KR20190084380A - Method for extracting vascular structure in 2d x-ray angiogram, computer readable medium and apparatus for performing the method - Google Patents

Method for extracting vascular structure in 2d x-ray angiogram, computer readable medium and apparatus for performing the method Download PDF

Info

Publication number
KR20190084380A
KR20190084380A KR1020180002061A KR20180002061A KR20190084380A KR 20190084380 A KR20190084380 A KR 20190084380A KR 1020180002061 A KR1020180002061 A KR 1020180002061A KR 20180002061 A KR20180002061 A KR 20180002061A KR 20190084380 A KR20190084380 A KR 20190084380A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dimensional
segment
vessel
vascular
blood vessel
Prior art date
Application number
KR1020180002061A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102050649B1 (en
Inventor
임선혜
박태용
정희렬
강승우
구교영
이정진
Original Assignee
숭실대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 숭실대학교산학협력단 filed Critical 숭실대학교산학협력단
Priority to KR1020180002061A priority Critical patent/KR102050649B1/en
Publication of KR20190084380A publication Critical patent/KR20190084380A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102050649B1 publication Critical patent/KR102050649B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50Clinical applications
    • A61B6/504Clinical applications involving diagnosis of blood vessels, e.g. by angiography
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computerised tomographs
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5205Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data

Abstract

The present invention relates to a method for extracting a vascular structure from a two-dimensional (2D) X-ray angiogram, which extracts a 2D vascular tree structure from the 2D X-ray angiogram for a blood vessel of an examinee, performs rigid body matching between the 2D vascular tree structure and a 3D vascular structure divided from a 3D CT angiogram of the examinee, calculates similarity between 2D and 3D vascular segments, and uses the similarity to reconfigure the 2D vascular tree structure. Accordingly, loss of depth information of a blood vessel is removed, thereby increasing correctness when a vascular structure is extracted from a 2D X-ray angiogram.

Description

2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체 및 장치 {METHOD FOR EXTRACTING VASCULAR STRUCTURE IN 2D X-RAY ANGIOGRAM, COMPUTER READABLE MEDIUM AND APPARATUS FOR PERFORMING THE METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and apparatus for extracting a vein structure of a two-dimensional X-ray contrast image,

본 발명은 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동일한 피검자의 혈관에 대한 3차원 CT 조영영상을 이용하여 2차원 X-선 조영영상으로부터 혈관 구조를 추출하는 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for extracting a blood vessel structure of a two-dimensional X-ray image, a recording medium and an apparatus for performing the same, and more particularly, A method for extracting a vein structure of a two-dimensional X-ray contrast image extracting a vein structure from an X-ray image, and a recording medium and apparatus for performing the same.

최근 협심증과 심근경색 등 관상동맥 질환(Coronary Artery Diseases, CAD)이 급격히 증가함에 따라 경피적 관상동맥 중재술(Percutaneous Coronary Intervention, PCI)이 많이 시행되고 있다. 경피적 관상동맥 중재술은 혈관을 개흉하지 않고, 카테터(Catheter)라 부르는 가늘고 기다란 도관을 이용하여 혈관을 넓혀주는 비수술적 치료방법이다. 이는 관상동맥을 추출하기 위한 영상 촬영 기술을 바탕으로 진행된다. Recently, percutaneous coronary intervention (PCI) has been performed with the rapid increase of coronary artery disease (CAD) including angina pectoris and myocardial infarction. Percutaneous coronary intervention (PCI) is a non-invasive, non-invasive method of expanding blood vessels using a long, elongated catheter called a catheter. This is based on imaging techniques to extract coronary arteries.

영상 촬영 기술에는 X-선 혈관 조영술(X-Ray Angiography, XA), 심장 CT 혈관 조영술(Cardiac CT Angiography, CTA), MR 혈관 조영술(MR Angiography, MRA), 심장 PET와 SPECT 등이 있다. 이 중에서, X-선 혈관 조영술은 혈관의 내부를 시각적으로 보여주는 의료 영상 기법으로, 관상 동맥을 추출하고 실시간으로 의사들이 혈관의 협착을 볼 수 있게 해준다. 따라서, 조영영상에서의 정확한 컴퓨터 보조 관상동맥 분석은 심장병전문의와 심장외과의에게 진단과 치료에 있어서 매우 중요하다. Imaging techniques include X-ray angiography (XA), cardiac CT angiography (CTA), MR angiography (MRA), cardiac PET and SPECT. Among them, X-ray angiography is a medical imaging technique that visually shows the inside of a blood vessel. It extracts a coronary artery and allows physicians to see the vessel stenosis in real time. Therefore, accurate computer-assisted coronary artery analysis in contrast imaging is very important for diagnosis and treatment of cardiologists and cardiologists.

하지만, X-선 조영술에서 얻어진 영상은 장기, 뼈, 중재 기구와 같은 배경의 혼란(Background Clutter)으로 혈관의 추출 및 분석에 어려움이 있다. 또한, X-선 조영영상은 3차원 혈관 구조가 2차원 평면에 투영된 영상이기 때문에 3차원 형상의 구조 정보가 손실되며, 혈관이 겹쳐지거나 교차할 때 혈관의 분기점을 찾기 어렵다는 문제점이 있다. 이에, X-선 조영술에서 정확하게 혈관의 구조를 추출하는 기술이 제안된 바 있다.However, images obtained by X-ray imaging have difficulties in extracting and analyzing blood vessels due to background clutter such as organs, bones, and interventional devices. In addition, since the X-ray contrast image is an image projected on a two-dimensional plane, the structure information of the three-dimensional shape is lost, and there is a problem that it is difficult to find a branch point of the blood vessel when the blood vessels overlap or intersect. Therefore, a technique of accurately extracting the structure of blood vessels in X-rayography has been proposed.

X-선 조영영상에서 혈관을 분할하기 위한 종래의 기술들 중에서 영역 확장(Region Growing)과 헤시안 행렬 다중 스케일 필터링(Hessian Matrix Multiscale Filtering)을 결합하여 조영영상에서의 혈관 분할 방법이 제안된 바 있다. 이는, 혈관을 증강하기 위해 헤시안 행렬 다중 스케일 필터링을 사용하였고, 그 후 다중 시드 영역 확장(Multi Seed Region Growing) 알고리즘을 사용하여 관상동맥 혈관의 트리를 추출하는 기술이다. 하지만, 이러한 기술은 사용자의 개입을 통해 다수의 시드점(Seed Point)을 정의해야 한다는 단점이 있으며, 헤시안 행렬을 기반으로 하기 때문에 잡음에 매우 민감하다는 문제가 있다.Among the conventional techniques for segmenting a blood vessel in an X-ray contrast image, a method of dividing a blood vessel in a contrast image has been proposed by combining Region Growing and Hessian Matrix Multiscale Filtering . This technique uses Hessian matrix multi-scale filtering to enhance blood vessels, and then extracts a tree of coronary artery blood vessels using a Multi Seed Region Growing algorithm. However, this technique has a disadvantage in that a plurality of seed points must be defined through user intervention, and it is very sensitive to noise because it is based on a Hessian matrix.

또한, X-선 조영영상의 분할을 위한 필수적인 특징과 조영영상에 대한 사전 지식을 분석하여 지역적 혈관 구조를 추론하기 위하여 다중 특징 기반 퍼지 인식(Multi-feature Based Fuzzy Recognition) 알고리즘을 이용하는 조영영상에서의 관상동맥 분할을 위한 자동화 접근법이 제안된 바 있다. 하지만, 자동화 접근법에 따른 종래 기술은 평균 연산 시간이 느리며, 3차원 혈관 구조가 겹쳐지거나 교차할 때 이에 상응하는 2차원 투영 구조를 정확하게 결정할 수 없다는 한계가 있다. 따라서, X-선 조영영상에서 혈관의 위상학적 모델을 기반으로 정확하게 혈관의 구조를 추출하는 기술의 요구되고 있는 실정이다.In addition, in order to infer the regional vascular structure by analyzing the essential features for segmentation of the X-ray image and the prior knowledge about the contrast image, a multi-feature based Fuzzy Recognition algorithm An automated approach for coronary artery segmentation has been proposed. However, the conventional technique according to the automated approach has a slow average calculation time, and can not accurately determine a corresponding two-dimensional projection structure when the three-dimensional blood vessel structures overlap or cross each other. Accordingly, there is a need for a technique for accurately extracting the structure of a blood vessel based on a topological model of a blood vessel in an X-ray image.

한국등록특허 제10-1485900호Korean Patent No. 10-1485900 한국등록특허 제10-1768526호Korean Patent No. 10-1768526

본 발명의 일측면은 피검자의 3차원 CT 조영영상의 혈관정보를 이용한 그래프 모델을 기반으로 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조를 정확하게 추출하는 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체 및 장치를 제공한다.One aspect of the present invention is a method for extracting a vein structure of a two-dimensional X-ray contrast image that accurately extracts a vein structure of a two-dimensional X-ray contrast image based on a graph model using blood vessel information of a three-dimensional CT contrast image of a subject, And a recording medium and an apparatus therefor.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems which are not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법은, 피검자의 혈관에 대한 2차원 X-선 조영영상으로부터 가중치가 반영된 2차원 혈관 트리 구조를 추출하는 단계, 상기 2차원 혈관 트리 구조와, 상기 피검자에 대한 3차원 CT 조영영상에서 분할된 3차원 혈관 구조의 강체 정합을 수행하는 단계, 상기 2차원 혈관 트리 구조의 2차원 혈관 세그먼트와 상기 3차원 혈관 구조의 3차원 혈관 세그먼트에 대한 유사도를 산출하여 어느 하나의 2차원 혈관 세그먼트에 매칭될 3차원 혈관 세그먼트의 매칭 후보군을 추출하는 단계 및 상기 매칭 후보군이 존재하는 것으로 확인된 2차원 혈관 세그먼트를 이용하여 상기 2차원 혈관 트리 구조를 재구성하는 단계를 포함한다.A method of extracting a blood vessel structure of a two-dimensional X-ray contrast image according to an embodiment of the present invention includes extracting a two-dimensional blood vessel tree structure reflecting a weight from a two-dimensional X-ray contrast image of a blood vessel of a subject, Dimensional vessel structure of the two-dimensional vascular tree structure and the three-dimensional vascular structure of the three-dimensional vascular structure by performing rigid body matching of the three- Dimensional vessel segments to be matched to any one of the two-dimensional vessel segments by calculating the degree of similarity to the two-dimensional vessel segments, and extracting a matching candidate group of the three-dimensional vessel segments to be matched with any one of the two- And reconstructing the tree structure.

상기 혈관 트리 구조를 추출하는 단계는, 상기 2차원 X-선 조영영상에서 혈관 증강 필터로부터 추출된 픽셀을 노드로 설정하고, 상기 노드를 기준 픽셀영역 내에 위치하는 다른 노드와 연결하는 에지를 생성하는 단계, 각각의 에지에 부여된 가중치를 이용하여 미리 정해진 혈관의 시작점으로부터 가장 낮은 가중치를 갖는 트리 형식의 혈관 경로를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.The step of extracting the vascular tree structure may include setting a pixel extracted from the blood vessel enhancement filter as a node in the two-dimensional X-ray image, and generating an edge connecting the node with another node located in the reference pixel area And extracting a tree-shaped vein path having the lowest weight from the starting point of the predetermined vessel using the weight given to each edge.

상기 혈관 트리 구조를 추출하는 단계는, 상기 혈관 경로를 구성하는 혈관 가지들 중 상기 혈관 경로의 부분일 확률이 낮은 혈관 가지를 제거하도록, 상기 혈관 경로의 서브트리에 대하여 혈관의 길이에 따라 삭제 및 병합 과정을 반복 수행하여 상기 혈관 트리 구조를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the step of extracting the vascular tree structure comprises the steps of deleting and removing the subtree of the vein path according to the length of the vein so as to remove a vein branch having a low probability of being part of the vein path among the vascular branches constituting the vein path. And repeating the merging process to extract the vascular tree structure.

