KR102613537B1 - A brain CT image standard template generating device and a method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치 및 방법을 공개한다. 이 장치는 뇌 MR 템플릿과 해당 환자의 뇌 MR 영상 및 헤드 CT 영상을 입력받아 정합하여 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 헤드 CT 추출부; 상기 생성된 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 평균화된 이미지를 획득하여 헤드 CT 템플릿을 생성하는 헤드 CT 템플릿 생성부; 및 상기 생성된 헤드 CT 템플릿과 해당 환자의 상기 헤드 CT 영상을 인가받아 정합하여 표준 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 헤드 CT 템플릿 정합부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의할 경우, 헤드 CT 영상의 방대한 데이터의 처리가 가능해지고, 두개골이 포함되지 않은 헤드 CT 템플릿 영상을 생성하기 용이해 진다.The present invention discloses an apparatus and method for generating a brain CT image standard template. This device includes a head CT extraction unit that receives and matches the brain MR template and the patient's brain MR image and head CT image to generate a templated head CT image; a head CT template generator that receives the generated templated head CT image and obtains an averaged image to generate a head CT template; and a head CT template matching unit that receives and matches the generated head CT template with the head CT image of the patient to generate a standard templated head CT image. It is characterized by including. According to the present invention, it becomes possible to process a large amount of data from head CT images, and it becomes easy to generate a head CT template image that does not include the skull.
Description
본 발명은 CT 영상 템플릿 생성 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 뇌 MR 템플릿과 환자의 뇌 MR 영상 및 헤드 CT 영상을 이용하여, CT 영상 표준화를 위한 CT 템플릿을 생성할 수 있는 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for generating CT image templates, and more specifically, to a brain CT image that can generate a CT template for CT image standardization using a brain MR template, a patient's brain MR image, and a head CT image. Relates to a standard template generation device and method.
일반적으로 정보통신 기술이 다양한 산업 분야에 적용되면서, 각 분야에서 정보의 저장, 관리 기술이 발전하였다. In general, as information and communication technology is applied to various industrial fields, information storage and management technology has developed in each field.
일 예로, 의료 산업 분야에는 디지털 의료 영상의 저장 및 통신에 관한 의료영상 저장 및 통신 시스템(Picture Archiving and Communication System, PACS)가 도입되어, 각 병원에서는 의료영상을 저장하고 관리할 수 있다. For example, in the medical industry, the Picture Archiving and Communication System (PACS) for storage and communication of digital medical images has been introduced, allowing each hospital to store and manage medical images.
의료영상 저장 및 통신 시스템은 각종 의료 장비에서 촬영된 환자의 신체 부위에 대한 의료영상을 디지털 데이터로 변환하여 저장매체에 저장한다.The medical image storage and communication system converts medical images of patient body parts captured by various medical equipment into digital data and stores them in a storage medium.
의사는 컴퓨터 모니터를 통해 병원의 각 진료실에서 원하는 환자의 의료영상, 이력 등을 조회하고 확인할 수 있다. Doctors can view and check the medical images and medical history of the desired patient in each clinic room of the hospital through a computer monitor.
또한, 판독의는 의료영상을 이용하여 환자의 현재 상태나 질병을 판독하고, 판독 결과에 따라 환자의 진료 또는 치료에 필요한 조치를 수행할 수 있다.Additionally, a medical doctor can use medical images to read a patient's current condition or disease, and take necessary measures to treat or treat the patient based on the reading results.
그런데, 의료 영상의 경우에 한 사람의 환자에게서 만들어지는 영상의 크기가 많게는 수 기가바이트(Gb) 단위까지 올라가는 대용량 데이터이다. However, in the case of medical images, the size of an image created from a single patient is a large amount of data, up to several gigabytes (Gb).
따라서, 이런 의료 영상 데이터들을 학습데이터로 활용하기 위해서는 자동화된 영상 분류 및 표준화 시스템의 필요성이 매우 커지고 있다.Therefore, in order to utilize such medical image data as learning data, the need for an automated image classification and standardization system is increasing.
하지만, 기존 시스템의 경우 단순히 영상 자체에 부여된 태그(Tag) 값을 통해 영상을 입력자가 직접 분류해서 입력해야 하는 상황이다. However, in the case of the existing system, the inputter must manually classify and input the video simply through the tag value assigned to the video itself.
그리고, 입력된 데이터를 사용하기 위해서는 영상을 직접 열어보고 일일이 확인해야 하는 번거로움이 있었다.Also, in order to use the entered data, there was the inconvenience of having to open the video directly and check it one by one.
뿐만 아니라, 데이터의 표준이 따로 존재하지 않아 데이터를 수집하는 기존의 수집 에이전트는 쌓이는 의료영상 데이터에 기본적인 분류 작업만 진행한 다음 단순히 쌓아두는 형식으로 작업을 진행하고 있는 실정이다.In addition, since there is no separate data standard, existing collection agents that collect data only perform basic classification tasks on the accumulated medical image data and then simply stack them.
한편, 기존의 뇌 영상 정합 기술(brain imaging registration)은 MR 영상의 경우 여러 사람의 뇌 영상을 통합한 표준 뇌(MNI152, MNI305, NKI, Oasis 등)가 존재하며, 새로운 뇌 영상 처리시 표준 뇌 영상으로의 정합을 기반으로 모든 처리를 진행하게 된다. Meanwhile, in the case of existing brain imaging registration technology, in the case of MR images, there is a standard brain (MNI152, MNI305, NKI, Oasis, etc.) that integrates brain images of several people, and when processing new brain images, standard brain images are used. All processing is carried out based on the matching.
또한, 뇌 손상을 갖는 환자의 연구는 뇌 구조와 기능 사이의 관계를 연구하기 위한 가치 있는 도구이다. Additionally, the study of patients with brain damage is a valuable tool for studying the relationship between brain structure and function.
병변-증상 매핑 연구는 다양한 인지 기능의 신경 해부학적 상관에서 가치 있는 통찰력(insights)을 제공한다.Lesion-symptom mapping studies provide valuable insights into the neuroanatomical correlates of various cognitive functions.
병변-증상 매핑에 대한 전통적인 접근법은 하나 이상의 미리 정해진 위치에서 병변과 함께 환자의 그룹의 성능을 비교하는 것을 포함한다. Traditional approaches to lesion-symptom mapping involve comparing the performance of groups of patients with lesions at one or more predetermined locations.
최근에, 영상 내의 각각의 개별 위치(즉, 복셀)에서의 뇌 손상 및 행동 성능 사이의 연관의 가정이 없는 계산을 가능하게 하는 복셀-기반 병변-증상 매핑(voxel-based lesion-symptom mapping, VLSM)과 같은 더욱 정교한 방법이 출현하였다. Recently, voxel-based lesion-symptom mapping (VLSM) allows assumption-free calculation of the association between brain damage and behavioral performance at each individual location (i.e., voxel) within the image. ), more sophisticated methods have emerged.
