KR20190127247A - Method and program for provideing diagnostic image by early dynamic image data - Google Patents

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KR20190127247A
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Abstract

The present invention relates to a method and a program for generating a diagnostic image based on initial dynamic image data. According to an embodiment of the present invention, the method for generating a diagnostic image based on initial dynamic image data comprises: a step of allowing a computing system to acquire initial dynamic image data for learning and delay image data for learning for at least one patient; and a step of allowing the computing system to generate a diagnostic image prediction model by learning the initial dynamic image data for learning and the delay image data for learning. The diagnostic image prediction model calculates new delay image data based on initial dynamic image data for diagnosis of a new patient. The initial dynamic image data is data obtained during a specific first time in an initial range after drug injection and including one or more image frames. The delay image data is obtained after a reference time and is a diagnostic image used for patient diagnosis. The present invention can reduce time of patients spent in hospitals for PET inspection.

Description

초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법 및 프로그램 {METHOD AND PROGRAM FOR PROVIDEING DIAGNOSTIC IMAGE BY EARLY DYNAMIC IMAGE DATA}Diagnosis image generation method and program based on initial dynamic image data {METHOD AND PROGRAM FOR PROVIDEING DIAGNOSTIC IMAGE BY EARLY DYNAMIC IMAGE DATA}

본 발명은 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법 및 프로그램에 관한 것으로, 보다 자세하게는 초기의 시간범위에서 획득된 초기 동적 영상데이터를 기반으로 환자 진단 시에 이용되는 기준시간 경과 후의 진단용 영상을 예측하여 생성하는 방법 및 프로그램에 관한 것이다.The present invention relates to a method and program for generating an image for diagnosis based on initial dynamic image data, and more specifically, to predict an image for diagnosis after a lapse of a reference time used for patient diagnosis based on initial dynamic image data acquired in an initial time range. It relates to a method and a program for generating.

PET(Positron Emission Computed Tomography) 검사는 양전자 방출 방사성 동위원소를 투여하고, 이때 몸 밖으로 방출되는 방사선을 획득하여 인체의 대사변화 및 수용체 분포에 관련된 유용한 진단적 정보들을 얻어내는 최첨단의 핵의학영상검사법이다. 최근에는 단순한 PET영상만을 획득하는 것에서 한발 더 나아가 CT(Computed Tomography) 혹은 MRI(Magnetic Resonance Image) 장비까지 Fusion된 Hybrid Scanner로 점점 진화를 거듭하고 있다. 이에 현재의 PET 검사에서는 PET 장치와 CT 장치를 하나의 동체에 결합한 PET/CT Scanner를 기본으로 사용하면서 추가로 CT영상의 해부학적 정보를 얻게 되어 PET 영상에서 확인된 병변의 정확한 위치 및 깊이 정보까지 제공할 수 있게 되었다.The Positron Emission Computed Tomography (PET) test is a state-of-the-art nuclear imaging technique that administers positron emitting radioisotopes and obtains radiation emitted outside the body to obtain useful diagnostic information regarding metabolic changes and receptor distribution in the body. . In recent years, the company has been gradually evolving into a fused hybrid scanner, from acquiring only PET images to computing CT (Computed Tomography) or MRI (Magnetic Resonance Image) equipment. In the current PET test, the PET / CT scanner, which combines the PET device and the CT device in one fuselage, is used as a basis, and additionally, anatomical information of the CT image is obtained, so that the exact location and depth of the lesion identified in the PET image can be obtained. It was possible to provide.

통상적으로 PET검사는 방사성 동위원소가 표지된 트레이서(Tracer)를 인체 내에 주사한 후 트레이서 특이 결합과 비특이결합이 안정상태에 도달하거나 그 차이가 최대가 되는 특정한 시간(예를 들어, 2시간 내지 3시간)이 경과된 이후에 획득되는 PET 영상을 기반으로 환자 진단을 수행한다. 즉, 혈류에 의한 영향이 배제된 PET영상을 획득(예를 들어, FP-CIT를 트레이서로 이용하는 경우)하거나 영역 간의 비율(Ratio) 차이가 크게 된 PET영상을 획득(예를 들어, FDG를 트레이서로 이용하는 경우)하기 위해 특정한 시간이 경과된 이후의 PET영상을 획득하게 된다. 구체적으로, 핵의학 영상 중 임상적으로 많이 이용되고 있는 검사들에 사용되는 방사성의약품(Radiopharmaceuticals, Radiotracer 또는 Radioligand)들의 체내 약 역학이 서로 다르나, 대부분 주사 후 1시간이 이상 지난 후 촬영을 시작하여 딜레이 영상데이터를 획득한다. Bone scan은 약 3시간, FDG PET는 약 1시간, 도파민운반체 PET은 약 3시간, 아밀로이드 PET은 약 90분이 경과된 후에 딜레이 영상데이터 획득을 위한 촬영을 수행한다. 이를 위해, 환자는 병원에 내원하여 진단용 의약품(즉, 트레이서)을 투여받은 후에 PET 영상을 촬영할 기준시점까지 대기하게 된다. 이에 따라, 항정상태(Steady State)에 도달하기까지 긴 시간동안 환자는 투여된 의약품에 의하여 다른 환자 및 보호자가 방사선에 피폭이 되지 않도록 대기실에 상주하여야 한다. 특히, FDG를 트레이서로 이용하는 경우, 대기 시간동안 뇌가 자극되거나 수의적/불수의적으로 움직이면 포도당운반체의 활성과 hexokinase의 활성이 동반 상승하여 포도당 대사가 증가하여 영상에 왜곡을 생성시키게 되므로, 환자들은 어두운 방에서 움직이지 않고 특정시간 이상 대기하여야 한다.PET testing typically involves injecting a radiolabeled tracer into a human body, followed by a specific time (eg, 2 hours to 2 hours) when the tracer specific and nonspecific bonds reach a stable state or the difference is maximized. Patient diagnosis is performed based on the PET image acquired after 3 hours). That is, a PET image without the influence of blood flow is obtained (for example, when FP-CIT is used as a tracer) or a PET image with a large difference in ratio between regions is obtained (for example, a FDG is tracer). In order to obtain a PET image after a specific time has elapsed. Specifically, the radiopharmaceuticals (Radiopharmaceuticals, Radiotracer or Radioligand) used in the clinically widely used tests of nuclear medicine images are different from each other in the body, but most of them are taken more than 1 hour after the injection and delayed Acquire image data. Bone scan takes about 3 hours, FDG PET takes about 1 hour, dopamine carrier PET takes about 3 hours, amyloid PET takes about 90 minutes, and then the image is taken for delay image acquisition. To this end, the patient will come to the hospital to receive the diagnostic medicine (ie, the tracer) and wait until the reference point to take the PET image. Accordingly, for a long time before reaching Steady State, the patient should stay in the waiting room so that other patients and caregivers are not exposed to radiation by the administered medication. In particular, when the FDG is used as a tracer, when the brain is stimulated or moves voluntarily or involuntarily during the waiting time, the glucose carrier and hexokinase activity are increased to increase glucose metabolism to generate distortion in the image. Wait in a dark room for a certain amount of time without moving.

본 발명은, 여러 환자에 대한 초기 동적 영상데이터와 딜레이 영상데이터를 학습한 진단용 영상 예측모델을 이용하여, 의료진이 진단에 활용하기 위한 딜레이 영상데이터를 촬영할 시점까지 대기하지 않고 초기 범위의 초기 동적 영상데이터를 이용하여 진단용 딜레이 영상데이터를 예측하여 제공하는, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법 및 프로그램을 제공하고자 한다.The present invention uses a diagnostic image prediction model that learns initial dynamic image data and delay image data for a plurality of patients, and does not wait until the time when the medical staff photographs the delay image data for diagnosis. An object of the present invention is to provide a diagnostic image generation method and program based on initial dynamic image data, which predict and provide diagnostic delay image data using data.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법은, 컴퓨팅시스템이 하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득하는 단계; 및 컴퓨팅시스템이 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 학습용 딜레이 영상데이터를 학습하여 진단용 영상 예측모델을 생성하는 단계;를 포함하고, 상기 진단용 영상 예측모델은 신규 환자에 대한 진단용 초기 동적 영상데이터를 기반으로 신규 딜레이 영상데이터를 산출하는 것이며, 상기 초기 동적 영상데이터는 약품 주입 후 초기범위에서 특정한 제1시간 동안 획득되는 데이터로서, 하나 이상의 영상프레임을 포함하는 데이터이며, 상기 딜레이 영상데이터는 기준시간 후에 획득되는 것으로서, 환자 진단에 이용되는 진단용 영상이다.According to an embodiment of the present invention, a method for generating diagnostic image based on initial dynamic image data may include: acquiring, by a computing system, initial dynamic image data for learning and delay image data for one or more patients; And generating, by a computing system, a diagnostic image prediction model by learning the training initial dynamic image data and the training delay image data, wherein the diagnostic image prediction model is based on diagnostic initial dynamic image data for a new patient. New delay image data is calculated. The initial dynamic image data is data obtained during a first specific time in an initial range after drug injection, and includes data including one or more image frames. The delay image data is acquired after a reference time. It is a diagnostic image used for diagnosing a patient.

또한, 다른 일실시예로, 상기 영상데이터는 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography) 영상데이터이며, 상기 약품은 트레이서인 것을 특징으로 한다.In another embodiment, the image data is Positron Emission Tomography image data, the drug is characterized in that the tracer.

또한, 다른 일실시예로, 상기 초기 동적 영상데이터는, 요구되는 프레임의 개수에 따라 상기 제1시간 내의 영상프레임의 화질이 설정되는 것을 특징으로 한다.In another embodiment, the initial dynamic image data is characterized in that the image quality of the image frame within the first time is set according to the required number of frames.

