KR20190118454A - 혈관 조영 영상 및 x선 투시 영상의 정합 장치 - Google Patents

혈관 조영 영상 및 x선 투시 영상의 정합 장치 Download PDF

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Abstract

혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치는, 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 및 상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보를 저장하는 저장부, 혈관 삽입 기구를 포함하는 실시간 X선 투시 영상을 촬영하는 영상획득부, 상기 실시간 X선 투시 영상을 촬영한 실시간 시점 정보를 획득하는 센싱부, 영상을 디스플레이 하는 디스플레이부, 및, 상기 복수의 시점 정보 및 상기 실시간 시점 정보에 기초하여, 상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 중 상기 실시간 시점 정보에 대응하는 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 획득하고, 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 정합하여 디스플레이 하는 제어부를 포함한다.

Description

혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치{DEVICE AND METHOD FOR MATCHING X-RAY FLUOROSCOPY IMAGE WITH ANGIOGRAPHIC IMAGE}
본 발명은 심장 박동 주기 내 복수의 혈관 조영 영상을 저장하고, 실시간 X선 투시 영상을 실시간 X선 투시 영상의 촬영 시점에 대응하는 혈관 조영 영상과 합성할 수 있는, 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치에 대한 것이다.
관상동맥 중재술에서, 시술자는 조영제를 투여하여 획득한 한 심장 주기 (약 0.8초) 이상에 해당하는 관상동맥 조영 영상(도 1b)을 하나의 모니터에 재생하면서 보고, 다른 한 쪽 모니터로는 실시간 Fluoroscopy 영상(도 1a)(일반적으로 10Hz~20Hz)을 보면서 가이드와이어 또는 카테터 등을 조작한다
가이드와이어는 가늘고 긴 도자로서, 협착이 일어난 관상동맥 혈관까지 카테터가 삽입될 수 있게 길을 트는 역할을 하는 도구로서, 가이드와이어의 삽입은 관상동맥 중재술에서 큰 역할을 차지한다.
의사들은 가이드와이어를 삽입하기 위해 가이드카테터를 관상동맥 입구까지 삽입한 후, 가이드와이어를 가이드카테터를 따라 관상동맥 입구에 삽입하여, 이후 협착된 타겟 혈관까지 삽입하는 조작을 수행한다.
한편 도 1a에서 도시하는 바와 같이 Fluoroscopy 영상에서는 가이드 와이어(111), 가이드 카테터 등의 수술 도구만 보인다.
따라서 의사는, 서로 다른 두 모니터 화면을 번갈아 가며 보면서 가이드와이어의 혈관(121) 내 상대적인 위치를 확인하는 과정이 필요하거나, 혈관 조영제를 사용하여 혈관 조영 영상을 촬영함으로써, 타겟으로 하는 병변 혈관으로 가이드와이어가 제대로 삽입되었는지를 판단한다.
따라서 의사는 관상동맥의 해부학적 구조 및 위치를 정확하게 인지하고 있어야 능숙한 가이드와이어 조작이 가능하다.
한편, 심장 박동에 따라 심장이 수축 팽창되면서 관상동맥 혈관이 규칙적으로 움직이는데, 이 때, 혈관 형상을 따라 이동하는 가이드와이어도 이 움직임을 따르게 된다.
이에 따라 실시간 fluoroscopy 영상에 나타나는 가이드와이어를 보면, 조작이 없다고 할지라도 심장 박동에 따른 혈관의 변화에 따라 가이드와이어의 움직임 또한 따라 변한다.
따라서 뇌와 같이 정적인 혈관이 아닌 관상동맥과 같이 동적인 혈관에서 가이드와이어가 향하는 방향과 혈관 내의 위치를 영상 상에서 제대로 파악하기란 쉽지 않다.
더불어 호흡에 따라 fluoroscopy 영상 내 심장의 위상이 변화하기 때문에, 이에 대한 움직임 또한 가이드와이어의 위치 파악을 용이치 않게 한다.
