KR102414299B1 - System and method for enhancing quality of CT(computed tomography) scan using AI(artificial intelligence) - Google Patents

System and method for enhancing quality of CT(computed tomography) scan using AI(artificial intelligence) Download PDF

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KR102414299B1
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오상일
금지수
김경남
고경환
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주식회사 웨이센
울산대학교 산학협력단
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을지대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 방법은, 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 입력받아 CT 스캔의 각 CT 슬라이스 별로 두께 감소 AI 모델을 적용하는 단계와; 두께 감소 AI 모델의 적용에 의해 두께가 감소된 CT 스캔을 획득하는 단계와; 획득된 두께가 감소된 CT 스캔에 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득하는 단계와; 두께가 감소되고, 간격이 보간된 CT 슬라이스를 재정렬하는 단계; 및 재정렬된 CT 슬라이스를 바탕으로 최종적으로 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 획득하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 인공지능 기술을 이용하여 저해상도의 CT 스캔을 입력받아 두께 감소 및 간격 보간을 행함으로써, 저해상도의 CT 스캔을 고해상도의 품질로 개선할 수 있다.
The present invention relates to a system and method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence.
According to the present invention, there is provided a method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence, comprising: receiving a CT scan of a predetermined thickness and interval and applying a thickness reduction AI model to each CT slice of the CT scan; acquiring a CT scan with reduced thickness by applying the thickness reduction AI model; obtaining a spaced-interpolated CT scan by applying an interval interpolation AI model to the obtained CT scan with reduced thickness; realigning the thickness-reduced, spaced-interpolated CT slices; and finally acquiring a CT scan of a predetermined thickness and spacing with improved quality based on the rearranged CT slices.
According to the present invention, it is possible to improve the quality of a low-resolution CT scan to a high-resolution quality by receiving a low-resolution CT scan and performing thickness reduction and interval interpolation using artificial intelligence technology.

Description

인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템 및 방법{System and method for enhancing quality of CT(computed tomography) scan using AI(artificial intelligence)}System and method for enhancing quality of CT (computed tomography) scan using AI (artificial intelligence)}

본 발명은 CT 스캔의 품질 향상 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 인공지능 기술을 이용하여 저해상도의 CT 스캔을 고해상도의 품질로 개선할 수 있는 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for improving the quality of a CT scan, and more particularly, to a system and method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence that can improve a low-resolution CT scan to a high-resolution quality using artificial intelligence technology is about

CT 스캔에서 해상도라 함은 CT 스캔을 구성하는 CT 슬라이스의 촬영 두께와 슬라이스 간의 간격을 의미한다.In a CT scan, the resolution means the thickness of the CT slices constituting the CT scan and the spacing between the slices.

일반적으로, 촬영 두께와 슬라이스 간격은 동일한 값을 가지고 있다. 1mm 스캔은 한 장의 슬라이스에 1mm 두께에 해당하는 정보를 촬영하게 되며, 슬라이스 간의 간격 또한 1mm가 된다. 동일한 데이터(슬라이스) 크기에 좁은 공간의 정보(1mm)만 포함하는 경우 고해상도로 볼 수 있고, 넓은 공간의 정보(3mm)를 포함하는 경우 저해상도로 볼 수 있다.In general, the film thickness and the slice interval have the same value. In a 1mm scan, information corresponding to a thickness of 1mm is taken on one slice, and the interval between slices is also 1mm. If only information in a narrow space (1mm) is included in the same data (slice) size, it can be viewed in high resolution, and if information in a wide space (3mm) is included, it can be viewed in low resolution.

대형 병원을 제외한 1, 2차 의료 기관은 대부분 저해상도의 CT를 사용한다. 이와 같은 저 해상도의 CT는 한 장의 슬라이스에 더 넓은 범위의 정보가 압축(squeeze)되어 촬영되기 때문에 자세한 정보를 확인하기 어렵다. 따라서, 뼈에 미세한 골절이 있는 경우, 저해상도 CT 촬영을 통해 그와 같은 미세한 골절을 확인하기 어려울 수 있다.Except for large hospitals, most primary and secondary medical institutions use low-resolution CT. In such low-resolution CT, it is difficult to confirm detailed information because a wider range of information is compressed (squeeze) in one slice. Therefore, when there is a fine fracture in the bone, it may be difficult to identify such a fine fracture through a low-resolution CT scan.

한편, 한국 공개특허공보 제10-2019-0119550호(특허문헌 1)에는 "영상의 해상도를 향상시키기 위한 방법 및 장치"가 개시되어 있는 바, 이에 따른 영상의 해상도를 향상시키기 위한 방법은, 저해상도 영상을 포함하는 영상 데이터 및 상기 영상 데이터에 대한 메타 데이터를 로딩(loading)하는 단계; 상기 영상 데이터의 상기 저해상도 영상에 적용할 영상 처리용 인공 신경망에 관련된 정보를 포함하는 메타 데이터(metadata)를 분석하는 단계; 상기 메타 데이터에 기반하여, 복수의 영상 처리용 인공 신경망을 포함하는 영상 처리용 인공 신경망 그룹 중에서 상기 저해상도 영상에 적용할 영상 처리용 인공 신경망을 선택하는 단계; 및 선택된 상기 영상 처리용 인공 신경망에 따라 상기 저해상도 영상을 처리하여 고해상도 영상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2019-0119550 (Patent Document 1) discloses "a method and apparatus for improving the resolution of an image". loading image data including an image and metadata for the image data; analyzing metadata including information related to an artificial neural network for image processing to be applied to the low-resolution image of the image data; selecting an artificial neural network for image processing to be applied to the low-resolution image from a group of artificial neural networks for image processing including a plurality of artificial neural networks for image processing, based on the metadata; and generating a high-resolution image by processing the low-resolution image according to the selected artificial neural network for image processing.

