KR102606249B1 - Lesion analysis method using cerebrovascular modeling and apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예는, 상기 병변 분석 장치가 뇌 혈관 영상을 수신하는 단계, 상기 병변 분석 장치가 상기 뇌 혈관 영상으로부터 뇌 혈관 영역을 추출하는 단계, 상기 병변 분석 장치가 상기 추출된 뇌 혈관 영역을 기초로, 연속 공간(Continuous Space)에서 뇌 혈관 모델을 생성하는 단계, 상기 병변 분석 장치가 상기 뇌 혈관 모델로부터 복수의 뇌 혈관 특성들을 산출하는 단계, 상기 병변 분석 장치가 인공지능 알고리즘을 이용하여, 상기 뇌 혈관 특성들을 기초로 질병의 상태 및 예후를 도출하는 단계를 포함하는 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법을 제공한다.The present invention relates to a lesion analysis method and device using cerebrovascular modeling. One embodiment of the present invention includes the steps of the lesion analysis device receiving a cerebrovascular image, the lesion analysis device receiving a cerebrovascular image from the cerebrovascular image. Extracting a vascular region, generating a cerebrovascular model in continuous space based on the extracted cerebrovascular region by the lesion analysis device, generating a plurality of brain vessels from the cerebrovascular model by the lesion analysis device. It provides a lesion analysis method using cerebrovascular modeling, including calculating vascular characteristics and deriving a disease state and prognosis based on the cerebrovascular characteristics using an artificial intelligence algorithm by the lesion analysis device.

Description

뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법 및 그 장치{Lesion analysis method using cerebrovascular modeling and apparatus thereof}Lesion analysis method using cerebrovascular modeling and apparatus thereof}

본 발명은 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뇌 혈관 모델링을 이용하여 연속 공간(Continuous space) 상에서 뇌 혈관 특성들을 산출하고, 이를 기초로 질병의 상태 및 예후를 도출하는 병변 분석 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lesion analysis method and device using cerebrovascular modeling, and more specifically, to calculating cerebrovascular characteristics in continuous space using cerebrovascular modeling, and based on this, the state and prognosis of the disease. It relates to a lesion analysis method and device for deriving .

뇌 혈관 구조는 뇌 질환을 사전 진단 하거나, 뇌 질환의 경과를 추적하는 데 중요한 요소로 사용된다.The cerebrovascular structure is used as an important factor in pre-diagnosing brain diseases or tracking the progress of brain diseases.

다만, 자기공명혈관조영술(Magnetic Resonance Angiography, MRA)와 같은 종래의 의료 영상 기술은 뇌의 해부학적 구조를 이산공간(Discrete space) 상에 변환하여 나타내므로, 뇌 혈관과 같은 미세한 구조를 정량화 함에 있어 큰 오차를 유발할 수 있다. 따라서, 연속공간에서의 뇌 혈관 구조를 모델링하여 이를 정량화 할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.However, conventional medical imaging techniques such as Magnetic Resonance Angiography (MRA) convert and display the anatomical structure of the brain in discrete space, so they are used in quantifying fine structures such as cerebral blood vessels. This can cause large errors. Therefore, there is a need for the development of technology that can quantify the brain vascular structure by modeling it in continuous space.

한국 등록특허공보 등록번호 10-2095731(2020.03.26. 등록)호는 딥러닝 기반의 보조 진단 시스템의 MRA 영상 학습 방법 및 혈관 병변 보조 진단 방법에 관한 것으로, MRA 영상으로부터 혈관 영역이 추출되는 혈관 추출 단계와; 상기 보조 진단 시스템에 의해 상기 혈관 영역을 따라 기 설정된 사이즈의 복수의 3차원 큐브 영역이 추출되는 큐브 추출 단계와; 상기 보조 진단 시스템에 의해 상기 MRA 영상의 레이블에 기초하여, 복수의 상기 3차원 큐브 영역이 양성 큐브와 음성 큐브로 분류되는 학습 데이터 추출 단계와; 상기 보조 진단 시스템에 의해 상기 양성 큐브와 상기 음성 큐브가 학습 데이터로 하여 학습되어 학습 모델이 생성되는 모델 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Korean Patent Publication No. 10-2095731 (registered on March 26, 2020) relates to an MRA image learning method and a vascular lesion auxiliary diagnosis method of a deep learning-based auxiliary diagnosis system, including blood vessel extraction in which the vascular region is extracted from the MRA image. Steps and; a cube extraction step in which a plurality of three-dimensional cube regions of a preset size are extracted along the blood vessel region by the auxiliary diagnosis system; a learning data extraction step of classifying the plurality of 3D cube regions into positive cubes and negative cubes based on the labels of the MRA images by the auxiliary diagnosis system; and a model creation step in which a learning model is generated by learning the positive cube and the negative cube as learning data by the auxiliary diagnosis system.

이러한 방법은, 이산공간 상에 변환되어 나타난 뇌의 해부학적 구조를 세그멘테이션하여 혈관을 추출하므로, 뇌 혈관과 같이 매우 미세한 구조의 진단에 적용할 경우 큰 오차가 발생할 수 있다.Since this method extracts blood vessels by segmenting the anatomical structure of the brain transformed into a discrete space, large errors may occur when applied to the diagnosis of very fine structures such as cerebral blood vessels.

1. 한국 등록특허공보 등록번호 10-2095731(2020.03.26. 등록)호1. Korean Patent Registration No. 10-2095731 (registered on March 26, 2020)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 뇌 혈관 모델링을 이용하여 연속 공간 상에서 뇌 혈관 특성들을 산출하고, 이를 기초로 질병의 상태 및 예후를 도출하는 병변 분석 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a lesion analysis method and device for calculating cerebrovascular characteristics in continuous space using cerebrovascular modeling and deriving disease status and prognosis based on this.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예는, 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 장치에서 수행되는 병변 분석 방법을 제공한다.In order to solve the above-described technical problem, an embodiment of the present invention provides a lesion analysis method performed in a lesion analysis device using cerebrovascular modeling.

뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법은, 상기 병변 분석 장치가 뇌 혈관 영상을 수신하는 단계, 상기 병변 분석 장치가 상기 뇌 혈관 영상으로부터 뇌 혈관 영역을 추출하는 단계, 상기 병변 분석 장치가 상기 추출된 뇌 혈관 영역을 기초로, 연속 공간(Continuous Space)에서 뇌 혈관 모델을 생성하는 단계, 상기 병변 분석 장치가 상기 뇌 혈관 모델로부터 복수의 뇌 혈관 특성들을 산출하는 단계, 상기 병변 분석 장치가 인공지능 알고리즘을 이용하여, 상기 뇌 혈관 특성들을 기초로 질병의 상태 및 예후를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.The lesion analysis method using cerebrovascular modeling includes the steps of receiving a cerebrovascular image by the lesion analysis device, extracting a cerebrovascular region from the cerebrovascular image by the lesion analysis device, and extracting a cerebrovascular region from the cerebrovascular image by the lesion analysis device. Generating a cerebrovascular model in continuous space based on the vascular region, calculating a plurality of cerebrovascular characteristics from the cerebrovascular model by the lesion analysis device, and performing an artificial intelligence algorithm by the lesion analysis device. It may include deriving a disease state and prognosis based on the cerebrovascular characteristics.

본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 병변 분석 장치가 상기 뇌 혈관 모델을 생성하는 단계는, 상기 추출된 뇌 혈관 영역의 표면을 등가곡면(isosurface)들로 분할하여 뇌 혈관 표면 모델을 생성하는 단계, 3차원 연속공간을 상기 등가곡면의 각 꼭지점들을 기준으로 복수의 셀들로 균등하게 분할하는 단계, 및 각 셀들의 경계면으로부터 뇌 혈관의 중심선을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of generating the brain blood vessel model by the lesion analysis device includes dividing the surface of the extracted brain blood vessel region into isosurfaces to generate the brain blood vessel surface model. , dividing the three-dimensional continuous space equally into a plurality of cells based on each vertex of the isoform surface, and extracting the center line of the brain blood vessel from the boundary surface of each cell.

본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 셀들로 균등하게 분할하는 단계는, 상기 등가곡면의 각 꼭지점들 중 가장 가까운 꼭지점이 동일한 공간 좌표들의 집합을 하나의 셀로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of equally dividing into a plurality of cells may include setting a set of spatial coordinates in which the closest vertex among the vertices of the isosurface is the same as one cell.