도 2에서는, 가이드와이가 삽입된 상태에서 혈관 조영 영상을 찍어 추출한 두개의 이미지(210, 220)를 도시하였다.
제1 이미지(210)와 제2 이미지(260)는 불과 1프레임 차이(0.1초)에 불과하나, 혈관(221, 271)의 형상이나 위치가 변경된다.
즉 도 2a 및 도 2b를 참고하면, 제2 이미지(260)에서의 가이드와이어(261)의 끝단 팁(261a)의 위치(A 선), 제1 이미지(210)에서의 가이드와이어(211)의 끝단 팁(211a)의 위치(B 선)으로부터 이동한 것을 알 수 있다.
특히 복잡하고 꾸불한 혈관 분기에서는 이러한 차이가 더욱 심하며, 이에 따라 잘못된 분기로 삽입을 할 가능성이 있고, 경우에 따라서는 전체 시술에서 가이드와이어 삽입이 대다수의 시간을 차지할 때도 있다.
이런 문제로 인해 관상 동맥 내 가이드와이어의 위치를 확인하기 위해서는 잦은 조영제 투여가 필요하고, 조영제 투여의 증가는 환자의 콩팥 기능에 문제를 야기 시킬 수 있다.
더불어 가이드와이어의 위치 확인을 위해 혈관 조영 영상을 자주 촬영하는 경우, 혈관 조영 영상 촬영에는 fluoroscopy 영상에 비해 X-ray 노출량이 상대적으로 많아서 환자와 의사의 피폭량을 증가시키게 된다.
한편, 현재 관련 영상 정합 기술들은 혈관의 형상을 확인하는 3D 정합에 특화되어 있다.
특히 Chronic total occlusions (CTO)와 같이 혈관이 완벽히 협착되어 조영제를 투여하여도 혈관의 형상이 보이지 않는 경우에 시술 중에 촬영한 혈관 조영 영상과 미리 촬영해 놓은 CTA 영상의 혈관 모델을 조영 영상 위로 투사시켜 CTO 부분의 혈관을 확인하는 용도 등으로 사용된다. 이러한 시도는 3차원 모델을 얻기 위해 수술 전 과정에서 CT 촬영을 해야 하며, 3차원 모델은 정적이기 때문에, 심장 박동에 따라 변화하는 혈관의 움직임 등을 반영하기 어렵거나 모든 심장 박동을 고려한 4D 모델의 획득이 어려우며, 정합 시간이 다소 소요되는 문제점이 있다.
관련한 특허로는 JP2011-156321이 있는데, 이 방법은 심박에서 체내 움직임이 작아지는 타이밍의 조영 영상 이미지를 이용하는 방법으로, 심장 주기 내의 하나의 특징만점만을 이용하므로 전체 심장 주기에 대한 혈관의 움직임을 보여 주지는 못한다는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 심장 박동 주기 내 복수의 혈관 조영 영상을 저장하고, 실시간 X선 투시 영상을 실시간 X선 투시 영상의 촬영 시점에 대응하는 혈관 조영 영상과 합성할 수 있는, 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치에 대한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치는, 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 및 상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보를 저장하는 저장부, 혈관 삽입 기구를 포함하는 실시간 X선 투시 영상을 촬영하는 영상획득부, 상기 실시간 X선 투시 영상을 촬영한 실시간 시점 정보를 획득하는 센싱부, 영상을 디스플레이 하는 디스플레이부, 및, 상기 복수의 시점 정보 및 상기 실시간 시점 정보에 기초하여, 상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 중 상기 실시간 시점 정보에 대응하는 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 획득하고, 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 정합하여 디스플레이 하는 제어부를 포함한다.
도 1은 관상 동맥 조영 영상 및 실시간 Fluoroscopy 영상을 도시한 도면이다.
도 2는, 가이드와이가 삽입된 상태에서 촬영된 혈관 조영 영상을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 및 복수의 프레임의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보를 저장하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른, X선 투시 영상을 촬영하고 X선 투시 영상에 대응하는 시점 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른, 혈관 조영 영상과 X선 투시 영상을 정합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 공간적 정합 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른, 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 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.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상(Fluoroscopy 영상)의 정합 장치는, 저장부(310), 영상 획득부(320), 센싱부(330) 및 제어부(340)를 포함할 수 있다.
