KR102558791B1 - Method and apparatus for separating areas representing a condyle and a fossa of a joint from each other in a 3-dimensional X-ray image - Google Patents

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Abstract

3차원 X선 영상에서 턱관절(Temporomandibular Joint: TMJ)의 관절구(Condyle) 영역과 상기 턱관절의 관절와(Fossa) 영역을 분리하기 위한 장치가 개시된다. 개시된 장치는, 상기 3차원 X선 영상을 저장하는 저장부, 상기 3차원 X선 영상에서의 상기 관절구 영역 내의 기준점을 지정하는 사용자 입력을 수신하도록 구성된 입력부, 및 상기 지정된 기준점의 수평 또는 수직 좌표를 기준으로 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면(curved plane)을 정의하도록 구성된 영상 처리부를 포함할 수 있다.An apparatus for separating a condyle region of a temporomandibular joint (TMJ) from a three-dimensional X-ray image and a fossa region of the temporomandibular joint (TMJ) are disclosed. The disclosed apparatus may include a storage unit configured to store the 3D X-ray image, an input unit configured to receive a user input designating a reference point within the condyle region in the 3D X-ray image, and an image processing unit configured to define a curved plane substantially separating the condyle region and the glenoid region based on horizontal or vertical coordinates of the designated reference point.

Description

3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 관절와 영역을 분리하는 방법 및 장치{Method and apparatus for separating areas representing a condyle and a fossa of a joint from each other in a 3-dimensional X-ray image}Method and apparatus for separating condyle and a fossa of a joint from each other in a 3-dimensional X-ray image}

본 발명은 X선 의료 영상 처리에 관한 것으로, 더 구체적으로는 3차원 X선 영상에서의 특징 추출 및 분할 처리 기술에 관한 것이다.The present invention relates to X-ray medical image processing, and more particularly, to feature extraction and segmentation processing techniques in 3-dimensional X-ray images.

일반적으로, 치과 진단 및 치료 용으로는 기존의 CT의 단점을 보완한 콘빔전산화단층촬영(Cone Beam Computational Tomography: CBCT) 장비를 사용하여 촬영한 영상을 주로 사용한다. CBCT의 대표적인 장점은 일반 CT에 비해 유효선량(방사선 노출량)이 적다는 점이다. 근래에는 CBCT 촬영 장비의 기술 발전에 따라 한 번에 촬영할 수 있는 영역의 넓이(Field of View: FOV)가 증가하였고, 이를 통해 환자의 치아와 구강 내부는 물론, 좌, 우의 턱관절(Temporomandibular Joint: TMJ)까지 동시에 촬영할 수 있게 되었다. 이에 힘입어 치과뿐만이 아니라 구강 외과에서 CBCT 촬영 장비에 의해 촬영한 턱관절 영상을 이용하여 턱관절 장애(TMJ disorder)까지 진단하고 치료할 수 있게 되었다.In general, for dental diagnosis and treatment, images taken using Cone Beam Computational Tomography (CBCT) equipment, which compensates for the disadvantages of conventional CT, are mainly used. The representative advantage of CBCT is that the effective dose (radiation exposure) is less than that of conventional CT. In recent years, with the technological development of CBCT imaging equipment, the field of view (FOV) that can be scanned at one time has increased, and through this, it is possible to simultaneously scan the patient's teeth and oral cavity as well as the left and right Temporomandibular Joint (TMJ). Thanks to this, not only dentistry but also oral surgery can diagnose and treat TMJ disorder using the temporomandibular joint image taken by CBCT imaging equipment.

그러나, 턱관절 상단의 관절와(Fossa)와 하단의 관절구(Condyle)는 항상 접촉한 상태에서 움직이기 때문에, 두 부분이 분리되지 않은 턱관절의 원본 영상만을 가지고는 두 부분의 접촉면의 상태를 파악하기가 어렵다. 자칫 턱관절 영상만에 의존할 경우 오진의 가능성도 잠재한다. 이 때문에, 턱관절의 정확한 진단과 치료를 위해서는 관절구 상단의 관절와 영역과 관절구 영역을 분리해서 독립적으로 관절구의 접촉면을 관찰해야 할 필요가 있다.However, since the fossa at the top of the temporomandibular joint and the condyle at the bottom always move in contact, it is difficult to determine the state of the contact surface of the two parts using only the original image of the temporomandibular joint where the two parts are not separated. If you rely only on the temporomandibular joint image, there is a potential for misdiagnosis. For this reason, for accurate diagnosis and treatment of the temporomandibular joint, it is necessary to separately observe the contact surface of the condyle by separating the glenoid region and the condylar region at the top of the condyle.

관절구 영역과 관절와 영역을 분리하기 위해, 기존에는 3차원 렌더링 영상 등에서 관절구 영역 주위 부분을 조각하듯이 수작업으로 깍아 내어 관절구 영역을 분리하는 수동 절삭(sculpture) 방식을 사용해 왔다. 그러나, 이러한 방식은 사용자인 의사들이 수행하기에는 불편한 점이 있고 시간적으로도 비효율적일뿐더러 정확하게 잘라내기까지 많은 시행착오를 거쳐야 한다는 한계가 있다. 이 때문에 이 방식은 현실적으로 진료에 사용하기에는 적합하지가 않은 것으로 평가되고 있다. 이외에도, 관절구 영역과 관절와 영역을 전 자동 방식으로 분할하는 몇몇의 영상 분할 알고리즘이 알려져 있기는 하지만, 이러한 알고리즘들은 영상의 크기에 비례하여 시스템 연산 시간이 기하급수적으로 증가하거나 특정 조건이 만족되었을 경우에만 영상 분할의 정확도가 보장되는 등의 단점이 있다.In order to separate the condylar region and the glenoid region, conventionally, a manual sculpture method has been used to separate the condylar region by manually cutting out the surrounding area of the condyle region in a 3D rendering image, etc., as if sculpting. However, this method has limitations in that it is inconvenient for doctors, users, to perform, and is inefficient in terms of time, and requires a lot of trial and error to accurately cut. For this reason, this method is evaluated as not suitable for practical use in medical treatment. In addition, although several image segmentation algorithms for fully automatic segmentation of condylar and glenoid regions are known, these algorithms have disadvantages such as exponential increase in system operation time in proportion to the size of the image or guaranteeing accuracy of image segmentation only when certain conditions are satisfied.

본 발명의 과제는 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 관절의 관절와 영역을 간편한 사용자 조작만으로 빠르고 정확하게 분리하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for quickly and accurately separating the condylar region of a joint and the glenoid region of a joint in a three-dimensional X-ray image with simple user manipulation.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

일 측면에서, 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 상기 관절의 관절와 영역을 분리하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는, 상기 3차원 X선 영상을 저장하는 저장부, 상기 3차원 X선 영상에서의 상기 관절구 영역 내의 기준점을 지정하는 사용자 입력을 수신하도록 구성된 입력부, 및 상기 지정된 기준점의 수평 또는 수직 좌표를 기준으로 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면(curved plane)을 정의하도록 구성된 영상 처리부를 포함할 수 있다.In one aspect, an apparatus for separating a condylar region of a joint and a glenoid region of the joint in a three-dimensional X-ray image is provided. The apparatus may include a storage unit configured to store the 3D X-ray image, an input unit configured to receive a user input designating a reference point within the condyle region in the 3D X-ray image, and an image processing unit configured to define a curved plane substantially separating the condyle region and the glenoid region based on horizontal or vertical coordinates of the designated reference point.

일 실시예에서, 상기 입력부는 상기 3차원 X선 영상에서 상기 관절의 영역이 포함된 3차원 관심 영역(Region of Interest: ROI)을 지정하는 사용자 입력을 더 수신하도록 구성될 수 있다.In one embodiment, the input unit may be configured to further receive a user input designating a 3D region of interest (ROI) including the region of the joint in the 3D X-ray image.

일 실시예에서, 상기 영상 처리부는, 상기 3차원 X선 영상의 단면 영상들의 각각에 대해 표준 곡선을 정의하도록 더 구성될 수 있다. 여기서, 상기 표준 곡선의 한 점은 상기 수평 또는 수직 좌표의 값과 동일하거나 그로부터 선정된 범위 내에 있는 수평 또는 수직 좌표의 값을 가질 수 있다. 상기 영상 처리부는, 상기 3차원 X선 영상의 단면 영상들의 각각에 대해 상기 표준 곡선의 점들이 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 상기 표준 곡선의 상기 한 점의 위치 및/또는 상기 표준 곡선의 너비를 조정하여 분리 곡선을 생성하도록 더 구성될 수 있다. 상기 영상 처리부는 상기 생성된 분리 곡선들을 이용하여 상기 곡면을 정의하도록 더 구성될 수 있다.In one embodiment, the image processing unit may be further configured to define a standard curve for each of the cross-sectional images of the 3D X-ray image. Here, one point of the standard curve may have a horizontal or vertical coordinate value that is the same as the value of the horizontal or vertical coordinate or within a range selected therefrom. The image processing unit may be further configured to generate a separation curve by adjusting the position of the one point of the standard curve and/or the width of the standard curve so that the points of the standard curve are located in the gap between the condyle region and the glenoid region for each of the cross-sectional images of the 3D X-ray image. The image processing unit may be further configured to define the curved surface using the generated separation curves.

일 실시예에서, 상기 영상 처리부는, 상기 3차원 X선 영상의 단면 영상들의 각각에 대해, 표준 곡선을 정의하도록 더 구성될 수 있다. 여기서, 상기 표준 곡선의 한 점은 상기 수평 또는 수직 좌표의 값과 동일하거나 그로부터 선정된 범위 내에 있는 수평 또는 수직 좌표의 값을 가질 수 있다. 상기 영상 처리부는, 상기 표준 곡선의 점들이 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 상기 표준 곡선의 점들의 적어도 하나의 점을 수직 또는 수평 방향으로 이동시켜 분리점들의 집합을 구성하고, 상기 분리점들의 집합을 보정하여 분리 곡선을 생성하도록 더 구성될 수 있다. 상기 영상 처리부는, 상기 생성된 분리 곡선들을 이용하여 상기 곡면을 정의하도록 더 구성될 수 있다.In one embodiment, the image processing unit may be further configured to define a standard curve for each of the cross-sectional images of the 3D X-ray image. Here, one point of the standard curve may have a horizontal or vertical coordinate value that is the same as the value of the horizontal or vertical coordinate or within a range selected therefrom. The image processing unit may be further configured to construct a set of separation points by moving at least one of the points of the standard curve in a vertical or horizontal direction so that the points of the standard curve are located in a gap between the condyle region and the glenoid region, and correct the set of separation points to generate a separation curve. The image processing unit may be further configured to define the curved surface using the generated separation curves.

일 실시예에서, 상기 영상 처리부는, 상기 해당 단면 영상을 이진화하여 이진화 단면 영상을 생성하고, 상기 표준 곡선의 상기 한 점을 수직 또는 수평 방향으로 이동시킴에 따라 발생되는, 상기 한 점에 해당하는 상기 이진화 단면 영상에서의 픽셀의 휘도 값의 변화 및/또는 상기 표준 곡선의 점들에 해당하는 상기 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합에 기초하여 상기 표준 곡선의 상기 한 점의 높이를 조정하도록 더 구성될 수 있다.In an embodiment, the image processing unit may be further configured to generate a binarized cross-sectional image by binarizing the corresponding cross-sectional image, and adjust a height of the one point of the standard curve based on a change in luminance value of a pixel in the binarized cross-sectional image corresponding to the one point and/or a sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to points of the standard curve, which are generated as the one point of the standard curve is moved in a vertical or horizontal direction.

