KR20190118309A - 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법, 그의 장치 및 그의 기록 매체 - Google Patents

촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법, 그의 장치 및 그의 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법, 그의 장치 및 그의 기록 매체에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 촬영부가 사용자의 신체를 촬영하여, 촬영 이미지를 생성하는 단계와, 이미지 추출부가 촬영 이미지에서 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계와, 이미지 분석부가 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 영역을 각각 검출하고, 검출된 각 영역을 바탕으로, 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 단계와, 건강정보 추출부가 산출된 뼈, 근육 및 지방의 비율과 대응되는 건강정보를 추출하여, 표시부를 통해 표시하는 단계를 포함하는 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법을 제공한다.

Description

촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법, 그의 장치 및 그의 기록 매체{METHOD FOR ANALYZING AND PROVIDING HEALTH CONDITION INFORMATION BASED ON PHOTOGRAPHY, APPARATUS AND RECORDING MEDIUM THEREOF}
본 발명은 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법, 그의 장치 및 그의 기록 매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저준위, 저방사선으로 촬영된 이미지를 기반으로 건강상태를 분석하고, 그에 관한 정보를 제공하는 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법, 그의 장치 및 그의 기록 매체에 관한 것이다.
종래에는 건강상태를 진단하기 위해서 지방 및 근육의 비율을 측정하는 것이 일반적 이였으며, 이와 관련된 진단기술로는 생체전기 임피던스 진단법 및 초음파 진단법이 있다. 생체전기 임피던스 진단법은 저항값으로 지방 및 근육의 비율을 추정하는 방법인데, 이는 금속과 같이 저항값을 혼동시키는 요소가 사용자의 몸에 부착된 경우 진단의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 초음파 진단법은 초음파를 신체내부로 전파시켜 반사되어 되돌아오는 초음파를 영상화하는 방법인데, 이는 내부에 공기가 존재하는 장기에서는 초음파의 전달율이 떨어지기 때문에 진단부위의 제약이 있다.
한편, 건강상태 진단 시에 지방 및 근육이 차지하는 비율뿐만 아니라 뼈가 차지하는 비율도 중요한 진단요소이며, 뼈, 지방, 근육의 비율은 병의 발병 및 환자의 삶의 질에 영향을 줄 수 있다. 그런데 생체전기 임피던스 진단법, 초음파 진단법은 뼈의 면적이나 부피에 대해서 계측이 불가하여 뼈가 차지하는 비율을 진단요소로 포함하여 건강상태를 진단할 수 없다.
뼈, 지방 및 근육을 계측할 수 있는 방법으로는 이중 에너지 방사선 흡수 측정법(Dual Energy X-Ray Absorptiometry, DEXA)이 있는데, 이는 전신의 골밀도, 지방, 근육량에 대한 결과와 중심성 골밀도와의 상관성이 떨어지고, 중심성 골밀도와 그 주변부 근육, 지방과의 관계는 측정할 수 없었다. 또한, 이중 에너지 방사선 흡수 측정법은 뼈, 지방, 근육을 각각 측정할 수밖에 없기 때문에, 측정에 오랜 시간이 소요되었으며, 방사선양이 적어 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 저준위, 저방사선 환경에서 뼈, 지방 및 근육을 한번에 촬영하고, 뼈, 지방 및 근육의 비율을 통해 건강상태를 진단하여 제공하는 건강상태 분석 및 정보 제공 방법에 대한 요구가 생기게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저준위, 저방사선 환경에서 뼈, 근육 및 지방을 한번에 촬영하고, 뼈, 근육 및 지방의 비율을 통해 건강상태를 진단하여 제공하는 건강상태 분석 및 정보 제공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 촬영부가 사용자의 신체를 촬영하여, 하나 이상의 촬영 이미지를 생성하는 단계와, 이미지 추출부가 촬영 이미지에서 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계와, 이미지 분석부가 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 영역을 각각 검출하고, 검출된 각 영역을 바탕으로, 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 단계와, 건강정보 추출부가 산출된 뼈, 근육 및 지방의 비율과 대응되는 건강정보를 추출하여, 표시부를 통해 표시하는 단계를 포함하는 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 촬영부는 CT(Computed Tomography), MRI(Magnetic Resonance Image) 및 엑스선(X-Ray) 중 어느 하나일 수 있으며, 건강정보는 평가 점수를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이미지를 추출하는 단계는 이미지 추출부가 기저장된 특정 신체부위에 대한 기준 이미지와 촬영 이미지의 특정 기준점을 일치시키는 단계와, 이미지 추출부가 촬영 이미지에 표시된 신체 외곽부가 기준 이미지에 표시된 신체 외곽부와 일치하도록 촬영 이미지를 리사이징(resizing) 하는 단계와, 이미지 추출부가 촬영 이미지 중 기준 이미지와 중첩된 영역의 이미지를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계에, 