상기 유사도를 산출하는 것은, 상기 2차원 혈관 세그먼트 또는 상기 3차원 혈관 세그먼트를 기준으로 주변 인접 영역에 대하여 지역적 거리전파를 수행하여 지역적 거리맵을 생성하고, 상기 지역적 거리맵을 이용하여 기준 세그먼트의 소정 거리 내에 위치하는 비교대상 세그먼트를 비교 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하되, 상기 기준 세그먼트가 상기 2차원 혈관 세그먼트로 설정되는 경우, 상기 비교대상 세그먼트는 상기 3차원 혈관 세그먼트로 설정되고, 상기 기준 세그먼트가 상기 3차원 혈관 세그먼트로 설정되는 경우, 상기 비교대상 세그먼트는 상기 2차원 혈관 세그먼트로 설정될 수 있다.The calculating of the degree of similarity may be performed by generating a local distance map by performing local distance propagation with respect to the neighboring region based on the two-dimensional vessel segment or the three-dimensional vessel segment, and using the local distance map, Wherein the comparison segment is set as the comparison segment, and when the reference segment is set as the two-dimensional segment, the comparison segment is set as the three-dimensional segment, When the 3D segment is set as the 3D segment, the segment to be compared may be set as the 2D segment.

상기 유사도는, 상기 기준 세그먼트 및 상기 비교 영역에 포함된 비교대상 세그먼트의 양방향 매칭률, 상기 기준 세그먼트와 상기 비교 영역에 포함된 비교대상 세그먼트의 각도 차이, 상기 기준 세그먼트와 상기 비교 영역에 포함된 비교대상 세그먼트의 평균 거리 중 적어도 하나를 기초로 산출될 수 있다.Wherein the degree of similarity includes a bidirectional matching rate of the comparison segment included in the reference segment and the comparison region, an angle difference between the reference segment and a comparison segment included in the comparison region, a comparison included in the reference segment and the comparison region, And an average distance of the target segment.

상기 유사도를 산출하는 것은, 상기 기준 세그먼트 및 상기 비교 영역에 포함된 비교대상 세그먼트를 구성하는 픽셀 개수의 비율을 기초로 상기 양방향 매칭률을 산출하고, 상기 매칭 후보군을 추출하는 것은, 상기 양방향 매칭률이 미리 정해진 임계값 이상인 3차원 혈관 세그먼트를 상기 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 추출하는 것을 특징으로 할 수 있다.The calculation of the degree of similarity may include calculating the bidirectional matching rate based on the ratio of the reference segment and the number of pixels constituting the segment to be compared included in the comparison region and extracting the matching candidate group, And extracting a three-dimensional vessel segment having a predetermined threshold value or more as a matching candidate group for the two-dimensional vessel segment.

상기 유사도를 산출하는 것은, 상기 기준 세그먼트의 양 끝단을 구성하는 픽셀로 구성되는 기준벡터의 각도 및 상기 비교 영역의 양 끝단을 구성하는 픽셀로 구성되는 비교벡터의 각도를 측정하고, 상기 매칭 후보군을 추출하는 것은, 상기 기준벡터의 각도와 상기 비교벡터의 각도의 차이값이 미리 정해진 임계값 이하인 3차원 혈관 세그먼트를 상기 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 추출하는 것을 특징으로 할 수 있다.The calculation of the degree of similarity may be performed by measuring angles of a reference vector composed of pixels constituting both ends of the reference segment and angles of a comparison vector composed of pixels constituting both ends of the comparison region, The extraction may be performed by extracting a three-dimensional vessel segment having a difference value between an angle of the reference vector and an angle of the comparison vector equal to or less than a predetermined threshold value as a matching candidate for the two-dimensional vessel segment.

상기 유사도를 산출하는 것은, 상기 기준 세그먼트의 특정 픽셀과 가장 가까운 상기 비교 영역의 픽셀간의 거리정보를 측정하고, 상기 기준 세그먼트를 구성하는 모든 픽셀에 대하여 측정된 거리정보의 평균값을 상기 평균 거리로 산출하고, 상기 매칭 후보군을 추출하는 것은, 상기 평균 거리가 미리 정해진 임계값 이하인 3차원 혈관 세그먼트를 상기 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 추출하는 것을 특징으로 할 수 있다.The calculating of the degree of similarity may include calculating distance information between pixels of the comparison segment closest to the specific pixel of the reference segment and calculating an average value of the measured distance information for all the pixels constituting the reference segment as the average distance And extracting the matching candidate group as a matching candidate group for the two-dimensional blood vessel segment, wherein the three-dimensional blood vessel segment having the average distance equal to or less than a predetermined threshold value is extracted.

상기 2차원 혈관 트리 구조를 재구성하는 것은, 상기 매칭 후보군이 존재하지 않은 것으로 확인된 2차원 혈관 세그먼트를 제외시키되, 상기 매칭 후보군이 존재하는 것으로 확인된 2차원 혈관 세그먼트간 연결이 단절되는 것으로 확인되면, 상기 2차원 혈관 트리 구조를 기초로 단절된 세그먼트를 연결시키는 연결 세그먼트를 검색하는 것을 특징으로 할 수 있다.The reconstruction of the two-dimensional vascular tree structure may be performed by excluding a two-dimensional vascular segment in which the matching candidate group is not found, but it is confirmed that the connection between the two-dimensional vascular segments identified as the matching candidate group is disconnected And searching for a connected segment connecting the segmented segments based on the two-dimensional vascular tree structure.

상기 연결 세그먼트를 검색하는 것은, 검색된 상기 연결 세그먼트와 연결된 상위 2차원 혈관 세그먼트 및 하위 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군을 상기 연결 세그먼트의 매칭 후보군으로 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.Searching for the connected segment may set a matching candidate group for the upper two-dimensional vascular segment and the lower two-dimensional vascular segment connected to the searched connection segment as the matching candidate group for the connected segment.

상기 2차원 혈관 트리 구조를 재구성하는 것은, 어느 하나의 3차원 혈관 세그먼트가 매칭 후보군으로 설정된 2차원 혈관 세그먼트가 복수 개인 경우, 각각의 2차원 혈관 세그먼트에 대하여 분지 없이 연결되는 세그먼트로 구조를 분리하고, 각 구조와 매칭된 3차원 혈관 세그먼트의 유사도를 산출하고, 상기 유사도에 따라 선택된 어느 하나의 2차원 혈관 세그먼트를 제외한 나머지 2차원 혈관 세그먼트를 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.The two-dimensional vascular tree structure is reconstructed by separating a structure into segments connected without branching to each two-dimensional vessel segment when there is a plurality of two-dimensional vessel segments in which one of the three-dimensional vessel segments is set as a matching candidate group Dimensional vessel segments matched with each structure, and removes the remaining two-dimensional vessel segments excluding any one of the two-dimensional vessel segments selected in accordance with the similarity.

또한, 본 발명에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체일 수 있다.In addition, the present invention may be a computer-readable recording medium on which a computer program is recorded for performing a method of extracting a vein structure of a two-dimensional X-ray image according to the present invention.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 장치는, 피검자의 혈관에 대한 2차원 X-선 조영영상으로부터 가중치가 반영된 2차원 혈관 트리 구조를 추출하는 혈관 구조 추출부, 상기 2차원 혈관 트리 구조와, 상기 피검자에 대한 3차원 CT 조영영상에서 분할된 3차원 혈관 구조의 강체 정합을 수행하는 강체 정합부, 상기 2차원 혈관 트리 구조의 2차원 혈관 세그먼트와 상기 3차원 혈관 구조의 3차원 혈관 세그먼트에 대한 유사도를 산출하여 어느 하나의 2차원 혈관 세그먼트에 매칭될 3차원 혈관 세그먼트의 매칭 후보군을 추출하는 매칭 후보군 추출부 및 상기 매칭 후보군이 존재하는 것으로 확인된 2차원 혈관 세그먼트를 이용하여 상기 2차원 혈관 트리 구조를 재구성하는 혈관 구조 재구성부를 포함한다.In addition, an apparatus for extracting a blood vessel structure of a two-dimensional X-ray contrast image according to an embodiment of the present invention includes a blood vessel structure extracting a two-dimensional blood vessel tree structure reflecting a weight from a two-dimensional X- Dimensional vessel structure, a rigid body matching unit for performing rigid body matching of the three-dimensional blood vessel structure divided from the two-dimensional blood vessel tree structure and the three-dimensional CT contrast image for the subject, A matching candidate group extracting unit for extracting a matching candidate group of a three-dimensional vascular segment to be matched with any one two-dimensional vascular segment by calculating the similarity of the three-dimensional vascular structure to the three-dimensional vascular segment, and a matching candidate group extracting unit And a vascular structure reconstruction unit for reconstructing the two-dimensional vascular tree structure using a 3D vascular segment.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 2차원 X-선 조영영상에서 배경의 잡음과 혈관의 깊이 정보 손실을 해결하여 2차원 X-선 조영영상을 이용한 혈관 구조 추출의 정확도를 향상 시킬 수 있으며, 의료 데이터의 자동 영상처리를 수행하여 의료진에게 도움을 줄 수 있는 시술 보조 기술로 사용 가능하다. According to an aspect of the present invention, it is possible to improve the accuracy of extraction of a blood vessel structure using a two-dimensional X-ray contrast image by solving a background noise and a depth information loss of a blood vessel in a two-dimensional X- It can be used as an assistive technology which can assist medical staff by performing automatic image processing of medical data.

또한, 비강체 정합을 위한 사전 기술로 사용하여 관상 동맥 중재술(PCI) 시술 중 실시간으로 보여줄 수 있는 네비게이션 기반의 시술 보조 기술로 사용할 수 있다.In addition, it can be used as a technique for assisted navigation based on real-time display during the PCI procedure by using it as a prior art for non-rigid body matching.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 장치의 개략적인 구성이 도시된 블록도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 장치가 혈관 구조를 추출하는 구체적인 일 예가 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 성능 평가 결과의 일 예가 도시된 도면이다.
1 is a block diagram showing a schematic configuration of a blood vessel structure extraction apparatus for a two-dimensional X-ray contrast image according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 to 5 are views showing a specific example of extracting a blood vessel structure by the apparatus for extracting a blood vessel structure of a two-dimensional X-ray contrast image according to FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing a schematic flow of a method for extracting a blood vessel structure of a two-dimensional X-ray contrast image according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing an example of a performance evaluation result according to the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 장치의 개략적인 구성이 도시된 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a blood vessel structure extraction apparatus for a two-dimensional X-ray contrast image according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 장치(100)는 피검자의 혈관에 대한 2차원 X-선 조영영상으로부터 초기 혈관 트리 구조를 추출하고, 이를 동일한 피검자의 혈관에 대한 3차원 CT 조영영상과 강체 정합시킨 후 2차원 혈관 구조와 3차원 혈관 구조의 유사도에 따라 초기 혈관 트리 구조를 자동으로 재구성할 수 있다.The apparatus 100 for extracting a blood vessel structure of a two-dimensional X-ray contrast image according to the present invention extracts an initial blood vessel tree structure from a two-dimensional X-ray contrast image of a blood vessel of a subject, After the rigid body alignment with the CT image, the initial vascular tree structure can be automatically reconstructed according to the similarity of the two dimensional vascular structure and the three dimensional vascular structure.

구체적으로, 본 발명에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 장치(100)는 혈관 구조 추출부(110), 강체 정합부(120), 매칭 후보군 추출부(130) 및 혈관 구조 재구성부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.Specifically, the apparatus 100 for extracting a blood vessel structure of a two-dimensional X-ray contrast image according to the present invention includes a blood vessel structure extraction unit 110, a rigid body matching unit 120, a matching candidate group extraction unit 130, (140).