이상과 같은 특허문헌 1의 경우, 정지영상 이미지 또는 동영상 프레임 이미지마다 서로 다른 이미지 처리용 신경망을 이용함으로써 서로 다른 이미지의 고해상도 변환 시 해상도 품질이 향상될 수 있는 장점이 있기는 하나, 영상 데이터의 저해상도 영상마다 서로 다른 이미지 처리용 신경망을 이용하도록 구성되어 있어, 저해상도 영상마다 서로 다른 이미지 처리를 위해 방대한 수의 이미지 처리용 신경망을 구비해야 하는 문제점을 내포하고 있다. In the case of Patent Document 1 as described above, although there is an advantage that resolution quality can be improved when converting different images to high resolution by using different neural networks for image processing for each still image or moving image frame image, the low resolution of image data It is configured to use different neural networks for image processing for each image, so there is a problem in that a vast number of neural networks for image processing must be provided for different image processing for each low-resolution image.

한국 공개특허공보 제10-2019-0119550호(2019.10.22. 공개)Korean Patent Publication No. 10-2019-0119550 (published on October 22, 2019)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 인공지능 기술을 이용하여 저해상도의 CT 스캔을 입력받아 두께 감소 및 간격 보간을 행함으로써, 저해상도의 CT 스캔을 고해상도의 품질로 개선할 수 있는 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was created to improve the problems of the prior art as described above, and by using artificial intelligence technology to receive a low-resolution CT scan as input and perform thickness reduction and interval interpolation, the low-resolution CT scan is improved to high-resolution quality The purpose is to provide a system and method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence that can do it.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템은,In order to achieve the above object, the system for improving the quality of CT scan using artificial intelligence according to the present invention,

CT 스캔의 슬라이스의 두께를 감소시키는 두께 감소 AI(artificial intelligence) 모델과 상기 슬라이스 간의 빈 공간을 보간(interpolation)하는 간격 보간 AI 모델을 생성하는 AI 모델 생성부와;an AI model generator for generating a thickness reduction AI (artificial intelligence) model for reducing the thickness of a slice of a CT scan and an interval interpolation AI model for interpolating an empty space between the slices;

소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 입력받는 CT 스캔 입력부와;a CT scan input unit receiving a CT scan of a predetermined thickness and interval;

상기 CT 스캔 입력부를 통해 입력된 CT 스캔의 각 CT 슬라이스 별로 두께 감소 AI 모델을 적용하여 두께가 감소된 CT 스캔을 획득하고, 두께가 감소된 CT 스캔에 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득하는 AI 모델 적용부와;A CT scan with reduced thickness is obtained by applying the thickness reduction AI model to each CT slice of the CT scan input through the CT scan input unit, and the interval is interpolated by applying the interval interpolation AI model to the reduced thickness CT scan. an AI model application unit that acquires a CT scan;

상기 AI 모델 적용부에 의해 획득된 두께가 감소되고, 간격이 보간된 CT 슬라이스를 재정렬하는 CT 슬라이스 재정렬부와;a CT slice reordering unit for rearranging the CT slices obtained by the AI model application unit with reduced thickness and interpolated intervals;

상기 CT 슬라이스 재정렬부에 의해 재정렬된 CT 슬라이스를 바탕으로 최종적으로 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 획득하는 최종 CT 스캔 획득부; 및a final CT scan acquisition unit that finally acquires a CT scan of a predetermined thickness and spacing with improved quality based on the CT slice rearranged by the CT slice realigning unit; and

상기 AI 모델 생성부, CT 스캔 입력부, AI 모델 적용부, CT 슬라이스 재정렬부 및 최종 CT 스캔 획득부의 상태 체크 및 동작을 제어하고, 상기 최종 CT 스캔 획득부에 의해 획득된 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 디스플레이 화면에 표시하는 한편 데이터베이스(DB)에 저장하는 제어부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.Controls the state check and operation of the AI model generation unit, CT scan input unit, AI model application unit, CT slice reordering unit, and final CT scan acquisition unit, and a predetermined thickness and improved quality obtained by the final CT scan acquisition unit; It is characterized in that it includes a control unit that displays the CT scan at intervals on the display screen and stores it in the database (DB).

여기서, 바람직하게는 상기 최종 CT 스캔 획득부에 의해 획득된 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔의 데이터를 외부의 기기로 전송하고, 외부의 기기로부터 데이터 또는 명령을 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.Here, preferably, it further comprises a communication unit for transmitting the data of the CT scan of a predetermined thickness and interval with improved quality obtained by the final CT scan acquisition unit to an external device, and receiving data or commands from the external device. can do.

또한, 상기 AI 모델 생성부에 의해 생성되는 상기 두께 감소 AI 모델과 상기 간격 보간 AI 모델 중 적어도 하나는 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥-러닝 모델로 구성될 수 있다.In addition, at least one of the thickness reduction AI model and the interval interpolation AI model generated by the AI model generator may be configured as a Convolutional Neural Network (CNN)-based deep-learning model.

또한, 상기 AI 모델 적용부가 두께가 감소된 CT 스캔에 상기 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 복수의 서로 다른 간격 보간 AI 모델을 적용하여 서로 다른 간격이 각각 보간된 CT 스캔을 획득할 수 있다.In addition, when the AI model application unit obtains the spaced interpolated CT scan by applying the interval interpolation AI model to the CT scan with reduced thickness, a plurality of different interval interpolation AI models are applied to interpolate different intervals, respectively A CT scan can be obtained.

또한, 상기 AI 모델 적용부가 두께가 감소된 CT 스캔에 상기 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 두께가 감소된 CT 스캔의 전, 후 슬라이스를 입력으로 이용하여 전, 후 슬라이스 사이의 빈 슬라이스를 생성하여 간격을 보간함으로써 간격이 보간된 CT 스캔을 획득할 수 있다.In addition, when the AI model application unit obtains the spaced interpolated CT scan by applying the gap interpolation AI model to the reduced-thickness CT scan, the pre- and post-slice of the reduced-thickness CT scan are used as input. After , it is possible to obtain an interpolated CT scan by interpolating the interval by creating an empty slice between the slices.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상방법은,In addition, in order to achieve the above object, the method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence according to the present invention,

a) 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 입력받아 CT 스캔의 각 CT 슬라이스 별로 두께 감소 AI 모델을 적용하는 단계와;a) receiving a CT scan of a predetermined thickness and interval and applying a thickness reduction AI model to each CT slice of the CT scan;