본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 뇌 혈관의 중심선을 추출하는 단계는, 상기 뇌 혈관 영역의 하부 슬라이스로부터 상기 중심선의 시작점을 결정하는 단계, 상기 뇌 혈관 영역, 또는 상기 뇌 혈관 표면 모델로부터 골격 구조를 생성하고, 상기 골격 구조를 정제하여 상기 중심선의 끝점들을 결정하는 단계, 및 상기 시작점과 상기 끝점들을 잇는 상기 각 셀들의 경계면을 트랙킹하여 중심선을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of extracting the center line of the brain blood vessel includes determining a starting point of the center line from a lower slice of the brain blood vessel area, the skeleton from the brain blood vessel area, or the brain blood vessel surface model. It may include generating a structure, refining the skeletal structure to determine the end points of the center line, and extracting the center line by tracking the boundary surface of each cell connecting the start point and the end point.

본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 중심선의 끝점들을 결정하는 단계는, 상기 뇌 혈관 영역, 또는 상기 뇌 혈관 표면 모델을 골격화하여 골격 구조를 생성하는 단계, 상기 골격 구조로부터 일정 길이 이하의 가지들을 프루닝(Pruning)하여 정제하는 단계, 상기 정제된 골격 구조를 기초로 트리(Tree) 구조의 연결 리스트(Linked list)를 생성하는 단계, 및 상기 연결 리스트로부터 리프 노드(Leaf node)들을 특정하여 끝점들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of determining the end points of the center line includes generating a skeletal structure by skeletonizing the brain blood vessel region or the brain blood vessel surface model, and branching from the skeletal structure to a certain length or less. pruning and refining the nodes, generating a linked list of a tree structure based on the refined skeleton structure, and specifying leaf nodes from the linked list. It may include determining endpoints.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 병변 분석 장치가 상기 복수의 뇌 혈관 특성들을 산출하는 단계는, 상기 뇌 혈관 모델의 중심선의 분기점을 기준으로 뇌 혈관을 복수의 그룹들로 그룹화하는 단계, 및 상기 그룹들 각각에 대하여 상기 복수의 뇌 혈관 특성을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The step of calculating the plurality of cerebral blood vessel characteristics by the lesion analysis device according to an embodiment of the present invention includes grouping the cerebral blood vessels into a plurality of groups based on a branch point of the center line of the cerebral blood vessel model, and It may include calculating the plurality of cerebrovascular characteristics for each of the groups.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 뇌 혈관 특성은, 뇌 혈관 단면적, 최대 내접구 반경, 최대 반경, 최소 반경, 최대-최소 반경 비율, 표면 둘레, 뒤틀림, 곡률, 환상성(circularity), 분기각 및 이들을 기초로 산출되는 계산 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the plurality of cerebrovascular characteristics include cerebrovascular cross-sectional area, maximum inscribed hole radius, maximum radius, minimum radius, maximum-minimum radius ratio, surface perimeter, tortuosity, curvature, circularity, It may include at least one of branch angles and calculation values calculated based on them.

본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 질병의 상태 및 예후를 도출하는 단계는, 상기 인공지능 알고리즘이 상기 뇌 혈관 특성들로부터 특징 선별(feature extraction)을 통하여 질환 연계 속성들을 추출하는 단계, 및 상기 인공지능 알고리즘이 추출된 질환 연계 속성들을 기초로 피검사자의 질병의 상태 및 예후를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of deriving the state and prognosis of the disease includes extracting disease-linked attributes through feature extraction from the cerebrovascular characteristics by the artificial intelligence algorithm, and The artificial intelligence algorithm may include a step of deriving the disease status and prognosis of the test subject based on the extracted disease-linked attributes.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 인공지능 알고리즘은, 콕스-라소 모델(Cox-Lasso model)을 이용하여 상기 질병의 상태 및 예후를 도출할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the artificial intelligence algorithm can derive the condition and prognosis of the disease using the Cox-Lasso model.

본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 인공지능 알고리즘은, 상기 뇌 혈관 특성들을 포함하는 복수의 학습 데이터 셋들을 반복 학습하여, 질환 연계 속성들을 추출하고, 추출된 상기 질환 연계 속성들을 기초로, 학습 데이터 셋들 각각의 질병의 상태 및 예후를 도출하고, 그 도출된 결과에 대한 품질을 상기 학습 데이터 셋에 포함되는 정답 데이터와 비교 평가하여, 미리 설정된 기준 값 이상의 품질을 가지도록 학습되는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the artificial intelligence algorithm repeatedly learns a plurality of learning data sets containing the cerebrovascular characteristics, extracts disease-linked properties, and learns based on the extracted disease-linked properties. The disease status and prognosis of each data set may be derived, and the quality of the derived results may be compared and evaluated with the correct answer data included in the learning data set, so that the quality is higher than a preset standard value.

본 발명의 일 실시예는, 뇌 혈관 영상들, 뇌 혈관 모델링 및 병변 분석을 위한 소프트웨어, 및 데이터들을 저장하는 메모리, 및 뇌 혈관 영상으로부터 뇌 혈관 영역을 추출하고, 추출된 상기 뇌 혈관 영역을 기초로, 연속 공간에서 뇌 혈관 모델을 생성하고, 상기 뇌 혈관 모델로부터 복수의 뇌 혈관 특성들을 산출하고, 상기 뇌 혈관 특성들을 기초로 질병의 상태 및 예후를 도출하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 장치를 제공한다.One embodiment of the present invention includes cerebrovascular images, software for cerebrovascular modeling and lesion analysis, and a memory for storing data, and extracting cerebrovascular regions from cerebrovascular images, based on the extracted cerebrovascular regions. At least one processor configured to generate a cerebrovascular model in continuous space, calculate a plurality of cerebrovascular characteristics from the cerebrovascular model, and derive a disease state and prognosis based on the cerebrovascular characteristics. , provides a lesion analysis device using cerebrovascular modeling.

본 발명의 일 실시예는, 컴퓨팅 장치를 이용하여 상술한 방법들 중 어느 하나의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a computer program stored in a medium for executing any one of the above-described methods using a computing device.

본 발명은 연속 공간에서 생성된 뇌 혈관 모델로부터 뇌 혈관의 기하학적 특성들을 도출하고, 인공지능 알고리즘을 이용하여, 뇌 혈관 특성들을 기초로 질병의 상태 및 예후를 도출할 수 있다.The present invention can derive the geometric characteristics of cerebral blood vessels from a brain blood vessel model generated in continuous space, and use an artificial intelligence algorithm to derive the condition and prognosis of the disease based on the brain blood vessel characteristics.

따라서, 뇌 혈관 구조를 비침습적, 자동적으로 정량화하여 종래의 육안 판단 방식으로 수행하기 어려웠던 미세 구조의 병변 분석을 보다 정밀하게 수행할 수 있다. 또한, 이산 공간에서 미세 구조의 기하 분석을 할 경우 일어날 수 있는 오류들을 최소화할 수 있다.Therefore, by non-invasively and automatically quantifying the brain vascular structure, microstructural lesion analysis, which was difficult to perform with the conventional visual judgment method, can be performed more precisely. Additionally, errors that may occur when performing geometric analysis of fine structures in discrete space can be minimized.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other technical effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 뇌 혈관 모델을 생성하는 단계를 보다 상세하게 설명하는 순서도이다.
도 3은 도 2에 도시된 뇌 혈관의 중심선을 추출하는 단계를 보다 상세하게 설명하는 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 끝점 결정 단계를 보다 상세하게 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 1에 도시된 뇌 혈관 특성들을 추출하는 단계를 보다 상세하게 설명하는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 뇌 혈관 모델을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 장치를 설명하는 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 시스템을 설명하는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 프로그램의 화면을 나타내는 도면이다.
1 is a flowchart explaining a lesion analysis method using cerebrovascular modeling according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart explaining in more detail the steps for generating the brain blood vessel model shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a flowchart explaining in more detail the steps of extracting the center line of the brain blood vessel shown in FIG. 2.
FIG. 4 is a flowchart explaining the endpoint determination step shown in FIG. 3 in more detail.
FIG. 5 is a flowchart illustrating in more detail the steps for extracting cerebrovascular characteristics shown in FIG. 1.
Figure 6 is a diagram illustrating a brain blood vessel model created according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a block diagram illustrating a lesion analysis device using cerebrovascular modeling according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a conceptual diagram explaining a lesion analysis system using cerebrovascular modeling according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram showing a screen of a lesion analysis program using cerebrovascular modeling according to an embodiment of the present invention.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention is susceptible to various modifications and variations, specific embodiments thereof are illustrated in the drawings and will be described in detail below. However, it is not intended to limit the invention to the particular form disclosed, but rather, the invention is intended to cover all modifications, equivalents and substitutions consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. It will be understood that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being “on” another element, it may be present directly on the other element or there may be intermediate elements in between. .