또한, 다른 일실시예로, 영상데이터 촬영에 이용되는 약품이 특정한 타겟영역에 결합하는 트레이서인 경우, 상기 딜레이 영상데이터는 혈류에 의한 영향이 배제된 시점에 획득되는 것이고, 상기 초기 동적 영상데이터는 레퍼런스 영역에서 혈류에 의한 영향이 감소되기 시작하는 시점 이후 또는 상기 타겟영역과 레퍼런스영역의 선량 비율 차이값이 특정값 이상이 되거나 비율 차이값이 최대가 되는 시점 주변에서 획득되는 것을 특징으로 한다.In another embodiment, when the drug used to capture image data is a tracer coupled to a specific target region, the delay image data is obtained when the influence of blood flow is excluded, and the initial dynamic image data is After the point at which the influence of blood flow in the reference area begins to decrease, or around the time point when the dose ratio difference between the target region and the reference region becomes more than a specific value or the ratio difference value becomes the maximum.

또한, 다른 일실시예로, 초기시간범위 동안의 초기설정용 초기 동적 영상데이터 및 초기설정용 딜레이 영상데이터를 획득하는 단계; 및 초기시간범위의 상기 초기설정용 초기 동적 영상데이터와 상기 초기설정용 딜레이 영상데이터를 학습하여, 초기시간범위에 포함된 최적의 제1시간을 산출하는 단계;를 더 포함한다.In another embodiment, the method may further comprise: obtaining initial dynamic image data for initial setting and delay image data for initial setting during an initial time range; And calculating the optimal first time included in the initial time range by learning the initial dynamic image data for the initial setting and the delay image data for the initial setting in the initial time range.

또한, 다른 일실시예로, 상기 진단용 영상 예측모델 생성단계는, 시간 경과에 따른 상기 초기 동적 영상 데이터 내의 각 픽셀의 변화와 상기 딜레이 영상 프레임 내의 각 픽셀을 매칭하여 학습하거나, 시간 경과에 따른 초기 동적 영상데이터 내의 각 영상 프레임을 다채널 입력으로 하여 딜레이 영상 데이터를 학습하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment, the generating of the diagnostic image predictive model may include learning each pixel in the delay image frame by matching a change of each pixel in the initial dynamic image data over time, or initializing over time. Delay image data may be learned by using each image frame in the dynamic image data as a multi-channel input.

또한, 다른 일실시예로, 학습데이터 획득 시와 진단 시에 사용되는 약품의 양이 상이한 경우, 상기 신규 딜레이 영상데이터는, 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 진단용 초기 동적 영상데이터의 밝기 또는 색상 차이를 반영하여 생성되는 것을 특징으로 한다.In another embodiment, when the amount of the medicine used when acquiring the training data and the diagnosis is different, the new delay image data may be different in brightness or color between the initial dynamic image data for learning and the initial dynamic image data for diagnosis. Characterized in that it is generated by reflecting.

또한, 다른 일실시예로, 학습용 초기 동적 영상 데이터와 진단용 초기 동적 영상 데이터의 밝기를 최대값 또는 평균값을 기준으로 정규화하여 신규 딜레이 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment, the new delay image data may be generated by normalizing the brightness of the training initial dynamic image data and the diagnostic initial dynamic image data based on a maximum value or an average value.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법은, 컴퓨팅시스템이 하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득하는 단계; 컴퓨팅시스템이 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 학습용 딜레이 영상데이터를 학습하여 진단용 영상 예측모델을 생성하는 단계; 및 상기 컴퓨팅시스템이 상기 진단용 영상 예측모델에 신규 환자에 대한 진단용 초기 동적 영상데이터를 입력하여 신규 딜레이 영상데이터를 산출하는 단계;를 포함하고, 상기 초기 동적 영상데이터는 약품 주입 후 초기범위에서 특정한 제1시간 동안 획득되는 데이터로서, 하나 이상의 영상프레임을 포함하는 데이터이며, 상기 딜레이 영상데이터는 기준시간 후에 획득되는 것으로서, 환자 진단에 이용되는 진단용 영상이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of generating an image for diagnosis based on initial dynamic image data, the method comprising: acquiring, by a computing system, initial dynamic image data and learning delay image data for one or more patients; Generating, by a computing system, a diagnostic image prediction model by learning the training initial dynamic image data and the training delay image data; And calculating, by the computing system, new delay image data by inputting initial diagnostic dynamic image data of a new patient to the diagnostic image predictive model, wherein the initial dynamic image data is specified in an initial range after drug injection. The data obtained for one hour is data including one or more image frames, and the delay image data is obtained after a reference time and is a diagnostic image used for patient diagnosis.

본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법은, 컴퓨팅시스템이 진단용 영상 예측모델에 신규 환자에 대한 진단용 초기 동적 영상데이터를 수신하는 단계; 및 상기 초기 동적 영상데이터를 기반으로 신규 딜레이 영상데이터를 산출하는 단계;를 포함하고, 상기 진단용 영상 예측모델은, 하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득한 후 학습하여 생성되는 것이며, 상기 초기 동적 영상데이터는 약품 주입 후 초기범위에서 특정한 제1시간 동안 획득되는 데이터로서, 하나 이상의 영상프레임을 포함하는 데이터이며, 상기 딜레이 영상데이터는 기준시간 후에 획득되는 것으로서, 환자 진단에 이용되는 진단용 영상이다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for generating a diagnostic image based on initial dynamic image data, the method comprising: receiving, by a computing system, initial dynamic image data for a new patient in a diagnostic image prediction model; And calculating new delay image data based on the initial dynamic image data, wherein the diagnostic image prediction model acquires initial dynamic image data for training and learning delay image data for one or more patients, and then learns. The initial dynamic image data is data obtained during a specific first time in an initial range after drug injection, and includes data including one or more image frames, and the delay image data is obtained after a reference time. This is a diagnostic image used for.

또한, 다른 일실시예로, 학습데이터 획득 시와 진단 시에 사용되는 약품의 양이 상이한 경우, 상기 신규 딜레이 영상데이터 산출단계는, 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 진단용 초기 동적 영상데이터의 밝기 또는 색상 차이를 반영하여 상기 신규 딜레이 영상데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment, when the amount of drugs used for acquiring and diagnosing the training data is different, the step of calculating the new delay image data may include the brightness of the initial dynamic image data for training and the initial dynamic image data for diagnosis, or the like. The new delay image data may be generated by reflecting color differences.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성프로그램은, 하드웨어와 결합되어 상기 언급된 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법을 실행하며, 매체에 저장된다.The initial dynamic image data-based diagnostic image generation program according to another embodiment of the present invention is combined with hardware to execute the above-mentioned initial dynamic image data-based diagnostic image generation method and stored in a medium.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 아래와 같은 다양한 효과들을 가진다.According to the present invention as described above, has the following various effects.

첫째, 환자는 약품(예를 들어, 트레이서)을 투여한 후 기준시간이 경과할 때까지 대기하지 않아도 되므로, 환자들이 PET 검사를 위해 병원에서 소비하는 시간을 줄일 수 있다.First, the patient does not have to wait until the baseline time after administering the medication (eg, a tracer), thereby reducing the time patients spend in the hospital for PET testing.

둘째, 딜레이 영상데이터를 직접 획득하기 위해 약물을 주입할 때에 비해 진단용 초기 동적 영상데이터 획득 시에 적은 양의 약물을 이용할 수 있으므로, 환자 신체에 영향을 미치는 방사선량을 줄일 수 있다.Second, since a small amount of drug can be used to acquire the initial dynamic image data for diagnosis as compared to when the drug is injected to directly obtain the delay image data, the amount of radiation affecting the patient's body can be reduced.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 FP-CIT를 투입하여 획득되는 영상데이터와 영상데이터의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 FDG를 투입하여 획득되는 영상데이터와 영상데이터의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 제1시간 범위 산출과정을 더 포함하는 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법이다.
도 5은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법이다.
도 6는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법의 순서도이다.
1 is a method for generating an image for diagnosis based on initial dynamic image data according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a change in image data and image data obtained by inputting the FP-CIT according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating a change in image data and image data obtained by inputting an FDG according to an embodiment of the present invention.
4 is an initial dynamic image data-based diagnostic image generation method further comprising a first time range calculation process according to an embodiment of the present invention.
5 is a method for generating an image for diagnosis based on initial dynamic image data according to another embodiment of the present invention.
6 is a flow chart of a method for generating an image for diagnosis based on initial dynamic image data according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and / or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components.

본 명세서에서 '컴퓨팅시스템'은 연산처리를 수행하는 다양한 장치들이 모두 포함된다. '컴퓨팅시스템'은 하나 이상의 컴퓨터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터는 데스크 탑 PC, 노트북(Note Book) 뿐만 아니라 스마트폰(Smart phone), 태블릿 PC, 셀룰러폰(Cellular phone), 피씨에스폰(PCS phone; Personal Communication Service phone), 동기식/비동기식 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)의 이동 단말기, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA; Personal Digital Assistant) 등도 해당될 수 있다. 또한, 컴퓨터는 의료영상을 획득하거나 관찰하는 의료장비도 해당될 수 있다. 또한, 컴퓨터는 다양한 클라이언트 컴퓨터와 연결되는 서버 컴퓨터가 해당될 수 있다.In the present specification, the 'computing system' includes all the various devices for performing arithmetic processing. A computing system may include one or more computers. For example, a computer can be a desktop PC, a notebook, as well as a smartphone, a tablet PC, a cellular phone, a PCS phone (Personal Communication Service phone), synchronous / asynchronous The mobile terminal of the International Mobile Telecommunication-2000 (IMT-2000), a Palm Personal Computer (PC), a Personal Digital Assistant (PDA), and the like may also be applicable. The computer may also correspond to medical equipment for acquiring or observing medical images. In addition, the computer may correspond to a server computer connected to various client computers.