b) 두께 감소 AI 모델의 적용에 의해 두께가 감소된 CT 스캔을 획득하는 단계와;b) acquiring a reduced-thickness CT scan by application of the reduced-thickness AI model;

c) 상기 획득된 두께가 감소된 CT 스캔에 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득하는 단계와;c) obtaining a spaced-interpolated CT scan by applying an interval interpolation AI model to the obtained CT scan with reduced thickness;

d) 상기 단계 b)에 의해 두께가 감소되고, 상기 단계 c)에 의해 간격이 보간된 CT 슬라이스를 재정렬하는 단계; 및d) rearranging the CT slices reduced in thickness by step b) and interpolated at intervals by step c); and

e) 상기 재정렬된 CT 슬라이스를 바탕으로 최종적으로 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 획득하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.e) finally, based on the rearranged CT slices, acquiring a CT scan of a predetermined thickness and spacing with improved quality.

여기서, 상기 단계 a) 이전에 CT 스캔의 슬라이스의 두께를 감소시키는 두께 감소 AI(artificial intelligence) 모델과 상기 슬라이스 간의 빈 공간을 보간 (interpolation)하는 간격 보간 AI 모델을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the method may further include generating a thickness reduction AI (artificial intelligence) model that reduces the thickness of a slice of a CT scan before step a) and an interval interpolation AI model that interpolates an empty space between the slices. have.

이때, 상기 두께 감소 AI 모델과 상기 간격 보간 AI 모델 중 적어도 하나는 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥-러닝 모델로 구성될 수 있다.In this case, at least one of the thickness reduction AI model and the interval interpolation AI model may be configured as a Convolutional Neural Network (CNN)-based deep-learning model.

또한, 상기 단계 C)에서 상기 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 복수의 서로 다른 간격 보간 AI 모델을 적용하여 서로 다른 간격이 각각 보간된 CT 스캔을 획득할 수 있다.In addition, in obtaining the spaced interpolated CT scan by applying the interval interpolation AI model in step C), a plurality of different interval interpolation AI models may be applied to obtain CT scans each having different intervals interpolated. have.

또한, 상기 단계 c)에서 상기 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 두께가 감소된 CT 스캔의 전, 후 슬라이스를 입력으로 이용하여 전, 후 슬라이스 사이의 빈 슬라이스를 생성하여 간격을 보간함으로써 간격이 보간된 CT 스캔을 획득할 수 있다.In addition, in obtaining the spaced interpolated CT scan by applying the interval interpolation AI model in step c), an empty slice between the before and after slices using the before and after slices of the CT scan with reduced thickness as input By interpolating the intervals by generating

이와 같은 본 발명에 의하면, 인공지능 기술을 이용하여 저해상도의 CT 스캔을 입력받아 두께 감소 및 간격 보간을 행함으로써, 저해상도의 CT 스캔을 고해상도의 품질로 개선할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that a low-resolution CT scan can be improved to a high-resolution quality by receiving a low-resolution CT scan and performing thickness reduction and interval interpolation using artificial intelligence technology.

도 1은 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 방법의 실행 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 CT 스캔의 슬라이스 두께와 스캔 간격의 개요를 나타낸 도면이다.
도 4는 손의 모형물에 대한 CT 스캔의 슬라이스 두께와 스캔 간격을 나타낸 도면이다.
도 5는 손목 관절뼈에 대한 3차원 CT 스캔의 슬라이스 두께와 스캔 간격을 나타낸 도면이다.
도 6은 저해상도로 촬영된 CT 스캔에 대해 품질 개선을 위해 두께 감소 및 간격 보간을 수행하는 개요를 나타낸 도면이다.
도 7은 저해상도로 촬영된 CT 스캔의 각 슬라이스에 두께 감소 모델을 적용하여 두께를 감소시키는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 두께 감소 모델의 적용에 의해 두께가 감소된 CT 스캔에 간격 보간 모델을 적용하여 간격을 보간하는 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 두께 감소 모델 및 간격 보간 모델을 적용하여 두께를 감소시키고 간격을 보간하여 품질이 개선된 최종 CT 스캔을 획득하는 것을 나타낸 도면이다.
도 10은 3차원의 두께 3mm, 간격 3mm CT 스캔 원본을 두께 1mm, 간격 1mm의 CT 스캔으로 개선한 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram schematically showing the configuration of a system for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating an execution process of a method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence according to the present invention.
3 is a diagram illustrating an outline of a slice thickness and a scan interval of a CT scan.
4 is a view showing a slice thickness and a scan interval of a CT scan for a model of a hand.
5 is a view showing a slice thickness and a scan interval of a three-dimensional CT scan of the wrist joint.
6 is a diagram illustrating an outline of performing thickness reduction and interval interpolation for quality improvement on a CT scan taken at a low resolution.
7 is a diagram illustrating thickness reduction by applying a thickness reduction model to each slice of a CT scan taken at a low resolution.
8 is a diagram illustrating interpolation of intervals by applying an interval interpolation model to a CT scan whose thickness is reduced by application of the thickness reduction model.
9 is a view showing that the thickness is reduced by applying the thickness reduction model and the interval interpolation model, and the final CT scan with improved quality is obtained by interpolating the interval.
FIG. 10 is a view showing the result of improving a three-dimensional 3 mm thick, 3 mm spaced CT scan original with a 1 mm thick and 1 mm spaced CT scan.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as “…unit”, “…group”, “module”, and “device” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is hardware or software or a combination of hardware and software. can be implemented as

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 본 발명의 실시예에 대하여 본격적으로 설명하기에 앞서, 본 발명에서 언급되는 CT 스캔의 슬라이스 두께(slice thickness)와 스캔 간격(scan interval)에 대해 먼저 간략히 설명해 보기로 한다.Here, before describing the embodiment of the present invention in earnest, the slice thickness and scan interval of the CT scan mentioned in the present invention will be briefly described first.

도 3은 CT 스캔의 슬라이스 두께와 스캔 간격의 개요를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating an outline of a slice thickness and a scan interval of a CT scan.