복셀 방식 분석을 수행하기 위한 전제조건은 병변이 구획되고 표준 공간에 등록되어야 한다는 것이다. A prerequisite for performing voxel-wise analysis is that the lesion must be segmented and registered in a standard space.
병변의 분절은 구조적 영상화(일반적으로 CT 또는 MRI T1-또는 T2-가중 서열) 에서 수동으로 또는 반자동으로 병변 위치의 윤곽을 그림으로써 수행된다. Segmentation of the lesion is performed by delineating the lesion location manually or semi-automatically on structural imaging (usually CT or MRI T1- or T2-weighted sequences).
각각의 대상체에 대한 병변 마스크에서, 모든 병변 마스크는 표준화된 좌표계로 변형된다. In the lesion mask for each subject, all lesion masks are transformed into a standardized coordinate system.
이 표준화된 좌표계에서 각 복셀은 각 개체에 대한 그 특정 위치에서 병변의 존재 또는 부재에 관한 정보를 포함한다. Each voxel in this standardized coordinate system contains information about the presence or absence of a lesion at that specific location for each individual.
또한, VLSM 접근법은 특정 위치 및 인지 성능에서 병변의 발생 사이의 관계를 조사하는데 사용된다. Additionally, the VLSM approach is used to investigate the relationship between the occurrence of lesions at specific locations and cognitive performance.
MNI152 표준-공간 MRI T1-가중 평균 구조 템플릿 이미지인 MNI152 템플릿은 모든 병변 마스크가 변환되는 표준화된 좌표 시스템으로 종종 사용된다. The MNI152 template, a standard-space MRI T1-weighted average structural template image, is often used as a standardized coordinate system into which all lesion masks are transformed.
이 MNI152 주형은 152 개의 개별 이미지로부터 유도되며, 이는 다수의 해부학적 아틀라제가 이용 가능하여, 병변-증상 매핑을 수행할 때 인기있는 선택을 한다. This MNI152 template is derived from 152 individual images, with multiple anatomical atlases available, making it a popular choice when performing lesion-symptom mapping.
예를 들어, 허혈성 뇌 병변은 종종 더 높은 가용성 및 더 짧은 획득 시간 때문에 CT를 사용하여 이미징되는 반면, MNI152 템플릿은 MR 이미지에 기초하는데, 이는 등록 절차를 복잡하게 한다. For example, ischemic brain lesions are often imaged using CT because of its higher availability and shorter acquisition time, whereas the MNI152 template is based on MR images, which complicates the registration procedure.
이들의 공통 솔루션은 각 피험자의 T1-가중된 MR 이미지를 획득하고 2-단계 등록을 수행한다는 것이다. Their common solution is to acquire T1-weighted MR images of each subject and perform two-step registration.
이로써, CT 이미지는 T1-가중 이미지와 MNI152 템플릿에 T1-가중된 이미지에 등록된다. Thereby, the CT image is registered to the T1-weighted image and the T1-weighted image to the MNI152 template.
두 변환은 CT 영상을 표준 좌표 공간으로 직접 변환시키도록 조합된다. The two transformations are combined to directly transform the CT image into standard coordinate space.
이 때, 허혈성 병변에서 CT 이미지는 MNI152 주형에 직접 등록되어야 하는데, 정합 절차가 헤드의 모달리티(modality) 및 형상(shape)의 차이를 다루어야 하기 때문에 절차가 더욱 복잡한 단점이 있었다. At this time, CT images from ischemic lesions must be registered directly to the MNI152 template, but the registration procedure has the disadvantage of being more complicated because it must deal with differences in the modality and shape of the head.
또한, 헤드 CT의 경우에는 표준 뇌 영상과 같이 정합의 목표가 되는 템플릿 영상들이 존재하지 않아 뇌 영상 정합 기법들을 적용할 수가 없는 한계가 있었다.In addition, in the case of head CT, there are no template images that are the target of registration like standard brain images, so there is a limitation in applying brain image registration techniques.
예를 들어, 국내등록특허 10-1825719 B1은 임상 뇌 영상의 템플릿 영상을 표준 뇌 영상으로 변환하여 제공하는 기술로서, 사람마다 뇌의 모양과 크기가 다른 임상 뇌 영상에 해당하는 표준 뇌 영상을 찾고, 표준 뇌 영상에 임상 뇌 영상을 정합시켜 뇌 영상을 일반화하는 방법에 관한 기술이 제시되었다.For example, domestic registered patent 10-1825719 B1 is a technology that converts and provides template images of clinical brain images into standard brain images. It searches for standard brain images corresponding to clinical brain images where the brain shape and size are different for each person. , a technique for generalizing brain images by registering clinical brain images to standard brain images was presented.
하지만, 상기 선행 기술은 사전 정의된 표준 뇌들에 대한 복수의 제1 영상들 각각에서 특징을 추출하고, 뇌의 크기와 모양에 따라 서로 다르게 추출된 특징을 포함한 특징 벡터를 글로벌 특징으로 양자화하여 길이를 맞추는 단계를 포함할 뿐, CT 영상이 아닌 MR 영상의 표준화 방안에 관련된 것이 아니다.However, the prior art extracts features from each of a plurality of first images of predefined standard brains, and quantizes feature vectors including features extracted differently according to the size and shape of the brain into global features to reduce the length. It only includes a matching step and is not related to standardization of MR images, not CT images.
반면, 보통 헤드 CT의 경우 해상도가 MR 영상에 미치지는 못하나, 자료의 수가 방대하고 두개골(skull)을 제거하기 쉬운 장점이 있다. On the other hand, head CT usually does not have the same resolution as MR images, but has the advantage of having a large amount of data and making it easy to remove the skull.
또한, 뇌 MR 영상은 최근 활발하게 분석이 이루어져 템플릿 영상이 존재하고 있으나, CT는 역사 및 자료량에 비해 활발하게 사용되지 못하고 있는 실정이므로, CT의 분석에 가장 기초적으로 사용되는 헤드 CT 템플릿을 생성할 수 있는 새로운 차원의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 기술의 필요성이 대두되고 있다.In addition, brain MR images have recently been actively analyzed and template images exist, but CT is not actively used compared to the history and amount of data, so it is difficult to create a head CT template, which is the most basic used in CT analysis. The need for a new level of brain CT image standard template creation technology is emerging.