본 명세서에서 '영상데이터'는 의료영상촬영장치에 의해 획득되는 영상을 의미한다.In the present specification, 'image data' means an image obtained by the medical imaging apparatus.

본 명세서에서 '의료영상촬영장치'는 의료영상 획득에 이용되는 기기를 의미한다. 예를 들어, '의료영상촬영장치'는 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography) 영상 촬영기기, 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging; MRI) 촬영기기 등을 포함할 수 있다.As used herein, the term "medical imaging apparatus" refers to a device used to acquire a medical image. For example, the medical imaging apparatus may include a Positron Emission Tomography imaging apparatus, a Magnetic Resonance Imaging (MRI) imaging apparatus, or the like.

본 명세서에서 '딜레이(Delay) 영상데이터'는 기준시간 후에 획득되는 것으로서, 환자 진단에 이용되는 진단용 영상을 의미한다. In the present specification, 'delay image data' is obtained after a reference time, and means a diagnostic image used for patient diagnosis.

본 명세서에서 '기준시간'은 약품(예를 들어, 조영제 또는 트레이서)를 주입한 최초 시점으로부터 환자 상태를 진단 가능한 영상데이터를 획득 가능한 시점(즉, 기준시점)까지의 시간을 의미한다.In the present specification, the 'reference time' means a time from an initial time of injecting a medicine (eg, contrast agent or tracer) to a time point (ie, reference time point) at which image data capable of diagnosing a patient's condition can be obtained.

본 명세서에서 '약품'은 의료영상데이터 촬영 시에 신체 내부에 주입되는 것을 의미한다. 예를 들어, '약품'은 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging; MRI) 촬영 또는 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography; CT)에 이용되는 조영제, 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography) 영상 촬영 시에 이용되는 트레이서(Tracer) 등이 해당될 수 있다.In the present specification, "drug" means injected into the body at the time of taking medical image data. For example, 'Drug' is a tracer used for magnetic resonance imaging (MRI) imaging or computed tomography (CT) imaging, and Positron Emission Tomography imaging. (Tracer) may be applicable.

본 명세서에서 '초기 동적 영상데이터'는 연속적인 복수의 영상프레임을 포함하는 영상데이터를 의미한다. '초기 동적 영상데이터'는 딜레이 영상데이터가 획득되는 기준시점보다 이전에 획득되는 것으로서, 초기 시간범위(예를 들어, 영상 촬영 시에 투여되는 조영제 또는 트레이서를 삽입한 후 짧은 시간 이후의 시간범위)에 획득되는 것이다.In the present specification, 'initial dynamic image data' means image data including a plurality of consecutive image frames. 'Initial dynamic image data' is obtained before the reference time point at which the delay image data is acquired, and includes an initial time range (for example, a time range shortly after inserting a contrast agent or tracer administered during imaging). Is to be obtained.

본 명세서에서 '학습용 초기 동적 영상데이터'는 진단용 영상 예측모델의 학습에 이용되는 학습데이터에 포함되는 초기 동적 영상데이터를 의미한다.In the present specification, 'learning initial dynamic image data' means initial dynamic image data included in learning data used for learning a diagnostic image prediction model.

본 명세서에서 '학습용 딜레이 영상데이터'는 진단용 영상 예측모델의 학습에 이용되는 학습데이터에 포함되는 딜레이 영상데이터를 의미한다.In the present specification, 'learning delay image data' means delay image data included in learning data used for learning a diagnostic image prediction model.

본 명세서에서 '진단용 초기 동적 영상데이터'는 특정한 환자의 딜레이 영상데이터 산출을 위해 획득되는 초기 동적 영상데이터를 의미한다.In the present specification, 'diagnostic initial dynamic image data' means initial dynamic image data acquired for calculating delay image data of a specific patient.

본 명세서에서 '신규 딜레이 영상데이터'는 특정한 환자 진단을 위해 진단용 영상 예측모델을 통해 산출되는 딜레이 영상데이터를 의미한다.In the present specification, 'new delay image data' refers to delay image data calculated through a diagnostic image prediction model for a specific patient diagnosis.

본 명세서에서 '제1시간'은 초기 동적 영상데이터가 획득되는 시간범위를 의미한다. 즉, '제1시간'은 초기 동적 영상데이터가 획득되기 시작되는 시점부터 마지막 영상프레임이 획득되는 시점까지의 시간범위를 의미한다.In the present specification, the 'first time' refers to a time range in which initial dynamic image data is obtained. That is, the 'first time' refers to a time range from the time when the initial dynamic image data is acquired to the time when the last image frame is acquired.

본 명세서에서 '초기시간범위'는 학습용 초기 동적 영상데이터를 획득하는 제1시간를 추출하기 위한 시간범위를 의미한다.In the present specification, the 'initial time range' refers to a time range for extracting a first time for acquiring learning initial dynamic image data.

본 명세서에서 '초기설정용 초기 동적 영상데이터'는 상기 초기시간범위에서 연속되는 복수의 영상프레임이 포함하는 영상데이터를 의미한다.In the present specification, 'initial dynamic image data for initial setting' means image data included in a plurality of image frames consecutive in the initial time range.

본 명세서에서 '초기설정용 딜레이 영상데이터'는 진단용 영상 예측모델의 학습에 적합한 제1시간을 산출하기 위해 이용되는 딜레이 영상데이터를 의미한다. '초기설정용 딜레이 영상데이터'는 학습용 딜레이 영상데이터와 동일할 수 있다.In the present specification, 'initial setting delay image data' refers to delay image data used to calculate a first time suitable for learning a diagnostic image prediction model. 'Delay image data for initial setting' may be the same as the delay image data for learning.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법 및 프로그램에 대한 상세한 설명을 기재한다.Hereinafter, a detailed description of an initial dynamic image data-based diagnostic image generation method and program according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법이다.1 is a method for generating an image for diagnosis based on initial dynamic image data according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법은, 컴퓨팅시스템이 하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득하는 단계(S400); 및 컴퓨팅시스템이 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 학습용 딜레이 영상데이터를 학습하여 진단용 영상 예측모델을 생성하는 단계(S600);를 포함한다.Referring to FIG. 1, in the initial dynamic image data-based diagnostic image generation method according to an embodiment of the present invention, the computing system acquires initial dynamic image data and learning delay image data for one or more patients (S400). ; And generating, by the computing system, a diagnostic image prediction model by learning the training initial dynamic image data and the training delay image data (S600).

컴퓨팅시스템이 하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득한다(S400). 컴퓨팅시스템은 클라이언트 장치로부터 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득하여 학습데이터를 구축한다. 예를 들어, 컴퓨팅시스템은 특정한 환자에 대해 초기 동적 영상데이터와 딜레이 영상데이터가 촬영되면 의료영상촬영장치 또는 의료영상촬영장치가 연결된 클라이언트 장치로부터 특정한 환자에 대해 초기 동적 영상데이터와 딜레이 영상데이터를 수신한다.The computing system acquires learning initial dynamic image data and learning delay image data for one or more patients (S400). The computing system constructs the learning data by acquiring the learning initial dynamic image data and the learning delay image data from the client device. For example, the computing system receives initial dynamic image data and delay image data for a specific patient from the medical imaging apparatus or a client device connected to the medical imaging apparatus when the initial dynamic image data and the delay image data are captured for the specific patient. do.

일실시예로, 상기 영상데이터는 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography; 이하 PET) 영상데이터이다. 의료진은 특정한 타겟영역 또는 특정한 물질(예를 들어, 도파민운반체, 포도당운반체)에 부착 또는 반응하는 리간드를 포함하는 방사성트레이서(RadioTracer; 인체 내부 관찰에 이용되는 방사능 물질)가 투입된 후 일정시간이 경과된 후에 일반적으로 촬영하여 딜레이(Delay) 영상데이터를 PET 영상데이터로 획득하고, 이를 통해 진단을 수행한다. In one embodiment, the image data is Positron Emission Tomography (PET) image data. The medical staff has a certain time after the input of a radiotracer (radioactive material used in the human body observation) containing a ligand that attaches or reacts to a specific target region or a specific substance (for example, dopamine carriers, glucose carriers) Afterwards, the image is generally taken to obtain delay image data as PET image data, and diagnostics are performed therethrough.

양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography) 시에 사용되는 트레이서(Tracer)의 종류에 따라 컴퓨팅시스템이 획득하는 초기 동적 영상데이터의 유형이 달라질 수 있다.Depending on the type of tracer used in Positron emission tomography, the type of initial dynamic image data acquired by the computing system may vary.

일실시예로, 시간 경과에 따라 타겟영역 이외의 영역의 방사선 농도가 감소하는 트레이서(Tracer)를 이용하는 경우, 학습용 초기 동적 영상데이터는 혈류영향이 감소하기 시작하는 제1시간(즉, 약물 투입 초기시점에 가까운 시간범위)에서 획득되고, 학습용 딜레이 영상데이터는 혈류영향이 배제되어 리간드 특성에 의해 방사선 양이 확인 또는 결정되는 기준시점에 획득된다.In one embodiment, when using a tracer (Tracer) that decreases the radiation concentration of the area other than the target area over time, the initial dynamic image data for learning is the first time (ie, initial drug injection) when blood flow effects begin to decrease The learning delay image data is acquired at a reference time point at which the amount of radiation is confirmed or determined by ligand characteristics without the influence of blood flow.