혈관 구조 추출부(110)는 피검자의 혈관에 대한 2차원 X-선 조영영상으로부터 가중치가 반영된 2차원 혈관 트리 구조를 추출할 수 있다. 이와 관련하여, 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 설명하기로 한다.The vascular structure extracting unit 110 can extract a two-dimensional vascular tree structure reflecting a weight from a two-dimensional X-ray image of a subject's blood vessel. In this connection, the description will be made with reference to FIG. 2 and FIG. 3 together.

도 2 및 도 3은 도 1의 혈관 구조 추출부(110)에 의해 생성되는 2차원 혈관 트리 구조를 추출하는 과정의 일 예가 도시된 도면이다.FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams illustrating an example of a process of extracting a two-dimensional blood vessel tree structure generated by the blood vessel structure extraction unit 110 of FIG.

혈관 구조 추출부(110)는 2차원 혈관 트리 구조를 생성하기 위한 혈관 그래프를 생성할 수 있다. 혈관 구조 추출부(110)는 혈관 증강 필터(Vessel Enhancement Filter)를 이용하여 2차원 형태의 X-선 조영영상으로부터 혈관 그래프를 구성하는 각각의 노드를 획득할 수 있다. 혈관 구조 추출부(110)는 혈관 증강 필터를 이용하여 2차원 X-선 조영영상의 각 픽셀에 대한 혈관도값(Vesselness Value)를 추출할 수 있다. 혈관 구조 추출부(110)는 각 픽셀에 대한 혈관도값을 미리 정해진 기준값에 따라 이진화(thresholding)하고, 도시된 바와 같이 이진화된 혈관도값을 세선화(thinning)하여 적어도 하나의 노드를 획득할 수 있다. 이하에서는, 혈관 증강 필터가 다중 스케일 증강 필터(Multiscale Enhancement Filter)인 것으로 가정하여 설명하겠으나, 이에 한정되는 것은 아니며 기 공지된 다양한 영상 필터로 대체될 수도 있다.The vascular structure extracting unit 110 may generate a blood vessel graph for generating a two-dimensional vascular tree structure. The vascular structure extracting unit 110 may acquire respective nodes constituting a blood vessel graph from a two-dimensional X-ray image using a Vascular Enhancement Filter. The vascular structure extracting unit 110 may extract the vascularity value for each pixel of the two-dimensional X-ray contrast image using the blood vessel enhancement filter. The vascular structure extracting unit 110 thresholds the vascularity value for each pixel according to a predetermined reference value and thinly binarizes the vascularity value as shown to acquire at least one node . Hereinafter, it is assumed that the blood vessel enhancement filter is a multiscale enhancement filter. However, the present invention is not limited thereto and may be replaced with various known image filters.

혈관 구조 추출부(110)는 특정 노드를 일정 거리 내에 있는 다른 노드와 연결하여 혈관 그래프를 생성할 수 있다. 예를 들어, 혈관 구조 추출부(110)는 획득된 어느 하나의 노드를 15픽셀에 해당되는 거리 이내에 있는 다른 노드들과 각각 연결시킬 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 노드간 연결되는 선을 에지(edge)로 정의하여 설명하기로 한다. 즉, 도시된 바와 같이, 혈관 구조 추출부(110)는 각각의 노드를 일정 거리 내에 위치하는 다른 노드들과 에지로 연결한 혈관 그래프를 생성할 수 있다.The vascular structure extracting unit 110 may generate a blood vessel graph by connecting a specific node with another node within a certain distance. For example, the vascular structure extracting unit 110 may connect any one of the obtained nodes to other nodes within a distance corresponding to 15 pixels. Hereinafter, for convenience of description, a line connected between nodes will be defined as an edge. That is, as shown in the drawing, the vascular structure extracting unit 110 can generate a blood vessel graph in which each node is connected to other nodes located within a certain distance by an edge.

이때, 혈관 구조 추출부(110)는 각각의 에지에 대하여 가중치를 설정할 수 있다. 혈관 구조 추출부(110)는 아래의 수학식에 따라 각각의 에지에 서로 다른 가중치를 설정할 수 있다.At this time, the vascular structure extracting unit 110 may set a weight for each edge. The vascular structure extracting unit 110 may set different weights on the respective edges according to the following equations.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Ci,j는 i번째 노드와 j번째 노드에 연결된 에지에 설정되는 가중치를 의미한다. 그리고, L은 에지의 길이, V는 다중 스케일 증강 필터의 출력값 중 하나인 혈관도값, I는 2차원 X-선 조영영상에서의 명암도값, θ는 에지의 각도, φ는 다중 스케일 증강 필터의 출력값 중 하나인 픽셀 방향(Pixel Orientation)을 의미한다. 또한, α, β, γ는 각 가중치 항에 대하여 미치는 영향의 정도를 의미하는 매개변수이며, 0 이상의 값을 가지도록 설정될 수 있다. 각각의 가중치 항들은 다음과 같이 정의될 수 있다.Here, C i, j denotes a weight set to an edge connected to the i-th node and the j-th node. L is the length of the edge, V is the angular value, which is one of the output values of the multi-scale enhancement filter, I is the intensity value of the 2D X-ray image, θ is the angle of the edge, (Pixel Orientation) which is one of the output values. Also,?,?, And? Are parameters indicating the degree of influence on each weight term, and can be set to have a value of 0 or more. Each weight term can be defined as follows.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, di,j는 i번째 노드와 j번째 노드에 연결된 에지(ei,j)의 길이, xi,j는 ei,j를 지나는 픽셀들의 집합, Ni,j는 xi,j에 포함된 픽셀의 개수, vx는 픽셀 x의 혈관도값, Ix는 픽셀 x의 명암도값, f(i)는 i번째 노드가 위치한 픽셀의 위치, θx는 혈관 증강 필터로부터 획득되는 픽셀 x의 방향값, Φi,j,는 ei,j의 방향(orientation)을 의미한다.Here, d i, j is the i th node and the j length, x i of the edge (e i, j) is connected to the second node, j is e i, a set of pixels in by the j, N i, j are x i, j the number of pixels included in, v x is the pixel to be obtained from the diagram of a pixel x vascular value, i x is the intensity value of the pixel x, f (i) is the position of the i-th node in the pixel, θ x is vascular enhancement filter The direction value of x, Φ i, j , means the orientation of e i, j .

혈관 구조 추출부(110)는 각각의 에지에 설정된 가중치를 기초로 생성된 혈관 그래프로부터 2차원 혈관 트리 구조를 추출할 수 있다. 구체적으로, 혈관 구조 추출부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 어느 하나의 노드를 시작점으로 하여 가장 낮은 가중치를 갖는 노드를 경로로 설정하는 2차원 혈관 트리 구조를 추출할 수 있다. The vascular structure extracting unit 110 may extract the two-dimensional vascular tree structure from the vascular graph generated based on the weights set at the respective edges. Specifically, as shown in FIG. 3, the vascular structure extracting unit 110 may extract a two-dimensional vascular tree structure in which a node having a lowest weight is set as a path with a node as a starting point.

이를 위해, 혈관 구조 추출부(110)는 노드 간의 경로를 설정할 수 있다. 예를 들어, 노드 V와 에지 E로 이루어진 혈관 그래프에서, 임의의 두 노드 v, v'사이의 경로 p는 i∈[1, k-1]에서 (vi, vi+1)∈E를 조건으로 하여 이웃하는 노드의 순서로 구성될 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.To this end, the vascular structure extracting unit 110 can set a path between nodes. For example, in a blood vessel graph consisting of node V and edge E, the path p between any two nodes v, v 'is given by (vi, vi + 1) ∈ E in i∈ [1, k-1] And may be configured in the order of neighboring nodes. This can be expressed as follows.

Figure pat00003
Figure pat00003

경로 p의 가중치는 이웃하는 픽셀들에 대한 에지의 가중치의 합으로 결정될 수 있으며, 가중치의 합을 구하는 구체적은 수학식은 아래와 같다.The weight of the path p can be determined by the sum of the weights of the edges for the neighboring pixels, and the specific formula for calculating the sum of the weights is as follows.

Figure pat00004
Figure pat00004

상술한 수학식 4를 이용하여, 혈관 구조 추출부(110)는 경로의 총 가중치를 p를 따라 어느 점에서도 만나지 않은 서브 경로(Subpath)의 가중치로 분할 수 있다. 즉, 혈관 구조 추출부(110)는 노드 v와 v' 간의 경로의 총 가중치를 노드 v와 vi에 대한 경로의 총 가중치와 노드 vi와 v'에 대한 경로의 총 가중치로 분할할 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.Using the above-described Equation (4), the vascular structure extracting unit 110 can divide the total weight of the path into the weights of subpaths not meeting at any point along p. That is, the vascular structure extracting unit 110 may divide the total weight of the paths between the nodes v and v 'into the total weight of the paths to the nodes v and vi and the total weight of the paths to the nodes vi and v'. This can be expressed as follows.

Figure pat00005
Figure pat00005

이를 이용하여, 혈관 구조 추출부(110)는 두 노드 v와 v' 사이의 가장 낮은 가중치를 갖는 에지를 경로로 결정할 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.Using this, the vascular structure extracting unit 110 can determine an edge having the lowest weight between the two nodes v and v 'as a path. This can be expressed as follows.

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, P(v, v')는 두 노드 사이에 가능한 모든 경로의 집합을 의미한다.Here, P (v, v ') denotes a set of all possible paths between two nodes.

혈관 구조 추출부(110)는 상술한 과정에 의해 생성된 경로들을 이용하여 혈관 그래프의 정점(특정노드)와 다른 정점(노드)들 사이의 최저 가중치 경로(

Figure pat00007
)를 검색할 수 있다. 구체적으로, 혈관 구조 추출부(110)는 미리 설정된 시작 노드를 기준으로 다익스트라 알고리즘(Dijkstra Algorithm)에 따른 The vascular structure extracting unit 110 extracts a minimum weight path between the vertex (specific node) and other vertices (nodes) of the blood vessel graph using the paths generated by the above-
Figure pat00007
Can be searched. Specifically, the vascular structure extracting unit 110 extracts a vascular structure based on a Dijkstra Algorithm

다익스트라 알고리즘은 노드간 에지의 길이(가중치)를 고려하여 최단 경로를 추출하는 알고리즘이다. 혈관 구조 추출부(110)는 다익스트라 알고리즘을 이용하여 혈관의 시작점으로부터 가장 낮은 가중치를 갖는 혈관 경로를 탐색할 수 있다. 시작점은 혈관 그래프를 구성하는 복수의 노드들 중 사용자에 의해 선택된 어느 하나의 노드로 정의될 수 있다. 혈관 구조 추출부(110)는 다익스트라 알고리즘의 시작점을 루트 노드로 하는 트리 형식의 혈관 경로인 2차원 혈관 트리 구조를 추출할 수 있다. 혈관 구조 추출부(110)는 추출된 2차원 혈관 트리 구조에서 혈관의 일부분일 확률인 낮은 혈관 가지를 제거하기 위하여, 서브 트리에 대하여 삭제 및 병합을 반복적으로 수행할 수 있다. 이에 따라, 혈관 구조 추출부(110)는 불필요한 혈관 가지가 제거된 2차원 혈관 트리 구조를 추출할 수 있다.The extreme algorithm is an algorithm that extracts the shortest path considering the length (weight) of edge between nodes. The vascular structure extracting unit 110 can search for the vein path having the lowest weight from the starting point of the vein using the Daikstra algorithm. The starting point may be defined as any one of a plurality of nodes constituting the blood vessel graph selected by the user. The vascular structure extracting unit 110 can extract a two-dimensional vascular tree structure, which is a tree-shaped vascular path having a root node of the starting point of the dextral algorithm. The vascular structure extracting unit 110 may repeatedly perform deletion and merging on the subtree in order to remove a low vascular branch having a probability of being a part of the vascular in the extracted two dimensional vascular tree structure. Accordingly, the vascular structure extracting unit 110 can extract a two-dimensional vascular tree structure from which an unnecessary vascular branch has been removed.