저장부(310)는 복수의 프레임의 혈관 조영 영상을 저장할 수 있다. 여기서 복수의 프레임의 혈관 조영 영상이란, 한 주기의 심장 박동 주기를 동일한 시간 간격으로 나누어 촬영한 복수의 혈관 조영 영상일 수 있다.
예를 들어 심장 박동 주기가 0.8초이고, 하나의 심장 박동 주기를 20프레임으로 나누는 경우, 저장부(310)에는 0.04초 간격으로 촬영된 20개의 혈관 조영 영상이 저장될 수 있다.
한편 저장부(310)는 복수의 프레임의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보를 저장할 수 있다.
여기서 복수의 시점 정보란, 하나의 심장 박동 주기 내에서 혈관 조영 영상이 촬영된 시점을 나타내기 위한 정보로써, 복수의 프레임의 혈관 조영 영상을 획득한 시점 각각에서의 심전도 신호일 수 있다.
예를 들어 저장부(310)는 제1 프레임의 혈관 조영 영상에 대응하는 제1 시점 정보를 저장할 수 있다. 여기서 제1 시점 정보는, 제1 프레임의 혈관 조영 영상이 촬영된 시점에서의 심전도 신호를 의미할 수 있다. 그리고 저장부(310)는 제1 프레임에 대응하는 제1 시점 정보로부터 제20 프레임에 대응하는 제20 시점 정보까지 저장할 수 있다.
한편 복수의 프레임의 혈관 조영 영상을 획득한 시점 각각에서의 심전도 신호는, 복수의 프레임의 혈관 조영 영상이 각각 촬영된 시점에서의 심전도 신호의 크기뿐만 아니라 복수의 프레임의 혈관 조영 영상이 각각 촬영된 시점 이전 또는 전후의 심전도 신호의 변화의 형태를 포함할 수 있다.
영상 획득부(320)는 복수의 프레임의 혈관 조영 영상을 촬영할 수 있다. 이 경우 제어부(340)는 촬영된 복수의 프레임의 혈관 조영 영상을 저장부(310)에 저장할 수 있다.
센싱부(330)는 사용자(환자)의 심전도 신호를 측정할 수 있다. 이 경우 제어부(340)는 심장 박동 한 주기 동안의 심전도 신호를 저장할 수 있다.
한편 제어부(340)는 복수의 프레임의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보를 획득할 수 있다.
구체적으로 제어부(340)는 혈관 조영 영상이 촬영되는 경우, 혈관 조영 영상이 촬영된 시점에서의 심전도 신호를 저장할 수 있다.
이 경우 제어부(340)는 혈관 조영 영상이 촬영된 시점에서의 심전도 신호의 크기를 저장할 수도 있으며, 혈관 조영 영상이 촬영된 시점 이전 또는 전후의 심전도 신호를 저장할 수도 있다.
예를 들어 심장 박동 주기의 시작 후 0.02초 후에 제1프레임의 혈관 조영 영상이 촬영된 경우, 제어부(340)는 심장 박동 주기의 시작 후 0초부터 심장 박동 주기의 시작 후 0.04초까지의 심전도 신호를 저장할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 심장 박동 주기의 시작 후 0.06초 후에 제2프레임의 혈관 조영 영상이 촬영된 경우, 제어부(340)는 심장 박동 주기의 시작 후 0.04초부터 심장 박동 주기의 시작 후 0.08초까지의 심전도 신호를 저장할 수 있다.
한편 제어부(340)는 실시간 X선 투시 영상(Fluoroscopy 영상)을 촬영할 수 있다. 실시간 X선 투시 영상(Fluoroscopy 영상)에는 혈관 삽입 기구가 포함될 수 있다.
여기서 혈관 삽입 기구는, 가이드 와이어 및 카테터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편 센싱부(330)는 실시간 X선 투시 영상이 촬영되는 경우, 실시간 X선 투시 영상이 촬영을 촬영한 실시간 시점 정보를 획득할 수 있다.