기준 이미지 추출부가 입력부를 통해 사용자의 신체 정보를 입력받고, 사용자의 신체 정보와 대응되어 저장되어 있는 기준 이미지를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기준 이미지를 추출하는 단계에서, 기준 이미지 추출부가 입력부를 통해 특정 신체부위 선택을 입력받고, 선택된 특정 신체부위 및 사용자의 신체 정보와 대응되어 저장되어 있는 기준 이미지를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기준 이미지는 특정 신체부위의 최상단을 상한선으로 규정하고 최하단을 하한선으로 규정하며, 상한선과 하한선을 이은 사각형 형태의 이미지일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 단계는 이미지 분석부가 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방에 해당하는 감쇠 값으로 각 영역을 검출하여 각 영역의 크기를 산출하는 단계와, 각 영역의 비율을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 각 영역의 크기를 산출하는 단계는 이미지 분석부가 추출된 이미지의 특점 기준점의 명도를 제1기준명도가 되도록 조정하고, 뼈에 해당하는 감쇠 값으로 뼈 영역을 검출하며, 검출된 뼈 영역의 크기를 산출하는 단계와, 이미지 분석부가 추출된 이미지의 특점 기준점의 명도를 제2기준명도가 되도록 조정하고, 근육에 해당하는 감쇠 값으로 근육 영역을 검출하며, 검출된 근육 영역의 크기를 산출하는 단계와, 이미지 분석부가 추출된 이미지의 특정 기준점의 명도를 제3기준명도가 되도록 조정하고, 지방에 해당하는 감쇠 값으로 지방 영역을 검출하며, 검출된 근육 영역의 크기를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 비율을 산출하는 단계에, 이미지 분석부가 뼈의 골밀도를 산출하는 단계를 더 포함하고, 건강정보를 추출하여 표시부를 통해 표시하는 단계는 건강정보 추출부가 산출된 뼈, 지방, 근육의 비율과 대응되어 저장되어 있는 제1건강정보를 추출하고, 산출된 골밀도에 대응되어 저장되어 있는 제2건강정보를 추출하여 표시부를 통해 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 건강정보를 추출하여, 표시부를 통해 표시하는 단계는 복수의 타 사용자의 뼈, 근육 및 지방 데이터를 통해 신체 정보에 따른 기준값을 얻고, 상기 기준값과 산출된 뼈, 근육 및 지방의 비율을 비교하여, 건강정보를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 상술한 방법을 실행시키는, 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 신체를 촬영하여 이미지를 생성하는 촬영부와, 촬영 이미지에서 특정 신체 부위에 대한 이미지를 추출하는 이미지 추출부와, 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방 영역을 검출하고, 검출된 각 영역을 바탕으로 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 이미지 분석부와, 산출된 뼈, 근육 및 지방의 비율에 대응되는 건강정보를 추출하는 건강정보 추출부와, 추출된 건강정보를 표시하는 표시부를 포함하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명은 실제로 체내에 위치한 뼈, 근육 및 지방이 차지하는 비율로 건강상태를 진단할 수 있기 때문에, 종래의 기술보다 진단의 정확성이 높다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건강상태 분석 및 정보 제공 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건강상태 분석 및 정보 제공 방법을 도시하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건강상태 분석 및 정보 제공 방법 중 특정 신체부위에 대한 이미지 추출 방법을 도시하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 건강상태 분석 및 정보 제공 방법 중 뼈, 근육, 지방의 비율을 산출하는 방법을 도시하는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 촬영 이미지에서 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 촬영 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 촬영 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 과정을 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건강상태 분석 및 정보 제공 장치(1)를 도시하는 도면이다.
건강상태 분석 및 정보 제공 장치(1)는 촬영된 이미지를 기반으로 건강상태를 분석하고, 그에 따른 건강상태 정보를 제공하는 것으로, 촬영부(10), 이미지 추출부(20), 이미지 분석부(30), 건강정보 추출부(40), 표시부(50)를 포함할 수 있으며, 입력부(60) 및 기준 이미지 추출부(70)를 더 포함할 수 있다.
촬영부(10)는 사용자의 신체를 촬영하여 촬영 이미지를 생성하는 구성요소로서, CT(Computed Tomography), MRI(Magnetic Resonance Image) 또는 엑스선(X-ray) 중 어느 하나일 수 있다.
사용자의 신체를 CT(Computed Tomography), MRI(Magnetic Resonance Image) 또는 엑스선(X-ray)로 촬영하는 경우, 신체 내부의 뼈, 근육 및 지방은 엑스선(X-ray)이 감쇠되는 정도(이하, 감쇠 값)에 따라 명도가 다르게 표시되어 뼈, 근육 및 지방이 분포된 영역을 용이하게 구분할 수 있다. 이때, CT의 경우 80mSv 내지 100mSv방사선을 조사하여, 사용자의 신체를 촬영할 수 있다. 즉, 저준위의 방사선을 조사하여, 사용자의 신체를 촬영할 수 있다.
