KR20150082970A - 영상 생성 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

영상 생성 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

제1 영상을 획득하는 제1 영상 촬영부;와 제1 영상과 상이한 제2 영상을 획득하는 제2 영상 촬영부;와 제1 영상 및 제2 영상 중 적어도 하나에서 특징점을 추출하고, 추출된 특징점에 기초하여 제1 영상 및 제2 영상을 정합하는 영상처리부;를 포함하는 영상 생성 장치를 제공한다.

Description

영상 생성 장치 및 그 제어 방법{Apparatus and method for generating image}
복수 개의 영상을 정합하여 영상을 생성하는 영상 생성 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 의료용 영상 장치는 환자의 정보를 획득하여 영상을 제공하는 장치이다. 의료용 영상 장치는 X선 장치, 초음파 진단 장치, 컴퓨터 단층 촬영 장치 및 자기공명영상장치 등이 있다.
다만, 각 의료용 영상 장치는 장점과 단점을 가지고 있다. 예를 들어, 자기공명영상장치는 방사선 노출을 사용하지 않으며, 영상 촬영 조건이 상대적으로 자유롭고, 연부 조직에서의 우수한 대조도와 다양한 진단 정보 영상을 제공하나, 영상 획득 시간이 상대적으로 길고 촬영시에 많은 비용이 든다. 또한, 컴퓨터 단층 촬영 장치는 영상 획득 시간이 짧고, 비용이 저렴하나, 상대적으로 높은 해상도를 제공하지 못하며, 환자가 방사선에 노출되는 단점이 있다.
서로 상이한 방법으로 획득된 대상체에 대한 복수 개의 영상을 정합하는 영상 생성 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 영상 생성 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 영상 생성 장치는 제1 영상을 획득하는 제1 영상 촬영부;와 제1 영상과 상이한 제2 영상을 획득하는 제2 영상 촬영부;와 제1 영상 및 제2 영상 중 적어도 하나에서 특징점을 추출하고, 추출된 특징점에 기초하여 제1 영상 및 제2 영상을 정합하는 영상처리부;를 포함할 수 있다.
또한, 영상처리부는 미리 저장된 해부학적 정보를 기초로 특징점을 추출할 수 있다. 이때, 영상처리부는 제1 영상 및 제2 영상의 촬영 위치를 분석하여 정합의 기준이 될 해부학적 특징을 결정하고, 결정된 해부학적 특징과 미리 저장된 해부학적 정보를 비교하여 특징점을 추출할 수 있다.
또한, 영상처리부는 미리 저장된 해부학적 정보와 제1 영상 및 제2 영상을 비교하여 촬영 위치를 분석하거나, 제1 영상 및 제2 영상의 촬영 조건에 기초하여 촬영 위치를 분석할 수 있다.
또한, 제1 영상 및 제2 영상은 대상체 및 대상체에 부착된 마커를 포함하고, 영상처리부는 마커의 위치에 기초하여 특징점을 추출할 수 있다.
또한, 영상처리부는 제1 영상 및 제2 영상 중 적어도 하나를 정규화할 수 있다.
또한, 영상처리부는 제1 영상 및 제2 영상 각각의 가중치를 결정하고, 각각의 가중치를 이용하여 제1 영상 및 제2 영상을 정합할 수 있다. 이때, 영상처리부는 제1 영상 촬영부 및 제2 영상 촬영부의 종류에 따라 가중치를 결정할 수 있다.
또한, 제1 영상 촬영부 또는 제2 영상 촬영부는 자기 공명 촬영 장치, 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 장치, 양전자 단층 촬영(Positron Emission Tomography, PET) 장치, 단일 광자 컴퓨터 단층 촬영(single photon emission computed tomography, SPECT) 장치 및 유방촬영장치(Mammography) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 생성 장치의 제어 방법은 제1 영상 촬영부가 제1 영상을 획득하고 제2 영상 촬영부가 제1 영상과 상이한 제2 영상을 획득하는 단계;와 제1 영상 및 제2 영상에서 특징점을 추출하는 추출 단계;와 추출된 특징점에 기초하여 제1 영상 및 제2 영상을 정합하는 정합 단계;를 포함한다.
또한, 추출 단계는 미리 저장된 해부학적 정보를 기초로 특징점을 추출하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 추출 단계는 제1 영상 및 제2 영상의 촬영 위치를 분석하는 단계;와 분석된 촬영 위치에 기초하여 정합의 기준이 될 해부학적 특징을 결정하는 단계;와 결정된 해부학적 특징과 미리 저장된 해부학적 정보를 비교하여 특징점을 추출하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 촬영 위치는 미리 저장된 해부학적 정보와 제1 영상 및 제2 영상을 비교하여 분석하거나, 제1 영상 및 제2 영상의 촬영 조건에 기초하여 분석하여 획득할 수 있다.
또한, 획득 단계는 대상체와 적어도 하나 이상의 마커를 함께 촬영하여 제1 영상 및 제2 영상을 획득하는 단계;를 포함하고, 추출 단계는 마커가 촬영된 위치에 기초하여 기초하여 특징점을 추출하는 단계;를 포함할 수 있다.