구체적으로 제어부(340)는 실시간 X선 투시 영상이 촬영되는 경우, 실시간 X선 투시 영상이 촬영된 시점에서의 심전도 신호를 획득할 수 있다.
이 경우 제어부(340)는 실시간 X선 투시 영상이 촬영된 시점에서의 심전도 신호의 크기를 획득할 수도 있으며, 혈관 조영 영상이 촬영된 시점 이전 또는 전후의 심전도 신호를 획득할 수도 있다.
한편 제어부(340)는 복수의 시점 정보 및 실시간 시점 정보에 기초하여, 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 중 실시간 정보에 대응하는 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 획득할 수 있다.
또한 제어부(340)는 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 실시간 X선 투시 영상과 정합하여 디스플레이 할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 및 복수의 프레임의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보를 저장하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
영상 획득부(320)는 제어부의 제어 하에, 복수의 프레임(1 내지 11)의 혈관 조영 영상(420)을 촬영할 수 있다.
여기서 복수의 프레임의 혈관 조영 영상(420)이란, 한 주기의 심장 박동 주기(t)를 동일한 시간 간격으로 나누어 촬영한 복수의 혈관 조영 영상일 수 있다.
이 경우 제어부는 복수의 프레임의 혈관 조영 영상(420)을 저장부에 저장할 수 있다.
한편 센싱부 심전도 신호(410)를 측정할 수 있다.
이 경우 제어부는 복수의 프레임(1 내지 11)의 혈관 조영 영상(420)에 각각 대응하는 복수의 시점 정보를 획득하여 저장할 수 있다.
여기서 복수의 시점 정보란, 복수의 프레임의 혈관 조영 영상을 획득한 시점 각각에서의 심전도 신호(electrocardiography)일 수 있다.
예를 들어 제어부는 제5 프레임(5)의 혈관 조영 영상(425)과 함께, 제5 프레임(5)의 혈관 조영 영상(425)에 대응하는 제5 시점 정보(t1)를 저장할 수 있다. 여기서 제5 시점 정보는, 제5 프레임(5)의 혈관 조영 영상(425)이 촬영된 시점에서의 심전도 신호를 의미할 수 있다.
또한 제5 프레임의 혈관 조영 영상이 촬영된 시점에서의 심전도 신호는, 제5 프레임의 혈관 조영 영상이 촬영된 시점(t1)에서의 심전도 신호의 크기뿐만 아니라 제5 프레임이 촬영된 시점 이전 또는 전후(t1)의 심전도 신호를 포함할 수 있다.
한편 제어부는 도 5에서 도시하는 바와 같이 복수의 프레임의 혈관 조영 영상을 이미지 처리하여 윤곽선 등의 혈관의 형상 정보를 획득할 수 있다.
한편 제어부는 혈관 조영 영상을 저장하는 것과 함께 심전도 신호를 의료용 디지털 영상 및 통신 표준(Digital Imaging and Communications in Medicine, DICOM) 표준에 따라 저장부에 저장할 수 있다.
한편 조영제를 투여하여 혈관 조영 영상을 촬영하여 저장한 후, 실시간 X선 투시 영상(fluoroscopy 영상)을 촬영하게 된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른, X선 투시 영상을 촬영하고 X선 투시 영상에 대응하는 시점 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
영상 획득부(320)는 제어부의 제어 하에, 실시간 X선 투시 영상을 촬영할 수 있다.
현재 시점에서 촬영된 X선 투시 영상을 제1 X선 투시 영상(710)이라고 명칭하도록 한다.
센싱부 심전도 신호(610)를 측정할 수 있다.
이 경우 제어부는 제1 X선 투시 영상(710)에 대응하는 실시간 시점 정보를 획득할 수 있다.
여기서 실시간 시점 정보란, 실시간 X선 투시 영상을 획득한 시점에서의 심전도 신호(electrocardiography)를 의미할 수 있다.