CT가 80mSv 미만의 방사선을 사용자의 신체에 조사하는 경우, 신체 내부의 뼈, 근육 및 지방이 명확하게 나타나지 않을 수 있으며, 100mSv를 초과하는 방사선을 사용자의 신체에 조사하는 경우, 사용자의 암 발생 가능성이 높아질 수 있다.
또한, 촬영부(10)는 사용자의 신체를 일면 또는 삼면에서 촬영하여, 각 면마다 촬영 이미지를 생성할 수 있다. 이때, 일면은 신체의 전면을 의미하는 것이며, 삼면은 신체의 전면, 측면 및 상면(또는 하면)을 의미하는 것이다. 촬영부(10)가 사용자의 신체를 일면에서 촬영하는 경우, 촬영이미지를 통해 뼈, 근육 및 지방의 면적으로 비교적 단시간 내에 건강상태를 진단할 수 있지만 사용자의 신체를 삼면에서 촬영하여 뼈, 근육 및 지방의 부피로 건강상태를 진단하는 방법보다는 진단의 정확도가 떨어질 수 있다.
이미지 추출부(20)는 촬영 이미지에서 일부 이미지 특히, 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 구성요소로서, 촬영부(10)로부터 촬영 이미지를 수신하고, 수신된 촬영 이미지 중 기설정된 이미지 추출 방법에 따라 일부 이미지를 추출할 수 있다.
이때, 기설정된 이미지 추출 방법은 기저장된 기준 이미지와 촬영 이미지의 특정 기준점을 서로 일치시킨 후, 신체 외곽부가 일치하도록 촬영 이미지를 리사이징하고, 이미지와 중첩된 부분만을 추출하는 방법일 수 있다.
이미지 분석부(30)는 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 구성요소로서, 이미지 추출부(20)로부터 추출된 이미지를 수신하고, 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방 영역을 검출하여 각 영역의 크기를 산출하고, 산출된 크기를 통해 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출할 수 있다.
이때, 비율을 산출하는 방법은 뼈, 근육 및 지방에 해당하는 감쇠 값으로 각 영역을 검출하여 각 영역의 크기를 산출한 후, 전체 영역의 크기에 각 영역의 크기를 대비하여 각 영역이 이루는 비율을 산출할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 이미지 분석부(30)는 각 영역의 검출 시 마다, 추출된 이미지의 명도를 달리하며, 영역을 검출할 수 있다.
예를 들어, 뼈 영역을 검출하는 경우에는, 특정 기준점의 명도가 제1기준명도가 되도록 조정하고, 근육 영역을 검출하는 경우에는, 특정 기준점의 명도가 제1기준명도보다 밝은 제2기준명도가 되도록 조정하며, 지방 영역을 검출하는 경우에는, 특정 기준점의 명도가 제1기준명도와 제2기준명도의 중간 명도인 제3기준명도가 되도록 조정할 수 있다. 즉, 제2기준명도가 제일 밝고, 제3기준명도, 제1기준명도 순으로 어두워 질 수 있다. 이와 같이, 각 영역의 검출 시마다 서로 다른 명도가 되도록 조절하는 경우, 검출하고자 하는 영역이 좀 더 선명하게 나타나기 때문에, 분석의 정확도가 높아질 수 있다.
건강정보 추출부(40)는 뼈, 근육 및 지방의 비율을 바탕으로, 건강정보를 추출하는 구성요소로서, 뼈, 근육 및 지방의 비율에 따라 서로 다른 건강정보가 매칭된 제1진단 테이블이 저장되어 있을 수 있다. 건강정보 추출부(40)는 이미지 분석부(30)로부터 뼈, 근육 및 지방의 비율을 수신하고, 제1진단 테이블로부터 그에 대응되는 건강정보를 추출하여 표시부(50)로 송신하여 표시부(50)를 통해 표시할 수 있다. 이때, 건강정보는 평가 점수를 포함할 수 있다.
한편, 이미지 분석부(30)는 건강정보 추출부(40)로 뼈, 근육 및 지방의 비율과 함께 추출된 이미지를 송신할 수 있으며, 건강정보 추출부(40)는 건강정보와 함께 송신된 추출 이미지를 표시부(50)로 송신하여 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 이미지 분석부(30)는 이미지 추출부(20)로부터 추출된 이미지를 수신하여, 3D 영상으로 생성할 수 있으며, 3D영상을 바탕으로 뼈, 지방 및 근육의 부피를 산출할 수 있다. 또한, 이미지 분석부(30)는 건강정보 추출부(40)로 뼈, 근육 및 지방의 비율과 함께 생성된 3D 영상을 송신할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 건강정보 추출부(40)는 산출된 뼈, 근육 및 지방의 비율을 입력부(60)를 통해 입력된 사용자의 신체 정보(나이, 성별 등)와 함께 저장하여 데이터 베이스를 생성하고, 각 신체 정보에 따른 기준값을 얻을 수 있다.