강체 정합부(120)는 혈관 구조 추출부(110)에 의해 추출된 2차원 혈관 트리 구조와 3차원 혈관 구조의 강체 정합을 수행할 수 있다. The rigid body matching unit 120 may perform rigid body matching of the two-dimensional blood vessel tree structure and the three-dimensional blood vessel structure extracted by the blood vessel structure extraction unit 110.

2차원 X-선 조영영상만을 이용하여 혈관 구조를 추출할 경우, 장기, 뼈, 중재 기구 등과 같은 배경의 혼란(Background Clutter)과 혈관이 겹쳐지는 문제점이 발생될 수 있다. 이는 3차원 구조의 혈관이 2차원 X-선 영상으로 투영됨에 따라 야기되는 문제이므로, 단일 2차원 X-선 조영영상만으로는 이러한 문제점을 해결하는 데에 한계가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 장치(100)는 동일한 피검자의 혈관에 대한 3차원 CT 조영영상에서 추출된 혈관의 위상(topology) 구조를 이용하여 혈관 구조 추출부(110)에 의해 추출된 초기 2차원 혈관 트리 구조를 개선시킬 수 있다.When extracting a blood vessel structure using only a two-dimensional X-ray image, there may arise a problem that a background clutter such as an organ, a bone, and an arbitration mechanism overlaps a blood vessel. This is a problem caused by the projection of a three-dimensional blood vessel into a two-dimensional X-ray image, so there is a limit to solving such a problem with a single two-dimensional X-ray image alone. Accordingly, the apparatus 100 for extracting a blood vessel structure of a two-dimensional X-ray contrast image according to the present invention uses a topology structure of a blood vessel extracted from a three-dimensional CT contrast image of a blood vessel of the same subject, The initial two-dimensional vascular tree structure extracted by the vascular tree 110 can be improved.

이를 위해, 강체 정합부(120)는 피검자의 2차원 X-선 조영영상으로부터 추출된 2차원 혈관 트리 구조와, 동일한 피검자의 3차원 CT 조영영상에서 추출된 3차원 혈관 구조의 강체 정합을 수행할 수 있다. For this purpose, the rigid body matching unit 120 performs rigid body matching of the two-dimensional blood vessel tree structure extracted from the two-dimensional X-ray image of the subject and the three-dimensional blood vessel structure extracted from the three-dimensional CT image of the same subject .

동일한 피검자의 혈관 구조에 대한 2차원 영상과 3차원 영상을 정합시키기 위해, 강체 정합부(120)는 정합 공간을 일치시키는 초기 정합을 수행할 수 있다. 구체적으로, 강체 정합부(120)는 2차원 X-선 영상 촬영 장치로부터 획득되는 의료용 디지털 영상 및 통신 표준(Digital Imaging and Communications in Medicine, DICOM) 정보를 이용하여 3차원 CT 영상을 2차원 X-선 영상이 획득 될 당시와 동일한 가상 환경을 만들고, 이를 아래의 수학식에 적용하여 수행할 수 있다.In order to match the two-dimensional image and the three-dimensional image with respect to the blood vessel structure of the same subject, the rigid body matching unit 120 may perform initial matching to match the matching space. Specifically, the rigid body matching unit 120 performs a two-dimensional X-ray CT imaging using a medical digital image and communication standard (DICOM) information obtained from a two-dimensional X- It is possible to create the same virtual environment as that at the time of acquiring the line image and apply it to the following mathematical expression.

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서, x, y는 2차원 X-선 조영영상의 좌표, X, Y, Z는 3차원 CT 조영영상의 좌표, f는 초점거리, mx, my는 pixel/mm로 물리적 단위를 화소 단위로 변환하는데 사용되는 변수로 정의될 수 있다. 또한, px, py는 주점을 의미하고, r, t는 각각 회전과 이동에 사용되는 변수를 의미한다.Here, x, y are two-dimensional coordinates of the X- ray imaging image, X, Y, Z coordinates of the three-dimensional CT imaging image, f is the focal length, m x, m y is a unit pixel of the physical unit to the pixel / mm As shown in Fig. Also, p x and p y denote principal points, and r and t denote variables used for rotation and movement, respectively.

Dicom 정보를 이용하여 2D X-선 영상이 획득될 당시와 동일한 환경을 적용하더라도 촬영 장비간의 프로토콜 등의 차이 혹은 기타 외부 요인으로 인한 정합 오차가 발생할 수 있다. 이러한 오차를 줄이기 위하여 강체 정합부(120)는 최적화 기법을 적용한 변환함수를 수행함으로써 정밀 정합을 수행할 수 있다. Even if the same environment as when the 2D X-ray image is acquired by using the Dicom information is used, a registration error due to a difference in protocol between imaging apparatuses or other external factors may occur. In order to reduce such an error, the rigid body matching unit 120 can perform precision matching by performing a transformation function using an optimization technique.

변환함수는 x축 방향 이동 벡터(Tx), y축 방향 이동 벡터(Ty), z축 방향 이동 벡터(Tz), x축 중심 회전 벡터(Rx), y축 중심 회전 벡터(Ry) 및 z축 중심 회전 벡터(Rz)로 이루어진다. 강체 정합부(120)는 3차원 CT 조영영상으로부터 추출된 3차원 혈관 중심선의 중심점(C3D)을 원점으로 이동시키고, 회전 벡터와 이동 벡터 순으로 변환을 수행하여, 2차원 혈관 중심선의 중심점(C2D)로 이동시킬 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.Converting function is x-axis direction movement vector (T x), y-axis direction movement vector (T y), z-axis motion vector (T z), x axis rotation vector (R x), y axis rotation vector (R y ) and a z-axis center rotation vector (R z ). The rigid body matching unit 120 moves the center point (C 3D ) of the three-dimensional vessel center line extracted from the three-dimensional CT contrast image to the origin and performs conversion in the order of the rotation vector and the motion vector to obtain the center point C 2D ). This can be expressed by the following equation.

Figure pat00009
Figure pat00009

이와 같이, 강체 정합부(120)는 초기 정합 및 정밀 정합을 단계적으로 수행하여, 2차원 혈관 트리 구조와 3차원 혈관 구조의 강체 정합을 수행할 수 있다.As described above, the rigid body matching unit 120 can perform initial matching and precision matching stepwise to perform rigid body matching of a two-dimensional vascular tree structure and a three-dimensional vascular structure.

매칭 후보군 추출부(130)는 강체 정합된 결과를 기반으로 2차원 혈관 트리 구조와 3차원 혈관 트리 구조에 대한 유사도를 산출할 수 있다. 이때, 매칭 후보군 추출부(130)는 유사도 측정에서 거리 비교의 연산 시간을 단축시키도록 2차원 혈관 트리 구조 및 3차원 혈관 트리 구조를 구성하는 각 세그먼트에 대한 거리 맵(Distance Map)을 생성하는 전처리 과정을 수행할 수 있다. The matching candidate group extraction unit 130 can calculate the similarity to the two-dimensional vascular tree structure and the three-dimensional vascular tree structure based on the rigid-body matching result. At this time, the matching candidate group extracting unit 130 extracts the matching candidate group from the two-dimensional voxel tree structure and the three-dimensional voxel tree structure to shorten the calculation time of the distance comparison in the similarity measurement, Process can be performed.

구체적으로, 매칭 후보군 추출부(130)는 추출된 2차원 X-선 혈관 트리 구조의 혈관 중심선의 주변 인접 영역에 지역적 거리전파를 수행하여 3차원 거리맵을 생성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 강체 정합에 따른 2차원 혈관 트리 구조 및 3차원 혈관 트리 구조간의 전역적 이동 변위 보정이 이루어졌으므로, 영상 전체에 대한 거리맵 생성이 불필요하다. 따라서, 매칭 후보군 추출부(130)는 거리맵 생성 시간 단축을 위해 지역적 거리전파를 수행하여 3차원 거리맵을 생성할 수 있다. 이때, 거리맵은 유클리드 거리(Euclidean Distance)를 기반으로 세그먼트의 혈관 픽셀부터 거리를 계산하여 일정 거리까지 기존의 거리값과 비교함으로써 최소값을 할당한다.Specifically, the matching candidate group extraction unit 130 can generate a three-dimensional distance map by performing local distance propagation in a neighboring region of the center line of the blood vessel of the extracted two-dimensional X-ray vessel tree structure. As described above, since the global motion displacement correction between the two-dimensional vascular tree structure and the three-dimensional vascular tree structure due to rigid body matching is performed, generation of a distance map for the entire image is unnecessary. Accordingly, the matching candidate group extraction unit 130 may generate the three-dimensional distance map by performing local distance propagation to shorten the distance map generation time. At this time, the distance map calculates the distances from the blood vessel pixels of the segment based on the Euclidean distance, and allocates the minimum value by comparing the distances to the existing distances to a certain distance.

매칭 후보군 추출부(130)는 2차원 혈관 트리 구조를 구성하는 각각의 세그먼트(이하, 2차원 혈관 세그먼트)에 대하여, 유사도가 높은 3차원 혈관 트리구조를 구성하는 어느 하나의 세그먼트(이하, 3차원 혈관 세그먼트)를 매칭 후보군으로 추출할 수 있다. 이와 관련하여, 도 4를 함께 참조하여 설명하기로 한다.The matching candidate group extraction unit 130 extracts a matching candidate group for each segment (hereinafter, referred to as a two-dimensional vascular segment) constituting the two-dimensional vascular tree structure (hereinafter referred to as a three-dimensional vascular tree structure) Vascular segment) can be extracted as a matching candidate group. In this regard, FIG. 4 will be described together.

도 4는 2차원 혈관 세그먼트와 3차원 혈관 세그먼트간 비교 영역을 설정하는 일 예가 도시된 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating an example of setting a comparison region between a two-dimensional vessel segment and a three-dimensional vessel segment.

매칭 후보군 추출부(130)는 2차원 혈관 세그먼트 또는 3차원 혈관 세그먼트를 기준 세그먼트로 설정하고, 기준 세그먼트에 대한 비교대상 세그먼트를 결정할 수 있다. 구체적으로, 매칭 후보군 추출부(130)는 전처리 과정에서 생성된 거리맵을 이용하여 어느 하나의 2차원 혈관 세그먼트를 기준으로 소정 거리 이내에 위치하는 3차원 혈관 세그먼트를 비교 영역으로 설정할 수 있다. 또한, 매칭 후보군 추출부(130)는 어느 하나의 3차원 혈관 세그먼트를 기준으로 소정 거리 이내에 위치하는 3차원 혈관 세그먼트를 비교 영역으로 설정할 수 있다. The matching candidate group extraction unit 130 can set a two-dimensional vessel segment or a three-dimensional vessel segment as a reference segment, and determine a segment to be compared with respect to the reference segment. Specifically, the matching candidate group extraction unit 130 may set a three-dimensional vessel segment located within a predetermined distance based on any one of the two-dimensional vessel segments as a comparison region using the distance map generated in the preprocessing process. In addition, the matching candidate group extraction unit 130 may set a three-dimensional vessel segment located within a predetermined distance based on any one of the three-dimensional vessel segments as a comparison region.