정합 단계는 제1 영상 및 제2 영상의 가중치를 결정하고, 결정된 가중치에 따라 제1 영상 및 제2 영상의 중복 부분을 처리하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 영상 생성 장치의 제어 방법은 제1 영상 또는 제2 영상 중 적어도 하나를 정규화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 제1 영상 촬영부 또는 제2 영상 촬영부는 자기 공명 촬영 장치, 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 장치, 양전자 단층 촬영(Positron Emission Tomography, PET) 장치, 단일 광자 컴퓨터 단층 촬영(single photon emission computed tomography, SPECT) 장치 및 유방촬영장치(Mammography) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
서로 상이한 방법으로 획득된 영상을 정합하여 제공함으로써, 진단 영상 생성을 위한 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
상술한 영상 생성 장치 및 제어 방법에 의하면 인체나 물건의 진단 또는 검사에 있어서 더욱 명확하고 정확한 영상을 획득하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 영상 생성 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 영상 생성 장치를 상세히 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 영상 생성 장치의 제1 영상 촬영부의 외관을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 엑스선을 조사하는 방사선 소스를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도3의 엑스선을 검출하는 방사선 검출부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6는 제2 영상 촬영부의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7는 도 6의 보어의 구조와 경사 코일부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 영상 접합의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9은 영상 접합의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 마커를 이용한 추가정보 수집의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 영상 생성 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12은 일 실시예에 따른 정합 정보의 추출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 구체적인 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
본 명세서에서 "영상"는 이산적인 영상 요소들(예를 들어, 2차원 영상에 있어서의 픽셀들 및 3차원 영상에 있어서의 복셀들)로 구성된 다차원(multi-dimensional) 데이터를 의미할 수 있다. 예를 들어, 영상은 컴퓨터 단층 촬영 (Computed Tomography, CT), 또는 자기 공명 촬영(Magnetic Resonance Imaging)에 의해 획득된 대상체(ob)의 의료 영상 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 "대상체(ob)(object)"는 사람 또는 동물, 또는 사람 또는 동물의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체(ob)는 간, 심장, 자궁, 뇌, 유방, 복부 등의 장기, 또는 혈관을 포함할 수 있다. 또한, "대상체(ob)"는 팬텀(phantom)을 포함할 수도 있다. 팬텀은 생물의 밀도와 실효 원자 번호에 아주 근사한 부피를 갖는 물질을 의미하는 것으로, 신체와 유사한 성질을 갖는 구형(sphere)의 팬텀을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 "사용자"는 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상 병리사, 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으며, 의료 장치를 수리하는 기술자가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 영상 생성 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 영상 생성 장치(1)는 대상체(ob)의 내부 영상을 복수 개의 영상 촬영부(10, 20, 30, 40), 및 영상 촬영부(10, 20, 30, 40)로부터 수신한 영상을 정합하는 호스트 장치(50)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 각 영상 촬영부(10, 20, 30, 40)는 영상 생성 장치(1)의 호스트 장치(50)와 소정 거리 이격되어 설치될 수 있으며, 각 영상 촬영부(10, 20, 30, 40)와 호스트 장치(50)는 각종 유무선 통신 프로토콜로 연결되어 있을 수 있다.
예를 들어, 영상 촬영부(10, 20, 30, 40)는 호스트 장치(50)와 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터 통신을 수행할 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 영상 촬영부(10, 20, 30, 40)와 호스트 장치(50)는 GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 이동 통신 프로토콜, WLAN(Wireless Local Access Network), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), NFC, 등과 같은 근거리 통신 프로토콜로도 연결될 수 있다.
이때, 영상 촬영부(10, 20, 30, 40)는 대상체(ob)의 내부 영상을 획득하는 것으로, 영상 촬영부는 방사선, 자기 공명 현상, 또는 초음파를 이용하여 내부 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 영상 촬영부(10, 20, 30, 40)는 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 장치, 양전자 단층 촬영(Positron Emission Tomography, PET) 장치, 단일 광자 컴퓨터 단층 촬영(single photon emission computed tomography, SPECT) 장치, 또는 유방촬영 장치(Mammography) 등과 같이 방사선을 이용하여 대상체(ob) 내부의 영상을 획득할 수 있다. 또한, 영상 촬영부(10, 20, 30, 40)는 자기 공명 촬영(Magnetic Resonance Imaging) 장치와 같이 자기 공명을 이용하여 대상체(ob) 내부의 영상을 획득하거나, 초음파을 이용하여 대상체(ob) 내부의 영상을 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이, 영상 촬영부(10, 20, 30, 40)는 다양한 방법으로 대상체(ob)의 영상을 획득할 수 있으나, 각 영상 획득 방법은 장단점을 가지고 있다. 예를 들어, 컴퓨터 단층 촬영은 상대적으로 검사시간이 짧고, 비용이 다소 저렴하나, 자기 공명 촬영 방법은 검사 시간이 상대적으로 길고, 많은 비용이 소비되나 높은 해상도를 가진 영상을 획득할 수 있다.
또한, 대상체(ob)의 내부 구조 또는 특징 등에 따라 각 영상 획득 방법의 선호도가 다르다. 예를 들어, 대상체(ob)가 인체인 경우 장기의 구조 또는 각 장기의 특징에 따라서 각 장기 별로 인체의 질병 진단을 위하여 선호되는 영상 획득 방법은 상이할 수 있다. 따라서, 각 장기 별로 선호되는 영상 획득 방법으로 영상을 획득하고, 각 장기 별로 선호되는 영상 획득 방법으로 획득한 영상들을 정합하여 진단을 더 용이하게 할 수 있다. 또한, 각 장기 별로 선호되는 방법으로 영상을 획득하므로 진단을 위한 영상을 획득하는데 필요한 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여 컴퓨터 단층 촬영 방식 및 자기 공명 촬영 방식을 적용하여 영상을 생성하는 것으로 설명하나, 이에 한정되는 것이 아니며, 컴퓨터 단층 촬영 방식 및 자기 공명 촬영 방식은 다른 내부 영상을 획득하는 다른 방법으로 치환, 변경될 수 있다. 아울러, 더 많은 영상 획득 방법을 적용하여 영상을 할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 영상 생성 장치를 상세히 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 2에 도시된 것과 같이 영상 생성 장치(1)는 제1 영상을 획득하는 제1 영상 촬영부(100), 제2 영상을 획득하는 제2 영상 촬영부(200), 사용자로부터 제어 명령을 입력 받기 위한 입력부(310), 각종 정보를 표시하기 위한 표시부(320), 영상 생성 장치(1)의 구동에 필요한 정보를 저장하는 저장부(330), 영상 생성 장치(1)를 전반적으로 제어하여 정합 영상을 생성하는 영상처리부(340)를 포함할 수 있다.
여기서, 정합 영상은 복수 개의 다른 영상 촬영부(100, 200)에서 획득한 대상체(ob)의 영상을 정합하여 생성된 영상으로, 정합 영상 생성을 위하여서는 먼저 촬영 영상을 획득할 필요가 있다.
이하, 도 3 내지 6을 이용하여 제1 영상 촬영부를 상세히 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 영상 생성 장치의 제1 영상 촬영부의 외관을 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3의 엑스선을 조사하는 방사선 소스를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 5는 도3의 엑스선을 검출하는 방사선 검출부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 영상 촬영부(100)는 대상체(ob)에 방사선을 조사하는 방사선 소스(110)와 대상체(ob)를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출기(120)를 포함할 수 있다. 방사선 소스(110)와 방사선 검출기(120)은 서로 마주본 상태로 갠트리(102)에 장착되고, 갠트리(102)는 하우징(101) 내부에 장착된다.