일 실시예에서, 상기 영상 처리부는, 상기 해당 단면 영상을 이진화하여 이진화 단면 영상을 생성하고, 상기 표준 곡선의 점들에 해당하는 상기 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합이 최소가 되도록 상기 표준 곡선의 너비를 조정하도록 더 구성될 수 있다.In one embodiment, the image processing unit generates a binarized cross-sectional image by binarizing the corresponding cross-sectional image, and a sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to points of the standard curve is minimized. It may be further configured to adjust the width of the curve.

일 실시예에서, 상기 영상 처리부는, 상기 분리 곡선들이 이루는 곡면에 대해 이차원 평탄화 필터링(2-dimensional smoothing filtering)을 수행하도록 더 구성될 수 있다.In one embodiment, the image processing unit may be further configured to perform 2-dimensional smoothing filtering on a curved surface formed by the separation curves.

일 실시예에서, 상기 영상 처리부는, 상기 곡면을 참조하여 상기 관절구 영역을 상기 관절와 영역과 분리하여 디스플레이 상에 표시하도록 더 구성될 수 있다.In one embodiment, the image processing unit may be further configured to separate the condyle region from the glenoid region and display the condyle area on a display by referring to the curved surface.

일 실시예에서, 상기 관절은 인체의 턱관절(Temporomandibular Joint: TMJ)을 포함할 수 있다.In one embodiment, the joint may include a human temporomandibular joint (TMJ).

일 측면에서, 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 상기 관절의 관절와 영역을 분리하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 상기 3차원 X선 영상에서의 상기 관절구 영역 내의 기준점을 지정하는 사용자 입력을 수신하는 단계, 및 상기 지정된 기준점의 수평 또는 수직 좌표를 기준으로 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면을 정의하는 단계를 포함할 수 있다.In one aspect, a method of separating a condylar region of a joint and a glenoid region of the joint in a 3D X-ray image is provided. The method may include receiving a user input designating a reference point within the condyle region in the 3D X-ray image, and defining a curved surface substantially separating the condyle region and the glenoid region based on horizontal or vertical coordinates of the designated reference point.

일 실시예에서, 상기 방법은 상기 3차원 X선 영상에서 상기 관절의 영역이 포함된 3차원 관심 영역을 지정하는 사용자 입력을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method may further include receiving a user input designating a 3D region of interest including the region of the joint in the 3D X-ray image.

일 실시예에서, 상기 지정된 기준점의 수평 좌표를 기준으로 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면을 정의하는 단계는, 상기 3차원 X선 영상의 단면 영상들의 각각에 대해, 표준 곡선을 정의하는 단계 - 상기 표준 곡선의 한 점은 상기 수평 또는 수직 좌표의 값과 동일하거나 그로부터 선정된 범위 내에 있는 수평 또는 수직 좌표의 값을 가짐 -, 및 상기 표준 곡선의 점들이 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 상기 표준 곡선의 상기 한 점의 높이 및/또는 상기 표준 곡선의 너비를 조정하여 분리 곡선을 생성하는 단계를 수행하는 단계, 및 상기 생성된 분리 곡선들을 이용하여 상기 곡면을 정의하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of defining a curved surface that substantially separates the condyle area and the articular fossa area based on the horizontal coordinates of the designated reference point, defining a standard curve for each of the cross-sectional images of the 3D X-ray image, wherein a point of the standard curve has a horizontal or vertical coordinate value equal to or within a range selected from the horizontal or vertical coordinate value, and points of the standard curve are located in a gap between the condyle area and the articular fossa region. The method may include generating a separation curve by adjusting a height of a point and/or a width of the standard curve, and defining the curved surface using the generated separation curves.

일 실시예에서, 상기 지정된 기준점의 수평 또는 수직 좌표를 기준으로 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면을 정의하는 단계는, 상기 3차원 X선 영상의 단면 영상들의 각각에 대해, 표준 곡선을 정의하는 단계 - 상기 표준 곡선의 한 점은 상기 수평 또는 수직 좌표의 값과 동일하거나 그로부터 선정된 범위 내에 있는 수평 또는 수직 좌표의 값을 가짐 -, 상기 표준 곡선의 점들이 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 상기 표준 곡선의 점들의 적어도 하나의 점을 수직 또는 수평 방향으로 이동시켜 분리점들의 집합을 구성하는 단계, 및 상기 분리점들의 집합을 보정하여 분리 곡선을 생성하는 단계를 수행하는 단계, 및 상기 생성된 분리 곡선들을 이용하여 상기 곡면을 정의하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of defining a curved surface substantially separating the condyle region and the glenoid region based on the horizontal or vertical coordinates of the designated reference point, defining a standard curve for each of the cross-sectional images of the 3-dimensional X-ray image, wherein a point of the standard curve has a horizontal or vertical coordinate value equal to or within a range selected from the horizontal or vertical coordinate value -, points of the standard curve so that points of the standard curve are located in the gap between the condyle region and the joint region It may include constructing a set of separation points by moving at least one point of the separation points in a vertical or horizontal direction, performing the steps of generating a separation curve by correcting the set of separation points, and defining the curved surface using the generated separation curves.

일 실시예에서, 상기 표준 곡선의 점들이 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 상기 표준 곡선의 상기 한 점의 높이 및/또는 상기 표준 곡선의 너비를 조정하여 분리 곡선을 생성하는 단계는, 상기 해당 단면 영상을 이진화하여 이진화 단면 영상을 생성하는 단계, 및 상기 표준 곡선의 상기 한 점을 수직 또는 수평 방향으로 이동시킴에 따라 발생되는, 상기 한 점에 해당하는 상기 이진화 단면 영상에서의 픽셀의 휘도 값의 변화 및/또는 상기 표준 곡선의 점들에 해당하는 상기 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합에 기초하여 상기 표준 곡선의 상기 한 점의 높이를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of generating a separation curve by adjusting the height and/or the width of the one point of the standard curve so that the points of the standard curve are located in the gap between the condyle area and the condyle area, generating a binarized cross-sectional image by binarizing the corresponding cross-sectional image, and moving the one point of the standard curve in a vertical or horizontal direction, resulting in a change in luminance value of a pixel in the binarized cross-sectional image corresponding to the one point and/or a point of the standard curve and adjusting a height of the one point of the standard curve based on a sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to s.

일 실시예에서, 상기 표준 곡선의 점들이 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 상기 표준 곡선의 상기 한 점의 높이 및/또는 상기 표준 곡선의 너비를 조정하여 분리 곡선을 생성하는 단계는, 상기 해당 단면 영상을 이진화하여 이진화 단면 영상을 생성하는 단계, 및 상기 표준 곡선의 점들에 해당하는 상기 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합이 최소가 되도록 상기 표준 곡선의 너비를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step of generating a separation curve by adjusting the height and/or the width of the one point of the standard curve so that points of the standard curve are located in the gap between the condyle region and the glenoid region may include generating a binarized cross-sectional image by binarizing the corresponding cross-sectional image, and adjusting the width of the standard curve such that a sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to points on the standard curve is minimized.

일 실시예에서, 상기 생성된 분리 곡선들을 이용하여 상기 곡면을 정의하는 단계는, 상기 분리 곡선들이 이루는 곡면에 대해 이차원 평탄화 필터링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, defining the curved surface using the generated separation curves may include performing two-dimensional flattening filtering on the curved surface formed by the separation curves.

일 실시예에서, 상기 방법은 상기 곡면을 참조하여 상기 관절구 영역을 상기 관절와 영역과 분리하여 디스플레이 상에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the method may further include separating the condyle region from the glenoid region by referring to the curved surface and displaying the condyle region on a display.

본 발명의 실시예들에 따르면, 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 관절의 관절와 영역을 간편한 사용자 조작만으로 빠르고 정확하게 분리하여 그에 대한 영상을 제시함으로써 턱관절의 정확한 진단을 가능하게 하고 나아가 효율적인 수술 계획, 환자 상담 등을 진행할 수 있도록 하는 기술적 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, the condyle region of the joint and the glenoid region of the joint are quickly and accurately separated from the 3D X-ray image with only a simple user operation, and an image thereof is presented, thereby enabling an accurate diagnosis of the temporomandibular joint. Furthermore, there is a technical effect of enabling efficient surgical planning and patient counseling.

도 1은 본 발명에 따라 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 관절의 관절와 영역을 분리하기 위한 장치의 구성의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따라 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 관절의 관절와 영역을 분리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 X선 영상에서 3차원 관심 영역을 지정하는 방식을 도식적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 X선 영상에서 선택된 3차원 관심 영역의 단면을 예시하는 사진을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 X선 영상에서 선택된 또 다른 3차원 관심 영역의 단면을 예시하는 사진을 도시한 도면이다.
도 6은 사용자로 하여금 3차원 X선 영상에서의 기준점과 3차원 관심 영역을 선택할 수 있도록 하기 위해 도 1의 장치에 의해 디스플레이부에 제공되는 사용자 인터페이스 화면의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 3차원 관심 영역의 이진화된 단면 영상의 일 실시예의 사진을 도시한 도면으로서, 단면 영상에 대하여 사용자에 의해 지정된 기준점을 기준으로 표준 곡선이 정의되는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 표준 곡선의 정점이 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈으로 이동된 3차원 관심 영역의 이진화된 단면 영상의 일 실시예의 사진을 도시한 도면이다.
도 9는 표준 곡선의 너비가 조정된 3차원 관심 영역의 이진화된 단면 영상의 일 실시예의 사진을 도시한 도면이다.
도 10은 관절구 영역만을 분리하여 표시한 영상의 일 실시예의 사진을 도시한 도면이다.
1 is a diagram showing an embodiment of the configuration of a device for separating a condylar region of a joint and a glenoid region of a joint in a 3D X-ray image according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of separating a condyle area of a joint and a glenoid area of a joint in a 3D X-ray image according to the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating a method of designating a 3D region of interest in a 3D X-ray image according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a photograph illustrating a cross section of a 3D region of interest selected from a 3D X-ray image according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a photograph illustrating a cross section of another 3D region of interest selected from a 3D X-ray image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a user interface screen provided on a display unit by the device of FIG. 1 to allow a user to select a reference point and a 3D region of interest in a 3D X-ray image.
FIG. 7 is a diagram showing a picture of an embodiment of a binarized cross-sectional image of a 3D region of interest, and is a diagram for explaining how a standard curve is defined based on reference points designated by a user with respect to the cross-sectional image.
8 is a diagram showing a photograph of an example of a binarized cross-sectional image of a 3D region of interest in which a vertex of a standard curve is moved to a gap between the condylar region and the glenoid region.
9 is a diagram showing a picture of an embodiment of a binarized cross-sectional image of a 3D region of interest in which the width of a standard curve is adjusted.
10 is a diagram showing a photograph of an embodiment of an image in which only the condylar region is separated and displayed.

본 발명의 이점들과 특징들 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and how to achieve them will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention will not be limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and the present embodiments merely make the disclosure of the present invention complete and those skilled in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 발명을 한정하려는 의도에서 사용된 것이 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐이고, 이러한 용어의 사용에 의해 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성이 배제되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 기능적 부분을 의미할 수 있다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. For example, a component expressed in the singular number should be understood as a concept including a plurality of components unless the context clearly means only the singular number. In addition, in the specification of the present invention, terms such as 'comprise' or 'having' are intended only to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, and the use of these terms does not preclude the existence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Also, in the embodiments described in this specification, 'module' or 'unit' may mean a functional part that performs at least one function or operation.

덧붙여, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the specification of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, in the following description, if there is a risk of unnecessarily obscuring the gist of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted.