또한, 건강정보 추출부(40)는 기준값과 새롭게 산출된 뼈, 근육 및 지방의 비율 차에 따라 서로 다른 건강정보가 매칭된 제2진단 테이블이 저장되어 있을 수 있다.
다시 말해, 건강정보 추출부(40)는 이미지 분석부(30)로부터 신체 정보, 뼈, 근육 및 지방의 비율을 수신하고, 신체 정보에 따른 뼈, 근육 및 지방 비율의 기준값을 추출한 후, 기준값과 이미지 분석부(30)로부터 수신한 뼈, 근육 및 지방의 비율을 비교하여, 비율 차를 산출하고, 비율 차에 따라 제2진단 테이블로부터 그에 대응되는 건강정보를 추출하여 표시부(50)를 통해 표시할 수 있다.
또한, 건강정보 추출부(40)는 뼈, 근육 및 지방의 비율을 사용자 식별정보와 함께 저장할 수 있고, 추후 사용자의 요청에 따라, 특정 사용자의 뼈, 근육 및 지방의 변화 추이를 추출하여, 표시부(50)를 통해 표시할 수 있다. 이로 인해, 사용자는 시간에 따른 뼈, 근육 및 지방의 변화를 용이하게 파악할 수 있다. 이와 같이 평가 점수가 포함된 건강정보 및 추출 이미지를 사용자에게 시각적으로 제공함으로써, 사용자는 직관적으로 자신의 건강상태를 파악할 수 있다.
즉, 본 발명은 뼈, 근육 및 지방의 3D 영상을 통해 각 부위의 부피를 판단할 수 있으며, 신체의 체성분에 대한 표준화 데이터 베이스를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 이미지 분석부(30)는 검출된 뼈 영역을 바탕으로 뼈의 골밀도를 산출할 수 있다. 이때, 이미지 분석부(30)는 피질골 및 수질골 면적의 3차원 입체 분석을 통해 골밀도의 정략적 수치를 산출할 수 있다. 또한, 건강정보 추출부(40)는 골밀도에 따라 서로 다른 건강정보가 매칭된 제2 진단 테이블이 저장되어 있을 수 있으며, 뼈, 근육 및 지방의 비율에 대응되어 저장되어 있는 제1건강정보를 추출하고, 뼈의 골밀도에 대응되어 저장되어 있는 제2건강정보를 추출하여 표시부(50)를 통해 표시할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 뼈의 특성 및 현재 상태를 정확히 분석함으로써, 골절 확률을 예측하고 예방을 시행할 수 있다. 즉, 본 발명은 골절의 진단과 치료에 기여할 수 있다.
표시부(50)는 건강정보 및 추출된 이미지 등을 사용자에게 시각적으로 제공하는 구성요소로서, 액정표시장치(LCD, Liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic light emitting diodes), 능동형 유기 발광 다이오드(AMOLED, Active matrix organic light emitting diodes) 등으로 형성될 수 있다.
입력부(60)는 사용자로부터 신체 정보 또는 측정하고자 하는 특정 신체부위를 중 적어도 하나를 입력받아 기준 이미지 추출부(70)로 송신하는 구성요소로서, 터치 패널(Touch panel), 버튼 키(Button key), 조그 키(Jog key), 휠 키(Wheel key) 등으로도 형성될 수 있다. 이때, 신체 정보는 사용자의 나이, 성별, 키 또는 몸무게 중 어느 하나 이상일 수 있으며, 특정 신체부위는 복부, 하체, 상체 등 일 수 있다.
기준 이미지 추출부(70)는 사용자로부터 입력받은 신체 정보 또는 특정 신체부위와 대응되는 기준 이미지를 추출하는 구성요소로서, 저장부를 구비한다. 이때, 저장부에는 신체 정보 또는 특정 신체부위에 따라 매칭된 서로 다른 기준 이미지가 저장되어 있을 수 있다. 즉, 기준 이미지 추출부(70)는 입력부(60)로부터 신체 정보 또는 특정 신체부위를 선택하는 명령을 수신하고, 그에 대응되는 기준 이미지를 추출하여, 이미지 분석부(30)로 송신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건강상태 분석 및 정보 제공 방법을 도시하는 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같은 본 발명의 건강상태 분석 및 건강상태 정보 제공 방법은 사용자의 신체를 촬영하여 촬영 이미지를 생성하는 단계(S100), 촬영 이미지에서 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계(S200), 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 단계(S300), 산출된 비율에 대한 건강상태 정보를 추출하여 표시하는 단계(S500)를 포함하며, 본 발명의 일 실시예에 따라, 비율을 산출하는 단계(S300) 이후, 뼈의 골밀도를 산출하는 단계(S400)를 더 포함할 수 있다.