이후, 매칭 후보군 추출부(130)는 기준 세그먼트 및 비교 영역에 포함된 비교대상 세그먼트와의 유사도를 산출할 수 있다. 본 실시예에서, 유사도는 기준 세그먼트 및 비교대상 세그먼트의 양방향 매칭률(Matching Rate)에 대한 제1 유사도, 기준 세그먼트 및 비교대상 세그먼트의 평균 거리(Mean Distance)에 대한 제2 유사도 및 기준 세그먼트 및 비교대상 세그먼트의 각도 차이에 대한 제3 유사도를 포함할 수 있다.Then, the matching candidate group extraction unit 130 can calculate the similarity between the reference segment and the comparison target segment included in the comparison region. In this embodiment, the degree of similarity includes a first similarity to a bidirectional matching rate of a reference segment and a comparison segment, a second similarity to a reference segment and a mean distance of the segment to be compared, And a third similarity to the angular difference of the target segment.

먼저, 매칭 후보군 추출부(130)는 기준 세그먼트와 비교대상 세그먼트의 양방향 매칭률을 산출하고, 산출된 양방향 매칭률을 미리 정해진 임계값과 비교하여 배교대상 세그먼트를 매칭 후보군으로 설정할지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 2차원 혈관 트리 구조의 i번째 세그먼트(

Figure pat00010
)와 3차원 혈관 트리 구조의 j번째 세그먼트(
Figure pat00011
)에 대한 양방향 매칭률은, 기준 세그먼트의 전체 픽셀 개수(
Figure pat00012
)에서 비교 영역으로 설정된 비교대상 세그먼트의 픽셀 개수(
Figure pat00013
)의 비율로 정의될 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.First, the matching candidate group extraction unit 130 calculates the bidirectional matching rate of the reference segment and the comparison target segment, compares the calculated bidirectional matching ratio with a predetermined threshold value, and determines whether to set the apportionment target segment as a matching candidate group . For example, the i-th segment of the two-dimensional vascular tree structure (
Figure pat00010
) And the j-th segment of the three-dimensional vascular tree structure (
Figure pat00011
) Is the total number of pixels of the reference segment (
Figure pat00012
), The number of pixels of the segment to be compared set as the comparison region (
Figure pat00013
). ≪ / RTI > This can be expressed as follows.

Figure pat00014
Figure pat00014

상술한 수학식의 첫 번째 행은 i번째 2차원 혈관 세그먼트를 기준 세그먼트로 설정했을 때의 j번째 3차원 혈관 세그먼트와의 매칭률(

Figure pat00015
)이고, 수학식의 두 번째 행은 j번째 3차원 혈관 세그먼트를 기준 세그먼트로 설정했을 때의 i 번째 2차원 혈관 세그먼트와의 매칭률(
Figure pat00016
)을 의미한다. 매칭 후보군 추출부(130)는 산출된 두 개의 매칭률 중 어느 하나의 매칭률이 미리 정해진 임계값 이상으로 확인되면, j번째 3차원 혈관 세그먼트를 i번째 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 설정할 수 있다. 또는, 매칭 후보군 추출부(130)는 산출된 두 개의 매칭률이 모두 임계값(예컨대, 50%) 이상인 경우에 j번째 3차원 혈관 세그먼트를 i번째 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 설정할 수 있다.The first row of the above-mentioned equation represents the matching rate with the j-th three-dimensional vessel segment when the i-th two-dimensional vessel segment is set as the reference segment
Figure pat00015
), And the second row of the equation shows the matching rate with the i-th two-dimensional vessel segment when the j-th three-dimensional vessel segment is set as the reference segment
Figure pat00016
). The matching candidate group extraction unit 130 may set the j-th three-dimensional vascular segment as a matching candidate group for the i-th two-dimensional vascular segment if any one of the calculated two matching ratios is confirmed to be equal to or greater than a predetermined threshold value have. Alternatively, the matching candidate group extraction unit 130 may set the j-th three-dimensional vascular segment as a matching candidate group for the i-th two-dimensional vascular segment when the calculated two matching rates are all equal to or greater than a threshold value (for example, 50% .

다음으로, 매칭 후보군 추출부(130)는 기준 세그먼트의 각 픽셀들과 가장 가까운 거리에 있는 비교대상 세그먼트의 픽셀간의 거리(

Figure pat00017
)에 대한 평균값을 이용하여 제2 유사도를 산출할 수 있다. 매칭 후보군 추출부(130)는 각 평균 거리, 다시 말해 2차원 세그먼트에 대한 3차원 세그먼트의 평균 거리(
Figure pat00018
) 또는 3차원 세그먼트에 대한 2차원 세그먼트의 평균 거리(
Figure pat00019
)가 임계값(예컨대, 10픽셀)이하인 경우 j번째 3차원 혈관 세그먼트를 i번째 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 설정할 수 있다.Next, the matching candidate group extraction unit 130 extracts the distance between the pixels of the comparison target segment that is the closest distance to the pixels of the reference segment (
Figure pat00017
) Can be used to calculate the second degree of similarity. The matching candidate group extraction unit 130 extracts a matching candidate group from the average distance, that is, the average distance of the three-dimensional segment with respect to the two-
Figure pat00018
) Or the average distance of a two-dimensional segment to a three-dimensional segment (
Figure pat00019
Is less than or equal to a threshold value (for example, 10 pixels), the j-th three-dimensional vessel segment can be set as a matching candidate group for the i-th two-dimensional vessel segment.

또한, 매칭 후보군 추출부(130)는 기준 세그먼트와 비교대상 세그먼트의 각도 차이를 추출하여 제3 유사도를 산출할 수 있다. 매칭 후보군 추출부(130)는 기준 세그먼트의 시작 픽셀과 끝 픽셀을 이용하여 기준 세그먼트의 벡터를 추출하고, 비교대상 세그먼트의 시작 픽셀과 끝 픽셀을 이용하여 비교대상 세그먼트의 벡터를 추출할 수 있다. 매칭 후보군 추출부(130)는 두 벡터의 각도의 차이값을 제3 유사도로 산출할 수 있다. 매칭 후보군 추출부(130)는 제3 유사도가 임계값(예컨대, 30°)이하인 경우 j번째 3차원 혈관 세그먼트를 i번째 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 설정할 수 있다.Also, the matching candidate group extraction unit 130 may calculate the third similarity degree by extracting the angle difference between the reference segment and the comparison target segment. The matching candidate group extraction unit 130 may extract the vector of the reference segment using the start pixel and the end pixel of the reference segment and extract the vector of the segment to be compared using the start pixel and the end pixel of the comparison target segment. The matching candidate group extraction unit 130 can calculate the difference value of the angles of the two vectors by the third degree of similarity. The matching candidate group extraction unit 130 may set the jth three-dimensional vascular segment as a matching candidate group for the i-th two-dimensional vascular segment when the third similarity is less than or equal to a threshold value (e.g., 30).

이와 같이, 매칭 후보군 추출부(130)는 기준 세그먼트와 비교대상 세그먼트간의 제1 내지 제3 유사도를 산출하여, 어느 하나의 유사도가 임계값을 만족하는 경우, j번째 3차원 혈관 세그먼트를 i번째 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 설정할 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 매칭 후보군 추출부(130)는 제1 내지 제3 유사도 중 두 개 이상의 유사도가 임계값을 만족하거나, 산출된 모든 유사도가 임계값을 만족하는 경우에만 j번째 3차원 혈관 세그먼트를 i번째 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 설정할 수 있다.In this manner, the matching candidate group extraction unit 130 calculates the first to third similarities between the reference segment and the comparison target segment. If one of the similarity values satisfies the threshold value, the jth three-dimensional segment is divided into i & Dimensional vascular segment can be set as the matching candidate group. In some other embodiments, the matching candidate group extraction unit 130 extracts the matching candidate group from the j-th three-dimensional vessel segment only when two or more similarities among the first to third similarities satisfy a threshold value or if all calculated similarities satisfy a threshold value. Can be set as a matching candidate group for the i-th two-dimensional vessel segment.

혈관 구조 재구성부(140)는 매칭 후보군이 존재하는 2차원 혈관 세그먼트를 이용하여 혈관 구조 추출부(110)에 의해 생성된 2차원 혈관 트리 구조를 재구성할 수 있다. 이와 관련하여, 도 5를 함께 참조하여 설명하기로 한다.The vascular structure reconstructing unit 140 can reconstruct the two-dimensional vascular tree structure generated by the vascular structure extracting unit 110 using the two-dimensional vascular segment in which the matching candidate group exists. In this regard, FIG. 5 will be described together.

혈관 구조 재구성부(140)는 매칭 후보군이 설정되지 않은 2차원 혈관 세그먼트를 2차원 혈관 트리 구조에서 제거할 수 있다. 이 과정에서, 매칭 후보군이 존재하는 2차원 세그먼트들 간의 연결이 끊어져 있을 가능성이 있다. 혈관 구조 재구성부(140)는 매칭 후보군이 존재하는 2차원 세그먼트들 간의 연결이 끊어져 있는 구간이 존재하는 것으로 확인되면, 최초에 추출된 2차원 혈관 트리 구조를 기초로 매칭 후보군이 존재하는 2차원 세그먼트들을 연결할 수 있는 세그먼트(이하, 연결 세그먼트)를 검색할 수 있다. The vascular structure reconstructing unit 140 can remove the two-dimensional vascular segment in which the matching candidate group is not set from the two-dimensional vascular tree structure. In this process, there is a possibility that the connection between the two-dimensional segments in which the matching candidate group exists is broken. If the vascular structure reconstructing unit 140 determines that there is a section in which the connection between the two-dimensional segments having the matching candidate group exists, the two-dimensional segment (Hereinafter referred to as " connected segment ").

혈관 구조 재구성부(140)는 검색된 연결 세그먼트에 대한 매칭 후보군을 설정할 수 있다. 혈관 구조 재구성부(140)는 연결 세그먼트에 의해 연결된 상위 세그먼트와 하위 세그먼트에 대한 모든 매칭 후보군을 연결 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 2차원 혈관 세그먼트는 동일한 3차원 혈관 세그먼트를 매칭 후보군으로 가질 수 있다. The vascular structure reconstructing unit 140 may set a matching candidate group for the searched connection segment. The vascular structure reconstructing unit 140 may set all the matching candidates for the upper segment and the lower segment connected by the connecting segment as matching candidates for the connecting segment. Accordingly, different two-dimensional vessel segments can have the same three-dimensional vessel segment as a matching candidate group.

하지만, 하나의 3차원 혈관 세그먼트는 분지 없이 이어진 하나의 2차원 혈관 세그먼트가 매칭되어야 하므로, 혈관 구조 재구성부(140)는 특정 3차원 혈관 세그먼트를 매칭 후보군으로 하는 2차원 혈관 세그먼트가 복수 개인 것으로 확인되면, 해당 3차원 혈관 세그먼트와 가장 높은 유사도를 갖는 어느 하나의 2차원 혈관 세그먼트를 추출할 수 있다. However, since one three-dimensional vessel segment has to be matched with one two-dimensional vessel segment without branching, the vessel structure reconstruction unit 140 determines that a plurality of two-dimensional vessel segments having matching three-dimensional vessel segments as matching candidates Dimensional vessel segment having the highest degree of similarity to the corresponding three-dimensional vessel segment.

