KR20150115438A - Method and apparatus for overlaying medical images included the region of the heart - Google Patents

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    • A61B2576/023Medical imaging apparatus involving image processing or analysis specially adapted for a particular organ or body part for the heart

Abstract

Disclosed are a method and apparatus for overlaying a medical image including a heart region. The method for overlaying a medical image according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: receiving a first medical image including an image of a heart region of a testee; receiving a second medical image including an image of a cardiac region of the testee; extracting two-dimensional cardiovascular information from the received first medical image and extracting three-dimensional heart information from the second medical image; extracting information regarding a transformation matrix between the first medical image and the second medical image by matching the extracted two-dimensional cardiovascular information, and three-dimensional cardiovascular information included in the three-dimensional heart information; and applying the extracted transformation matrix information to the three-dimensional heart information and overlaying the three-dimensional heart information applied with the transfer matrix information to the first medical image.

Description

심장 부위를 포함하는 의료 영상 오버레이 방법 및 그 장치 {Method and apparatus for overlaying medical images included the region of the heart}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a medical image overlay method and an apparatus for overlaying a medical image,

본 발명은 의료 영상 오버레이(overlay)에 대한 것으로, 상세하게는 심장 혈관 조영술이나 스텐트 시술 시 혈관의 정확한 위치를 찾는데 도움을 줄 수 있는 의료 영상 오버레이 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a medical image overlay, and more particularly, to a medical image overlay method and apparatus that can assist in finding an accurate position of a blood vessel during cardiac angiography or stenting.

본 발명은 산업통상자원부 및 한국산업기술평가관리원의 산업융합원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 10044910, 과제명: 다중의료영상을 활용한 3차원 초정밀 시뮬레이션 기반 심,혈관 질환 진단-치료지원 통합소프트웨어 시스템 개발].The present invention is derived from research carried out by the Ministry of Industry, Commerce, and Industry and the Korea Industrial Technology Evaluation and Management Institute as a part of the project for the development of technology for industrial convergence [Project Number: 10044910, Title: Diagnosis of Vascular Disease - Development of Integrated Medical Treatment Support System].

X선 투시법(X-ray fluoroscopy, 실시간 X-ray 동영상)은 만성 동맥 폐색증(CTO; chronic total occlusions)의 경피적 관상동맥 중재술(PCI; percutaneous coronary interventions)과 같은 많은 최소 침습 시술(minimally invasive procedures)의 가이드용으로 선택되는 모달리티(modality)이다. 최소 침습 시술이 이루어지는 동안, 가이드 와이어(guide-wire)를 이용한 CTO의 크로싱(crossing)은 혈관 폐색(occlusion)이 조영제(contrast agent)의 확산을 차단하고(block) 혈관의 폐색된 부분을 형광 투시법(fluoroscopy)에서 불가시적(invisible)으로 만들기 때문에 어려움을 유발할 수 있다. 게다가, 형광 투시법의 투영 성질(projective nature)은 3차원(3D) 구조의 해석을 불명확하게 하고, 그것이 중재(intervention)를 더욱 복잡하게 한다. 이와 같은 문제는 최소 침습 시술들에 무수히 존재하고 있다. X-ray fluoroscopy (real-time X-ray video) is used for many minimally invasive procedures such as percutaneous coronary interventions (PCI) of chronic total occlusions It is the modality chosen for the guide. During minimally invasive procedures, crossing of the CTO using a guide-wire can prevent occlusion of the contrast agent from spreading and block the occluded portion of the blood vessel by fluoroscopy it can cause difficulties because it makes it invisible in fluoroscopy. In addition, the projective nature of fluoroscopy obscures the interpretation of a three-dimensional (3D) structure, which further complicates the intervention. These problems exist in a number of minimally invasive procedures.

현재 중재 전 계획(pre-interventional planning)은 루틴하게(routinely) CT 혈관 조영(CTA; computed tomography angiography) 또는 다른 3D 이미징 모달리티의 취득을 포함하고, 시각적인 불확실성을 감소시킬 수 있다. 혈액 풀 조영제 주입(blood pool contrast injection)을 이용한 CTA의 성능 특성은 직접적인 조영제 주입을 이용한 중재 X선 투시법에 의해 인식되는 것과는 반대로 CTO의 원인이 되는 경화(calcifications)를 분명하게 구별 가능하게 한다. 이런 CTA는 계획 단계(planning stage)에서 매우 유익한 툴이지만, 이들의 데이터와 중재 영상들 간의 대응을 확립하는 것은 도전해야 될 문제로 판명되어 있다.Current pre-interventional planning involves routinely acquiring computed tomography angiography (CTA) or other 3D imaging modalities and may reduce visual uncertainty. The performance characteristics of CTA using blood pool contrast injection make it possible to clearly distinguish the calcifications responsible for CTO, as opposed to what is recognized by interventional X-ray imaging with direct contrast injection. While these CTAs are very useful tools in the planning stage, establishing a correspondence between their data and interventional images has proven to be challenging.

이러한 이슈에 대처하기 위해서, 사전 시술 3D 모델은 획득된 볼륨으로부터 추출되어 2D 형광 투시법의 뷰와 얼라인(align)되고, 라이브 영상 상에 오버레이되어 중재 영상을 증대시킬 수 있다. 하지만, 이런 얼라인먼트(alignment)를 달성하는 것은 그 자체만으로도 도전적인(challenging) 것인데, 이는 인터모달 대응(intermodal correspondence)을 찾는 과정이 쉽지 않고(non-trivial) 근본적으로 최적화 과정이 비선형적이기 때문이다. 게다가 간단한 강체(rigid) 변환은 만족스러운 2D/3D 정합(registration)을 제공하기에 충분하지 않을 수도 있다. 3D 계획 영상은 호흡 정지(breathhold) 상태로 획득되고, 자유로운 호흡 상태로 획득된 수술 중(intraoperative) 영상과 비교할 때 현저한 형상 변화가 존재한다. 비강체 정합 방법은 수술 전(preoperative) 모델과 라이브 수술 중 영상을 얼라인하는데 유용하다. 그러나, 비강체 정합 방법은 도전적인 불량조건 역 작업(challenging ill-posed inverse task)이다. 그럼에도 불구하고, 2D/3D 정합 방법은 기존의 임상의 흐름에 최소의 변경을 더하는 것만으로, 중재 X선 혈관 조영에 관한 불확실성을 크게 줄일 수 있는 포텐셜을 가지고 있다. 넓은 관점에서 보면, 2D/3D 정합 방법은 신경학(neurology), 정형외과(orthopedics) 및 심장학(cardiology)과 같은 분야에서 다양한 어플리케이션을 가질 수 있다.To address this issue, the pre-procedure 3D model may be extracted from the acquired volume, aligned with the view of the 2D fluoroscopy, and overlaid on the live image to enhance the interventional image. However, achieving this alignment is itself challenging because it is non-trivial to find intermodal correspondence and essentially because the optimization process is nonlinear. In addition, simple rigid transforms may not be sufficient to provide satisfactory 2D / 3D registration. The 3D plan images are acquired in a breathhold state and there is a significant shape change when compared to the intraoperative images acquired in free respiratory state. The non-rigid body matching method is useful for aligning images during preoperative and live surgery. However, the non-rigid matching method is a challenging ill-posed inverse task. Nonetheless, the 2D / 3D matching method has the potential to significantly reduce the uncertainty associated with interventional X-ray angiography, merely adding minimal changes to existing clinical flows. From a broad perspective, 2D / 3D matching methods can have a variety of applications in areas such as neurology, orthopedics, and cardiology.

2D/3D 정합의 최적화 면은 영상의 이산(discretization), 정합하고자 하는 구조의 복잡성 그리고 비강체 변환 모델과 같은 몇 가지의 이유로 비선형이 될 수 있다. 결과적으로, 비용 함수의 최소화는 해결하기 어려운 (challenging) 문제이다. 정합 과정에 의해 수행될 수 있는 최대 정확성은 관련된 변환 모델의 복잡성과 관련이 있다. 많은 2D/3D 정합 접근은 단지 강체 변환 모델 또는 조금 유연한 어파인 모델만을 고려하고 있다. 일반적으로, 강체 변환 모델 또는 조금 유연한 어파인 모델은 뼈와 같은 강체 구조들이나 모달리티들의 초기 얼라인먼트를 제공하는데 적합하지만, 유연한 구조의 형상 변화를 설명하기에는 불충분한 것으로 판명되고 있다. 결과적으로 비강체 변형 모델이 2D/3D 정합에 대해 제안되어 왔다.The optimization surface of 2D / 3D matching can be nonlinear for several reasons such as image discretization, the complexity of the structure to be matched, and the non-rigid transformation model. As a result, minimizing the cost function is a challenging problem. The maximum accuracy that can be achieved by the matching process is related to the complexity of the associated transformation model. Many 2D / 3D matching approaches only consider models that are rigid or inflexible. In general, the rigid-body transformation model or the slightly flexible element model is suitable for providing initial alignment of rigid bodies or modalities such as bones, but it has proven to be insufficient to account for the shape change of the flexible structure. As a result, a non-rigid deformation model has been proposed for 2D / 3D matching.

임상 상황에서, 한 개 또는 두 개의 투시면은 중재 가이던스용으로 사용된다. 모노플레인(monoplane) 시나리오가 연구되어 왔지만, 면외(out-of-plane) 방향의 보고된 오차가 크고, 이런 정확성의 오차는 정합 과정에서 신뢰성을 제한한다. 바이플레인 취득은 이런 중재 시술과 관련하여 불명확성을 크게 감소시키고, 복잡한 심장 중재에서 실행되고 있다.In a clinical situation, one or two transmission surfaces are used for interrogation guidance. Monoplane scenarios have been studied, but the reported errors in the out-of-plane direction are large, and this error in accuracy limits reliability in the registration process. B eplane acquisition significantly reduces uncertainty associated with these interventions and is being performed in complex cardiac interventions.