대상체(ob)가 위치하는 환자 테이블(103)이 보어(105) 내부로 이송되면 방사선 소스(110)와 방사선 검출기(120)가 장착된 갠트리(102)가 보어(105)의 주위를 360도 회전하면서 대상체(ob)를 촬영하여 적어도 하나 이상의 제1 영상을 획득한다.
방사선 소스(110)는 엑스선, 감마선, 알파선, 베타선, 또는 중성자선 조사할 수 있다. 예를 들어, 제1 영상 촬영부(100)의 방사선 소스(110)는 엑스선을 조사할 수 있다.
구체적으로, 엑스선 소스(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 양극(113)과 음극(115)을 포함하는 2극 진공관으로 구현되어 엑스선을 생성할 수 있다. 음극(115)은 필라멘트(119)와 전자를 집속시키는 집속 전극(117)을 포함하며, 집속 전극(117)은 포커싱 컵(focusing cup)이라고도 한다.
유리관(111) 내부를 약 10mmHg 정도의 고진공 상태로 만들고 음극의 필라멘트(119)를 고온으로 가열하여 열전자를 발생시킨다. 필라멘트(119)의 일 예로 텅스텐 필라멘트를 사용할 수 있고 필라멘트에 연결된 전기도선(116)에 전류를 가하여 필라멘트(119)를 가열할 수 있다.
양극(113)은 주로 구리로 구성되고, 음극(115)과 마주보는 쪽에 타겟 물질(114)이 도포 또는 배치되며, 타겟 물질로는 Cr, Fe, Co, Ni, W, Mo 등의 고저항 재료들이 사용될 수 있다. 타겟 물질의 녹는점이 높을수록 초점 크기(focal spot size)가 작아진다. 여기서, 초점은 실효 초점(effective focal spot)을 의미한다. 또한, 타겟 물질은 일정 각도로 기울어져 있는바, 기울어진 각도가 작을수록 초점 크기가 작아진다.
그리고 음극(115)과 양극(113) 사이에 고전압을 걸어주면 열전자가 가속되어 양극의 타겟 물질(117)에 충돌하면서 엑스선을 발생시킨다. 발생된 엑스선은 윈도우(118)를 통해 외부로 조사되며, 윈도우의 재료로는 베릴륨(Be) 박막을 사용할 수 있다. 이 때, 윈도우(118)의 전면 또는 후면에는 필터를 위치시켜 특정 에너지 대역의 엑스선을 필터링할 수 있다.
타겟 물질(114)은 로터(112)에 의해 회전할 수 있으며, 타겟 물질(114)이 회전하게 되면 고정된 경우에 비해 열 축적율이 단위 면적당 10배 이상 증대될 수 있고, 초점 크기가 감소된다.
엑스선 소스(110)의 음극(115)과 양극(113) 사이에 가해지는 전압을 관전압이라 하며, 그 크기는 파고치 kvp로 표시할 수 있다. 관전압이 증가하면 열전자의 속도가 증가되고 결과적으로 타겟 물질에 충돌하여 발생되는 엑스선의 에너지(광자의 에너지)가 증가된다. 엑스선 소스(110)에 흐르는 전류는 관전류라 하며 평균치 mA로 표시할 수 있고, 관전류가 증가하면 필라멘트에서 방출되는 열전자의 수가 증가하고 결과적으로 타겟 물질(114)에 충돌하여 발생되는 엑스선의 선량(엑스선 광자의 수)이 증가된다.
따라서, 관전압에 의해 엑스선의 에너지가 제어될 수 있고, 관전류 및 엑스선 노출 시간에 의해 엑스선의 세기 또는 선량이 제어될 수 있는바, 대상체(ob)의 종류나 특성에 따라 조사되는 엑스선의 에너지 및 세기를 제어할 수 있다.
조사되는 엑스선이 일정 에너지 대역을 갖는 경우, 에너지 대역은 상한과 하한에 의해 정의될 수 있다. 에너지 대역의 상한, 즉 조사되는 엑스선의 최대 에너지는 관전압의 크기에 의해 조절될 수 있고, 에너지 대역의 하한, 즉 조사되는 엑스선의 최소 에너지는 필터에 의해 조절될 수 있다. 필터를 이용하여 저에너지 대역의 엑스선을 여과시키면, 조사되는 엑스선의 평균 에너지를 높일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 방사선 검출기(120)은 대상체(ob)를 투과한 엑스선을 검출하여 검출 신호를 출력한다. 컴퓨터 단층 촬영에서 방사선 검출기(120)은 DAS(Data Acquisition System)이라고도 불리는바, 방사선 검출기(120)은 1차원 어레이 형태로 프레임에 장착된 복수의 검출기를 포함할 수 있다.
구체적으로, 방사선 검출기(120)는 엑스선을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 수광 소자(121)와 전기적인 신호를 읽어 내는 독출 회로(122)를 포함한다. 여기서, 독출 회로(122)는 복수의 픽셀 영역을 포함하는 2차원 픽셀 어레이 형태로 이루어진다. 수광 소자(121)를 구성하는 물질로는 낮은 에너지와 적은 선량에서의 높은 해상도와 빠른 응답 시간 및 높은 동적 영역을 확보하기 위하여 단결정 반도체 물질을 사용할 수 있고, 단결정 반도체 물질은 Ge, CdTe, CdZnTe, GaAs 등이 있다.
수광 소자(121)는 고저항의 n형 반도체 기판(121b)의 하부에 p형 반도체가 2차원 픽셀 어레이 구조로 배열된 p형 층(121a)을 접합하여 PIN 포토다이오드 형태로 형성할 수 있고, CMOS 공정을 이용한 독출 회로(122)는 각 픽셀 별로 수광 소자(121)와 결합된다. CMOS 독출 회로(122)와 수광 소자(121)는 플립 칩 본딩 방식으로 결합할 수 있는 바, 땜납(PbSn), 인듐(In) 등의 범프(bump)(123)를 형성한 후 reflow하고 열을 가하며 압착하는 방식으로 결합할 수 있다. 다만, 상술한 구조는 방사선 검출기(120)의 일 예시에 불과하며, 방사선 검출기(120)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 영상 촬영부(100)는 이와 같이 획득한 제1 영상을 영상처리부로 전송한다. 이때, 제1 영상은 상술한 방사선 검출기(120)에서 출력된 검출 신호 및 촬영 조건(예컨대, 튜브 전압, 촬영 각도 등)을 포함할 수 있다.
