KR102582658B1 - Operating method for scoliosis diagnostic device - Google Patents

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Abstract

본 발명의 척추 측만증 진단장치의 동작 방법은, 방사선 촬영장치로부터 피사체를 촬영한 방사선 이미지를 수신하는 단계와, 인공지능 알고리즘을 통해 상기 방사선 이미지를 분석하여 척추뼈 몸통(vertebral body) 이미지들을 인식하는 단계와, 상기 척추뼈 몸통 이미지들 각각의 크기에 대응하여 생성된 직사각 형상의 척추 블록들을 상기 척추뼈 몸통 이미지들 상에 표시하는 단계와, 연속된 척추 블록들 중 양단에 위치한 두 개의 척추 블록들의 중심점을 연결한 기준선을 상기 방사선 이미지 상에 표시하는 단계와, 상기 방사선 이미지에 기설정된 수직선과 상기 기준선이 평행되도록 상기 방사선 이미지를 회전하는 단계와, 상기 척추 블록들 각각의 중심점과 상기 기준선 사이의 이격 거리를 측정하는 단계와, 상기 척추 블록들 중 이격 거리가 기준 거리 이상의 값을 갖는 검사대상 블록들을 추출하는 단계와, 상기 검사대상 블록들 중 콥스앵글 측정을 위한 제1 및 제2 기준 블록들을 결정하는 단계와, 상기 제1 및 제2 기준 블록들의 일변의 연장선에 수직선분이 이루는 각도를 계산하여 상기 콥스앵글을 산출하는 단계를 포함한다.The operating method of the scoliosis diagnosis device of the present invention includes receiving a radiographic image of a subject from a radiography device, analyzing the radiographic image through an artificial intelligence algorithm to recognize vertebral body images. A step of displaying rectangular vertebral blocks generated corresponding to the sizes of each of the vertebral body images on the vertebral body images, and displaying two vertebral blocks located at both ends of the consecutive vertebral blocks. Displaying a reference line connecting center points on the radiographic image, rotating the radiographic image so that a preset vertical line in the radiographic image is parallel to the reference line, and determining a distance between the center point of each of the spinal blocks and the reference line. Measuring the separation distance, extracting blocks to be inspected among the spine blocks whose separation distance is greater than or equal to a reference distance, and selecting first and second reference blocks for measuring the Corpse angle among the blocks to be inspected. It includes a step of determining and calculating the Corpse angle by calculating an angle formed by a vertical line segment with an extension line of one side of the first and second reference blocks.

Description

척추 측만증 진단장치의 동작방법{OPERATING METHOD FOR SCOLIOSIS DIAGNOSTIC DEVICE}{OPERATING METHOD FOR SCOLIOSIS DIAGNOSTIC DEVICE}

본 발명은 척추 측만증 진단장치의 동작방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of operating a scoliosis diagnosis device.

척추 측만증(scoliosis)은 일자로 곧게 뻗은 정상적인 척추와는 달리 S자 또는 C자 형태로 휘어져 있는 비정상적인 척추 상태를 의미한다. 척추 측만증은 자세, 운동부족 등 다양한 원인에 의해 발생되는데, 이를 방치할 경우 디스크 질환, 척추 협착증, 관절통, 관절염 등을 발생시킬 수 있다. Scoliosis refers to an abnormal spine condition in which the spine is curved in an S or C shape, unlike the normal spine that is straight. Scoliosis is caused by various causes such as posture and lack of exercise, and if left untreated, it can cause disc disease, spinal stenosis, joint pain, arthritis, etc.

척추 측만증 진단은 엑스레이 검사를 통해 콥스앵글(Cobb's Angle)을 측정하여 이루어진다. 콥스앵글은 척추뼈들 중 기울어짐이 시작되는 척추뼈와 가장 많이 기울어진 척추뼈를 찾아 각 척추뼈의 수평선을 긋고, 수평선에 수직으로 선을 그어 교점에서의 각도를 의미한다.Scoliosis is diagnosed by measuring Cobb's Angle using an X-ray. Corpse angle refers to the angle at the point of intersection by finding the vertebra where tilt begins and the vertebra that is most tilted among the vertebrae, drawing a horizontal line for each vertebra, and drawing a line perpendicular to the horizontal line.

콥스앵글 측정은 엑스레이 영상을 기초로 콥스앵글을 측정하는 사람, 측정 방법에 따라 약 10° 정도의 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차 발생은 척추 측만증을 가진 환자에게 척추 측만증 진단을 내릴 수 없는 문제를 발생시킬 수도 있다.Corpse angle measurement is based on X-ray images, and an error of approximately 10° may occur depending on the person measuring the Corpse angle and the measurement method. Such errors may cause problems in making a diagnosis of scoliosis to patients with scoliosis.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 인공지능 알고리즘을 통해 방사선 이미지를 분석하고, 분석결과를 기초로 척추측만증 검사에 필요한 콥스앵글을 자동으로 측정하는 척추 측만증 진단장치의 동작방법을 제공하는 것이다,The technical task to be achieved by the present invention is to provide a method of operating a scoliosis diagnosis device that analyzes radiological images through an artificial intelligence algorithm and automatically measures the Corpse angle required for scoliosis examination based on the analysis results.