종래 2D/3D 정합 방법에 대한 선행기술의 일 예로, 미국공개특허공보 제2013-0094745호는 비강체 2D/3D 정합에 대한 것으로, 2D 심혈관 영상과 3D 심혈관 영상을 비강체 정합을 통해 오버레이시키는 기술이다.As an example of the prior art for the conventional 2D / 3D matching method, U.S. Patent Publication No. 2013-0094745 discloses a technique for overlaying a 2D cardiovascular image and a 3D cardiovascular image through non-rigid body matching, to be.

하지만, 종래 선행기술은 2D 심혈관 영상과 3D 심혈관 영상만을 오버레이시키기 때문에 이를 이용하는 사용자는 심장의 심방과 심실, 심근의 위치를 알 수 없다. 이로 인하여 선행기술은 심혈관 조영술(angiography), 스텐트 삽입술 등 심혈관 정보를 필요로 하는 시술의 영상 지원용으로는 사용할 수 있으나, 심낭 천자술(pericardiocentesis), 심박동기(pacemaker) 삽입술, 심근 생검술(myocardial biopsy), 심근 괴사술(septal ablation)과 같이 심장의 구조 및 위치 정보가 필요한 시술 시 심방, 심실, 심근의 정확한 위치를 찾을 수 없는 문제점이 있다.However, conventional prior art overlays only 2D cardiovascular image and 3D cardiovascular image, so the user using it can not know the position of the atrium, ventricle, and myocardium of the heart. The use of pericardiocentesis, pacemaker implantation, myocardial biopsy, and percutaneous transluminal coronary angioplasty can be used for image enhancement of cardiovascular information such as angiography and stent implantation. , And septal ablation (heart ablation), there is a problem that the exact location of the atria, ventricles, and myocardium can not be found during the procedure requiring the structure and location information of the heart.

따라서, 심장의 구조 및 위치 정보가 필요한 시술 시 심장에서 심방, 심실, 심근의 위치를 정확하게 제공해줄 수 있는 방법의 필요성이 대두된다.Therefore, there is a need for a method that can precisely provide the position of the atria, ventricles, and myocardium in the heart during the procedures requiring the structure and position information of the heart.

미국공개특허공보 제2013-0094745호 "NON-RIGID 2D_3D REGISTRATION OF CORONARY ARTERY MODELS WITH LIVE FLUOROSCOPY IMAGES" (공개일: 2013. 04. 18)U.S. Published Patent Application No. 2013-0094745 entitled " NON-RIGID 2D_3D REGISTRATION OF CORONARY ARTERY MODELS WITH LIVE FLUOROSCOPY IMAGES "

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 심장 혈관 조영술이나 스텐트 시술과 같은 심장 시술 시 뿐만 아니라, 심장의 구조 및 위치 정보를 필요로 하는 시술 시 심혈관, 심방, 심실, 심근의 구조 및 위치를 찾는데 도움을 줄 수 있는 의료 영상 오버레이 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a cardiac angiogram, a stent, And to provide a medical image overlay method and apparatus thereof that can help in finding the structure and position of a medical image.

구체적으로, 본 발명은 X선 혈관 조영술 영상과 3D 심장 정보를 오버레이시킴으로써, 심장에서의 심혈관 위치를 정확하게 알 수 있고, 이를 통해 심장 혈관 조영술이나 스텐트 시술 등에 도움을 줄 수 있는 것은 물론이고, 심낭 천자술, 심박동기 삽입술, 심근 생검술, 심근 괴사술과 같은 심장 구조 시술 시에도 심방, 심실, 심근의 위치를 알 수 있고, 이를 통해 정확한 기술을 지원할 수 있다.Specifically, the present invention overcomes the X-ray angiography image and the 3D cardiac information, thereby accurately grasping the cardiovascular position in the heart, thereby providing not only cardiovascular angiography and stenting, Heart, heart, and myocardial location can be identified during heart surgery such as alcohol, pacemaker implantation, myocardial biopsy, and myocardial necrosis, and accurate technology can be supported.

또한, 본 발명은 시술자에게 심혈관, 심방, 심실, 심근 등 심장의 구조 및 위치 정보를 직관적으로 이해하기 쉬운 형태로 제공할 수 있는 의료 영상 오버레이 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a medical image overlay method and apparatus that can provide the practitioner with intuitive and easy-to-understand structure and position information of the heart such as cardiovascular, atrial, ventricle, and myocardial.

또한 본 발명은 최소 침습 시술의 종류 및 형태에 따라서 적응적으로 오버레이되는 의료 영상의 정보가 선택되어 중재 시술의 가이던스를 더욱 효과적으로 수행하는 것을 목적으로 한다.Further, the present invention aims at selecting the information of the medical image that is adaptively overlaid according to the type and form of the minimally invasive procedure to more effectively perform the guidance of the interventional procedure.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 오버레이 방법은 피검자의 심장 부위의 영상을 포함하는 제1 의료 영상을 수신하는 단계; 상기 피검자의 상기 심장 부위의 영상을 포함하는 제2 의료 영상을 수신하는 단계; 상기 수신된 상기 제1 의료 영상으로부터 2차원 심혈관 정보를 추출하고, 상기 제2 의료 영상으로부터 3차원 심장 정보를 추출하는 단계; 상기 추출된 상기 2차원 심혈관 정보와 상기 3차원 심장 정보에 포함된 3차원 심혈관 정보의 정합을 이용하여 상기 제1 의료 영상과 상기 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 상기 변환 행렬 정보를 상기 3차원 심장 정보에 적용하고, 상기 변환 행렬 정보가 적용된 상기 3차원 심장 정보를 상기 제1 의료 영상에 오버레이(overlay)시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a medical image overlay method comprising: receiving a first medical image including an image of a heart of a subject; Receiving a second medical image including an image of the heart region of the subject; Extracting two-dimensional cardiovascular information from the received first medical image and extracting three-dimensional cardiac information from the second medical image; Extracting transformation matrix information between the first medical image and the second medical image using the extracted two-dimensional cardiovascular information and matching of three-dimensional cardiovascular information included in the three-dimensional cardiac information; And applying the extracted transformation matrix information to the 3D cardiac information and overlaying the 3D cardiac information to which the transformation matrix information is applied on the first medical image.

상기 오버레이시키는 단계는 상기 3차원 심장 정보에 포함된 복수의 영상들 중 상기 피검자의 시술 종류에 대응하는 적어도 하나 이상의 영상을 선택하고, 상기 선택된 상기 적어도 하나 이상의 영상을 상기 피검자의 시술 종류에 대해 미리 결정된 배치, 구조, 상기 적어도 하나 이상의 영상의 형태 중 적어도 하나를 고려하여 상기 제1 의료 영상에 오버레이시킬 수 있다.Wherein the overlaying step comprises the steps of: selecting at least one image corresponding to a treatment type of the subject out of a plurality of images included in the 3D cardiac information, selecting at least one of the at least one image selected for the treatment type of the subject And may overlay the first medical image considering at least one of the determined layout, structure, and the shape of the at least one image.

상기 오버레이시키는 단계는 상기 오버레이되는 상기 3차원 영상 정보에 심장의 외곽벽이 포함되는 경우 상기 심장의 외곽벽에 대한 두께 정보를 함께 오버레이시킬 수 있다.The overlaying may include overlaying the thickness information on the outer wall of the heart when the outer wall of the heart is included in the overlayed 3D image information.

상기 3차원 심장 정보는 3차원 심혈관 정보, 심방과 심실을 포함하는 4-챔버(4-chamber) 정보, 심장 외곽 정보, 심근 정보를 포함할 수 있다.The three-dimensional cardiac information may include three-dimensional cardiovascular information, 4-chamber information including an atrium and a ventricle, cardiac periphery information, and myocardial information.

상기 변환 행렬 정보를 추출하는 단계는 상기 2차원 심혈관 정보와 상기 3차원 심혈관 정보의 비강체(non-rigid) 정합을 이용하여 상기 변환 행렬 정보를 추출할 수 있다.The step of extracting the transformation matrix information may extract the transformation matrix information using the non-rigid registration of the 2D cardiovascular information and the 3D cardiovascular information.

상기 제1 의료 영상에 오버레이된 상기 3차원 심장 정보는 사용자 인터페이스를 이용한 사용자의 입력에 의해 투명도가 조절될 수 있다.The 3D cardiac information overlaid on the first medical image may be adjusted in transparency by a user's input using a user interface.

본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 오버레이 장치는 피검자의 심장 부위의 영상을 포함하는 제1 의료 영상과 제2 의료 영상을 수신하는 수신부; 상기 수신된 상기 제1 의료 영상으로부터 2차원 심혈관 정보를 추출하고, 상기 제2 의료 영상으로부터 3차원 심장 정보를 추출하는 영상 정보 추출부; 상기 추출된 상기 2차원 심혈관 정보와 상기 3차원 심장 정보에 포함된 3차원 심혈관 정보의 정합을 이용하여 상기 제1 의료 영상과 상기 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보를 추출하는 변환 행렬 추출부; 및 상기 추출된 상기 변환 행렬 정보를 상기 3차원 심장 정보에 적용하고, 상기 변환 행렬 정보가 적용된 상기 3차원 심장 정보를 상기 제1 의료 영상에 오버레이(overlay)시키는 영상 처리부를 포함한다.A medical image overlay apparatus according to an embodiment of the present invention includes a receiving unit for receiving a first medical image and a second medical image including an image of a heart portion of a subject; An image information extracting unit for extracting two-dimensional cardiovascular information from the received first medical image and extracting three-dimensional cardiac information from the second medical image; A transformation matrix extraction unit for extracting transformation matrix information between the first medical image and the second medical image using the extracted two-dimensional cardiovascular information and the matching of three-dimensional cardiovascular information included in the three-dimensional cardiac information; And an image processor for applying the extracted transformation matrix information to the 3D cardiac information and overlaying the 3D cardiac information to which the transformation matrix information is applied on the first medical image.