예를 들어, 도 2에서와 같이, 약물(즉, 트레이서)로 FP-CIT를 사용하는 경우, 약물이 투여된 초기 시간범위에서는 혈류 영향에 의해 뇌의 전체 영역에서 방사선량이 높게 나타나서 진단이 어렵다. 그러나 시간이 경과됨에 따라 약물이 소변이나 간으로 대사되어 배설된 후 혈장 내 농도가 떨어지게 되면서, 혈액 내에는 약물이 없어지기 때문에 균형을 맞추기 위해 뇌 조직에서 혈액 쪽으로 약물이 빠져나가게 된다. 컴퓨터시스템은 뇌조직 내의 방사선량이 변화하는 제1시간 범위에서 초기 동적 영상데이터를 획득한다. 그 후, FP-CIT는 도파민(Dopamine)과 결합력이 강해 파킨슨병을 감별하는데 효과적이므로, FP-CIT가 타겟부위인 도파민신경운반체에 결합되어 있음에 따라 시간이 경과되어 다른 영역은 혈류 영향이 감소하여 농도가 낮아지더라도 타겟부위는 높은 농도를 유지하게 된다. 따라서, 컴퓨팅시스템은 약물 투여 후 기준시간이 경과되어 혈류 영향이 감소된 시점에 딜레이 영상데이터을 획득한다. 딜레이 영상데이터는 기존에 의료진에 의해 타겟부위의 크기, 형태 등을 진단하는데 이용되는 영상데이터일 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, when FP-CIT is used as a drug (ie, a tracer), in the initial time range in which the drug is administered, the radiation dose is high in the whole region of the brain due to blood flow effects, and thus diagnosis is difficult. However, over time, the drug is metabolized into the urine or liver and excreted, and then the concentration in the plasma drops, so the drug is lost in the blood and the drug is released from the brain tissue to balance to balance. The computer system acquires initial dynamic image data over a first time range at which the radiation dose in the brain tissue changes. Since FP-CIT is effective in differentiating Parkinson's disease due to its strong binding ability with dopamine, the effects of blood flow on other areas are reduced as time passes as FP-CIT is bound to the dopamine neurotransmitter. Even if the concentration is lowered, the target portion maintains a high concentration. Therefore, the computing system acquires delay image data at a time point at which the influence of blood flow decreases after a reference time passes after drug administration. The delay image data may be image data used by a medical staff to diagnose the size, shape, and the like of a target portion.

또한, 다른 일실시예로, 영상데이터 촬영에 이용되는 약품이 특정한 타겟영역에 결합하는 트레이서인 경우, 상기 초기 동적 영상데이터를 획득하는 제1시간 범위는 다양한 기준을 바탕으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1시간 범위는 레퍼런스 영역에서 혈류에 의한 영향이 감소되기 시작하는 시점 이후의 시간범위로 설정될 수 있다. 상기 레퍼런스 영역은, 일반적으로 트레이서가 결합하는 물질이 없거나 적어서 질병 간에 차이가 없는 뇌의 특정부위이다. 상기 레퍼런스 영역은, 트레이서 종류와 특성에 따라 달라진다. 예를 들어, 트레이서가 FP-CIT인 경우, 상기 레퍼런스 영역은, 소뇌나 후두엽 피질 등의 도파민신경운반체가 적은 부위가 된다. 또한, 다른 예로, 상기 제1시간 범위는 타겟영역과 레퍼런스영역의 선량 비율 차이값이 특정값 이상이 되거나 비율 차이값이 최대가 되는 시점 주변으로 설정될 수 있다.In another embodiment, when the medicine used to capture image data is a tracer coupled to a specific target region, the first time range for acquiring the initial dynamic image data may be determined based on various criteria. For example, the first time range may be set to a time range after a time point at which the influence of blood flow in the reference region begins to decrease. The reference region is a specific region of the brain that generally has no or little substance to which the tracer binds and thus does not differ between diseases. The reference area depends on the type and characteristics of the tracer. For example, when the tracer is FP-CIT, the reference region is a site having few dopamine neurotransmitters such as cerebellum and occipital cortex. In another example, the first time range may be set around a time point at which the dose ratio difference value between the target region and the reference region becomes equal to or greater than a specific value or the ratio difference value reaches a maximum value.

다른 일실시예로, 영상데이터 촬영에 이용되는 약품이 시간경과에 따라 계속해서 타겟영역에 결합되는 양이 증가되는 트레이서(예를 들어, Fluorodeoxyglucose(이하, FDG) PET)인 경우, 피크 지점이 없이 뇌의 각 영역의 선량이 증가하므로, 컴퓨팅시스템은 방사선량의 차이가 크지 않은 초기의 제1시간 범위에서 초기 동적 영상데이터를 획득하고, 영역 간의 방사선량 차이 비율(Ratio)이 커진 기준시점에 딜레이 영상데이터를 획득한다. 즉, 기존에 의료진은 뇌조직의 각 영역 간 차이를 명확하게 파악하기 위해 방사선량 비율 차이가 크게 나는 기준시점에 획득되는 영상데이터로 환자 진단을 수행하였으므로, 컴퓨팅시스템은 기준시점에 획득된 영상데이터를 학습용 딜레이 영상데이터로 이용한다.In another embodiment, in the case of a tracer (eg, Fluorodeoxyglucose (hereinafter referred to as FDG) PET) in which the amount of chemicals used to capture image data is continuously increased to bind to a target area over time, there is no peak point. Since the dose of each region of the brain is increased, the computing system acquires the initial dynamic image data in the initial first time range where the difference in radiation dose is not large, and delays at the reference time point where the ratio of radiation dose difference between regions is increased. Acquire image data. In other words, in order to clearly identify the difference between the regions of the brain tissue, the medical staff previously diagnosed the patient with the image data obtained at the baseline point at which the radiation dose rate difference is large, so that the computing system acquired the image data at the baseline point. Is used as learning delay image data.

예를 들어, 플루오로데옥스글루코오스(Fluorodeoxyglucose; 이하, FDG)는 데옥시글루코오스(Deoxyglucose와) 생체내 화학적 특성이 같다. 데옥시글루코오스(Deoxyglucose)는 포도당처럼 뇌혈류장벽의 혈관내피세포의 포도당운반체와 뉴런과 성상세포의 포도당운반체를 통해 세포 내로 유입된 후 헥소키나아제(Hexokinase: 포도당이나 그 밖의 헥소스에 ATP로부터 인산기를 전이하여 대응하는 헥소스-6-인산의 생성반응을 촉매하는 효소)의 작용으로 데옥시글루코오스-6-인산(deoxyglucose-6-P)가 되어 머문다. FDG PET은 포도당 대사 중에 포도당운반체와 헥소키나아제(Hexokinase) 활성을 함께 반영한다. 즉, 도 3에서와 같이, 시간이 경과함에 따라 뇌세포 내로 유입된 FDG의 양이 증가하여 각 세포에서 제공되는 선량은 시간이 경과함에 따라 증가하게 된다. 따라서, 컴퓨팅시스템은 초기시점에 가까운 제1시간 범위에서 학습용 초기 동적 영상데이터를 획득하고, 충분한 시간이 경과되어 각 영역의 선량 차이가 커진 기준시점에 딜레이 영상을 획득한다.For example, Fluorodeoxyglucose (hereinafter referred to as FDG) has the same chemical properties in vivo as deoxyglucose (Deoxyglucose). Deoxyglucose, like glucose, is introduced into cells through the glucose transporter of vascular endothelial cells of the brain bloodstream barrier and the glucose transporter of neurons and astrocytes, and then phosphate groups from ATP to hexokinase (glucose or other hexose). Transfers to a deoxyglucose-6-P by the action of a corresponding hexose-6-phosphate-catalyzed enzyme). FDG PET reflects both glucose transporter and hexokinase activity during glucose metabolism. That is, as shown in FIG. 3, as the time passes, the amount of FDG introduced into the brain cells increases, and the dose provided by each cell increases with time. Accordingly, the computing system acquires initial dynamic image data for learning in a first time range close to the initial time point, and obtains a delay image at a reference time point when a dose difference of each region increases after sufficient time passes.

컴퓨팅시스템은 의도적으로 제1시간 범위와 기준시점에 2회 촬영을 수행하여 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득할 수도 있고, 환자 진단을 위해 초기 시점(Early phase)와 기준시점(즉, 지연시점(Delay phase))에 각각 영상을 획득하면서 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득할 수도 있다. 예를 들어, 의료진은 Early FPCIT 영상(즉, Early phase에 획득된 FPCIT PET 영상)과 Delay FPCIT 영상(즉, Delay phase에 획득된 FPCIT PET 영상)을 비교하여 파킨슨 병의 원인질환을 판단하기 위해 Early FPCIT 영상과 Delay FPCIT 영상을 획득할 수 있으므로, Early FPCIT 영상을 초기 동적 영상데이터로 제1시간 범위에서 획득하면, 컴퓨팅시스템은 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득할 수 있다.The computing system may intentionally acquire the initial dynamic image data for learning and the delay image data for learning by performing two shots in the first time range and the reference time point, and the initial phase and the reference time point (ie In addition, the initial dynamic image data for learning and the delay image data for learning may be acquired while acquiring images at a delay phase. For example, medical staff may compare early FPCIT images (ie, early phase FPCIT PET images) with Delay FPCIT images (ie, FPCIT PET images obtained during the Delay phase) to determine the cause of Parkinson's disease. Since the FPCIT image and the Delay FPCIT image may be acquired, when the Early FPCIT image is acquired as the initial dynamic image data in the first time range, the computing system may acquire the initial dynamic image data for learning and the delay image data for learning.