도 3을 참조하면, 슬라이스 두께는 CT 스캔 시 촬영된 슬라이스 한 장에 포함되는 길이(즉, 3차원 영상에서의 z축)를 의미한다. 따라서, 두께가 두꺼울수록 슬라이스 한 장에 넓은 범위의 정보가 포함되며, 이에 따라 세밀한 표현이 떨어진다.Referring to FIG. 3 , the slice thickness refers to a length (ie, z-axis in a 3D image) included in one slice taken during a CT scan. Therefore, as the thickness increases, a wide range of information is included in one slice, and thus detailed expression is deteriorated.

스캔 간격은 슬라이스와 슬라이스의 중심 간의 거리를 의미한다. 보통 위에서 설명한 슬라이스 두께와 같은 값을 가지며, 슬라이스와 슬라이스 사이의 빈 공간은 없는 상태로 촬영된다.The scan interval means the distance between the slice and the center of the slice. Usually, it has the same value as the slice thickness described above, and is photographed without an empty space between the slices.

도 3에서 (A)는 슬라이스 두께 1mm, 스캔 간격 1mm인 CT 스캔의 경우이고, (B)는 슬라이스 두께 3mm, 스캔 간격 3mm인 CT 스캔의 경우이며, (C)는 슬라이스 두께 1mm, 스캔 간격 2mm인 CT 스캔의 경우이고, (D)는 슬라이스 두께 3mm, 스캔 간격 6mm인 CT 스캔의 경우이다.3, (A) is a case of a CT scan with a slice thickness of 1 mm and a scan interval of 1 mm, (B) is a case of a CT scan with a slice thickness of 3 mm and a scan interval of 3 mm, (C) is a case of a slice thickness of 1 mm and a scan interval of 2 mm In the case of a CT scan, (D) is a case of a CT scan with a slice thickness of 3 mm and a scan interval of 6 mm.

도 4는 손의 모형물에 대한 CT 스캔의 슬라이스 두께와 스캔 간격을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a slice thickness and a scan interval of a CT scan for a model of a hand.

도 4를 참조하면, 손의 모형물에 대한 CT 스캔에 있어서, (A)는 슬라이스 두께 1mm, 스캔 간격 1mm인 경우를 나타내고, (B)는 슬라이스 두께 3mm, 스캔 간격 3mm인 경우를 나타낸다.Referring to FIG. 4 , in a CT scan of a model of a hand, (A) shows a case of a slice thickness of 1 mm and a scan interval of 1 mm, and (B) shows a case of a slice thickness of 3 mm and a scan interval of 3 mm.

도 5는 손목 관절뼈에 대한 3차원 CT 스캔의 슬라이스 두께와 스캔 간격을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a slice thickness and a scan interval of a three-dimensional CT scan of the wrist joint.

도 5를 참조하면, 손목 관절뼈에 대한 3차원 CT 스캔에 있어서, (A)는 슬라이스 두께 1mm, 스캔 간격 1mm인 경우를 나타내고, (B)는 슬라이스 두께 3mm, 스캔 간격 3mm인 경우를 나타낸다.Referring to FIG. 5 , in a 3D CT scan of the wrist joint, (A) shows a case of a slice thickness of 1 mm and a scan interval of 1 mm, and (B) shows a case of a slice thickness of 3 mm and a scan interval of 3 mm.

(A)와 (B)의 영상 비교를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 슬라이스 두께가 더 얇은 (A)의 경우가 (B)의 경우보다 더 선명하고 세밀한 영상을 보여주고 있음을 알 수 있다.As can be seen from the image comparison of (A) and (B), it can be seen that the case of (A), which has a thinner slice thickness, shows a clearer and more detailed image than the case of (B).

그러면, 이하에서는 이상과 같은 CT 스캔의 슬라이스 두께와 스캔 간격의 개념을 바탕으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명해 보기로 한다.Then, in the following, an embodiment of the present invention will be described in detail based on the concepts of the slice thickness and the scan interval of the CT scan as described above.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of a system for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템(100)은 AI 모델 생성부(110), CT 스캔 입력부(120), AI 모델 적용부(130), CT 슬라이스 재정렬부(160), 최종 CT 스캔 획득부(170) 및 제어부(180)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , the CT scan quality improvement system 100 using artificial intelligence according to the present invention includes an AI model generator 110 , a CT scan input unit 120 , an AI model application unit 130 , and a CT slice rearrangement. It is configured to include a unit 160 , a final CT scan acquisition unit 170 , and a control unit 180 .

AI 모델 생성부(110)는 CT 스캔의 슬라이스의 두께를 감소시키는 두께 감소 AI(artificial intelligence) 모델(140)과 상기 슬라이스 간의 빈 공간을 보간 (interpolation)하는 간격 보간 AI 모델(150)을 생성한다. 여기서, 이와 같은 AI 모델 생성부(110)에 의해 생성되는 상기 두께 감소 AI 모델(140)과 상기 간격 보간 AI 모델(150) 중 적어도 하나는 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥-러닝 모델로 구성될 수 있다. The AI model generator 110 generates a thickness reduction AI (artificial intelligence) model 140 that reduces the thickness of a slice of a CT scan and an interval interpolation AI model 150 that interpolates an empty space between the slices. . Here, at least one of the thickness reduction AI model 140 and the interval interpolation AI model 150 generated by the AI model generator 110 is a Convolutional Neural Network (CNN)-based deep-learning model. can be

CT 스캔 입력부(120)는 품질 향상(개선) 대상이 되는 소정 두께 및 간격(예를 들면, 슬라이스 두께 3mm, 스캔 간격 3mm)의 CT 스캔을 입력받는다.The CT scan input unit 120 receives a CT scan of a predetermined thickness and interval (eg, a slice thickness of 3 mm and a scan interval of 3 mm) that is a target for quality improvement (improvement).