또한, 제1 영상은 방사선 검출기(120)에서 출력된 검출 신호를 전처리 한 데이터, 또는 검출 신호 및 촬영 조건에 기초하여 구성된 대상체(ob)의 단면 영상을 포함할 수 있다. 이때, 전처리는, 예를 들면, 픽셀들 사이의 감도 불균일 정정 프로세스, 신호 세기의 급격한 감소 또는 금속 같은 X선 흡수재로 인한 신호의 유실 정정 프로세스 등을 포함할 수 있다.
이하, 도 6 내지 7을 이용하여 제2 영상 촬영부(200)를 상세히 설명한다.
도 6는 제2 영상 촬영부의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7는 보어의 구조와 경사 코일부의 구조를 나타낸 도면이다.
제2 영상 촬영부(200)는 특정 세기의 자기장에서 발생하는 RF(Radio Frequency) 신호에 대한 MR(Magnetic Resonance) 신호의 세기를 명암 대비로 표현하여 대상체(ob)에 대한 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 대상체(ob)를 강력한 자기장 속에 눕힌 후 특정의 원자핵(예컨대, 수소 원자핵 등)만을 공명시키는 RF 신호를 대상체(ob)에 순간적으로 조사했다가 중단하면 상기 특정의 원자핵에서 MR 신호가 방출되는데, MRI 시스템은 이 MR 신호를 수신하여 MR 이미지를 획득할 수 있다. MR 신호는 대상체(ob)로부터 방사되는 RF 신호를 의미한다.
이때, MR 신호의 크기는 대상체(ob)에 포함된 소정의 원자(예컨대, 수소 등)의 농도, 이완시간 T1, 이완시간 T2 및 혈류 등의 흐름에 의해 결정될 수 있다.
구체적으로, 제2 영상 촬영부(200)는 원자핵에 일정한 자기장을 가한 상태에서 일정한 주파수와 에너지를 공급하여 원자핵으로부터 방출된 에너지를 신호로 변환하여 영상을 생성하기 위하여 자기장을 형성하고 원자핵에 대한 공명 현상을 발생시키는 보어(210)를 포함할 수 있다.
이때, 보어(210)는 내부 공간이 비어 있는 원통형의 형상을 하며 그 내부 공간을 캐비티(cavity)부라고 한다. 이송부(220)는 그 위에 누워 있는 대상체(ob)를 캐비티부로 이송시켜 자기 공명 신호를 얻을 수 있도록 한다.
또한, 보어(210)는 내부에 정자장(Static field)을 형성하는 정자장 코일부(211), 정자장에 경사자장(gradient field)을 형성하는 경사 코일부(212), RF 펄스를 인가하여 원자핵을 여기시키고 원자핵으로부터 에코 신호를 수신하는 RF 코일부(213)를 포함할 수 있다.
정자장 코일부(211)는 캐비티부의 둘레를 코일이 감고 있는 형태를 가질 수 있고 정자장 코일부(211)에 전류가 인가되면 보어(210) 내부 즉, 캐비티부에 정자장이 형성된다. 이때, 정자장의 방향은 일반적으로 보어(210)의 동축과 평행할 수 있으며, 정자장 코일부(211)에 의하여 생성된 정자장이 강하고 균일할수록 대상체(ob)에 대한 비교적 정밀하고 정확한 영상을 획득할 수 있다.
캐비티부에 정자장이 형성되면 대상체(ob)를 구성하는 원자 특히, 수소 원자의 원자핵은 정자장의 방향으로 정렬되며, 정자장의 방향을 중심으로 세차운동(precession)을 한다. 예를 들어, 수소 양성자는 1T의 외부 자기장 속에서 42.58MHZ의 세차주파수를 가지며, 인간의 몸을 구성하는 원자 중 가장 큰 비율을 차지하는 것이 수소이므로 자기공명영상장치에서는 주로 수소 양성자의 세차운동을 이용하여 자기 공명 신호를 획득할 수 있다.
경사 코일부(212)는 캐비티부에 형성된 정자장에 경사(gradient)를 발생시켜 경사자장(gradient magnetic field)를 형성한다. 이때, 3차원의 공간적인 정보를 얻기 위해서는 x, y, z 축 모두에 대한 경사자장이 요구되며, 이에 경사 코일부(212)는 세 쌍의 경사 코일을 포함한다.
도 7에 도시된 것처럼 z축 경사 코일부(212_z)은 일반적으로 한 쌍의 링 타입의 코일로 구성되고, y축 경사 코일부(212_y)은 대상체(ob)의 위아래에 위치한다. x축 경사 코일부(212_x)은 대상체(ob)의 좌우측에 위치할 수 있다.
이때, 경사 코일부(212)는 대상체(ob)의 부위 별로 공명 주파수를 서로 다르게 유도하여 대상체(ob)의 각 부위의 위치 정보를 함께 수집할 수 있다.
RF 코일부(213)은 환자에게 RF 신호를 조사하고, 환자로부터 방출되는 MR 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, RF 코일부(213)는, 세차 운동을 하는 원자핵을 향하여 세차운동의 주파수와 동일한 주파수의 RF 신호를 환자에게 전송한 후 RF 신호의 전송을 중단하고, 환자로부터 방출되는 MR 신호를 수신할 수 있다.
예를 들어, RF 코일부(213)는 어떤 원자핵을 낮은 에너지 상태로부터 높은 에너지 상태로 천이시키기 위하여 이 원자핵의 종류에 대응하는 무선 주파수(Radio Frequency)를 갖는 전자파 신호, 예컨대 RF 신호를 생성하여 대상체(ob)에 인가할 수 있다. RF 코일부(213)에 의해 생성된 전자파 신호가 어떤 원자핵에 가해지면, 이 원자핵은 낮은 에너지 상태로부터 높은 에너지 상태로 천이될 수 있다. 이후에, RF 코일부(213)에 의해 생성된 전자파가 사라지면, 전자파가 가해졌던 원자핵은 높은 에너지 상태로부터 낮은 에너지 상태로 천이하면서 라모어 주파수를 갖는 전자파를 방사할 수 있다. 다시 말해서, 원자핵에 대하여 전자파 신호의 인가가 중단되면, 전자파가 가해졌던 원자핵에서는 높은 에너지에서 낮은 에너지로의 에너지 준위의 변화가 발생하면서 라모어 주파수를 갖는 전자파가 방사될 수 있다. RF 코일부(213)는 대상체(ob) 내부의 원자핵들로부터 방사된 전자파 신호를 수신할 수 있다.
