KR20100125889A - Diganosis system of rheumatoid arthritis and it's method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system and a method for diagnosing RA(Rheumatoid Arthritis) are provided to measure JSW(Joint Space Width) by automatically selecting ROI(Region Of Interest) from an X-ray. CONSTITUTION: A JSW(Joint Space Width) measuring module(110) measures a JSW from an X-ray image. A database(120) stores JSW information of each group from statistics about a normal group, and seropositive RA and seronegative RA groups. A diagnosis module(130) diagnoses RA by comparing the measured JSW with the JSW of each group stored in the database.

Description

류마티스 관절염 진단 시스템 및 그 방법 {Diganosis System Of Rheumatoid Arthritis And It's Method}Diagnosis System of Rheumatoid Arthritis And It's Method

본 발명은 류마티스 관절염(Rheumatoid Arthritis, RA) 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 X-Ray 영상으로부터 ROI(Region Of Interest)를 자동으로 선택하고, 관절 사이의 간격(Joint Space Width, JSW)을 측정하고 정상군, 혈청검사 양성 RA군과 혈청검사 음성 RA군의 3 그룹에 대한 데이터베이스와 비교하여 진료 즉시 류마티스 관절염을 평가할 수 있는 류마티스 관절염 진단 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rheumatoid arthritis (RA) diagnosis system and method, and more particularly, to automatically select a region of interest (ROI) from an X-ray image, and to determine a joint space width (Joint Space Width, The present invention relates to a rheumatoid arthritis diagnosis system and method for evaluating rheumatoid arthritis immediately upon treatment by measuring JSW) and comparing with databases of three groups of normal group, seropositive RA group and seropositive RA group.

류마티스 관절염(Rheumatoid Arthritis, RA)은 활막염증(synovial inflammation)으로 인해 연골파괴와 골미란(erosion)을 야기함으로써 관절간격이 협소해지거나 관절의 변형을 유발하는 염증성 자가면역질환을 말한다.Rheumatoid arthritis (RA) is an inflammatory autoimmune disease that causes cartilage destruction and erosion due to synovial inflammation, resulting in narrowing of joint gaps or deforming joints.

연골하 골조직에서 X-Ray 소견으로 골다공증이 발생하고, 류마티스 관절염 질환은 전 인구의 1% 정도로 보고되고 있으며, 주로 30~50 세의 여성에 빈번히 발 생하고 있는 질환이다.X-ray findings in subchondral bone tissue cause osteoporosis, and rheumatoid arthritis disease is reported in about 1% of the population, and it is a disease frequently occurring in women aged 30 to 50 years.

상기 류마티스 관절염의 원인은 아직 명확하게 규명되어 있지 않으나, 질병 소질의 약 60%가 유전적 인자에 기인한다는 보고 외에 미생물에 의한 감염이나 환경적 요인등 다양한 원인이 있다고 알려져 있다.The cause of rheumatoid arthritis has not yet been clearly identified, but in addition to reports that about 60% of disease predisposition is due to genetic factors, it is known that there are various causes such as infection by microorganisms or environmental factors.

일반적으로 진단을 위한 검사 항목으로써 류마티스 인자(Rheumatoid Factor, RF), anti cyclic citrullinated peptide antibody, 혈액학적 소견, 급속 반응기 단백, 방사선 소견 등이 사용되고 있다.In general, Rheumatoid Factor (RF), anti cyclic citrullinated peptide antibody, hematological findings, rapid reactor protein, and radiological findings are used as diagnostic tests.

류마티스 관절염은 일반적으로 발병 후 2년 이내를 조기 류마티스로 간주하고 이 기간 내에 관절 연골에 비가역적인 손상이 일어나므로 조기 발견을 통한 조기 치료를 시작하는 것이 매우 중요하다.Since rheumatoid arthritis is generally regarded as early rheumatism within 2 years after onset and irreversible damage to articular cartilage occurs within this period, it is very important to start early treatment with early detection.