본 발명의 목적은 뇌 MR 영상과 이에 대응되는 헤드 CT 영상을 사용하여, 기존에 생성하기 난해했던 헤드 CT에서의 템플릿 이미지를 생성할 수 있는 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치를 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to provide a brain CT image standard template generation device that can generate template images from head CT, which were previously difficult to create, using brain MR images and corresponding head CT images.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for generating a brain CT image standard template to achieve the above object.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood through the following description and will be more clearly understood through the examples of the present invention. In addition, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof as indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치는 뇌 MR 템플릿과 해당 환자의 뇌 MR 영상 및 헤드 CT 영상을 입력받아 정합하여 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 헤드 CT 추출부; 상기 생성된 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 평균화된 이미지를 획득하여 헤드 CT 템플릿을 생성하는 헤드 CT 템플릿 생성부; 및 상기 생성된 헤드 CT 템플릿과 해당 환자의 상기 헤드 CT 영상을 인가받아 정합하여 표준 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 헤드 CT 템플릿 정합부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The brain CT image standard template generating device of the present invention for achieving the above object includes a head CT extraction unit that receives and matches the brain MR template and the patient's brain MR image and head CT image to generate a templated head CT image; a head CT template generator that receives the generated templated head CT image and obtains an averaged image to generate a head CT template; and a head CT template matching unit that receives and matches the generated head CT template with the head CT image of the patient to generate a standard templated head CT image. It is characterized by including.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치의 상기 헤드 CT 추출부는 해당 환자의 상기 뇌 MR 영상과 상기 뇌 MR 템플릿을 입력받아 정합하여 영상 변형 공간 정보를 획득하는 MR 영상 정합 모듈; 및 상기 생성된 영상 변형 공간 정보를 인가받아, 해당 환자의 다른 모달리티 영상에 적용하여 템플릿에 동일하게 영상을 변형시켜 상기 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 영상 변형 모듈; 을 복수개로 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the head CT extraction unit of the brain CT image standard template generating device of the present invention is an MR image matching module that receives and matches the brain MR image of the patient and the brain MR template to obtain image deformation space information. ; and an image transformation module that receives the generated image transformation space information, applies it to other modality images of the patient, transforms the image identically to the template, and generates the templated head CT image. It is characterized by including a plurality of.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치의 상기 헤드 CT 템플릿 생성부는 상기 복수개의 영상 변형 모듈 각각으로부터 상기 생성된 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 상기 헤드 CT 템플릿을 생성하는 템플릿 생성 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.The head CT template generator of the brain CT image standard template generating device of the present invention for achieving the above object receives the generated templated head CT image from each of the plurality of image transformation modules and generates the head CT template. creation module; It is characterized by including.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치의 상기 헤드 CT 템플릿 정합부는 해당 환자의 상기 헤드 CT 영상과 상기 템플릿 생성 모듈로부터 상기 생성된 헤드 CT 템플릿을 인가받아 상기 표준 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 CT 영상 정합 모듈; 을 복수개로 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the head CT template matching unit of the brain CT image standard template generating device of the present invention receives the head CT image of the patient and the generated head CT template from the template generation module, and receives the standard templated head. A CT image registration module that generates a CT image; It is characterized by including a plurality of.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치의 상기 MR 영상 정합 모듈 및 상기 CT 영상 정합 모듈은 병진(translation), 회전(rotation) 및 비선형 변형(nonlinear deformation)을 적용하여 영상을 정합하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the MR image registration module and the CT image registration module of the brain CT image standard template generation device of the present invention apply translation, rotation, and nonlinear deformation to create an image. It is characterized by matching.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치의 상기 헤드 CT 템플릿 생성부는 상기 템플릿 생성 모듈이 복수개의 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 평균화한 후에, 각각의 인덱스 위치에 값을 기록하여 상기 평균화된 이미지를 획득하고, 상기 생성한 상기 헤드 CT 템플릿을 의료영상 이미지 파일 포맷으로 저장하는 것을 특징으로 한다.The head CT template generator of the brain CT image standard template generator of the present invention to achieve the above object receives and averages a plurality of templated head CT images, and then records a value at each index position. The averaged image is obtained, and the generated head CT template is stored in a medical image file format.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치의 상기 표준 템플릿 생성 장치는 해당 환자의 헤드 CT 영상을 기초로 하여 의료 기관의 환자 영상 관리 시스템의 플러그인 용도로 사용되는 것을 특징으로 한다.The standard template generating device of the brain CT image standard template generating device of the present invention to achieve the above object is characterized in that it is used as a plug-in for a patient image management system of a medical institution based on the head CT image of the patient. .
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법은 (a) 헤드 CT 추출부가 뇌 MR 템플릿과 해당 환자의 뇌 MR 영상 및 헤드 CT 영상을 입력받아 정합하여 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 단계; (b) 헤드 CT 템플릿 생성부가 상기 생성된 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 평균화된 이미지를 획득하여 헤드 CT 템플릿을 생성하는 단계; 및 (c) 헤드 CT 템플릿 정합부가 상기 생성된 헤드 CT 템플릿과 해당 환자의 상기 헤드 CT 영상을 인가받아 정합하여 표준 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for generating a standard brain CT image template of the present invention to achieve the above other objectives is (a) the head CT extraction unit receives and matches the brain MR template with the patient's brain MR image and head CT image to create a templated head CT image. generating step; (b) a head CT template generator generating a head CT template by receiving the generated templated head CT image and obtaining an averaged image; and (c) a head CT template registration unit receiving and matching the generated head CT template and the head CT image of the patient to generate a standard templated head CT image; It is characterized by including.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법의 상기 (a) 단계는 MR 영상 정합 모듈이 해당 환자의 상기 뇌 MR 영상과 상기 뇌 MR 템플릿을 입력받아 정합하여 영상 변형 공간 정보를 획득하는 단계; 및 영상 변형 모듈이 상기 생성된 영상 변형 공간 정보를 인가받아, 해당 환자의 다른 모달리티 영상에 적용하여 템플릿에 동일하게 영상을 변형시켜 상기 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In step (a) of the brain CT image standard template generation method of the present invention for achieving the above other object, the MR image registration module receives and matches the brain MR image of the patient and the brain MR template to generate image deformation space information. Obtaining a; and an image transformation module receiving the generated image transformation space information, applying it to another modality image of the patient, transforming the image identically to the template, and generating the templated head CT image. It is characterized by including.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법의 상기 다른 모달리티 영상은 CT, DTI 및 f-MRI 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The other modality images of the brain CT image standard template generation method of the present invention for achieving the above other purposes include CT, DTI, and f-MRI.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법의 상기 영상 변형 공간 정보에는 상기 뇌 MR 영상에서 상기 MR 템플릿 영상으로 정합되어지는 과정이 포함되어 있는 수치값이 저장되는 것을 특징으로 한다.The image transformation space information of the brain CT image standard template generation method of the present invention for achieving the other object is characterized in that a numerical value including a process of matching the brain MR image to the MR template image is stored. do.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법의 상기 생성된 헤드 CT 템플릿의 공간 정보는 역으로 적용시 헤드 CT 마스크, 분할(parcellation) 및 관심 영역(ROI) 정보가 되는 것을 특징으로 한다.The spatial information of the generated head CT template in the brain CT image standard template generation method of the present invention for achieving the above other object becomes head CT mask, parcellation, and region of interest (ROI) information when applied inversely. It is characterized by
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법은 해당 환자의 헤드 CT 영상을 기초로 하여 치매 진단 소프트웨어용으로 사용되는 것을 특징으로 한다.The brain CT image standard template generation method of the present invention to achieve the above other object is characterized in that it is used for dementia diagnosis software based on the head CT image of the patient.