도 1은 본 발명에 따라 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 관절의 관절와 영역을 분리하기 위한 장치의 구성의 일 실시예를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing an embodiment of the configuration of a device for separating a condylar region of a joint and a glenoid region of a joint in a 3D X-ray image according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 장치(100)는 입력 인터페이스(110), 영상 처리부(120), 저장부(130) 및 디스플레이부(140)를 포함할 수 있다. 입력 인터페이스(110)는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 영상 처리를 수행하기 위하여 사용자 명령을 입력하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 모듈로 구성될 수 있다. 입력 인터페이스(110)는 필요한 다양한 명령을 영상 처리부(120)로 입력하거나, 치과용 단층촬영으로 획득한 환자의 3차원 X선 영상 데이터 등의 다양한 X선 영상 데이터를 저장부(130)로 입력하거나, 디스플레이된 영상의 일부 또는 전부를 지시하여 이에 따른 다양한 영상 처리를 수행하기 위해 유리하게 사용될 수 있다. 입력 인터페이스(110)는 또한 3차원 X선 영상에서 임의의 점을 지정하여 입력하거나, 관절의 영역이 포함된 3차원 관심 영역(Region of Interest: ROI)을 지정하여 입력하기 위해 유리하게 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 입력 인터페이스(110)는 컴퓨터의 키보드(keyboard), 키패드(keypad), 터치패드(touchpad), 마우스(mouse) 등을 포함할 수 있으나, 입력 인터페이스의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 입력 인터페이스(110)는 전술한 입력 장치들을 이용하여 제어 가능한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface)를 포함할 수도 있다. 디스플레이부(140)는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 형성된 영상들을 디스플레이하기 위한 것으로, LCD 디스플레이, LED 디스플레이, AMOLED 디스플레이, CRT 디스플레이 등의 다양한 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the device 100 may include an input interface 110 , an image processing unit 120 , a storage unit 130 and a display unit 140 . The input interface 110 may include hardware and software modules for inputting user commands to perform image processing according to various embodiments of the present disclosure. The input interface 110 may be advantageously used to input various necessary commands to the image processing unit 120, input various X-ray image data such as three-dimensional X-ray image data of a patient obtained by dental tomography to the storage unit 130, or instruct some or all of the displayed images to perform various image processing accordingly. The input interface 110 may also advantageously be used to designate and input an arbitrary point on a 3D X-ray image or to designate and input a 3D region of interest (ROI) including a region of a joint. In one embodiment, the input interface 110 may include a keyboard, keypad, touchpad, mouse, etc. of a computer, but the type of input interface is not limited thereto. For example, the input interface 110 may include a graphical user interface controllable using the aforementioned input devices. The display unit 140 is for displaying images formed according to various embodiments of the present invention, and may include various display devices such as an LCD display, an LED display, an AMOLED display, and a CRT display.

저장부(130)는 치과용 단층촬영으로 획득한 환자의 3차원 X선 영상 등 다양한 X선 영상을 저장하기 위해 사용될 수 있다. 저장부(130)는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 영상 처리를 수행함에 따른 중간 결과의 영상 데이터, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 영상 처리를 수행함으로써 얻어진, 결과 영상 데이터, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 영상 처리를 수행하는데 필요한 변수값들을 저장하기 위해 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 저장부(130)는 전술한 각종 영상들을 DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) 형식 또는 일반적인 이미지 파일 형식(BMP, JPEG, TIFF 등)으로 저장할 수 있다. 저장부(130)는 영상 처리부(120)의 구현에 필요한 소프트웨어/펌웨어 등을 더 저장할 수 있다. 저장부(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드 디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드(MultiMedia Card: MMC), 카드 타입의 메모리(예를 들어, SD(Secure Digital) 카드 또는 XD(eXtream Digital) 카드 등), RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광 디스크 중 어느 하나의 저장 매체로 구현될 수 있으나, 당업자라면 저장부(130)의 구현 형태가 이에 한정되는 것이 아님을 알 수 있을 것이다.The storage unit 130 may be used to store various X-ray images, such as a three-dimensional X-ray image of a patient obtained by dental tomography. The storage unit 130 may be used to store image data of intermediate results resulting from image processing according to various embodiments of the present invention, resultant image data obtained by performing image processing according to various embodiments of the present invention, and variable values necessary for performing image processing according to various embodiments of the present invention. In various embodiments, the storage unit 130 may store the various images described above in a Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) format or a general image file format (BMP, JPEG, TIFF, etc.). The storage unit 130 may further store software/firmware necessary for implementing the image processing unit 120 . The storage unit 130 may include a flash memory type, a hard disk type, a MultiMedia Card (MMC), a card-type memory (eg, a Secure Digital (SD) card or an eXtream Digital (XD) card), a Random Access Memory (RAM), a Static Random Access Memory (SRAM), a Read-Only Memory (ROM), an Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), and a PROM ( Programmable Read-Only Memory), a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk, but those skilled in the art will recognize that the implementation form of the storage unit 130 is not limited thereto.

영상 처리부(120)는 저장부(130)로부터 3차원 X선 영상 데이터의 전부 또는 일부를 독출하여 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 관절의 관절와 영역을 분리하는 영상 처리 기능을 구현하도록 구성될 수 있다. 영상 처리부(120)는 사용자에게 관절의 영역이 포함된 3차원 X선 영상에서의 3차원 관심 영역과 3차원 관심 영역 내의 임의의 점을 지정하도록 프롬프팅(prompting)하고, 사용자에 의해 지정되어 입력 인터페이스(110)를 통해 입력된 전술한 3차원 관심 영역 및 임의의 점에 관한 정보를 저장부(130)에 저장하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 영상 처리부(120)는 인체의 두부에 대한 3차원 X선 영상을 렌더링한 영상 및 동 3차원 영상에 대한 엑시얼(Axial) 방향의 단면 영상을 표시하는 사용자 인터페이스 화면을 디스플레이부(140)에 표시하고, 사용자가 이를 참조하여 3차원 관심 영역 및 임의의 점을 간편하고 용이하게 선택할 수 있도록 해 주는 다양한 유틸리티 기능을 제공하도록 더 구성될 수 있다. 영상 처리부(120)는 사용자에 의해 지정된 임의의 점의 수평 또는 수직 좌표를 기준으로 관절구 영역과 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면(curved plane)을 정의하도록 더 구성될 수 있다.The image processing unit 120 reads all or part of the 3D X-ray image data from the storage unit 130 and implements an image processing function that separates the condylar region of the joint and the glenoid region of the joint in the 3D X-ray image according to various embodiments of the present invention. The image processing unit 120 may be configured to prompt the user to designate a 3D region of interest and an arbitrary point within the 3D region of interest in the 3D X-ray image including the region of the joint, and store information on the above-described 3D region of interest and the arbitrary point designated by the user and input through the input interface 110 in the storage 130. In one embodiment, the image processing unit 120 may be further configured to display a user interface screen displaying a rendered image of a 3D X-ray image of the head of the human body and a cross-sectional image of the 3D image in an axial direction on the display unit 140, and to provide various utility functions that allow a user to conveniently and easily select a 3D region of interest and an arbitrary point by referring to the user interface screen. The image processing unit 120 may be further configured to define a curved plane that substantially separates the condylar region and the glenoid region based on the horizontal or vertical coordinates of an arbitrary point designated by the user.

다양한 실시예에서, 영상 처리부(120)는, 3차원 관심 영역의 단면 영상들의 각각에 대해 표준선, 일례로 표준 곡선을 정의하도록 구성될 수 있다. 여기서, 표준 곡선의 한 점은 입력 인터페이스(110)를 통해 사용자가 입력한 임의의 점의 수평 또는 수직 좌표의 값과 동일하거나 그로부터 선정된 범위 내에 있는 수평 또는 수직 좌표의 값을 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 영상 처리부(120)는 표준 곡선의 점들이 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 표준 곡선의 한 점의 위치 및/또는 표준 곡선의 너비를 조정하여 분리 곡선을 생성하도록 더 구성될 수 있다.In various embodiments, the image processing unit 120 may be configured to define a standard line, for example, a standard curve, for each of the cross-sectional images of the 3D region of interest. Here, one point of the standard curve may have a horizontal or vertical coordinate value that is the same as a horizontal or vertical coordinate value of an arbitrary point input by a user through the input interface 110 or within a range selected therefrom. In various embodiments, the image processing unit 120 may be further configured to generate a separation curve by adjusting a position of a point of the standard curve and/or a width of the standard curve so that the points of the standard curve are located in the gap between the condylar region and the glenoid region.

영상 처리부(120)는 3차원 관심 영역의 각각의 단면 영상을 이진화하여 이진화 단면 영상을 생성하도록 구성될 수 있다. 영상 처리부(120)는 3차원 관심 영역의 각각의 단면 영상에 대해 정의된 표준 곡선의 한 점의 위치가 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 표준 곡선의 한 점의 위치를 수직 또는 수평 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 영상 처리부(120)는 표준 곡선의 한 점을 수직 또는 수평 방향으로 이동시킴에 따라 발생되는, 한 점에 해당하는 이진화 단면 영상에서의 픽셀의 휘도 값의 변화 및/또는 표준 곡선의 점들에 해당하는 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합에 기초하여 표준 곡선의 한 점의 높이를 조정하도록 더 구성될 수 있다.The image processing unit 120 may be configured to generate a binarized cross-sectional image by binarizing each cross-sectional image of the 3D region of interest. The image processing unit 120 may be configured to move the position of one point of the standard curve in the vertical or horizontal direction so that the position of one point of the standard curve defined for each cross-sectional image of the 3D region of interest is located in the gap between the condylar region and the glenoid region. In various embodiments, the image processing unit 120 may be further configured to adjust the height of one point of the standard curve based on a change in the luminance value of a pixel in the binarized cross-sectional image corresponding to one point, which is generated as one point of the standard curve is moved in a vertical or horizontal direction, and/or a sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to points on the standard curve.

영상 처리부(120)는 표준 곡선이 관절구 영역으로 좀 더 근사하게 커버할 수 있도록 하기 위해 표준 곡선의 너비를 조정하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 영상 처리부(120)는 표준 곡선의 점들에 해당하는 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합이 최소가 되도록 표준 곡선의 너비를 조정하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 영상 처리부(120)는 표준 곡선의 점들이 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 표준 곡선의 점들의 적어도 하나의 점을 수직 또는 수평 방향으로 이동시켜 분리점들의 집합을 구성하고, 분리점들의 집합을 보정하여 분리 곡선을 생성하도록 더 구성될 수 있다.The image processing unit 120 may be configured to adjust the width of the standard curve so that the standard curve more closely covers the condyle area. In various embodiments, the image processing unit 120 may be configured to adjust the width of the standard curve so that the sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to the points of the standard curve is minimized. In various embodiments, the image processing unit 120 may be further configured to construct a set of separation points by moving at least one of the points of the standard curve in a vertical or horizontal direction so that the points of the standard curve are located in the gap between the condylar region and the glenoid region, and correct the set of separation points to generate a separation curve.

영상 처리부(120)는 생성된 분리 곡선들을 이용하여 관절구 영역과 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면을 정의하도록 더 구성될 수 있다. 영상 처리부(120)는 분리 곡선들이 이루는 곡면에 대해 이차원 평탄화 필터링(2-dimensional smoothing filtering)을 수행하도록 더 구성될 수 있다. 영상 처리부(120)는 정의된 곡면을 참조하여 관절구 영역을 관절와 영역과 분리하여 디스플레이부(140) 상에 표시하도록 더 구성될 수 있다.The image processing unit 120 may be further configured to define a curved surface that substantially separates the condylar region and the glenoid region using the generated separation curves. The image processing unit 120 may be further configured to perform 2-dimensional smoothing filtering on a curved surface formed by the separation curves. The image processing unit 120 may be further configured to separate the condylar region from the glenoid region and display the condyle area on the display unit 140 by referring to the defined curved surface.