또한, 다른 일실시예로, 상기 초기 동적 영상데이터는, 요구되는 프레임의 개수에 따라 상기 제1시간 내의 영상프레임의 화질이 설정된다. 즉, 동일한 양의 약물을 사용하면 외부로 방출되는 방사선 최대량이 제한되어 영상프레임을 생성하는데 이용되는 신호량이 제한되므로, 컴퓨팅시스템은 동일한 신호량을 기반으로 영상프레임 개수에 따라 각 영상프레임의 화질을 달리 설정할 수 있다. 예를 들어, 영상프레임 개수를 늘리면 각 영상프레임 생성에 이용되는 시간길이가 짧아지므로 하나의 영상프레임을 생성하는데 이용 가능한 신호량이 줄어들게 되고, 컴퓨팅시스템은 각 영상프레임의 화질을 낮게 생성한다.In another embodiment, the initial dynamic image data is set according to the required number of frames, the image quality of the image frame within the first time. In other words, if the same amount of drug is used, the maximum amount of radiation emitted to the outside is limited, and thus the amount of signal used to generate the image frame is limited. Therefore, the computing system may adjust the image quality of each image frame according to the number of image frames based on the same signal amount. Can be set differently. For example, if the number of video frames is increased, the time length used for generating each video frame is shortened, and thus the amount of signals available for generating one video frame is reduced, and the computing system generates low quality of each video frame.

컴퓨팅시스템이 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 학습용 딜레이 영상데이터를 학습하여 진단용 영상 예측모델을 생성한다(S600; 진단용 영상 예측모델 생성단계). 상기 진단용 영상 예측모델은 신규 환자에 대한 진단용 초기 동적 영상데이터를 기반으로 신규 딜레이 영상데이터를 산출하는 것이다. A computing system learns the training initial dynamic image data and the training delay image data to generate a diagnostic image prediction model (S600; generating a diagnostic image prediction model). The diagnostic image predictive model calculates new delay image data based on initial dynamic image data for diagnosis of a new patient.

일실시예로, 컴퓨팅시스템은 시간 경과에 따른 상기 초기 동적 영상데이터 내의 각 픽셀의 변화와 상기 딜레이 영상프레임 내의 각 픽셀을 매칭하여 학습한다. 즉, 특정한 환자에 대한 영상데이터 조합(즉, 초기 동적 영상데이터와 딜레이 영상데이터의 조합)에서, 컴퓨팅시스템은 신체조직(예를 들어, 뇌조직)의 각 지점(즉, 픽셀)에 대해 초기 동적 영상데이터 내에서의 특성 변화 정보와 딜레이 영상데이터 내에서의 픽셀 특성정보를 매칭하여 영상데이터 조합별 데이터셋을 구축하고, 각 지점(즉, 픽셀)별로 복수의 환자에 대한 데이터셋을 학습하여 진단용 영상 예측모델을 구축한다.In one embodiment, the computing system learns by matching each pixel in the delay image frame with the change of each pixel in the initial dynamic image data over time. That is, in a combination of image data for a particular patient (i.e., a combination of initial dynamic image data and delay image data), the computing system is initially dynamic for each point (i.e., pixels) of body tissue (e.g., brain tissue). The data set for each image data combination is constructed by matching the characteristic change information in the image data with the pixel characteristic information in the delay image data, and the data sets for a plurality of patients are learned for each point (that is, pixels) for diagnosis. Construct an image prediction model.

일실시예로, 상기 진단용 영상 예측모델은 심층신경망(Deep Neural Network; DNN)으로 구축된다. 즉, 상기 진단용 영상 예측모델은 딥러닝 알고리즘을 적용하여 하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 학습한다.In one embodiment, the diagnostic image prediction model is constructed of a deep neural network (DNN). That is, the diagnostic image prediction model learns initial learning dynamic image data and learning delay image data for one or more patients by applying a deep learning algorithm.

상기 심층신경망(Deep Neural Network; DNN)은, 하나 이상의 컴퓨터 내에 하나 이상의 레이어(Layer)를 구축하여 복수의 데이터를 바탕으로 판단을 수행하는 시스템 또는 네트워크를 의미한다. 예를 들어, 심층신경망은 컨볼루션 풀링 층(Convolutional Pooling Layer), 로컬 접속 층(a locally-connected layer) 및 완전 연결 층(fully-connected layer)을 포함하는 층들의 세트로 구현될 수 있다. 컨볼루션 풀링 층 또는 로컬 접속 층은 영상 내 특징들을 추출하도록 구성 될 수 있다. 완전 연결 층은 영상의 특징 간의 상관 관계를 결정할 수 있다. 일부 실시 예에서, 심층신경망의 전체적인 구조는 컨볼루션 풀링 층에 로컬 접속 층이 이어지고, 로컬 접속 층에 완전 연결 층이 이러지는 형태로 이루어질 수 있다. 심층신경망은 다양한 판단기준(즉, 파라미터(Parameter))를 포함할 수 있고, 입력되는 영상 분석을 통해 새로운 판단기준(즉, 파라미터)를 추가할 수 있다.The deep neural network (DNN) refers to a system or a network in which one or more layers are built in one or more computers to perform determination based on a plurality of data. For example, the deep neural network may be implemented as a set of layers including a convolutional pooling layer, a locally-connected layer, and a fully-connected layer. The convolution pooling layer or the local access layer can be configured to extract features in the image. The fully connected layer can determine the correlation between the features of the image. In some embodiments, the overall structure of the deep neural network may be in the form of a local connection layer followed by a convolution pooling layer and a complete connection layer in the local connection layer. The deep neural network may include various criteria (ie, parameters), and may add new criteria (ie, parameters) through an input image analysis.

일실시예로, 상기 심층신경망은, 영상분석에 적합한 콘볼루셔널 신경망이라고 부르는 구조로서, 주어진 영상 데이터들로부터 가장 분별력(Discriminative Power)가 큰 특징을 스스로 학습하는 특징 추출층(Feature Extraction Layer)와 추출된 특징을 기반으로 가장 높은 예측 성능을 내도록 예측 모델을 학습하는 예측층(Prediction Layer)이 통합된 구조로 구성될 수 있다. In one embodiment, the deep neural network, a structure called a convolutional neural network suitable for image analysis, and feature extraction layer (Feature Extraction Layer) for self-learning the features of the largest discriminant power (Discriminative Power) from the given image data Based on the extracted feature, a prediction layer learning a prediction model to have the highest prediction performance may be configured as an integrated structure.

특징 추출층은 영상의 각 영역에 대해 복수의 필터를 적용하여 특징 지도(Feature Map)를 만들어 내는 콘볼루션 층(Convolution Layer)과 특징 지도를 공간적으로 통합함으로써 위치나 회전의 변화에 불변하는 특징을 추출할 수 있도록 하는 통합층(Pooling Layer)을 번갈아 수 차례 반복하는 구조로 형성될 수 있다. 이를 통해, 점, 선, 면 등의 낮은 수준의 특징에서부터 복잡하고 의미 있는 높은 수준의 특징까지 다양한 수준의 특징을 추출해낼 수 있다. The feature extraction layer spatially integrates a convolution layer and a feature map to create a feature map by applying a plurality of filters to each region of an image, thereby allowing a feature to be changed to change in position or rotation. It can be formed in a structure that repeats the alternating layer (Pooling Layer) to be extracted several times. Through this, it is possible to extract various levels of features, from low level features such as points, lines and planes to complex high level features.

콘볼루션 층은 입력 영상의 각 패치에 대하여 필 터와 국지 수용장(Local Receptive Field)의 내적에 비선형 활성 함수(Activation Function)을 취함으로 서 특징지도(Feature Map)을 구하게 되는데, 다른 네트워크 구조와 비교하여, CNN은 희소한 연결성 (Sparse Connectivity)과 공유된 가중치(Shared Weights)를 가진 필터를 사용하는 특징이 있다. 이러한 연결구조는 학습할 모수의 개수를 줄여주고, 역전파 알고리즘을 통한 학습을 효율적으로 만들어 결과적으로 예측 성능을 향상 시킨다. The convolutional layer obtains a feature map by taking a non-linear activation function for the inner product of the filter and the local receptive field for each patch of the input image. In comparison, CNN is characterized by the use of filters with sparse connectivity and shared weights. This connection structure reduces the number of parameters to be learned and makes the learning through the backpropagation algorithm more efficient, resulting in better prediction performance.

통합 층(Pooling Layer 또는 Sub-sampling Layer)은 이전 콘볼루션 층에서 구해진 특징 지도의 지역 정보를 활용하여 새로운 특징 지도를 생성한다. 일반적으로 통합 층에 의해 새로 생성된 특징지도는 원래의 특징 지도보다 작은 크기로 줄어드는데, 대표적인 통합 방법으로는 특징 지도 내 해당 영역의 최대값을 선택하는 최대 통합(Max Pooling)과 특징 지도 내 해당 영역의 평균값을 구하는 평균 통합(Average Pooling) 등이 있다. 통합 층의 특징지도는 일반적으로 이전 층의 특징 지도보다 입력 영상에 존재하는 임의의 구조나 패턴의 위치에 영향을 적게 받을 수 있다. 즉, 통합층은 입력 영상 혹은 이전 특징 지도에서의 노이즈나 왜곡과 같은 지역적 변화에 보다 강인한 특징을 추출할 수 있게 되고, 이러한 특징은 분류 성능에 중요한 역할을 할 수 있다. 또 다른 통합 층의 역할은, 깊은 구조상에서 상위의 학습 층으로 올라갈수록 더 넓은 영역의 특징을 반영할 수 있게 하는 것으로서, 특징 추출 층이 쌓이면서, 하위 층에서는 지역적인 특징을 반영하고 상위 층으로 올라 갈수록 보다 추상적인 전체 영상의 특징을 반영하는 특징 생성할 수 있다.The pooling layer or sub-sampling layer creates a new feature map using the local information of the feature map obtained from the previous convolutional layer. In general, the feature map newly created by the integration layer is reduced to a smaller size than the original feature map. Typical integration methods include the maximum pooling to select the maximum value of the corresponding area in the feature map and the corresponding feature map in the feature map. Average pooling, which finds the mean of a domain. The feature map of the unified layer is generally less affected by the location of any structure or pattern present in the input image than the feature map of the previous layer. That is, the integrated layer can extract features that are more robust to regional changes such as noise or distortion in the input image or previous feature maps, and these features can play an important role in classification performance. Another role of the integration layer is to allow for the reflection of a wider range of features as one goes up to the upper learning layer in the deeper structure, and as feature extraction layers accumulate, the lower layer reflects local features and rises to the upper layer. Increasingly, it is possible to generate a feature that reflects a feature of the entire abstract image.