기타 실시예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in “Specific Details for Carrying Out the Invention” and the accompanying “Drawings.”
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.The advantages and/or features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the various embodiments described in detail below along with the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.However, the present invention is not limited to the configuration of each embodiment disclosed below, but may also be implemented in various different forms, and each embodiment disclosed in this specification serves to ensure that the disclosure of the present invention is complete. It is provided to fully inform those skilled in the art of the present invention of the scope of the present invention, and it should be noted that the present invention is only defined by the scope of each claim in the claims.
본 발명에 의할 경우, 헤드 CT 영상의 방대한 데이터의 처리가 가능해 지고, 두개골이 포함되지 않은 헤드 CT 템플릿 영상을 생성하기 용이해 진다.According to the present invention, it becomes possible to process a large amount of data from head CT images, and it becomes easy to generate a head CT template image that does not include the skull.
또한, 헤드 CT 영상뿐 아니라 다른 신체 부위에 대한 CT 영상에도 활용이 가능하고, 헤드 CT 영상을 이용하여 치매 진단 소프트웨어용으로 활용될 수 있다.In addition, it can be used not only for head CT images but also for CT images of other body parts, and head CT images can be used for dementia diagnosis software.
또한, 병원 등의 의료기관에서 사용하는 환자 영상 관리 시스템의 플러그인 용도로도 활용될 수 있게 된다.Additionally, it can be used as a plug-in for patient image management systems used in medical institutions such as hospitals.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 소정의 종합병원에서 실제로 소정 인원의 환자를 대상으로 하여 헤드 CT 템플릿 영상을 생성한 결과 영상으로서, 두개골이 포함된 헤드 CT 템플릿 영상의 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 소정의 종합병원에서 실제로 소정 인원의 환자를 대상으로 하여 헤드 CT 템플릿 영상을 생성한 결과 영상으로서, 두개골이 포함되지 않은 헤드 CT 템플릿 영상의 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 소정의 종합병원에서 실제로 소정 인원의 환자를 대상으로 하여 헤드 CT 템플릿 영상을 생성한 결과 영상으로서, 헤드 CT 템플릿 영상과 매칭되는 마스크 영상의 사진이다.Figure 1 is a block diagram of an apparatus for generating a brain CT image standard template according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart for explaining the operation of a method for generating a brain CT image standard template according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a result of generating a head CT template image for a certain number of patients at a certain general hospital according to an embodiment of the present invention, and is a photo of the head CT template image including the skull.
Figure 4 is a result of generating a head CT template image for a certain number of patients at a certain general hospital according to an embodiment of the present invention, and is a photo of the head CT template image that does not include the skull.
Figure 5 is a result of generating a head CT template image for a certain number of patients at a general hospital according to an embodiment of the present invention, and is a photo of a mask image matching the head CT template image.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있다.Before explaining the present invention in detail, the terms or words used in this specification should not be construed as unconditionally limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor of the present invention should not use the terms and conditions to explain his invention in the best way. The concepts of various terms can be appropriately defined and used.
더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.Furthermore, it should be noted that these terms and words should be interpreted with meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다.That is, the terms used in this specification are only used to describe preferred embodiments of the present invention, and are not used with the intention of specifically limiting the content of the present invention.
이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.It should be noted that these terms are defined in consideration of various possibilities of the present invention.
또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Additionally, in this specification, singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates a different meaning.
또한, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.Additionally, it should be noted that even if similarly expressed in plural, it may have a singular meaning.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.Throughout this specification, when a component is described as “including” another component, it does not exclude any other component, but includes any other component, unless specifically stated to the contrary. It could mean that you can do it.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있다.Furthermore, when a component is described as being “installed within or connected to” another component, this component may be installed in direct connection or contact with the other component.
또한, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있다.In addition, they may be installed at a certain distance, and in the case where they are installed at a certain distance, there may be a third component or means for fixing or connecting the component to another component. .
한편, 상기 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.Meanwhile, it should be noted that the description of the third component or means may be omitted.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.On the other hand, when a component is described as being “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that no third component or means is present.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.Likewise, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between", or "neighboring" and "directly neighboring", have the same meaning. It should be interpreted as
또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용된다.In addition, in this specification, terms such as "one side", "other side", "one side", "the other side", "first", "second", etc. refer to one component with respect to another component. It is used to clearly distinguish from elements.
하지만, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.However, it should be noted that the meaning of the corresponding component is not limited by such a term.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 한다.In addition, in this specification, terms related to position such as “top”, “bottom”, “left”, “right”, etc., if used, should be understood as indicating the relative position of the corresponding component in the corresponding drawing.
또한, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니 된다.Additionally, unless the absolute location is specified, these location-related terms should not be understood as referring to the absolute location.
더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미한다.Moreover, in the specification of the present invention, terms such as “… unit”, “… unit”, “module”, “device”, etc., when used, mean a unit capable of processing one or more functions or operations.
이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.It should be noted that this can be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.In the drawings attached to this specification, the size, position, connection relationship, etc. of each component constituting the present invention is exaggerated, reduced, or omitted in order to convey the idea of the present invention sufficiently clearly or for convenience of explanation. It may be described, and therefore its proportions or scale may not be exact.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다. In addition, hereinafter, in describing the present invention, detailed descriptions of configurations that are judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, for example, known technologies including prior art, may be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치의 블록도로서, 헤드 CT 추출부(100), 헤드 CT 템플릿 생성부(200), 헤드 CT 템플릿 정합부(300)를 구비한다.Figure 1 is a block diagram of a brain CT image standard template generation device according to an embodiment of the present invention, and includes a head CT extraction unit 100, a head CT template creation unit 200, and a head CT template matching unit 300. do.
헤드 CT 추출부(100)는 복수개의 MR 영상 정합 모듈(110-1 내지 110-N) 및 복수개의 영상 변형 모듈(120-1 내지 120-N)을 구비하고, 헤드 CT 템플릿 생성부(200)는 템플릿 생성 모듈(210)을 구비하며, 헤드 CT 템플릿 정합부(300)는 복수개의 CT 영상 정합 모듈(310-1 내지 310-N)을 구비한다. The head CT extraction unit 100 includes a plurality of MR image registration modules (110-1 to 110-N) and a plurality of image transformation modules (120-1 to 120-N), and a head CT template creation unit 200. includes a template generation module 210, and the head CT template matching unit 300 includes a plurality of CT image matching modules 310-1 to 310-N.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.Figure 2 is a flowchart for explaining the operation of a method for generating a brain CT image standard template according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법의 동작을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. With reference to FIGS. 1 and 2 , the operation of the brain CT image standard template generation method according to an embodiment of the present invention will be briefly described as follows.