영상 처리부(120)는, 하드웨어적 측면에서 응용 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuits: ASICs), 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processors: DSPs), 디지털 신호 처리 소자(Digital Signal Processing Devices: DSPDs), 프로그램 가능 논리 소자(Programmable Logic Devices: PLDs), 현장 프로그램 가능 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Arrays: FPGAs), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers) 및 마이크로 프로세서 (microprocessors) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 영상 처리부(120)는 또한 전술한 하드웨어 플랫폼(platform) 상에서 실행 가능한 펌웨어(firmware)/소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 이 경우, 펌웨어/소프트웨어 모듈은 적절한 프로그램(program) 언어로 쓰여진 하나 또는 그 이상의 소프트웨어 애플리케이션(software applications)에 의해 구현될 수 있다.In terms of hardware, the image processing unit 120 includes application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field-programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, and micro-controllers. s) and microprocessors. The image processing unit 120 may also be implemented as a firmware/software module executable on the aforementioned hardware platform. In this case, the firmware/software module may be implemented by one or more software applications written in an appropriate program language.

도 2는 본 발명에 따라 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 관절의 관절와 영역을 분리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 X선 영상에서 3차원 관심 영역을 지정하는 방식을 도식적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 X선 영상에서 선택된 3차원 관심 영역의 단면을 예시하는 사진을 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 X선 영상에서 선택된 또 다른 3차원 관심 영역의 단면을 예시하는 사진을 도시한 도면이다. 도 6은 사용자로 하여금 3차원 X선 영상에서의 기준점과 3차원 관심 영역을 선택할 수 있도록 하기 위해 도 1의 장치에 의해 디스플레이부에 제공되는 사용자 인터페이스 화면의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도 7은 3차원 관심 영역의 이진화된 단면 영상의 일 실시예의 사진을 도시한 도면으로서, 단면 영상에 대하여 사용자에 의해 지정된 기준점을 기준으로 표준 곡선이 정의되는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 표준 곡선의 한 점, 일례로 정점이 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈으로 이동된 3차원 관심 영역의 이진화된 단면 영상의 일 실시예의 사진을 도시한 도면이다. 도 9는 표준 곡선의 너비가 조정된 3차원 관심 영역의 이진화된 단면 영상의 일 실시예의 사진을 도시한 도면이다. 도 10은 관절구 영역만을 분리하여 표시한 영상의 일 실시예의 사진을 도시한 도면이다. 이하, 도 2 내지 도 10을 참조하면서 본 발명에 따라 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 관절의 관절와 영역을 분리하는 방법의 일 실시예를 설명하기로 한다. 다만, 이하에서는 관절의 관절구 영역과 관절와 영역의 일 예로서 인체의 턱관절의 관절구 영역과 관절와 영역을 들어 본 방법의 일 실시예를 설명하기로 한다. 또한 이하의 설명에서는, 3차원 X선 영상에서 환자의 얼굴의 좌측 또는 우측의 단면 영상(새지털 단면 영상(sagittal view))이 도 3에 도시된 바와 같은 X-Y 평면상에 정렬되도록 3차원 X선 영상의 복셀 데이터가 구조화되어 있다고 가정한다.FIG. 2 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of separating a condyle area of a joint and a glenoid area of a joint in a 3D X-ray image according to the present invention. 3 is a diagram schematically illustrating a method of designating a 3D region of interest in a 3D X-ray image according to an embodiment of the present invention. 4 is a diagram showing a photograph illustrating a cross section of a 3D region of interest selected from a 3D X-ray image according to an embodiment of the present invention. 5 is a diagram showing a photograph illustrating a cross section of another 3D region of interest selected from a 3D X-ray image according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a user interface screen provided on a display unit by the device of FIG. 1 to allow a user to select a reference point and a 3D region of interest in a 3D X-ray image. FIG. 7 is a diagram showing a picture of an embodiment of a binarized cross-sectional image of a 3D region of interest, and is a diagram for explaining how a standard curve is defined based on reference points designated by a user with respect to the cross-sectional image. 8 is a diagram showing a picture of an embodiment of a binarized cross-sectional image of a 3D region of interest in which a point of a standard curve, for example, a vertex is moved to a gap between the condylar region and the glenoid region. 9 is a diagram showing a picture of an embodiment of a binarized cross-sectional image of a 3D region of interest in which the width of a standard curve is adjusted. 10 is a diagram showing a photograph of an embodiment of an image in which only the condylar region is separated and displayed. Hereinafter, an embodiment of a method for separating the condylar region of a joint and the glenoid region of a joint in a 3D X-ray image according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 10 . However, hereinafter, an embodiment of the present method will be described by taking the condylar region and the glenoid region of the temporomandibular joint of a human body as examples of the condylar region and glenoid region of the joint. In addition, in the following description, it is assumed that the voxel data of the 3D X-ray image is structured so that the sectional image (sagittal view) of the left or right side of the patient's face in the 3D X-ray image is aligned on the X-Y plane as shown in FIG.

도 2를 참조하면, 본 방법의 일 실시예는 3차원 X선 영상에서 턱관절의 영역이 포함된 3차원 관심 영역(ROI)을 지정하는 사용자 입력을 수신하는 단계(S210)로부터 시작된다. 본 단계에서, 사용자는 입력 인터페이스(110)를 이용하여, 도 3에 도시된 바와 같이 3차원 X선 영상에서 턱관절이 포함된 직육면체 또는 정육면체 형태의 부분 공간(subspace)을 지정할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자로 하여금 부분 공간을 지정할 수 있도록 하기 위해 3차원 X선 영상의 임의의 단면 영상을 디스플레이부(140)에 표시할 수 있다. 이 경우 임의의 단면 영상은, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같은 새지털 방향의 단면 영상(sagittal view) 또는 도 5에 도시된 바와 같은 엑시얼 방향의 단면 영상(axial view)일 수 있다. 일 실시예에서, 새지털 방향의 단면 영상과 엑시얼 방향의 단면 영상은 MPR(Multi-Planar Reconstruction)을 이용하여 디스플레이부(140)에 표시하는 것이 가능하다.Referring to FIG. 2 , one embodiment of the method begins with receiving a user input designating a 3D region of interest (ROI) including the region of the temporomandibular joint in a 3D X-ray image (S210). In this step, the user may designate a cuboid or cube-shaped subspace including the temporomandibular joint in the 3D X-ray image using the input interface 110 as shown in FIG. 3 . In one embodiment, an arbitrary sectional image of a 3D X-ray image may be displayed on the display unit 140 so that a user can designate a subspace. In this case, the arbitrary sectional image may be, for example, a sagittal sectional image as shown in FIG. 4 or an axial view as shown in FIG. 5 . In one embodiment, the cross-sectional image in the sagittal direction and the cross-sectional image in the axial direction can be displayed on the display unit 140 using Multi-Planar Reconstruction (MPR).

일 실시예에서, 사용자는 디스플레이부(140)에 표시되는 도 4의 새지털 방향의 단면 영상을 참조하면서, 도 3에 도시된 바와 같이 지정하기를 원하는 수평 방향의 세그먼트(ΔX)의 끝 점들의 좌표(X1, X2), 수직 방향의 세그먼트(ΔY)의 끝 점들의 좌표(Y1, Y2) 및 깊이 방향의 세그먼트(ΔZ)의 끝 점들의 좌표(Z1, Z2)를 입력 인터페이스(110)를 이용하여 입력함으로써 3차원 X선 영상에서의 부분 공간을 지정할 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자가 수평 방향의 세그먼트(ΔX)의 끝 점들의 좌표(X1, X2) 및 수직 방향의 세그먼트(ΔY)의 끝 점들의 좌표(Y1, Y2) 만을 입력하면 깊이 방향의 세그먼트(ΔZ)의 끝 점들의 좌표(Z1, Z2)가 디폴트(default) 값으로 자동으로 지정되도록 할 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 전술한 바와 같이 사용자로 하여금 세그먼트들의 끝 점들의 좌표들을 직접 입력하도록 하는 대신, 사용자로 하여금 디스플레이부(140) 상에 표시된 새지털 방향의 단면 영상에서 지정하기를 원하는 XY 평면상의 사각형의 꼭지점을 마우스로 클릭하고 그 대각선 쪽의 꼭지점까지 드래그하도록 하는 한편 깊이 방향의 세그먼트(ΔZ)는 자동으로 지정되도록 함으로써 부분 공간이 지정되도록 할 수도 있다.In one embodiment, while referring to the cross-sectional image in the sagittal direction of FIG. 4 displayed on the display unit 140, the user inputs the coordinates (X 1 , X 2 ) of the end points of the segment ΔX in the horizontal direction, the coordinates (Y 1 , Y 2 ) of the end points of the segment ΔY in the vertical direction, and the coordinates (Z 1 , Z 2 ) of the end points of the segment ΔZ in the depth direction to be specified as shown in FIG. 3 through an input interface ( 110), it is possible to designate a subspace in a 3D X-ray image. In another embodiment, if the user inputs only the coordinates (X 1 , X 2 ) of the end points of the segment ΔX in the horizontal direction and the coordinates (Y 1 , Y 2 ) of the end points of the segment ΔY in the vertical direction, the coordinates (Z 1 , Z 2 ) of the end points of the segment ΔZ in the depth direction may be automatically designated as default values. In another embodiment, instead of having the user directly input the coordinates of the end points of the segments as described above, the subspace may be designated by allowing the user to click and drag a vertex of a rectangle on the XY plane to be designated in the cross-sectional image in the sagittal direction displayed on the display unit 140 and drag it to the vertex on the diagonal side while automatically designating the segment ΔZ in the depth direction.

도 5에 도시된 엑시얼 방향의 단면 영상을 참조하면서도 유사한 방식으로 부분 공간을 지정하는 것이 가능하다. 이 경우, 엑시얼 방향의 단면 영상은, 도 5에 도시된 바와 같이 관절구의 단면이 반영된 단면 영상일 수 있다. 일 실시예에서, 사용자는 디스플레이부(140)에 표시되는 도 5의 엑시얼 방향의 단면 영상을 참조하면서, 도 3에 도시된 바와 같이 지정하기를 원하는 수평 방향의 세그먼트(ΔX)의 끝 점들의 좌표(X1, X2), 수직 방향의 세그먼트(ΔY)의 끝 점들의 좌표(Y1, Y2) 및 깊이 방향의 세그먼트(ΔZ)의 끝 점들의 좌표(Z1, Z2)를 입력 인터페이스(110)를 이용하여 입력함으로써 3차원 X선 영상에서의 부분 공간을 지정할 수 있다. 다른 실시예에서, 사용자가 수평 방향의 세그먼트(ΔX)의 끝 점들의 좌표(X1, X2) 및 깊이 방향의 세그먼트(ΔZ)의 끝 점들의 좌표(Z1, Z2) 만을 입력하면 수직 방향의 세그먼트(ΔY)의 끝 점들의 좌표(Y1, Y2)가 디폴트 값으로 자동으로 지정되도록 할 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 전술한 바와 같이 사용자로 하여금 세그먼트들의 끝 점들의 좌표들을 직접 입력하도록 하는 대신, 사용자로 하여금 디스플레이부(140) 상에 표시된 엑시얼 방향의 단면 영상에서 지정하기를 원하는 XZ 평면상의 사각형의 꼭지점을 마우스로 클릭하고 그 대각선 쪽의 꼭지점까지 드래그하도록 하는 한편 수직 방향의 세그먼트(ΔY)는 자동으로 지정되도록 함으로써 부분 공간이 지정되도록 할 수도 있다.It is possible to designate a subspace in a similar manner while referring to the cross-sectional image in the axial direction shown in FIG. 5 . In this case, the cross-sectional image in the axial direction may be a cross-sectional image in which the cross-section of the condyle is reflected, as shown in FIG. 5 . In one embodiment, while referring to the cross-sectional image in the axial direction of FIG. 5 displayed on the display unit 140, the user inputs the coordinates (X 1 , X 2 ) of the end points of the segment ΔX in the horizontal direction, the coordinates (Y 1 , Y 2 ) of the end points of the segment ΔY in the vertical direction, and the coordinates (Z 1 , Z 2 ) of the end points of the segment ΔZ in the depth direction to be specified as shown in FIG. 3 through an input interface. By inputting using (110), a subspace in a 3D X-ray image can be specified. In another embodiment, if the user inputs only the coordinates (X 1 , X 2 ) of the end points of the segment ΔX in the horizontal direction and the coordinates (Z 1 , Z 2 ) of the end points of the segment ΔZ in the depth direction, the coordinates (Y 1 , Y 2 ) of the end points of the segment ΔY in the vertical direction may be automatically assigned as default values. In another embodiment, instead of having the user directly input the coordinates of the end points of the segments as described above, the subspace may be designated by allowing the user to click and drag the vertex of the rectangle on the XZ plane to be designated in the cross-sectional image in the axial direction displayed on the display unit 140 and drag it to the diagonal vertex while automatically designating the segment ΔY in the vertical direction.