본 발명에 따르면, 심장 외곽 정보를 심혈관 영상에 오버레이시킴으로써, 심혈관, 심방, 심실, 및 심근의 정확한 구조와 위치를 찾는데 도움을 줄 수 있고 이를 통해 심혈관 정보가 필요한 심장 혈관 조영술, 스텐트 시술 등은 물론, 그 외에도 심장의 구조 및 위치 정보가 필요한 심장 시술에 도움을 줄 수 있다.According to the present invention, by overlaying cardiac periphery information on cardiovascular images, cardiac angiography, stent procedures, and the like, which can assist in finding the exact structure and position of cardiovascular, atrial, ventricular, and myocardial, , As well as cardiac procedures that require cardiac structure and location information.

또한, 본 발명에 따르면, X선 투시법(X-ray fluoroscopy)에 심장 외곽 정보를 포함하는 3D 심장 정보를 오버레이시켜 디스플레이시킴으로써, 시술자에게 직관적인 심혈관, 심방, 심실, 심근의 구조 및 위치를 제공하고, 다양한 시술에 도움을 줄 수 있다.In addition, according to the present invention, 3D heart information including cardiac periphery information is overlaid and displayed on an X-ray fluoroscopy, thereby providing a practitioner with intuitive cardiovascular, atrial, ventricular, and myocardial structure and position , Can help a variety of procedures.

예를 들어, 본 발명은 심낭 천자술, 심박동기 삽입술, 심근 생검술, 심근 괴사술, 부정맥 시술 중 심방세동 전극도자 절제술 등의 시술에 도움을 줄 수 있다. 이러한 시술은 심장의 구조 및 위치에 대한 정보를 필요로 하는 다양한 시술의 예이다.For example, the present invention may be useful for performing procedures such as pericardial puncture, pacemaker implantation, myocardial biopsy, myocardial necrosis, and atrial fibrillation during cardiac arrhythmia. These procedures are examples of various procedures that require information about the structure and location of the heart.

본 발명에 따르면 다양한 종류의 심장/심혈관 중재 시술에 있어서, 시술의 종류와 유형에 따라서 적절한 시술 가이던스 정보를 영상으로 제공하므로 시술의 가이던스/네비게이션을 효과적으로 수행할 수 있다. 본 발명에 따르면 심장의 4-챔버(2 심실, 2 심방)의 위치와 윤곽 정보가 필요한 경우에는 심장의 4-챔버 정보를 오버레이하고, 심실 또는 심방의 외벽의 두께에 대한 정보가 필요한 경우에는 심실 또는 심방의 외벽의 영상을 오버레이하고, 심근의 위치에 대한 정보가 필요한 경우에는 심근의 영상을 오버레이할 수 있으므로, 시술자는 시술에 필요한 정보를 피검자의 실시간 영상 정보와 함께 효율적으로 확인할 수 있다.According to the present invention, in various kinds of cardiac / cardiovascular intervention procedures, appropriate guidance guidance information is provided as images according to the type and type of the operation, so that the guidance / navigation of the operation can be effectively performed. According to the present invention, if the position and contour information of the 4-chamber (2-chamber, 2-chamber) of the heart is required, the 4-chamber information of the heart is overlaid. If information about the thickness of the outer wall of the ventricle or atrium is required, Or an image of the outer wall of the atrium, and when the information about the position of the myocardial muscle is required, the operator can overlay the image of the myocardial muscle. Therefore, the practitioner can efficiently confirm the information necessary for the operation together with the real-time image information of the subject.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 오버레이 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 단계 S150에 대한 일 실시예의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.
도 3은 2차원 심혈관 정보를 추출하는 과정을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4는 3차원 심장 정보를 추출하는 과정을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 5는 2차원 심혈관 정보와 3차원 심혈관 정보를 이용하여 변환 행렬 정보를 추출하는 과정을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 6은 제1 의료 영상에 제2 의료 영상을 오버레이하여 디스플레이한 화면의 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 오버레이 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
1 is a flowchart illustrating an operation of a medical image overlay method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an operational flow diagram of an embodiment of step S150 shown in FIG.
FIG. 3 illustrates an example of a process for extracting 2D cardiovascular information.
FIG. 4 illustrates an example of a process for extracting three-dimensional cardiac information.
FIG. 5 illustrates an example of a process of extracting transformation matrix information using 2D cardiovascular information and 3D cardiovascular information.
6 is a view illustrating an example of a screen in which a first medical image is overlapped with a second medical image.
FIG. 7 illustrates a configuration of a medical image overlay apparatus according to an embodiment of the present invention.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 심장 부위를 포함하는 의료 영상 오버레이 방법 및 그 장치를 첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method and an apparatus for overlaying a medical image including a heart region according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.

본 발명은 피검자의 심장 부위를 포함하는 X선 혈관 조영술 영상에 심장 외곽 정보를 포함하는 3D 심장 정보를 오버레이시킴으로써, 심장의 구조 및 위치 정보가 필요한 다양한 종류의 심장 시술에서 시술자에게 심장 시술 부위의 정확한 위치를 찾는데 도움을 주고자 하는 것이다. 이 때 본 명세서에서 표현된 '피검자'는 일반적으로 '환자'의 개념을 포함하는 용어이다. '피검자'는 반드시 질환을 앓고 있을 필요는 없으며, 중재 시술의 대상자를 가리키는 용어로 해석되어야 할 것이다.The present invention overcomes the 3D cardiac information including the cardiac periphery information on the X-ray angiography image including the heart region of the subject, thereby enabling the operator to perform a variety of cardiac procedures requiring the structure and position information of the heart, I would like to help you find your location. Herein, the term 'subject' expressed in the present specification is generally a term including the concept of 'patient'. The 'subject' does not necessarily have to be suffering from the disease and should be interpreted as a term referring to the subject of the intervention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 오버레이 방법에 대한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.1 is a flowchart illustrating an operation of a medical image overlay method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 방법은 피검자의 심장 부위를 포함하는 제1 의료 영상을 수신한다(S110).Referring to FIG. 1, a method according to the present invention receives a first medical image including a heart region of a subject (S110).

여기서, 제1 의료 영상은 예를 들면 X선 혈관 조영술(angiography)에 의해 촬영된 피검자의 실시간 의료 영상일 수 있다. 물론, 제1 의료 영상은 X선 혈관 조영술에 의해 촬영된 의료 영상에 한정되지 않으며, 피검자의 심혈관을 실시간으로 촬영할 수 있는 촬영 장치 또는 촬영법에 의해 촬영된 의료 영상을 포함할 수 있다. 당업계에서는 이러한 실시간 의료 영상을 fluoroscopy라 하기도 한다.Here, the first medical image may be a real-time medical image of the subject photographed by, for example, X-ray angiography. Of course, the first medical image is not limited to the medical image photographed by the X-ray angiography, but may include a medical imaging device that can photograph the cardiovascular body of the subject in real time or a medical image photographed by the imaging method. Such real-time medical imaging is sometimes referred to as fluoroscopy in the art.

물론, 단계 S110에서 수신되는 제1 의료 영상은 실시간 동영상일 수도 있고, 촬영된 영상들 중 어느 하나의 영상일 수도 있다.Of course, the first medical image received in step S110 may be a real-time moving image or an image of any one of the photographed images.

그 다음, 피검자의 심장 부위를 포함하는 제2 의료 영상을 수신한다(S120).Then, the second medical image including the heart portion of the subject is received (S120).

여기서, 제2 의료 영상은 3차원 모델을 형성할 수 있을 정도의 높은 해상도와 풍부한 정보를 가지고 있는 영상으로, 컴퓨터 단층촬영(CT: Computer Tomography) 장치, 자기공명영상(MRI: Magnetic Resonance Imaging) 장치 등에 의해 촬영된 3D 의료 영상을 포함할 수 있다.Here, the second medical image is an image having a resolution and a rich information enough to form a three-dimensional model, and is a computer tomography (CT) apparatus, a magnetic resonance imaging (MRI) Or the like.

단계 S120에서 수신되는 제2 의료 영상은 피검자의 심장 부위를 촬영하여 재구성된 3D 의료 영상일 수 있는데, 이런 3D 의료 영상은 미리 촬영되어 의료영상저장전송시스템(PACS)과 같은 시스템에 미리 저장된 후 사용자의 요청에 의해 제공될 수 있다.The second medical image received in step S120 may be a 3D medical image reconstructed by photographing a heart part of the subject. Such a 3D medical image may be previously photographed and stored in advance in a system such as a medical image storage transmission system (PACS) Lt; / RTI >

물론, 3D 의료 영상은 피검자의 시술 시점을 기준으로 사용자 즉, 시술자에 의해 결정된 촬영 시점에 촬영된 의료 영상일 수 있다.Of course, the 3D medical image may be a medical image photographed at the time of photographing determined by the user, that is, the operator, based on the time of the patient's operation.

단계 S110과 S120에 의해 제1 의료 영상과 제2 의료 영상이 수신되면, 수신된 제1 의료 영상으로부터 2D 심혈관 정보를 추출하고, 제2 의료 영상으로부터 3D 심장 정보를 추출한다(S130).When the first medical image and the second medical image are received in steps S110 and S120, 2D cardiovascular information is extracted from the received first medical image and 3D card information is extracted from the second medical image (S130).