헤드 CT 추출부(100)가 뇌 MR 템플릿과 해당 환자의 뇌 MR 영상 및 헤드 CT 영상을 입력받아(S100) 정합하여 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성한다(S200). The head CT extraction unit 100 receives the brain MR template and the corresponding patient's brain MR image and head CT image (S100) and matches them to generate a templated head CT image (S200).
즉, 헤드 CT 추출부(100) 내 MR 영상 정합 모듈(110-1 내지 110-N)이 복수개로 구비되어, 해당 환자의 뇌 MR 영상과 뇌 MR 템플릿을 입력받아 정합하여 영상 변형 공간 정보를 획득한다.That is, the head CT extraction unit 100 is provided with a plurality of MR image registration modules 110-1 to 110-N to receive and match the patient's brain MR image and the brain MR template to obtain image deformation spatial information. do.
또한, 헤드 CT 추출부(100) 내 영상 변형 모듈이 복수개(120-1 내지 120-N)로 구비되어, MR 영상 정합 모듈(110-1 내지 110-N)에서 생성된 영상 변형 공간 정보를 인가받아, 해당 환자의 다른 모달리티 영상에 적용하여 템플릿에 동일하게 영상을 변형시켜 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성한다.In addition, the head CT extraction unit 100 is provided with a plurality of image deformation modules (120-1 to 120-N) to apply image deformation space information generated by the MR image registration modules (110-1 to 110-N). Then, apply it to other modality images of the patient, transform the image identically to the template, and create a templated head CT image.
CT 템플릿 생성부(200)가 헤드 CT 추출부(100)로부터 생성된 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 평균화된 이미지를 획득하여(S300) 헤드 CT 템플릿을 생성한다(S400).The CT template generator 200 receives the templated head CT image generated from the head CT extractor 100, obtains an averaged image (S300), and generates a head CT template (S400).
즉, CT 템플릿 생성부(200) 내 템플릿 생성 모듈(210)이 단수개로 구비되어, 복수개의 영상 변형 모듈(120-1 내지 120-N) 각각으로부터 생성된 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 헤드 CT 템플릿을 생성한다.That is, the CT template generation unit 200 includes a single template generation module 210, which receives the templated head CT image generated from each of the plurality of image transformation modules 120-1 to 120-N and performs head CT Create a template.
CT 템플릿 정합부(300)가 CT 템플릿 생성부(200)로부터 생성된 헤드 CT 템플릿과 해당 환자의 헤드 CT 영상을 인가받아(S500) 정합하여 표준 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성한다(S600). The CT template matching unit 300 receives the head CT template generated from the CT template generating unit 200 and the head CT image of the patient (S500) and matches them to generate a standard templated head CT image (S600).
즉, CT 템플릿 정합부(300) 내 CT 영상 정합 모듈이 복수개(310-1 내지 310-N)로 구비되어, 해당 환자의 헤드 CT 영상과 템플릿 생성 모듈(210)로부터 생성된 헤드 CT 템플릿을 인가받아 표준 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성한다.That is, a plurality of CT image matching modules (310-1 to 310-N) in the CT template matching unit 300 are provided to apply the head CT image of the patient and the head CT template generated from the template generation module 210. Receive and generate a standard templated head CT image.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 소정의 종합병원에서 실제로 소정 인원의 환자를 대상으로 하여 헤드 CT 템플릿 영상을 생성한 결과 영상으로서, 두개골이 포함된 헤드 CT 템플릿 영상의 축 방향(axial view) 영상(a), 관상 면(coronal view) 영상(b), 시상 면(coronal view) 영상(c)에 대한 사진이다.Figure 3 is a result image of generating a head CT template image for a certain number of patients at a certain general hospital according to an embodiment of the present invention, and is an axial view of the head CT template image including the skull. ) These are pictures of the image (a), coronal view image (b), and sagittal view image (c).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 소정의 종합병원에서 실제로 소정 인원의 환자를 대상으로 하여 헤드 CT 템플릿 영상을 생성한 결과 영상으로서, 두개골이 포함되지 않은 헤드 CT 템플릿 영상의 축 방향(axial view) 영상(a), 관상 면(coronal view) 영상(b), 시상 면(coronal view) 영상(c)에 대한 사진이다.Figure 4 is a result image of generating a head CT template image for a certain number of patients at a certain general hospital according to an embodiment of the present invention, and is an axial image of the head CT template image that does not include the skull. These are pictures of the view) image (a), coronal view image (b), and sagittal view image (c).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 소정의 종합병원에서 실제로 소정 인원의 환자를 대상으로 하여 헤드 CT 템플릿 영상을 생성한 결과 영상으로서, 헤드 CT 템플릿 영상과 매칭되는 마스크 영상의 축 방향(axial view) 영상(a), 관상 면(coronal view) 영상(b), 시상 면(coronal view) 영상(c)에 대한 사진이다.Figure 5 is a result image of generating a head CT template image for a certain number of patients at a certain general hospital according to an embodiment of the present invention, and shows the axial direction of the mask image matching the head CT template image. View) image (a), coronal view image (b), and sagittal view image (c).
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치의 유기적인 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다.With reference to FIGS. 1 to 5 , the organic operation of the brain CT image standard template generating device according to an embodiment of the present invention will be described in detail as follows.
헤드 CT 추출부(100)는 입력 파일로서 뇌 MR 템플릿과, 해당 환자의 뇌 MR 영상 및 헤드 CT 영상을 입력받는다.The head CT extraction unit 100 receives a brain MR template, a brain MR image, and a head CT image of the patient as input files.
뇌 MR 템플릿은 기존에 영상 의료 분야에서 범용적으로 사용되는 T1 템플릿으로서, 본 실시예에서는 어떠한 템플릿을 사용해도 무방하다.The brain MR template is a T1 template that is commonly used in the medical imaging field, and any template may be used in this embodiment.
여기에서, T1 템플릿은 이완 시간(T1)에 따른 강조 영상을 나타내는 템플릿을 의미한다.Here, the T1 template refers to a template representing a highlighted image according to the relaxation time (T1).
해당 환자의 뇌 MR 영상 및 헤드 CT 영상은 각각 임의의 한 환자에 대해 MRI로 획득된 T1 영상과, 헤드 CT 영상을 의미한다.The brain MR image and head CT image of the patient refer to a T1 image and a head CT image obtained by MRI for a random patient, respectively.
