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등은 접근할 수 있는 저장 매체에 저장되고 하나 또는 그 이상의 프로세서에 의하여 수행되는 구성일 수 있다.

1: 의료영상 촬영장치
10: 컴퓨터단층 촬영장치
11: 겐트리, 13: 보어
15: 환자 테이블
21: 겐트리, 23: 보어
51:. 차폐 유리, 53: 차폐 벽
110: 워크 스테이션, 120: 자석 제어부, 150: 자석 어셈블리
160: 영상 처리부, 200: 대상체

Claims

대상체를 촬영한 영상에서 제1 조직에 관한 제1 윤곽선(contour) 및 제2 조직에 관한 제2 윤곽선에 대한 정보를 입력 받는 입력부; 및
상기 입력 받은 정보를 기초로 윤곽선을 생성함에 있어, 상기 제1 윤곽선 및 제2 윤곽선 간에 침범하지 않도록 상기 제1 윤곽선 및 제2 윤곽선 중 적어도 하나를 보정하는 제어부;
를 포함하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 조직 및 제2 조직 중 적어도 하나에 관한 해부학적 특성에 기초하여 상기 제1 윤곽선과 상기 제2 윤곽선 간에 서로 접촉하도록 보정하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 조직 및 제2 조직 중 적어도 하나에 관한 해부학적 특성에 기초하여 상기 제2 윤곽선 중 일부는 상기 제1 윤곽선과 접촉하도록 보정하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 조직은 장기의 내벽에 해당하고, 상기 제2 조직은 상기 장기의 외벽에 해당하고, 상기 제1 윤곽선은 상기 장기의 내벽에 관한 것이고, 상기 제2 윤곽선은 상기 장기의 외벽에 관한 것인 장치,
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 장기의 내벽에 관한 제1 윤곽선이 상기 장기의 외벽에 관한 제2 윤곽선을 침범하지 않도록, 상기 제1 윤곽선을 보정하는 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 윤곽선이 상기 제2 윤곽선의 바깥쪽에 그려진 경우, 상기 제1 윤곽선을 삭제하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 입력부를 통해 입력 받은 이격 거리에 기초하여 보정하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 영상 내에서 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선 간의 평균 이격 거리, 및 데이터베이스에 저장된 평균 이격 거리 중 적어도 하나에 기초하여 보정하는 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 입력부를 통해 입력 받은 이격 거리에 관한 정보를 기초로 상기 장기의 내벽에 관한 제1 윤곽선을 보정하는 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 영상 내에서 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선 간의 평균 이격 거리, 및 데이터베이스에 저장된 평균 이격 거리 중 적어도 하나에 기초하여 보정하는 장치.
자동분할에 따라 제1 조직에 관한 제1 윤곽선, 및 제2 조직에 관한 제2 윤곽선 중 적어도 하나가 생성된 영상에서, 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선 간에 서로 겹치지 않도록 상기 제1 윤곽선 및 제2 윤곽선 중 적어도 하나를 보정하는 제어부; 및
상기 제어부를 통해 보정된 영상을 표시하는 디스플레이부;
를 포함하는 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선을 동시에 보정하거나 또는 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선 중에서 선택된 윤곽선만을 보정하는 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 조직 및 제2 조직 중 적어도 하나에 관한 해부학적 특성에 기초하여 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선 간에 접촉하도록 보정하거나 또는 미리 설정된 이격 거리에 기초하여 보정하는 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 조직 및 제2 조직에 관한 해부학적 특성에 기초하여 제2 윤곽선 중 일부는 제1 윤곽선과 접촉하도록 보정하는 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는,
입력부를 통해 입력 받은 이격 거리, 상기 영상 내에서의 제1 윤곽선과 제2 윤곽선 간의 평균 이격 거리, 및 데이터베이스에 저장된 평균 이격 거리 중 적어도 하나를 기초로 보정하는 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 조직은 장기의 내벽에 해당하고, 상기 제2 조직은 장기의 외벽에 해당하며, 상기 제1 윤곽선은 상기 제1 조직에 관한 것이고, 상기 제2 윤곽선은 상기 제2 조직에 관한 것이며,
상기 제어부는, 상기 제1 윤곽선이 상기 제2 윤곽선을 침범하지 않도록 보정하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 윤곽선이 상기 제2 윤곽선의 바깥에 그려진 경우, 상기 제1 윤곽선을 삭제하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 제어부는,
입력부를 통해 입력 받은 이격 거리에 관한 정보를 기초로 보정하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 영상 내에서 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선 간의 평균 이격 거리 및 데이터베이스에 저장된 평균 이격 거리 중 적어도 하나에 기초하여 보정하는 장치.
대상체의 장기에 관한 영상을 획득하는 촬영부;
상기 영상에서 자동분할에 따라 제1 조직에 관한 제1 윤곽선 및 제2 조직에 관한 제2 윤곽선 중 적어도 하나가 생성되는 경우, 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선 간에 서로 겹치지 않도록, 상기 제1 윤곽선 및 제2 윤곽선 중 적어도 하나를 보정하는 제어부; 및
상기 제어부를 통해 보정된 영상을 표시하는 디스플레이부;
를 포함하는 의료영상 촬영장치.
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