구체적으로, 혈관 구조 재구성부(140)는 특정 3차원 혈관 세그먼트를 매칭 후보군으로 하는 복수의 2차원 혈관 세그먼트 집합에 대하여 분지 없이 이어질 수 있는 세그먼트들로 구조를 분리할 수 있다. 혈관 구조 재구성부(140)는 각 구조와 매칭된 3차원 세그먼트의 유사도를 재측정할 수 있다. 양방향 매칭률, 평균 거리 및 각도 차이에 대한 유사도를 측정하는 구체적인 과정은 상술하였으므로 반복되는 내용은 생략하기로 한다. 혈관 구조 재구성부(140)는 제1 내지 제3 유사도를 정규화하고, 정규화된 유사도를 모두 합산하여 최종적인 유사도를 산출할 수 있다. 이후, 혈관 구조 재구성부(140)는 특정 3차원 혈관 세그먼트에 대하여 가장 높은 유사도를 갖는 어느 하나의 2차원 혈관 세그먼트 외에 나머지 2차원 혈관 세그먼트를 제거함으로써 2차원 혈관 트리 구조를 재구성할 수 있다.Specifically, the vascular structure reconstructing unit 140 can separate the structure into segments that can be branched without branching to a plurality of two-dimensional vascular segment sets having a specific three-dimensional vascular segment as a matching candidate group. The vascular structure reconstructing unit 140 can re-measure the similarity of the three-dimensional segments matched with each structure. The detailed procedure for measuring the similarity to the bi-directional matching rate, the average distance and the angle difference has been described above, so the repetitive description will be omitted. The vascular structure reconstructing unit 140 may normalize the first to third similarities and calculate the final similarity by summing all the normalized similarities. Thereafter, the vascular structure reconstructing unit 140 reconstructs the two-dimensional vascular tree structure by removing the remaining two-dimensional vascular segment in addition to any one two-dimensional vascular segment having the highest degree of similarity to a specific three-dimensional vascular segment.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart showing a schematic flow of a method for extracting a blood vessel structure of a two-dimensional X-ray contrast image according to an embodiment of the present invention.

2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 장치(100, 이하 장치)는 2차원 X-선 조영영상으로부터 2차원 혈관 트리 구조를 추출할 수 있다(610). 장치(100)는 2차원 X-선 조영영상에 혈관 증강 필터를 적용하여 혈관 그래프를 생성하고, 혈관 그래프의 각각의 에지에 설정된 가중치 값을 기초로 다익스트라 알고리즘을 사용하여 사용자로부터 입력된 혈관의 시작점으로부터 가장 낮은 가중치를 갖는 혈관 경로를 탐색할 수 있다. 장치(100)는 혈관 경로 트리의 각 서브트리에 대하여 혈관 길이에 따라 자르고 병합하는 과정을 반복 수행하여 2차원 혈관 트리 구조를 추출할 수 있다. 또한, 장치(100)는 동일한 피검자에 대한 3차원 CT 영상으로부터 3차원 혈관 구조를 추출할 수 있다.A blood vessel structure extraction apparatus 100 (hereinafter, referred to as a device) of a two-dimensional X-ray contrast image can extract a two-dimensional blood vessel tree structure from a two-dimensional X-ray contrast image (610). The apparatus 100 generates a blood vessel graph by applying an aneuploidy filter to a two-dimensional X-ray contrast image and generates a blood vessel graph based on a weight value set at each edge of the blood vessel graph, It is possible to search for the vein path having the lowest weight from the starting point. The apparatus 100 can extract the two-dimensional vascular tree structure by repeating the process of cutting and merging the respective subtrees of the vascular path tree according to the vascular length. In addition, the apparatus 100 can extract a three-dimensional blood vessel structure from a three-dimensional CT image of the same subject.

장치(100)는 2차원 혈관 트리 구조와 3차원 혈관 구조의 강체 정합을 수행할 수 있다(620). 장치(100)는 초기 정합과 정밀 정합을 순차적으로 수행하여 2차원 X-선 조영영상으로부터 추출된 2차원 혈관 트리 구조와 3차원 CT 조영영상으로부터 추출된 3차원 혈관 구조의 강체 정합을 수행할 수 있다. 장치(100)는 3차원 CT 조영영상의 위상정보를 이용하기 위하여 강체 정합 과정만을 실시하여 정합에 소요되는 수행 시간을 단축시킬 수 있다.The apparatus 100 may perform rigid body matching of a two-dimensional vascular tree structure and a three-dimensional vascular structure (620). The apparatus 100 may perform initial matching and precision matching sequentially to perform a two-dimensional vessel tree structure extracted from a two-dimensional X-ray image and a three-dimensional vessel structure rigid body extracted from a three-dimensional CT image have. The apparatus 100 may perform only the rigid body matching process in order to use the phase information of the three-dimensional CT contrast image, thereby shortening the execution time required for the matching.

장치(100)는 강체 정합된 2차원 혈관 트리 구조와 3차원 혈관 구조의 유사도를 측정하여 2차원 혈관 세그먼트에 대한 3차원 혈관 세그먼트의 매칭 후보군을 설정할 수 있다(630). 장치(100)는 전처리 과정의 일환으로 3차원 거리맵을 생성하고, 거리맵을 이용하여 기준 세그먼트에 대한 비교대상 세그먼트의 비교 영역을 설정할 수 있다. 장치(100)는 기준 세그먼트와 비교대상 세그먼트의 유사도를 측정하여 각각의 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군을 설정할 수 있다.The apparatus 100 may set a matching candidate group of a three-dimensional vessel segment to a two-dimensional vessel segment by measuring the similarity between the rigid-body two-dimensional vessel tree structure and the three-dimensional vessel structure (630). The apparatus 100 may generate a three-dimensional distance map as a preprocessing process, and may set a comparison region of the segment to be compared with respect to the reference segment using the distance map. The apparatus 100 may measure the similarity of the reference segment and the segment to be compared and set the matching candidate group for each two-dimensional vessel segment.

장치(100)는 매칭 후보군이 설정된 2차원 혈관 세그먼트를 이용하여 2차원 혈관 트리 구조를 재구성할 수 있다(640). 장치(100)는 가장 유사한 3차원 혈관 세그먼트의 후보군들을 2차원 혈관 세그먼트의 초기 분할 구조를 기반으로 유사도를 다시 측정하고, 이를 기초로 2차원 혈관 트리 구조를 재구성함으로써 혈관의 깊이 정보 손실을 해결하여 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출의 정확도를 향상시킬 수 있다.The apparatus 100 may reconstruct a two-dimensional vascular tree structure using a two-dimensional vascular segment in which a matching candidate group is set (640). The apparatus 100 solves the depth information loss of the blood vessel by measuring the similarity of the most similar three-dimensional vessel segment based on the initial division structure of the two-dimensional vessel segment and reconstructing the two-dimensional vessel tree structure based on the similarity degree The accuracy of the extraction of the vascular structure of the two-dimensional X-ray contrast image can be improved.

도 7은 본 발명에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법 및 이를 수행하는 혈관 구조 추출 장치의 성능 평과 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram showing a performance evaluation result of a blood vessel structure extraction method of a two-dimensional X-ray contrast image and a blood vessel structure extraction device performing the same according to the present invention.

본 발명에 따른 성능 평가를 위해, 실험은 C++로 구현되었으며 Intel Core i7-2600 CPU(3.4GHz) RAM 8GB이고, 운영체제 Windows 7 64bit에서 Visual Studio 2010이 설치된 PC에서 수행하였다. 본 실시예에서는 피검자 5명의 좌관상동맥(LCA) 조영영상 5개와 피검자 5명의 우관상동맥(RCA) 조영영상 5개를 사용하여 실험을 수행하였다. 본 실시예에서, 수학식 1에 따른 매개변수는 α=0.9, β=0.7, γ=0.3으로 설정된 것으로 가정한다. In order to evaluate the performance according to the present invention, the experiment was implemented in C ++ and executed on a PC having Intel Core i7-2600 CPU (3.4GHz) RAM 8GB and operating system Windows 7 64bit with Visual Studio 2010 installed. In this embodiment, five LCA images and five RCA images of five subjects were used in the experiments. In this embodiment, it is assumed that the parameter according to Equation 1 is set to? = 0.9,? = 0.7,? = 0.3.

도 7의 (a)는 피검자의 좌관상동맥 X선 조영영상의 일 예이고, 도 7의 (b)는 혈관 증강 필터를 적용하여 얻은 혈관도 값의 영상이다. 도 7의 (c)는 혈관도 값의 영상을 세선화한 결과이며, 세선화된 영상의 각각의 픽셀을 노드로 설정할 수 있다. 도 7의 (d)는 각 노드에 대해 일정 거리 내에 있는 다른 노드들과 그래프의 에지로 연결한 결과이다. 그리고, 도 7의 (e)는 각 에지의 가중치 값을 기반으로 다익스트라 알고리즘을 사용하여 얻은 최적의 혈관 경로를 보여준다. 도 7의 (f)는 혈관의 부분일 확률이 적은 혈관의 가지를 제거하기 위해 혈관 서브트리에 대하여 조건에 따라 삭제 및 병합을 반복적으로 수행한 결과이다. 도 7의 (g)는 2차원 X-선 조영영상으로부터 분할된 혈관과 동일한 피검자의 CT 조영영상에서 분할된 혈관을 강체 정합한 결과이다. 도 7의 (h)는 강체 정합된 결과를 바탕으로 2차원 혈관 세그먼트와 3차원 혈관 세그먼트의 유사도를 측정하여 2차원 혈관 트리 구조를 재구성한 결과이다. 도시된 바와 같이, 중재 기구와 같은 배경의 잡음과 혈관이 겹쳐지는 문제를 3차원 CT 조영영상에서 추출된 혈관의 위상구조를 이용하여 해결할 수 있다.7 (a) is an example of a left coronary artery X-ray image of a subject, and Fig. 7 (b) is an image of a blood vessel value obtained by applying an angioplasty filter. FIG. 7C is a result of thinning the image of the blood vessel value, and each pixel of the thinned image can be set as a node. FIG. 7 (d) shows the result of connecting the edges of the graph with other nodes within a certain distance for each node. FIG. 7 (e) shows the optimal vein path obtained by using the extreme algorithm based on the weight value of each edge. FIG. 7 (f) is a result of repeated deletion and merging of the blood vessel subtree according to the condition in order to remove the branch of the blood vessel which is less likely to be a part of the blood vessel. 7 (g) is a result of rigid body matching of divided blood vessels in a CT image of the same subject as a blood vessel divided from a two-dimensional X-ray contrast image. FIG. 7 (h) is a result of reconstructing the two-dimensional vascular tree structure by measuring the similarity between the two-dimensional vascular segment and the three-dimensional vascular segment based on the rigid-body matching result. As shown in the figure, the problem of overlapping of the background noise with the background of the interventional device can be solved by using the phase structure of the blood vessel extracted from the three-dimensional CT image.

좌관상동맥 조영영상 5개와 우관상동맥 조영영상 5개의 데이터에 대하여, 본 발명에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법 및 이를 수행하는 혈관 구조 추출 장치의 혈관 구조 추출 정확도 분석 결과는 표 1에 나타나 있다.The results of analyzing the blood vessel structure extraction method of the two-dimensional X-ray contrast image according to the present invention and the analysis result of the vascular structure extraction device for performing the same on the data of the left coronary artery image and the right coronary artery image Lt; / RTI >

Figure pat00020
Figure pat00020

정확도는 분할 결과와 전문가에 의해 수동으로 분할된 Ground Truth의 중심선과 비교하여 측정하였다. 본 실시예에서, 분할 결과의 혈관 픽셀이 Ground Truth 중심선의 혈관 픽셀과 2 픽셀 이내일 때, True Positive로 판단하였다. 그리고 분할 결과에서 분지점으로 탐지된 픽셀이 Ground Truth의 분지점에 30 픽셀 이내일 경우, True Positive로 판단하였다.Accuracy was measured by comparing the result of splitting and the center line of the ground truth manually divided by an expert. In this embodiment, when the blood vessel pixel of the divided result is within 2 pixels of the blood vessel pixel at the center of the ground truth, it is judged as True Positive. And, if the pixel detected at the split point in the split result is within 30 pixels of the ground truth point, it is judged as True Positive.