여기서, 단계 S130에서 추출되는 3D 심장 정보는 3D 심혈관 정보, 심방과 심실을 포함하는 4-챔버 정보, 심장 외곽 정보, 심근 정보 등을 포함할 수 있으며, 추가적으로 심장의 외곽벽 정보와 외곽벽의 두께 정보를 포함할 수도 있다.Here, the 3D cardiac information extracted in step S130 may include 3D cardiovascular information, 4-chamber information including the atrium and the ventricle, cardiac outline information, cardiac information, and the like. In addition, information on the outer wall of the heart and the thickness of the outer wall Information.

도 1에서 제1 의료 영상이 수신되는 단계 S110과 제2 의료 영상이 수신되는 단계 S120이 순차적으로 실행되는 것으로 도시되었으나, 단계 S110과 단계 S120은 서로 독립적인 이벤트로 실행될 수 있으며 그 순서에는 제한이 없다. 또한 단계 S110과 단계 S120은 제1 의료 영상과 제2 의료 영상 각각이 생성되는 과정을 의미하는 것은 아니며, 제1 의료 영상과 제2 의료 영상 각각은 사전에 미리 생성되거나 현재 생성되는 도중일 수 있고, 단계 S110과 단계 S120은 각 의료 영상을 수신하는 과정을 의미한다. 본 발명의 다양한 실시예에 따르면 제2 의료 영상은 CT 또는 MRI 영상과 같은 정밀하고 풍부한 정보를 가지고 있는 영상 집합(image set)으로서, 피검자의 시술 전에 미리 생성될 수 있으며, 단계 S130 중 제2 의료 영상으로부터 3D 심장 정보를 추출하는 부분은 오랜 시간이 걸릴 수도 있으므로 단계 S110보다 미리 실행될 수도 있다.Although it is illustrated in FIG. 1 that step S110 in which the first medical image is received and step S120 in which the second medical image is received are sequentially executed, steps S110 and S120 may be executed as independent events, none. In addition, steps S110 and S120 do not refer to a process in which each of the first medical image and the second medical image is generated, and each of the first medical image and the second medical image may be generated in advance or is currently being generated , And steps S110 and S120 indicate the process of receiving each medical image. According to various embodiments of the present invention, the second medical image is an image set having precise and rich information such as CT or MRI images, and may be generated before the patient's procedure. In step S130, The portion for extracting the 3D cardiac information from the image may take a long time and may be executed before step S110.

제1 의료 영상은 피검자의 시술 도중에 생성될 수 있는 것으로, 단계 S130 중 제1 의료 영상으로부터 2D 심혈관 정보를 추출하는 과정은 지속적으로 갱신되며 실시간으로 재실행될 수 있다.The first medical image may be generated during the procedure of the subject, and the process of extracting 2D cardiovascular information from the first medical image in step S130 may be continuously updated and replayed in real time.

제1 의료 영상으로부터 2D 심혈관 정보를 추출하는 과정에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.A process of extracting 2D cardiovascular information from the first medical image will be described with reference to FIG.

도 3a에 도시된 바와 같이, X선 혈관 조영술에 의해 촬영된 제1 의료 영상이 수신되면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 이진화 기법(binarization or thresholding)을 이용하여 수신된 제1 의료 영상을 변환한다.As shown in FIG. 3A, when the first medical image photographed by the X-ray angiography is received, the received first medical image is converted using the binarization or thresholding, as shown in FIG. 3B do.

여기서, 이진화 기법은 특정 문턱값 또는 경계값을 기준으로 의료 영상을 구성하는 픽셀 값을 0, 1 두 값으로 분류하는 방법이다.Here, the binarization method is a method of classifying a pixel value constituting a medical image into 0 and 1 values based on a specific threshold value or a boundary value.

그리고, 도 3c에 도시된 바와 같이, 이진화 기법에 의해 변환된 제1 의료 영상에서 잡음을 제거하고(denoising), 도 3d에 도시된 바와 같이 잡음이 제거된 영상을 세선화 기법(thinning)을 이용하여 제1 의료 영상에 포함된 심혈관에 대한 2D 심혈관 정보를 추출한다.As shown in FIG. 3C, the noise is removed from the first medical image converted by the binarization technique, and the noise-eliminated image is subjected to thinning Thereby extracting 2D cardiovascular information on the cardiovascular included in the first medical image.

마찬가지로, 제2 의료 영상으로부터 3D 심장 정보를 추출하는 과정에 대해 도 4를 참조하여 설명한다.Similarly, the process of extracting 3D cardiac information from the second medical image will be described with reference to FIG.

도 4a에 도시된 바와 같이, MRI 장치, CT 장치로부터 촬영되어 재구성된 피검자의 3D 의료 영상(410)이 수신되면, 도 4b에 도시된 바와 같이 3D 심혈관 정보를 추출하기 위하여 심혈관에 대한 특징점 또는 시드(seed)를 입력받고 입력된 특징점 또는 시드에 기초하여 영역 확장(region growing)을 수행하며, 엔드 포인트(end point) 탐색과 최소비용 패스(mincost path) 과정을 거친 후 세선화 기법을 이용하여 피검자의 3D 의료 영상으로부터 3D 심혈관 정보(420)를 추출한다.As shown in FIG. 4A, when the 3D medical image 410 of the subject photographed and reconstructed from the MRI apparatus and the CT apparatus is received, as shown in FIG. 4B, a feature point or a seed for a cardiovascular a region is grown based on input minutiae or seeds, an end point search and a mincost path process are performed, and then a thinning process is applied to the subject, The 3D cardiovascular information 420 is extracted from the 3D medical image.

이 때, 추출되는 3D 심혈관 정보는 도 4b에 도시된 바와 같이 특정 면에 투사됨으로써, 도 3에서 추출된 2D 심혈관 정보와 정합되는 심혈관 정보가 추출될 수 있다. 3D 심혈관 정보는 x,y,z 좌표를 가지는 복셀(voxel)로 나타내어질 수 있다. 이 때 3D 심혈관 정보는 일종의 3D 모델로서, 도 3에서 추출된 2D 심혈관 정보와 정합하기 위해서는 3D 심혈관 정보는 제1 의료 영상이 촬영된 방향에 수직인 면을 기준면으로 하여 기준면 상에 투사될 수 있다.At this time, the extracted 3D cardiovascular information is projected on a specific surface as shown in FIG. 4B, so that cardiovascular information matched with the 2D cardiovascular information extracted in FIG. 3 can be extracted. 3D cardiovascular information can be represented as a voxel with x, y, z coordinates. At this time, the 3D cardiovascular information is a 3D model, and in order to match with the 2D cardiovascular information extracted in FIG. 3, the 3D cardiovascular information can be projected on the reference surface with a plane perpendicular to the direction in which the first medical image is captured as a reference plane .

그리고 도 4c에 도시된 바와 같이, 심방과 심실을 포함하는 4-챔버 정보를 추출하기 위해서 4-챔버 또는 심장에 대한 아틀라스(Atlas) 모델을 이용한 정합(registration) 방법을 통해 피검자의 3D 의료 영상으로부터 4-챔버 정보를 추출하거나 피검자의 3D 의료 영상에서 특징점 또는 시드(seed)를 입력받고 입력된 특징점 또는 시드에 기초한 영역 확장(region growing)을 수행함으로써, 4-챔버 정보(430)를 추출할 수 있다.As shown in FIG. 4C, the 4-chamber or 4-chamber information including the ventricle is extracted from the 3D medical image of the subject through a registration method using an Atlas model for a 4-chamber or a heart, The 4-chamber information 430 can be extracted by extracting 4-chamber information or inputting a minutia or seed in the 3D medical image of the subject and performing region growing based on the input minutia or seed. have.

마찬가지로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 심장 외곽 정보를 추출하기 위해, 심장 외곽 또는 심장에 대한 아틀라스(Atlas) 모델을 이용한 정합(registration) 방법을 통해 피검자의 3D 의료 영상으로부터 심장 외곽 정보를 추출하거나 심장 외곽에 대한 사용자 입력을 통한 전달(propagation) 기법을 이용하거나 4-챔버와 시드를 이용한 전달 기법을 이용함으로써, 피검자의 심장 외곽 정보(440)를 추출할 수 있다.Similarly, as shown in FIG. 4D, in order to extract cardiac periphery information, cardiac circumference information is extracted from a 3D medical image of the subject through a registration method using an Atlas model of the heart or the heart, By using the propagation technique through the user input to the heart periphery, or using the delivery technique using the 4-chamber and the seed, the heart periphery information 440 of the subject can be extracted.

물론 도 4에 도시하진 않았지만, 피검자의 3D 의료 영상으로부터 심방과 심방간, 심방과 심실간, 심방/심실과 외곽 간의 경계 정보 또는 심장 외곽벽에 대한 두께 정보를 추출할 수도 있으며, 심근 정보 또한 추출할 수 있다.Although not shown in FIG. 4, it is possible to extract the thickness information about the atrium and the atrium, the atrium and the ventricle, the boundary information between the atrium / ventricle and the perimeter, or the thickness of the outer wall of the heart from the 3D medical image of the subject, can do.

심장 외곽 정보 또는 심장 정보는 제2 의료 영상으로부터 얻어지는 3D 모델의 형태로 구현될 수 있다. 이 때 3D 모델이 제1 의료 영상 상의 2D 심혈관 정보와 오버레이되기 위해서는, 3D 심장 모델은 제1 의료 영상이 촬영된 방향에 수직인 면을 기준면으로 하여 기준면에 투사될 수 있다.Cardiac periphery information or cardiac information may be implemented in the form of a 3D model obtained from the second medical image. In this case, in order for the 3D model to be overlapped with the 2D cardiovascular information on the first medical image, the 3D cardiac model may be projected on the reference surface with a plane perpendicular to the direction in which the first medical image is captured as a reference plane.