RF 코일부(213)는 원자핵의 종류에 대응하는 무선 주파수를 갖는 전자파를 생성하는 기능과 원자핵으로부터 방사된 전자파를 수신하는 기능을 함께 갖는 하나의 RF 송수신 코일로서 구현될 수도 있다. 또한, 원자핵의 종류에 대응하는 무선 주파수를 갖는 전자파를 생성하는 기능을 갖는 송신 RF 코일과 원자핵으로부터 방사된 전자파를 수신하는 기능을 갖는 수신 RF 코일로서 각각 구현될 수도 있다.
또한, 이러한 RF 코일부(213)는 도 7에 도시된 바와 같이 갠트리(20)에 고정된 형태일 수 있고, 착탈이 가능한 형태일 수 있다. 착탈이 가능한 RF 코일부(213)는 머리 RF 코일, 흉부 RF 코일, 다리 RF 코일, 목 RF 코일, 어깨 RF 코일, 손목 RF 코일 및 발목 RF 코일 등을 포함한 대상체(ob)의 일부분에 대한 RF 코일을 포함할 수 있다.
제2 영상 촬영부(200)는 이와 같이 획득한 제2 영상을 영상처리부로 전송한다. 이때, 제2 영상은 상술한 RF 코일부(213)로부터 수신되는 MR 신호 및 촬영 조건(예컨대, 촬영 각도, 대상체(ob)의 위치)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 영상은 RF 코일부(213)로부터 수신되는 MR 신호를 전처리한 데이터, 또는 MR 신호 및 촬영 조건에 기초하여 생성된 영상을 포함할 수 있다. 이때, 전처리는 수신한 MR 신호에 증폭, 주파수 변환, 위상 검파, 저주파 증폭, 필터링(filtering) 등과 같은 각종의 신호 처리 프로세서를 포함할 수 있다.
한편, 제1 영상과 제2 영상은 대상체(ob)의 서로 상이한 부분을 촬영하여 획득한 것일 수 있다. 예를 들어, 대상체(ob)가 인체의 전신인 경우 제1 영상은 컴퓨터 단층 촬영 방식으로 진단하기 좋은 장기(예를 들어, 관상 동맥, 폐, 복부, 뻐)를 촬영하여 획득한 영상이고, 제2 영상은 자기 공명 촬영 방식으로 진단하기 좋은 장기(예를 들어, 뇌, 근육, 판막, 유방, 관절, 척추, 전립선)를 촬영하여 획득한 영상일 수 있다.
이와 같이, 장기 별로 선택적으로 제1 영상 및 제2 영상을 획득함으로써, 인체의 진단을 위한 전신 영상의 획득을 위한 비용 및 시간을 절감할 수 있다. 또한, 인체의 방사선 노출을 최소화할 수 있다.
또한, 제1 영상과 제2 영상의 정합을 위하여 제1 영상의 일부 또는 전부와 제2 영상의 일부 또는 전부가 중복되도록 대상체(ob)를 분할하여 촬영할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 호스트 장치(50)는 입력부(310) 및 디스플레이부(320)를 포함할 수 있다.
입력부(310)는 사용자의 입력에 따라 동작 제어를 위한 명령을 입력 받고, 사용자가 입력한 명령에 따라 전기적 신호를 생성하여 영상처리부(340)(170)에 전달한다. 이때, 입력부(310)는 다양한 입력 수단으로 구현될 수 있으며, 예컨대, 키보드나 키패드와 같은 키 입력 수단, 터치센서나 터치 패드와 같은 터치 입력 수단, 자이로 센서, 지자기 센서, 가속도 센서와 근접 센서, 그리고 카메라 중 적어도 하나 이상을 포함하여 이루어지는 제스처 입력 수단 또는 음성 입력 수단 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이 외에도 현재 개발 중이거나 향후 개발될 수 있는 모든 형태의 입력 수단이 포함될 수 있다.
표시부(320)는 방사선 영상 장치와 관련된 다양한 정보를 표시하는 역할을 수행하는 것으로, 일 실시예에 따른 표시부(320)는 제1 영상, 제2 영상, 또는 제1 영상 및 제2 영상을 정합하여 생성한 정합 영상 들을 표시할 수 있다. 구체적으로, 표시부(320)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diodes), OLED(OrganicLight Emitting Diodes), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 등의 표현 수단으로 구현될 수 있다. 호스트 장치(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 저장부(330) 및 영상처리부(340)를 포함할 수 있다.
저장부(330)는 영상 생성 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 프로그램 및 데이터를 영구적으로 저장하는 자기 디스크(magnetic disc), 반도체 디스크(solid state disk) 등의 비휘발성 메모리(미도시) 뿐만 아니라 영상 생성 장치(1)의 동작을 제어하는 과정에서 생성되는 임시 데이터를 임시적으로 저장하는 D-램, S-램 등의 휘발성 메모리(미도시)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 저장부(330)는 제1 영상 촬영부(100) 또는 제2 영상 촬영부(200)로부터 전송 받은 제1 영상들 또는 제2 영상들을 저장하고 있을 수 있으며, 제1 영상 및 제2 영상을 정합하여 생성한 정합 영상을 저장할 수 있다.
영상처리부(340) 영상 생성 장치(1)에 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 이때, 영상처리부(340)는 하나 또는 복수 개의 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 여기서, 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로도 구현될 수 있음은 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 영상처리부(340)는 제1 영상 및 제2 영상에서 정합을 위한 정합 정보를 추출하고, 추출된 정합 정보에 기초하여 정합 영상을 생성할 수 있다. 이를 위해, 영상처리부(340)는 영상처리부(340)는 제1 영상, 제2 영상을 조정하는 영상 조정부(341), 조정된 영상에서 정합 정보를 추출하는 정합 정보 추출부(343), 정합 정보에 기초하여 제1 영상 및 제2 영상을 정합하는 정합 영상 생성부(345)를 포함할 수 있다.