AI 모델 적용부(130)는 상기 CT 스캔 입력부(120)를 통해 입력된 CT 스캔의 각 CT 슬라이스 별로 두께 감소 AI 모델(140)을 적용하여 두께가 감소된 CT 스캔을 획득하고, 두께가 감소된 CT 스캔에 간격 보간 AI 모델(150)을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득한다. 여기서, 이와 같은 AI 모델 적용부(130)가 두께가 감소된 CT 스캔에 상기 간격 보간 AI 모델(150)을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 복수의 서로 다른 간격 보간 AI 모델을 적용하여 서로 다른 간격이 각각 보간된 CT 스캔을 획득할 수 있다. 또한, 상기 AI 모델 적용부(130)가 두께가 감소된 CT 스캔에 상기 간격 보간 AI 모델(150)을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 두께가 감소된 CT 스캔의 전, 후 슬라이스를 입력으로 이용하여 전, 후 슬라이스 사이의 빈 슬라이스를 생성하여 간격을 보간함으로써 간격이 보간된 CT 스캔을 획득할 수 있다. 이상과 관련해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.The AI model application unit 130 applies the thickness reduction AI model 140 to each CT slice of the CT scan input through the CT scan input unit 120 to obtain a CT scan with reduced thickness, and An interval-interpolated CT scan is obtained by applying the interval interpolation AI model 150 to the CT scan. Here, when the AI model application unit 130 applies the interval interpolation AI model 150 to the CT scan with reduced thickness to obtain the interval interpolated CT scan, a plurality of different interval interpolation AI models are used. It is possible to obtain CT scans in which different intervals are interpolated, respectively. In addition, when the AI model application unit 130 applies the interval interpolation AI model 150 to the CT scan with reduced thickness to obtain the CT scan with the interval interpolated, before and after the CT scan with the reduced thickness A CT scan with interpolated intervals can be obtained by interpolating the interval by generating an empty slice between the front and rear slices using the slice as an input. The above will be described again later.

CT 슬라이스 재정렬부(160)는 상기 AI 모델 적용부(130)에 의해 획득된 두께가 감소되고, 간격이 보간된 CT 슬라이스를 재정렬한다.The CT slice reordering unit 160 rearranges the CT slices obtained by the AI model application unit 130 with reduced thickness and interpolated intervals.

최종 CT 스캔 획득부(170)는 상기 CT 슬라이스 재정렬부(160)에 의해 재정렬된 CT 슬라이스를 바탕으로 최종적으로 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 획득한다.The final CT scan acquisition unit 170 finally acquires a CT scan of a predetermined thickness and spacing with improved quality based on the CT slices rearranged by the CT slice realignment unit 160 .

제어부(180)는 상기 AI 모델 생성부(110), CT 스캔 입력부(120), AI 모델 적용부(130), CT 슬라이스 재정렬부(160) 및 최종 CT 스캔 획득부(170)의 상태 체크 및 동작을 제어하고, 상기 최종 CT 스캔 획득부(170)에 의해 획득된 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 디스플레이 화면에 표시하는 한편 데이터베이스(DB)(185))에 저장한다.The control unit 180 checks and operates the state of the AI model generator 110 , the CT scan input unit 120 , the AI model application unit 130 , the CT slice reordering unit 160 , and the final CT scan acquisition unit 170 . control, and the CT scan of a predetermined thickness and interval with improved quality acquired by the final CT scan acquisition unit 170 is displayed on the display screen and stored in the database (DB) 185).

여기서, 이상과 같은 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템(100)은 바람직하게는 상기 최종 CT 스캔 획득부(170)에 의해 획득된 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔의 데이터를 외부의 기기로 전송하고, 외부의 기기로부터 데이터 또는 명령을 수신하는 통신부(190)를 더 포함할 수 있다.Here, the CT scan quality improvement system 100 using artificial intelligence according to the present invention as described above is preferably a CT scan of a predetermined thickness and interval in which the quality acquired by the final CT scan acquisition unit 170 is improved. It may further include a communication unit 190 for transmitting the data of the external device and receiving data or commands from the external device.

또한, 이상과 같은 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템(100)은 하나의 컴퓨터 시스템으로 통합되어 구성될 수도 있다.In addition, the CT scan quality improvement system 100 using artificial intelligence as described above may be integrated into one computer system.

이하에서는 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템(100)을 기반으로 한 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 방법에 대하여 설명해 보기로 한다.Hereinafter, a method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence based on the system 100 for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence according to the present invention having the above configuration will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 방법의 실행 과정을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an execution process of a method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상방법에 따라, 먼저 CT 스캔 입력부(120)에 의해 소정 두께 및 간격의 CT 스캔, 예를 들면, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 슬라이스 두께 3mm, 스캔 간격 3mm의 CT 스캔을 입력받아, AI 모델 적용부(130)에 의해 CT 스캔의 각 CT 슬라이스 별로 두께 감소 AI 모델(140)을 적용한다(단계 S202). 여기서, 이와 같은 단계 S202 이전에 CT 스캔의 슬라이스의 두께를 감소시키는 두께 감소 AI(artificial intelligence) 모델(140)과 상기 슬라이스 간의 빈 공간을 보간(interpolation)하는 간격 보간 AI 모델(150)을 생성하는 단계(S201)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 두께 감소 AI 모델(140)과 상기 간격 보간 AI 모델(150) 중 적어도 하나는 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥-러닝 모델로 구성될 수 있다.2, according to the method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence according to the present invention, first, a CT scan of a predetermined thickness and an interval by the CT scan input unit 120, for example, in FIGS. 6 and 7 As shown, a CT scan having a slice thickness of 3 mm and a scan interval of 3 mm is received, and the AI model applying unit 130 applies the thickness reduction AI model 140 to each CT slice of the CT scan (step S202). Here, before step S202, a thickness reduction AI (artificial intelligence) model 140 that reduces the thickness of a slice of a CT scan and an interval interpolation AI model 150 that interpolates an empty space between the slices. It may further include step S201. In this case, at least one of the thickness reduction AI model 140 and the interval interpolation AI model 150 may be configured as a Convolutional Neural Network (CNN)-based deep-learning model.

이상과 같이, AI 모델 적용부(130)의 두께 감소 AI 모델(140)의 적용에 의해 두께가 감소된 CT 스캔(슬라이스 두께 1mm, 스캔 간격 3mm의 CT 스캔)을 획득한다(단계 S203).As described above, a CT scan (a CT scan with a slice thickness of 1 mm and a scan interval of 3 mm) having a reduced thickness by the application of the AI model 140 to reduce the thickness of the AI model application unit 130 is obtained (step S203).