본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서의 제어 또는 다른 제어 장치에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. The invention may be represented by functional block configurations and various processing steps. These functional blocks may be implemented in various numbers of hardware or/and software configurations that execute specific functions. For example, the present invention provides integrated circuit configurations, such as memory, processing, logic, look-up tables, etc., that can execute various functions under the control of one or more microprocessors or other control devices. can be hired. Similar to the fact that the components of the invention can be implemented as software programming or software elements, the invention also includes various algorithms implemented as combinations of data structures, processes, routines or other programming constructs, including C, C++, , may be implemented in a programming or scripting language such as Java, assembler, etc.

또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "부", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 본 발명의 구성요소들이 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.Additionally, the present invention can employ conventional technologies for electronic environment settings, signal processing, and/or data processing. Terms such as “part,” “element,” “means,” and “configuration” may be used broadly, and the components of the present invention are not limited to mechanical and physical configurations. The term may include the meaning of a series of software routines in connection with a processor, etc.

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들, 단계들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들, 단계들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다. Although the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, components, regions, layers, stages and/or regions, these elements, components, regions, layers, stages, etc. It will be understood that fields and/or regions should not be limited by these terms.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법을 설명하는 순서도이다.1 is a flowchart explaining a lesion analysis method using cerebrovascular modeling according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법은, 뇌 혈관 영상을 수신하는 단계(S110), 뇌 혈관 영역을 추출하는 단계(S120), 뇌 혈관 모델을 생성하는 단계(S130), 뇌 혈관 특성들을 추출하는 단계(S140), 및 질병의 상태 및 예후를 도출하는 단계(S150)를 포함한다.Referring to Figure 1, the lesion analysis method using cerebrovascular modeling according to an embodiment of the present invention includes receiving a cerebrovascular image (S110), extracting a cerebrovascular region (S120), and creating a cerebrovascular model. It includes a step of generating (S130), a step of extracting cerebrovascular characteristics (S140), and a step of deriving the disease state and prognosis (S150).

뇌 혈관 영상을 수신하는 단계(S110)에서, 병변 분석 장치는 피검자의 뇌 혈관 영상을 수신한다. 상기 뇌 혈관 영상은 뇌 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI), 뇌 자기 공명 혈관 조영술(Magnetic Resonance Angiography, MRA) 또는 TOF-뇌 자기 공명 혈관 조영술(Time-of-flight MRA)을 이용하여 획득한 영상일 수 있다. 상기 병변 분석 장치는 뇌 혈관 영상 촬영 장치로부터 뇌 혈관 영상을 획득하거나, 의료 데이터 시스템을 통하여 뇌 혈관 영상을 획득할 수 있다. 상기 의료 데이터 시스템은, 통합의료정보시스템 (Hospital Information System), 전자의무기록(Electronic Medical Record), 검사 정보 시스템(Laboratory Information System), 데이터 웨어하우스(Data Warehouse), 임상연구지원 시스템(Clinical Device Information System) 등과 같이 의료 서비스와 연구에 필요한 시스템일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.In the step of receiving the brain blood vessel image (S110), the lesion analysis device receives the brain blood vessel image of the subject. The brain vascular image was obtained using brain magnetic resonance imaging (MRI), brain magnetic resonance angiography (MRA), or TOF-brain magnetic resonance angiography (Time-of-flight MRA). It could be a video. The lesion analysis device may acquire a cerebrovascular image from a cerebrovascular imaging device or acquire a cerebrovascular image through a medical data system. The medical data system includes an integrated medical information system, electronic medical record, laboratory information system, data warehouse, and clinical device information system. It may be a system necessary for medical services and research, such as the System), but is not limited to this.

뇌 혈관 영역을 추출하는 단계(S120)에서, 병변 분석 장치는 수신한 뇌 혈관 영상으로부터 뇌 혈관 영역을 추출한다. 여기서, 뇌 혈관 영역 추출은 상기 뇌 혈관 영상의 배경 및 노이즈를 제거하고, 뇌 혈관에 대응하는 픽셀을 추출하는 과정일 수 있다.In the step of extracting the brain blood vessel area (S120), the lesion analysis device extracts the brain blood vessel area from the received brain blood vessel image. Here, brain blood vessel area extraction may be a process of removing background and noise from the brain blood vessel image and extracting pixels corresponding to the brain blood vessels.

일 실시예로, 병변 분석 장치는, 뇌 혈관 영상의 픽셀들의 밝기를 기초로, 미리 설정된 문턱 값 이상의 픽셀을 선택하고, 선택된 픽셀들과 인접한 픽셀들 중 특정한 조건을 만족하는 픽셀들을 선택하여 뇌 혈관에 대응하는 픽셀들을 추출할 수 있다. 또한, 병변 분석 장치는, 영역 기반 영상 분할 방법, 경계 기반 영상 분할 방법 또는 이들의 조합을 이용하여 뇌 혈관 영역을 추출할 수 있다. 여기서, 영역 기반 영상 분할 방법은 워터쉐드(Watershed) 알고리즘을 포함할 수 있다.In one embodiment, the lesion analysis device selects pixels above a preset threshold based on the brightness of pixels of the cerebrovascular image, selects pixels that satisfy a specific condition among pixels adjacent to the selected pixels, and selects pixels that satisfy a specific condition to determine the cerebrovascular image. Pixels corresponding to can be extracted. Additionally, the lesion analysis device may extract the cerebrovascular region using a region-based image segmentation method, a border-based image segmentation method, or a combination thereof. Here, the region-based image segmentation method may include a watershed algorithm.

뇌 혈관 모델을 생성하는 단계(S130)에서, 병변 분석 장치는 추출된 뇌 혈관 영역을 기초로 연속 공간에서 뇌 혈관 모델을 생성한다. 여기서 연속 공간에서의 뇌 혈관 모델이란, 종래의 고립된 좌표 지점들을 기초로 생성된 뇌 혈관 모델이 아닌, 좌표 지점들 사이의 연속적인 관계를 기초로 생성된 뇌 혈관 모델을 의미한다. 종래의 뇌 혈관 모델들이 고립된 좌표 지점들을 기초로 생성됨에 따라, 미세 구조의 끊어짐, 뒤틀림, 또는 잘못된 연결 등으로 인하여 기하학적 뇌 혈관 특성을 산출하는 것이 어려웠다. 반면, 본 발명에서는 연속 공간에서 생성된 뇌 혈관 모델을 이용하므로, 미세 구조의 단면, 진행방향, 뒤틀림 등의 기하학적 뇌 혈관의 특성을 보다 정확하게 산출할 수 있다. 뇌 혈관 모델을 생성하는 단계(S130)는 도 2의 설명에서 보다 자세하게 서술한다.In the step of generating a cerebrovascular model (S130), the lesion analysis device generates a cerebrovascular model in continuous space based on the extracted cerebrovascular region. Here, the cerebrovascular model in continuous space refers to a cerebrovascular model created based on a continuous relationship between coordinate points, rather than a cerebrovascular model created based on conventional isolated coordinate points. As conventional cerebrovascular models were created based on isolated coordinate points, it was difficult to calculate geometric cerebrovascular characteristics due to breaks, distortions, or incorrect connections in the fine structure. On the other hand, since the present invention uses a brain blood vessel model created in continuous space, the geometric characteristics of the brain blood vessel, such as the cross-section of the fine structure, direction of movement, and distortion, can be calculated more accurately. The step of creating a brain blood vessel model (S130) is described in more detail in the description of FIG. 2.