상기와 같은 류마티스 관절염의 조기 발견을 위해 다양한 연구가 진행중에 있으며, X-Ray 영상을 이용하여 손쉽고 간편하게 류마티스 관절염을 판별할 수 있는 진단 시스템의 개발이 필요하다.Various studies are in progress for the early detection of rheumatoid arthritis as described above, and it is necessary to develop a diagnostic system that can easily and easily determine rheumatoid arthritis using X-ray images.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 X-Ray 영상으로부터 ROI(Region Of Interest)를 자동으로 선택하여, 관절 사이 간격(Joint Space Width, JSW)을 측정하고 정상군, 혈청검사 양성과 혈청검사 음성의 3 그룹에 대한 데이터베이스와 비교하여 진료 즉시 류마티스 관절염을 평가할 수 있는 류마티스 관절염 진단 시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to automatically select the ROI (Region Of Interest) from the X-ray image, to measure the joint space width (JSW) The present invention provides a diagnostic system for rheumatoid arthritis that can evaluate rheumatoid arthritis immediately after treatment, compared to a database of three groups, a normal group, a seropositive test and a seropositive test.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 류마티스 관절염 진단 시스템은 X-Ray 영상으로부터 류마티스 관절염을 진단하는 시스템으로서, 상기 X-Ray 영상으로부터 손관절 사이 간격(Joint Space Width, JSW)를 측정하는 JSW 측정모듈과 정상군, 혈청검사 양성 RA(seropositive RA) 및 음성 RA(seronegative RA) 그룹에 대해 통계로부터 추출된 각 그룹별 JSW 정보를 저장하는 데이터베이스와 상기 JSW 측정모듈로부터 측정된 JSW와 상기 데이터베이스에 저장된 그룹별 JSW 정보를 비교하여 류마티스 관절염을 진단하는 진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Rheumatoid arthritis diagnostic system according to the present invention to achieve the above object is a system for diagnosing rheumatoid arthritis from an X-Ray image, measuring the joint space width (Joint Space Width, JSW) from the X-Ray image A database storing JSW information of each group extracted from statistics for the JSW measurement module, the normal group, the seropositive RA and the seronegative RA group, and the JSW measured from the JSW measurement module. Comprising a diagnostic module for diagnosing rheumatoid arthritis by comparing the JSW information for each group stored in the.

여기서, 손의 경우 14개의 관절이 존재하므로 상기 측정되는 손관절 사이 간격(이하, "JSW" 라고 함)은 최대 14개가 측정될 수 있다. In the case of the hand, since there are 14 joints, up to 14 intervals (hereinafter, referred to as “JSW”) between the measured hand joints may be measured.

여기서, 상기 JSW 측정모듈은 상기 X-Ray 영상으로부터 손 영상만을 추출하는 영상 전처리부와, 스텝웨지(step wedge) 함수를 이용하여 추출된 손가락의 지골 부위(Phalangeal Region, PR)정보로부터 ROI(Region Of Interest)를 자동으로 추출하는 ROI측정부 및 상기 ROI영역으로부터 JSW를 측정하는 JSW 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the JSW measurement module includes an image preprocessing unit for extracting only a hand image from the X-ray image, and ROI (Region) from phalangeal region (PR) information of a finger extracted using a step wedge function. Of interest) is characterized in that it comprises a ROI measuring unit for automatically extracting and JSW measuring unit for measuring the JSW from the ROI region.

여기서, 상기 JSW 측정모듈은 프로그램에 의해 소프트웨어적으로 형성되는 모듈로서, 상기와 같이 상기 영상 전처리부, ROI 측정부 및 JSW 측정부는 기능별로 구분될 수 있지만, 하나의 소프트웨어로 통합되어 구성될 수 있음은 자명하다.Here, the JSW measurement module is a module formed in software by a program. As described above, the image preprocessor, the ROI measurement unit, and the JSW measurement unit may be classified according to functions, but may be integrated into one software. Is self-explanatory.