이후, AI 모델 적용부(130)는 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 획득된 두께가 감소된 CT 스캔에 간격 보간 AI 모델(150)을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔(즉, 슬라이스 두께 1mm, 스캔 간격 1mm의 CT 스캔)을 획득한다. 여기서, 상기 간격 보간 AI 모델(150)을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 복수의 서로 다른 간격 보간 AI 모델(150a)(150b)을 적용하여(단계 S204, S205), 서로 다른 간격이 각각 보간된 CT 스캔을 획득할 수 있다(단계 S206, S207).Thereafter, the AI model application unit 130 applies the interval interpolation AI model 150 to the obtained CT scan with reduced thickness, as shown in FIGS. 6 and 8 , and the interval is interpolated CT scan (that is, A CT scan with a slice thickness of 1 mm and a scan interval of 1 mm) is acquired. Here, in obtaining an interval-interpolated CT scan by applying the interval interpolation AI model 150, a plurality of different interval interpolation AI models 150a and 150b are applied (steps S204 and S205), CT scans with each interpolated interval may be obtained (steps S206 and S207).

또한, 상기 간격 보간 AI 모델(150)을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 두께가 감소된 CT 스캔의 전, 후 슬라이스를 입력으로 이용하여 전, 후 슬라이스 사이의 빈 슬라이스를 생성하여 간격을 보간함으로써(도 8의 우측단 그림 참조) 간격이 보간된 CT 스캔을 획득할 수 있다.In addition, in obtaining the spaced interpolated CT scan by applying the interval interpolation AI model 150, as shown in FIG. 8, using the before and after slices of the CT scan with reduced thickness as input By interpolating the interval by creating an empty slice between the subsequent slices (refer to the figure at the upper right of FIG. 8), a CT scan with interpolated intervals can be obtained.

이렇게 하여 슬라이스 두께가 감소되고, 스캔 간격의 보간이 완료되면, CT 슬라이스 재정렬부(160)는 그 두께가 감소되고, 간격이 보간된 CT 슬라이스를 재정렬한다(단계 S208).In this way, when the slice thickness is reduced and the interpolation of the scan interval is completed, the CT slice reordering unit 160 rearranges the reduced thickness and the interpolated CT slice (step S208).

그런 후, 최종 CT 스캔 획득부(170)에 의해 상기 재정렬된 CT 슬라이스를 바탕으로 최종적으로 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔(예컨대, 슬라이스 두께 1mm, 스캔 간격 1mm의 CT 스캔)을 획득한다(단계 S209).Then, based on the rearranged CT slices by the final CT scan acquisition unit 170, a CT scan of a predetermined thickness and interval with improved quality (eg, a CT scan with a slice thickness of 1 mm and a scan interval of 1 mm) is finally acquired (step S209).

한편, 도 9는 두께 감소 모델 및 간격 보간 모델을 적용하여 두께를 감소시키고 간격을 보간하여 품질이 개선된 최종 CT 스캔을 획득하는 것을 나타낸 도면이다.Meanwhile, FIG. 9 is a view showing that the thickness is reduced by applying the thickness reduction model and the interval interpolation model, and the final CT scan with improved quality is obtained by interpolating the interval.

도 9를 참조하면, 이는 이상에서 설명한 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 방법을 도식적으로 나타낸 것으로서, 전술한 바와 같이 소정 두께 및 간격의 CT 스캔(예컨대, 슬라이스 두께 3mm, 스캔 간격 3mm의 CT 스캔)을입력받으면, 두께 감소 AI 모델(140)을 적용하여 슬라이스의 두께를 최초 3mm에서 1mm로 감소시킨다. 그런 후, 그와 같이 슬라이스의 두께가 감소된 CT 스캔에 복수의 간격 보간 AI 모델(150a)(150b)를 적용하여 서로 다른 지점(예를 들면, +1mm지점, +2mm 지점)의 간격을 각각 보간하여, 두께가 감소되고 간격이 보간된(두께와 간격이 최초 3mm에서 각각 1mm로 감소 및 보간된) CT 슬라이스를 재정렬한 후, 재정렬된 CT 슬라이스를 바탕으로 최종적으로 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔(예컨대, 슬라이스 두께 1mm, 스캔 간격 1mm의 CT 스캔)을 획득하게 된다.Referring to FIG. 9 , this schematically shows a method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence according to the present invention described above, and as described above, a CT scan of a predetermined thickness and interval (eg, a slice thickness of 3 mm, a scan interval) When a CT scan of 3 mm) is input, the thickness of the slice is reduced from the initial 3 mm to 1 mm by applying the thickness reduction AI model 140 . Then, by applying a plurality of interval interpolation AI models 150a and 150b to the CT scan with the reduced thickness of the slice as described above, the intervals of different points (eg, +1 mm point, +2 mm point) are respectively After interpolating, realigning the reduced thickness and interpolated (thickness and spacing reduced and interpolated from the first 3 mm to 1 mm, respectively) CT slices, and finally based on the rearranged CT slices, a given thickness and A CT scan of the interval (eg, a CT scan with a slice thickness of 1 mm and a scan interval of 1 mm) is obtained.

도 10은 3차원의 두께 3mm, 간격 3mm CT 스캔 원본을 두께 1mm, 간격 1mm의 CT 스캔으로 개선한 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 10 is a view showing the result of improving a three-dimensional 3 mm thick, 3 mm spaced CT scan original with a 1 mm thick and 1 mm spaced CT scan.

도 10을 참조하면, (A)는 3차원의 두께 3mm, 간격 3mm CT 스캔 원본이고, (B)는 두께 3mm, 간격 3mm CT 스캔 원본을 본 발명의 방법에 따라 슬라이스의 두께를 감소시키고, 스캔 간격을 보간하여 슬라이스의 두께 1mm, 스캔 간격 1mm의 CT 스캔으로 개선한 결과이다.Referring to FIG. 10, (A) is a three-dimensional 3mm thick, 3mm spaced CT scan original, (B) is a 3mm thick, 3mm spaced CT scan original by reducing the thickness of the slice according to the method of the present invention, and scanning This is the result of interpolating the interval to improve the CT scan with a slice thickness of 1 mm and a scan interval of 1 mm.