뇌 혈관 특성들을 추출하는 단계(S140)에서, 병변 분석 장치는 생성된 뇌 혈관 모델을 이용하여 복수의 뇌 혈관 특성들을 산출한다. 이 때, 복수의 뇌 혈관 특성들은 뇌 혈관 단면적, 최대 내접구 반경, 최대 반경, 최소 반경, 최대-최소 반경 비율, 표면 둘레, 뒤틀림, 곡률, 환상성(circularity), 분기각 및 이들을 기초로 산출되는 계산 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 때, 병변 분석 장치는 뇌 혈관 모델의 뇌 혈관을 마디별로 그룹화하여, 그룹화 된 뇌 혈관들에 대하여 특성을 도출할 수 있다.In the step of extracting cerebrovascular characteristics (S140), the lesion analysis device calculates a plurality of cerebrovascular characteristics using the generated cerebrovascular model. At this time, the plurality of cerebrovascular characteristics include cerebrovascular cross-sectional area, maximum inscribed hole radius, maximum radius, minimum radius, maximum-minimum radius ratio, surface perimeter, twist, curvature, circularity, branch angle, and It may contain at least one of the calculated values. At this time, the lesion analysis device may group the brain blood vessels of the brain blood vessel model by node and derive characteristics of the grouped brain blood vessels.

질병의 상태 및 예후를 도출하는 단계(S150)에서, 병변 분석 장치는 인공지능 알고리즘을 이용하여, 뇌 혈관 특성들을 기초로 질병의 상태 및 예후를 도출할 수 있다.In the step of deriving the disease state and prognosis (S150), the lesion analysis device may use an artificial intelligence algorithm to derive the disease state and prognosis based on cerebrovascular characteristics.

여기서, 인공지능 알고리즘은 뇌 혈관 특성들을 포함하는 복수의 학습 데이터 셋들을 반복 학습한 것일 수 있다. 여기서 복수의 학습 데이터 셋들은 뇌 혈관 영상 또는 뇌 혈관 영상으로부터 산출된 뇌 혈관 특성들을 포함할 수 있으며, 각 뇌 혈관 영상에 대응하는 질병의 상태 및 예후에 대한 정답 데이터를 포함하는 것일 수 있다.Here, the artificial intelligence algorithm may be repeatedly learned from a plurality of learning data sets including brain blood vessel characteristics. Here, the plurality of learning data sets may include cerebrovascular images or cerebrovascular characteristics calculated from cerebrovascular images, and may include correct answer data on the state and prognosis of the disease corresponding to each cerebrovascular image.

인공지능 알고리즘은 복수의 학습 데이터 셋들을 학습하여, 질환 연계 속성들을 추출하고, 추출된 질환 연계 속성들을 기초로 학습 데이터 셋들 각각의 질병의 상태 및 예후를 도출하고, 그 도출된 결과에 대한 품질을 학습 데이터 셋에 포함되는 정답 데이터와 비교 평가하여, 그 비교 값이 미리 설정된 기준 값 이상이 되도록 반복하여 학습된 것일 수 있다.The artificial intelligence algorithm learns multiple learning data sets, extracts disease-linked attributes, derives the disease status and prognosis of each learning data set based on the extracted disease-linked attributes, and evaluates the quality of the derived results. It may be evaluated and compared with the correct answer data included in the learning data set, and learned repeatedly so that the comparison value is greater than or equal to a preset reference value.

또한, 인공지능 알고리즘은 새로운 뇌 혈관 영상 또는 이로부터 산출된 뇌 혈관 특성들을 입력 받고, 이를 기초로 질환 연계 속성들을 추출하고, 추출된 질환 연계 속성들을 기초로 각각의 질병의 상태 및 예후를 도출하고, 그 결과를 이용하여 학습할 수 있다.In addition, the artificial intelligence algorithm receives new cerebrovascular images or cerebrovascular characteristics calculated from them, extracts disease-related properties based on this, derives the status and prognosis of each disease based on the extracted disease-related properties, and , you can learn using the results.

질병의 상태 및 예후를 도출하는 단계(S150)는, 인공지능 알고리즘이 뇌 혈관 특성들로부터 특징 선별(feature extraction)을 통하여 질환 연계 속성들을 추출하는 단계, 및 인공지능 알고리즘이 추출된 질환 연계 속성들을 기초로 피검사자의 질병의 상태 및 예후를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.In the step of deriving the disease state and prognosis (S150), the artificial intelligence algorithm extracts disease-linked attributes through feature extraction from cerebrovascular characteristics, and the artificial intelligence algorithm extracts the extracted disease-linked attributes. Based on this, it may include the step of deriving the condition and prognosis of the test subject's disease.

상기 인공지능 알고리즘은, 콕스-라소 모델(Cox-Lasso model)을 생존 위험도 모델로 이용할 수 있다. 다른 실시예로, 인공지능 알고리즘이 도출하고자 하는 결과 값이 이진 값일 경우, 로지스틱 라소 모델(Logistic lasso model)을 생존 위험도 모델로 이용할 수 있다.The artificial intelligence algorithm can use the Cox-Lasso model as a survival risk model. In another embodiment, when the result value that the artificial intelligence algorithm seeks to derive is a binary value, the logistic lasso model can be used as a survival risk model.

상기 인공지능 알고리즘은, 질병 표지 및 질병의 상태 분류를 위하여, 공지의 기계 학습 분류 모델을 이용할 수 있다. 예를 들어, 인공지능 알고리즘은 서포트 벡터 머신(Support vector machine), 랜덤 포레스트(Random forest) 알고리즘, 인공 신경망 또는 이들의 조합을 이용할 수 있다.The artificial intelligence algorithm can use known machine learning classification models to classify disease markers and disease states. For example, the artificial intelligence algorithm may use a support vector machine, a random forest algorithm, an artificial neural network, or a combination thereof.

도 2는 도 1에 도시된 뇌 혈관 모델을 생성하는 단계를 보다 상세하게 설명하는 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart explaining in more detail the steps for generating the brain blood vessel model shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 뇌 혈관 모델을 생성하는 단계(S130)는, 뇌 혈관 영역의 표면을 등가곡면들로 분할하는 단계(S210), 등가곡면의 꼭지점들을 기준으로 복수의 셀들로 분할하는 단계(S220), 및 뇌 혈관의 중심선을 추출하는 단계(S230)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the step of generating a cerebrovascular model (S130) includes dividing the surface of the cerebrovascular region into equivalent curved surfaces (S210) and dividing the surface into a plurality of cells based on the vertices of the equivalent curved surface (S130). S220), and a step of extracting the center line of the brain blood vessel (S230).

뇌 혈관 영역의 표면을 등가곡면들로 분할하는 단계(S210)는, 추출된 뇌 혈관 영역의 표면을 등가곡면(isosurface)들로 분할하는 단계이다. 병변 분석 장치는, 볼륨 데이터 셋의 형태를 갖는 뇌 혈관 영역의 표면을 마칭 큐브 알고리즘(marching cubes)을 이용하여, 삼각형 메시 구조의 등가곡면들로 변환한다. 여기서 등가곡면들은 꼭지점을 공유하는 연속함수의 레벨 셋일 수 있다.The step of dividing the surface of the brain blood vessel region into isosurfaces (S210) is a step of dividing the surface of the extracted brain blood vessel region into isosurfaces. The lesion analysis device converts the surface of the cerebrovascular region in the form of a volume data set into isosurfaces of a triangular mesh structure using a marching cubes algorithm. Here, the isosurfaces can be a set of levels of a continuous function that share a vertex.

병변 분석 장치는 지나치게 가깝거나 중복되는 꼭지점들을 삭제하고, 각 등가곡면들이 정삼각형에 가깝도록 꼭지점들을 재배치할 수 있다. 등가곡면들의 꼭지점들 및 꼭지점들의 연결 관계 정보는 뇌 혈관 영역의 표면 모델을 구성할 수 있다.The lesion analysis device can delete vertices that are too close or overlapping and rearrange the vertices so that each isosurface is close to an equilateral triangle. The vertices of the equivalent curves and the connection relationship information between the vertices can construct a surface model of the cerebrovascular region.

등가곡면의 꼭지점들을 기준으로 복수의 셀들로 분할하는 단계(S220)에서, 병변 분석 장치는 3차원 연속공간을 상기 등가곡면의 각 꼭지점들을 기준으로 복수의 셀들로 균등하게 분할한다. 여기서, 복수의 셀들로 균등하게 분할하는 것은, 등가곡면의 각 꼭지점들 중 가장 가까운 꼭지점이 동일한 공간 좌표들의 집합을 하나의 셀로 설정하는 것을 의미한다. 일 실시예로, 복수의 셀들은 3차원 보로노이 셀(Voronoi Cell)일 수 있다.In the step of dividing into a plurality of cells based on the vertices of the equivalent curve (S220), the lesion analysis device evenly divides the three-dimensional continuous space into a plurality of cells based on each vertex of the equivalent curve. Here, dividing equally into a plurality of cells means setting a set of spatial coordinates in which the closest vertex among the vertices of the isoform surface is the same as one cell. In one embodiment, the plurality of cells may be 3D Voronoi cells.