단계 S130에서 2D 심혈관 정보와 3D 심장 정보가 추출되면 추출된 2D 심혈관 정보와 3D 심장 정보 중 3D 심혈관 정보의 정합을 이용하여 제1 의료 정보와 제2 의료 정보 간의 변환 행렬 정보를 추출한다(S140).In step S130, if 2D cardiovascular information and 3D cardiac information are extracted, transformation matrix information between the first medical information and the second medical information is extracted using the matching of the 3D cardiac information among the extracted 2D cardiovascular information and 3D card information (S140) .

여기서, 단계 S140은 2D 심혈관 정보와 3D 심혈관 정보의 비강체(non-rigid) 정합을 이용하여 제1 의료 정보와 제2 의료 정보 간의 변환 행렬 정보를 추출할 수 있다.Here, the step S140 may extract the transformation matrix information between the first medical information and the second medical information by using the non-rigid matching of the 2D cardiovascular information and the 3D cardiovascular information.

단계 S140의 심혈관 정합을 통해 변환 행렬 정보를 추출하는 과정에 대해 도 5를 이용하여 설명한다.The process of extracting the transformation matrix information through cardiovascular matching in step S140 will be described with reference to FIG.

도 5a에 도시된 바와 같이, 단계 S130에 의해 추출된 2D 심혈관 정보와 3D 심혈관 정보를 입력 정보로 수신하고, 도 5b에 도시된 바와 같이 두 심혈관 정보의 비강체 정합을 통해 2D 심혈관 정보와 3D 심혈관 정보가 매칭되는 변환 행렬 정보를 추출한다.As shown in FIG. 5A, 2D cardiovascular information and 3D cardiovascular information extracted in step S130 are received as input information, and 2D cardiovascular information and 3D cardiovascular information are obtained through non-rigid body matching of two cardiovascular information as shown in FIG. And extracts transformation matrix information in which information is matched.

변환 행렬 정보를 추출하기 위한 입력 정보는 도 5a에 도시된 심혈관 정보 뿐만 아니라 X선 소스와 제1 의료 영상을 디텍팅하는 디텍터까지의 거리/대상에서 디텍터까지의 거리를 나타내는 2D FOV(field of view), 및 각도(angle) 정보를 포함할 수 있다.The input information for extracting the transformation matrix information includes not only the cardiovascular information shown in FIG. 5A but also a distance from the X-ray source to the detector for detec- tion of the first medical image / a 2D FOV indicating the distance from the object to the detector ), And angle information.

그리고 이런 입력 정보를 이용한 정합 과정은, 2D 심혈관 정보로부터 2D 센터 라인에서 특징을 추출하여 좌우를 판단하고 3D 심혈관 정보로부터 3D 센터 라인에서 좌측 혈관 또는 우측 혈관 중 어느 한쪽만을 선택하여 각도 정보로 회전시키며 FOV 정보로 스케일링한 후 비강체 정합으로 수행함으로써, 제1 의료 영상과 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보를 추출할 수 있다. 물론, 2D 심혈관 정보와 3D 심혈관 정보의 정합을 통한 제1 의료 영상과 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보를 추출하는 과정이 상술한 내용으로 한정되는 것은 아니며, 기존에 알려진 다양한 방법을 모두 사용할 수 있다.In the matching process using the input information, the features are extracted from the 2D center line from the 2D cardiogram information, and left and right are determined. Only one of the left and right blood vessels is selected from the 3D center line from the 3D cardiovascular information and rotated by the angle information By performing scaling with FOV information and non-rigid body matching, the transformation matrix information between the first medical image and the second medical image can be extracted. Of course, the process of extracting the transformation matrix information between the first medical image and the second medical image through the matching of the 2D cardiovascular information and the 3D cardiovascular information is not limited to the above-described contents, and various methods known in the art can be used .

제1 의료 영상과 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보를 추출하는 과정을 보다 구체적으로 설명하면, A) 제1 의료 영상의 2D 심혈관 정보와 정합하기 위해서는 제2 의료 영상의 3D 심장 모델(특히 심혈관의 위치가 포함된 모델)이 제1 의료 영상이 촬영된 방향과 일치하는 방향으로 2D 투영(projection)된다. 즉 제2 의료 영상의 3D 심혈관 정보는 2D 투영에 의하여 제2 의료 영상의 2D 심혈관 정보(또는 3D 심혈관 정보의 2D 투영 버전)로 변환될 수 있다.The process of extracting the transformation matrix information between the first medical image and the second medical image will be described in more detail. A) In order to match the 2D cardiovascular information of the first medical image, the 3D cardiac model of the second medical image Position) is projected in a 2D direction in a direction coinciding with the direction in which the first medical image is captured. In other words, the 3D cardiovascular information of the second medical image can be converted to the 2D cardiovascular information (or the 2D projection version of the 3D cardiovascular information) of the second medical image by the 2D projection.

B) 제1 의료 영상의 2D 심혈관 정보와 제2 의료 영상의 2D 심혈관 정보(3D 심혈관 정보의 2D 투영 버전)는 동일한 디멘전인 2D에서 정합될 수 있다. C) 이러한 정합 과정에서 2D 심혈관 정보 간의 변환 행렬 정보가 추출될 수 있다. 즉, 제2 의료 영상의 3D 심혈관 정보의 2D 투영 버전과 제1 의료 영상의 2D 심혈관 정보 간의 정합을 통하여 변환 행렬 정보가 추출될 수 있다. B) The 2D cardiovascular information of the first medical image and the 2D cardiovascular information (the 2D projection version of the 3D cardiovascular information) of the second medical image can be matched in 2D which is the same dimension. C) In this matching process, the transformation matrix information between 2D cardiovascular information can be extracted. That is, the transformation matrix information can be extracted through the matching between the 2D projection version of the 3D cardiovascular information of the second medical image and the 2D cardiovascular information of the first medical image.

이와 같이, 단계 S140에 의해 변환 행렬 정보가 추출되면, 추출된 변환 행렬 정보를 3D 심장 정보에 적용시키고, 제1 의료 영상에 변환 행렬 정보가 적용된 3D 심장 정보를 오버레이시킨다(S150).When the transformation matrix information is extracted in step S140, the extracted transformation matrix information is applied to the 3D cardiac information, and the 3D cardiac information to which the transformation matrix information is applied is overlaid on the first medical image (S150).

즉, 3D 심장 정보를 구성하는 3D 심혈관 정보, 4-챔버 정보, 심장 외곽 정보 등에 변환 행렬 정보를 곱함으로써, 변환 행렬 정보를 3D 심장 정보에 적용시킨다.That is, the transformation matrix information is applied to the 3D cardiac information by multiplying the transformation matrix information by 3D cardiovascular information, 4-chamber information, and cardiac edge information constituting 3D cardiac information.

이 때 보다 구체적으로는, D) 단계 S130에서 추출된 제2 의료 영상의 3D 심장 정보(심방, 심실, 심근, 심장 외곽 등의 구조 및 위치 정보를 포함)가 제1 의료 영상이 촬영된 방향과 일치하는 방향으로 2D 투영될 수 있다.More specifically, D) 3D cardiac information (including the structure and position information of the atrium, ventricle, myocardium, and cardiac circumference, etc. ) of the second medical image extracted in step S130 is compared with the direction in which the first medical image is captured And can be 2D projected in a matching direction.

D-1) 2D로 투영되어 표시되는 심장 정보의 표시 형태로는 3D 심장 외곽 경계선이 2D로 투영된 외곽 경계선 영상, 최대 강도 투영(MIP, maximum intensity projection) 영상, 최소 강도 투영 영상(minIP, minimum intensity projection) 영상 등이 있을 수 있다. D-1) Display forms of cardiac information that are projected and displayed in 2D include outer boundary line images projected with 2D heart outline boundary, maximum intensity projection (MIP) image, minimum intensity projection image (minIP, minimum intensity projection) images.

E) 2D 외곽 영상, 2D MIP 영상, 2D minIP 영상에, 단계 S140에서 추출된 2D 변환 행렬 정보를 곱함으로써, 2D 변환 행렬 정보가 적용될 수 있다. 즉, 제2 의료 영상의 3D 심장 정보의 2D 투영 버전에 변환 행렬 정보가 적용될 수 있다. E) The 2D transformation matrix information may be applied by multiplying the 2D outline image, the 2D MIP image, and the 2D minIP image by the 2D transformation matrix information extracted in step S140. That is, the transformation matrix information may be applied to the 2D projection version of the 3D cardiac information of the second medical image.

제1 의료 영상과 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보가 적용된 제2 의료 영상의 심장 구조 정보는 변환 행렬 정보를 통하여 제1 의료 영상과 위치 정합이 이루어진 상태이다. 이처럼 위치 정합이 이루어진 제2 의료 영상의 심장 구조 정보는 제1 의료 영상 상에 오버레이하여 디스플레이될 수 있다. 즉, 제2 의료 영상의 3D 심장 구조 정보는 2D 투영 버전에 변환 행렬 정보가 적용된 채로 제1 의료 영상 상에 오버레이될 수 있다.The heart structure information of the second medical image to which the transformation matrix information between the first medical image and the second medical image is applied is in a state of being aligned with the first medical image through the transformation matrix information. The heart structure information of the second medical image that has been positionally matched as described above can be displayed overlaid on the first medical image. That is, the 3D heart structure information of the second medical image may be overlaid on the first medical image with the transformation matrix information applied to the 2D projection version.