(A)와 (B)의 영상 비교를 통해서도 확인할 수 있는 바와 같이, (B)의 경우(본 발명의 방법에 따라 슬라이스의 두께를 감소시키고, 스캔 간격을 보간한 경우임)가 (A)의 경우(원본 CT 스캔의 경우)보다 더 선명하고 세밀한 영상을 보여주고 있음을 알 수 있다.As can be confirmed through the image comparison of (A) and (B), the case of (B) (the case of reducing the slice thickness and interpolating the scan interval according to the method of the present invention) is the case of (A) It can be seen that it shows a clearer and more detailed image than the case (original CT scan).

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템 및 방법은 인공지능 기술을 이용하여 저해상도의 CT 스캔을 입력받아 두께 감소 및 간격 보간을 행하여 고해상도의 CT 스캔을 획득함으로써, 저해상도에서 관찰이 불가능한 미세 병변의 탐지가 가능하며, 이에 따라 병변 간과율을 낮출 수 있는 효과가 있다.As described above, the system and method for improving the quality of a CT scan using artificial intelligence according to the present invention uses artificial intelligence technology to receive a low-resolution CT scan and perform thickness reduction and interval interpolation to obtain a high-resolution CT scan, It is possible to detect microscopic lesions that cannot be observed at low resolution, and thus has the effect of lowering the lesion overlook rate.

또한, CT 촬영 장비의 교체 없이 저해상도 CT 스캔에서 고품질의 CT 스캔을 획득할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage in that a high-quality CT scan can be obtained from a low-resolution CT scan without replacing the CT imaging equipment.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail through preferred embodiments, the present invention is not limited thereto, and it is common knowledge in the art that various changes and applications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. self-explanatory to the technician. Accordingly, the true protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: (본 발명) 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템
110: AI 모델 생성부 120: CT 스캔 입력부
130: AI 모델 적용부 140: 두께 감소 AI 모델
150: 간격 보간 AI 모델 160: CT 슬라이스 재정렬부
170: 최종 CT 스캔 획득부 180: 제어부
185: 데이터베이스 190: 통신부
100: (the present invention) CT scan quality improvement system using artificial intelligence
110: AI model generation unit 120: CT scan input unit
130: AI model application unit 140: thickness reduction AI model
150: interval interpolation AI model 160: CT slice rearrangement unit
170: final CT scan acquisition unit 180: control unit
185: database 190: communication department

Claims (10)