예를 들어 제어부는 제1 X선 투시 영상(710)과 함께, 제1 X선 투시 영상(710)에 대응하는 실시간 시점 정보(t2)인 심전도 신호를 획득할 수 있다.
또한 제1 X선 투시 영상(710)이 촬영된 시점에서의 심전도 신호는, 제1 X선 투시 영상(710)이 촬영된 시점에서의 심전도 신호의 크기뿐만 아니라 제5 프레임이 촬영된 시점 이전 또는 전후의 심전도 신호를 포함할 수 있다.
한편 제어부는 제1 X선 투시 영상(710)을 이미지 처리하여, 혈관 삽입 기구의 형상 정보를 획득할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른, 혈관 조영 영상과 X선 투시 영상을 정합하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
제어부는 복수의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보 중 X선 투시 영상의 실시간 시점 정보(t2)에 대응하는 특정 시점 정보(t1)를 획득할 수 있다.
구체적으로 제어부는 실시간 시점 정보(t2)에 포함되는 심전도 신호(현재의 심전도 신호)와 복수의 혈관 조영 영상이 촬영되었을 당시의 하나의 심장 박동 주기 내의 심전도 신호를 상호 상관 방법을 통하여 비교할 수 있다.
그리고 제어부는 심전도 신호의 비교를 통하여, 실시간 시점 정보(t2)가 하나의 심장 박동 주기 내에서 어느 시점의 심전도 신호인지 결정할 수 있다.
그리고 제어부는 복수의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보 중 실시간 시점 정보에 대응하는 특정 시점 정보를 획득할 수 있다. 또한 상기 특정 시점 정보에 대응하는 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 획득할 수 있다.
예를 들어 제1 X선 투시 영상(710)이 촬영된 시점에서의 심전도 신호가, 제5프레임의 혈관 조영 영상(425)를 촬영한 시점에서의 심전도 신호에 대응하는 경우, 제어부는 복수의 혈관 조영 영상(420) 중 제5프레임의 혈관 조영 영상(425)을 획득할 수 있다.
한편 실시간 시점 정보에 대응하는 특정 시점 정보의 의미는, 실시간 시점 정보에 포함되는 심전도 신호와 특정 시점 정보에 포함되는 심전도 신호가 반드시 동일한 것을 의미하지 않는다.
구체적으로 제어부는 복수의 시점 정보 중 실시간 시점 정보에 가장 가까운 특정 시점 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어 복수의 혈관 조영 영상(420) 중 제4프레임의 혈관 조영 영상(424)은 혈관 박동의 한 주기가 시작한 후 0.16초 후에 촬영된 영상일 수 있으며, 복수의 혈관 조영 영상(420) 중 제5프레임의 혈관 조영 영상(425)은 혈관 박동의 한 주기가 시작한 후 0.2초 후에 촬영된 영상일 수 있다.
또한 제1 X선 투시 영상(710)은 심장 박동의 한 주기가 시작한 후 0.19초 후에 촬영된 영상일 수 있다.
이 경우 제어부는 복수의 혈관 조영 영상(420)에 각각 대응하는 복수의 시점 정보 및 제1 X선 투시 영상(710)이 촬영된 실시간 시점 정보를 이용하여, 실시간 시점 정보(0.19초)에 가장 가까운 특정 시점 정보(0.2초)를 획득할 수 있다.
이 경우 제어부는 특정 시점 정보(0.2초)에 대응하는 제5 프레임의 혈관 조영 영상(425)을 획득할 수 있다.
이 경우 제어부는 제1 X선 투시 영상(710)을 제5 프레임의 혈관 조영 영상(425)과 정합하여 디스플레이 할 수 있다.
이를 위하여 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치는, 영상을 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
한편 제어부는 제1 X선 투시 영상(710)과 제5 프레임의 혈관 조영 영상(425)을 시간적으로 정합할 뿐만 아니라, 제1 X선 투시 영상(710)과 제5 프레임의 혈관 조영 영상(425)을 공간적으로 정합하여 디스플레이 할 수 있다.