뇌 혈관의 중심선을 추출하는 단계(S230)에서, 병변 분석 장치는 각 셀들의 경계면으로부터 뇌 혈관의 중심선을 추출할 수 있다. 이하 도 3의 설명에서 뇌 혈관의 중심선을 추출하는 단계를 보다 상세하게 설명한다.In the step of extracting the center line of the brain blood vessel (S230), the lesion analysis device may extract the center line of the brain blood vessel from the boundary surface of each cell. Hereinafter, the step of extracting the center line of the brain blood vessel will be described in more detail in the description of FIG. 3.

도 3은 도 2에 도시된 뇌 혈관의 중심선을 추출하는 단계를 보다 상세하게 설명하는 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart explaining in more detail the steps of extracting the center line of the brain blood vessel shown in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 뇌 혈관의 중심선을 추출하는 단계(S230)는, 시작점 결정 단계(S310), 끝점 결정 단계(S320), 및 셀들의 경계면을 트랙킹하여 중심선을 추출하는 단계(S330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the step of extracting the center line of a brain blood vessel (S230) includes a step of determining a starting point (S310), a step of determining an end point (S320), and a step of extracting the center line by tracking the boundary surfaces of cells (S330). can do.

시작점 결정 단계(S310)는, 상기 뇌 혈관 영역의 하부 슬라이스로부터 상기 중심선의 시작점을 결정하는 단계일 수 있다. 병변 분석 장치는 뇌 혈관 영역의 최하부를 포함하는 슬라이스에 나타난 클러스터(cluster)들의 무게 중심으로부터 중심선의 시작점을 결정할 수 있다. 일 실시예로, 병변 분석 장치는 최하부 슬라이스 또는 최하부 슬라이스를 포함하는 연속하는 복수의 슬라이스를 선택하여, 혈관 하부의 횡단면 프로파일(Profile)을 생성할 수 있다. 세그멘테이션 알고리즘 또는 탐색 알고리즘을 이용하여 생성된 혈관 하부 횡단면 프로파일의 모든 영역에 그룹 인덱스를 부여할 수 있다. 일 실시예로, 세그멘테이션 알고리즘은 Region Growing 알고리즘일 수 있다. 일 실시예로, 탐색 알고리즘은 Breadth First Search 알고리즘일 수 있다. 생성된 각 그룹들의 무게 중심을 산출하고, 산출된 무게 중심들을 시작점으로 결정할 수 있다.The starting point determination step (S310) may be a step of determining the starting point of the center line from the lower slice of the brain blood vessel region. The lesion analysis device may determine the starting point of the center line from the center of gravity of the clusters appearing in the slice containing the lowermost part of the cerebrovascular region. In one embodiment, the lesion analysis device may select the lowest slice or a plurality of consecutive slices including the lowest slice to generate a cross-sectional profile of the lower part of the blood vessel. A group index can be assigned to all areas of the lower blood vessel cross-sectional profile generated using a segmentation algorithm or a search algorithm. In one embodiment, the segmentation algorithm may be a Region Growing algorithm. In one embodiment, the search algorithm may be a Breadth First Search algorithm. The center of gravity of each created group can be calculated, and the calculated centers of gravity can be determined as the starting point.

끝점 결정 단계(S320)에서, 병변 분석 장치는 등가곡면들의 집합이 구성하는 뇌 혈관 표면 모델을 골격화하여 골격 구조를 생성하고, 생성된 골격 구조를 자료 구조로 변환하여, 리프 노드들을 특정하여 끝점을 결정한다. 끝점을 결정하는 각 단계에 대하여 도 4에서 상세하게 설명하도록 한다.In the endpoint determination step (S320), the lesion analysis device generates a skeletal structure by skeletonizing the brain blood vessel surface model composed of a set of equivalent curves, converts the generated skeletal structure into a data structure, and specifies the leaf nodes to determine the endpoint. decide. Each step of determining the end point will be described in detail in FIG. 4.

셀들의 경계면을 트랙킹하여 중심선을 추출하는 단계(S330)에서, 병변 분석 장치가 시작점으로부터 끝점까지, 등가곡면들의 꼭지점들을 기준으로 생성된 복수의 셀들의 경계(edge)를 트랙킹하여 중심선을 추출할 수 있다.In the step of extracting the center line by tracking the boundaries of the cells (S330), the lesion analysis device can extract the center line by tracking the edges of a plurality of cells created based on the vertices of the equivalent curves from the start point to the end point. there is.

또한, 병변 분석 장치는 경계면을 트랙킹하며, 중심선의 접선 벡터(Tangent vector), 법선 벡터(Normal vector) 및 이중법벡터(Binormal vector)를 구할 수 있다.Additionally, the lesion analysis device tracks the boundary surface and can obtain the tangent vector, normal vector, and binormal vector of the center line.

도 4는 도 3에 도시된 끝점 결정 단계를 보다 상세하게 설명하는 순서도이다. FIG. 4 is a flowchart explaining the endpoint determination step shown in FIG. 3 in more detail.

도 4를 참조하면, 끝점 결정 단계(S320)는, 골격 구조 생성 단계(S410), 골격 구조를 정제하는 단계(S420), 골격 구조를 기초로 연결 리스트를 생성하는 단계(S430), 및 리프 노드들을 특정하여 끝점들을 결정하는 단계(S440)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the endpoint determination step (S320) includes the skeletal structure creation step (S410), the skeletal structure refining step (S420), the creation of a linked list based on the skeletal structure (S430), and the leaf node It may include a step (S440) of determining end points by specifying them.

골격 구조 생성 단계(S410)는, 뇌 혈관 영역, 또는 뇌 혈관 영역의 표면 모델을 골격화하여 골격 구조를 생성하는 단계일 수 있다.The skeletal structure generation step (S410) may be a step of creating a skeletal structure by skeletonizing the brain blood vessel region or a surface model of the brain blood vessel region.

골격 구조를 정제하는 단계(S420)에서, 병변 분석 장치는 상기 골격 구조를 이루는 혈관 가지(Branch)들 중 일정 길이 이하의 가지들을 프루닝(Pruning)하여 골격 구조를 정제할 수 있다. In the step of refining the skeletal structure (S420), the lesion analysis device may refine the skeletal structure by pruning branches of a certain length or less among the blood vessel branches forming the skeletal structure.

골격 구조를 기초로 연결 리스트를 생성하는 단계(S430)에서, 병변 분석 장치는 골격 구조를 기초로 트리 구조의 연결 리스트를 생성할 수 있다. In the step of generating a linked list based on the skeletal structure (S430), the lesion analysis device may generate a linked list with a tree structure based on the skeletal structure.

리프 노드들을 특정하여 끝점들을 결정하는 단계(S440)에서, 병변 분석 장치는 자식 노드(Child node)를 갖지 않는 리프 노드(Leaf node)들을 특정하고, 리프 노드에 대응하는 끝점을 결정할 수 있다.In the step of determining endpoints by specifying leaf nodes (S440), the lesion analysis device may specify leaf nodes that do not have child nodes and determine endpoints corresponding to the leaf nodes.

본 발명의 실시예에 따른 병변 분석 장치는 중심선의 시작점과 끝점을 자동으로 추출하여, 사용자의 임의의 선택으로 인한 오차를 감소시킬 수 있다.The lesion analysis device according to an embodiment of the present invention can automatically extract the start and end points of the center line, thereby reducing errors due to the user's arbitrary selection.

도 5는 도 1에 도시된 뇌 혈관 특성들을 추출하는 단계를 보다 상세하게 설명하는 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating in more detail the steps for extracting cerebrovascular characteristics shown in FIG. 1.

도 5를 참조하면, 뇌 혈관 특성들을 추출하는 단계(S140)는, 분기점을 기준으로 그룹화하는 단계(S510), 및 각각의 그룹들에 대하여 뇌 혈관 특성을 산출하는 단계(S520)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the step of extracting cerebrovascular characteristics (S140) includes grouping based on branch points (S510), and calculating cerebrovascular characteristics for each group (S520).