지정된 부분 공간은 위와 같이 지정된 좌표들에 의해 구획되는 3차원 X선 영상의 픽셀 위치들에서의 픽셀값들로 이루어진 복셀들(voxels)의 집합으로 이루어지며, 이들에 관한 정보는 영상 처리부(120)의 제어하에 저장부(130)에 저장된다. 본 발명의 일 실시예에 따라 3차원 X선 영상에서 선택된 3차원 관심 영역(ROI)의 단면이 도 4 및 도 5에 예시되어 있다.The designated subspace is composed of a set of voxels composed of pixel values at pixel positions of the 3D X-ray image partitioned by the designated coordinates as described above, and information about them is stored in the storage unit 130 under the control of the image processing unit 120. Sections of a 3D region of interest (ROI) selected from a 3D X-ray image according to an embodiment of the present invention are illustrated in FIGS. 4 and 5 .

다음으로 단계(S220)에서는, 단계(S210)에서 지정된 3차원 관심 영역 내에서 관절구 영역 내의 임의의 점을 지정하는 사용자 입력을 수신한다(이하, 전술한 임의의 점을 '기준점'이라 칭한다). 다양한 실시예에서, 본 단계는 지정된 3차원 관심 영역의 단면 영상을 디스플레이부(140)에 표시하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 단면 영상은, 단계(S210)에서와 마찬가지로 새지털 방향의 단면 영상 또는 엑시얼 방향의 단면 영상일 수 있다. 다른 실시예에서, 단계(S210)에서 사용자가 새지털 방향의 단면 영상을 참조하면서 3차원 관심 영역을 지정한 경우 상기 단면 영상은 3차원 관심 영역의 새지털 방향의 단면 영상일 수 있고, 단계(S210)에서 사용자가 엑시얼 방향의 단면 영상을 참조하면서 3차원 관심 영역을 지정한 경우 상기 단면 영상은 3차원 관심 영역의 엑시얼 방향의 단면 영상일 수 있다. 3차원 관심 영역의 새지털 방향의 단면 영상 또는 3차원 관심 영역의 엑시얼 방향의 단면 영상이 디스플레이부(140)에 표시되면, 사용자는 이들을 참조하면서 전술한 기준점을 지정할 수 있다.Next, in step S220, a user input designating an arbitrary point in the condyle region within the 3D region of interest designated in step S210 is received (hereinafter, the aforementioned arbitrary point will be referred to as a 'reference point'). In various embodiments, this step may include displaying a sectional image of the designated 3D region of interest on the display unit 140 . In one embodiment, the cross-sectional image may be a cross-sectional image in a sagittal direction or a cross-sectional image in an axial direction, as in step S210. In another embodiment, when the user designates a 3D region of interest while referring to a sectional image in the sagittal direction in step S210, the cross sectional image may be a cross sectional image in the sagittal direction of the 3D region of interest. When the cross-sectional image of the 3D region of interest in the sagittal direction or the cross-sectional image in the axial direction of the 3D region of interest is displayed on the display unit 140, the user may designate the aforementioned reference point while referring to them.

이상으로 설명한 실시예에서는 단계(S210)를 통해 3차원 X선 영상에서 3차원 관심 영역을 지정한 후 단계(S220)를 통해 3차원 관심 영역 내에서 관절구 영역 내의 기준점을 지정하는 것으로 기술하였으나, 사용자가 3차원 X선 영상의 새지털 방향의 단면 영상 또는 관절구의 단면이 반영된 엑시얼 방향의 단면 영상을 참조하면서 관절구 영역 내의 기준점을 지정하면 지정된 기준점을 기준으로 일정 영역이 3차원 관심 영역으로 설정되도록 하는 것도 가능하다. 일 실시예에서, 3차원 관심 영역은 지정된 기준점을 중심으로 1 x 1 x 1 인치 또는 2 x 2 x 2 인치의 볼륨을 갖도록 디폴트로 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 사용자에게 3차원 관심 영역의 크기에 관한 다양한 옵션을 제공하고 사용자로 하여금 원하는 크기를 선택하도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 턱관절이 포함된 3차원 영역의 크기에 맞추어 3차원 관심 영역이 지정된 기준점을 기준으로 자동으로 설정되도록 하는 것도 가능하다.In the embodiment described above, it has been described that a 3D region of interest is designated in the 3D X-ray image in step S210 and then a reference point in the condyle region is designated in the 3D region of interest in step S220. However, if the user designates a reference point in the condyle region while referring to a cross-sectional image in the sagittal direction of the 3D X-ray image or a cross-sectional image in the axial direction in which the cross-section of the condyle is reflected, a certain region is set as a 3D region of interest based on the designated reference point. It is possible. In one embodiment, the 3D region of interest may be set as a default to have a volume of 1 x 1 x 1 inch or 2 x 2 x 2 inches centered on a designated reference point. In one embodiment, various options regarding the size of the 3D region of interest may be provided to the user and the user may be allowed to select a desired size. In one embodiment, it is also possible to automatically set a 3D region of interest based on a designated reference point according to the size of the 3D region including the temporomandibular joint.

이제, 도 1의 장치에 의해 디스플레이부(140)에 제공되는 사용자 인터페이스 화면의 일 실시예를 도시한 도 6을 참조하면서, 사용자가 3차원 X선 영상에서의 3차원 관심 영역과 기준점을 선택하는 단계(S210) 및 단계(S220)의 다른 실시예들에 관해 설명하기로 한다. 도 6에서 좌로부터 첫번째 사진은 인체의 두부에 대한 3차원 X선 영상을 전면 방향으로 렌더링(rendering)한 영상의 사진(610)이고, 두번째 사진은 동 영상을 좌측면 방향으로 렌더링한 영상의 사진(620)이고, 세번째 사진은 동 3차원 X선 영상에 대한 엑시얼 방향의 단면 영상으로서 턱관절의 관절구의 단면이 반영된 단면 영상의 사진(630)을 도시한 도면이다.Now, with reference to FIG. 6 showing an embodiment of the user interface screen provided to the display unit 140 by the device of FIG. 1, the user selects a 3D region of interest and a reference point in the 3D X-ray image. Other embodiments of steps S210 and S220 will be described. In FIG. 6, the first picture from the left is a picture 610 of an image rendered by rendering a three-dimensional X-ray image of the head of the human body in the front direction, and the second picture is a picture 620 of an image rendered by rendering the same image in the left direction. The third picture is an axial cross-sectional image of the same three-dimensional X-ray image, which shows a picture 630 of a cross-sectional image in which the cross section of the condyle of the temporomandibular joint is reflected.

사용자는 도 6에 도시된 사용자 인터페이스 화면을 참조하면서 입력 인터페이스(110)와 영상 처리부(120)에서 제공하는 이하의 유틸리티 기능들 중 적어도 하나를 활용하여 3차원 X선 영상에서의 3차원 관심 영역과 기준점을 설정할 수 있다.The user refers to the user interface screen shown in FIG. 6 and utilizes at least one of the following utility functions provided by the input interface 110 and the image processing unit 120 to set a 3D region of interest and a reference point in the 3D X-ray image.

관심 영역 상단 경계 설정 기능 (A function to set the upper boundary of the region of interest ( ROIROI upper boundary locator) upper boundary locator)

사용자는 사진(610) 및 사진(620)을 참조하면서 사진(610)에 표시된 실선(617)을 마우스 등을 이용해 상하로 움직임으로써 관심 영역의 상단 경계를 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 상단 경계와 후술하는 하단 경계에 의해 선택된 사진(610) 및/또는 사진(620)에서의 영역은 주위 부분 보다 밝게 표시되도록 할 수 있다. 상단 경계를 설정하는데 있어서의 편의를 제공하기 위하여, 사용자가 사진(610)에서 실선(617)을 상하로 움직여 실선(617)의 위치를 조정하면 사진(620)에서도 동일하게 상단 경계를 표시하기 위해 실선(627)의 위치가 대응되게 조정될 수 있다.The user may set the upper boundary of the ROI by moving the solid line 617 displayed in the picture 610 up and down using a mouse or the like while referring to the picture 610 and the picture 620 . In one embodiment, a region in the photo 610 and/or the photo 620 selected by the upper boundary and the lower boundary described later may be displayed brighter than the surrounding region. In order to provide convenience in setting the upper boundary, when the user adjusts the position of the solid line 617 by moving the solid line 617 up and down in the photo 610, the position of the solid line 627 can be adjusted to correspond to the same display of the upper boundary in the photo 620.

관심 영역 하단 경계 설정 기능 (The function of setting the lower boundary of the region of interest ( ROIROI upper boundary locator) upper boundary locator)

사용자는 사진(610) 및 사진(620)을 참조하면서 사진(610)에 표시된 실선(618)을 마우스 등을 이용해 상하로 움직임으로써 관심 영역의 하단 경계를 설정할 수 있다. 상단 경계를 설정하는 경우와 마찬가지로, 하단 경계를 설정하는데 있어서의 편의를 제공하기 위하여, 사용자가 사진(610)에서 실선(618)을 상하로 움직여 실선(618)의 위치를 조정하면 사진(620)에서도 동일하게 하단 경계를 표시하기 위해 실선(628)의 위치가 대응되게 조정될 수 있다.The user may set the lower boundary of the region of interest by moving the solid line 618 displayed in the photo 610 up and down using a mouse or the like while referring to the photo 610 and the photo 620 . Similarly to the case of setting the upper boundary, in order to provide convenience in setting the lower boundary, if the user moves the solid line 618 up and down in the picture 610 to adjust the position of the solid line 618, the position of the solid line 628 can be adjusted to correspond to display the lower boundary in the same way in the picture 620.

엑시얼Axial 방향의 단면 영상에서의 기준점 설정 기능 Reference point setting function in sectional image of direction

사용자는 마우스 등을 이용하여 엑시얼 방향의 여러 단면 영상들 중 어느 하나의 단면 영상을 선택할 수 있다. 엑시얼 방향의 단면 영상들 중의 어느 하나를 선택함에 있어 턱관절의 관절구의 단면이 반영된 어느 하나의 단면 영상을 선택하는 것이 가능하다. 예시적으로 선택된 단면 영상의 사진이 도 6에 도면 부호 630으로 지시되어 있다. 단면 영상이 선택되면 사진(610) 및 사진(620)에서의 해당 단면의 위치들이, 상단 경계 및 하단 경계에 의해 선택된 영역(ROI) 내부에 점선(615) 및 점선(625)로 각각 표시될 수 있다. 또한, 사용자는 선택된 엑시얼 방향의 단면 영상의 사진(630)을 참조하면서 동 사진(630)에 오버레이되어 표시되는 두 개의 십자(+) 표식의 블록(632, 633)(Axial point locators)의 적어도 하나를 상하좌우로 움직여 십자 표식의 가운데 점이 기준점으로 선택하고자 하는 관절구의 위치에 배열되도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 두 개의 십자 표식의 블록(632, 633)을 따로 따로 움직여 좌우의 관절구에 대해 서로 다른 기준점을 선택하도록 할 수 있다. 이 경우에는, 두 개의 기준점의 각각을 기준으로 하여 후술하는 단계(S230) 내지 단계(S280)를 별도로 수행함으로써 좌우 관절 모두에 대해 관절구 영역과 관절와 영역을 분리하는 것도 가능하다.A user may select any one cross-sectional image among several cross-sectional images in the axial direction using a mouse or the like. In selecting one of the cross-sectional images in the axial direction, it is possible to select any one cross-sectional image in which the cross-section of the condyle of the temporomandibular joint is reflected. A photograph of an illustratively selected cross-sectional image is indicated at 630 in FIG. 6 . When a cross-sectional image is selected, positions of corresponding cross-sections in the picture 610 and the picture 620 may be displayed as a dotted line 615 and a dotted line 625 inside the region ROI selected by the upper boundary and the lower boundary, respectively. In addition, while referring to the photo 630 of the selected cross-sectional image in the axial direction, the user can move at least one of the blocks 632 and 633 (axial point locators) of two crosses (+) displayed overlaid on the same photo 630 up, down, left, and right so that the center point of the cross mark is arranged at the position of the condyle to be selected as a reference point. In one embodiment, the two cross-shaped blocks 632 and 633 can be moved separately to select different reference points for the left and right condyles. In this case, it is also possible to separate the condylar region and the glenoid region for both the left and right joints by separately performing steps (S230) to (S280) described below based on each of the two reference points.