촬영 이미지를 생성하는 단계(S100)는 촬영부(10)가 사용자의 신체를 촬영하여 촬영 이미지를 생성하는 단계로, 사용자의 신체를 일면 또는 삼면에서 촬영하여, 각 면에 대한 촬영 이미지를 생성하는 것일 수 있다. 이때, 촬영부(10)는 생성된 이미지를 이미지 추출부(20)로 송신할 수 있다.
촬영 이미지를 생성하는 단계(S100)가 완료되면, 촬영 이미지에서 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계(S200)가 진행된다. 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계(S200)는 이미지 추출부(20)가 촬영 이미지에서 검사를 진행하고자 하는 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계로, 이는 도 3을 참조하여 자세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건강상태 분석 및 정보 제공 방법 중 특정 신체부위에 대한 이미지 추출 방법을 도시하는 순서도이다.
촬영 이미지에서 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계(S200)는 이미지 추출부(20)가 기저장된 특정 신체부위에 대한 기준 이미지와 촬영 이미지의 특정 기준점을 일치시키는 단계(S201), 이미지 추출부(20)가 촬영 이미지의 신체 외곽부가 기준 이미지의 신체 외곽부와 일치하도록 촬영 이미지를 리사이징하는 단계(S202) 및 이미지 추출부(20)가 촬영 이미지 중 기준 이미지와 중첩된 영역의 이미지를 추출하는 단계(S203)를 포함한다.
즉, 특정 기준점을 일치시키는 단계(S201)는 촬영 이미지와 기준 이미지를 중첩시키는 단계로, 두 이미지는 특정 기준점을 중심으로 중첩된다. 이때, 특정 기준점은 특정 뼈 또는 장기일 수 있다. 특정 지방 또는 근육은 사용자의 건강상태에 따라 형성위치가 달라지기 때문에, 형성 위치가 비교적 일정한 뼈 또는 장기인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명은 특정 기준점을 중심으로 중첩되기 때문에, 이미지 추출의 정확도가 향상될 수 있다. 한편, 이미지 추출부(20)는 뼈의 형태로 특정 기준점을 인식할 수 있다.
리사이징하는 단계(S202)는 기준 이미지와 신체 외곽부가 일치하도록 촬영 이미지의 사이즈를 늘리거나 줄이는 단계이다. 리사이징하는 단계를 거치지 않고 바로 중첩되는 영역의 이미지를 추출할 경우, 신체가 큰 사람은 추출되는 부분이 작으며 신체가 작은 사람은 추출되는 부분이 클 수밖에 없기 때문에, 촬영 이미지에 표시된 신체 외곽부가 기준 이미지에 표시된 신체 외곽부와 일치하도록 촬영 이미지의 사이즈를 줄이거나 늘려 두 이미지의 추출범위를 일치시켜야 한다.
중첩되는 영역의 이미지를 추출하는 단계(S203)는 촬영 이미지에서 특정 신체부위의 이미지만을 추출하는 단계이다.
상기와 같은 단계를 거치면서 본원발명은 검사하고자 하는 영역 이외의 영역(즉, 특정 신체부위 이외의 영역)이 포함된 촬영 이미지에서 특정 신체부위 영역만을 추출할 수 있다.
한편, 기준 이미지는 특정 신체부위의 최상단을 상한선으로 규정하고 최하단을 하한선으로 규정하여, 상한선과 하한선을 이은 사각형 형태의 이미지이다. 이때, 상한선과 하한선을 잇는 선은 신체부위를 가로질러 형성되지 않도록 신체의 외곽부 바깥쪽에 위치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 특정 신체부위가 대퇴부 상부인 경우, 대퇴골두의 최상단을 상한선으로 규정하고 소전자의 최하단을 하한선을 규정할 수 있다.
이와 같이 기준 이미지는 촬영 이미지와 동일하게 사각형 형태로 형성이기 때문에, 이미지 추출부(20)는 복잡한 형태의 기준 이미지에 비해 촬영 이미지를 기준 이미지에 맞게 리사이징 하는 것이 용이하며, 중첩되는 영역의 추출도 용이하여, 비교적 단시간 내에 이미지를 추출할 수 있다.
도 5는 촬영 이미지에서 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5의 (a)는 촬영 이미지(101)와 기준 이미지(111)를 일치시키는 과정을 도시한 도면이다. 이때, 우측 도시된 이미지는 촬영 이미지(101)이고, 좌측에 도시된 이미지는 기준 이미지(111)이다. 별표로 표시된 지점은 각 이미지에서 특정 기준점(102, 112)을 나타낸 것으로, 본 도면에서 특정 기준점(102, 112)은 고관절이다. 즉, 이미지 추출부(20)는 촬영 이미지(101)와 기준 이미지(111)의 고관절을 일치시킨다.