이 때, 단계 S150은 3D 심장 정보에 심장의 외곽벽 정보가 포함되는 경우 심장의 외곽벽에 대한 두께 정보를 함께 오버레이시킬 수도 있다.At this time, the step S150 may overlay the thickness information on the outer wall of the heart when the 3D heart information includes the outer wall information of the heart.

단계 S150에서 오버레이시킨 제1 의료 영상과 변환 행렬 정보가 적용된 3D 심장 정보는 사용자 또는 시술자의 화면에 디스플레이되는데, 이에 한정하지 않으며 디스플레이됨과 동시에 의료 영상 파일로 PACS 등에 저장될 수도 있다. 즉, 단계 S150의 오버레이 단계는 오버레이된 영상을 화면에 디스플레이하는 것 뿐만 아니라 오버레이된 영상을 PACS 등의 시스템에 저장하는 것 모두를 포함할 수 있다.The first medical image overlaid in step S150 and the 3D cardiac information to which the transformation matrix information is applied are displayed on the screen of the user or the practitioner. However, the 3D cardiac information may be displayed and stored as a medical image file in a PACS or the like. That is, the overlay step of step S150 may include not only displaying the overlaid image on the screen, but also storing the overlaid image in a system such as PACS.

예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제1 의료 영상(610)과 3D 심장 정보(620)가 오버레이된 영상을 화면의 일부 영역에 디스플레이하고 다른 영역에 3D 심장 정보를 별도로 디스플레이할 수 있으며, 디스플레이된 영상들 중 어느 하나의 영상에서 특정 포인트(630)가 선택되면 선택된 특정 포인트에 매칭되는 위치를 다른 영상에 함께 디스플레이할 수 있다. 여기서, 다른 디스플레이 영역에 디스플레이되는 3D 심장 정보는 시술 종류나 사용자의 선택에 따라 달라질 수도 있다.For example, as shown in FIG. 6, the present invention displays an image in which a first medical image 610 and 3D cardiac information 620 are overlaid on a partial area of a screen, and separately displays 3D cardiac information in another area And when a specific point 630 is selected from any one of the displayed images, the position matched to the selected specific point can be displayed together with the other images. Here, the 3D cardiac information displayed in the other display area may vary depending on the type of treatment or the user's selection.

또한, 단계 S150에 의해 제1 의료 영상에 오버레이된 3D 심장 정보는 미리 제공되는 사용자 인터페이스를 이용한 사용자의 입력을 통해 표시 형태와 투명도가 조정될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 오버레이 장치에서는 제1 의료 영상에 오버레이되는 3D 심장 정보의 표시 형태와 투명도를 사용자가 조정할 수 있도록 사용자 인터페이스로서 선택 메뉴 등을 제공할 수 있다. 3D 심장 정보를 구성하는 영상 요소 각각, 즉, 심장의 외곽 경계, 4-챔버의 구획 정보, 또는 심장의 외벽 두께를 나타내는 영상, 심근 영상 등에 대한 투명도가 조정될 수도 있고, 3D 심장 정보 전체에 대한 투명도 또는 불투명도가 조정될 수도 있다. 여기서, 조절되는 투명도는 수치 값에 의해 조절될 수도 있지만, 투명도가 미리 설정된 항목 예를 들어, 최대/중간/투영 항목을 제공하고 사용자 선택에 의해 투명도가 조절될 수도 있다. 표시 형태는 3D 심장 정보가 2D로 투영된 영상의 외곽 경계선, 최대 강도 투영(maximum intensity projection), 최소 강도 투영(minimum intensity projection) 등의 영상 처리/표시 형태를 의미할 수도 있다. In addition, the 3D cardiac information overlaid on the first medical image in step S150 can be adjusted in display form and transparency through user's input using a user interface provided in advance. That is, in the medical image overlay device according to an embodiment of the present invention, a display form of 3D cardiac information overlaid on the first medical image and a selection menu may be provided as a user interface so that the user can adjust transparency. The transparency of each of the image elements constituting the 3D cardiac information, i.e., the outer boundary of the heart, the partition information of the 4-chamber, the image representing the thickness of the outer wall of the heart, the myocardial image, etc., Or the opacity may be adjusted. Here, the transparency to be adjusted may be controlled by a numerical value, but transparency may provide a predetermined item, for example, a maximum / intermediate / projection item, and transparency may be adjusted by user selection. The display form may also refer to an image processing / display form such as an outline boundary, a maximum intensity projection, a minimum intensity projection, etc. of the image in which the 3D cardiac information is projected in 2D.

그리고, 3D 심장 정보를 오버레이시킨 제1 의료 영상은 동영상을 포함할 수 있으며, 동영상 중 혈관 조영이 안된 프레임에서의 혈관은 혈관 조영된 앞과 뒤 프레임을 이용한 보간법(interpolation)에 의해 생성될 수 있다.In addition, the first medical image overlaying 3D cardiac information may include a moving image, and blood vessels in a non-angiographic frame of a moving image may be generated by interpolation using an angiographic front and back frames .

이와 같이, 본 발명에 따른 의료 영상 오버레이 방법은 X선 혈관 조영술 영상에 변환 행렬 정보가 적용된 3D 심혈관 정보만을 오버레이시키는 것이 아니라 4-챔버 정보, 심장 외곽 정보, 심장 외곽벽 두께, 심근 정보 등을 함께 오버레이시키기 때문에 시술자가 심장 시술 시 혈관 뿐만 아니라 심방, 심실, 심근의 정확한 구조 및 위치를 찾는데 많은 도움을 줄 수 있다.As described above, the medical image overlay method according to the present invention not only overlays 3D cardiovascular information to which the transformation matrix information is applied in the X-ray angiography image, but also includes 4-chamber information, cardiac outline information, cardiac wall thickness, Overlaying allows the practitioner to assist in finding the exact structure and location of the atria, ventricles, and myocardium as well as the vessels during cardiac surgery.

또한, 본 발명에 따른 방법은 심장 시술 종류에 따라 제1 의료 영상에 오버레이되는 3D 심장 정보를 적응적으로 결정함으로써, 심장 시술 종류에 맞는 3D 심장 정보 예를 들어, 3D 심혈관 정보와 심장 외곽 정보만을 오버레이시킨 영상을 통해 해당 심장 시술의 시술자에게 보다 많은 도움을 줄 수 있다.In addition, the method according to the present invention adaptively determines the 3D cardiac information overlaid on the first medical image according to the type of cardiac surgery, so that 3D cardiac information corresponding to the type of cardiac procedure, for example, 3D cardiovascular information and cardiac outline information The overlayed image can provide more help to the practitioner of the heart procedure.

여기서, 심장 외곽 정보 등을 오버레이시킴으로써 시술자에게 도움을 줄 수 있는 심장 시술로는 Pericardiocentesis(심낭 천자술), Permanent pacemaker Insertion(영구형 심박동기 삽입술), Myocadial Biopsy(심근 생검술), Septal Ablation(심근 괴사술), 부정맥 시술 중 심방세동 전극도자 절제술, 등 심장의 구조 및 위치 정보가 필요한 다양한 structural heart disease의 emerging technology 등의 시술에 도움을 줄 수 있다.Here, cardiac procedures that can help the practitioner by overlaying cardiac outline information include Pericardiocentesis, Permanent pacemaker Insertion, Myocadial Biopsy, Septal Ablation (Myocardial Necrosis) ), And atrial fibrillation during cardiac arrhythmia, and the emerging technology of various structural heart diseases that require cardiac structure and location information.

도 2는 도 1에 도시된 단계 S150에 대한 일 실시예의 동작 흐름도를 나타낸 것으로, 심장 시술 종류에 따라 제1 의료 영상에 오버레이되는 3D 심장 정보를 적응적으로 결정하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 것이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of step S150 shown in FIG. 1. FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation for adaptively determining 3D cardiac information overlaid on a first medical image according to a cardiac procedure type.

도 2를 참조하면, 오버레이시키는 단계(S150)는 시술하고자 하는 피검자의 시술 종류를 확인하고, 확인된 피검자의 시술 종류에 대응하는 적어도 하나 이상의 영상을 단계 S130에서 추출된 3D 심장 정보에서 선택 또는 결정한다(S210, S220).Referring to FIG. 2, the overlaying step S150 includes checking at least one type of the subject's procedure to be performed, selecting at least one image corresponding to the confirmed type of the subject's procedure from the 3D cardiac information extracted at step S130, (S210, S220).

단계 S220에서 선택되는 적어도 하나 이상의 영상은 3D 심혈관 정보를 기본적으로 선택할 수 있고, 시술 종류에 따라 심장 외곽 정보만을 추가적으로 선택할 수도 있으며, 4-챔버 정보만을 추가적으로 선택할 수도 있다. 물론, 심장 외곽 정보와 4-챔버 정보를 모두 추가적으로 선택할 수도 있으며, 심근 정보와 심장 외곽 정보만을 선택할 수도 있다. 선택된 3D 영상 정보를 2D로 나타내는 표시 형태는 기본적으로 2D 투영 영상의 외곽 경계선 영상일 수 있고, 이 외에도 최대 강도 투영 영상, 최소 강도 투영 영상 등의 다양한 방법이 추가로 있을 수 있으며, 또한 사용자가 이러한 표시 형태를 선택할 수 있는 사용자 인터페이스가 제공될 수 있다.At least one or more images selected in step S220 may basically select 3D cardiovascular information, and may further select only cardiac periphery information according to a procedure type, or may additionally select only 4-chamber information. Of course, you can choose both cardiac outline information and 4-chamber information, and you can choose only myocardial and cardiac outline information. The display form that displays the selected 3D image information in 2D may be basically an outer boundary line image of the 2D projection image. In addition, various methods such as a maximum intensity projection image and a minimum intensity projection image may be additionally provided. A user interface capable of selecting a display form can be provided.