두 영상은 동일한 환자를 대상으로 하므로 같은 공간에 위치하고 있음을 전제로 하지만, 만일 같은 공간에 위치하고 있지 않는 경우 병진(translation) 및 회전(rotation) 만으로 매칭시킬 수 있다.Since the two images are for the same patient, it is assumed that they are located in the same space. However, if they are not located in the same space, they can be matched only through translation and rotation.
또한, 헤드 CT 추출부(100)는 처리 모듈로서 MR 영상 정합 모듈(110-1 내지 110-N)과, 영상 변형 모듈(120-1 내지 120-N)을 포함한다.Additionally, the head CT extraction unit 100 includes MR image registration modules 110-1 to 110-N and image transformation modules 120-1 to 120-N as processing modules.
MR 영상 정합 모듈(110-1 내지 110-N)은 영상 변형 공간 정보 획득을 위해서 기존에 주지된 기법을 사용하여 뇌 MR 영상과 뇌 MR 템플릿을 정합한다.The MR image registration modules 110-1 to 110-N register the brain MR image and the brain MR template using a well-known technique to obtain image transformation spatial information.
이때, 병진(translation), 회전(rotation) 및 비선형 변형(nonlinear deformation)의 3 단계를 적용하여 뇌 MR 영상과 뇌 MR 템플릿을 정합한 후에, 영상 변형 공간 정보를 생성한다.At this time, three steps of translation, rotation, and nonlinear deformation are applied to match the brain MR image and the brain MR template, and then image deformation spatial information is generated.
영상 변형 공간 정보에는 뇌 MR 영상에서 뇌 MR 템플릿 영상으로 정합되어지는 과정이 포함되어 있는 수치값이 저장된다.The image transformation spatial information stores numerical values that include the process of matching the brain MR image to the brain MR template image.
영상 변형 모듈(120-1 내지 120-N)은 MR 영상 정합 모듈(110-1 내지 110-N)에서 생성된 영상 변형 공간 정보를 인가받아, 동일한 환자의 다른 모달리티(modality, 예를 들어, CT, DTI, f-MRI 등) 영상에 적용하여 템플릿에 동일하게 영상을 변형시킨다.The image deformation modules 120-1 to 120-N receive image deformation space information generated by the MR image registration modules 110-1 to 110-N, and use different modalities (e.g., CT) of the same patient. , DTI, f-MRI, etc.) and transform the image identically to the template.
이에 따라, 영상 변형 공간에서 최대한 변형된 템플릿화 헤드 CT 영상이 생성되어 출력된다.Accordingly, a templated head CT image that is maximally deformed in the image deformation space is generated and output.
헤드 CT 템플릿 생성부(200) 내 템플릿 생성 모듈(210)은 헤드 CT 추출부(100)에서 생성된 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 평균화된 이미지를 획득하여 헤드 CT 템플릿을 생성하고, 의료영상 이미지로 저장한다.The template creation module 210 in the head CT template creation unit 200 receives the templated head CT image generated by the head CT extraction unit 100, acquires an averaged image, and generates a head CT template and medical imaging image. Save it as
즉, 헤드 CT 추출부(100)에서 생성된 템플릿화 헤드 CT 영상들(템플릿화 헤드 CT 영상1 내지 템플릿화 헤드 CT 영상N)에 대하여 템플릿과 동일한 사이즈를 갖는 저장을 위한 이미지(예를 들어, m x n x k)를 생성한 후에, 복셀(voxel) 단위로 평균화된 이미지를 획득한다. That is, for the templated head CT images (templated head CT image 1 to templated head CT image N) generated in the head CT extraction unit 100, an image for storage having the same size as the template (e.g., After generating m x n x k), an averaged image is acquired in voxel units.
예를 들어, 템플릿 변형된 템플릿화 헤드 CT 영상1 내지 템플릿화 헤드 CT 영상N 개체들의 인덱스 위치 [1,1,1]의 값 N 개를 수집하여 평균값을 산출한 후, 산출된 평균값을 저장하고자 하는 영상의 인덱스 위치 [1,1,1]에 기록한다.For example, to collect N values of the index positions [1,1,1] of the template transformed template head CT image 1 to template head CT image N objects, calculate the average value, and then store the calculated average value. It is recorded at the index position [1,1,1] of the video being recorded.
또한, 인덱스 위치 [1,1,2]의 값 N 개를 수집하여 평균값을 산출한 후, 산출된 평균값을 저장하고자 하는 영상의 인덱스 위치 [1,1,2]에 기록하고, 마찬가지로 마지막 인덱스 위치 [m, n, k]까지 값의 기록을 반복 수행한다.In addition, after collecting N values at index positions [1,1,2] and calculating the average value, the calculated average value is recorded at the index position [1,1,2] of the image to be stored, and similarly at the last index position. Repeat recording of values up to [m, n, k].
이와 같이 템플릿화 헤드 CT 영상1 내지 템플릿화 헤드 CT 영상N 개체들의 인덱스 위치 [1,1,1]부터 [m, n, k]까지 값을 기록하여 평균화된 이미지를 획득하고, 의료영상 이미지 파일 포맷으로 저장한다.In this way, the values from the index positions [1,1,1] to [m, n, k] of the templated head CT image 1 to the templated head CT image N objects are recorded to obtain an averaged image, and the medical image image file is obtained. Save it in format.
이렇게 생성된 헤드 CT 템플릿은 뇌 MR 템플릿과 유사하게 사용될 수 있다.The head CT template created in this way can be used similarly to the brain MR template.
헤드 CT 템플릿 정합부(300) 내 CT 영상 정합 모듈(310-1 내지 310-N)은 헤드 CT 템플릿 생성부(200)에서 생성된 헤드 CT 템플릿과 해당 환자의 헤드 CT 영상을 인가받아, 영상 변형 공간을 병진(translation), 회전(rotation) 및 비선형 변형(nonlinear deformation)의 3 단계를 적용하여 정합한다.The CT image matching modules 310-1 to 310-N in the head CT template matching unit 300 receive the head CT template generated in the head CT template generating unit 200 and the head CT image of the patient, and modify the image. Space is registered by applying three steps: translation, rotation, and nonlinear deformation.
이를 통해 템플릿화 헤드 CT 영상이 생성되어 출력되는데, 헤드 CT 추출부(100)에서 생성된 템플릿화 헤드 CT 영상과 차이점은 MR 영상 없이 오직 CT 영상을 이용해서 생성된다는 점이다.Through this, a templated head CT image is generated and output. The difference from the templated head CT image generated in the head CT extraction unit 100 is that it is generated using only a CT image without an MR image.
이것을 역으로 적용하면, 각각의 헤드 CT 템플릿의 공간 정보를 각 환자별 헤드 CT 영상에 적용할 수 있으며, 헤드 CT 템플릿의 공간 정보는 헤드 CT 마스크 뿐 아니라, 각종 분할(parcellation) 및 관심 영역(region of interest, ROI) 정보가 될 수 있다.If this is applied in reverse, the spatial information of each head CT template can be applied to the head CT image for each patient, and the spatial information of the head CT template can be used not only for the head CT mask, but also for various parcellations and regions of interest. of interest, ROI) information.