본 발명의 실시 예에 따른 척추 측만증 진단장치의 동작 방법은, 방사선 촬영장치로부터 피사체를 촬영한 방사선 이미지를 수신하는 단계와, 인공지능 알고리즘을 통해 상기 방사선 이미지를 분석하여 척추뼈 몸통(vertebral body) 이미지들을 인식하는 단계와, 상기 척추뼈 몸통 이미지들 각각의 크기에 대응하여 생성된 직사각 형상의 척추 블록들을 상기 척추뼈 몸통 이미지들 상에 표시하는 단계와, 연속된 척추 블록들 중 양단에 위치한 두 개의 척추 블록들의 중심점을 연결한 기준선을 상기 방사선 이미지 상에 표시하는 단계와, 상기 방사선 이미지에 기설정된 수직선과 상기 기준선이 평행되도록 상기 방사선 이미지를 회전하는 단계와, 상기 척추 블록들 각각의 중심점과 상기 기준선 사이의 이격 거리를 측정하는 단계와, 상기 척추 블록들 중 이격 거리가 기준 거리 이상의 값을 갖는 검사대상 블록들을 추출하는 단계와, 상기 검사대상 블록들 중 콥스앵글 측정을 위한 제1 및 제2 기준 블록들을 결정하는 단계와, 상기 제1 및 제2 기준 블록들의 일변의 연장선에 수직한 선분들이 이루는 각도를 계산하여 상기 콥스앵글을 산출하는 단계를 포함한다.A method of operating a scoliosis diagnosis device according to an embodiment of the present invention includes the steps of receiving a radiographic image of a subject from a radiography device, and analyzing the radiographic image through an artificial intelligence algorithm to determine the vertebral body. Recognizing images, displaying rectangular spine blocks generated corresponding to the size of each of the vertebral body images on the vertebral body images, and two steps located at both ends of the consecutive spine blocks. Displaying a reference line connecting the center points of the spinal blocks on the radiographic image, rotating the radiographic image so that the reference line is parallel to a vertical line preset in the radiographic image, and the central point of each of the spinal blocks Measuring the separation distance between the reference lines, extracting blocks to be inspected among the spine blocks whose separation distance is greater than or equal to the reference distance, and first and second blocks for measuring the Corpse angle among the blocks to be inspected. It includes determining two reference blocks and calculating the Corpse angle by calculating an angle formed by line segments perpendicular to an extension line of one side of the first and second reference blocks.

실시 예에 따라, 제1 및 제2 기준 블록들을 결정하는 단계는, 추출된 검사대상 블록들 중 가장 큰 이격 거리를 갖는 검사대상 블록을 기준으로 상단 및 하단에 위치한 검사대상 블록들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 구분하는 단계와, 상기 제1 그룹의 검사대상 블록들 중 가장 많이 뒤틀린 검사대상 블록과, 상기 제2 그룹의 검사대상 블록들 중 가장 많이 뒤틀린 검사대상 블록 각각을 상기 제1 기준 블록과 상기 제2 기준 블록으로 선정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of determining the first and second reference blocks includes dividing the inspection target blocks located at the top and bottom into the first group and A step of dividing into a second group, and dividing each of the most distorted inspection target blocks among the inspection target blocks of the first group and the most distorted inspection target blocks among the inspection target blocks of the second group into the first reference block. and selecting the second reference block.

실시 예에 따라, 제1 및 제2 기준 블록들을 선정하는 단계는, 상기 제1 및 제2 그룹들에 포함된 검사대상 블록들의 일변이 수평선과 이루는 각도를 측정하는 단계와, 상기 제1 그룹에 포함된 검사대상 블록들 중 가장 큰 각도를 갖는 검사대상 블록을 상기 제1 기준 블록으로 설정하는 단계와, 상기 제2 그룹에 포함된 검사대상 블록들 중 가장 큰 각도를 갖는 검사대상 블록을 상기 제2 기준 블록으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of selecting the first and second reference blocks includes measuring the angle formed by one side of the blocks to be inspected included in the first and second groups with the horizontal line, and setting the inspection target block with the largest angle among the inspection target blocks included as the first reference block; and setting the inspection target block with the largest angle among the inspection target blocks included in the second group as the first reference block. 2 It may include the step of setting it as a reference block.

실시 예에 따라, 제1 및 제2 기준 블록들 사이에는 적어도 하나의 검사대상 블록이 배치될 수 있다.Depending on the embodiment, at least one inspection target block may be arranged between the first and second reference blocks.

실시 예에 따라, 상기 제1 및 제2 기준 블록들을 결정하는 단계는, 적어도 3개의 연속된 검사대상 블록이 존재하는 경우에만 상기 제1 및 제2 블록들을 결정할 수 있다.Depending on the embodiment, the step of determining the first and second reference blocks may determine the first and second blocks only when at least three consecutive blocks to be inspected exist.

실시 예에 따라, 상기 척추 측만증 진단장치의 동작 방법은, 산출된 콥스앵글이 10°를 초과하는 경우, 상기 방사선 이미지 내 피사체를 척추 측만증으로 진단하는 단계를 더 포함할 수 있다.Depending on the embodiment, the method of operating the scoliosis diagnosis device may further include diagnosing a subject in the radiographic image as scoliosis when the calculated Corpse angle exceeds 10°.

실시 예에 따라, 상기 척추뼈 몸통 이미지들 각각은 대응하는 각 척추 블록 내부에 배치될 수 있다.Depending on the embodiment, each of the vertebral body images may be placed inside each corresponding vertebral block.