보다 구체적으로, 상기 영상전처리부는 상기 X-Ray 영상으로부터 배경 노이즈 및 환자 정보를 제거하고, 디퓨전(diffusion)에 의해 블러(blur)처리된 영상의 이진화(binarization)를 통해 순수 손 영상만을 추출하고, 상기 ROI측정부는 상기 스텝웨지(step wedge)함수를 이용하여 상기 PR정보 만을 추출하고, 상기 PR정보로부터 중간점에 해당하는 방식을 이용하여 지골의 경로(Branch Path of Phalange, BPP)정보를 추출하고, 상기 추출된 BPP의 프로파일 그림(Profile plot)을 계산하고 국부적으로 최소가 되는 점을 이용하여 관절(DIP, PIP, MCP)위치가 자동적으로 추출되고, 상기 추출된 관절위치로부터 ROI를 추출하고, 상기 JSW측정부는 상기 ROI로부터 JSW를 측정하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the image preprocessing unit removes background noise and patient information from the X-ray image, extracts only a pure hand image through binarization of an image blurred by diffusion, and The ROI measuring unit extracts only the PR information by using the step wedge function, extracts branch path of phalanx (BPP) information by using a method corresponding to an intermediate point from the PR information. Computing a profile plot of the extracted BPP and automatically extracting joint (DIP, PIP, MCP) positions using local minimum points, extracting ROI from the extracted joint positions, The JSW measurement unit is characterized in that for measuring the JSW from the ROI.

여기서, 상기 JSW 측정은 관절 경계가 분명한 ROI를 이용해 직접 관절 사이의 거리를 자동으로 측정할 수 있으며, 수동으로 ROI 상의 JSW 양단을 직접 선택하여 측정할 수 있다. Here, the JSW measurement can automatically measure the distance between the joints directly using a ROI having a clear joint boundary, and can be measured by manually selecting both ends of the JSW on the ROI.

그리고, 상기 진단 모듈은 상기 JSW 측정모듈로부터 측정된 JSW와 상기 데이터베이스에 저장된 정상군, 혈청검사 양성 RA(seropositive RA) 및 음성 RA(seronegative RA) 그룹의 각 평균 JSW 값과 패턴을 분석하여 일치하는 그룹을 판단하여 류마티스 관절염을 진단하는 것을 특징으로 한다.In addition, the diagnostic module analyzes the JSW measured from the JSW measurement module and the average JSW values and patterns of the normal group, the seropositive RA and the seronegative RA group stored in the database, and match the patterns. Judging the group is characterized by diagnosing rheumatoid arthritis.

한편, 본 발명에 따른 류마티스 관절염 진단 방법은 정상군, 혈청검사 양성 RA(seropositive RA) 및 음성 RA(seronegative RA) 그룹의 각 그룹별 평균 손관절 간격(JSW) 정보를 산출하여 데이터베이스에 저장하는 단계와 JSW 측정모듈을 통해 X-Ray 영상으로부터 JSW를 측정하는 단계와 상기 측정된 JSW값과 상기 데이터베이스에 저장된 그룹별 평균 JSW 정보를 비교하여 류마티스 관절염을 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the method for diagnosing rheumatoid arthritis according to the present invention includes calculating average hand joint interval (JSW) information for each group of a normal group, seropositive RA, and negative RA group and storing them in a database. And measuring JSW from the X-Ray image through the JSW measurement module and diagnosing rheumatoid arthritis by comparing the measured JSW value with average JSW information for each group stored in the database.

그리고 상기 JSW를 측정하는 단계는 상기 X-Ray 영상으로부터 손 영상만을 추출하고, 스텝웨지(step wedge) 함수를 이용하여 추출된 관절부위(Phalangeal Region, PR)정보로부터 ROI(Region Of Interest)를 자동으로 추출하고, 상기 ROI영역으로부터 JSW를 측정하는 것을 특징으로 한다.In the measuring of the JSW, only the hand image is extracted from the X-Ray image, and a ROI (Region Of Interest) is automatically generated from the extracted joint region (PR) information using a step wedge function. Extraction, and measuring the JSW from the ROI region.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 류마티스 관절염 진단 시스템 및 그 방법은 X-Ray 영상으로부터 ROI(Region Of Interest)를 자동으로 선택하여, JSW를 측정하고 정상군, 혈청검사 양성 RA군과 혈청검사 음성 RA군의 3 그룹에 대한 데이터베이스와 비교하여 진료 즉시 류마티스 관절염을 평가할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.As described above, the rheumatoid arthritis diagnosis system and method according to the present invention automatically select ROI (Region Of Interest) from X-Ray images to measure JSW, normal group, seropositive RA group and serologic negative. The superior effect of assessing rheumatoid arthritis occurs immediately after treatment compared to the database for the 3 groups of the RA group.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 류마티스 관절염 진단 시스템의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a system for diagnosing rheumatoid arthritis according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 류마티스 관절염 진단 시스템은 상기 X-Ray 영상으로부터 JSW를 측정하는 JSW 측정모듈(110)과 정상군, 혈청검사 양성 RA(seropositive RA) 및 음성 RA(seronegative RA) 그룹에 대해 통계로부터 추출된 각 그룹별 JSW 정보를 저장하는 데이터베이스(120)와 상기 JSW 측정모듈로부터 측정된 JSW와 상기 데이터베이스에 저장된 그룹별 JSW 정보를 비교하여 류마티스 관절염을 진단하는 진단모듈(130)을 포함하여 구성될 수 있다.1, the rheumatoid arthritis diagnosis system according to the present invention is a JSW measurement module 110 for measuring JSW from the X-Ray image and the normal group, seropositive RA (seropositive RA) and negative RA (seronegative RA) Diagnostic module 130 for diagnosing rheumatoid arthritis by comparing the JSW information for each group extracted from the statistics for the group 120 and the JSW measured from the JSW measurement module and the JSW information for each group stored in the database It may be configured to include.