이와 같이, 단계 S220에서 시술 종류에 따른 적어도 하나 이상의 영상이 선택되면, 선택된 적어도 하나 이상의 영상에 단계 S140에서 추출된 변환 행렬 정보를 적용시키고, 변환 행렬 정보가 적용된 적어도 하나 이상의 영상을 확인된 시술 종류에 대해 미리 결정된 배치, 구조, 영상 형태를 고려하여 제1 의료 영상에 오버레이시킨다(S230, S240).If at least one image according to the type of procedure is selected in step S220, the transformation matrix information extracted in step S140 is applied to at least one or more images selected, and at least one image to which the transformation matrix information is applied is compared with the identified procedure type (S230, S240) in consideration of a predetermined arrangement, structure, and image format with respect to the first medical image.

여기서, 시술 종류에 따른 배치, 구조, 영상 형태는 선택된 영상의 투명도가 시술 종류에 따라 달라지거나, 4-챔버가 선택된 경우 시술 종류에 따라 4-챔버 중 오버레이되는 챔버의 영역이 달라지거나 예를 들어, 심방만을 오버레이시키거나 심실만을 오버레이시킬 수 있으며, 시술 종류에 따라 심장의 외곽벽과 심장의 외곽벽 두께 정보를 함께 오버레이시키는 등을 모두 포함할 수 있다. 이런 시술 종류에 따른 배치, 구조, 영상 형태는 미리 결정될 수 있으며, 이와 같은 정보가 제1 의료 영상에 오버레이된 후에도 시술자에게 제공되는 사용자 인터페이스를 통해 투명도 등이 조절될 수도 있다.Here, the arrangement, structure, and image type according to the type of treatment vary depending on the type of treatment selected for the image, or when the 4-chamber is selected, the area of the chamber overlaid among the 4- Overlay only the atrium, overlay only the ventricle, and overlay the outer wall thickness of the heart and the outer wall thickness information according to the type of procedure. The arrangement, structure, and image type according to the type of procedure can be predetermined, and even after the information is overlaid on the first medical image, transparency and the like can be adjusted through the user interface provided to the operator.

예를 들면 시술의 종류에 따라 심장의 4-챔버(2 심실, 2 심방)의 위치와 윤곽 정보가 필요한 경우에는 심장의 4-챔버 정보를 오버레이하고, 심실 또는 심방의 외벽의 두께에 대한 정보가 필요한 경우에는 심실 또는 심방의 외벽의 영상을 오버레이하고, 심근의 위치에 대한 정보가 필요한 경우에는 심근의 영상을 오버레이할 수 있으므로, 시술자는 시술에 필요한 정보를 피검자의 실시간 영상 정보와 함께 효율적으로 확인할 수 있다.For example, if the position and contour information of the 4-chamber (2-chamber, 2-chamber) of the heart are required depending on the type of procedure, the 4-chamber information of the heart is overlaid and information about the thickness of the outer wall of the atrium or atrium If necessary, the image of the outer wall of the ventricle or atrium is overlaid, and when the information about the position of the myocardial muscle is required, the image of the myocardial muscle can be overlaid. Therefore, the practitioner can efficiently check the information necessary for the operation, .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 오버레이 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.FIG. 7 illustrates a configuration of a medical image overlay apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 장치(700)는 수신부(710), 영상 정보 추출부(720), 변환 행렬 추출부(730), 및 영상 처리부(740)를 포함한다. 의료 영상 오버레이 장치(700)는 소프트웨어 프로그램 또는 코드의 형태로 제공되는 인스트럭션/커맨드에 의하여 도 1 및 도 2에 도시된 방법을 실행할 수 있다. 의료 영상 오버레이 장치(700)는 프로그램 또는 코드의 형태로 제공되는 인스트럭션/커맨드를 실행하는 적어도 하나 이상의 프로세서(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 수신부(710), 영상 정보 추출부(720), 변환 행렬 추출부(730), 영상 처리부(740)는 장치(700) 내의 프로세서 내의 구성 요소로서 포함될 수 있다.7, the apparatus 700 includes a receiving unit 710, an image information extracting unit 720, a transform matrix extracting unit 730, and an image processing unit 740. The medical image overlay device 700 may execute the methods shown in Figures 1 and 2 by means of instructions / commands provided in the form of a software program or code. The medical image overlay device 700 may include at least one processor (not shown) that executes instructions / commands provided in the form of a program or code. The receiving unit 710, the image information extracting unit 720, the transform matrix extracting unit 730, and the image processing unit 740 shown in FIG. 7 may be included as components in the processor in the apparatus 700.

수신부(710)는 피검자의 심장 부위의 영상을 포함하는 제1 의료 영상과 제2 의료 영상을 수신한다.The receiving unit 710 receives the first medical image and the second medical image including the image of the subject's heart region.

이 때, 수신부(710)는 피검자의 제1 의료 영상을 X선 혈관 조영술에 의해 촬영된 실시간 의료 영상으로 수신할 수 있고, 피검자의 제2 의료 영상을 CT 장치나 MRI 장치 등에 의해 촬영된 3D 의료 영상으로 수신할 수 있다.At this time, the receiving unit 710 can receive the first medical image of the subject as the real-time medical image photographed by the X-ray angiography, and can receive the second medical image of the subject as a 3D medical image It can be received by the image.

영상 정보 추출부(720)는 수신부(710)로 수신된 제1 의료 영상으로부터 2D 심혈관 정보를 추출하고, 제2 의료 영상으로부터 3D 심장 정보를 추출한다.The image information extracting unit 720 extracts 2D cardiovascular information from the first medical image received by the receiving unit 710 and extracts 3D cardiac information from the second medical image.

여기서, 3D 심장 정보는 3D 심혈관 정보, 심방과 심실을 포함하는 4-챔버 정보, 심장 외곽 정보, 심근 정보를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 심장의 외곽벽에 대한 정보와 외곽벽의 두께 정보를 포함할 수도 있다.Here, the 3D cardiac information may include 3D cardiovascular information, 4-chamber information including the atrium and the ventricle, cardiac periphery information, and myocardial information, and information about the outer wall of the heart and thickness information of the outer wall .

영상 정보 추출부(720)는 도 3에서 설명한 바와 같이, 이진화 기법, 잡음 제거 기법 및 세선화 기법을 이용하여 제1 의료 영상으로부터 2D 심혈관 정보를 추출할 수 있으며, 마찬가지로, 아틀라스 모델, 특징점과 시드를 이용한 영역 확장 기법, 세선화 기법 등을 이용하여 제2 의료 영상으로부터 3D 심장 정보를 추출할 수 있다.3, the image information extracting unit 720 can extract 2D cardiovascular information from the first medical image using a binarization technique, a noise cancellation technique, and a thinning technique, and similarly, the atlas model, The 3D cardiac information can be extracted from the second medical image by using the area expansion method using the first medical image, the thinning technique, and the like.

변환 행렬 추출부(730)는 영상 정보 추출부(720)에서 추출한 2D 심혈관 정보와 3D 심혈관 정보의 정합을 이용하여 제1 의료 영상과 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보를 추출한다.The transformation matrix extraction unit 730 extracts transformation matrix information between the first medical image and the second medical image using the matching of the 2D cardiovascular information and the 3D cardiovascular information extracted by the image information extraction unit 720.

이 때, 변환 행렬 추출부(730)는 2D 심혈관 정보와 3D 심혈관 정보의 비강체(non-rigid) 정합을 이용하여 제1 의료 영상과 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보를 추출할 수 있으며, 필요에 따라 X선 소스와 제1 의료 영상을 디텍팅하는 디텍터까지의 거리/대상에서 디텍터까지의 거리를 나타내는 2D FOV(field of view) 및 각도(angle) 정보를 이용하여 제1 의료 영상과 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보를 추출할 수 있다. At this time, the transformation matrix extracting unit 730 can extract the transformation matrix information between the first medical image and the second medical image using the non-rigid matching of the 2D cardiovascular information and the 3D cardiovascular information, The distance between the X-ray source and the detector for detecting the first medical image / the 2D FOV (field of view) and the angle information indicating the distance from the object to the detector, The transformation matrix information between the medical images can be extracted.

영상 처리부(740)는 변환 행렬 추출부(730)에 의해 추출된 변환 행렬 정보를 3D 심장 정보에 적용하고, 변환 행렬 정보가 적용된 3D 심장 정보를 제1 의료 영상에 오버레이시킨다.The image processing unit 740 applies the transform matrix information extracted by the transform matrix extracting unit 730 to the 3D cardiac information, and overlays the 3D cardiac information to which the transform matrix information is applied on the first medical image.

이 때, 영상 처리부(740)는 3D 영상 정보에 심장의 외곽벽이 포함되어 있는 경우 심장의 외곽벽에 대한 두께 정보를 함께 오버레이시킬 수 있으며, 사용자 인터페이스를 사용자에게 제공함으로써, 사용자 인터페이스를 이용한 사용자 입력에 기초하여 제1 의료 영상에 오버레이된 3D 심장 정보에 대한 투명도 또는 3D 심장 정보에 포함된 영상 각각에 대한 투명도를 조절할 수도 있다. 또한 영상 처리부(740)는 3D 영상 정보의 표시 형태에 따라 2D 투영 영상의 외곽 경계선 영상, 최대 강도 투영 영상, 최소 강도 투영 영상 등의 다양한 형태를 오버레이시킬 수 있다.At this time, the image processing unit 740 can overlay thickness information on the outer wall of the heart when the outer wall of the heart is included in the 3D image information, and by providing the user interface to the user, The transparency of the 3D cardiac information overlaid on the first medical image based on the input or the transparency of each of the images included in the 3D cardiac information may be adjusted. In addition, the image processor 740 may overlay various types of images such as an outer borderline image, a maximum intensity projection image, and a minimum intensity projection image of the 2D projection image according to the display format of the 3D image information.