혈관 픽셀에 대한 Precision은 평균 0.859449이고, Recall은 평균 0.360199이며 F-measure는 평균 0.503774이다. 혈관 분지에 대한 Precision은 평균 0.911765이고, Recall은 평균 0.403644이며 F-measure는 평균 0.531179이다. Recall의 값이 낮은 이유는 3차원 CT 조영영상에서 분할된 혈관의 구조와 유사한 2D X-선 조영영상의 혈관만을 분할하였기 때문이다. 3차원 CT 조영영상에서 분할한 혈관은 임상적으로 중요한 혈관 구조이기 때문에 3D CT 조영영상에서 분할한 혈관은 임상적으로 중요한 혈관 구조이다. 즉, 본 발명에 따르면 3차원 CT 조영영상에서 분할된 혈관의 구조와 유사한 2차원 X-선 조영영상의 혈관만을 분할하였기 때문에 Recall의 값이 낮게 나타난다. 또한, 실험 수행 시간은 평균 0.726초로 혈관 구조 추출이 빠르고 정확하게 수행됨을 알 수 있다.Precision for vessel pixels averaged 0.859449, Recall averaged 0.360199, and F-measure averaged 0.503774. Precision for the vascular branch was 0.911765 on average, Recall was 0.403644 on average, and F-measure was 0.531179 on average. The reason for the low recall value is that only the vessels of the 2D X-ray image similar to the structure of the divided blood vessels in the 3D CT image were divided. Because the blood vessels divided from the 3 - dimensional CT image are clinically important, the vessels divided from the 3D CT image are clinically important. That is, according to the present invention, since only the blood vessels of the two-dimensional X-ray contrast image similar to the structure of the divided blood vessels in the three-dimensional CT contrast image are divided, the value of Recall is low. Also, it can be seen that the execution time of the experiment is 0.726 seconds, and the extraction of the blood vessel structure is performed quickly and accurately.

이와 같은, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법을 제공하는 기술은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.Such a technique for providing a method of extracting a vein structure of a two-dimensional X-ray image can be implemented in an application or implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer readable recording medium have. The computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination.

상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be ones that are specially designed and configured for the present invention and are known and available to those skilled in the art of computer software.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include machine language code such as those generated 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 device may be configured to operate as one or more software modules for performing the processing according to the present invention, and vice versa.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

100: 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 장치
110: 혈관 구조 추출부
120: 강체 정합부
130: 매칭 후보군 추출부
140: 혈관 구조 재구성부
100: Vascular structure extraction device of 2D X-ray image
110: blood vessel structure extraction unit
120: Rigid body matching portion
130: matching candidate group extracting unit
140: Vascular structure reconstruction part

Claims (13)

피검자의 혈관에 대한 2차원 X-선 조영영상으로부터 가중치가 반영된 2차원 혈관 트리 구조를 추출하는 단계;
상기 2차원 혈관 트리 구조와, 상기 피검자에 대한 3차원 CT 조영영상에서 분할된 3차원 혈관 구조의 강체 정합을 수행하는 단계;
상기 2차원 혈관 트리 구조의 2차원 혈관 세그먼트와 상기 3차원 혈관 구조의 3차원 혈관 세그먼트에 대한 유사도를 산출하여 어느 하나의 2차원 혈관 세그먼트에 매칭될 3차원 혈관 세그먼트의 매칭 후보군을 추출하는 단계; 및
상기 매칭 후보군이 존재하는 것으로 확인된 2차원 혈관 세그먼트를 이용하여 상기 2차원 혈관 트리 구조를 재구성하는 단계를 포함하는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
Extracting a two-dimensional vascular tree structure reflecting a weight from a two-dimensional X-ray contrast image of a subject's blood vessel;
Performing rigid body matching of the three-dimensional blood vessel structure divided from the two-dimensional blood vessel tree structure and the three-dimensional CT contrast image of the subject;
Calculating a similarity of the two-dimensional vessel segment of the two-dimensional vessel tree structure and the three-dimensional vessel segment of the three-dimensional vessel structure to extract a matching candidate group of the three-dimensional vessel segment to be matched with any one two-dimensional vessel segment; And
And reconstructing the two-dimensional blood vessel tree structure using the two-dimensional blood vessel segment identified as having the matching candidate group.
제1항에 있어서,
상기 혈관 트리 구조를 추출하는 단계는,
상기 2차원 X-선 조영영상에서 혈관 증강 필터로부터 추출된 픽셀을 노드로 설정하고, 상기 노드를 기준 픽셀영역 내에 위치하는 다른 노드와 연결하는 에지를 생성하는 단계;
각각의 에지에 부여된 가중치를 이용하여 미리 정해진 혈관의 시작점으로부터 가장 낮은 가중치를 갖는 트리 형식의 혈관 경로를 추출하는 단계를 포함하는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of extracting the vascular tree structure comprises:
Setting a pixel extracted from the blood vessel enhancement filter as a node in the two-dimensional X-ray image and generating an edge connecting the node with another node located in a reference pixel region;
Extracting a tree-shaped blood vessel path having a lowest weight from a starting point of a predetermined blood vessel using a weight given to each edge;
제2항에 있어서,
상기 혈관 트리 구조를 추출하는 단계는,
상기 혈관 경로를 구성하는 혈관 가지들 중 상기 혈관 경로의 부분일 확률이 낮은 혈관 가지를 제거하도록, 상기 혈관 경로의 서브트리에 대하여 혈관의 길이에 따라 삭제 및 병합 과정을 반복 수행하여 상기 혈관 트리 구조를 추출하는 단계를 더 포함하는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the step of extracting the vascular tree structure comprises:
The subtree of the blood vessel path is repeatedly deleted and merged according to the length of the blood vessel so as to remove the blood vessel branch having a low probability of being part of the blood vessel path among the blood vessel branches constituting the blood vessel path, Extracting the X-ray image from the X-ray image.
제1항에 있어서,
상기 유사도를 산출하는 것은,
상기 2차원 혈관 세그먼트 또는 상기 3차원 혈관 세그먼트를 기준으로 주변 인접 영역에 대하여 지역적 거리전파를 수행하여 지역적 거리맵을 생성하고, 상기 지역적 거리맵을 이용하여 기준 세그먼트의 소정 거리 내에 위치하는 비교대상 세그먼트를 비교 영역으로 설정하는 것을 특징으로 하되,
상기 기준 세그먼트가 상기 2차원 혈관 세그먼트로 설정되는 경우, 상기 비교대상 세그먼트는 상기 3차원 혈관 세그먼트로 설정되고, 상기 기준 세그먼트가 상기 3차원 혈관 세그먼트로 설정되는 경우, 상기 비교대상 세그먼트는 상기 2차원 혈관 세그먼트로 설정되는, 차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
The method according to claim 1,
The calculation of the degree of similarity may be performed,
And generating a local distance map by performing local distance propagation on a neighboring region based on the two-dimensional vessel segment or the three-dimensional vessel segment, generating a local distance map by using the local distance map, Is set as a comparison area,
When the reference segment is set as the two-dimensional vessel segment, the comparative segment is set as the three-dimensional vessel segment, and when the reference segment is set as the three-dimensional vessel segment, A method for extracting a vascular structure of a 3D X-ray image, the method comprising the steps of:
제4항에 있어서,
상기 유사도는,
상기 기준 세그먼트 및 상기 비교 영역에 포함된 비교대상 세그먼트의 양방향 매칭률, 상기 기준 세그먼트와 상기 비교 영역에 포함된 비교대상 세그먼트의 각도 차이, 상기 기준 세그먼트와 상기 비교 영역에 포함된 비교대상 세그먼트의 평균 거리 중 적어도 하나를 기초로 산출되는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
5. The method of claim 4,
Preferably,
A reference segment and a comparison segment included in the comparison region, a bidirectional matching rate of the comparison segment included in the reference segment and the comparison region, an angle difference between the reference segment and a comparison segment included in the comparison region, Distance from the at least one of the two-dimensional X-ray images.
제5항에 있어서,
상기 유사도를 산출하는 것은,
상기 기준 세그먼트 및 상기 비교 영역에 포함된 비교대상 세그먼트를 구성하는 픽셀 개수의 비율을 기초로 상기 양방향 매칭률을 산출하고,
상기 매칭 후보군을 추출하는 것은,
상기 양방향 매칭률이 미리 정해진 임계값 이상인 3차원 혈관 세그먼트를 상기 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 추출하는 것을 특징으로 하는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
6. The method of claim 5,
The calculation of the degree of similarity may be performed,
The bi-directional matching rate is calculated based on the ratio of the number of pixels constituting the segment to be compared and the segment included in the reference segment,
To extract the matching candidate group,
And extracting a three-dimensional vessel segment having the bi-directional matching rate equal to or greater than a predetermined threshold value as a matching candidate group for the two-dimensional vessel segment.
제5항에 있어서,
상기 유사도를 산출하는 것은,
상기 기준 세그먼트의 양 끝단을 구성하는 픽셀로 구성되는 기준벡터의 각도 및 상기 비교 영역의 양 끝단을 구성하는 픽셀로 구성되는 비교벡터의 각도를 측정하고,
상기 매칭 후보군을 추출하는 것은,
상기 기준벡터의 각도와 상기 비교벡터의 각도의 차이값이 미리 정해진 임계값 이하인 3차원 혈관 세그먼트를 상기 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 추출하는 것을 특징으로 하는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
6. The method of claim 5,
The calculation of the degree of similarity may be performed,
Measuring an angle of a reference vector composed of pixels constituting both ends of the reference segment and an angle of a comparison vector composed of pixels constituting both ends of the comparison region,
To extract the matching candidate group,
Dimensional vessel segment, wherein a three-dimensional vessel segment whose difference between the angle of the reference vector and the angle of the comparison vector is equal to or less than a predetermined threshold value is extracted as a matching candidate group for the two-dimensional vessel segment. Vascular structure extraction method.
제5항에 있어서,
상기 유사도를 산출하는 것은,
상기 기준 세그먼트의 특정 픽셀과 가장 가까운 상기 비교 영역의 픽셀간의 거리정보를 측정하고, 상기 기준 세그먼트를 구성하는 모든 픽셀에 대하여 측정된 거리정보의 평균값을 상기 평균 거리로 산출하고,
상기 매칭 후보군을 추출하는 것은,
상기 평균 거리가 미리 정해진 임계값 이하인 3차원 혈관 세그먼트를 상기 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군으로 추출하는 것을 특징으로 하는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
6. The method of claim 5,
The calculation of the degree of similarity may be performed,
Measuring distance information between pixels of the comparison segment closest to a specific pixel of the reference segment and calculating an average value of the measured distance information for all pixels constituting the reference segment as the average distance,
To extract the matching candidate group,
Dimensional vessel segment is extracted as a matching candidate group for the two-dimensional vessel segment, wherein the three-dimensional vessel segment having the average distance equal to or less than a predetermined threshold value is extracted as a matching candidate group for the two-dimensional vessel segment.
제1항에 있어서,
상기 2차원 혈관 트리 구조를 재구성하는 것은,
상기 매칭 후보군이 존재하지 않은 것으로 확인된 2차원 혈관 세그먼트를 제외시키되, 상기 매칭 후보군이 존재하는 것으로 확인된 2차원 혈관 세그먼트간 연결이 단절되는 것으로 확인되면, 상기 2차원 혈관 트리 구조를 기초로 단절된 세그먼트를 연결시키는 연결 세그먼트를 검색하는 것을 특징으로 하는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
The method according to claim 1,
In order to reconstruct the two-dimensional vascular tree structure,
If it is confirmed that the two-dimensional vascular segment that has been confirmed as having no matching candidate group is disconnected and that the connection between the two-dimensional vascular segment that the matching candidate group is found to be disconnected is disconnected, Segmented X-ray image, and the segment of the X-ray image is retrieved.
제9항에 있어서,
상기 연결 세그먼트를 검색하는 것은,
검색된 상기 연결 세그먼트와 연결된 상위 2차원 혈관 세그먼트 및 하위 2차원 혈관 세그먼트에 대한 매칭 후보군을 상기 연결 세그먼트의 매칭 후보군으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
10. The method of claim 9,
Searching for the concatenated segment may include:
A method for extracting a vein structure of a two-dimensional X-ray contrast image, the method comprising: setting a matching candidate group for a upper two-dimensional vessel segment and a lower two-dimensional vessel segment connected to the searched connection segment as a matching candidate group for the connection segment.
제1항에 있어서,
상기 2차원 혈관 트리 구조를 재구성하는 것은,
어느 하나의 3차원 혈관 세그먼트가 매칭 후보군으로 설정된 2차원 혈관 세그먼트가 복수 개인 경우, 각각의 2차원 혈관 세그먼트에 대하여 분지 없이 연결되는 세그먼트로 구조를 분리하고, 각 구조와 매칭된 3차원 혈관 세그먼트의 유사도를 산출하고, 상기 유사도에 따라 선택된 어느 하나의 2차원 혈관 세그먼트를 제외한 나머지 2차원 혈관 세그먼트를 제거하는 것을 특징으로 하는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법.
The method according to claim 1,
In order to reconstruct the two-dimensional vascular tree structure,
When there is a plurality of two-dimensional vessel segments in which any one of the three-dimensional vessel segments is set as the matching candidate group, the structure is separated into segments that are connected without branching to each two-dimensional vessel segment, Calculating a degree of similarity, and removing the remaining two-dimensional vessel segments excluding any one of the two-dimensional vessel segments selected according to the degree of similarity.
제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 따른 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
A computer-readable recording medium on which a computer program is recorded for performing a method of extracting a vein structure of a two-dimensional X-ray contrast image according to any one of claims 1 to 11.
피검자의 혈관에 대한 2차원 X-선 조영영상으로부터 가중치가 반영된 2차원 혈관 트리 구조를 추출하는 혈관 구조 추출부;
상기 2차원 혈관 트리 구조와, 상기 피검자에 대한 3차원 CT 조영영상에서 분할된 3차원 혈관 구조의 강체 정합을 수행하는 정합부;
상기 2차원 혈관 트리 구조의 2차원 혈관 세그먼트와 상기 3차원 혈관 구조의 3차원 혈관 세그먼트에 대한 유사도를 산출하여 어느 하나의 2차원 혈관 세그먼트에 매칭될 3차원 혈관 세그먼트의 매칭 후보군을 추출하는 후보군 추출부; 및
상기 매칭 후보군이 존재하는 것으로 확인된 2차원 혈관 세그먼트를 이용하여 상기 2차원 혈관 트리 구조를 재구성하는 혈관 구조 재구성부를 포함하는, 2차원 X-선 조영영상의 혈관 구조 추출 장치.
A vascular structure extracting unit for extracting a two-dimensional vascular tree structure reflecting a weight from a two-dimensional X-ray contrast image of a subject's blood vessel;
A matching unit for performing rigid body matching of the three-dimensional blood vessel structure divided from the two-dimensional blood vessel tree structure and the three-dimensional CT image of the subject;
Dimensional vessel segments of the two-dimensional vessel tree structure and the three-dimensional vessel segments of the three-dimensional vessel structure are calculated to extract a candidate group of three-dimensional vessel segments to be matched with any one of the two- part; And
And a vascular structure reconstruction unit for reconstructing the two-dimensional vascular tree structure using the two-dimensional vascular segment identified as having the matching candidate group.
KR1020180002061A 2018-01-08 2018-01-08 Method for extracting vascular structure in 2d x-ray angiogram, computer readable medium and apparatus for performing the method KR102050649B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180002061A KR102050649B1 (en) 2018-01-08 2018-01-08 Method for extracting vascular structure in 2d x-ray angiogram, computer readable medium and apparatus for performing the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180002061A KR102050649B1 (en) 2018-01-08 2018-01-08 Method for extracting vascular structure in 2d x-ray angiogram, computer readable medium and apparatus for performing the method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190084380A true KR20190084380A (en) 2019-07-17
KR102050649B1 KR102050649B1 (en) 2019-12-17