관심 영역 크기 설정 기능(Area of interest size setting function ( ROIROI size set) size set)

사진(630)의 하단에 있는 'Vertical'이라는 표시는 사진(630)의 엑시얼 단면 영상에서의 세로 방향을 나타내며, 'Horizontal' 이라는 표시는 사진(630)의 엑시얼 단면 영상에서의 가로 방향을 나타낸다. 'Vertical'이라는 표시 바로 아래의 메뉴 버튼(635)은 사진(630)에 오버레이되는 십자 표식의 블록(632, 633)의 세로 방향의 길이를 조정하기 위한 것으로, 메뉴 버튼(635)을 클릭하면 다양한 길이가 표시되고 이 중에서 3차원 X선 영상의 크기나 사용자가 보고 싶어하는 영역에 맞추어 어느 하나의 길이가 선택될 수 있다. 도시된 실시예에서는, 세로 방향의 길이가 40mm로 선택되어 있다. 이와 유사하게, 'Horizontal'이라는 표시 바로 아래의 메뉴 버튼(637)은 사진(630)에 오버레이되는 십자 표식의 블록(632, 633)의 가로 방향의 길이를 조정하기 위한 것으로, 메뉴 버튼(637)을 클릭하면 다양한 길이가 표시되고 이 중에서 3차원 X선 영상의 크기나 사용자가 보고 싶어하는 영역에 맞추어 어느 하나의 길이가 선택될 수 있다. 도시된 실시예에서는, 가로 방향의 길이가 55mm로 선택되어 있다. 메뉴 버튼들(635, 637)을 이용하여 세로 방향의 길이와 가로 방향의 길이가 선택되면, 도시된 바와 같이 십자 표식의 블록(632, 633)의 세로 방향의 길이와 가로 방향의 길이가 그에 따라 조정되어 표시될 수 있다.A mark 'Vertical' at the bottom of the picture 630 indicates a vertical direction in the axial sectional image of the picture 630, and a mark 'Horizontal' indicates a horizontal direction in the axial sectional image of the picture 630. The menu button 635 immediately below the mark 'Vertical' is for adjusting the length in the vertical direction of the blocks 632 and 633 of the cross marks overlaid on the photo 630. When the menu button 635 is clicked, various lengths are displayed, and among them, one length can be selected according to the size of the 3D X-ray image or the area the user wants to see. In the illustrated embodiment, the longitudinal length is chosen to be 40 mm. Similarly, the menu button 637 immediately below the mark 'Horizontal' is for adjusting the horizontal length of the blocks 632 and 633 of the cross marks overlaid on the photo 630. When the menu button 637 is clicked, various lengths are displayed, and among them, one length can be selected according to the size of the 3D X-ray image or the region the user wants to see. In the illustrated embodiment, the transverse length is chosen to be 55 mm. When the length in the vertical direction and the length in the horizontal direction are selected using the menu buttons 635 and 637, the length in the vertical direction and the horizontal direction of the blocks 632 and 633 of the cross marks are adjusted accordingly and displayed as shown.

이상과 같이 지정된 기준점은, 도 7에 표시한 바와 같이 3차원 X선 영상 또는 3차원 관심 영역에서의 수평 방향의 좌표(Xp)와 수직 방향의 좌표(Yp)로 정의되며, 이에 관한 정보 또한 영상 처리부(120)의 제어하에 저장부(130)에 저장될 수 있다.As shown in FIG. 7, the reference point designated as above is defined as a horizontal coordinate (X p ) and a vertical coordinate (Y p ) in a 3-dimensional X-ray image or a 3-dimensional region of interest.

다시 도 2의 설명으로 돌아와서, 단계(S230)에서는, 3차원 관심 영역의 단면 영상들의 각각에 대해 표준선, 일례로 표준 곡선을 정의한다. 일 실시예에서, 이 경우의 단면 영상들은 새지털 방향의 단면 영상들일 수 있다. 일 실시예에서, 기준점을 포함하는 단면 영상으로부터 시작하여 그 앞뒤의 단면 영상들에 대해 차례로 표준 곡선이 정의될 수 있다. 표준 곡선으로서는 환자 얼굴을 좌측 또는 우측에서 관찰하였을 때 턱관절의 관절구와 유사한 모양을 갖는 임의의 곡선을 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 표준 곡선은 곡선 상의 모든 점의 위치를 편리하게 식별하기 위해 수학적인 함수로 표현이 가능한 곡선으로 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 표준 곡선은 아래의 수학식 (1)로 표현되는 정규 분포(normal distribution) 곡선일 수 있다.Returning to the description of FIG. 2 again, in step S230, a standard line, for example, a standard curve, is defined for each of the cross-sectional images of the 3D region of interest. In one embodiment, cross-sectional images in this case may be cross-sectional images in a sagittal direction. In an embodiment, a standard curve may be sequentially defined for cross-sectional images before and after the cross-sectional image including the reference point. As the standard curve, an arbitrary curve having a shape similar to the condyle of the temporomandibular joint when the patient's face is observed from the left or right side can be selected. In one embodiment, the standard curve may be chosen as a curve that can be expressed as a mathematical function to conveniently identify the location of every point on the curve. In one embodiment, the standard curve may be a normal distribution curve represented by Equation (1) below.

Figure 112016034173739-pat00001
수학식 (1)
Figure 112016034173739-pat00001
Equation (1)

수학식 (1)에서,

Figure 112016034173739-pat00002
는 단계(S220)에서 사용자에 의해 지정된 기준점의 수평 좌표(Xp), 즉 3차원 관심 영역에서 곡선의 정점이 위치하게 될 수평 좌표에 해당하고(도 7 참조),
Figure 112016034173739-pat00003
는 곡선의 너비를 조정하기 위한 변수, 즉 곡선의 정점으로부터 아래쪽으로 커버하는 넓이를 조정하기 위한 변수이고,
Figure 112016034173739-pat00004
Figure 112016034173739-pat00005
의 값이 결정됨에 따라 결정되는 값으로 곡선의 높이를 나타내는 값이다. 본 개시에 있어서,
Figure 112016034173739-pat00006
를 편의상 상수 값인
Figure 112016034173739-pat00007
로 칭한다. 표준 곡선으로서, 앞서 예시된 정규 분포 곡선 이외에도 레이라이 분포(Rayleigh distribution) 곡선 또는 상승 코사인(raised cosine) 함수 등 턱관절의 관절구와 유사한 모양을 갖는 어떠한 임의의 곡선도 선택할 수 있으며, 따라서 표준 곡선으로 선택 가능한 곡선이 본 개시에서 예시된 곡선들에 한정되는 것이 아님을 인식하여야 한다.In Equation (1),
Figure 112016034173739-pat00002
Corresponds to the horizontal coordinate (X p ) of the reference point specified by the user in step S220, that is, the horizontal coordinate where the apex of the curve will be located in the 3-dimensional region of interest (see FIG. 7),
Figure 112016034173739-pat00003
Is a variable for adjusting the width of the curve, that is, a variable for adjusting the area covered downward from the vertex of the curve,
Figure 112016034173739-pat00004
Is
Figure 112016034173739-pat00005
It is a value that is determined according to the value of is determined and represents the height of the curve. In this disclosure,
Figure 112016034173739-pat00006
which is a constant value for convenience
Figure 112016034173739-pat00007
is called As the standard curve, in addition to the normal distribution curve exemplified above, any arbitrary curve having a shape similar to the condyle of the temporomandibular joint, such as a Rayleigh distribution curve or a raised cosine function, can be selected. Accordingly, it should be recognized that the curves selectable as the standard curve are not limited to the curves exemplified in the present disclosure.

선택된 표준 곡선은, 도 7에 도시된 바와 같이 3차원 관심 영역의 단면 영상에서 사용자에 의해 지정된 기준점의 좌표(Xp, YP)를 정점의 좌표로 하며 이 정점을 중심으로 아래 방향으로 좌우로 연장되는 곡선으로서 정의된다. 임의의 단면 영상에 대해 표준 곡선이 정의되면 임의의 단면 영상의 앞뒤의 (새지털 방향의 단면 영상의 경우, 깊이 방향의) 단면 영상들에 대해서도 차례로 표준 곡선이 정의된다. 일 실시예에서, 각 단면 영상에 대해 모두 같은 표준 곡선을 선택하여 정의하는 것이 가능하다. 다른 실시예에서, 적어도 일부의 단면 영상들에 대해서는 서로 다른 표준 곡선을 선택하여 정의하는 것도 가능하다. 본 개시에 있어서, 단면 영상에 대해 표준 곡선이 정의된다는 의미는, 표준 곡선이 단면 영상에 중첩되어 디스플레이된다는 의미를 가질 수도 있으나, 주로 단면 영상의 픽셀들의 위치들 중에서 표준 곡선을 이루는 점들의 좌표들에 해당하는 픽셀들의 위치들이 영상 처리부(120)의 제어하에 저장부(130)에 저장된다는 의미로 이해할 수 있다.As shown in FIG. 7 , the selected standard curve is defined as a curve that extends left and right in a downward direction centered on the vertex with the coordinates (X p , Y P ) of the reference point designated by the user in the cross-sectional image of the 3D region of interest as the coordinates of the vertex. When a standard curve is defined for an arbitrary cross-sectional image, a standard curve is sequentially defined for cross-sectional images before and after the arbitrary cross-sectional image (in the case of a cross-sectional image in a sagittal direction, in a depth direction). In one embodiment, it is possible to select and define the same standard curve for each cross-sectional image. In another embodiment, it is also possible to select and define different standard curves for at least some cross-sectional images. In the present disclosure, the meaning that a standard curve is defined for a cross-sectional image may mean that the standard curve is superimposed on the cross-sectional image and displayed, but it can be understood mainly as meaning that the positions of pixels corresponding to coordinates of points constituting the standard curve among the positions of pixels of the cross-sectional image are stored in the storage unit 130 under the control of the image processing unit 120.