본 발명의 실시 예에 따른 척추 측만증 진단장치의 동작방법에 의하면, 인공지능 알고리즘을 통해 방사선 이미지를 분석하고, 분석결과를 기초로 척추측만증 검사에 필요한 콥스앵글을 정밀하게 측정할 수 있다.According to the operating method of the scoliosis diagnosis device according to an embodiment of the present invention, radiological images can be analyzed through an artificial intelligence algorithm, and the Cobb's angle required for scoliosis examination can be precisely measured based on the analysis results.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 척추 측만증 진단시스템의 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 척추 측만증 진단장치의 동작방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 척추 측만증 진단장치가 콥스앵글을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram of a scoliosis diagnosis system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart for explaining the operation method of the scoliosis diagnosis device according to an embodiment of the present invention.
3 to 6 are diagrams for explaining a method of measuring the Corpse angle by a scoliosis diagnosis device according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시 예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described below are only intended to provide a detailed explanation so that a person skilled in the art can easily implement the invention, and this does not limit the scope of protection of the present invention. doesn't mean In describing various embodiments of the present invention, the same reference numerals will be used for components having the same technical features.

명세서에서 사용되는 "부" 또는 “모듈”이라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부" 또는 “모듈”은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부" 또는 “모듈”은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부" 또는 “모듈”은 소프트웨어 구성요소들, 피사체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부" 또는 “모듈”들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부" 또는 “모듈”들로 더 분리될 수 있다.As used in the specification, the term “unit” or “module” refers to a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and the “unit” or “module” performs certain roles. However, “part” or “module” is not limited to software or hardware. A “unit” or “module” may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to run on one or more processors. Thus, as an example, a “part” or “module” refers to components such as software components, subject-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, Includes procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functionality provided within components and “parts” or “modules” can be combined into smaller components and “parts” or “modules” or into additional components and “parts” or “modules”. Could be further separated.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 척추 측만증 진단시스템의 도면이다.1 is a diagram of a scoliosis diagnosis system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 척추 측만증 진단시스템(10)은 방사선 촬영장치(100)와 척추 측만증 진단장치(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the scoliosis diagnosis system 10 according to an embodiment of the present invention includes a radiography device 100 and a scoliosis diagnosis device 200.

방사선 촬영장치(100)는 피사체(HU)를 통과한 방사선을 검출하여 방사선 이미지를 생성하는 장치로서, 방사선 검출영역에 방사선을 조사하여 피사체(HU)를 투과한 방사선을 기초로 방사선 이미지(IM)를 생성할 수 있다. 방사선 촬영장치(100)는 유선 또는 무선 통신을 통해 생성된 방사선 이미지(IM)를 척추 측만증 진단장치(200)에 전송할 수 있다. 방사선 이미지(IM)는 척추 측만증을 진단하기 위한 척추의 전면이 촬영된 영상을 의미한다.The radiography device 100 is a device that generates a radiation image by detecting radiation that has passed through the subject (HU). It radiates radiation to the radiation detection area and creates a radiation image (IM) based on the radiation that has passed through the subject (HU). can be created. The radiography apparatus 100 may transmit a radiographic image (IM) generated through wired or wireless communication to the scoliosis diagnosis apparatus 200. Radiographic image (IM) refers to an image of the front of the spine for diagnosing scoliosis.

척추 측만증 진단장치(200)는 방사선 이미지(IM)를 수신받아 척추의 휘어진 정도를 판단하는 콥스앵글(Cobb's Angle)을 측정하고, 측정된 콥스앵글을 기초로 척추 측만증을 진단할 수 있다.The scoliosis diagnosis device 200 can receive a radiological image (IM), measure Cobb's Angle, which determines the degree of curvature of the spine, and diagnose scoliosis based on the measured Cobb's angle.

척추 측만증 진단장치(200)는 인공지능 모델을 이용하여 방사선 이미지(IM)에 포함된 척추영역만을 추출할 수 있다. 척추 측만증 진단장치(200)는 척추 영역, 즉 척추뼈 몸통 이미지를 획득하기 위해 다층 퍼셉트론(Multi Layered Perceptron, MLP)을 인공지능 알고리즘으로 이용할 수 있지만, 합성곱신경망(Convolutional Neural Network, CNN)의 일종인 ResNet, U-net, RCNN 등 다양한 아키텍처의 인공지능 모델이 이용될 수도 있다.The scoliosis diagnosis device 200 can extract only the spinal region included in the radiological image (IM) using an artificial intelligence model. The scoliosis diagnosis device 200 may use a multi-layered perceptron (MLP) as an artificial intelligence algorithm to acquire an image of the spinal region, that is, the vertebral body, but is a type of convolutional neural network (CNN). Artificial intelligence models of various architectures, such as ResNet, U-net, and RCNN, may be used.

척추 측만증 진단장치(200)는 인공신경망의 학습과정을 미리 수행할 수 있고, 기학습된 인공신경망을 이용하여 방사선 이미지(IM)로부터 척추뼈 몸통 이미지만을 추출할 수 있다. The scoliosis diagnosis device 200 can perform the learning process of the artificial neural network in advance and extract only the vertebral body image from the radiological image (IM) using the pre-trained artificial neural network.

구체적으로, 척추 측만증 진단장치(200)는 방사선 이미지(IM)에 대한 전처리 과정을 통해 이미지 크기조정 및 불필요한 영역을 제거하여 원하는 관심 영역 (Region of interest) 을 찾고, 인공지능 모델에서 설정한 비트수로 컨버팅 작업을 할 수 있다. 이때, 방사선 이미지(IM)에 노이즈가 있는 경우 제거하는 과정도 동반될 수 있다. Specifically, the scoliosis diagnosis device 200 adjusts the image size and removes unnecessary areas through a preprocessing process for the radiological image (IM) to find the desired region of interest and calculates the number of bits set in the artificial intelligence model. Conversion work can be done with . At this time, if there is noise in the radiation image (IM), a process of removing it may also be accompanied.

그리고, 척추 측만증 진단장치(200)는 미리 학습된 인공지능 모델을 이용하여 척추 영역을 검출할 수 있는데, 전처리 과정을 통해 변환된 영상을 미리 학습된 인공지능 모델에 입력하여 인공지능 모델이 학습 결과에 따른 출력 이미지를 획득할 수 있다. 이 과정에서 정상적으로 출력이 되는 경우, 출력 이미지는 척추 영역의 강도(intensity)에 따라 예측 결과가 낮은 곳은 낮은 명도로, 높은 곳은 높은 명도로 표시될 수 있다.In addition, the scoliosis diagnosis device 200 can detect the spine area using a pre-trained artificial intelligence model. The image converted through the pre-processing process is input to the pre-trained artificial intelligence model, and the artificial intelligence model produces the learning result. An output image according to can be obtained. If the output image is normally output during this process, the output image may be displayed with low brightness where the prediction result is low and with high brightness where the prediction result is high, depending on the intensity of the spinal region.

척추 측만증 진단장치(200)는 각 척추 영역, 즉 척추뼈 몸통 이미지를 명확하게 분리 시키기 위하여, 임계 값(Threshold Value) 처리를 진행할 수 있다. 다음으로 명확한 척추 영역의 좌표를 획득하기 위하여 블롭 디택션(Blob Detection) 처리를 진행할 수 있다. 척추 측만증 진단장치(200)는 블록 디택션 처리 이후 좌표 평면에서 척추뼈 몸통 이미지의 크기와 위치를 획득할 수 있다.The scoliosis diagnosis device 200 may perform threshold value processing to clearly separate images of each spinal region, that is, the vertebral body. Next, blob detection processing can be performed to obtain the coordinates of a clear spine region. The scoliosis diagnosis device 200 can acquire the size and position of the vertebral body image in the coordinate plane after block detachment processing.

척추 측만증 진단장치(200)는 척추뼈 몸통 이미지를 인식한 이후, 각 척추뼈 몸통 이미지에 직사각 형상의 척추 블록들을 표시할 수 있는데, 각 척추 블록은 척추뼈 몸통 이미지가 내부에 배치되도록 설정될 수 있다. 즉, 척추 블록은 척추뼈 몸통 이미지를 외부에 돌출시키지 않는 형태로 설정될 수 있다.After the scoliosis diagnosis device 200 recognizes the vertebral body image, it can display rectangular spine blocks on each vertebral body image, and each vertebral block can be set so that the vertebral body image is placed inside. there is. In other words, the spine block can be set in a form that does not protrude the vertebral body image to the outside.

척추 측만증 진단장치(200)는 척추 블록들의 배치를 분석하여 콥스앵글을 측정을 위한 제1 및 제2 기준 블록들 결정할 수 있고, 제1 및 제2 기준 블록들의 일변의 연장선에 수직한 선분들이 이루는 각도를 계산하여 콥스앵글을 산출할 수 있다.The scoliosis diagnosis device 200 can determine first and second reference blocks for measuring the Corpse angle by analyzing the arrangement of the spinal blocks, and the line segments perpendicular to the extension of one side of the first and second reference blocks form You can calculate the Corpse angle by calculating the angle.

척추 측만증 진단장치(200)는 산출된 콥스앵글이 10°를 초과하는 경우, 방사선 이미지 내 피사체(HU)에 대해 척추 측만증을 진단할 수 있다.The scoliosis diagnosis device 200 can diagnose scoliosis for the subject (HU) in the radiological image when the calculated Corpse angle exceeds 10°.

실시 예에 따라, 척추 측만증 진단장치(200)는 PC(personal computer), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 (tablet) PC, 모바일 인터넷 장치(mobile internet device(MID)), 인터넷 태블릿, IoT(internet of things) 장치, IoE(internet of everything) 장치, 데스크 탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑(laptop) 컴퓨터, 워크스테이션 컴퓨터, Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 및 PDA (Personal Digital Assistant) 중 어느 하나일 수 있다.Depending on the embodiment, the scoliosis diagnosis device 200 may be a personal computer (PC), a smart phone, a tablet PC, a mobile internet device (MID), an internet tablet, or an internet tablet (IoT). of things) device, IoE (internet of everything) device, desktop computer, laptop computer, workstation computer, Wibro (Wireless Broadband Internet) terminal, and PDA (Personal Digital Assistant). You can.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 척추 측만증 진단장치의 동작방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 2 is a flowchart for explaining the operation method of the scoliosis diagnosis device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 척추 측만증 진단장치(200)는 방사선 촬영장치(100)로부터 피사체(HU)를 촬영한 직사각형상의 방사선 이미지(IM)를 수신할 수 있다(S100).Referring to FIG. 2 , the scoliosis diagnosis apparatus 200 may receive a rectangular radiographic image (IM) of a subject (HU) from the radiography apparatus 100 (S100).

척추 측만증 진단장치(200)는 인공지능 알고리즘을 통해 방사선 이미지(IM)를 분석하여 척추뼈 몸통 이미지들을 인식할 수 있다(S110). The scoliosis diagnosis device 200 can recognize vertebral body images by analyzing radiographic images (IM) using an artificial intelligence algorithm (S110).