영상 조정부(341)는 제1 영상 및 제2 영상을 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이 제1 영상 촬영부(100)와 제2 영상 촬영부(200)는 서로 상이한 방법으로 영상을 획득한다. 그러므로, 제1 영상과 제2 영상을 접합하기 위해서는 제1 영상 및 제2 영상을 조절할 필요가 있다.
이를 위해, 영상 조정부(341)는 제1 영상 및 제2 영상을 조정하여 정규화 한다. 구체적으로, 영상 조정부(341)는 제1 영상 및 제2 영상이 접합 가능하도록 제1 영상 및 제2 영상을 미리 설정된 조건에 따라 정규화할 수 있다. 이때, 정규화는 영상의 크기나, 축적, 영상의 명도(brightness)나 채도(color), 영상의 대조도(contrast) 또는 선예도(sharpness)를 조정하는 것을 포함할 수 있다.
예를 들어, 정규화 영상 생성을 위하여 영상 조정부(341)는 제1 영상 및 제2 영상의 확대, 축소하여 제1 영상과 제2 영상이 동일한 축적을 가지도록 할 수 있으며, 제1 영상 및 제2 영상의 동일 또는 유사한 대조도를 가지도록 명암을 조절할 수 있다.
한편, 영상 조정부(341)는 필요한 경우 제1 영상 및 제2 영상을 전치리 할 수 있으며, 영상 촬영부(100, 200)로부터 수신한 영상에 기초하여 단면 영상, 입체 영상 등을 생성할 수도 있다.
정합 정보 추출부(343)는 제1 영상 및 제2 영상의 정합을 위해 필요한 정합 정보를 추출한다. 이때, 정합 정보는 제1 영상 및 제2 영상의 접합을 위해 필요한 정보를 말하는 것으로, 정합 정보는 제1 영상 및 제2 영상을 분석하여 추출되거나, 제1 영상 및 제2 영상의 획득 시에 별도로 수집된 정보를 분석하여 추출될 수 있다.
정합 정보는 특징점을 포함할 수 있다. 이때, 특징점은 제1 영상 및 제2 영상의 접합의 기준이 되는 위치 또는 영역을 말한다.
이하, 도 8을 참조하여 정합 정보 추출의 일 예시를 상세히 설명한다. 도 8은 영상 접합의 일 실시예를 설명하기 위한 도면으로, 도 8a는 제1 영상 촬영부(100)에서 획득된 제1 영상을 도시한 것이고, 도 8b는 제2 영상 촬영부(200)에서 획득된 제2 영상을 도시한 것이고, 도 8c는 일 실시예에 따른 정합 영상을 도시한 것이다.
일 실시예에 따른 정합 정보 추출부(343)는 해부학적 정보에 기초하여 정합 정보를 추출할 수 있다. 구체적으로, 정합 정보 추출부(343)는 특징점 추출 이전에 각 영상의 촬영 위치를 판단할 수 있다. 이때, 촬영 위치는 해부학적 정보에 기초하여 영상을 분석하여 판단하거나, 영상 획득시의 촬영 조건에 따라서 판단할 수 있다. 이와 같이 제1 영상 및 제2 영상의 촬영 위치를 분석하고, 영상의 촬영 위치에 기초하여 정합의 기준이 될 해부학적 특징을 결정할 수 있다.
예를 들어, 인체의 해부학적 정보에 따라 생성된 인체의 각 부위의 대략적인 형상을 참조하여 도 8a에 도시된 제1 영상은 흉부 영상이고, 도 8b에 도시된 제2 영상은 머리 영상인 것으로 영상 정보를 생성할 수 있다. 이때, 해부학적 정보는 인체를 해부하여 획득할 수 있는 각종 정보를 말하는 것으로, 구체적으로, 각 장기의 위치, 모양, 크기 등과 같은 장기에 대한 정보 또는 장기간의 위치 관계, 장기간의 연결 관계 등과 같이 장기간의 상관 관계에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 정합 정보 추출부(343)는 해부학적 정보에 따라 특징점을 추출할 수 있다. 즉, 인체의 장기는 비교적 일정한 위치에 일정한 모양으로 위치한다. 따라서, 정합 정보 추출부(343)는 인체의 해부학적 정보에 기초하여 특징점을 추출할 수 있다. 더 구체적으로, 제1 영상 및 제2 영상의 촬영 위치에 기초하여 접합의 기준이 될 해부학적 특징을 결정하고, 미리 저장된 해부학적 정보에 기초하여 제1 영상 및 제2 영상에서 결정된 해부학적 특징에 해당하는 특징점을 추출할 수 있다.
예를 들어, 인체의 해부학적 정보에 따르면 머리와 흉부는 척추에 의하여 연결된다. 척추는 경추(목뻐), 흉추(등뻐), 요추(허리뻐)로 구분될 수 있으며, 이때, 경추는 머리와 흉부 사이에 위치하게 되며, 흉추는 흉부의 가로질러 위치하게 된다. 따라서, 정합 정보 추출부(343)는 경추와 흉추를 해부학적 특징으로 결정하고, 제1 영상에서 경추를 탐색하여 특징점을 추출하고, 제2 영상에서는 흉추를 탐색하여 특징점으로 추출할 수 있다.
따라서, 정합 정보 추출부(343)는 머리 영상을 분석하여 영상의 중심에서 순서대로 적층된 형태의 경추를 탐색하고, 경추의 말단인 P2을 특징점으로 추출할 수 있다.
또한, 정합 정보 추출부(343)는 흉부 영상을 분석하여 영상의 중심에서 순서대로 적층된 형태의 흉추를 탐색하고, 흉추의 전단인 P1을 특징점으로 추출할 수 있다.
이하, 도 9을 참조하여 정합 정보 추출의 다른 예시를 상세히 설명한다.
도 9은 영상 접합의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면으로, 도 9a는 제1 영상 촬영부(100)에서 획득된 제1 영상을 도시한 것이고, 도 9b는 제2 영상 촬영부(200)에서 획득된 제2 영상을 도시한 것이고, 도 9c는 일 실시예에 따른 정합 영상을 도시한 것이다. 도 10은 마커를 이용한 추가정보 수집의 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
다른 일 실시예로, 정합 정보 추출부(343)는 영상 획득시에 수집된 정보에 기초하여 정합 정보를 생성할 수 있다. 구체적으로, 각 영상의 촬영 조건 또는 도 9에 도시된 바와 같이 대상체(ob)에 복수 개의 마커(m1 내지 m10)를 부착하여 획득할 수 있다. 이때, 마커(m1 내지 m10)는 접착 물질이나 체결 수단에 의해 대상체(ob)에 부착 또는 결합될 수 있으며, 예를 들어, 마커(m1 내지 m10)는 접착력 있는 패치(patch)일 수 있다.