이와 같이, 콘볼루션 층과 통합 층의 반복을 통해 최종적으로 추출된 특징은 다중 신경망(MLP: Multi-layer Perception)이나 서포트 벡터 머신(SVM: Support Vector Machine)과 같은 분류 모델이 완전 연결 층(Fully-connected Layer)의 형태로 결합되어 분류 모델 학습 및 예측에 사용될 수 있다.As such, the final feature extracted through the iteration of the convolutional layer and the integrated layer is that the classification model such as Multi-layer Perception (MLP) or Support Vector Machine (SVM) is fully connected. Combined in the form of -connected layer, it can be used for classification model training and prediction.

다만, 본 발명의 실시예들에 따른 심층신경망의 구조는 이에 한정되지 아니하고, 다양한 구조의 신경망으로 형성될 수 있다.However, the structure of the deep neural network according to the embodiments of the present invention is not limited thereto, and may be formed of a neural network having various structures.

일실시예로, 상기 진단용 영상 예측모델 생성단계(S600)에서, 컴퓨팅시스템이 초기 동적 영상데이터와 딜레이 영상데이터를 다양한 방식으로 심층신경망에 입력하여 진단용 영상 예측모델을 생성한다. 일 예로, 컴퓨팅시스템은 시간 경과에 따른 초기 동적 영상데이터 내의 각 픽셀의 변화와 상기 딜레이 영상프레임 내의 각 픽셀을 매칭하여 학습한다(예를 들어, Recurrent Neural Network(RNN)를 이용하는 방법). 또한, 다른 일 예로, 컴퓨팅시스템은 시간경과에 따른 초기 동적 영상데이터 내의 각 영상프레임을 다채널 입력으로 하여 딜레이 영상데이터를 학습한다(예를 들어, Multi-channel Convolutional Neural Network(CNN) 방법).또한, 도 4에서와 같이, 다른 일실시예로, 초기시간범위 동안의 초기설정용 초기 동적 영상데이터 및 초기설정용 딜레이 영상데이터를 획득하는 단계(S100); 및 초기시간범위의 상기 초기설정용 초기 동적 영상데이터와 상기 초기설정용 딜레이 영상데이터를 학습하여, 초기시간범위에 포함된 최적의 제1시간을 산출하는 단계(S200);를 더 포함한다. 컴퓨팅시스템이 진단용 영상 예측모델을 이용하여 실제 촬영되는 딜레이 영상데이터와 비슷하게 영상을 획득하기 위해서는 학습효과가 가장 좋은 제1시간 범위를 결정하여야 한다. 따라서, 컴퓨팅시스템은 학습용 영상데이터 조합을 획득하기 전에 제1시간 범위를 산출하기 위한 과정을 먼저 수행할 수 있다.In one embodiment, in the generation of the diagnostic image prediction model (S600), the computing system generates the diagnostic image prediction model by inputting the initial dynamic image data and the delay image data to the deep neural network in various ways. For example, the computing system learns by matching each pixel in the delay image frame with the change of each pixel in the initial dynamic image data over time (for example, using a Recurrent Neural Network (RNN)). In another example, the computing system learns delay image data using each image frame in the initial dynamic image data over time as a multi-channel input (for example, a multi-channel convolutional neural network (CNN) method). In addition, as shown in FIG. 4, in another embodiment, an initial setting initial dynamic image data and an initial setting delay image data for an initial time range are obtained (S100); And calculating the optimal first time included in the initial time range by learning the initial dynamic image data for the initial setting and the delay image data for the initial setting in the initial time range (S200). In order for the computing system to acquire an image similar to the delay image data actually photographed using the diagnostic image prediction model, the first time range having the best learning effect should be determined. Therefore, the computing system may first perform a process for calculating the first time range before acquiring the learning image data combination.

컴퓨팅시스템은 제1시간 범위보다 긴 시간 범위를 초기시간범위로 하여 초기설정용 초기 동적 영상데이터를 획득하고, 기준시점에 초기설정용 딜레이 영상데이터를 획득한다(S100). 그 후, 컴퓨팅시스템은 초기설정용 초기 동적 영상데이터와 초기설정용 딜레이 영상데이터를 학습하여 딜레이 영상데이터를 예측하기에 최적의 제1시간 범위를 초기시간범위 내에서 추출한다(S200). 그 후, 컴퓨팅시스템은 학습데이터에 포함될 새로운 환자의 학습용 초기 동적 영상데이터를 추출된 제1시간 범위에서 획득한다(S400). 또한, 컴퓨팅시스템은 초기설정용 초기 동적 영상데이터에서 제1시간 범위의 영상프레임을 추출하여 학습용 초기 동적 영상데이터로 생성하고 초기설정용 딜레이 영상데이터를 학습용 딜레이 영상데이터로 설정하여, 학습데이터를 추가할 수 있다.The computing system obtains initial dynamic image data for initial setting using a time range longer than the first time range as an initial time range, and acquires delay image data for initial setting at a reference time point (S100). Thereafter, the computing system extracts a first time range that is optimal for predicting delay image data by learning initial dynamic image data for initial setting and delay image data for initial setting (S200). Thereafter, the computing system acquires initial dynamic image data for learning of a new patient to be included in the learning data in the extracted first time range (S400). In addition, the computing system extracts the image frame of the first time range from the initial dynamic image data for initial setting to generate the initial dynamic image data for learning, and sets the delay image data for initial setting as the delay video data for learning to add the learning data. can do.

또한, 다른 일실시예로, 학습데이터 획득 시와 진단 시에 사용되는 트레이서 양이 상이한 경우, 상기 신규 딜레이 영상데이터는, 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 진단용 초기 동적 영상데이터의 밝기 또는 색상 차이를 반영하여 생성된다. 예를 들어, 상기 신규 딜레이 영상데이터는, 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 진단용 초기 동적 영상데이터의 밝기를 최대값 또는 평균값을 기준으로 정규화(normalization)하여 생성된다. 영상데이터 촬영에 이용되는 약품이 시간경과에 따라 계속해서 타겟영역에 결합되는 양이 증가되는 트레이서(예를 들어, Fluorodeoxyglucose(이하, FDG) PET)인 경우, 약물의 투여량에 비례하여 섭취되는 PET 추적자(tracer)의 특성 때문에 레퍼런스 영역과 타겟영역의 밝기 비율은 약물 투여량에 의해 달라지지 않으므로, 컴퓨팅시스템은 학습용 초기 동적 영상데이터와 진단용 초기 동적 영상데이터의 밝기를 최대값 또는 평균값을 기준으로 정규화(normalization)하여 신규 딜레이 영상데이터를 생성한다. 영상데이터 촬영에 이용되는 약품이 특정한 타겟영역에 결합하는 트레이서인 경우(FP-CIT를 트레이서로 이용하는 경우), 레퍼런스영역을 입력으로 하고 타겟영역을 출력으로 하는 선형 추적자 동역학 모델(Tracer Kinetic Model)에서 입력과 출력이 동시에 선형적으로 증감하여도 추적자 모델의 매개변수들은 동일하기 때문에, 컴퓨팅시스템은 학습용 초기 동적 영상데이터와 진단용 초기 동적 영상데이터의 밝기를 최대값 또는 평균값을 기준으로 정규화(normalization)하여 신규 딜레이 영상데이터를 생성할 수 있다.In another embodiment, when the amount of tracer used when acquiring learning data and when diagnosing the data is different from each other, the new delay image data may include a difference in brightness or color of the initial dynamic image data for learning and the initial dynamic image data for diagnosis. It is generated by reflecting. For example, the new delay image data is generated by normalizing brightness of the training initial dynamic image data and the diagnostic initial dynamic image data based on a maximum value or an average value. In the case of a tracer (eg, Fluorodeoxyglucose (hereinafter referred to as FDG) PET) in which the amount of drug used to capture image data is continuously increased in the target area with time, PET consumed in proportion to the dose of the drug Because of the nature of the tracer, the ratio of the brightness of the reference and target areas is not dependent on the dose of the drug, so the computing system normalizes the brightness of the initial dynamic image data for training and the initial dynamic image data for diagnosis based on the maximum value or the average value. (normalization) to generate new delay image data. In the case of the tracer that is used to capture the image data is a tracer that binds to a specific target area (FP-CIT is used as a tracer), the linear tracer dynamic model that inputs the reference area and outputs the target area is used. Since the parameters of the tracker model are the same even though the input and output are linearly increased or decreased simultaneously, the computing system normalizes the brightness of the initial dynamic image data for training and the initial dynamic image data for diagnosis based on the maximum value or the average value. New delay image data can be generated.