구체적으로 도 8을 참고하면, 제어부는 제5 프레임의 혈관 조영 영상을 이미지 처리 함으로써, 제5 프레임의 혈관 조영 영상에 포함된 혈관의 형상을 획득할 수 있다.
또한 제어부는 제1 X선 투시 영상(710)을 이미지 처리 함으로써, 제1 X선 투시 영상(710)에 포함된 혈관 삽입 기구의 형상을 획득할 수 있다.
그리고 제어부는 제1 X선 투시 영상(710)에 포함된 혈관 삽입 기구의 형상 및 제5 프레임의 혈관 조영 영상(425)에 포함된 혈관의 형상에 기초하여, 혈관 삽입 기구의 위치를 혈관의 형상이나 위치에 맞도록 보정할 수 있다.
따라서 제어부는 제1 X선 투시 영상(710)과 제5 프레임의 혈관 조영 영상(425)을 시간적으로 정합하고 혈관 삽입 기구의 위치를 공간적으로 정합한 정합 영상을 생성하여 디스플레이 할 수 있다.
한편 공간적 정합 과정에서는, iterative closet point (ICP) 방법, template matching 방법 등의 이미지 유사성 분석 방법이 동원될 수 있다.
한편 디스플레이부는 제1 디스플레이부, 제2 디스플레이부 및 제3 디스플레이부를 포함할 수 있다.
그리고 제어부는 제5 프레임의 혈관 조영 영상(425)을 제1 디스플레이부에, 제1 X선 투시 영상(710)을 제2 디스플레이 부에, 그리고 제1 X선 투시 영상(710)과 제5 프레임의 혈관 조영 영상(425)을 시간적으로 정합한 영상을 제3 디스플레이부에 디스플레이 할 수 있다.
혈관의 형상은 심장 박동에 의하여 위치가 변하거나, 심 수축에 의하여 형상이 변화한다. 따라서 고정된 시점의 혈관 조영 영상과 현재 촬영된 X선 투시 영상을 합성하게 되면, 큰 오차가 발생하게 된다.
다만 본 발명은, 본 발명은 전체 심장 박동 주기 내의 복수의 혈관 조영 영상을 보유하고, 현재 촬영된 X선 투시 영상과 시간적으로 대응하는 혈관 조영 영상을 합성한다. 따라서 심장의 움직임에 의하여 혈관의 형상이나 위치가 변경되더라도, 오차를 최대한 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 따라, CT 촬영 등의 수술 전 과정이나, 특별한 준비 과정을 생략할 수 있다.
또한 본 발명에 따라 가이드 와이어의 혈관내 위치 정보를 명확하게 파악할 수 있다. 따라서 의사는 가이드 와이어의 위치 판단과 조작을 더욱 쉽게 할 수 있는 장점이 있다. 또한 혈관 내 가이드 와이어의 위치를 파악하기가 쉬워지기 때문에 조영제 사용량을 감소시켜서 환자에게 가해지는 부담을 완화할 수 있으며, 조영제 사용시 강해지는 X-ray로부터 환자와 의사의 피폭량을 감소시킬 수 있다.