단계(S240)에서는 3차원 관심 영역의 단면 영상들을 이진화하여 이진화 단면 영상들을 생성한다. 일 실시예에서, 3차원 관심 영역의 각 단면 영상에서 얼굴의 골격에 대응하는 영역을 나타내는 픽셀들의 휘도 값들 중 최소의 휘도 값을 기준으로 각 단면 영상에 대해 쓰레쉬홀딩(thresholding) 처리를 수행하여 각 단면 영상을 이진화할 수 있다. 각 단면 영상을 이진화하는 이유는, 표준 곡선을 이루는 점들 각각을 이동시켰을 때, 예컨대 해당 점이 여전히 뼈에 위치해 있는지 아니면 뼈와 뼈 사이의 틈으로 이동된 것인지의 여부를 경판정(hard decision) 할 수 있도록 하기 위함이다. 이진화된 단면 영상의 예가 도 7에 도시되어 있다. 일 실시예에서, 본 단계를 생략하는 것도 가능하다.In step S240, binarized cross-sectional images are generated by binarizing cross-sectional images of the 3D region of interest. In an embodiment, each cross-sectional image may be binarized by performing a thresholding process on each cross-sectional image based on a minimum luminance value among luminance values of pixels representing a region corresponding to a facial skeleton in each cross-sectional image of the 3D region of interest. The reason for binarizing each cross-sectional image is to make a hard decision on whether the corresponding point is still located on a bone or moved to a gap between bones when each of the points forming the standard curve is moved. An example of a binarized cross-sectional image is shown in FIG. 7 . In one embodiment, it is also possible to omit this step.

단계(S250)에서는, 각각의 단면 영상에 대해 정의된 표준 곡선을 조정하여 해당 단면 영상에 대해 분리 곡선을 생성할 수 있다. 본 단계에서는, 각각의 단면 영상에 대해 정의된 표준 곡선의 정점의 위치가 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 표준 곡선의 정점의 위치를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 표준 곡선의 정점을 수직 방향으로 이동시킴에 따라 발생되는, 정점에 해당하는 이진화 단면 영상에서의 픽셀의 휘도 값의 변화 및/또는 표준 곡선의 점들에 해당하는 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합에 기초하여 표준 곡선의 정점의 높이를 조정할 수 있다. 예컨대, 표준 곡선의 정점을 위로 이동시킴으로써 정점에 해당하는 픽셀의 휘도 값이 이동 전에 비해 줄어 들었으나(예컨대, 1에서 0으로), 전술한 휘도 값들의 합이 줄어 들지 않거나 더 커졌다면, 표준 곡선의 정점이 아직 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈으로 이동되지 못한 것이라 판단할 수 있다. 반면에, 표준 곡선의 정점을 위로 이동시킴으로써 정점에 해당하는 픽셀의 휘도 값이 이동 전에 비해 줄어 들었고 이와 동시에 전술한 휘도 값들의 합도 줄어 들었다면 표준 곡선의 정점이 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈으로 이동된 것이라 판단할 수 있다. 표준 곡선의 정점이 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈으로 이동된 3차원 관심 영역의 이진화된 단면 영상의 일 실시예의 사진이 도 8에 도시되어 있다.In step S250, a separation curve may be generated for a corresponding cross-sectional image by adjusting a standard curve defined for each cross-sectional image. In this step, the position of the vertex of the standard curve defined for each cross-sectional image may be moved in the vertical direction so that the position of the vertex of the standard curve is located in the gap between the condylar region and the glenoid region. In an embodiment, the height of a vertex of the standard curve may be adjusted based on a change in the luminance value of a pixel in the binarized cross-sectional image corresponding to the vertex and/or a sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to the points of the standard curve, which are generated as the vertex of the standard curve is moved in the vertical direction. For example, by moving the vertex of the standard curve upward, the luminance value of the pixel corresponding to the vertex is reduced compared to before the movement (e.g., from 1 to 0), but if the sum of the above-mentioned luminance values does not decrease or becomes larger, it can be determined that the vertex of the standard curve has not yet moved to the gap between the condyle area and the joint fossa area. On the other hand, if the luminance value of the pixel corresponding to the vertex is reduced compared to before the movement by moving the vertex of the standard curve upward, and the sum of the above-mentioned luminance values is also reduced at the same time, it can be determined that the apex of the standard curve has moved to the gap between the condyle area and the joint fossa area. A photograph of an embodiment of a binarized cross-sectional image of a 3D region of interest in which the apex of the standard curve is moved to the gap between the condylar region and the glenoid region is shown in FIG. 8 .

본 단계에서는, 선택적으로 표준 곡선의 정점의 위치를 수평 방향으로 선정된 범위 내에서 이동시킬 수 있다. 사용자가 육안으로 가늠하여 지정한 임의의 점이 반드시 이상적이지 않을 수 있다는 가정하에, 표준 곡선이 관절구 영역을 아래 쪽으로 좀 더 근사하게 커버할 수 있도록 하기 위함이다. 일 실시예에서, 표준 곡선의 정점을 수평 방향으로 이동시키기 위한 기준으로서 표준 곡선의 점들에 해당하는 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합을 이용할 수 있다.In this step, the position of the apex of the standard curve may be selectively moved within a predetermined range in the horizontal direction. This is to allow the standard curve to more closely cover the condyle area downward, under the assumption that an arbitrary point designated by the user's eye may not necessarily be ideal. In one embodiment, the sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to the points of the standard curve may be used as a criterion for moving the vertex of the standard curve in the horizontal direction.

본 단계에서는, 표준 곡선이 관절구 영역을 아래 쪽으로 좀 더 근사하게 커버할 수 있도록 하기 위해 표준 곡선의 너비를 조정할 수 있다. 예컨대 표준 곡선으로서 정규 분포 곡선을 사용하는 경우,

Figure 112016034173739-pat00008
값을 이용하여 표준 곡선의 너비를 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 표준 곡선의 점들에 해당하는 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합이 최소가 되도록 표준 곡선의 너비를 조정할 수 있다. 표준 곡선의 너비가 조정된 3차원 관심 영역의 이진화된 단면 영상의 일 실시예의 사진이 도 9에 도시되어 있다.At this stage, the width of the standard curve can be adjusted so that the standard curve more closely covers the condylar area downwards. For example, when using a normal distribution curve as a standard curve,
Figure 112016034173739-pat00008
The value can be used to adjust the width of the standard curve. In an embodiment, the width of the standard curve may be adjusted such that the sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to the points of the standard curve is minimized. A picture of an embodiment of a binarized cross-sectional image of a 3D region of interest in which the width of the standard curve is adjusted is shown in FIG. 9 .

또한 본 단계에서는, 표준 곡선의 점들이 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 표준 곡선의 점들의 적어도 하나의 점을 수직 방향으로 이동시켜 분리점들의 집합을 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 표준 곡선을 이루는 각각의 점을 수직 방향으로 이동시킴에 따라 발생되는, 해당 점에 대응하는 이진화 단면 영상에서의 픽셀의 휘도 값의 변화를 기초로 해당 점을 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 예컨대, 표준 곡선의 임의의 점을 위로 이동시켰을 때 해당 점에 해당하는 픽셀의 휘도 값이 이동 전에 비해 줄어든다면 이동된 위치를 분리점으로 결정할 수 있다. 경우에 따라 표준 곡선의 점들을 수직 방향으로 이동시켜 결정한 분리점들의 일부는, 처리 오차로 인해 관절구 영역과 관절와 영역 간의 틈에 위치하지 않을 수가 있고, 이에 따라 분리점들 간에 높이 편차가 생길 수 있다. 이런 경우는 높이 편차를 갖는 분리점의 높이를 수평 방향으로 인접한 분리점들의 높이에 근접한 높이로 맞추어 보정할 수 있다. 일 실시예에서, 높이 편차를 갖는 분리점의 보정은, 해당 분리점을 폐기하고 해당 분리점과 수평 방향으로 인접한 분리점들의 높이를 보간함으로써 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 너비가 조정된 표준 곡선에 전술한 처리를 수행하는 것도 가능하다.In addition, in this step, a set of separation points may be configured by moving at least one of the points of the standard curve in the vertical direction so that the points of the standard curve are located in the gap between the condylar region and the glenoid region. In one embodiment, the corresponding point may be moved in the vertical direction based on the change in the luminance value of the pixel in the binarized cross-sectional image corresponding to the corresponding point, which is generated when each point constituting the standard curve is moved in the vertical direction. For example, if a luminance value of a pixel corresponding to the point is reduced compared to before the movement when a point on the standard curve is moved upward, the moved location may be determined as the split point. In some cases, some of the separation points determined by moving the points of the standard curve in the vertical direction may not be located in the gap between the condyle area and the glenoid area due to processing errors, and accordingly, height deviation may occur between the separation points. In this case, the height of the separation point having a height deviation may be corrected by matching the height of the separation point with a height close to the height of the horizontally adjacent separation points. In one embodiment, the correction of the separation point having a height deviation may be performed by discarding the separation point and interpolating the heights of the separation points horizontally adjacent to the separation point. In one embodiment, it is also possible to perform the above-described processing on a width-adjusted standard curve.

이상과 같이, 표준 곡선의 정점을 수직/수평 방향으로 이동시키거나, 표준 곡선의 너비를 조정하거나, 표준 곡선 또는 조정된 너비를 갖는 표준 곡선의 각각의 점들을 개별적으로 상하로 이동시켜 분리점들의 집합을 구성함으로써, 3차원 관심 영역의 각 단면 영상에 대해 분리 곡선을 생성하는 것이 가능하다. 각 분리 곡선을 생성함에 있어 전술한 조정 옵션들의 하나 또는 그 이상을 채택할 수 있음을 인식하여야 한다.As described above, it is possible to generate a separation curve for each cross-sectional image of a 3D region of interest by moving the vertex of the standard curve in vertical/horizontal directions, adjusting the width of the standard curve, or individually moving each point of the standard curve or the standard curve having the adjusted width upward and downward to form a set of separation points. It should be appreciated that one or more of the adjustment options described above may be employed in generating each separation curve.

이상의 설명에서는, 단계(S230) 내지 단계(S250)의 각각이 3차원 관심 영역의 단면 영상들에 대해 수행되는 것으로 기재하였으나, 실시하기에 따라서는 3차원 관심 영역의 각 단면 영상에 대해 단계(S230) 내지 단계(S250)를 실시하는 것도 가능하다.In the above description, each of steps S230 to S250 has been described as being performed on cross-sectional images of the 3D region of interest, but depending on implementation, steps S230 to S250 may be performed on each cross-sectional image of the 3D region of interest.

단계(S260)에서는, 단계(S250)에서 생성된 분리 곡선들을 이용하여 3차원 관심 영역에서 관절구 영역과 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면을 정의한다. '정의'한다는 의미는 단계(S230)과 관련하여 설명한 바와 같으므로 여기서는 그 설명을 생략한다. 또한, 본 개시에 있어서, '실질적으로 분리하는'이라는 의미는, 관절구 영역과 관절와 영역을 이상적으로 분리한다는 의미뿐만 아니라, 어느 정도의 오차 범위 내에서 관절구 영역과 관절와 영역을 대체로 정확히 분리한다는 의미를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 단계에서 생성된 곡면을 이루는 분리 곡선들의 정점들은, 단계(S220)에서 사용자에 의해 지정된 임의의 점의 수평 좌표 또는 그로부터 선정된 범위 내에 있는 수평 좌표와 동일한 수평 좌표를 갖는다. 따라서, 본 단계에서 생성된 곡면은 단계(S220)에서 사용자에 의해 지정된 임의의 점의 수평 좌표 또는 그로부터 선정된 범위 내에 있는 수평 좌표를 기준으로 정의된 것으로 이해되어야 한다.In step S260, a curved surface that substantially separates the condylar region and the glenoid region in the 3D region of interest is defined using the separation curves generated in step S250. Since the meaning of 'defining' is as described in relation to step S230, its description is omitted here. In addition, in the present disclosure, the meaning of 'substantially separating' should be understood to include not only the meaning of ideally separating the condylar region and the glenoid region, but also the meaning of substantially accurately separating the condylar region and the glenoid region within a certain range of error. Vertices of the separation curves forming the curved surface generated in this step have the same horizontal coordinates as the horizontal coordinates of an arbitrary point designated by the user in step S220 or within a range selected therefrom. Therefore, it should be understood that the curved surface created in this step is defined based on the horizontal coordinates of an arbitrary point designated by the user in step S220 or the horizontal coordinates within a range selected therefrom.