예를 들어, 각종 분할 정보로서 당업계에서 주지된 AAL90, desikan-killiany 정보들 외에 헤드 CT 템플릿과 매칭되는 분할 정보가 모두 사용 가능하고, 관심 영역 정보로서 헤드 CT 템플릿 상에서 드로잉(drawing)을 통해 연구자 또는 개발자가 정의한 영역 정보가 모두 사용 가능하다.For example, in addition to AAL90 and desikan-killiany information known in the art as various segmentation information, all segmentation information matching the head CT template can be used, and as region of interest information, researchers can use the head CT template through drawing. Alternatively, all area information defined by the developer can be used.
즉, 뇌를 촬영한 의료 영상을 정규화하고, 본 발명을 통해 생성된 헤드 CT 템플릿의 공간 정보를 이용하여 헤드 CT 마스크의 정보에 활용하고, 뇌 질환 진단을 위해 필요한 영역, 예를 들어 대 뇌동맥 손상과 관련된 관심 영역을 분할 및 추출할 수 있다.In other words, medical images of the brain are normalized, the spatial information of the head CT template generated through the present invention is used for the information of the head CT mask, and the area required for diagnosing brain disease, such as cerebral artery damage, is used. Areas of interest related to can be segmented and extracted.
이로써, 헤드 CT 템플릿을 통해 정규화된 이미지 기반으로 모든 피험자의 의료 영상에서 일관되게 관심 영역을 분할할 수 있고, 분할 및 추출된 관심 영역을 통해 뇌 질환을 분석 및 진단함에 따라, 정밀도 및 정확도를 극대화할 수 있다.As a result, regions of interest can be consistently segmented from medical images of all subjects based on images normalized through the head CT template, and brain diseases are analyzed and diagnosed through the segmented and extracted regions of interest, thereby maximizing precision and accuracy. can do.
이렇게 하여 본 발명은 해당 환자의 헤드 CT 영상을 기초로 하여 치매 진단 소프트웨어용으로 활용될 수 있고, 병원에서 사용하는 환자 영상 관리 시스템의 플러그인 용도로도 활용될 수 있다.In this way, the present invention can be used for dementia diagnosis software based on the head CT image of the patient, and can also be used as a plug-in for a patient image management system used in hospitals.
실제로 소정의 종합병원에서 환자 330명을 대상으로 하여 본 발명을 적용해 헤드 CT 템플릿 영상을 생성한 결과, MR 영상과 CT 영상을 매칭하여 두개골(skull)이 포함된 헤드 CT 템플릿 영상은 도 3과 같고, 두개골이 포함되지 않은 헤드 CT 템플릿 영상은 도 4와 같으며, 헤드 CT 템플릿 영상과 매칭되는 마스크 영상은 도 5와 같음을 확인할 수 있었다.In fact, as a result of generating a head CT template image by applying the present invention to 330 patients at a certain general hospital, the head CT template image including the skull by matching the MR image and the CT image is shown in Figures 3 and 3. It was confirmed that the head CT template image that does not include the skull is shown in Figure 4, and the mask image matching the head CT template image is shown in Figure 5.
이상에서, 본 실시 예에서는 CT 영상에 대하여 헤드 CT 영상을 일 예로 하여 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 다른 신체 부위에 대한 CT 영상에도 활용이 가능하다.In the above, in this embodiment, the CT image was explained using the head CT image as an example, but it is not limited to this and can also be used for CT images of other body parts.
이와 같이, 본 발명은 뇌 MR 영상과 이에 대응되는 헤드 CT 영상을 사용하여, 기존에 생성하기 난해했던 헤드 CT에서의 템플릿 이미지를 생성할 수 있는 뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치 및 방법을 제공한다.As such, the present invention provides a brain CT image standard template generation device and method that can generate a template image from head CT, which was previously difficult to generate, using a brain MR image and a corresponding head CT image.
이를 통하여, 본 발명은 헤드 CT 영상의 경우 방대한 데이터의 처리가 가능해 지고, 두개골이 포함되지 않은 헤드 CT 템플릿 영상을 생성하기 용이해 진다.Through this, the present invention enables processing of a large amount of data in the case of head CT images, and makes it easy to generate a head CT template image that does not include the skull.
또한, 헤드 CT 영상뿐 아니라 다른 신체 부위에 대한 CT 영상에도 활용이 가능하고, 헤드 CT 영상을 이용하여 치매 진단 소프트웨어용으로 활용될 수 있다.In addition, it can be used not only for head CT images but also for CT images of other body parts, and head CT images can be used for dementia diagnosis software.
또한, 병원 등의 의료기관에서 사용하는 환자 영상 관리 시스템의 플러그인 용도로도 활용될 수 있게 된다.Additionally, it can be used as a plug-in for patient image management systems used in medical institutions such as hospitals.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.Above, various preferred embodiments of the present invention have been described by giving some examples, but the description of the various embodiments described in the "Detailed Contents for Carrying out the Invention" section is merely illustrative and the present invention Those skilled in the art will understand from the above description that the present invention can be implemented with various modifications or equivalent implementations of the present invention.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.In addition, since the present invention can be implemented in various other forms, the present invention is not limited by the above description, and the above description is intended to make the disclosure of the present invention complete and is commonly used in the technical field to which the present invention pertains. It is provided only to fully inform those with knowledge of the scope of the present invention, and it should be noted that the present invention is only defined by each claim in the claims.
100: 헤드 CT 추출부
110-1 내지 110-N: 복수개의 MR 영상 정합 모듈
200: 헤드 CT 템플릿 생성부
210: 템플릿 생성 모듈
300: 헤드 CT 템플릿 정합부
310-1 내지 310-N: 복수개의 CT 영상 정합 모듈100: Head CT extraction unit
110-1 to 110-N: a plurality of MR image registration modules
200: Head CT template creation unit
210: Template creation module
300: Head CT template matching part
310-1 to 310-N: Multiple CT image registration modules
Claims (13)
상기 복수개의 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 평균화된 이미지를 획득하여 헤드 CT 템플릿을 생성하는 헤드 CT 템플릿 생성부; 및
상기 생성된 헤드 CT 템플릿과 해당 환자의 상기 헤드 CT 영상을 인가받아 정합하여 표준 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 헤드 CT 템플릿 정합부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치.
The brain MR template and the patient's brain MR image and head CT image are input, and the process of matching the brain MR image with the brain MR template is applied to other modality images of the patient to create a plurality of templated head CT images. Head CT extraction unit that generates;
a head CT template generator that receives the plurality of templated head CT images and obtains an averaged image to generate a head CT template; and
a head CT template matching unit that receives and matches the generated head CT template with the head CT image of the patient to generate a standard templated head CT image;
Characterized in that it includes,
Brain CT image standard template generation device.