도 5의 (b)는 촬영 이미지(101)를 리사이징하고, 기준 이미지(111)와 중첩된 영역의 이미지를 추출하는 과정을 도시한 도면이다. 이미지 추출부(20)는 기준 이미지(111)의 신체 외곽부와 촬영 이미지(101)의 신체 외곽부가 일치하도록 촬영 이미지를 리사이징한 후, 기준 이미지(111)와 중첩되는 촬영 이미지(101)의 일영역을 추출할 수 있다.
도 2에는 도시되어 있지 않지만, S200단계 이전에, 기준 이미지 추출부(70)가 입력부(60)를 통해 입력된 정보를 바탕으로 기준 이미지를 추출하여, 이미지 추출부(20)로 송신할 수 있다. 이때, 입력부(60)를 통해 입력된 정보는 사용자의 신체 정보 또는 특정 신체부위일 수 있으며, 기준 이미지 추출부(70)는 사용자의 신체 정보 또는 특정 신체부위와 대응되어 저장된 기준 이미지를 추출하여 이미지 추출부(20)로 송신할 수 있다. 이때, 입력부(60)를 통해 사용자의 신체 정보 및 특정 신체부위가 함께 입력될 수 있음은 물론이다.
특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계(S200)가 완료되면, 이미지 분석부(30)가 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 단계(S300)가 진행된다. 비율을 산출하는 단계(S300)는 사용자의 신체 내의 뼈, 근육 및 지방이 차지하는 비율을 이용해 특정 신체부위의 건강상태를 파악하기 위한 단계로, 이는 도 4에서 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 건강상태 분석 및 건강상태 정보 제공 방법 중 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출 방법을 도시하는 순서도이다. 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 단계(S300)는 뼈 영역의 크기를 산출하는 단계(S301), 근육 영역의 크기를 산출하는 단계(S302), 지방 영역의 크기를 산출하는 단계(S303) 및 전체 영역(뼈 영역 + 지방 영역 + 근육 영역) 중 각 영역의 비율을 산출하는 단계(S304)를 포함한다.
이때, 추출된 이미지에서 뼈 영역의 크기를 산출하는 단계(S301)는 뼈에 해당하는 감쇠 값인 200 내지 900 HU(Hounsfield Unit)에 해당하는 영역을 명도 값으로 찾아 폐곡선으로 구분하고 그 영역의 크기를 구하는 단계이다.
근육 영역의 크기를 산출하는 단계(S302)는 지방에 해당하는 감쇠 값인 -30 내지 -190 HU(Hounsfield Unit)에 해당하는 영역을 명도 값으로 찾아 폐곡선으로 구분하고 그 영역의 크기를 구하는 단계이다.
지방 영역의 크기를 산출하는 단계(S303)는 근육에 해당하는 감쇠 값인 30 내지 70 HU(Hounsfield Unit)에 해당하는 영역을 명도 값으로 찾아 폐곡선으로 구분하고 그 영역의 크기를 구하는 단계이다.
전체 영역 중 각 영역의 비율을 산출하는 단계(S304)는 S301 내지 S303 단계에서 산출된 뼈, 근육 및 지방 각 영역의 크기가 전체 영역 크기(뼈 영역 크기 + 지방 영역 크기 + 근육 영역 크기)에서 차지하는 비율을 산출하는 단계이다.
이때, 촬영부(10)에서 일면(신체의 전면)에 대한 하나의 촬영 이미지가 촬영된 경우, 크기는 면적일 수 있으며, 촬영부(10)에서 삼면(신체의 전면, 측면, 상면(또는 하면))에 대한 복수의 촬영 이미지가 촬영된 경우, 크기는 부피일 수 있다. 이에 대해서는 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.
도 6은 하나의 촬영 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 과정을 도시한 도면이다. 이미지 분석부(30)는 추출된 이미지에서 200 내지 900 HU(Hounsfield Unit)의 감쇠 값에 해당하는 뼈 영역을 명도 값으로 찾아 폐곡선으로 구분하고, -30 내지 -190 HU(Hounsfield Unit)의 감쇠 값에 해당하는 지방영역을 명도 값으로 찾아 폐곡선으로 구분하며, 30 내지 70 HU(Hounsfield Unit)의 감쇠 값에 해당하는 근육영역을 명도 값으로 찾아 폐곡선으로 구분할 수 있다. 이와 같이, 각 영역을 폐곡선으로 구분한 후, 각 영역의 면적을 산출하고 전체 영역의 면적(뼈 영역의 면적 + 지방 영역의 면적 + 근육 영역의 면적)를 기준으로 각 영역의 차지하는 비율을 구한다.