단계(S270)에서는, 단계(S260)에서 생성된 곡면에 대해 이차원 평탄화 필터링(2-dimensional smoothing filtering)을 수행할 수 있다. 단계(S260)에서 생성된 곡면은 경우에 따라 울퉁불퉁하거나 편차가 있을 수 있다. 따라서, 곡면에 대해 이차원 평탄화 필터링을 수행하여 곡면을 완만하고 부드럽게 만들 수 있다. 일 실시예에서, 이차원 평탄화 필터링은 아래의 수학식 (2)에 의해 정의되는 가우시언 평탄화 필터(Gaussian smoothing filter)를 이용하여 수행할 수 있다.In step S270, 2-dimensional smoothing filtering may be performed on the curved surface generated in step S260. The curved surface created in step S260 may be bumpy or deviated depending on circumstances. Accordingly, the curved surface can be made gentle and smooth by performing two-dimensional flattening filtering on the curved surface. In one embodiment, the two-dimensional smoothing filtering may be performed using a Gaussian smoothing filter defined by Equation (2) below.

Figure 112016034173739-pat00009
수학식 (2)
Figure 112016034173739-pat00009
Equation (2)

본 개시에 있어서는 곡면에 대해 이차원 평탄화 필터링을 수행함에 있어 가우시언 평탄화 필터를 사용하는 것을 예로 들었으나, 이외에도 다양한 2차원 필터를 사용할 수 있음을 인식하여야 한다.In the present disclosure, the Gaussian flattening filter is used as an example in performing the two-dimensional flattening filtering on the curved surface, but it should be recognized that various other two-dimensional filters may be used.

단계(S280)에서는, 단계(S260)에서 생성된 곡면 또는 이 곡면을 단계(S270)를 통해 필터링하여 생성한 곡면을 참조하여 관절구 영역을 관절와 영역과 분리하여 디스플레이부(140) 상에 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 분리된 관절와 영역만을 또는 분리된 관절구 영역만을 디스플레이부(140) 상에 3차원적으로 렌더링(rendering)하여 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 분리된 관절구 영역 또는 관절와 영역을 3차원적으로 회전 및 이동시켜서 접촉 부분의 마모나 변형 상태를 관찰할 수 있도록 할 수 있다. 관절구 영역만을 분리하여 표시한 영상의 일 실시예의 사진을 도 10에 도시하였다.In step S280, referring to the curved surface generated in step S260 or the curved surface generated by filtering the curved surface in step S270, the condylar region may be separated from the glenoid region and displayed on the display unit 140. In one embodiment, only the separated condyle area or only the separated condyle area may be rendered and displayed on the display unit 140 in a three-dimensional manner. In one embodiment, the separated condylar region or glenoid region can be rotated and moved in three dimensions so that wear or deformation of the contact portion can be observed. 10 shows a picture of an example of an image in which only the condylar region is separated and displayed.

본원에 개시된 실시예들에 있어서, 도시된 구성 요소들의 배치는 발명이 구현되는 환경 또는 요구 사항에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 일부 구성 요소가 생략되거나 몇몇 구성 요소들이 통합되어 하나로 실시될 수 있다. 또한 일부 구성 요소들의 배치 순서 및 연결이 변경될 수 있다.In the embodiments disclosed herein, the arrangement of the illustrated components may vary depending on the environment or requirements in which the invention is implemented. For example, some components may be omitted or some components may be integrated and implemented as one. In addition, the arrangement order and connection of some components may be changed.

이상에서는 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예들에 한정되지 아니하며, 상술한 실시예들은 첨부하는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이고, 이러한 변형 실시예들이 본 발명의 기술적 사상이나 범위와 별개로 이해되어져서는 아니 될 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 오직 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although various embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the above-described embodiments can be variously modified and implemented by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the appended claims, and these modified embodiments should not be understood separately from the technical spirit or scope of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should be defined only by the appended claims.

110: 입력 인터페이스
120: 영상 처리부
130: 저장부
140: 디스플레이부
110: input interface
120: image processing unit
130: storage unit
140: display unit

Claims (18)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 상기 관절의 관절와 영역을 분리하는 방법으로서,
상기 3차원 X선 영상에서의 상기 관절구 영역 내의 기준점을 지정하는 사용자 입력을 수신하는 단계, 및
상기 지정된 기준점의 수평 또는 수직 좌표를 기준으로 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면을 정의하는 단계를 포함하고,
상기 지정된 기준점의 수평 또는 수직 좌표를 기준으로 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면을 정의하는 단계는
상기 3차원 X선 영상의 단면 영상들의 각각에 대해, 표준 곡선을 정의하는 단계 - 상기 표준 곡선의 한 점은 상기 수평 또는 수직 좌표의 값과 동일하거나 그로부터 선정된 범위 내에 있는 수평 또는 수직 좌표의 값을 가짐 -, 및 상기 표준 곡선의 점들이 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 상기 표준 곡선의 상기 한 점의 높이 및/또는 상기 표준 곡선의 너비를 조정하여 분리 곡선을 생성하는 단계를 수행하는 단계, 및
상기 생성된 분리 곡선들을 이용하여 상기 곡면을 정의하는 단계를 포함하는, 방법.
A method of separating a condylar region of a joint and a condyle region of the joint in a three-dimensional X-ray image, comprising:
Receiving a user input designating a reference point within the condyle area in the 3-dimensional X-ray image; and
Defining a curved surface substantially separating the condylar area and the glenoid area based on the horizontal or vertical coordinates of the designated reference point;
Defining a curved surface that substantially separates the condyle region and the glenoid region based on the horizontal or vertical coordinates of the designated reference point
For each of the cross-sectional images of the 3-dimensional X-ray image, defining a standard curve, wherein one point of the standard curve has a horizontal or vertical coordinate value equal to or within a range selected from the horizontal or vertical coordinate value, and generating a separation curve by adjusting the height and/or the width of the standard curve so that the points of the standard curve are located in the gap between the condyle area and the joint area, and
defining the curved surface using the generated separation curves.
삭제delete 3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 상기 관절의 관절와 영역을 분리하는 방법으로서,
상기 3차원 X선 영상에서의 상기 관절구 영역 내의 기준점을 지정하는 사용자 입력을 수신하는 단계, 및
상기 지정된 기준점의 수평 또는 수직 좌표를 기준으로 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면을 정의하는 단계를 포함하고,
상기 관절은 인체의 턱관절을 포함하는, 방법.
A method of separating a condylar region of a joint and a condyle region of the joint in a three-dimensional X-ray image, comprising:
Receiving a user input designating a reference point within the condyle area in the 3-dimensional X-ray image; and
Defining a curved surface substantially separating the condylar area and the glenoid area based on the horizontal or vertical coordinates of the designated reference point;
Wherein the joint comprises a temporomandibular joint of a human body.
3차원 X선 영상에서 관절의 관절구 영역과 상기 관절의 관절와 영역을 분리하는 방법으로서,
상기 3차원 X선 영상에서의 상기 관절구 영역 내의 기준점을 지정하는 사용자 입력을 수신하는 단계, 및
상기 지정된 기준점의 수평 또는 수직 좌표를 기준으로 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면을 정의하는 단계를 포함하고,
상기 지정된 기준점의 수평 또는 수직 좌표를 기준으로 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역을 실질적으로 분리하는 곡면을 정의하는 단계는
상기 3차원 X선 영상의 단면 영상들의 각각에 대해, 표준 곡선을 정의하는 단계 - 상기 표준 곡선의 한 점은 상기 수평 또는 수직 좌표의 값과 동일하거나 그로부터 선정된 범위 내에 있는 수평 또는 수직 좌표의 값을 가짐 -, 상기 표준 곡선의 점들이 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 상기 표준 곡선의 점들의 적어도 하나의 점을 수직 또는 수평 방향으로 이동시켜 분리점들의 집합을 구성하는 단계, 및 상기 분리점들의 집합을 보정하여 분리 곡선을 생성하는 단계를 수행하는 단계, 및
상기 생성된 분리 곡선들을 이용하여 상기 곡면을 정의하는 단계를 포함하는, 방법.
A method of separating a condylar region of a joint and a condyle region of the joint in a three-dimensional X-ray image, comprising:
Receiving a user input designating a reference point within the condyle area in the 3-dimensional X-ray image; and
Defining a curved surface substantially separating the condylar area and the glenoid area based on the horizontal or vertical coordinates of the designated reference point;
Defining a curved surface that substantially separates the condyle region and the glenoid region based on the horizontal or vertical coordinates of the designated reference point
Defining a standard curve for each of the cross-sectional images of the 3D X-ray image, wherein one point of the standard curve has a horizontal or vertical coordinate value equal to or within a range selected from the horizontal or vertical coordinate value, constructing a set of separation points by vertically or horizontally moving at least one point of the standard curve so that the points of the standard curve are located in the gap between the condyle area and the joint area, and correcting the set of separation points to generate a separation curve. step of doing, and
defining the curved surface using the generated separation curves.
제10항에 있어서,
상기 표준 곡선의 점들이 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 상기 표준 곡선의 상기 한 점의 높이 및/또는 상기 표준 곡선의 너비를 조정하여 분리 곡선을 생성하는 단계는
상기 3차원 X선 영상의 단면 영상들의 각각을 이진화하여 이진화 단면 영상을 생성하는 단계, 및
상기 표준 곡선의 상기 한 점을 수직 또는 수평 방향으로 이동시킴에 따라 발생되는, 상기 한 점에 해당하는 상기 이진화 단면 영상에서의 픽셀의 휘도 값의 변화 및/또는 상기 표준 곡선의 점들에 해당하는 상기 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합에 기초하여 상기 표준 곡선의 상기 한 점의 높이를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
According to claim 10,
Generating a separation curve by adjusting the height of the one point of the standard curve and / or the width of the standard curve so that the points of the standard curve are located in the gap between the condyle region and the glenoid region
Generating a binarized cross-sectional image by binarizing each of the cross-sectional images of the 3-dimensional X-ray image, and
Adjusting the height of the one point of the standard curve based on a change in the luminance value of a pixel in the binarized cross-sectional image corresponding to the one point and / or a sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to points of the standard curve, which are generated as the one point of the standard curve is moved in a vertical or horizontal direction.
제10항에 있어서,
상기 표준 곡선의 점들이 상기 관절구 영역과 상기 관절와 영역 간의 틈에 위치하도록 상기 표준 곡선의 상기 한 점의 높이 및/또는 상기 표준 곡선의 너비를 조정하여 분리 곡선을 생성하는 단계는
상기 3차원 X선 영상의 단면 영상들의 각각을 이진화하여 이진화 단면 영상을 생성하는 단계, 및
상기 표준 곡선의 점들에 해당하는 상기 이진화 단면 영상에서의 픽셀들의 휘도 값들의 합이 최소가 되도록 상기 표준 곡선의 너비를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
According to claim 10,
Generating a separation curve by adjusting the height of the one point of the standard curve and / or the width of the standard curve so that the points of the standard curve are located in the gap between the condyle region and the glenoid region
Generating a binarized cross-sectional image by binarizing each of the cross-sectional images of the 3-dimensional X-ray image, and
And adjusting a width of the standard curve such that a sum of luminance values of pixels in the binarized cross-sectional image corresponding to points of the standard curve is minimized.
삭제delete 제10항, 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 곡면을 참조하여 상기 관절구 영역을 상기 관절와 영역과 분리하여 디스플레이 상에 표시하는 단계를 더 포함하는 방법.
The method of claim 10, 12 or 13,
The method further comprising the step of separating the condylar region from the glenoid region by referring to the curved surface and displaying the condyle region on a display.
제10항, 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 3차원 X선 영상에서 상기 관절의 영역이 포함된 3차원 관심 영역을 지정하는 사용자 입력을 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
The method of claim 10, 12 or 13,
The method further comprising receiving a user input designating a 3D region of interest including the region of the joint in the 3D X-ray image.
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