이와 같이 대상체(ob)에 부착된 마커(m1 내지 m10)에 의하여 제1 영상 또는 제2 영상에는 소정의 식별 표시가 생성될 수 있다. 이를 위해, 마커(m1 내지 m10)는 방사선 또는 RF신호를 흡수 또는 반사할 수 있는 재질로 구성될 수 있다.
도 9b에 도시된 바와 같이 전신 영상에는 복수 개의 마커(m1 내지 m10)로 인하여 생성된 복수 개의 식별 표지(Pm1 내지 Pm10)이 존재하게 되며, 심장 영상에는 가슴 부분에 대응하는 마커(m2 내지 m5)로 인하여 생성된 복수 개의 식별 표지(Pm2 내지 Pm5)가 존재한다.
따라서, 정합 정보 추출부(343)는 촬영 조건에 기초하여 도 9a의 제1 영상이 심장 영상이고, 도 9b의 제2 영상이 전신 영상인 것으로 판단하고, 각 영상에 포함된 식별 표지를 특징점으로 추출한다.
심장 영상 및 전신 영상에는 복수 개의 마커로 인한 식별 표시가 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 정합 정보 추출부(343)는 식별 표시 각각을 특징점으로 추출할 수 있다.
정합 영상 생성부(345)는 정합 정보 추출부(343)에서 추출된 정합 정보에 기초하여 정합 영상을 생성할 수 있다. 구체적으로, 각 영상 별로 추출된 특징점을 서로 접합하여 제1 영상 및 제2 영상을 이용하여 하나의 정합 영상을 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 8c에 도시된 바와 같이, 특징점에 기초하여 머리 영상과 흉부 영상을 정합하거나, 도 9c에 도시된 바와 같이, 복수 개의 특징점을 이용하여 전신 영상 및 심장 영상을 정합할 수 있다.
이때, 정합 영상 생성부(345)는 정합될 제1 영상 및 제2 영상의 가중치를 결정하고, 결정된 가중치에 따라 정합 영상을 생성할 수 있다. 구체적으로, 제1 영상 및 제2 영상은 상술한 바와 같이 대상체(ob)의 내부 구조 또는 특징에 따라 대상체(ob)의 일부 또는 전부를 선별하여 촬영한 것으로, 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 영상 및 제2 영상은 정합을 위하여 중복되도록 대상체(ob)를 촬영하게 된다. 따라서, 정합을 위해서는 중복되는 영역의 처리가 문제된다.
따라서, 정합 영상 생성부(345)는 각 영상의 가중치를 결정하고, 결정된 가중치에 따라 중복하여 촬영된 부분을 처리한다. 이때, 가중치는 상술한 바와 같이 제1 영상의 획득 방법 및 제2 영상의 획득 방법에 따라 부여되거나 사용자의 설정에 의하여 부여될 수 있다.
예를 들어, 중복되는 부분이 관상 동맥, 폐, 복부, 뻐 등과 같이 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 방식으로 상대적으로 정교한 영상을 획득할 수 있는 부분인 경우 제1 영상에 높은 가중치가 설정되고, 중복되는 부분이 뇌, 근육, 판막, 유방, 관절, 척추, 전립선 등과 같이 자기 공명 촬영(Magnetic Resonance Imaging) 방식으로 상대적으로 정교한 영상을 획득할 수 있는 부분인 경우 제2 영상에 높은 가중치가 설정된다.
즉, 대상체(ob)가 인체인 경우 영상 생성 장치(1)는 각 장기 또는 진단의 대상에 따라 서로 상이한 방법으로 영상을 획득하고, 서로 상이한 방법으로 획득한 복수 개의 영상을 정합하여 진단 영상을 생성할 수 있다. 이와 같이, 서로 상이한 방법으로 획득한 복수 개의 영상을 정합하여 진단 영상을 생성함으로써, 불필요한 방사선 노출을 방지할 수 있으며, 진단 영상을 생성하기 위한 시간 및 비용을 절감할 수 있다.
아울러, 서로 상이한 방법으로 촬영된 영상을 정합하여 제공함으로써, 의료진의 진단을 더 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 전이암의 진단과 같이 인체의 여러 장기에 대한 영상이 필요한 경우, 정합 영상을 이용하여 간편하고 정학하게 환자의 상태를 진단할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 영상 생성 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
영상 생성 장치(1)는 제1 영상 촬영부(100) 및 제1 영상 촬영부(100)를 이용하여 대상체(ob)에 대한 복수 개의 영상을 획득한다(S510). 이때, 제1 영상 촬영부(100)와 제2 영상 촬영부(200)의 영상 획득 방법은 상이할 수 있으며, 제1 영상 촬영부(100)를 이용하여 제1 영상을 획득하고, 제2 영상 촬영부(200)를 이용하여 제2 영상을 획득할 수 있다.
이때, 제1 영상 촬영부(100)와 제2 영상 촬여부는 그 영상 획득 방법에 따라 대상체(ob)를 분할하여 촬영할 수 있으며, 제1 영상과 제2 영상의 정합을 위하여 제1 영상의 일부 또는 전부와 제2 영상의 일부 또는 전부가 중복되도록 대상체(ob)를 분할하여 촬영할 수 있다.
영상 생성 장치(1)는 획득된 영상을 정규화한다(S520). 구체적으로, 영상처리부(340)는 제1 영상 및 제2 영상을 조정하여 정규화 한다. 구체적으로, 영상처리부(340)는 제1 영상 및 제2 영상이 접합 가능하도록 제1 영상 및 제2 영상을 미리 설정된 조건에 따라 정규화할 수 있다.
영상 생성 장치(1)는 정합 정보를 추출한다(S530). 이때, 정합 정보는 제1 영상 및 제2 영상을 분석하여 추출되거나, 제1 영상 및 제2 영상의 획득 시에 별도로 수집된 정보를 분석하여 추출될 수 있으며, 정합 정보는 특징점을 포함할 수 있다. 한편, 영상 정합을 위하여 영상 획득 단계시에 부가적인 정보가 수집될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이 각 영상의 촬영 조건을 수집하거나, 대상체(ob)와 마커를 함께 촬영할 수도 있다.