본 발명의 실시예에 따라, 이미지 분석부(30)는 지정된 분석대상 영역만을 분석할 수 있다. 예를 들어, 사전에 뼈를 둘러싸는 영역만이 분석대상 영역으로 지정될 수 있으며, 이 경우, 이미지 분석부(30)는 뼈의 영역을 추출한 후, 뼈가 존재하지 않는 영역을 제외하고, 근육 및 지방의 영역을 검출할 수 있다. 도 5의 (b)를 참조하여 좀 더 상세하게 설명하면, 도 5의 (b)와 같이 뼈가 존재하지 않는 성기 영역을 제외하고 대퇴골 주변 영역이 분석 대상영역(113)으로 지정될 수 있다.
도 7은 복수의 촬영 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 과정을 도시한 도면이다. 이때, 도 7의 (a)는 사용자의 신체를 상면에서 촬영한 이미지, (b)는 사용자의 신체를 정면에서 촬영한 이미지, (C)는 사용자의 신체를 측면에서 촬영한 이미지이다.
도 7과 같이 4개의 요추(114, 115, 116, 117)에 대해서 검사를 진행하고자 하는 경우 정면과 측면에서 촬영한 이미지는 한 번의 촬영으로 4개의 요추(114, 115, 116, 117)가 포함될 수 있지만 상면에서 촬영한 이미지의 경우에는 제1요추(114)에 의해 제2요추(115) 내지 제4요추(117)가 가려져 하나의 이미지에 하나의 요추만 포함될 수 있기 때문에, 각 요추마다 따로 촬영된 이미지를 얻어야 한다. 도 7은 정면, 측면 및 상면에서 사용자의 신체를 촬영하고 제1요추(114) 내지 제4요추(117)에 대해 추출된 이미지와, 모든 추출 이미지에서 뼈에 해당하는 감쇠 값인 200 내지 900 HU(Hounsfield Unit)의 해당하는 뼈 영역을 명도 값으로 찾아 폐곡선으로 구분한 모습을 도시한다.
이와 같이 모든 추출 이미지에서 각 영역을 폐곡선으로 표시한 후, 표시된 영역을 바탕으로 뼈의 부피를 산출한다. 이후, 근육 및 지방에 대해서도 그에 해당하는 명도 값으로 찾아 폐곡선으로 구분하고 표시된 영역을 바탕으로 부피를 산출한다. 이후, 전체 영역의 부피(뼈 영역의 부피 + 지방 영역의 부피 + 근육 영역의 부피)를 기준으로 각 영역이 차지하는 비율을 구한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 이미지 분석부(30)는 각 영역의 추출 시마다 특정 기준점의 명도를 조절하여, 추출의 정확성을 높일 수 있다.
뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 단계(S300)가 완료되면, 뼈의 골밀도를 산출하는 단계(S400)가 진행된다. 뼈의 골밀도를 산출하는 단계(S400)는 이미지 분석부(30)가 검출된 뼈 영역에서 뼈 크기 및 뼈 내에 위치한 구멍의 크기와 밀도를 바탕으로 골밀도를 산출하는 것이다. 이때, 산출된 골밀도는 건강정보 추출부(40)로 송신된다.
뼈의 골밀도 산출하는 단계(S400)가 완료되면, 건강상태 정보를 추출하여 표시하는 단계(S500)가 진행된다.
건강상태 정보를 추출하여 표시하는 단계(S500)는 건강정보 추출부(40)가 이미지 분석부(30)로부터 뼈, 근육 및 지방의 비율 및 골밀도를 수신하고, 수신한 뼈, 근육 및 지방의 비율에 따른 제1건강상태 정보를 제1진단 테이블로부터 추출하고, 수신한 골밀도에 따른 제2건강상태 정보를 제2진단 테이블로부터 추출하여 표시부(50)를 통해 표시한다. 이때, 건강상태 정보는 평가 점수를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예 들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램과 이를 기록한 컴퓨터 판독가능 기록 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
기록 매체는 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, CD-ROM, DVD, USB 드라이브와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 기록 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
본 발명의 건강상태 분석 및 건강상태 정보 제공 방법을 이용하면, 저준위, 저방사선 환경에서 촬영한 이미지를 바탕으로, 실제로 체내에 분포되어 있는 뼈, 근육 및 지방의 차지하는 비율로 건강상태를 진단할 수 있어, 종래의 기술보다 방사선 피복양의 적으며 진단의 정확도가 높다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 건강상태 분석 및 정보 제공 방법
10 : 촬영부
20 : 이미지 추출부
30 : 이미지 분석부
40 : 건강정보 추출부
50 : 표시부
60 : 입력부
70 : 기준 이미지 추출부

Claims (12)

  1. 촬영부, 이미지 추출부, 기준 이미지 추출부, 이미지 분석부, 건강정보 추출부, 표시부 및 입력부를 포함하는 건강상태 분석 및 정보 제공 장치에 의해 수행되는 건강상태 분석 및 정보 제공 방법에 있어서,
    상기 촬영부가 사용자의 신체를 촬영하여, 하나 이상의 촬영 이미지를 생성하는 단계와,
    상기 이미지 추출부가 촬영 이미지에서 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계와,