CT 스캔의 슬라이스의 두께를 감소시키는 두께 감소 AI(artificial intelligence) 모델과 상기 슬라이스 간의 빈 공간을 보간(interpolation)하는 간격 보간 AI 모델을 생성하는 AI 모델 생성부와;
소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 입력받는 CT 스캔 입력부와;
상기 CT 스캔 입력부를 통해 입력된 CT 스캔의 각 CT 슬라이스 별로 두께 감소 AI 모델을 적용하여 두께가 감소된 CT 스캔을 획득하고, 두께가 감소된 CT 스캔에 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득하는 AI 모델 적용부와;
상기 AI 모델 적용부에 의해 획득된 두께가 감소되고, 간격이 보간된 CT 슬라이스를 재정렬하는 CT 슬라이스 재정렬부와;
상기 CT 슬라이스 재정렬부에 의해 재정렬된 CT 슬라이스를 바탕으로 최종적으로 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 획득하는 최종 CT 스캔 획득부; 및
상기 AI 모델 생성부, CT 스캔 입력부, AI 모델 적용부, CT 슬라이스 재정렬부 및 최종 CT 스캔 획득부의 상태 체크 및 동작을 제어하고, 상기 최종 CT 스캔 획득부에 의해 획득된 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 디스플레이 화면에 표시하는 한편 데이터베이스(DB)에 저장하는 제어부를 포함하고,
상기 AI 모델 적용부가 두께가 감소된 CT 스캔에 상기 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 두께가 감소된 CT 스캔의 전, 후 슬라이스를 입력으로 이용하여 전, 후 슬라이스 사이의 빈 슬라이스를 생성하여 간격을 보간함으로써 간격이 보간된 CT 스캔을 획득하는 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템.
an AI model generator for generating a thickness reduction AI (artificial intelligence) model for reducing the thickness of a slice of a CT scan and an interval interpolation AI model for interpolating an empty space between the slices;
a CT scan input unit receiving a CT scan of a predetermined thickness and interval;
A CT scan with reduced thickness is obtained by applying the thickness reduction AI model to each CT slice of the CT scan input through the CT scan input unit, and the interval is interpolated by applying the interval interpolation AI model to the CT scan with reduced thickness. an AI model application unit that acquires a CT scan;
a CT slice reordering unit for rearranging the CT slices obtained by the AI model application unit with reduced thickness and interpolated intervals;
a final CT scan acquisition unit that finally acquires a CT scan of a predetermined thickness and interval with improved quality based on the CT slice rearranged by the CT slice realigning unit; and
Controls the state check and operation of the AI model generation unit, the CT scan input unit, the AI model application unit, the CT slice rearrangement unit, and the final CT scan acquisition unit, and a predetermined thickness obtained by the final CT scan acquisition unit has improved quality and Displaying the CT scan of the interval on the display screen while including a control unit for storing in the database (DB),
When the AI model application unit applies the interval interpolation AI model to the reduced-thickness CT scan to obtain a spaced-interpolated CT scan, the before and after slices of the reduced-thickness CT scan are used as inputs. A CT scan quality improvement system using artificial intelligence to obtain an interpolated CT scan with an interval by interpolating the interval by creating an empty slice between the slices.
제1항에 있어서,
상기 최종 CT 스캔 획득부에 의해 획득된 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔의 데이터를 외부의 기기로 전송하고, 외부의 기기로부터 데이터 또는 명령을 수신하는 통신부를 더 포함하는 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템.
The method of claim 1,
Transmitting the CT scan data of a predetermined thickness and interval with improved quality acquired by the final CT scan acquisition unit to an external device, and using artificial intelligence further comprising a communication unit for receiving data or commands from the external device CT scan quality improvement system.
제1항에 있어서,
상기 AI 모델 생성부에 의해 생성되는 상기 두께 감소 AI 모델과 상기 간격 보간 AI 모델 중 적어도 하나는 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥-러닝 모델로 구성된 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템.
The method of claim 1,
At least one of the thickness reduction AI model and the interval interpolation AI model generated by the AI model generator is a CNN (Convolutional Neural Network)-based deep-learning model. A CT scan quality improvement system using artificial intelligence.
제1항에 있어서,
상기 AI 모델 적용부가 두께가 감소된 CT 스캔에 상기 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 복수의 서로 다른 간격 보간 AI 모델을 적용하여 서로 다른 간격이 각각 보간된 CT 스캔을 획득하는 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상 시스템.
The method of claim 1,
When the AI model application unit obtains the spaced interpolated CT scan by applying the spaced interpolation AI model to the reduced-thickness CT scan, a plurality of different spaced interpolation AI models are applied to each interpolated CT A system for improving the quality of CT scans using artificial intelligence to acquire scans.
삭제delete a) 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 입력받아 CT 스캔의 각 CT 슬라이스 별로 두께 감소 AI 모델을 적용하는 단계와;
b) 두께 감소 AI 모델의 적용에 의해 두께가 감소된 CT 스캔을 획득하는 단계와;
c) 상기 획득된 두께가 감소된 CT 스캔에 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득하는 단계와;
d) 상기 단계 b)에 의해 두께가 감소되고, 상기 단계 c)에 의해 간격이 보간된 CT 슬라이스를 재정렬하는 단계; 및
e) 상기 재정렬된 CT 슬라이스를 바탕으로 최종적으로 품질이 개선된 소정 두께 및 간격의 CT 스캔을 획득하는 단계를 포함하고,
상기 단계 c)에서 상기 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 두께가 감소된 CT 스캔의 전, 후 슬라이스를 입력으로 이용하여 전, 후 슬라이스 사이의 빈 슬라이스를 생성하여 간격을 보간함으로써 간격이 보간된 CT 스캔을 획득하는 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상방법.
a) receiving a CT scan of a predetermined thickness and interval and applying a thickness reduction AI model to each CT slice of the CT scan;
b) obtaining a reduced-thickness CT scan by application of the thickness-reduced AI model;
c) obtaining a spaced-interpolated CT scan by applying an interval interpolation AI model to the obtained CT scan with reduced thickness;
d) rearranging the CT slices reduced in thickness by step b) and interpolated at intervals by step c); and
e) finally acquiring a CT scan of a predetermined thickness and spacing with improved quality based on the rearranged CT slices,
In step c), when the interval interpolated CT scan is obtained by applying the interval interpolation AI model, an empty slice between the before and after slices is generated using the before and after slices of the reduced-thickness CT scan as input. A method of improving the quality of a CT scan using artificial intelligence to obtain an interpolated CT scan by interpolating the interval.
제6항에 있어서,
상기 단계 a) 이전에 CT 스캔의 슬라이스의 두께를 감소시키는 두께 감소 AI(artificial intelligence) 모델과 상기 슬라이스 간의 빈 공간을 보간 (interpolation)하는 간격 보간 AI 모델을 생성하는 단계를 더 포함하는 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상방법.
7. The method of claim 6,
The step a) further comprising the step of generating a thickness reduction AI (artificial intelligence) model that reduces the thickness of the slice of the CT scan prior to the step and an interval interpolation AI model that interpolates the empty space between the slices. A method for improving the quality of CT scans using
제7항에 있어서,
상기 두께 감소 AI 모델과 상기 간격 보간 AI 모델 중 적어도 하나는 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥-러닝 모델로 구성된 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상방법.
8. The method of claim 7,
At least one of the thickness reduction AI model and the interval interpolation AI model is a Convolutional Neural Network (CNN)-based deep-learning model.
제6항에 있어서,
상기 단계 C)에서 상기 간격 보간 AI 모델을 적용하여 간격이 보간된 CT 스캔을 획득함에 있어서, 복수의 서로 다른 간격 보간 AI 모델을 적용하여 서로 다른 간격이 각각 보간된 CT 스캔을 획득하는 인공지능을 이용한 CT 스캔의 품질 향상방법.
7. The method of claim 6,
In the step C), in obtaining the spaced interpolated CT scan by applying the interval interpolation AI model, a plurality of different interval interpolation AI models are applied to obtain an interpolated CT scan with different intervals. A method for improving the quality of CT scans using
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102708543B1 (en) 2023-07-21 2024-09-20 고려대학교 산학협력단 Device and method for super-resolution computed tomography based on diffusion models

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160038021A (en) * 2013-07-31 2016-04-06 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 System and method for improved spatial resolution of a multi-slice imaging system
KR20190114229A (en) * 2018-03-29 2019-10-10 울산대학교 산학협력단 Apparatus and method for processing image
KR20190119550A (en) 2019-10-02 2019-10-22 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for enhancing image resolution
KR102112706B1 (en) * 2019-08-13 2020-05-19 주식회사 뷰노 Method for detecting nodule and apparatus using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160038021A (en) * 2013-07-31 2016-04-06 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 System and method for improved spatial resolution of a multi-slice imaging system
KR20190114229A (en) * 2018-03-29 2019-10-10 울산대학교 산학협력단 Apparatus and method for processing image
KR102112706B1 (en) * 2019-08-13 2020-05-19 주식회사 뷰노 Method for detecting nodule and apparatus using the same
KR20190119550A (en) 2019-10-02 2019-10-22 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for enhancing image resolution

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jiao et al. A Dual-Domain CNN-Based Network for CT Reconstruction. IEEE Access, 2021년 5월, pp.71091-71103. 1부.* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102708543B1 (en) 2023-07-21 2024-09-20 고려대학교 산학협력단 Device and method for super-resolution computed tomography based on diffusion models

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