또한 혈관은 심장의 움직임뿐만 아니라 환자의 호흡에 따라서도 움직일 수 있다. 따라서 본 발명은, 시간적 정합 과정을 거쳐서 특정 혈관 조영 영상을 추출하고, 추출된 특정 혈관 조영 영상과 X선 투시 영상의 공간적 정합 과정을 추가함으로써, 심장의 움직임과 환자의 호흡에 대응하여 정확한 합성 영상을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른, 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법은, 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 및 상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보를 저장하는 단계(S910), 및 혈관 삽입 기구를 포함하는 실시간 X선 투시 영상을 촬영하는 단계(S920)를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법은, 실시간 X선 투시 영상을 촬영한 실시간 시점 정보를 획득하는 단계(S930), 상기 복수의 시점 정보 및 상기 실시간 시점 정보에 기초하여, 상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 중 상기 실시간 시점 정보에 대응하는 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 획득하는 단계(S940) 및 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 정합하여 디스플레이 하는 단계(S950)를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 복수의 시점 정보 중 상기 실시간 시점 정보에 대응하는 특정 시점 정보를 획득하고, 상기 특정 시점 정보에 대응하는 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 정합하여 디스플레이 하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 복수의 시점 정보 중 상기 실시간 시점 정보에 가장 가까운 상기 특정 시점 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 혈관 삽입 기구의 형상 및 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상에 포함된 혈관의 형상에 기초하여, 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 공간적으로 정합하여 디스플레이 하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 제어부는 일반적으로 장치의 제어를 담당하는 구성으로, 중앙처리장치, 마이크로 프로세서, 프로세서 등의 용어와 혼용될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
310: 저장부 320: 영상 획븍부
330: 센싱부 340: 제어부

Claims (14)

  1. 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 및 상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보를 저장하는 저장부;
    혈관 삽입 기구를 포함하는 실시간 X선 투시 영상을 촬영하는 영상획득부;
    상기 실시간 X선 투시 영상을 촬영한 실시간 시점 정보를 획득하는 센싱부;
    영상을 디스플레이 하는 디스플레이부; 및
    상기 복수의 시점 정보 및 상기 실시간 시점 정보에 기초하여, 상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 중 상기 실시간 시점 정보에 대응하는 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 획득하고, 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 정합하여 디스플레이 하는 제어부;를 포함하는
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상은,
    한 주기의 심장 박동 주기를 동일한 시간 간격으로 나누어 촬영한 복수의 혈관 조영 영상인
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 시점 정보는,
    상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상을 획득한 시점 각각에서의 심전도 신호인
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 실시간 시점 정보는,
    상기 실시간 X선 투시 영상을 획득한 시점에서의 심전도 신호인
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 시점 정보 중 상기 실시간 시점 정보에 대응하는 특정 시점 정보를 획득하고, 상기 특정 시점 정보에 대응하는 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 정합하여 디스플레이 하는
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 시점 정보 중 상기 실시간 시점 정보에 가장 가까운 상기 특정 시점 정보를 획득하는
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 혈관 삽입 기구의 형상 및 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상에 포함된 혈관의 형상에 기초하여, 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 공간적으로 정합하여 디스플레이 하는
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치.
  8. 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 및 상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상에 각각 대응하는 복수의 시점 정보를 저장하는 단계;
    혈관 삽입 기구를 포함하는 실시간 X선 투시 영상을 촬영하는 단계;
    상기 실시간 X선 투시 영상을 촬영한 실시간 시점 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 복수의 시점 정보 및 상기 실시간 시점 정보에 기초하여, 상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상 중 상기 실시간 시점 정보에 대응하는 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 획득하고, 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 정합하여 디스플레이 하는 단계;를 포함하는
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상은,
    한 주기의 심장 박동 주기를 동일한 시간 간격으로 나누어 촬영한 복수의 혈관 조영 영상인
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 복수의 시점 정보는,
    상기 복수의 프레임의 혈관 조영 영상을 획득한 시점 각각에서의 심전도 신호인
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 실시간 시점 정보는,
    상기 실시간 X선 투시 영상을 획득한 시점에서의 심전도 신호인
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 디스플레이 하는 단계는,
    상기 복수의 시점 정보 중 상기 실시간 시점 정보에 대응하는 특정 시점 정보를 획득하고, 상기 특정 시점 정보에 대응하는 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 정합하여 디스플레이 하는 단계를 포함하는
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 디스플레이 하는 단계는,
    상기 복수의 시점 정보 중 상기 실시간 시점 정보에 가장 가까운 상기 특정 시점 정보를 획득하는 단계를 포함하는
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 디스플레이 하는 단계는,
    상기 혈관 삽입 기구의 형상 및 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상에 포함된 혈관의 형상에 기초하여, 상기 특정 프레임의 혈관 조영 영상을 상기 실시간 X선 투시 영상과 공간적으로 정합하여 디스플레이 하는 단계를 포함하는
    혈관 조영 영상 및 X선 투시 영상의 정합 장치의 동작 방법.
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