영상 생성 장치(1)는 추출된 특징점에 기초하여 복수 개의 영상을 정합한다(S540). 이때, 영상처리부(340)는 각 영상의 가중치를 결정하고, 결정된 가중치에 따라 중복하여 촬영된 부분을 처리한다. 이때, 가중치는 상술한 바와 같이 제1 영상의 획득 방법 및 제2 영상의 획득 방법에 따라 부여되거나 사용자의 설정에 의하여 부여될 수 있다.
도 12은 일 실시예에 따른 정합 정보의 추출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
영상처리부(340)는 각 영상의 촬영 위치를 분석한다(S531). 이때, 촬영 위치는 해부학적 정보에 기초하여 영상을 분석하여 판단하거나, 영상 획득시의 촬영 조건에 따라서 판단할 수 있다. 예를 들어, 영상처리부(340)는 미리 저장된 해부학적 정보와 각 영상을 비교하여 각 영상이 촬영한 촬영 위치를 분석하거나, 영상 촬영 시에 획득한 촬영 조건에 기초하여 촬영 위치를 분석할 수 있다.
영상처리부(340)는 촬영 위치에 기초하여 정합의 기준이 될 해부학적 특징을 결정한다(S533). 인체의 장기는 비교적 일정한 위치에 일정한 모양으로 위치한다. 따라서, 촬영 위치에 기초하여 영상간 정합의 기준이 될 해부학적 특징을 결정할 수 있다.
영상처리부(340)는 결정된 해부학적 특징에 기초하여 특징점을 추출한다(S535). 구체적으로, 미리 저장된 해부학적 정보 및 결정된 해부학적 특징에 기초하여 각 영상에서 정합의 기준이 될 해부학적 특징에 해당하는 특징점을 검출한다.
한편, 상술한 방법들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적으로 해석되어서는 아니될 것이다.
1: 영상 생성 장치 10, 20, 30, 40: 영상 촬영부
50: 호스트 장치 100: 제1 영상 촬영부
200: 제2 영상 촬영부 310: 입력부
320: 표시부 330: 저장부
340: 영상처리부

Claims (19)

  1. 제1 영상을 획득하는 제1 영상 촬영부;
    상기 제1 영상과 상이한 제2 영상을 획득하는 제2 영상 촬영부; 및
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 중 적어도 하나에서 특징점을 추출하고, 상기 추출된 특징점에 기초하여 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 정합하는 영상처리부;
    를 포함하는 영상 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 미리 저장된 해부학적 정보를 기초로 상기 특징점을 추출하는 영상 생성 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상의 촬영 위치를 분석하여 정합의 기준이 될 해부학적 특징을 결정하고, 상기 결정된 해부학적 특징과 상기 미리 저장된 해부학적 정보를 비교하여 상기 특징점을 추출하는 영상 생성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 상기 미리 저장된 해부학적 정보와 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 비교하여 상기 촬영 위치를 분석하는 영상 생성 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상의 촬영 조건에 기초하여 상기 촬영 위치를 분석하는 영상 생성 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상은 대상체 및 대상체에 부착된 마커를 포함하고, 상기 영상처리부는 상기 마커의 위치에 기초하여 상기 특징점을 추출하는 진단 영상 생성 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 상기 제1 영상 및 제2 영상 중 적어도 하나를 정규화하는 영상 생성 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 각각의 가중치를 결정하고, 상기 각각의 가중치를 이용하여 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 정합하는 영상 생성 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 영상처리부는, 상기 제1 영상 촬영부 및 상기 제2 영상 촬영부의 종류에 따라 상기 가중치를 결정하는 영상 생성 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    제1 영상 촬영부 또는 제2 영상 촬영부는 자기 공명 촬영 장치, 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 장치, 양전자 단층 촬영(Positron Emission Tomography, PET) 장치, 단일 광자 컴퓨터 단층 촬영(single photon emission computed tomography, SPECT) 장치 및 유방촬영장치(Mammography) 중 적어도 하나를 포함하는 영상 생성 장치.
  11. 제1 영상 촬영부가 제1 영상을 획득하고 제2 영상 촬영부가 상기 제1 영상과 상이한 제2 영상을 획득하는 단계;
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상에서 특징점을 추출하는 추출 단계; 및
    상기 추출된 특징점에 기초하여 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 정합하는 정합 단계;
    를 포함하는 영상 생성 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 추출 단계는, 미리 저장된 해부학적 정보를 기초로 상기 특징점을 추출하는 단계;를 포함하는 영상 생성 장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 추출 단계는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상의 촬영 위치를 분석하는 단계;
    상기 분석된 촬영 위치에 기초하여 정합의 기준이 될 해부학적 특징을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 해부학적 특징과 상기 미리 저장된 해부학적 정보를 비교하여 상기 특징점을 추출하는 단계;를 포함하는 영상 생성 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 촬영 위치는, 상기 미리 저장된 해부학적 정보와 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 비교하여 분석하는 영상 생성 장치의 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 촬영 위치는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상의 촬영 조건에 기초하여 분석하는 영상 생성 장치의 제어 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 획득 단계는, 상기 대상체와 적어도 하나 이상의 마커를 함께 촬영하여 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 획득하는 단계;를 포함하고,
    상기 추출 단계는, 상기 마커가 촬영된 위치에 기초하여 기초하여 상기 특징점을 추출하는 단계;를 포함하는 영상 생성 장치의 제어 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상 중 적어도 하나를 정규화하는 단계를 더 포함하는 영상 생성 장치의 제어 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 정합 단계는, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상의 가중치를 결정하고, 상기 결정된 가중치에 따라 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상의 중복 부분을 처리하는 단계;를 포함하는 영상 생성 장치의 제어 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    제1 영상 촬영부 또는 제2 영상 촬영부는 자기 공명 촬영 장치, 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 장치, 양전자 단층 촬영(Positron Emission Tomography, PET) 장치, 단일 광자 컴퓨터 단층 촬영(single photon emission computed tomography, SPECT) 장치 및 유방촬영장치(Mammography) 중 적어도 하나를 포함하는 영상 생성 장치의 제어 방법.
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