척추 측만증 진단장치(200)는 척추뼈 몸통 이미지들 각각의 크기에 대응하여 생성된 직사각 형상의 척추 블록들을 척추뼈 몸통 이미지들 상에 표시할 수 있다(S120).The scoliosis diagnosis apparatus 200 may display rectangular vertebral blocks generated to correspond to the size of each vertebral body image on the vertebral body images (S120).

척추 측만증 진단장치(200)는 연속된 척추 블록들 중 양단에 위치한 두 개의 척추 블록들의 중심점을 연결한 기준선을 방사선 이미지 상에 표시할 수 있다(S130). 여기서 기준선은 척추뼈의 중심이 방사선 이미지의 중심에 위치하도록 방사선 이미지(IM)의 위치를 변환하기 위한 용도로 사용되며, 척추 측만증 진단장치(200)는 방사선 이미지(IM) 내 상단으로부터 첫번째 위치한 척추 블록과 마지막에 위치한 척추 블록의 중심점을 연결하여 기준선을 생성하고, 이를 방사선 이미지(IM) 상에 표시할 수 있다.The scoliosis diagnosis device 200 may display a reference line connecting the center points of two spinal blocks located at both ends of the continuous spinal blocks on the radiological image (S130). Here, the reference line is used to convert the position of the radiological image (IM) so that the center of the vertebrae is located at the center of the radiological image, and the scoliosis diagnosis device 200 determines the spine located first from the top in the radiological image (IM). A reference line can be created by connecting the center point of the block and the last spinal block, and displayed on the radiological image (IM).

척추 측만증 진단장치(200)는 방사선 이미지(IM)에 기설정된 수직선과 기준선이 평행되도록 방사선 이미지(IM)를 회전시킬 수 있다(S140). The scoliosis diagnosis device 200 may rotate the radiographic image (IM) so that the preset vertical line and reference line in the radiological image (IM) are parallel to each other (S140).

척추 측만증 진단장치(200)는 기준선과 각 척추 블록의 중심이 떨어진 거리를 계산할 수 있고, 척추 블록들 중 이격 거리가 기준 거리 이상의 값을 갖는 척추 블록들을 검사대상 블록들로서 추출할 수 있다(S160). 그리고, 척추 측만증 진단장치(200)는 기준선으로부터 중심점이 가장 많이 떨어진 검사대상 블록을 피크 블록으로 설정하고, 피크 블록을 기준으로 상단에 위치한 검사대상 블록을 제1 그룹으로 설정하고, 하단에 위치한 검사대상 블록을 제2 그룹으로 설정할 수 있다.The scoliosis diagnosis device 200 can calculate the distance between the reference line and the center of each spinal block, and extract spinal blocks with a separation distance greater than the reference distance among the spinal blocks as blocks to be examined (S160). . In addition, the scoliosis diagnosis device 200 sets the test target block whose center point is the most distant from the baseline as the peak block, sets the test target block located at the top based on the peak block as the first group, and sets the test target block located at the bottom as the first group. The target block can be set to the second group.

척추 측만증 진단장치(200)는 검사대상 블록들 중 콥스앵글 측정을 위한 제1 및 제2 기준 블록들을 결정할 수 있는데(S170), 여기서, 제1 기준 블록은 제1 그룹의 검사대상 블록들 중 가장 많이 뒤틀린 척추 블록을 의미하고, 제2 기준 블록은 제2 그룹의 검사대상 블록들 중 가장 많이 뒤틀린 척추 블록을 의미한다. The scoliosis diagnosis apparatus 200 may determine first and second reference blocks for measuring the Corpse angle among the blocks to be examined (S170), where the first reference block is the highest among the blocks to be examined in the first group. It refers to the most distorted spinal block, and the second reference block refers to the most distorted spinal block among the blocks to be inspected in the second group.

척추 측만증 진단장치(200)는 제1 및 제2 기준 블록들 사이에 적어도 하나의 검사대상 블록이 존재하는 경우에만 제1 및 제2 기준 블록들이 정상적으로 결정된 것으로 판단할 수 있다. The scoliosis diagnosis apparatus 200 may determine that the first and second reference blocks are normally determined only when at least one test target block exists between the first and second reference blocks.

또한, 척추 측만증 진단장치(200)는 적어도 3개의 연속된 검사대상 블록이 존재하는 경우에만 제1 및 제2 기준 블록들을 결정할 수 있다.Additionally, the scoliosis diagnosis apparatus 200 can determine the first and second reference blocks only when there are at least three consecutive blocks to be tested.

실시 예에 따라, 척추 측만증 진단장치(200)는 검사대상 블록들의 뒤틀린 정도를 판단하기 위해 검사대상 블록들의 일변이 수평선과 이루는 각도를 측정할 수 있다. 만약, 척추뼈가 뒤틀리지 않고 곧게 뻗어 있다면 검사대상 블록의 일변은 수평선과 평행할 것이지만, 척추뼈가 뒤틀렸다면 검사대상 블록의 일변은 수평선과 일정한 각도를 이루게 될 것이다. Depending on the embodiment, the scoliosis diagnosis device 200 may measure the angle formed by one side of the blocks to be tested with the horizontal line in order to determine the degree of distortion of the blocks to be tested. If the vertebrae are straight and not distorted, one side of the block to be tested will be parallel to the horizontal line, but if the vertebrae are twisted, one side of the block to be tested will be at a certain angle with the horizontal line.