일반적으로 딜레이 영상데이터를 기반으로 의료진이 진단을 수행하는 경우, 의료진은 방사성 동위원소가 물리적 반감기와 배뇨/배변 등 체외배출에 의한 감소(즉, 생리학적 감소)에 따라 감소한 후에도 충분한 방사선량으로 촬영된 딜레이 영상데이터로 진단을 수행할 수 있도록 초기시점에 많은 양의 약품을 투여하게 된다. 이 때, 환자 신체에 제공되는 방사선량이 높아지게 되는 문제가 있다. In general, when a doctor makes a diagnosis based on delayed image data, the doctor takes a sufficient amount of radiation even after the radioisotope decreases due to a decrease in physical exhalation and extracorporeal discharge (ie, physiological reduction) such as urination and defecation. In order to perform the diagnosis with the delayed image data, a large amount of medicine is administered at an initial point. At this time, there is a problem that the amount of radiation provided to the patient's body becomes high.

따라서, 본 발명의 일실시예를 이용하여, 진단용 동적 영상데이터를 획득할 때 충분한 방사선량이 획득될 수 있는 정도의 트레이서만을 삽입한 후에 진단용 동적 영상데이터를 획득하고, 진단용 동적 영상데이터를 예측모델에 삽입하여 최종적인 진단용 딜레이 영상데이터를 획득함에 따라, 환자에게 주입되는 방사선물질의 양을 줄여서 환자 신체에 제공되는 방사선량을 줄일 수 있다. 구체적으로, 진단용 영상 예측모델을 통해 환자의 진단용 초기 동적 영상데이터를 기반으로 신규 딜레이 영상데이터를 산출하는 경우, 컴퓨팅시스템이 진단용 초기 동적 영상데이터에서 생리학적 감소에 의한 밝기의 손해가 없이 영상을 얻을 수 있고 핵의학영상은 영상의 밝기에 따라 신호대잡음비율(SNR)이 결정(밝기의 제곱근에 근사적으로 반비례) 되므로, 의료진은 딜레이 영상데이터를 직접 획득하여 진단을 할 때에 비해 적은 약품을 사용할 수 있다. 이 때, 컴퓨팅시스템은 환자의 진단용 초기 동적 영상데이터를 기반으로 산출한 신규 딜레이 영상데이터를 학습용 딜레이 영상데이터와 같이 보정하여, 의료진은 기존에 PET 영상을 통해 환자를 진단하는 방식을 동일하게 적용할 수 있다.도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법의 순서도이다.Therefore, by using only one embodiment of the present invention, the diagnostic dynamic image data is obtained after inserting only a tracer of sufficient radiation dose to obtain the diagnostic dynamic image data, and the diagnostic dynamic image data is added to the prediction model. By inserting the final diagnostic delay image data by inserting, it is possible to reduce the amount of radiation provided to the patient body by reducing the amount of radioactive material injected into the patient. Specifically, when the new delay image data is calculated based on the initial dynamic image data of the patient through the diagnostic image predictive model, the computing system obtains the image without the loss of brightness due to the physiological reduction in the initial dynamic image data for the diagnosis. Since the signal-to-noise ratio (SNR) is determined (approximately inversely proportional to the square root of the brightness) depending on the brightness of the image, the medical staff can use fewer drugs than when the diagnosis is made by directly acquiring delay image data. have. At this time, the computing system corrects the new delay image data calculated based on the initial dynamic image data for diagnosis of the patient like the learning delay image data, so that the medical staff can apply the same method of diagnosing the patient through the PET image. 5 is a flowchart of a method for generating an initial diagnostic image-based diagnostic image according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법은, 컴퓨팅시스템이 하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득하는 단계(S400); 컴퓨팅시스템이 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 학습용 딜레이 영상데이터를 학습하여 진단용 영상 예측모델을 생성하는 단계(S600); 및 상기 컴퓨팅시스템이 상기 진단용 영상 예측모델에 신규 환자에 대한 진단용 초기 동적 영상데이터를 입력하여 신규 딜레이 영상데이터를 산출하는 단계(S800);를 포함한다. 이하, 각 단계에 대한 상세한 설명을 기재한다. 또한, 기 설명된 단계에 대한 상세한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 5, in the method for generating initial image for diagnosis based on dynamic image data according to another embodiment of the present invention, the computing system acquires initial dynamic image data and learning delay image data for at least one patient (S400). ); Generating, by a computing system, a diagnostic image prediction model by learning the training initial dynamic image data and the training delay image data (S600); And calculating, by the computing system, new delay image data by inputting initial diagnostic dynamic image data for a new patient to the diagnostic image prediction model (S800). Hereinafter, a detailed description of each step will be described. In addition, detailed description of the previously described steps will be omitted.

또한, 다른 일실시예로, 학습데이터 획득 시와 진단 시에 사용되는 트레이서 양이 상이한 경우, 상기 신규 딜레이 영상데이터 산출단계(S800)는, 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 진단용 초기 동적 영상데이터의 밝기 또는 색상 차이를 반영하여 상기 신규 딜레이 영상데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.도 6는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법의 순서도이다.In another embodiment, when the amount of tracer used when acquiring learning data and when diagnosing the learning data is different, the step of calculating the new delay image data (S800) may include the initial dynamic image data for training and the initial dynamic image data for diagnosis. The new delay image data may be generated by reflecting brightness or color difference. FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for generating an image for diagnosis based on initial dynamic image data according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법은, 컴퓨팅시스템이 진단용 영상 예측모델에 신규 환자에 대한 진단용 초기 동적 영상데이터를 수신하는 단계(S810); 및 상기 초기 동적 영상데이터를 기반으로 신규 딜레이 영상데이터를 산출하는 단계(S820);를 포함한다.Referring to FIG. 6, in the initial dynamic image data-based diagnostic image generation method according to another embodiment of the present invention, the computing system receives initial diagnostic dynamic image data for a new patient in a diagnostic image prediction model (S810). ); And calculating new delay image data based on the initial dynamic image data (S820).

본 일실시예에서, 컴퓨팅시스템은 이미 영상데이터 조합(즉, 학습용 초기 동적 영상데이터 및 학습용 딜레이 영상데이터)을 학습하여 구축된 진단용 영상 예측모델을 이용하여 신규 환자에 대한 초기 동적 영상데이터를 기반으로 신규 딜레이 영상데이터를 생성할 수 있다.In the present embodiment, the computing system is based on the initial dynamic image data for a new patient using a diagnostic image prediction model constructed by learning image data combinations (ie, initial dynamic image data for training and delay image data for learning). New delay image data can be generated.

컴퓨팅시스템이 진단용 영상 예측모델에 신규 환자에 대한 진단용 초기 동적 영상데이터를 수신한다(S810). 상기 진단용 초기 동적 영상데이터는 트레이서 주입 후 초기범위에서 특정한 제1시간 동안 획득되는 데이터로서, 하나 이상의 영상프레임을 포함하는 데이터이다. 예를 들어, 컴퓨팅시스템이 의료영상촬영장치 자체 또는 의료영상촬영장치에 연결된 컴퓨터인 경우, 컴퓨팅시스템은 신규환자를 촬영함에 따라 획득된 진단용 초기 동적 영상데이터를 실시간으로 획득할 수 있다.The computing system receives initial diagnostic dynamic image data for the new patient in the diagnostic image prediction model (S810). The initial diagnostic dynamic image data is data obtained for a first specific time in an initial range after tracer injection, and includes data including one or more image frames. For example, if the computing system is a medical imaging apparatus itself or a computer connected to the medical imaging apparatus, the computing system may acquire initial dynamic image data for diagnosis obtained in real time according to photographing a new patient.

그 후, 컴퓨팅시스템은 진단용 초기 동적 영상데이터를 진단용 영상 예측모델에 적용하여 신규 딜레이 영상데이터를 산출한다(S820). 상기 신규 딜레이 영상데이터는 기준시간 후에 획득될 것으로 예측되는 영상데이터로서, 환자 진단에 이용되는 진단용 영상이다. 상기 진단용 영상 예측모델은, 하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득한 후 학습하여 생성되는 것이다.Thereafter, the computing system calculates new delay image data by applying the initial diagnostic dynamic image data to the diagnostic image prediction model (S820). The new delay image data is image data predicted to be acquired after a reference time, and is a diagnostic image used for patient diagnosis. The diagnostic image predictive model is generated by acquiring and learning initial dynamic image data and learning delay image data for one or more patients.

또한, 다른 일실시예로, 학습데이터 획득 시와 진단 시에 사용되는 트레이서 양이 상이한 경우, 상기 신규 딜레이 영상데이터 산출단계(S820)는, 학습용 초기 동적 영상데이터와 진단용 초기 동적 영상데이터의 밝기 또는 색상 차이를 반영하여 신규 딜레이 영상데이터를 생성한다.In another embodiment, when the amount of tracer used when acquiring learning data and when diagnosing the data is different, the step of calculating the new delay image data (S820) may include brightness or brightness of the initial dynamic image data for training and the initial dynamic image data for diagnosis. New delay image data is generated by reflecting color difference.

이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법은, 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.The diagnostic image generating method for initial dynamic image data based diagnosis according to an embodiment of the present invention described above may be implemented as a program (or an application) to be executed in combination with a computer which is hardware and stored in a medium.

상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다. The above-described program includes C, C ++, JAVA, machine language, etc. which can be read by the computer's processor (CPU) through the computer's device interface so that the computer reads the program and executes the methods implemented as the program. Code may be coded in the computer language of. Such code may include functional code associated with a function or the like that defines the necessary functions for executing the methods, and includes control procedures related to execution procedures necessary for the computer's processor to execute the functions according to a predetermined procedure. can do. In addition, the code may further include memory reference code for additional information or media required for the computer's processor to execute the functions at which location (address address) of the computer's internal or external memory should be referenced. have. Also, if the processor of the computer needs to communicate with any other computer or server remotely in order to execute the functions, the code may be used to communicate with any other computer or server remotely using the communication module of the computer. It may further include a communication related code for whether to communicate, what information or media should be transmitted and received during communication.