본 발명은 조기 류마티스 관절염의 진단의 임상학적 사용을 위하여 임상에 직접적으로 사용되는 X-Ray 영상으로부터 손관절 간격의 정보를 이용하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by using the information of the hand joint interval from the X-Ray image used directly in the clinic for the clinical use of the diagnosis of early rheumatoid arthritis.

이 같은 파라미터 추출을 위해 X-Ray 영상으로부터 ROI(Region Of Interest)를 자동으로 선택한 다음 조기 류마티스 관절염 진단을 위한 중요한 타겟인 JSW를 측정하는 알고리즘을 개발하였다.To extract these parameters, we developed an algorithm that automatically selects a region of interest (ROI) from X-ray images and then measures JSW, an important target for the diagnosis of early rheumatoid arthritis.

상기 알고리즘을 간단히 살펴보면, 도 2와 같이 사람의 손은 손가락 제일 말단부분으로부터 순차적으로 3개의 지골(Phalange), 장골(Metacarpal), 손바닥뼈(Carpal), 요골(Radious)과 척골(Ulna) 순으로 구성되어 있음을 알 수 있 다.Looking at the algorithm briefly, as shown in FIG. 2, the human hand is sequentially divided into three phalanges, metacarpals, carpals, radials, and ulna from the most distal end of the finger. You can see that it is configured.

손가락은 지골(Phalange)이라 불리는 뼈 각각 3개씩, 즉 기절골(Proximal Phalanx), 중절골(Middle Phalanx) 및 말절골(Distal Phalanx)로 되어 있으나 엄지 손가락(Thumb)의 경우 중절골이 없이 2개로 구성되어 있다. The fingers consist of three bones, called phalanges, each consisting of proximal phalanx, middle phalanx, and distal phalanx, but two fingers without thumb Consists of.

기절골은 장골(Metacarpal)이라 불리는 뼈와 연결되어 있는데 이 사이를 MCP(MetacarPophalangeal)관절이라 부른다. 기절골과 중절골의 사이를 PIP(Proximal InterPhalangeal)관절, 중절골과 말절골의 사이를 DIP(Distal InterPhalangeal)관절로 명명하고 엄지 손가락(Thumb)의 경우 2개의 관절만 있으므로 DIP관절과 PIP관절을 묶어서 IP(InterPhangeal)관절로 명명한다. The basal bone is connected to a bone called metacarpal, which is called an MCP (MetacarPophalangeal) joint. The PIP (Proximal InterPhalangeal) joint is named between the femoral bone and the femur, and the DIP (Distal InterPhalangeal) joint is named between the middle and the distal bones. It is named as an IP (InterPhangeal) joint.

우선적으로 정상군, 혈청검사 양성 RA(Seropositive RA) 및 혈청검사 음성 RA(seronegativ RA) 각 그룹의 오리지날 X-Ray 양손 영상으로부터 JSW를 측정하여 데이터베이스를 구축한다.First, a database is constructed by measuring JSW from the original X-Ray two-handed images of the normal group, seropositive RA and seronegativ RA.