척추 측만증 진단장치(200)는 제1 그룹의 검사대상 블록들 중 가장 큰 각도를 갖는 검사대상 블록을 제1 기준 블록으로 설정하고, 제2 그룹의 검사대상 블록들 중 가장 큰 각도를 갖는 검사대상 블록을 제2 기준 블록으로 설정할 수 있다.The scoliosis diagnosis device 200 sets the test object block with the largest angle among the test object blocks of the first group as the first reference block, and sets the test object block with the largest angle among the test object blocks of the second group as the first reference block. A block can be set as a second reference block.

척추 측만증 진단장치(200)는 제1 및 제2 기준 블록들의 일변의 연장선을 설정하고, 연장선에 수직한 선분들이 이루는 각도를 계산하여 콥스앵글을 산출할 수 있다(S180). 여기서, 제1 및 제2 기준 블록들의 일변이란 추간판과 맞닿는 척추뼈의 단면과 대응되는 변을 의미한다.The scoliosis diagnosis device 200 may set an extension line on one side of the first and second reference blocks and calculate the Cobb's angle by calculating the angle formed by line segments perpendicular to the extension line (S180). Here, one side of the first and second reference blocks means a side corresponding to the cross section of the vertebra in contact with the intervertebral disc.

만약, 산출된 콥스앵글이 10°를 초과하는 경우, 척추 측만증 진단장치(200)는 방사선 이미지 내 피사체(HU)에 대해 척추 측만증을 진단할 수 있다.If the calculated Corpse angle exceeds 10°, the scoliosis diagnosis device 200 can diagnose scoliosis for the subject (HU) in the radiological image.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 척추 측만증 진단장치가 콥스앵글을 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 3 to 6 are diagrams for explaining a method of measuring the Corpse angle by a scoliosis diagnosis device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 척추 측만증 진단장치(200)는 인공지능 모델을 이용하여 방사선 이미지(IM)에 포함된 척추 영역만을 추출할 수 있다. 즉, 척추 측만증 진단장치(200)는 미리 학습된 인공신경망을 이용하여 방사선 이미지(IM)로부터 척추뼈 몸통 이미지(BI)만을 추출한 방사선 이미지(IM')를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 3, the scoliosis diagnosis device 200 can extract only the spinal region included in the radiological image (IM) using an artificial intelligence model. That is, the scoliosis diagnosis device 200 can generate a radiology image (IM') by extracting only the vertebral body image (BI) from the radiology image (IM) using a pre-trained artificial neural network.

척추 측만증 진단장치(200)는 방사선 이미지(IM')에 포함된 척추뼈 몸통 이미지(BI)를 인식한 이후, 각 척추뼈 몸통 이미지(BI)에 직사각 형상의 척추 블록(BL)들을 표시할 수 있는데, 각 척추 블록(BL)은 척추뼈 몸통 이미지(BI)가 내부에 배치되도록 설정될 수 있다. 즉, 척추 블록(BL)은 척추뼈 몸통 이미지(BI)를 외부에 돌출시키지 않는 형태로 설정될 수 있다.After recognizing the vertebral body image (BI) included in the radiological image (IM'), the scoliosis diagnosis device 200 can display rectangular vertebral blocks (BL) on each vertebral body image (BI). Each vertebral block (BL) may be set so that a vertebral body image (BI) is placed therein. That is, the spine block BL may be set in a form that does not protrude the vertebral body image BI to the outside.

도 4를 참조하면, 척추 측만증 진단장치(200)는 연속된 척추 블록들(BL1 내지 BL19) 중 양단에 위치한 두 개의 척추 블록들의 중심점(PO1, PO2)을 연결한 기준선(SL)을 방사선 이미지(IM') 상에 표시할 수 있다. Referring to FIG. 4, the scoliosis diagnosis device 200 uses a radiographic image (SL) connecting the center points (PO1, PO2) of two consecutive spinal blocks (BL1 to BL19) located at both ends. IM').

기준선(SL)은 척추뼈의 중심이 방사선 이미지(IM')의 중심에 위치하도록 방사선 이미지(IM')의 위치를 변환하기 위한 용도로 사용되며, 척추 측만증 진단장치(200)는 방사선 이미지(IM') 내 상단으로부터 첫번째 위치한 척추 블록(BL1)의 중심점(PO1)과 마지막에 위치한 척추 블록(BL19)의 중심점(PO2)을 연결하여 기준선(SL)을 생성하고, 이를 방사선 이미지(IM') 상에 표시할 수 있다.The reference line (SL) is used to convert the position of the radiographic image (IM') so that the center of the vertebrae is located at the center of the radiographic image (IM'), and the scoliosis diagnosis device 200 uses the radiographic image (IM') ') A reference line (SL) is created by connecting the center point (PO1) of the first spinal block (BL1) and the center point (PO2) of the last spinal block (BL19) from the top of the bone, and this is used on the radiographic image (IM'). It can be displayed in .

척추 측만증 진단장치(200)는 방사선 이미지(IM')에 기설정된 수직선(VL)과 기준선이 평행 또는 일치되도록 방사선 이미지(IM')를 회전시킬 수 있다.The scoliosis diagnosis device 200 may rotate the radiographic image IM' so that the preset vertical line VL and the reference line in the radiological image IM' are parallel or coincident.

도 5를 참조하면, 척추 측만증 진단장치(200)는 기준선(SL)과 각 척추 블록의 중심점이 떨어진 거리를 계산하고, 이격 거리가 기준 거리 이상의 값을 갖는 척추 블록들(BL10 내지 BL17)을 검사대상 블록(SBL)들로서 추출할 수 있다. Referring to FIG. 5, the scoliosis diagnosis device 200 calculates the distance between the reference line (SL) and the center point of each spinal block and examines the spinal blocks BL10 to BL17 whose separation distance is greater than or equal to the reference distance. It can be extracted as target blocks (SBL).

그리고, 척추 측만증 진단장치(200)는 기준선(SL)으로부터 중심점이 가장 많이 떨어진 검사대상 블록(SBL)을 피크 블록(PB)으로 설정하고, 피크 블록(PB)을 기준으로 상단에 위치한 검사대상 블록(SBL)을 제1 그룹(GR1)으로 설정하고, 하단에 위치한 검사대상 블록(SBL)을 제2 그룹(GR2)으로 설정할 수 있다.In addition, the scoliosis diagnosis device 200 sets the test block (SBL) whose center point is the most distant from the baseline (SL) as the peak block (PB), and sets the test block located at the top based on the peak block (PB). (SBL) can be set to the first group (GR1), and the inspection target block (SBL) located at the bottom can be set to the second group (GR2).

도 6을 참조하면, 척추 측만증 진단장치(200)는 검사대상 블록들(SBL) 중 제1 및 제2 기준 블록들(SB1, SB2)을 결정할 수 있다. 제1 기준 블록(SB1)은 제1 그룹(GR1)의 검사대상 블록(SBL)들 중 가장 많이 뒤틀린 척추 블록을 의미하고, 제2 기준 블록(SB2)은 제2 그룹(GR2)의 검사대상 블록(SBL)들 중 가장 많이 뒤틀린 척추 블록을 의미한다.Referring to FIG. 6 , the scoliosis diagnosis apparatus 200 may determine the first and second reference blocks SB1 and SB2 among the blocks to be examined (SBL). The first reference block (SB1) refers to the most distorted spinal block among the inspection target blocks (SBL) of the first group (GR1), and the second reference block (SB2) refers to the inspection target block of the second group (GR2). It refers to the most twisted spinal block among (SBL).

척추 측만증 진단장치(200)는 검사대상 블록(SBL)들의 일변(BL)이 수평선(HL)과 이루는 각도(θ)를 측정할 수 있다. 만약, 척추뼈가 뒤틀리지 않고 곧게 뻗어 있다면 검사대상 블록의 일변(BL)은 수평선(HL)과 평행할 것이지만, 척추뼈가 뒤틀렸다면 검사대상 블록의 일변(BL)은 수평선(HL)과 일정한 각도를 이루게 될 것이다. The scoliosis diagnosis device 200 can measure the angle θ formed by one side BL of the blocks SBL to be tested with the horizontal line HL. If the vertebrae are straight and not distorted, one side (BL) of the block to be tested will be parallel to the horizontal line (HL). However, if the vertebrae are twisted, one side (BL) of the block to be tested will be parallel to the horizontal line (HL). It will form an angle.

척추 측만증 진단장치(200)는 제1 그룹(GR1)에서 가장 큰 각도를 갖는 검사대상 블록(SBL)을 제1 기준 블록(SB1)으로 설정하고, 제2 그룹(GR2)에서 중 가장 큰 각도를 갖는 검사대상 블록(SBL)을 제2 기준 블록(SB2)으로 설정할 수 있다.The scoliosis diagnosis device 200 sets the test block (SBL) with the largest angle in the first group (GR1) as the first reference block (SB1), and sets the largest angle in the second group (GR2) as the first reference block (SB1). The inspection target block (SBL) may be set as the second reference block (SB2).

척추 측만증 진단장치(200)는 제1 및 제2 기준 블록들(SB1, SB2)의 일변의 연장선들(SBL1, SBL2)을 설정하고, 연장선들(SBL1, SBL2) 각각에 수직한 선분들(CL1, CL2)이 이루는 각도를 계산하여 콥스앵글(θC)을 산출할 수 있다.The scoliosis diagnosis device 200 sets extension lines (SBL1, SBL2) on one side of the first and second reference blocks (SB1, SB2), and line segments (CL1) perpendicular to each of the extension lines (SBL1, SBL2). , CL2) can be calculated to calculate the Corpse angle (θ C ).

그리고, 척추 측만증 진단장치(200)는 콥스앵글이 10°를 초과하는 경우, 방사선 이미지 내 피사체(HU)에 대해 척추 측만증을 진단할 수 있다.Additionally, the scoliosis diagnosis device 200 can diagnose scoliosis for the subject (HU) in the radiological image when the Corpse angle exceeds 10°.

본 발명의 실시 예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The steps of the method or algorithm described in connection with the embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented as a software module executed by hardware, or a combination thereof. The software module may be RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), Flash Memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside on any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.

이상에서 본 발명의 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.Although the embodiments of the present invention have been described above, it is understood that those skilled in the art can make various modifications without departing from the scope of the claims of the present invention.