상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.The stored medium is not a medium for storing data for a short time such as a register, a cache, a memory, but semi-permanently, and means a medium that can be read by the device. Specifically, examples of the storage medium include, but are not limited to, a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like. That is, the program may be stored in various recording media on various servers to which the computer can access or various recording media on the computer of the user. The media may also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored in a distributed fashion.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. In the above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those skilled in the art to which the present invention pertains may realize the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

Claims (12)

컴퓨팅시스템이 하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득하는 단계; 및
컴퓨팅시스템이 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 학습용 딜레이 영상데이터를 학습하여 진단용 영상 예측모델을 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 진단용 영상 예측모델은 신규 환자에 대한 진단용 초기 동적 영상데이터를 기반으로 신규 딜레이 영상데이터를 산출하는 것이며,
상기 초기 동적 영상데이터는 약품 주입 후 초기범위에서 특정한 제1시간 동안 획득되는 데이터로서, 하나 이상의 영상프레임을 포함하는 데이터이며,
상기 딜레이 영상데이터는 기준시간 후에 획득되는 것으로서, 환자 진단에 이용되는 진단용 영상인, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법.
Acquiring, by the computing system, the initial dynamic image data and the learning delay image data for the one or more patients; And
Computing system learning the initial dynamic image data and the learning delay image data for training to generate a diagnostic image prediction model, including;
The diagnostic image predictive model calculates new delay image data based on initial dynamic image data for diagnosis of a new patient.
The initial dynamic image data is data obtained during a specific first time in an initial range after drug injection, and includes data including one or more image frames.
The delay image data is obtained after a reference time and is a diagnostic image used for diagnosing a patient.
제1항에 있어서,
상기 영상데이터는 양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography) 영상데이터이며, 상기 약품은 트레이서인 것을 특징으로 하는, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법.
The method of claim 1,
The image data is Positron emission tomography (Positron Emission Tomography) image data, characterized in that the drug is a tracer, initial dynamic image data-based diagnostic image generation method.
제1항에 있어서,
상기 초기 동적 영상데이터는,
요구되는 프레임의 개수에 따라 상기 제1시간 내의 영상프레임의 화질이 설정되는 것을 특징으로 하는, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법.
The method of claim 1,
The initial dynamic image data,
And an image quality of the image frame within the first time is set according to the required number of frames.
제1항에 있어서,
영상데이터 촬영에 이용되는 상기 약품이 특정한 타겟영역에 결합하는 트레이서인 경우,
상기 딜레이 영상데이터는 혈류에 의한 영향이 배제된 시점에 획득되는 것이고,
상기 초기 동적 영상데이터는 레퍼런스 영역에서 혈류에 의한 영향이 감소되기 시작하는 시점 이후 또는 상기 타겟영역과 레퍼런스영역의 선량 비율 차이값이 특정값 이상이 되거나 비율 차이값이 최대가 되는 시점 주변에서 획득되는 것을 특징으로 하는, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법.
The method of claim 1,
When the medicine used for image data capture is a tracer that binds to a specific target area,
The delay image data is obtained when the influence of blood flow is excluded.
The initial dynamic image data may be acquired after a time point at which the influence of blood flow in the reference area begins to decrease, or around a time when the dose rate difference between the target area and the reference area becomes more than a specific value or the rate difference is maximum. Characterized in that the initial dynamic image data based diagnostic image generation method.
제1항에 있어서,
초기시간범위 동안의 초기설정용 초기 동적 영상데이터 및 초기설정용 딜레이 영상데이터를 획득하는 단계; 및
초기시간범위의 상기 초기설정용 초기 동적 영상데이터와 상기 초기설정용 딜레이 영상데이터를 학습하여, 초기시간범위에 포함된 최적의 제1시간을 산출하는 단계;를 더 포함하는, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법.
The method of claim 1,
Acquiring initial dynamic image data for initial setting and delay image data for initial setting during an initial time range; And
Calculating an optimal first time included in an initial time range by learning the initial dynamic image data for initial setting and the delay image data for initial setting of an initial time range; and further including the initial dynamic image data. Diagnostic image generation method.
제1항에 있어서,
상기 진단용 영상 예측모델 생성단계는,
시간 경과에 따른 상기 초기 동적 영상 데이터 내의 각 픽셀의 변화와 상기 딜레이 영상 프레임 내의 각 픽셀을 매칭하여 학습하거나, 시간 경과에 따른 초기 동적 영상데이터 내의 각 영상 프레임을 다채널 입력으로 하여 딜레이 영상 데이터를 학습하는 것을 특징으로 하는, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법.
The method of claim 1,
The diagnostic image prediction model generation step,
The delay image data may be obtained by matching each pixel in the delay image frame with the change of each pixel in the initial dynamic image data over time, or by inputting each image frame in the initial dynamic image data over time as a multi-channel input. A diagnostic image generation method based on initial dynamic image data, characterized in that learning.
제1항에 있어서,
학습데이터 획득 시와 진단 시에 사용되는 약품의 양이 상이한 경우,
상기 신규 딜레이 영상데이터는,
상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 진단용 초기 동적 영상데이터의 밝기 또는 색상 차이를 반영하여 생성되는 것을 특징으로 하는, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법.
The method of claim 1,
If the amount of drug used when acquiring learning data and when diagnosing is different,
The new delay image data,
And generating brightness or color difference between the initial dynamic image data for learning and the initial dynamic image data for diagnosis.
제7항에 있어서,
학습용 초기 동적 영상 데이터와 진단용 초기 동적 영상 데이터의 밝기를 최대값 또는 평균값을 기준으로 정규화하여 신규 딜레이 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는, 초기 동적 영상 데이터 기반 진단용 영상 생성 방법.
The method of claim 7, wherein
And generating new delay image data by normalizing the brightness of the initial initial dynamic image data for training and the initial initial dynamic image data for diagnosis based on a maximum value or an average value.
컴퓨팅시스템이 하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득하는 단계;
컴퓨팅시스템이 상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 학습용 딜레이 영상데이터를 학습하여 진단용 영상 예측모델을 생성하는 단계; 및
상기 컴퓨팅시스템이 상기 진단용 영상 예측모델에 신규 환자에 대한 진단용 초기 동적 영상데이터를 입력하여 신규 딜레이 영상데이터를 산출하는 단계;를 포함하고,
상기 초기 동적 영상데이터는 약품 주입 후 초기범위에서 특정한 제1시간 동안 획득되는 데이터로서, 하나 이상의 영상프레임을 포함하는 데이터이며,
상기 딜레이 영상데이터는 기준시간 후에 획득되는 것으로서, 환자 진단에 이용되는 진단용 영상인, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법.
Acquiring, by the computing system, the initial dynamic image data and the learning delay image data for the one or more patients;
Generating, by a computing system, a diagnostic image prediction model by learning the training initial dynamic image data and the training delay image data; And
And calculating, by the computing system, new delay image data by inputting initial diagnostic dynamic image data of a new patient to the diagnostic image prediction model.
The initial dynamic image data is data obtained during a specific first time in an initial range after drug injection, and includes data including one or more image frames.
The delay image data is obtained after a reference time and is a diagnostic image used for diagnosing a patient.
컴퓨팅시스템이 진단용 영상 예측모델에 신규 환자에 대한 진단용 초기 동적 영상데이터를 수신하는 단계; 및
상기 초기 동적 영상데이터를 기반으로 신규 딜레이 영상데이터를 산출하는 단계;를 포함하고,
상기 진단용 영상 예측모델은,
하나 이상의 환자에 대한 학습용 초기 동적 영상데이터와 학습용 딜레이 영상데이터를 획득한 후 학습하여 생성되는 것이며,
상기 초기 동적 영상데이터는 약품 주입 후 초기범위에서 특정한 제1시간 동안 획득되는 데이터로서, 하나 이상의 영상프레임을 포함하는 데이터이며,
상기 딜레이 영상데이터는 기준시간 후에 획득되는 것으로서, 환자 진단에 이용되는 진단용 영상인, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법.
Receiving, by the computing system, initial diagnostic dynamic image data of the new patient in the diagnostic image prediction model; And
Calculating new delay image data based on the initial dynamic image data;
The diagnostic image prediction model,
After learning the initial dynamic image data and the learning delay image data for at least one patient is generated by learning,
The initial dynamic image data is data obtained during a specific first time in an initial range after drug injection, and includes data including one or more image frames.
The delay image data is obtained after a reference time and is a diagnostic image used for diagnosing a patient.
제9항 또는 제10항에 있어서,
학습데이터 획득 시와 진단 시에 사용되는 약품의 양이 상이한 경우,
상기 신규 딜레이 영상데이터 산출단계는,
상기 학습용 초기 동적 영상데이터와 상기 진단용 초기 동적 영상데이터의 밝기 또는 색상 차이를 반영하여 상기 신규 딜레이 영상데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성방법.
The method of claim 9 or 10,
If the amount of drug used when acquiring learning data and when diagnosing is different,
The new delay image data calculating step,
And generating the new delay image data by reflecting a difference in brightness or color of the initial dynamic image data for learning and the initial dynamic image data for diagnosis.
하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된, 초기 동적 영상데이터 기반 진단용 영상 생성프로그램.An initial dynamic image data-based diagnostic image generation program, coupled to a computer which is hardware and stored on a medium for executing the method of any one of claims 1 to 10.
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