분기점을 기준으로 그룹화하는 단계(S510)는, 병변 분석 장치가 뇌 혈관 모델의 중심선의 분기점을 기준으로, 뇌 혈관들을 복수의 그룹들로 그룹화하는 단계일 수 있다. 여기서, 분기점은 뇌 혈관의 골격 구조에서, 하나의 혈관이 하나 이상의 혈관으로 분기(bifurcation)되는 지점일 수 있다.The grouping step (S510) based on the branch point may be a step in which the lesion analysis device groups brain blood vessels into a plurality of groups based on the branch point of the center line of the brain blood vessel model. Here, the branch point may be a point in the skeletal structure of brain blood vessels at which one blood vessel branches into one or more blood vessels.

S230 단계에서 추출된 중심선들은 각 분기점에 따라 그룹화가 되어 있지 않다. 따라서, 각 위치의 기하학적 특성 및 마디 별 특성을 계산하기 위하여, 분기점을 기준으로 혈관들을 그룹화 또는 구간화 할 수 있다.The center lines extracted in step S230 are not grouped according to each branch point. Therefore, in order to calculate the geometric characteristics of each location and the characteristics of each node, blood vessels can be grouped or divided based on branch points.

그룹화된 뇌 혈관의 구간들은 서로 연결된 형태의 자료 구조인 연결 리스트(Linked list)로 구현될 수 있다.Grouped sections of brain blood vessels can be implemented as a linked list, which is a data structure that is connected to each other.

각각의 그룹들에 대하여 뇌 혈관 특성을 산출하는 단계(S520)에서, 병변 분석 장치는 상기 그룹들 각각에 대하여 상기 복수의 뇌 혈관 특성을 산출할 수 있다. 병변 분석 장치는 뇌 혈관 모델을 기초로 혈관 그룹들에 기초하여, 모든 위치 및 각 그룹에서의 복수의 뇌 혈관 특성을 산출할 수 있다. 여기서, 뇌 혈관 모델은 상술한 뇌 혈관 표면 모델, 중심선 모델 및 그룹화 연결 리스트를 포함할 수 있다.In the step of calculating cerebrovascular characteristics for each group (S520), the lesion analysis device may calculate the plurality of cerebrovascular characteristics for each of the groups. The lesion analysis device may calculate a plurality of cerebrovascular characteristics at all locations and in each group based on the vascular groups based on the cerebrovascular model. Here, the brain vessel model may include the above-described brain vessel surface model, center line model, and grouping connection list.

복수의 뇌 혈관 특성은, 뇌 혈관 단면적, 최대 내접구 반경, 최대 반경, 최소 반경, 최대-최소 반경 비율, 표면 둘레, 뒤틀림, 곡률, 환상성(circularity), 분기각 및 이들을 기초로 산출되는 계산 값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 뇌 혈관 특성은 상술한 중심선의 접선 벡터, 법선 벡터 및 이중법 벡터를 기초로 계산되는 것일 수 있다. 따라서, 이산 공간의 볼륨 데이터 셋을 기초로 뇌 혈관 모델을 생성하고, 이를 바탕으로 기하학적 특성을 산출하는 종래의 병변 분석 방법에 비하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 병변 분석 방법은, 뇌 혈관 말단의 미세한 구조까지 보다 정확한 뇌 혈관 특성을 산출할 수 있다.The plurality of cerebrovascular characteristics include cerebrovascular cross-sectional area, maximum inscribed hole radius, maximum radius, minimum radius, maximum-minimum radius ratio, surface circumference, tortuosity, curvature, circularity, branch angle, and calculated values calculated based on these. It may include at least one of: The cerebrovascular characteristics may be calculated based on the tangent vector, normal vector, and dual method vector of the center line described above. Therefore, compared to the conventional lesion analysis method that generates a cerebrovascular model based on a volumetric data set in a discrete space and calculates geometric characteristics based on this, the lesion analysis method according to an embodiment of the present invention is based on the cerebral blood vessel terminals. It is possible to calculate more accurate brain blood vessel characteristics down to the fine structure of the brain.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 생성된 뇌 혈관 모델을 도시하는 도면이다.Figure 6 is a diagram illustrating a brain blood vessel model created according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 뇌 혈관 모델은 뇌 혈관 표면 모델(10) 및 중심선(20)을 포함한다.Referring to FIG. 6, the brain blood vessel model includes a brain blood vessel surface model 10 and a center line 20.

뇌 혈관 표면 모델(10)은 볼륨 데이터 셋으로 이루어진 뇌 혈관 영역을 마칭 큐브 알고리즘을 이용하여 등가곡면들의 집합으로 변환하고, 등가곡면들의 꼭지점들과, 꼭지점들의 연결 관계 정보를 이용하여 생성된 연속된 공간 상의 모델이다.The cerebrovascular surface model 10 converts the cerebrovascular region consisting of a volume data set into a set of equivalent surfaces using the marching cube algorithm, and uses the vertices of the equivalent curves and the connection information of the vertices to create a continuous model. It is a model in space.

중심선(20)은 등가곡면들의 각 꼭지점들 중 가장 가까운 꼭지점이 동일한 공간 좌표들의 집합을 하나의 셀로 설정하고, 시작점(S)과 끝점(E)을 잇는 셀의 경계면을 따라 트래킹하여 추출하여 생성된 연속된 공간 상의 모델이다.The center line 20 is created by setting a set of spatial coordinates in which the closest vertex among the vertices of the equivalent curves is the same as one cell and extracting it by tracking along the boundary of the cell connecting the start point (S) and the end point (E). It is a model in continuous space.

하나의 중심선(20)이 복수의 중심선(20)들로 분기하는 지점에 분기점(P)이 위치한다. 분기점을 기준으로, 뇌 혈관들은 그룹화 될 수 있다. 일 예로, 분기점(P)을 기준으로 뇌 혈관은 구간으로 분할될 수 있으며, 각 뇌 혈관 구간들의 위치적 관계는 연결 리스트(Linked list)로 저장될 수 있다.A branch point P is located at a point where one center line 20 branches off into a plurality of center lines 20. Based on branch points, brain blood vessels can be grouped. As an example, the cerebral blood vessels may be divided into sections based on the branch point P, and the positional relationship between each cerebral blood vessel section may be stored as a linked list.

이상의 본 발명의 다양한 실시예에 따른 병변 분석 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성할 수 있고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.The lesion analysis method according to various embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed on a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium. The computer-readable recording media includes storage media such as magnetic storage media (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and optical read media (eg, CD-ROM, DVD, etc.).

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 장치를 설명하는 블럭도이다.Figure 7 is a block diagram illustrating a lesion analysis device using cerebrovascular modeling according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 병변 분석 장치(100)는 메모리(110) 및 프로세서(120)를 포함한다.Referring to FIG. 7 , the lesion analysis device 100 includes a memory 110 and a processor 120.

메모리(110)는 뇌 혈관 영상들, 뇌 혈관 모델링 및 병변 분석을 위한 소프트웨어, 및 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(110)는 프로세서(120)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등 병변 분석 장치(100)의 전반적인 동작을 위한 다양한 데이터를 더 저장할 수 있다. 일 예로, 병변 분석 장치(100)의 구동을 위한 OS, 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 데이터 및 응용 프로그램 중 적어도 일부는 통신부를 통하여 외부 서버로부터 다운로드 된 것일 수 있다.Memory 110 may store brain blood vessel images, software for brain blood vessel modeling and lesion analysis, and data. The memory 110 may further store various data for the overall operation of the lesion analysis device 100, such as a program for processing or controlling the processor 120. As an example, the OS, data, and commands for driving the lesion analysis device 100 may be stored. At least some of these data and applications may be downloaded from an external server through the communication unit.

메모리(110)는 프로세서(120)에 포함된 롬(ROM), 램(RAM)과 같은 내부 메모리로 구현되거나, 프로세서(120)와 별도의 장치로 구현될 수 있다.The memory 110 may be implemented as internal memory such as ROM or RAM included in the processor 120, or may be implemented as a device separate from the processor 120.