10: 척추 측만증 진단시스템
100: 방사선 촬영장치
200: 척추 측만증 진단장치
10: Scoliosis diagnosis system
100: Radiography device
200: Scoliosis diagnostic device

Claims (7)

방사선 촬영장치로부터 피사체를 촬영한 방사선 이미지를 수신하는 단계;
인공지능 알고리즘을 통해 상기 방사선 이미지를 분석하여 척추뼈 몸통(vertebral body) 이미지들을 인식하는 단계;
상기 척추뼈 몸통 이미지들 각각의 크기에 대응하여 생성된 직사각 형상의 척추 블록들을 상기 척추뼈 몸통 이미지들 상에 표시하는 단계;
연속된 척추 블록들 중 양단에 위치한 두 개의 척추 블록들의 중심점을 연결한 기준선을 상기 방사선 이미지 상에 표시하는 단계;
상기 방사선 이미지에 기설정된 수직선과 상기 기준선이 평행되도록 상기 방사선 이미지를 회전하는 단계;
상기 척추 블록들 각각의 중심점과 상기 기준선 사이의 이격 거리를 측정하는 단계;
상기 척추 블록들 중 이격 거리가 기준 거리 이상의 값을 갖는 검사대상 블록들을 추출하는 단계;
상기 검사대상 블록들 중 콥스앵글 측정을 위한 제1 및 제2 기준 블록들을 결정하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 기준 블록들의 일변의 연장선에 수직한 선분들이 이루는 각도를 계산하여 상기 콥스앵글을 산출하는 단계를 포함하고,
제1 및 제2 기준 블록들을 결정하는 단계는,
추출된 검사대상 블록들 중 가장 큰 이격 거리를 갖는 검사대상 블록을 기준으로 상단 및 하단에 위치한 검사대상 블록들을 제1 그룹과 제2 그룹으로 구분하는 단계; 및
상기 제1 그룹의 검사대상 블록들 중 가장 많이 뒤틀린 검사대상 블록과, 상기 제2 그룹의 검사대상 블록들 중 가장 많이 뒤틀린 검사대상 블록 각각을 상기 제1 기준 블록과 상기 제2 기준 블록으로 선정하는 단계를 포함하고,
상기 제1 및 제2 기준 블록들로 선정하는 단계는,
상기 제1 및 제2 그룹들에 포함된 검사대상 블록들의 일변이 수평선과 이루는 각도를 측정하는 단계;
상기 제1 그룹에 포함된 검사대상 블록들 중 가장 큰 각도를 갖는 검사대상 블록을 상기 제1 기준 블록으로 설정하는 단계; 및
상기 제2 그룹에 포함된 검사대상 블록들 중 가장 큰 각도를 갖는 검사대상 블록을 상기 제2 기준 블록으로 설정하는 단계를 포함하고,
상기 제1 및 제2 기준 블록들 사이에는 적어도 하나의 검사대상 블록이 배치되는 척추 측만증 진단장치의 동작 방법.
Receiving a radiation image of a subject from a radiography device;
Recognizing vertebral body images by analyzing the radiographic images using an artificial intelligence algorithm;
displaying rectangular vertebral blocks generated to correspond to the sizes of each of the vertebral body images on the vertebral body images;
Displaying a reference line connecting the center points of two spinal blocks located at both ends of the consecutive spinal blocks on the radiographic image;
rotating the radiation image so that a preset vertical line in the radiation image is parallel to the reference line;
Measuring a separation distance between the center point of each of the spinal blocks and the reference line;
extracting blocks to be inspected from among the spinal blocks whose separation distance is greater than or equal to a reference distance;
determining first and second reference blocks for measuring Corpse angle among the blocks to be inspected; and
Comprising the step of calculating the Corpse angle by calculating an angle formed by line segments perpendicular to an extension line of one side of the first and second reference blocks,
The step of determining the first and second reference blocks is:
Classifying inspection target blocks located at the top and bottom into a first group and a second group based on the inspection target block having the largest separation distance among the extracted inspection target blocks; and
Selecting the most distorted inspection target block among the inspection target blocks of the first group and the most distorted inspection target block among the inspection target blocks of the second group as the first reference block and the second reference block, respectively. Includes steps,
The step of selecting the first and second reference blocks is,
measuring an angle formed by one side of blocks to be inspected included in the first and second groups with a horizontal line;
Setting an inspection target block with the largest angle among inspection target blocks included in the first group as the first reference block; and
Comprising the step of setting the inspection target block with the largest angle among the inspection target blocks included in the second group as the second reference block,
A method of operating a scoliosis diagnosis device in which at least one test target block is disposed between the first and second reference blocks.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 기준 블록들을 결정하는 단계는,
적어도 3개의 연속된 검사대상 블록이 존재하는 경우에만 상기 제1 및 제2 블록들을 결정하는 척추 측만증 진단장치의 동작 방법.
The method of claim 1, wherein determining the first and second reference blocks comprises:
A method of operating a scoliosis diagnosis device that determines the first and second blocks only when there are at least three consecutive blocks to be tested.
제1항에 있어서,
산출된 콥스앵글이 10°를 초과하는 경우, 상기 방사선 이미지 내 피사체를 척추 측만증으로 진단하는 단계를 더 포함하는 척추 측만증 진단장치의 동작 방법.
According to paragraph 1,
A method of operating a scoliosis diagnosis device further comprising diagnosing a subject in the radiographic image as scoliosis when the calculated Corpse angle exceeds 10°.
제1항에 있어서,
상기 척추뼈 몸통 이미지들 각각은 대응하는 각 척추 블록 내부에 배치되는 척추 측만증 진단장치의 동작 방법.
According to paragraph 1,
A method of operating a scoliosis diagnosis device in which each of the vertebral body images is disposed inside each corresponding vertebral block.
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