    상기 이미지 분석부가 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 영역을 각각 검출하고, 검출된 각 영역을 바탕으로 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 단계와,
    상기 건강정보 추출부가 산출된 뼈, 근육 및 지방의 비율에 대응되는 건강정보를 추출하여, 상기 표시부를 통해 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부는, CT(Computed Tomography), MRI(Magnetic Resonance Image) 및 엑스선(X-Ray) 중 어느 하나이고,
    상기 건강정보는, 평가 점수를 포함하는 것을 특징으로 하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이미지를 추출하는 단계는,
    상기 이미지 추출부가 기저장된 특정 신체부위에 대한 기준 이미지와 상기 촬영 이미지의 특정 기준점을 일치시키는 단계와,
    상기 이미지 추출부가 상기 촬영 이미지를 기저장된 특정 신체부위에 대한 기준 이미지와 특정 기준점을 일치시키는 단계와,
    상기 이미지 추출부가 촬영 이미지에 표시된 신체 외곽부가 상기 기준 이미지에 표시된 신체 외곽부와 일치하도록 촬영 이미지를 리사이징(resizing) 하는 단계와,
    상기 이미지 추출부가 상기 촬영 이미지 중 상기 기준 이미지와 중첩된 영역의 이미지를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 특정 신체부위에 대한 이미지를 추출하는 단계에,
    상기 기준 이미지 추출부가 상기 입력부를 통해 사용자의 신체 정보를 입력받고, 상기 사용자의 신체 정보와 대응되어 저장되어 있는 기준 이미지를 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기준 이미지를 추출하는 단계에서,
    상기 기준 이미지 추출부가 상기 입력부를 통해 특정 신체부위 선택을 입력받고, 선택된 특정 신체부위 및 사용자의 신체 정보와 대응되어 저장되어 있는 기준 이미지를 추출하는 것을 특징으로 하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 기준 이미지는,
    특정 신체부위의 최상단을 상한선으로 규정하고 최하단을 하한선으로 규정하며, 상기 상한선과 상기 하한선을 이은 사각형 형태의 이미지인 것을 특징으로 하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 단계는,
    상기 이미지 분석부가 상기 추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방에 해당하는 감쇠 값으로 각 영역을 검출하여 각 영역의 크기를 산출하는 단계와,
    각 영역의 비율을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 각 영역의 크기를 산출하는 단계는,
    상기 이미지 분석부가 상기 추출된 이미지의 특점 기준점의 명도를 제1기준명도가 되도록 조정하고, 뼈에 해당하는 감쇠 값으로 뼈 영역을 검출하며, 검출된 뼈 영역의 크기를 산출하는 단계와,
    상기 이미지 분석부가 상기 추출된 이미지의 특점 기준점의 명도를 제2기준명도가 되도록 조정하고, 근육에 해당하는 감쇠 값으로 근육 영역을 검출하며, 검출된 근육 영역의 크기를 산출하는 단계와,
    상기 이미지 분석부가 상기 추출된 이미지의 특정 기준점의 명도를 제3기준명도가 되도록 조정하고, 지방에 해당하는 감쇠 값으로 지방 영역을 검출하며, 검출된 근육 영역의 크기를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비율을 산출하는 단계에,
    상기 이미지 분석부가 뼈의 골밀도를 산출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 건강정보를 추출하여 표시부를 통해 표시하는 단계는,
    상기 건강정보 추출부가 산출된 뼈, 지방, 근육의 비율과 대응되어 저장되어 있는 제1건강정보를 추출하고, 산출된 골밀도에 대응되어 저장되어 있는 제2건강정보를 추출하여 상기 표시부를 통해 표시하는 것을 특징으로 하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 건강정보를 추출하여, 표시부를 통해 표시하는 단계는,
    복수의 타 사용자의 뼈, 근육 및 지방 비율 데이터를 통해 신체 정보에 따른 기준값을 얻고, 상기 기준값과 산출된 뼈, 근육 및 지방의 비율을 비교하여, 건강정보를 추출하는 것을 특징으로 하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 기재된 방법을 실행시키는, 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  12. 신체를 촬영하여 이미지를 생성하는 촬영부와,
    촬영 이미지에서 특정 신체 부위에 대한 이미지를 추출하는 이미지 추출부와,
    추출된 이미지에서 뼈, 근육 및 지방 영역을 검출하고, 검출된 각 영역을 바탕으로 뼈, 근육 및 지방의 비율을 산출하는 이미지 분석부와,
    산출된 뼈, 근육 및 지방의 비율에 대응되는 건강정보를 추출하는 건강정보 추출부와,
    상기 추출된 건강정보를 표시하는 표시부를 포함하는, 촬영 이미지 기반의 건강상태 분석 및 정보 제공 장치.
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