즉, 정상군, 혈청검사 양성 RA(seropositive RA) 및 혈청검사 음성 RA(seronegativ RA) 각 그룹의 X-Ray 영상으로부터 각 그룹별 평균 JSW값과 분포 등의 정보를 추출하여 데이터베이스에 저장한다. 여기서, 상기 정상군, 혈청검사 양성 RA(seropositive RA) 및 혈청검사 음성 RA(seronegativ RA)의 X-Ray 정보는 병원 등의 의료기관에서 이미 판정된 자료를 이용할 수 있으며, 상기 자료가 많을 수록 표본 오차가 감소하므로 최대한 많은 그룹의 X-Ray 영상을 획득하여 각 그룹별 평균 JSW값과 분포 등의 정보를 추출하는 것이 바람직하다. That is, information such as the average JSW value and distribution of each group is extracted from the X-ray images of the normal group, seropositive RA and seronegativ RA, and stored in a database. Here, the X-ray information of the normal group, seropositive RA and seronegativ RA may use data that has already been determined by a medical institution such as a hospital. Since is reduced, it is desirable to extract information such as average JSW value and distribution of each group by acquiring as many groups of X-ray images as possible.

이하, 상기 X-Ray 영상으로부터 JSW를 측정하는 방법에 대해 도 3를 참조하 여 살펴보기로 한다. Hereinafter, a method of measuring JSW from the X-Ray image will be described with reference to FIG. 3.

JSW 측정 모듈은 먼저 배경 노이즈를 제거하고, 디퓨전(Diffusion)에 의해 영상이 블러(Blur) 처리된 영상을 이진화(Binarization)를 통하여 순수한 손 영상만을 추출한다.The JSW measurement module first removes the background noise, and extracts only the pure hand image by binarization of the image from which the image is blurred by diffusion.

다음으로, 추출된 손영상 위에 종축 방향으로 일정한 간격을 가진 그리드 패턴(Grid Pattern)을 그리고 각각 그리드의 평균값을 이용하여 해당 그리드의 값이 평균치 값보다 클 경우 지골부위(Phalangeal Region, PR)로, 작을 경우 노이즈로 처리하는 스텝웨지(Step Wedge) 함수를 이용하여 손가락의 PR정보를 추출하고, 상기 PR정보, 즉 손가락의 PR정보의 중간 값은 각각 지골의 중심점에 해당하므로 종축방향으로 가장 가깝게 인접한 중심점을 연결할 경우 이 정보는 손가락 정보에 해당하는데 결국 이것을 지골의 경로(Branch Path of Phalange, BPP) 정보로 볼 수 있다. Next, a grid pattern with regular intervals in the longitudinal direction is extracted on the extracted hand image, and when the value of the corresponding grid is larger than the average value using the average value of each grid, the phalanx region (PR), If it is small, the PR information of the finger is extracted by using a step wedge function, which is processed as noise, and the median value of the PR information, that is, the PR information of the finger corresponds to the center point of the phalanges, so that the closest adjacent to the longitudinal axis direction is obtained. When connecting the center point, this information corresponds to finger information, which can be viewed as branch path of phalanx (BPP) information.

그리고 추출된 5개의 손가락에 대한 BPP정보로부터 화소(Pixel)의 밝기정보(Intensity)를 표시하는 프로파일 그림(Profile Plot)을 통하여 관절위치를 검색한다. 즉, 3개의 지골(Phalange)과 장골(Metacarpal)의 사이에 위치하는 관절의 경우 국부적으로 급격한 변화(최소값)를 보여주는데 이 정보를 이용하여 3개(엄지손가락은 2개)의 관절(DIP, PIP, MCP)위치가 자동적으로 추출된다. 이 같은 관절위치 정보와 이것의 수직방향의 국부적인 BPP정보를 이용하여 ROI(Region Of Interest)가 자동으로 추출된다. The joint position is searched through a profile plot indicating intensity information of the pixel from the BPP information of the extracted five fingers. In other words, joints located between three phalanges and metacarpals show local sudden changes (minimum values). Using this information, three (two thumb fingers) joints (DIP, PIP) , MCP) location is automatically extracted. ROI (Region Of Interest) is automatically extracted by using such joint position information and its vertical local BPP information.

이 같은 ROI는 관절의 종류에 따라 다르게 적용되었다. 즉, 추출된 관절위치 정보와 국부적인 BPP로부터 임의의 화소 거리에 존재하는 평행선을 이용하여 특정영역을 추출하게 되는데 이것이 ROI에 해당한다. 그리고 임의의 화소 거리는 2614 × 2164의 분해능을 가진 X-Ray 손 영상의 경우 DIP관절은 관절 위치로부터 60화소, 국부적인 BPP로부터 39화소 PIP와 IP관절은 관절 위치로부터 75화소, 국부적인 BPP로부터 45화소, MCP관절은 관절 위치로부터 96화소, 국부적인 BPP로부터 60화소가 사용되었다.This ROI was applied differently depending on the type of joint. That is, a specific region is extracted using the extracted joint position information and a parallel line existing at an arbitrary pixel distance from the local BPP, which corresponds to the ROI. The arbitrary pixel distance is 60 pixels from the joint position for the X-Ray hand image with a resolution of 2614 × 2164, 39 pixels from the local BPP, 75 pixels from the joint position, and 45 from the local BPP. The pixel and MCP joints were 96 pixels from the joint position and 60 pixels from the local BPP.

도 4는 상기와 같은 과정에 의해 X-Ray 손 영상으로부터 추출된 14개 관절의 ROI 영역을 도시한 것이다.4 illustrates ROI regions of 14 joints extracted from the X-ray hand image by the above process.

도 4를 참조하면, 추출된 ROI 영역으로부터 관절 사이의 거리(JSW)를 측정할 수 있으며, 도 5와 같이 JSW가 측정된다.Referring to FIG. 4, the distance between the joints (JSW) from the extracted ROI region may be measured, and JSW is measured as shown in FIG. 5.

여기서, 상기 JSW는 ROI 영역으로부터 자동적으로 JSW 값을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 수동적으로 JSW 양단을 클릭하는 방법으로도 측정할 수 있다.Here, the JSW can not only automatically measure the JSW value from the ROI region, but also can be measured by manually clicking both ends of the JSW.

상기 ROI 영역은 특정 스케일에 의해 형성된 이미지이므로 상기 ROI 영역의 관절 사이가 명확하게 구분되므로 상기 관절 사이의 거리(JSW)가 정확하게 측정될 수 있다.Since the ROI region is an image formed by a specific scale, since the joints of the ROI region are clearly distinguished, the distance JSW between the joints can be accurately measured.

도 6은 각 그룹별로 계산된 12명의 샘플에 대한 JSW 결과에 대한 그래프이다.6 is a graph of JSW results for 12 samples calculated for each group.

여기서, (a)는 정성군, (b)는 혈청검사 음성 RA(seronegative RA) 그룹, (c)는 혈청검사 양성 RA(seropositive RA) 그룹이다.Here, (a) is a qualitative group, (b) is a seronegative RA group, and (c) is a seropositive RA group.

도 6을 참조하면, 관절 사이 간격 (JSW) 결과로부터 정상군에 비하여 류마티 스 양성 RA(seropositive RA) 그룹에서 모든 JSW가 줄어든 것을 확인할 수 있고 양손에 대하여 대칭적인 특징을 보이는 것을 알 수 있고 특히 류마티스 관절염 진단에서 자주 사용되는 PIP관절과 MCP관절에서 줄어있는 것을 확인할 수 있다. 이것은 현재 류마티스 내과에서 진단에 사용하는 류마티스 관절염 소견과 일치한다. 하지만 류마티스 음성 RA(seronegative RA) 그룹의 결과는 정상군에 비하여 줄어든 JSW 결과도 있지만 더 큰 JSW 결과 또한 존재하고 그 형태가 비대칭적인 것을 알 수 있고 그 편차가 큰 것을 알 수 있다. 이것은 류마티스 관절염 소견이 아닌 골관절염(OsteoArthritis, OA) 소견의 경향을 보여주고 있다. Referring to FIG. 6, it can be seen from the inter-joint spacing (JSW) results that all JSWs are reduced in the rheumatoid positive RA group and the symmetrical characteristics of both hands. It can be seen that the PIP and MCP joints, which are frequently used in the diagnosis of rheumatoid arthritis, are reduced. This is consistent with rheumatoid arthritis findings currently used for diagnosis in rheumatology. However, the results of the rheumatoid seronegative RA (RAE) group showed reduced JSW results compared to the normal group, but larger JSW results also exist and the shape is asymmetrical, and the deviation is large. This shows a tendency to osteoarthritis (OA) but not rheumatoid arthritis.

또한, 이 같은 결과는 더욱더 많은 임상데이터(영상 X-Ray)의 활용을 통하여 좀더 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 예상된다.In addition, these results are expected to obtain more accurate results through the use of more and more clinical data (image X-Ray).

상기와 같이 계산된 각 손가락 및 관절에 대한 손관절 간격 결과는 병원을 찾은 임의의 환자로부터 촬영된 X-Ray 영상으로부터 JSW를 측정하는 프로그램 툴과 상기와 같이 구축된 데이터베이스를 비교하여 진료 즉시 류마티스 관절염을 평가할 수 있다. 또한, 더욱 더 많은 샘플을 이용한다면 조기 류마티스 관절명의 진단은 물론 사전에 류마티스 관절염의 진단이 가능할 것으로 예상된다.The results of the hand joint spacing for each finger and joint calculated as described above are compared to a program tool for measuring JSW from X-Ray images taken from any patient who visits the hospital and the database constructed as described above for rheumatoid arthritis immediately. Can be evaluated. In addition, the use of more samples is expected to enable early diagnosis of rheumatoid arthritis, as well as the diagnosis of rheumatoid arthritis in advance.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 류마티스 관절염 진단 시스템의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a system for diagnosing rheumatoid arthritis according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 손의 뼈에 대한 해부학적 모식도이다.Figure 2 is an anatomical schematic of the bones of the hand.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 류마티스 관절염 진단 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.Figure 3 is a flow chart schematically showing a method for diagnosing rheumatoid arthritis according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 상기와 같은 과정에 의해 X-Ray 손 영상으로부터 추출된 14개 관절의 ROI 영역을 도시한 것이다.4 illustrates ROI regions of 14 joints extracted from the X-ray hand image by the above process.

도 5는 도 4을 이용해 JSW를 측정하는 예시도이다.5 is an exemplary diagram of measuring JSW using FIG. 4.

도 6은 각 그룹별로 계산된 JSW 결과에 대한 그래프이다.6 is a graph of JSW results calculated for each group.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

110 : JSW 측정모듈 120 : 데이터베이스110: JSW measurement module 120: database

130 : 진단모듈130: diagnostic module

Claims (7)

X-Ray 영상으로부터 류마티스 관절염을 진단하는 시스템으로서,A system for diagnosing rheumatoid arthritis from an X-ray image, 상기 X-Ray 영상으로부터 손관절 사이 간격(JSW)를 측정하는 JSW 측정모듈과;A JSW measurement module for measuring a gap between the hand joints (JSW) from the X-ray image; 정상군, 혈청검사 양성 RA(seropositive RA) 및 음성 RA(seronegative RA) 그룹에 대해 통계로부터 추출된 각 그룹별 JSW 정보를 저장하는 데이터베이스와;A database for storing JSW information for each group extracted from statistics for the normal group, seropositive RA and seronegative RA groups; 상기 JSW 측정모듈로부터 측정된 JSW와 상기 데이터베이스에 저장된 그룹별 JSW 정보를 비교하여 류마티스 관절염을 진단하는 진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 류마티스 관절염 진단 시스템.And a diagnostic module for diagnosing rheumatoid arthritis by comparing the JSW measured from the JSW measurement module and JSW information for each group stored in the database. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 JSW 측정모듈은The JSW measurement module 상기 X-Ray 영상으로부터 순수 손 영상만을 추출하는 영상 전처리부와;An image preprocessor extracting only a pure hand image from the X-ray image; 스텝웨지(step wedge) 함수를 이용하여 추출된 지골 부위(Phalangeal Region, PR)정보로부터 ROI(Region Of Interest)를 자동으로 추출하는 ROI 측정부및;A ROI measurement unit for automatically extracting a region of interest (ROI) from phalanx region (PR) information extracted using a step wedge function; 상기 ROI영역으로부터 JSW를 측정하는 JSW 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 류마티스 관절염 진단 시스템.Rheumatoid arthritis diagnosis system, characterized in that it comprises a JSW measuring unit for measuring the JSW from the ROI region. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 영상 전처리부는 The image preprocessor 상기 X-Ray 영상으로부터 배경 노이즈 및 환자 정보를 제거하고, 디퓨전(diffusion)에 의해 블러(blur)처리된 영상의 이진화(Binarization)를 통해 순수 손 영상만을 추출하는 것을 특징으로 하는 류마티스 관절염 진단 시스템.Rheumatoid arthritis diagnosis system, characterized in that to remove the background noise and patient information from the X-ray image, and to extract only the pure hand image through the binarization of the image (blur) by blur (diffusion). 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 ROI 측정부는 The ROI measuring unit 상기 스텝웨지(step wedge)함수를 이용하여 상기 PR정보 만을 추출하고, 상기 PR정보로부터 중간점에 해당하는 방식을 이용하여 지골의 경로(Branch Path of Phalange, BPP)정보를 추출하고, 상기 추출된 BPP의 프로파일 그림(Profile plot)을 계산하고 국부적으로 최소가 되는 점을 이용하여 관절(DIP, PIP, MCP)위치가 자동적으로 추출되고, 상기 추출된 관절위치로부터 ROI를 추출하는 것을 특징으로 하는 류마티스 관절염 진단 시스템.Only the PR information is extracted using the step wedge function, and the branch path of the phalanx (BPP) information is extracted using the method corresponding to the midpoint from the PR information, and the extracted Rheumatoid, characterized by calculating a profile plot of BPP and automatically extracting joint (DIP, PIP, MCP) locations using local minimum points, and extracting ROIs from the extracted joint locations. Arthritis Diagnosis System. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 진단 모듈은The diagnostic module 상기 JSW 측정모듈로부터 측정된 JSW와 상기 데이터베이스에 저장된 정상군, 혈청검사 양성 RA(seropositive RA) 및 음성 RA(seronegative RA) 그룹의 각 평균 JSW 값과 패턴을 분석하여 일치하는 그룹을 판단하여 류마티스 관절염을 진단하는 것을 특징으로 하는 류마티스 관절염 진단 시스템.Rheumatoid arthritis is determined by analyzing the average JSW values and patterns of the JSW measured from the JSW measurement module and the normal group, seropositive RA and seronegative RA groups stored in the database. Rheumatoid arthritis diagnostic system, characterized in that the diagnosis. 정상군, 혈청검사 양성 RA(seropositive RA) 및 음성 RA(seronegative RA) 그룹의 각 그룹별 평균 손관절 간격(JSW) 정보를 산출하여 데이터베이스에 저장하는 단계와;Calculating average hand joint interval (JSW) information for each group of the normal group, seropositive RA, and seronegative RA groups, and storing them in a database; JSW 측정모듈을 통해 X-Ray 영상으로부터 JSW를 측정하는 단계와;Measuring JSW from the X-Ray image through the JSW measurement module; 상기 측정된 JSW값과 상기 데이터베이스에 저장된 그룹별 평균 JSW 정보를 비교하여 류마티스 관절염을 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 류마티스 관절염 진단 방법.Rheumatoid arthritis diagnostic method comprising the step of diagnosing rheumatoid arthritis by comparing the measured JSW value and the average JSW information for each group stored in the database. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 JSW를 측정하는 단계는Measuring the JSW 상기 X-Ray 영상으로부터 손 영상만을 추출하고, 스텝웨지(step wedge) 함수를 이용하여 추출된 관절부위(Phalangeal Region, PR)정보로부터 ROI(Region Of Interest)를 자동으로 추출하고, 상기 ROI영역으로부터 JSW를 측정하는 것을 특징으로 하는 류마티스 관절염 진단 방법.Only hand images are extracted from the X-Ray image, and ROI (Region Of Interest) is automatically extracted from the extracted joint region (Phalangeal Region, PR) information using a step wedge function, and from the ROI region. A method for diagnosing rheumatoid arthritis, characterized by measuring JSW.
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