나아가, 영상 처리부(740)는 피검자의 시술 종류를 확인하고, 3D 심장 정보에 포함된 복수의 영상들 중 확인된 시술 종류에 대응하는 적어도 하나 이상의 영상을 선택 또는 결정하며, 피검자의 시술 종류에 대해 미리 결정된 배치, 구조, 적어도 하나 이상의 영상의 형태 중 적어도 하나를 고려하여 제1 의료 영상에 선택된 적어도 하나 이상의 영상을 오버레이시킬 수 있다.Further, the image processing unit 740 confirms the type of the subject's procedure, selects or determines at least one image corresponding to the confirmed type of the plurality of images included in the 3D cardiac information, The at least one image selected in the first medical image can be overlaid on at least one of the predetermined arrangement, the structure, and the shape of the at least one image.

본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 오버레이 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The medical image overlay method according to an exemplary embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and configured for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described with reference to particular embodiments, such as specific elements, and specific embodiments and drawings. However, it should be understood that the present invention is not limited to the above- And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (12)

피검자의 심장 부위의 영상을 포함하는 제1 의료 영상을 수신하는 단계;
상기 피검자의 상기 심장 부위의 영상을 포함하는 제2 의료 영상을 수신하는 단계;
상기 수신된 상기 제1 의료 영상으로부터 2차원 심혈관 정보를 추출하고, 상기 제2 의료 영상으로부터 3차원 심장 정보를 추출하는 단계;
상기 추출된 상기 2차원 심혈관 정보와 상기 3차원 심장 정보에 포함된 3차원 심혈관 정보의 정합을 이용하여 상기 제1 의료 영상과 상기 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보를 추출하는 단계; 및
상기 추출된 상기 변환 행렬 정보를 상기 3차원 심장 정보에 적용하고, 상기 변환 행렬 정보가 적용된 상기 3차원 심장 정보를 상기 제1 의료 영상에 오버레이(overlay)시키는 단계
를 포함하는 의료 영상 오버레이 방법.
Receiving a first medical image including an image of a heart portion of the subject;
Receiving a second medical image including an image of the heart region of the subject;
Extracting two-dimensional cardiovascular information from the received first medical image and extracting three-dimensional cardiac information from the second medical image;
Extracting transformation matrix information between the first medical image and the second medical image using the extracted two-dimensional cardiovascular information and matching of three-dimensional cardiovascular information included in the three-dimensional cardiac information; And
Applying the extracted transformation matrix information to the 3D cardiac information, and overlaying the 3D cardiac information to which the transformation matrix information is applied on the first medical image
And a medical image overlay method.
제1항에 있어서,
상기 오버레이시키는 단계는
상기 3차원 심장 정보에 포함된 복수의 영상들 중 상기 피검자의 시술 종류에 대응하는 적어도 하나 이상의 영상을 선택하고, 상기 선택된 상기 적어도 하나 이상의 영상을 상기 피검자의 시술 종류에 대해 미리 결정된 배치, 구조, 상기 적어도 하나 이상의 영상의 형태 중 적어도 하나를 고려하여 상기 제1 의료 영상에 오버레이시키는 것을 특징으로 하는 의료 영상 오버레이 방법.
The method according to claim 1,
The overlaying step
Selecting at least one image corresponding to the type of treatment of the subject from among a plurality of images included in the 3D cardiac information, selecting at least one of the at least one image selected from among a predetermined arrangement, structure, Wherein at least one of the at least one type of image is overlaid on the first medical image in consideration of at least one of the types of the at least one image.
제1항에 있어서,
상기 오버레이시키는 단계는
상기 오버레이되는 상기 3차원 영상 정보에 심장의 외곽벽이 포함되는 경우 상기 심장의 외곽벽에 대한 두께 정보를 함께 오버레이시키는 것을 특징으로 하는 의료 영상 오버레이 방법.
The method according to claim 1,
The overlaying step
Wherein when the outer wall of the heart is included in the overlayed 3D image information, thickness information on the outer wall of the heart is overlaid together.
제1항에 있어서,
상기 3차원 심장 정보는
3차원 심혈관 정보, 심방과 심실을 포함하는 4-챔버 정보, 심장 외곽 정보, 심근 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 영상 오버레이 방법.
The method according to claim 1,
The three-dimensional cardiac information
3-dimensional cardiovascular information, 4-chamber information including an atrium and a ventricle, cardiac periphery information, and myocardial information.
제1항에 있어서,
상기 변환 행렬 정보를 추출하는 단계는
상기 2차원 심혈관 정보와 상기 3차원 심혈관 정보의 비강체(non-rigid) 정합을 이용하여 상기 변환 행렬 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 의료 영상 오버레이 방법.
The method according to claim 1,
The step of extracting the transform matrix information
Wherein the transformation matrix information is extracted using non-rigid matching of the 2D cardiovascular information and the 3D cardiovascular information.
제1항에 있어서,
상기 제1 의료 영상에 오버레이된 상기 3차원 심장 정보는
사용자 인터페이스를 이용한 사용자의 입력에 의해 투명도가 조절되는 것을 특징으로 하는 의료 영상 오버레이 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the 3D cardiac information overlaid on the first medical image
Wherein the transparency is adjusted by a user's input using a user interface.
피검자의 심장 부위의 영상을 포함하는 제1 의료 영상과 제2 의료 영상을 수신하는 수신부;
상기 수신된 상기 제1 의료 영상으로부터 2차원 심혈관 정보를 추출하고, 상기 제2 의료 영상으로부터 3차원 심장 정보를 추출하는 영상 정보 추출부;
상기 추출된 상기 2차원 심혈관 정보와 상기 3차원 심장 정보에 포함된 3차원 심혈관 정보의 정합을 이용하여 상기 제1 의료 영상과 상기 제2 의료 영상 간의 변환 행렬 정보를 추출하는 변환 행렬 추출부; 및
상기 추출된 상기 변환 행렬 정보를 상기 3차원 심장 정보에 적용하고, 상기 변환 행렬 정보가 적용된 상기 3차원 심장 정보를 상기 제1 의료 영상에 오버레이(overlay)시키는 영상 처리부
를 포함하는 의료 영상 오버레이 장치.
A receiving unit for receiving a first medical image and a second medical image including an image of a heart portion of the subject;
An image information extracting unit for extracting two-dimensional cardiovascular information from the received first medical image and extracting three-dimensional cardiac information from the second medical image;
A transformation matrix extraction unit for extracting transformation matrix information between the first medical image and the second medical image using the extracted two-dimensional cardiovascular information and the matching of three-dimensional cardiovascular information included in the three-dimensional cardiac information; And
Applying the extracted transformation matrix information to the 3D cardiac information and overlaying the 3D cardiac information to which the transformation matrix information is applied on the first medical image,
And a medical image overlay device.
제7항에 있어서,
상기 영상 처리부는
상기 3차원 심장 정보에 포함된 복수의 영상들 중 상기 피검자의 시술 종류에 대응하는 적어도 하나 이상의 영상을 선택하고, 상기 선택된 상기 적어도 하나 이상의 영상을 상기 피검자의 시술 종류에 대해 미리 결정된 배치, 구조, 상기 적어도 하나 이상의 영상의 형태 중 적어도 하나를 고려하여 상기 제1 의료 영상에 오버레이시키는 것을 특징으로 하는 의료 영상 오버레이 장치.
8. The method of claim 7,
The image processing unit
Selecting at least one image corresponding to the type of treatment of the subject from among a plurality of images included in the 3D cardiac information, selecting at least one of the at least one image selected from among a predetermined arrangement, structure, And overlaying the at least one image on the first medical image in consideration of at least one of the types of the at least one image.
제7항에 있어서,
상기 영상 처리부는
상기 오버레이되는 상기 3차원 영상 정보에 심장의 외곽벽이 포함되는 경우 상기 심장의 외곽벽에 대한 두께 정보를 함께 오버레이시키는 것을 특징으로 하는 의료 영상 오버레이 장치.
8. The method of claim 7,
The image processing unit
And overlays the thickness information on the outer wall of the heart when the outer wall of the heart is included in the overlayed 3D image information.
제7항에 있어서,
상기 영상 정보 추출부는
3차원 심혈관 정보, 심방과 심실을 포함하는 4-챔버 정보, 심장 외곽 정보, 심근 정보를 포함하는 상기 3차원 심장 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 의료 영상 오버레이 장치.
8. The method of claim 7,
The image information extracting unit
Dimensional cardiac information including three-dimensional cardiovascular information, four-chamber information including an atrium and a ventricle, cardiac periphery information, and myocardial information.
제7항에 있어서,
상기 변환 행렬 추출부는
상기 2차원 심혈관 정보와 상기 3차원 심혈관 정보의 비강체(non-rigid) 정합을 이용하여 상기 변환 행렬 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 의료 영상 오버레이 장치.
8. The method of claim 7,
The transformation matrix extracting unit
Wherein the transformation matrix information is extracted using non-rigid matching of the 2D cardiovascular information and the 3D cardiovascular information.
제7항에 있어서,
상기 제1 의료 영상에 오버레이된 상기 3차원 심장 정보는
사용자 인터페이스를 이용한 사용자의 입력에 의해 투명도가 조절되는 것을 특징으로 하는 의료 영상 오버레이 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the 3D cardiac information overlaid on the first medical image
Wherein the transparency is adjusted by a user's input using a user interface.
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