도면에 도시 되지 아니하였으나, 병변 분석 장치(100)는 통신부를 더 포함할 수 있다. 통신부는 뇌 혈관 영상들, 뇌 혈관 모델링 및 병변 분석을 위한 소프트웨어, 및 데이터들을 병변 분석 장치(100)로 전송하기 위한 유선 통신 장치 또는 무선 통신 장치일 수 있다. 통신부가 와이파이 칩이나 블루투스 칩을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 무선통신 칩은 IEEE, Zigbee, 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 다양한 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 칩을 의미한다. NFC 칩은 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz 등과 같은 다양한 RF-ID 주파수 대역들 중에서 13.56MHz 대역을 사용하는 NFC(Near Field Communication) 방식으로 동작하는 칩을 의미한다.Although not shown in the drawing, the lesion analysis device 100 may further include a communication unit. The communication unit may be a wired communication device or a wireless communication device for transmitting cerebrovascular images, software for cerebrovascular modeling and lesion analysis, and data to the lesion analysis device 100. When the communication unit uses a Wi-Fi chip or a Bluetooth chip, various connection information such as SSID and session key are first transmitted and received, and various information can be transmitted and received after establishing a communication connection using this. A wireless communication chip refers to a chip that performs communication according to various communication standards such as IEEE, Zigbee, 3G (3rd Generation), 3GPP (3rd Generation Partnership Project), and LTE (Long Term Evolution). An NFC chip refers to a chip that operates in the NFC (Near Field Communication) method using the 13.56MHz band among various RF-ID frequency bands such as 135kHz, 13.56MHz, 433MHz, 860~960MHz, 2.45GHz, etc.

프로세서(120)는 병변 분석 장치(100)를 전반적으로 제어하기 위한 구성이다. 구체적으로, 프로세서(120)는 병변 분석 장치(100)의 메모리(110)에 저장된 각종 프로그램을 이용하여 병변 분석 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(120)는 CPU, 램(RAM), 롬(ROM), 시스템 버스를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 프로세서(120)는 디지털 신호를 처리하는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor(DSP), 마이크로프로세서(microprocessor), TCON(Time controller)으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다.The processor 120 is configured to overall control the lesion analysis device 100. Specifically, the processor 120 controls the overall operation of the lesion analysis device 100 using various programs stored in the memory 110 of the lesion analysis device 100. For example, the processor 120 may include a CPU, RAM, ROM, and a system bus. According to an embodiment of the present invention, the processor 120 may be implemented as a digital signal processor (DSP), a microprocessor, or a time controller (TCON) that processes digital signals. However, It is not limited to, but is not limited to, a central processing unit (CPU), a micro controller unit (MCU), a micro processing unit (MPU), a controller, an application processor (AP), or a communication processor ( It may include one or more of a communication processor (CP), an ARM processor, or be defined by the corresponding term. In addition, the processor 120 is a system on chip (SoC) with a built-in processing algorithm, and a large scale integration (LSI). ), or it may be implemented in the form of an FPGA (Field Programmable Gate Array).

프로세서(120)는 뇌 혈관 영상으로부터 뇌 혈관 영역을 추출하고, 추출된 뇌 혈관 영역을 기초로, 연속 공간에서 뇌 혈관 모델을 생성하고, 뇌 혈관 모델로부터 복수의 뇌 혈관 특성들을 산출하고, 뇌 혈관 특성들을 기초로 질병의 상태 및 예후를 도출하도록 구성되는 것일 수 있다.The processor 120 extracts a cerebrovascular region from a cerebrovascular image, generates a cerebrovascular model in continuous space based on the extracted cerebrovascular region, calculates a plurality of cerebrovascular characteristics from the cerebrovascular model, and It may be configured to derive the condition and prognosis of the disease based on the characteristics.

병변 분석 장치(100)는 외부 장치(200)로부터 뇌 혈관 영상을 수신하고, 이를 분석하여 질병의 상태 및 예후를 도출한 결과 값을 외부 장치(200)로 송신할 수 있다. 여기서 외부 장치(200)는 뇌 혈관 영상 획득 장치, 개인용 컴퓨터, 개인용 단말기 및 병원 및 연구 기관의 의료 데이터 저장소일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The lesion analysis device 100 may receive a cerebrovascular image from the external device 200, analyze the image, derive the disease state and prognosis, and transmit the results to the external device 200. Here, the external device 200 may be, but is not limited to, a cerebrovascular image acquisition device, a personal computer, a personal terminal, and a medical data storage at a hospital or research institute.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 시스템을 설명하는 개념도이다.Figure 8 is a conceptual diagram explaining a lesion analysis system using cerebrovascular modeling according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 병변 분석 장치(300)는 네트워크에 연결되어, 복수의 외부 장치들(400)에 병변 분석 서비스를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 8, the lesion analysis device 300 may be connected to a network and provide a lesion analysis service to a plurality of external devices 400.

병변 분석 장치(300)는 서버의 형태로 운영될 수 있으며, 병원, 회사 또는 연구 기간이 제공하는 서버일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The lesion analysis device 300 may be operated in the form of a server, and may be a server provided by a hospital, company, or research institute, but is not limited thereto.

여기서 외부 장치들(400)은 뇌 혈관 영상 획득 장치, 개인용 컴퓨터, 개인용 단말기 및 의료 데이터 저장소일 수 있다. 일 실시예로, 외부 장치들(400)은 서로 다른 의료 서비스 제공 기관의 서버들일 수 있으며, 각각의 서버들은 다시 개인용 컴퓨터, 개인용 단말기 등에 연결되어 서비스를 제공하는 것일 수 있다.Here, the external devices 400 may be a cerebrovascular image acquisition device, a personal computer, a personal terminal, and a medical data storage. In one embodiment, the external devices 400 may be servers from different medical service providers, and each server may be connected to a personal computer, personal terminal, etc. to provide services.

병변 분석 장치(300)는 외부 장치들(400)로부터 환자의 뇌 혈관 영상을 입력 받고, 이를 분석하여, 환자의 질병의 상태 및 예후를 도출한 결과값을 외부 장치들(400)에 제공할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 병변 분석 장치(300)는 인공지능 알고리즘 및 영상 분석을 위한 고속의 컴퓨팅 장치가 없는 개인 병원, 회사 또는 개인 사용자에게 병변 분석 서비스를 제공할 수 있다.The lesion analysis device 300 can receive the patient's cerebrovascular image from the external devices 400, analyze it, and provide the external devices 400 with results derived from the patient's disease state and prognosis. there is. Therefore, the lesion analysis device 300 according to this embodiment can provide lesion analysis services to private hospitals, companies, or individual users who do not have high-speed computing devices for artificial intelligence algorithms and image analysis.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 프로그램의 화면을 나타내는 도면이다.Figure 9 is a diagram showing a screen of a lesion analysis program using cerebrovascular modeling according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법은 도시된 바와 같이 네트워크 상에서 실행되는 어플리케이션일 수 있다.Referring to FIG. 9, the lesion analysis method using cerebrovascular modeling according to an embodiment of the present invention may be an application running on a network as shown.

사용자들은 뇌 혈관 영상을 업로드 하여, 뇌 혈관 모델 또는, 이를 기초로 도출한 질병의 상태 및 예후 결과 값을 제공받을 수 있다.Users can upload cerebrovascular images and receive a cerebrovascular model or disease status and prognosis results derived based on the cerebrovascular model.

이하 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하 도면 상의 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하고, 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. Hereinafter, the same reference numerals will be used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components will be omitted.

10 : 뇌 혈관 표면 모델
20 : 중심선
100, 300 : 병변 분석 장치
110 : 메모리
120 : 프로세서
200, 400 : 외부 장치
10: Brain blood vessel surface model
20: center line
100, 300: Lesion analysis device
110: memory
120: processor
200, 400: External device

Claims (12)

뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 장치에서 수행되는 병변 분석 방법에 있어서,
상기 병변 분석 장치가 뇌 혈관 영상을 수신하는 단계;
상기 병변 분석 장치가 상기 뇌 혈관 영상으로부터 뇌 혈관 영역을 추출하는 단계;
상기 병변 분석 장치가 추출된 상기 뇌 혈관 영역을 기초로, 연속 공간(Continuous Space)에서 뇌 혈관 모델을 생성하는 단계;
상기 병변 분석 장치가 상기 뇌 혈관 모델로부터 복수의 뇌 혈관 특성들을 산출하는 단계; 및
상기 병변 분석 장치가 상기 복수의 뇌 혈관 특성들을 인공지능 알고리즘에 입력하고, 상기 인공지능 알고리즘은 질환 연계 속성을 추출하여 대응하는 질병을 도출하는 단계;를 포함하고,
상기 인공지능 알고리즘은 복수의 학습용 뇌 혈관 특성들을 포함하는 복수의 학습 데이터 셋들을 학습하여 상기 질환 연계 속성을 추출하고, 추출된 상기 질환 연계 속성을 기초로 상기 학습용 뇌 혈관 특성들에 대응하는 질병을 도출하고, 이를 정답 데이터와 비교 평가하여, 그 비교 값이 미리 설정된 기준 값 이상이 되도록 반복 학습된, 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법.
In a lesion analysis method performed in a lesion analysis device using cerebrovascular modeling,
Receiving a cerebrovascular image by the lesion analysis device;
extracting, by the lesion analysis device, a brain blood vessel region from the brain blood vessel image;
generating a cerebrovascular model in continuous space based on the cerebrovascular region extracted by the lesion analysis device;
calculating, by the lesion analysis device, a plurality of cerebrovascular characteristics from the cerebrovascular model; and
The lesion analysis device inputs the plurality of cerebrovascular characteristics into an artificial intelligence algorithm, and the artificial intelligence algorithm extracts disease-linked attributes to derive a corresponding disease,
The artificial intelligence algorithm extracts the disease-linked properties by learning a plurality of learning data sets containing a plurality of learning cerebrovascular characteristics, and detects diseases corresponding to the learning cerebrovascular characteristics based on the extracted disease-linked properties. A lesion analysis method using cerebrovascular modeling that is derived, evaluated and compared with the correct answer data, and learned repeatedly so that the comparison value is higher than a preset standard value.
제1항에 있어서,
상기 병변 분석 장치가 상기 뇌 혈관 모델을 생성하는 단계는,
상기 뇌 혈관 영역의 표면을 등가곡면(isosurface)들로 분할하여 뇌 혈관 표면 모델을 생성하는 단계;
3차원 연속공간을 상기 등가곡면의 각 꼭지점들을 기준으로 복수의 셀들로 균등하게 분할하는 단계; 및
각 셀들의 경계면으로부터 뇌 혈관의 중심선을 추출하는 단계를 포함하는, 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법.
According to paragraph 1,
The step of generating the cerebrovascular model by the lesion analysis device,
generating a brain blood vessel surface model by dividing the surface of the brain blood vessel region into isosurfaces;
Evenly dividing a three-dimensional continuous space into a plurality of cells based on each vertex of the equivalent curved surface; and
A lesion analysis method using brain blood vessel modeling, comprising extracting the center line of the brain blood vessel from the interface of each cell.
제2항에 있어서,
복수의 셀들로 균등하게 분할하는 단계는,
상기 등가곡면의 각 꼭지점들 중 가장 가까운 꼭지점이 동일한 공간 좌표들의 집합을 하나의 셀로 설정하는 단계를 포함하는, 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법.
According to paragraph 2,
The step of dividing equally into a plurality of cells is,
A lesion analysis method using cerebrovascular modeling, comprising setting as one cell a set of spatial coordinates in which the closest vertex among the vertices of the isosurface is the same.
제2항에 있어서,
상기 뇌 혈관의 중심선을 추출하는 단계는,
상기 뇌 혈관 영역의 하부 슬라이스로부터 상기 중심선의 시작점을 결정하는 단계;
상기 뇌 혈관 영역, 또는 상기 뇌 혈관 표면 모델로부터 골격 구조를 생성하고, 상기 골격 구조를 정제하여 상기 중심선의 끝점들을 결정하는 단계; 및
상기 시작점과 상기 끝점들을 잇는 상기 각 셀들의 경계면을 트랙킹하여 중심선을 추출하는 단계;를 포함하는, 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법.
According to paragraph 2,
The step of extracting the central line of the brain blood vessel,
determining a starting point of the center line from a lower slice of the cerebrovascular region;
generating a skeletal structure from the cerebrovascular region or the cerebrovascular surface model, and refining the skeletal structure to determine endpoints of the center line; and
A lesion analysis method using cerebrovascular modeling, comprising: extracting a center line by tracking the boundary surface of each cell connecting the start point and the end point.
제4항에 있어서,
상기 중심선의 끝점들을 결정하는 단계는,
상기 뇌 혈관 영역, 또는 상기 뇌 혈관 표면 모델을 골격화하여 골격 구조를 생성하는 단계;
상기 골격 구조로부터 일정 길이 이하의 가지들을 프루닝(Pruning)하여 정제하는 단계;
정제된 골격 구조를 기초로 트리(Tree) 구조의 연결 리스트(Linked list)를 생성하는 단계; 및
상기 연결 리스트로부터 리프 노드(Leaf node)들을 특정하여 끝점들을 결정하는 단계를 포함하는, 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법.
According to paragraph 4,
The step of determining the end points of the center line is,
generating a skeletal structure by skeletonizing the brain blood vessel region or the brain blood vessel surface model;
pruning and purifying branches of a certain length or less from the skeletal structure;
Creating a linked list of a tree structure based on the refined skeletal structure; and
A lesion analysis method using cerebrovascular modeling, comprising determining endpoints by specifying leaf nodes from the linked list.
제1항에 있어서,
상기 병변 분석 장치가 상기 복수의 뇌 혈관 특성들을 산출하는 단계는,
상기 뇌 혈관 모델의 중심선의 분기점을 기준으로 뇌 혈관을 복수의 그룹들로 그룹화하는 단계; 및
상기 그룹들 각각에 대하여 상기 복수의 뇌 혈관 특성을 산출하는 단계;를 포함하는 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법.
According to paragraph 1,
The step of calculating the plurality of cerebrovascular characteristics by the lesion analysis device,
Grouping cerebral blood vessels into a plurality of groups based on a branch point of the center line of the cerebral blood vessel model; and
A lesion analysis method using cerebrovascular modeling, comprising: calculating the plurality of cerebrovascular characteristics for each of the groups.
제6항에 있어서,
상기 복수의 뇌 혈관 특성은,
뇌 혈관 단면적, 최대 내접구 반경, 최대 반경, 최소 반경, 최대-최소 반경 비율, 표면 둘레, 뒤틀림, 곡률, 환상성(circularity), 분기각 및 이들을 기초로 산출되는 계산 값 중 적어도 하나를 포함하는, 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 방법.
According to clause 6,
The characteristics of the plurality of cerebral blood vessels are,
Containing at least one of the cerebrovascular cross-sectional area, maximum inner port radius, maximum radius, minimum radius, maximum-minimum radius ratio, surface perimeter, tortuosity, curvature, circularity, divergence angle, and calculated values calculated based on these, Lesion analysis method using cerebrovascular modeling.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 뇌 혈관 영상들, 뇌 혈관 모델링 및 병변 분석을 위한 소프트웨어, 및 데이터들을 저장하는 메모리; 및
뇌 혈관 영상으로부터 뇌 혈관 영역을 추출하고,
추출된 상기 뇌 혈관 영역을 기초로, 연속 공간에서 뇌 혈관 모델을 생성하고,
상기 뇌 혈관 모델로부터 복수의 뇌 혈관 특성들을 산출하고, 산출된 상기 복수의 뇌 혈관 특성들을 인공지능 알고리즘에 입력하고, 상기 인공지능 알고리즘은 질환 연계 속성을 추출하여 대응하는 질병을 도출하도록 구성되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 인공지능 알고리즘은 복수의 학습용 뇌 혈관 특성들을 포함하는 복수의 학습 데이터 셋들을 학습하여 상기 질환 연계 속성을 추출하고, 추출된 상기 질환 연계 속성을 기초로 상기 학습용 뇌 혈관 특성들에 대응하는 질병을 도출하고, 이를 정답 데이터와 비교 평가하여, 그 비교 값이 미리 설정된 기준 값 이상이 되도록 반복 학습된, 뇌 혈관 모델링을 이용한 병변 분석 장치.
Memory for storing cerebrovascular images, software for cerebrovascular modeling and lesion analysis, and data; and
Extract the cerebrovascular region from the cerebrovascular image,
Based on the extracted cerebrovascular region, a cerebrovascular model is created in continuous space,
At least configured to calculate a plurality of cerebrovascular characteristics from the cerebrovascular model, input the calculated plurality of cerebrovascular characteristics into an artificial intelligence algorithm, and the artificial intelligence algorithm extracts disease-linked properties to derive a corresponding disease. Contains one processor,
The artificial intelligence algorithm extracts the disease-linked properties by learning a plurality of learning data sets containing a plurality of learning cerebrovascular characteristics, and detects diseases corresponding to the learning cerebrovascular characteristics based on the extracted disease-linked properties. A lesion analysis device using cerebrovascular modeling that is derived, evaluated and compared with the correct answer data, and repeatedly learned so that the comparison value is greater than a preset reference value.
컴퓨팅 장치를 이용하여 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a medium for executing the method of any one of claims 1 to 7 using a computing device.
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