Family

ID=67512479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180002061A KR102050649B1 (en) 2018-01-08 2018-01-08 Method for extracting vascular structure in 2d x-ray angiogram, computer readable medium and apparatus for performing the method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102050649B1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110706236A (en) * 2019-09-03 2020-01-17 西人马帝言(北京)科技有限公司 Three-dimensional reconstruction method and device of blood vessel image
KR20210108178A (en) * 2020-02-25 2021-09-02 숭실대학교산학협력단 Method of rigid registration between 2d x-ray angiogram image and 3d computed tomography angiography image, recording medium and device for performing the method
KR20210112436A (en) * 2020-03-04 2021-09-15 숭실대학교산학협력단 Method of non-rigid registration for multi-modality based on features of blood vessel, recording medium and device for performing the method
KR20210115223A (en) * 2020-03-12 2021-09-27 숭실대학교산학협력단 Method of vessel structures extraction using artificial intelligence technique, recording medium and device for performing the method
WO2021246612A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-09 재단법인 아산사회복지재단 Method and device for automatically processing blood vessel image
KR20230021544A (en) * 2021-08-05 2023-02-14 숭실대학교산학협력단 Method for coronary arteries non-rigid registration using hierarchical deformation in computed tomography angiography images recording medium and device for performing the method
KR102508226B1 (en) * 2022-08-12 2023-03-09 주식회사 메디픽셀 Method and system for calculation syntax score using cardiovascular image
WO2023054994A1 (en) * 2021-09-29 2023-04-06 주식회사 온택트헬스 Method and device for segmenting blood vessel area in medical image
CN117635950A (en) * 2024-01-04 2024-03-01 广东欧谱曼迪科技股份有限公司 Method, device, electronic equipment and storage medium for vessel segmentation correction processing
EP4131150A4 (en) * 2020-03-31 2024-03-20 Suzhou Rainmed Medical Tech Co Ltd Method and apparatus for accurately extracting vessel centerline, analysis system, and storage medium

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101485900B1 (en) 2013-04-02 2015-01-26 연세대학교 산학협력단 Image matching method between computed tomography angiography image and X-Ray angiography image based on hemisphere shaped radiopaque 3D Marker
KR101768526B1 (en) 2012-07-27 2017-08-17 삼성전자주식회사 Method and apparatus for creating model of patient specified target organ based on blood vessel structure

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101294858B1 (en) * 2012-04-26 2013-08-09 가톨릭대학교 산학협력단 Method for liver segment division using vascular structure information of portal vein and apparatus thereof
EP3128481B1 (en) 2015-08-04 2019-12-18 Pie Medical Imaging BV Method and apparatus to improve a 3d + time reconstruction

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101768526B1 (en) 2012-07-27 2017-08-17 삼성전자주식회사 Method and apparatus for creating model of patient specified target organ based on blood vessel structure
KR101485900B1 (en) 2013-04-02 2015-01-26 연세대학교 산학협력단 Image matching method between computed tomography angiography image and X-Ray angiography image based on hemisphere shaped radiopaque 3D Marker

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110706236A (en) * 2019-09-03 2020-01-17 西人马帝言(北京)科技有限公司 Three-dimensional reconstruction method and device of blood vessel image
CN110706236B (en) * 2019-09-03 2023-01-13 西人马大周(深圳)医疗科技有限公司 Three-dimensional reconstruction method and device of blood vessel image
KR20210108178A (en) * 2020-02-25 2021-09-02 숭실대학교산학협력단 Method of rigid registration between 2d x-ray angiogram image and 3d computed tomography angiography image, recording medium and device for performing the method
KR20210112436A (en) * 2020-03-04 2021-09-15 숭실대학교산학협력단 Method of non-rigid registration for multi-modality based on features of blood vessel, recording medium and device for performing the method
KR20210115223A (en) * 2020-03-12 2021-09-27 숭실대학교산학협력단 Method of vessel structures extraction using artificial intelligence technique, recording medium and device for performing the method
EP4131150A4 (en) * 2020-03-31 2024-03-20 Suzhou Rainmed Medical Tech Co Ltd Method and apparatus for accurately extracting vessel centerline, analysis system, and storage medium
KR20220061940A (en) * 2020-06-02 2022-05-13 주식회사 메디픽셀 Method and apparatus for processing vascular image automatically
KR20210149350A (en) * 2020-06-02 2021-12-09 울산대학교 산학협력단 Method and apparatus for processing vascular image automatically
WO2021246612A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-09 재단법인 아산사회복지재단 Method and device for automatically processing blood vessel image
KR20230021544A (en) * 2021-08-05 2023-02-14 숭실대학교산학협력단 Method for coronary arteries non-rigid registration using hierarchical deformation in computed tomography angiography images recording medium and device for performing the method
WO2023054994A1 (en) * 2021-09-29 2023-04-06 주식회사 온택트헬스 Method and device for segmenting blood vessel area in medical image
KR102508226B1 (en) * 2022-08-12 2023-03-09 주식회사 메디픽셀 Method and system for calculation syntax score using cardiovascular image
WO2024034748A1 (en) * 2022-08-12 2024-02-15 주식회사 메디픽셀 Method and system for calculating syntax score using angiocardiogram
CN117635950A (en) * 2024-01-04 2024-03-01 广东欧谱曼迪科技股份有限公司 Method, device, electronic equipment and storage medium for vessel segmentation correction processing
CN117635950B (en) * 2024-01-04 2024-04-09 广东欧谱曼迪科技股份有限公司 Method, device, electronic equipment and storage medium for vessel segmentation correction processing

Also Published As

Publication number Publication date
KR102050649B1 (en) 2019-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102050649B1 (en) Method for extracting vascular structure in 2d x-ray angiogram, computer readable medium and apparatus for performing the method
JP6894896B2 (en) X-ray image feature detection and alignment systems and methods
JP6636331B2 (en) Calculation of blood flow reserve volume ratio
US9471989B2 (en) Vascular anatomy modeling derived from 3-dimensional medical image processing
WO2018001099A1 (en) Method and system for extracting blood vessel
US8532356B2 (en) Method for automatic separation of segmented tubular and circular objects
US8150113B2 (en) Method for lung lesion location identification
US8634628B2 (en) Medical image processing apparatus, method and program
CN108324300B (en) Method and apparatus for vessel segmentation
WO2008097520A2 (en) System and method for computer aided detection of pulmonary embolism in tobogganing in ct angiography
CN111932554B (en) Lung vessel segmentation method, equipment and storage medium
JP2014534822A5 (en) Coronary calcium scoring method, system and computer program product
KR102372046B1 (en) Method of vessel structures extraction using artificial intelligence technique, recording medium and device for performing the method
Qi et al. Examinee-examiner network: Weakly supervised accurate coronary lumen segmentation using centerline constraint
KR102350998B1 (en) Method of non-rigid registration for multi-modality based on features of blood vessel, recording medium and device for performing the method
JP2023548041A (en) Method and system for segmentation and identification of at least one tubular structure in medical images
Seada et al. Automatically seeded region growing approach for automatic segmentation of ascending aorta
KR102229367B1 (en) Cerebrovascular image displaying apparatus and method for comparison and diagnosis
WO2020054019A1 (en) Image processing device, image processing method, and program
M'hiri et al. Hierarchical segmentation and tracking of coronary arteries in 2D X-ray Angiography sequences
Cai et al. Detection of 3D Arterial Centerline Extraction in Spiral CT Coronary Angiography
Kaftan et al. Pulmonary vessel segmentation for multislice CT data: methods and applications
Park et al. Accurate extraction of coronary vascular structures in 2D X-ray angiogram using vascular topology information in 3D computed tomography angiography
Zhang et al. Nonrigid registration and template matching for coronary motion modeling from 4D CTA
EP4315237A1 (en) Systems and methods for automatic blood vessel extraction

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant