KR20030082233A - 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 전자선단층촬영에 의한 구강인두 검사 결과로 매 순간별로 얻어진 다-수준의 단면영상들로부터 각 순간에 해당되는 구강인두영역에 대한 형태를 도식화한 다이어그램영상을 도출하고, 그 다이어그램영상을 활용하여 구강인두의 변화와, 협착 및 폐색 위치를 보다 정확하게 분석할 수 있도록 함으로써, 수면성호흡장애 진단을 용이하게 할 수 있다는 효과가 있다.
Description
본 발명은 영상처리분야에 관한 것으로서, 특히, 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치 및 방법에 관한 것이다.
의료영상처리란 컴퓨터단층촬영기(Computed Topography: 이하, CT) 또는 자기공명장치(Magnetic Resonance Imaging: 이하, MRI)와 같은 영상획득장비로부터 얻어지는 일련의 2차원 단면영상으로부터 진단에 유용한 정보를 추출하고 보여주는 것을 말한다. 즉, 영상획득장비로부터 얻어진 2차원 단면영상만을 가지고 진단을 할 경우, 실제 구조물간의 상관관계나 시간에 따른 구조물의 변화양상을 전체적으로 이해하는 것이 어렵기 때문에, 이러한 의료영상처리기법을 이용하여 2차원 단면영상을 처리함으로써, 환부의 정확한 위치를 판단하고 그에 대한 치료방법을 보다현실감 있게 예측할 수 있도록 하는 것이다.
의료영상처리기법들 중 전자선단층촬영기(Electron beam computed tomography, 이하, EBCT 또는 Cine CT)로부터 획득한 역동적 기도검사 결과의 분석 및 표시기술은 수면성호흡장애의 진단 및 수술계획 수립에 유용하게 활용되고 있다. 전자선단층촬영기(EBCT)란 방사선과 영역에서의 영상진단장비 중 하나로서, 최근에는 전자선단층촬영기(EBCT)를 이용하면, 0.05~0.1 초 내에 1~2장의 단면영상을 얻을 수도 있다.
한편, 구강인두(oropharynx)란 구강(oral cavity)의 후미에 위치한 인두(pharynx, 코와 기도사이의 공기 흐름길)를 말하며 그 한계로서 상방으로는 경구개(hard palate), 하방으로는 후두개(epiglottis), 전방으로는 목젖(Uvula), 전구개궁(anterior tonsilar pilla) 그리고 혀의 근위부가 위치한다. 전자선단층촬영기를 이용하여 구강인두를 검사(촬영)할 경우, 0.4초 간격으로 단면영상을 얻을 수 있고, 이로 인해, 구강인두의 역동적 변화를 관찰할 수 있으며, 구강인두의 협착 및 폐색 위치를 파악할 수 있게 된다.
따라서, 전자선단층촬영기(EBCT)가 수면성호흡장애 진단에 매우 유용한 영상진단장비로 활용되고 있는 것이다.
전자선단층촬영기를 이용한 검사시 구강인두의 전장이 6~8 수준(level)의 단면영상(두께:7㎜)에 나타날 수 있는데, 이와 같이 전자선단층촬영기를 이용하여 얻어진 다-수준(multi-level)의 단면영상들을 이용함으로써 호기 및 흡기시 구강인두의 변화를 검사할 수 있는 것이다. 한편, 이 검사는 각성시(awake phase)와수면시(sleeping phase) 모두 가능하다.
일반적으로 전자선단층촬영은 8수준에서 20회에 걸쳐 촬영되므로, 보통 160장의 단면영상을 얻을 수 있는데, 이러한 단면영상들은 도 1에 도시된 바와 같은 형태로 나타나는 것이 일반적이며, 필름 판독대 또는 뷰잉-스테이션(viewing- station)에서 방사선과 의사에 의해 판독되고 있는 실정이다.
하지만, 이러한 단면영상에 의존한 2차원적 판독만으로는 구강인두에서 협착 또는 폐색을 일으키는 위치를 정확히 파악하는 것이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여, 전자선단층촬영에 의한 구강인두 검사 결과로 매 순간별로 얻어진 다-수준의 단면영상들로부터 각 순간에 해당되는 구강인두영역의 형태를 도식화한 다이어그램영상을 도출하고, 그 다이어그램영상을 활용하여 구강인두의 변화와, 협착 및 폐색 위치를 보다 정확하게 분석할 수 있도록 함으로써, 수면성호흡장애 진단을 용이하게 하도록 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치 및 방법을 제공하고자 한다.
도 1은 전자선단층촬영 결과로 얻어진 2차원 단면영상들에 대한 예시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상처리장치에 대한 개략적인 블록도,
도 3은 전자선단층촬영기에서 영상정보를 획득하기 위한 위치정보를 도식화한 도면,
도 4는 전자선단층촬영기에서 얻어진 2차원 단면영상으로부터 구강인두영역을 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 순간별 구강인두영역에 대한 다이어그램영상을 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 순간별로 도출된 다이어그램영상들의 예를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 수면성호흡장애 진단을 위한 검사결과를 화면에 디스플레이한 경우에 대한 예시도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 영상처리방법에 대한 처리 흐름도,
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 영상처리방법 중 다이어그램영상을 도출하는 과정에 대한 처리 흐름도,
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 영상처리방법 중 변화율을 산출하는 과정에 대한 처리 흐름도.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
100 : 데이터 입력부 200 : 저장부
300 : 사용자인터페이스부 400 : 제어부
500 : 2차원참조영상생성부 600 : 다이어그램도출부
700 : 변화율산출부 800 : 디스플레이부
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치는 사용자와의 인터페이스를 제공하는 사용자인터페이스부와; 기 설정된 소정 시간간격을 갖는 매 순간마다 별도의 영상획득장비에 의해 얻어진 다-수준의 단면영상정보들을 입력하는 데이터입력부와; 상기 다-수준의 단면영상정보들을 저장/관리하는 저장부와; 상기 저장부로부터 다-수준의 단면영상정보들을 전달받아, 그 다-수준의 단면영상정보들로부터 2차원참조영상을 생성하는 2차원참조영상생성부와; 상기 저장부로부터 다-수준의 단면영상정보들을 순간별로 전달받아 상기 단면영상정보들에 포함된 구강인두영역에 대한 단면적들을 각 수준별로 산출하고, 구강인두영역에 대한 수준별 단면적에 의거하여 해당 순간에서 구강인두영역의 형태를 도식화한 다이어그램영상을 도출하고, 그 다이어그램영상의 용적을 산출하는 다이어그램도출부와; 상기 다이어그램도출부에서 산출한 순간별 다이어그램영상의 용적들과, 각 단면영상에 포함된 구강인두영역의 단면적들을 모두 취합하여, 상기 다이어그램영상의 용적들 중 최대/최소값을 추출하고, 순간의 변화에 따른 용적변화율 및 수준별 최소단면적과 순간의 변화에 따른 각 수준별 단면적변화율을 산출하는 변화율산출부와; 상기 데이터입력부를 통해 입력된 단면영상정보와, 상기 2차원참조영상생성부, 다이어그램도출부 및 변화율산출부의 처리결과를 디스플레이하는 디스플레이부와; 상기 사용자 인터페이스부를 통해 입력되는 사용자의 선택정보에 의거하여, 상기 2차원참조영상생성부, 다이어그램도출부, 변화율산출부 및 디스플레이부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리방법은 기 설정된 소정 시간간격을 갖는 매 순간마다 별도의 영상획득장비에 의해 얻어진 다-수준의 단면영상정보들이 입력되면, 그 단면영상정보들을 순간별로 저장하는 제1 과정과; 상기 제1 과정에서 저장된 다-수준의 단면영상정보들로부터 2차원참조영상을 생성하는 제2 과정과; 상기 제1 과정에서 저장된다-수준의 단면영상정보들을 순간별로 추출하여 그 단면영상정보들에 포함된 구강인두영역에 대한 단면적들을 각 수준별로 산출하고, 구강인두영역에 대한 수준별 단면적에 의거하여 해당 순간에서의 구강인두영역의 형태를 도식화한 다이어그램영상을 순간별로 도출하고, 그 순간별 다이어그램영상의 용적을 산출하는 제3 과정과; 상기 제3 과정에서 순간별로 처리한 결과값들을 취합하여, 모든 순간에서의 다이어그램영상에 대한 용적들 중 최대/최소값을 추출하고, 순간의 변화에 따른 다이어그램영상의 용적변화율 및 수준별 최소단면적과 순간의 변화에 따른 구강인두영역에 대한 각 수준별 단면적변화율을 산출하는 제4 과정과; 사용자의 선택정보에 의거하여 상기 제1 과정에서 입력된 단면영상정보와, 상기 제2 과정 내지 제4 과정의 처리결과를 디스플레이하는 제5 과정;을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상처리장치에 대한 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 영상처리장치는 데이터입력부(100), 저장부(200), 사용자인터페이스부(300), 제어부(400), 2차원참조영상생성부(500), 다이어그램도출부(600), 변화율산출부(700) 및 디스플레이부(800)를 포함하여 구성된다.
데이터입력부(100)는 기 설정된 소정 시간간격을 갖는 매 순간마다 별도의 영상획득장비에 의해 얻어진 다-수준의 단면영상정보들을 입력한다. 예를 들어, 구강인두검사를 위한 대표적 영상획득장비인 전자선단층촬영기(EBCT)로부터 소정시간단위(예컨대, 0.4초)로 6~8수준(level)의 단면영상정보들을 입력한다. 이 때, 수준(level)이란 구강인두의 상부에서 하부까지 소정간격을 갖는 단면영상의 개수를 말하는 것으로서, 한 순간(phase)에 동시에 얻어지는 단면영상의 개수를 말한다. 도 3은 전자선단층촬영기에서 영상정보를 획득하기 위한 위치정보를 도식화한 도면으로서, 8수준(level)의 영상들이 20순간에 걸쳐서 입력되는 경우 그 위치정보를 도식화하였다. 이 경우, 총 160장의 단면영상이 데이터입력부(100)로 입력되며, 각 순간(phase)별로는 서로 다른 수준의 단면영상 8장을 얻을 수 있고, 각 수준(level)별로는 서로 다른 순간의 단면영상 20장을 얻을 수 있다.
저장부(200)는 데이터입력부(100)로부터 다-수준의 단면영상정보들을 전달받아 저장/관리한다. 도 3의 예를 들면, 저장부(200)는 데이터입력부(100)로부터 20순간에 걸쳐서 입력된 8수준의 단면영상 160장을 저장한다. 또한, 저장부(200)는 2차원참조영상생성부(500), 다이어그램도출부(600), 변화율산출부(700) 및 디스플레이부(800)로부터 요청이 있을 경우, 그 단면영상들을 각 장치들로 전달하고, 2차원참조영상생성부(500), 다이어그램도출부(600) 및 변화율산출부(700)의 처리결과를 전달받아 단면영상정보들과 함께 저장/관리한다.
사용자인터페이스부(300)는 사용자와의 인터페이스를 제공하고, 제어부(400)는 사용자인터페이스부(300)를 통해 입력되는 사용자의 선택정보에 의거하여, 2차원참조영상생성부(500), 다이어그램도출부(600), 변화율산출부(700) 및 디스플레이부(800)의 동작을 제어한다.
제어부(400)의 제어에 의해 동작하는 2차원참조영상생성부(500), 다이어그램도출부(500), 변화율산출부(600) 및 디스플레이부(700) 각각은 다음과 같이 동작한다.
2차원참조영상생성부(500)는 데이터입력부(100)를 통해 입력되고, 저장부(200)에 저장된 영상데이터로부터 2차원참조영상을 생성한다. 2차원참조영상의 대표적인 형태로는 동일한 y축값을 가지는 영상인 코로날(coronal) 영상과, 동일한 x축값을 가지는 영상인 사지털(sagittal)영상이 있으며, 영상데이터로부터 2차원참조영상을 생성하는 방법은 의료영상분야에서 이미 광범위하게 사용되고 있는 기술이므로 본 명세서에서는 그 구체적인 언급을 생략한다.
다이어그램도출부(500)는 저장부(200)로부터 다-수준의 단면영상정보들을 순간별로 전달받아 처리한다. 도 3의 예를 들면, 다이어그램도출부(500)는 저장부(200)로부터 '순간 1'부터 '순간 20'까지 각 순간에 해당되는 8수준의 단면영상정보들을 전달받아 처리한다. 즉, 다이어그램도출부(500)는 각 순간에 해당되는 8수준의 단면영상정보들에 의거하여 해당 순간에서의 구강인두영역의 형태를 도식화한 다이어그램영상과, 그 다이어그램영상의 용적을 산출한다.
이를 위해, 다이어그램도출부(500)는 우선, 8수준의 단면영상정보들로부터 그 단면영상들에 포함된 구강인두영역들을 각각 추출한다. 이 때, 구강인두는 공기가 있는 영역이므로 촬영영상에서 단층촬영값(CT값)이 비교적 낮은값을 가진다. 따라서, 각 수준의 단면영상정보들로부터 구강인두영역을 추출하기 위해서는 쓰레숄딩(Thresholding) 기법을 이용하는 것이 바람직하다. 쓰레숄딩(Thresholding)기법이란 이미지 처리(Image processing) 분야에서 많이 사용되고 있는 처리기법으로서, 단층촬영값(CT값)이 특정 쓰레숄드-범위(threshold range)에 들어가는 화소들을 다른 값으로 대치하는 기법을 말한다. 따라서, 쓰레숄딩기법을 이용함으로써, 각 수준의 단면영상정보들로부터 구강인두영역을 자동으로 추출할 수가 있는 것이다. 도 4는 전자선단층촬영기에서 얻어진 2차원 단면영상으로부터 구강인두영역을 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4의 (a)는 쓰레숄딩을 수행하기 전 영상을 말하고, 도 4의 (b)는 (-1024 ~ -120)의 쓰레숄드-범위에 의해 쓰레숄딩을 수행한 후의 영상을 나타낸다. 도 4의 (a)를 참조하면, 화면 중앙(41)이 주위의 낮은 CT값에 의해 다른 부분들과 구별되는 색을 가지며, 도 4의 (a)를 가지고 (-1024 ~ -120)의 쓰레숄드-범위에 의해 쓰레숄딩을 수행하면 도 4의 (b)와 같이 화면 중앙(42)의 색이 바뀌었다. 즉, 그 부분(42)이 구강인두 영역을 나타내는 것이다.
이와 같이 각 수준에 대한 구강인두영역들을 추출하였으면, 다이어그램도출부(500)는 그 영역에 포함된 화소들의 개수를 세어 각 구강인두영역들의 단면적을 구하고, 구강인두영역들을 원으로 가정하여, 상기 단면적으로부터 각 구강인두영역들의 반지름을 산출한다. 그리고, 다이어그램도출부(500)는 도 5에 도시된 바와 같이 그 반지름에 의거하여 해당 순간에서 구강인두영역의 형태를 도시화한 다이어그램영상을 도출한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 순간별 구강인두영역에 대한 다이어그램영상을 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 5의 (a)는 순간 t에서의 8수준의 위치정보를 나타내고, 도 5의 (b)에서는 순간 t에서의 각 수준별 반지름에 의거하여 다이어그램영상을 도출하는 과정을 나타낸다. 즉, 도 5의 (b)를 참조하면, 소정의 세로축(51)으로부터 좌/우 양측으로 각 수준별 반지름 만큼씩 떨어진 지점들을 연결하여 순간 t에서의 구강인두영역의 형태에 대한 다이어그램을 도출하는 것이다. 이 때, 축(51)의 우측에 표시된 '화살표(↔)'가 각 수준별 반지름을 나타낸다. 도 6은 이러한 방식에 의해 순간별로 도출된 다이어그램영상들의 예를 나타낸다. 다이어그램도출부(500)는 이러한 다이어그램영상정보에 의거하여 그 다이어그램에 대한 용적을 산출한 후, 이 때 생성된 다이어그램영상정보 및 용적을 저장부(200)로 전달하여 순간별로 저장되도록 한다.
이처럼 순간별 다이어그램영상이 도출되고, 그에 대한 용적이 산출되었으면, 변화율산출부(600)는 다이어그램도출부(500)에서 산출한 순간별 다이어그램영상의 용적들과, 각 단면영상에 포함된 구강인두영역의 단면적들을 저장부(200)로부터 전달받아, 다이어그램영상에 대한 최대/최소 용적과, 순간의 변화에 따른 용적변화율 및 수준별 최소단면적과 순간의 변화에 따른 각 수준별 단면적변화율을 산출한다.
즉, 변화율산출부(600)는 매 순간에서의 수준별 단면적들로부터 해당수준에서의 최소단면적과 순간의 변화에 따른 각 수준별 단면적의 변화율을 산출하고, 순간별 다이어그램영상의 용적들로부터, 용적변화율을 산출한다. 도 3의 예를 들면, 순간 1 ~ 순간 20에서의 각 수준별 단면적들로부터 해당수준에서의 최소단면적과 순간의 변화에 따른 수준 1 내지 수준 8 각각의 단면적들의 변화율을 산출하고, 순간 1 내지 순간 20 각각에서 산출된 다이어그램영상의 용적들로부터 순간의 변화에 따른 용적변화율을 산출하는 것이다.
디스플레이부(700)는 데이터입력부(100)를 통해 입력된 단면영상정보와, 다이어그램도출부(500) 및 변화율산출부(600)의 처리결과를 저장부(200)로부터 전달받아, 화면의 소정 영역에 각 정보들을 디스플레이한다. 이 때, 디스플레이부(700)는 각 정보들을 다양한 형태로 디스플레이하는 것이 가능하다. 먼저, 사용자 인터페이스부(300)를 통해 '애니메이션기능'이 선택된 경우, 다이어그램도출부(500)에서 순간별로 도출된 각 순간의 다이어그램영상들을 순간의 시간적 순서에 의거하여 화면의 동일영역에 순차적으로 디스플레이한다. 따라서, 사용자가 시간의 흐름에 따른 구강인두의 변화형태를 시각적으로 확인할 수 있도록 한다. 또한, 사용자 인터페이스부(300)를 통해 '다중영상표시기능'이 선택된 경우, 다이어그램도출부(500)에서 순간별로 도출된 각 순간의 다이어그램영상들을 화면의 동일영역에 동시에 디스플레이하고, '단일영상표시기능'이 선택된 경우, 다이어그램도출부(500)에서 순간별로 도출된 다이어그램영상들을 중 사용자 인터페이스부(300)를 통해 선택된 순간에 해당되는 다이어그램만을 선택하여 화면의 소정영역에 디스플레이한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 수면성호흡장애 진단을 위한 검사결과를 화면에 디스플레이한 경우에 대한 예시도로서, 본 발명의 실시예에 따른 영상처리장치에 의해 얻어진 영상을 이용하여 가상적 구강인두를 표현한 것이다.
도 7을 참조하면, 화면 상단 좌측의 두 영상들(71, 72)은 구강인두영역에 대한 코로날(Coronal) 및 사지탈(Sagittal) 2차원참조영상을 나타내고, 상단 중앙의 두 다이어그램영상들(73, 74)은 각성시(Phase Ⅰ)와 수면시(Phase Ⅱ)에 각 순간별로 촬영한 영상으로부터 도출된 다이어그램영상들 중 특정시간에 해당하는 구강인두의 모습을 보여주는 영상(Single diagram 영상)을 나타내고, 상단 우측의 두 다다이어그램영상들(75, 76)은 각성시(Phase Ⅰ)와 수면시(Phase Ⅱ)에 각 순간별로 촬영한 영상으로부터 도출된 모든 다이어그램영상들을 동시에 보여주는 영상(Multi-diagram 영상)을 나타낸다. 이 때, 각 영상들(71 내지 76)의 소정 위치에는 각 영상별로 세로축상의 현재위치를 표시하는 가로줄(Longitude bar)을 표시하였다. 따라서, 본 발명은 이처럼 2차원참조영상 및 다이어그램 영상들을 일렬로 표시함으로써, 그 영상 정보들에 의해, 협착 및 폐색이 일어난 부위의 해부학적 위치를 효과적으로 나타낼 수 있는 것이다.
또한, 화면 하단의 표(77)는 각 수준(level)에서의 단면적을 이용하여 만든 정량분석값들로서 구강인두 단면적 또는 용적의 변화량, 최소치, 그리고 변화지수(variability index)등을 표시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 영상처리방법에 대한 처리 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 영상처리방법은 먼저, 별도의 영상획득장비로부터 영상데이터가 입력되었는지를 확인한다(s110). 이 때, 영상획득장비는 전자선단층촬영기(EBCT)를 사용하는 것이 바람직하며, 전자선단층촬영기(EBCT)를 통해 입력되는 영상데이터는 도 2 및 도 3을 참조한 설명부분과 같이 기 설정된 소정 시간간격을 갖는 매 순간마다 다-수준의 단면영상정보들이 동시에 입력되는 형태를 갖는다.
상기 확인(s110)결과 다-수준의 단면영상정보들로 구성된 영상데이터가 입력되면, 그 영상데이터를 저장한다(s120). 이 때, 다-수준의 단면영상정보들은 기 설정된 기간동안 일정간격을 갖는 순간마다 연속적으로 입력되며 저장된다.
이처럼 수면성호흡장애를 진단하기 위한 영상데이터들이 입력되면, 그 영상들로부터 진단을 수행하기 위해, 우선, 그 저장된 다-수준의 단면영상정보들 중 첫 번째 순간의 단면영상들을 추출하여 2차원참조영상을 생성한다(s140). 이 때, 2차원참조영상을 생성하는 방법은 의료영상분야에서 이미 공지된 기술이므로, 구체적인 처리 방법은 생략한다.
그리고, 상기 첫 번째 순간의 단면영상들로부터 다이어그램영상을 도출한다(s150). 즉, 상기 과정(s120)에서 저장된 다-수준의 단면영상정보들을 순간별로 추출하여 그 단면영상정보들에 공통적으로 포함된 구강인두영역에 대한 단면적들을 각 수준별로 산출하고, 그 수준별 단면적에 의거하여 해당 순간에서의 구강인두영역의 형태를 도식화한 다이어그램영상을 순간별로 도출하고, 그 순간별 다이어그램영상의 용적을 산출하는 일련의 과정을 수행한다. 이 때, 다이어그램영상이란 각 순간에서의 구강인두영역의 형태를 도식화한 영상을 말하며, 이처럼 다이어그램영상을 도출하기 위한 보다 구체적인 방법은 도 8a를 참조하여 설명하고자 한다.
그리고, 이와 같이 첫 번째 순간에 대한 다이어그램영상을 도출하였으면, 마지막 순간까지(s160) 다음 순간의 단면영상들을 추출하고(s170), 그 단면영상으로부터 2차원참조영상 및 다이어그램영상을 도출하는(s140, 150) 일련의 처리과정을 반복수행한다.
이와 같이 모든 순간에 대하여 순간별로 2차원참조영상 및 다이어그램영상을 도출하고, 다이어그램영상에 대한 용적을 산출하였으면, 그 결과값들을 취합하여, 변화율산출과정(s180)을 수행한다. 즉, 모든 순간에서의 다이어그램영상에 대한 용적들 중 최대/최소값을 추출하고, 순간의 변화에 따른 다이어그램영상의 용적변화율 및 수준별 최소단면적과 순간의 변화에 따른 구강인두영역에 대한 각 수준별 단면적변화율을 산출한다.
그리고, 사용자의 선택정보에 의거하여 상기 과정(s110)에서 입력된 단면영상정보와, 상기 일련의 과정(s130 내지 s180)의 처리결과를 디스플레이한다(s190). 이 때, 처리결과를 디스플레이하는 방법은 사용자의 선택정보에 따라 다양한 형태가 가능한데, 예를 들어, 도 2의 디스플레이부(800)에 대한 설명 부분에서 언급한 바와 같이 '애니메이션기능', '다중영상표시기능' 및 '단일영상표시기능' 중 어느 하나 이상의 기능을 취하여 처리결과를 디스플레이할 수 있다.
또한, 도 7에 예시된 바와 같이 각 처리결과들을 한 화면에 일렬로 배열함으로써, 구강인두의 변화 상태 등을 보다 정확하게 판단하고, 이로 인해 수면성호흡장애 진단을 보다 정확하게 하도록 할 수도 있다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 영상처리방법 중 다이어그램영상을 도출하는 과정(s150)에 대한 처리 흐름도이다.
도 8a를 참조하면, 우선, 다이어그램영상을 도출하기 위해서는 현재 선택된 순간의 단면영상들 중 첫 번째 수준의 단면영상을 추출한다(s151).
그리고, 그 단면영상으로부터 구강인두영역을 추출한다(s152). 이 때, 구강인두영역을 추출하는 방법은 도 4를 참조한 설명에서 언급한 바와 같이 이미지 처리를 위해 주로 사용하는 쓰레숄딩 기법을 이용하는 것이 바람직하며, 이에 대한 구체적인 설명은 도 4를 참조한 설명부분과 유사하므로, 생략한다.
이처럼 해당 단면영상으로부터 구강인두영역을 추출하였으면, 그 영역에 포함된 화소의 개수에 의해 그 영역의 단면적을 산출하고 저장한다(s153). 이 때, 단면적은 각 수준별로 저장하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 구강인두영역을 원으로 가정하여, 단면적으로부터 각 구강인두영역들의 반지름을 산출하고 저장한다(s154).
이와 같이 첫 번째 수준의 단면영상으로부터 그 수준에 해당하는 반지름을 산출하였으면, 마지막 수준까지(s155) 다음 수준의 단면영상을 추출하고(s156), 그 단면영상으로부터 구강인두영역을 추출하고, 그 구강인두영역에 대한 단면적 및 반지름을 산출하고 저장하는 일련의 처리과정(s152 내지 s154)을 반복수행한다.
그리고, 각 구강인두영역들의 반지름에 의거하여 해당 순간에서의 구강인두영역의 형태를 도식화한 다이어그램영상을 도출하고, 그 다이어그램영상정보를 저장한다(s157). 이 때, 다이어그램영상을 도출하는 방법은 도 5를 참조한 설명에서 언급한 내용과 유사하므로 생략한다.
한편, 이와 같이 해당 순간에 대한 다이어그램영상이 도출되었으면, 그 다이어그램영상으로부터 해당 순간에 대한 다이어그램영상의 용적을 산출하고 저장한다(s158).
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 영상처리방법 중 변화율을 산출하는 과정(s180)에 대한 처리 흐름도이다. 도 8b를 참조하면, 먼저, 매 수준의 순간별 단면적들로부터 최소단면적을 산출한다(s181). 그리고, 매 순간의 수준별 단면적들로부터 수준별 단면적 변화율을 산출한다(s182). 즉, 각 순간별로 소정 수준의 단면적들을 추출하여, 그 수준의 단면적변화율을 산출한다. 그리고, 이 과정을 모든 수준에 대하여 반복 수행한다. 한편, 각 순간별 다이어그램에 대한 용적들로부터 용적의 최대/최소값을 추출한(s183) 후, 그 정보들에 의거하여 순간별 용적들로부터 용적변화율을 산출한다(s184).
이상의 설명은 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 첨부한 특허청구범위 내에서 다양하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치 및 방법은 전자선단층촬영에 의한 구강인두 검사 결과로 매 순간별로 얻어진 다-수준의 단면영상들로부터 각 순간에 해당되는 구강인두영역에 대한 형태를 도식화한 다이어그램영상을 도출하고, 그 다이어그램영상을 활용하여 구강인두의 변화와, 협착 및 폐색 위치를 보다 정확하게 분석할 수 있도록 함으로써, 수면성호흡장애 진단을 용이하게 할 수 있다는 효과가 있다.
Claims (10)
- 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치에 있어서,사용자와의 인터페이스를 제공하는 사용자인터페이스부와,기 설정된 소정 시간간격을 갖는 매 순간마다 별도의 영상획득장비에 의해 얻어진 다-수준의 단면영상정보들을 입력하는 데이터입력부와,상기 다-수준의 단면영상정보들을 저장/관리하는 저장부와,상기 저장부로부터 다-수준의 단면영상정보들을 전달받아, 그 다-수준의 단면영상정보들로부터 2차원참조영상을 생성하는 2차원참조영상생성부와,상기 저장부로부터 다-수준의 단면영상정보들을 순간별로 전달받아 상기 단면영상정보들에 포함된 구강인두영역에 대한 단면적들을 각 수준별로 산출하고, 구강인두영역에 대한 수준별 단면적에 의거하여 해당 순간에서 구강인두영역의 형태를 도식화한 다이어그램영상을 도출하고, 그 다이어그램영상의 용적을 산출하는 다이어그램도출부와,상기 다이어그램도출부에서 산출한 순간별 다이어그램영상의 용적들과, 각 단면영상에 포함된 구강인두영역의 단면적들을 모두 취합하여, 상기 다이어그램영상의 용적들 중 최대/최소값을 추출하고, 순간의 변화에 따른 용적변화율 및 각 수준별 최소단면적과 순간의 변화에 따른 각 수준별 단면적변화율을 산출하는 변화율산출부와,상기 데이터입력부를 통해 입력된 단면영상정보와, 상기 2차원참조영상생성부, 다이어그램도출부 및 변화율산출부의 처리결과를 디스플레이하는 디스플레이부와,상기 사용자 인터페이스부를 통해 입력되는 사용자의 선택정보에 의거하여, 상기 2차원참조영상생성부, 다이어그램도출부, 변화율산출부 및 디스플레이부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기 저장부는상기 2차원참조영상생성부, 다이어그램도출부 및 변화율산출부로부터 그 처리결과를 전달받아 상기 단면영상정보들과 함께 저장/관리하는 것을 특징으로 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기 다이어그램도출부는상기 다-수준의 단면영상정보들로부터 그 단면영상들에 포함된 구강인두영역들을 각각 추출한 후, 그 구강인두영역들에 대한 단면적을 각각 산출하고,상기 구강인두영역들을 원으로 가정하여 상기 단면적으로부터 각 구강인두영역들의 반지름을 각각 산출하고,소정의 세로축으로부터 좌/우 양측으로 상기 반지름 만큼씩 떨어진 지점들을 연결하여 해당 순간에서 구강인두영역의 형태를 도식화한 다이어그램영상을 도출하는 것을 특징으로 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치.
- 제1항에 있어서, 상기 변화율산출부는매 순간에서의 수준별 단면적들로부터 수준별 최소단면적과 순간의 변화에 따른 각 수준별 단면적의 변화율을 산출하고,상기 순간별 다이어그램영상의 용적들로부터, 용적변화율을 산출하는 것을 특징으로 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치.
- 제2항에 있어서, 상기 디스플레이부는상기 다이어그램도출부에서 순간별로 도출된 다이어그램영상들을 순간의 시간적 순서에 의거하여 화면의 동일영역에 순차적으로 디스플레이하는 애니메이션 기능, 상기 다이어그램영상들을 화면의 동일영역에 동시에 디스플레이하는 다중영상표시기능, 상기 다이어그램영상들 중 상기 사용자 인터페이스부를 통해 선택된 순간에 해당되는 다이어그램만을 선택하여 화면의 소정영역에 디스플레이하는 단일영상표시기능 중 어느 하나 이상의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리장치.
- 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리방법에 있어서,기 설정된 소정 시간간격을 갖는 매 순간마다 별도의 영상획득장비에 의해 얻어진 다-수준의 단면영상정보들이 입력되면, 그 단면영상정보들을 순간별로 저장하는 제1 과정과,상기 제1 과정에서 저장된 다-수준의 단면영상정보들로부터 2차원참조영상을 생성하는 제2 과정과,상기 제1 과정에서 저장된 다-수준의 단면영상정보들을 순간별로 추출하여 그 단면영상정보들에 공통적으로 포함된 구강인두영역에 대한 단면적들을 각 수준별로 산출하고, 구강인두영역에 대한 수준별 단면적에 의거하여 해당 순간에서의 구강인두영역의 형태를 도식화한 다이어그램영상을 순간별로 도출하고, 그 순간별 다이어그램영상의 용적을 산출하는 제3 과정과,상기 제3 과정에서 순간별로 처리한 결과값들을 취합하여, 모든 순간에서의 다이어그램영상에 대한 용적들 중 최대/최소값을 추출하고, 순간의 변화에 따른 다이어그램영상의 용적변화율 및 수준별 최소단면적과 순간의 변화에 따른 구강인두영역에 대한 각 수준별 단면적변화율을 산출하는 제4 과정과,사용자의 선택정보에 의거하여 상기 제1 과정에서 입력된 단면영상정보와, 상기 제2 과정 내지 제4 과정의 처리결과를 디스플레이하는 제5 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리방법.
- 제6항에 있어서, 상기 제2 과정 및 제3 과정 각각은상기 제1 과정에서 저장된 모든 순간별 단면영상정보들에 대하여 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리방법.
- 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제3 과정은상기 순간별 다-수준의 단면영상정보들로부터 각 수준별 단면영상에 포함된 구강인두영역들을 각각 추출하고, 상기 구강인두영역들에 대한 단면적을 각각 산출한 후, 그 값들을 수준별로 저장하는 제3-1 과정과,상기 각 구강인두영역들을 원으로 가정하고, 상기 단면적으로부터 각 구강인두영역들의 반지름을 산출하고 저장하는 제3-2 과정과,상기 각 구강인두영역들의 반지름에 의거하여 해당 순간에서의 구강인두영역의 형태를 도식화한 다이어그램영상을 도출하고, 그 다이어그램영상정보를 저장하는 제3-3 과정과,상기 도출된 다이어그램영상으로부터 해당 순간에 대한 다이어그램영상의 용적을 산출하고 저장하는 제3-4 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리방법.
- 제8항에 있어서, 상기 제3-3 과정은소정의 세로축으로부터 좌/우 양측으로 상기 각 수준별 구강인두영역들의 반지름 만큼씩 떨어진 지점들을 연결하여 해당 순간에서의 구강인두영역에 대한 다이어그램영상을 도출하는 것을 특징으로 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리방법.
- 제6항에 있어서, 상기 제5 과정은사용자의 선택정보에 의거하여,상기 순간별로 도출된 다이어그램영상들을 순간의 시간적 순서에 의거하여 화면의 동일영역에 순차적으로 디스플레이하는 애니메이션기능, 상기 다이어그램영상들을 화면의 동일영역에 동시에 디스플레이하는 다중영상표시기능 및 상기 다이어그램영상들 중 사용자가 선택한 순간에 해당되는 다이어그램영상만을 선택하여 화면의 소정영역에 디스플레이하는 단일영상표시기능 중 어느 하나 이상의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 수면성호흡장애 진단을 위한 영상처리방법.
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