상기 헤드 CT 추출부는
해당 환자의 상기 뇌 MR 영상과 상기 뇌 MR 템플릿을 입력받아 정합하여 영상 변형 공간 정보를 획득하는 MR 영상 정합 모듈; 및
상기 생성된 영상 변형 공간 정보를 인가받아, 해당 환자의 다른 모달리티 영상에 적용하여 템플릿에 동일하게 영상을 변형시켜 상기 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 영상 변형 모듈;
을 복수개로 포함하는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치.
According to claim 1,
The head CT extraction unit
an MR image registration module that receives and registers the brain MR image of the patient and the brain MR template to obtain image deformation spatial information; and
an image transformation module that receives the generated image transformation space information, applies it to other modality images of the patient, transforms the image identically to the template, and generates the templated head CT image;
Characterized by comprising a plurality of,
Brain CT image standard template generation device.
상기 헤드 CT 템플릿 생성부는
상기 복수개의 영상 변형 모듈 각각으로부터 상기 생성된 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 상기 헤드 CT 템플릿을 생성하는 템플릿 생성 모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치.
According to claim 2,
The head CT template creation unit
a template generation module that receives the generated templated head CT image from each of the plurality of image transformation modules and generates the head CT template;
Characterized in that it includes,
Brain CT image standard template generation device.
상기 헤드 CT 템플릿 정합부는
해당 환자의 상기 헤드 CT 영상과 상기 템플릿 생성 모듈로부터 상기 생성된 헤드 CT 템플릿을 인가받아 상기 표준 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 CT 영상 정합 모듈;
을 복수개로 포함하는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치.
According to claim 3,
The head CT template matching part
a CT image matching module that receives the head CT image of the patient and the head CT template generated from the template generation module and generates the standard templated head CT image;
Characterized by comprising a plurality of,
Brain CT image standard template generation device.
상기 MR 영상 정합 모듈 및 상기 CT 영상 정합 모듈은
병진(translation), 회전(rotation) 및 비선형 변형(nonlinear deformation)을 적용하여 영상을 정합하는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치.
According to claim 4,
The MR image registration module and the CT image registration module are
Characterized by registering images by applying translation, rotation, and nonlinear deformation,
Brain CT image standard template generation device.
상기 헤드 CT 템플릿 생성부는
상기 템플릿 생성 모듈이 복수개의 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 평균화한 후에, 각각의 인덱스 위치에 값을 기록하여 상기 평균화된 이미지를 획득하고, 상기 생성한 상기 헤드 CT 템플릿을 의료영상 이미지 파일 포맷으로 저장하는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치.
According to claim 3,
The head CT template creation unit
After the template creation module receives and averages a plurality of templated head CT images, records a value at each index position to obtain the averaged image, and converts the generated head CT template into a medical image image file format. Characterized by storing,
Brain CT image standard template generation device.
상기 표준 템플릿 생성 장치는
해당 환자의 헤드 CT 영상을 기초로 하여 의료 기관의 환자 영상 관리 시스템의 플러그인 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 장치.
According to claim 1,
The standard template generating device is
Characterized in that it is used as a plug-in for the patient image management system of a medical institution based on the head CT image of the patient.
Brain CT image standard template generation device.
(b) 헤드 CT 템플릿 생성부가 상기 복수개의 템플릿화 헤드 CT 영상을 인가받아 평균화된 이미지를 획득하여 헤드 CT 템플릿을 생성하는 단계; 및
(c) 헤드 CT 템플릿 정합부가 상기 생성된 헤드 CT 템플릿과 해당 환자의 상기 헤드 CT 영상을 인가받아 정합하여 표준 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법.
(a) The head CT extraction unit receives the brain MR template and the patient's brain MR image and head CT image, and applies the process of matching the brain MR image with the brain MR template to other modality images of the patient to obtain multiple images. Generating a templated head CT image of the dog;
(b) a head CT template generator generating a head CT template by receiving the plurality of templated head CT images and obtaining an averaged image; and
(c) a head CT template matching unit receiving and matching the generated head CT template and the head CT image of the patient to generate a standard templated head CT image;
Characterized in that it includes,
How to create a brain CT image standard template.
상기 (a) 단계는
MR 영상 정합 모듈이 해당 환자의 상기 뇌 MR 영상과 상기 뇌 MR 템플릿을 입력받아 정합하여 영상 변형 공간 정보를 획득하는 단계; 및
영상 변형 모듈이 상기 생성된 영상 변형 공간 정보를 인가받아, 해당 환자의 다른 모달리티 영상에 적용하여 템플릿에 동일하게 영상을 변형시켜 상기 템플릿화 헤드 CT 영상을 생성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법.
According to claim 8,
The step (a) is
an MR image registration module receiving and matching the brain MR image and the brain MR template of the patient to obtain image deformation space information; and
An image transformation module receives the generated image transformation space information, applies it to other modality images of the patient, transforms the image to the same as the template, and generates the templated head CT image;
Characterized in that it includes,
How to create a brain CT image standard template.
상기 다른 모달리티 영상은
CT, DTI 및 f-MRI 를 포함하는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법.
According to clause 9,
The other modality videos above are
Characterized by including CT, DTI and f-MRI,
How to create a brain CT image standard template.
상기 영상 변형 공간 정보에는
상기 뇌 MR 영상에서 상기 MR 템플릿 영상으로 정합되어지는 과정이 포함되어 있는 수치값이 저장되는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법.
According to clause 9,
The image transformation space information includes
Characterized in that a numerical value including a process of matching the brain MR image to the MR template image is stored,
How to create a brain CT image standard template.
상기 생성된 헤드 CT 템플릿의 공간 정보는
역으로 적용시 헤드 CT 마스크, 분할(parcellation) 및 관심 영역(ROI) 정보가 되는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법.
According to claim 8,
The spatial information of the generated head CT template is
Conversely, when applied, it is characterized in that it becomes head CT mask, parcellation, and region of interest (ROI) information,
How to create a brain CT image standard template.
상기 표준 템플릿 생성 방법은
해당 환자의 헤드 CT 영상을 기초로 하여 치매 진단 소프트웨어용으로 사용되는 것을 특징으로 하는,
뇌 CT 영상 표준 템플릿 생성 방법.
According to claim 8,
The standard template creation method is
Characterized in that it is used for dementia diagnosis software based on the head CT image of the patient.
How to create a brain CT image standard template.
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| Hugo J. Kuijf 등, Registration of brain CT images to an MRI template for the purpose of lesion-symptom mapping, Multimodal Brain Image Analysis(2013.09.22.) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220114756A (en) | 2022-08-17 |
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