KR20200081833A - Manufacturing method for estimating position of liver with two-dimensional of dual-energy x-ray absorptiometry - Google Patents
Manufacturing method for estimating position of liver with two-dimensional of dual-energy x-ray absorptiometry Download PDFInfo
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Abstract
Description
본 발명은 간의 위치를 추정하기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이중 에너지 X선 흡수 계측법을 통해 이차원 이미지를 영상을 획득한 뒤, 폐, 횡경막, 갈비뼈 및 척추뼈의 위치를 통해 간의 경계를 추정하고 간 영역을 확정하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for estimating the position of the liver, and more specifically, after acquiring an image of a two-dimensional image through dual energy X-ray absorption measurement, the boundary between the lungs, diaphragm, ribs, and vertebrae is determined. It is about the method of estimating and determining the liver area.
간은 신체의 가로막 아래 우상복부에 위치한 장기로, 탄수화물 대사, 아미노산 및 단백질 대사, 지방 대사, 담즙산 및 빌리루빈 대사, 비타민 및 무기질 대사, 호르몬 대사, 해독 작용 및 살균 작용 등의 주요 기능을 담당하고 있다. The liver is an organ located in the upper right abdomen under the body's diaphragm and is responsible for major functions such as carbohydrate metabolism, amino acid and protein metabolism, fat metabolism, bile acid and bilirubin metabolism, vitamin and mineral metabolism, hormone metabolism, detoxification and sterilization. .
간은 복부의 오른쪽 윗부분, 횡경막의 아래쪽에 위치하고 있으며 갈비뼈에 둘러싸여 보호되고 있다. 간은 대동맥으로부터 뻗어나오는 간동맥과 소화관에서 올라오는 간문맥에 의해 이중으로 혈액을 공급받으며 간을 통과한 혈액은 간정맥을 거쳐 하대정맥을 통해 심장으로 돌아간다. 간에서 생산된 답즙은 담도를 따라 흘러내려와 담낭(쓸개)에 모였다가 십이지장으로 배출된다. 간은 하대정맥과 담낭을 잇는 선을 따라 좌엽과 우엽으로 구분되며 혈관 등 주요 구조물의 경계를 따라 모두 8개의 구역으로 나누어지는데 이들 구역은 간암의 위치를 확인하고, 절제범위를 구분하는 중요한 경계가 된다. The liver is located in the upper right part of the abdomen, below the diaphragm and is protected by a rib. The liver is supplied with double blood by the hepatic artery extending from the aorta and the hepatic portal vein rising from the digestive tract, and the blood passing through the liver passes through the hepatic vein and returns to the heart through the inferior vena cava. The juice produced in the liver flows down the biliary tract, collects in the gallbladder (gallbladder), and is discharged into the duodenum. The liver is divided into left and right lobes along the line connecting the inferior vena cava and the gallbladder, and is divided into eight sections along the boundaries of major structures such as blood vessels. do.
이차원 X선 이미지에서 지방량 측정 등 체성분 분석을 위한 간의 위치 추정은 현재 해부학적인 특징을 이용해 국소적인 영역만을 특정하는 방법에 의해 시행되고 있다 (US13/915876, Method for measuring liver fat mass using dual-energy X-ray absorptiometry, GENERAL ELECTRIC CO). 그러나 일반적인 방법으로 간의 작은 부분만을 이용해 분석을 진행하는 것은 실제 간 영역 전체의 특징을 반영하지 못하게 되는 문제가 있다. 따라서 이차원 X선 이미지를 이용해 실제 간 영역을 최대한 포함시키면서 이를 자동화 할 수 있는 간 위치 추정 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.Estimation of liver position for body composition analysis such as fat mass measurement in a two-dimensional X-ray image is currently performed by a method of specifying only a local area using anatomical features (US13/915876, Method for measuring liver fat mass using dual-energy X -ray absorptiometry, GENERAL ELECTRIC CO). However, the analysis using only a small portion of the liver in a general way has a problem in that it does not reflect the characteristics of the entire liver region. Therefore, there is a need for a study on a method for estimating a liver position that can automate it by using a two-dimensional X-ray image as much as possible.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 X-ray를 이용하여 간 위치를 용이하게 추정하는 방법을 제시하는 것이다. The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to propose a method for easily estimating liver position using X-rays.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be solved by the invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Will be able to.
본 발명에 따른 이중에너지 X선 흡수 계측법(DEXA)의 이차원(2D) 이미지를 이용한 간 위치 추정 방법은, 전체 몸의 듀얼 에너지(Dual Energy) X-RAY 영상을 획득하는 제1단계; 상기 제1단계에서 생성된 듀얼 에너지(Dual Energy) X-RAY 영상의 감쇄 정도 차이를 이용하여 뼈 성분이 제거된 조직 이미지(tissue image)를 생성하는 제3단계; 상기 제3단계의 조직 이미지(tissue image)에서 간의 상단 경계를 추정하는 제4단계; 상기 제2단계의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 좌측 경계를 추정하는 제5단계; 상기 제2단계의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 하단 경계를 추정하는 제6단계; 상기 제2단계의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 우측 경계를 추정하는 제7단계; 상기 제4단계 내지 제7단계에서 추정된 간의 각 경계 이미지를 이용하여 추정된 간의 외곽점을 계산하는 제8단계; 상기 제8단계에서 계산된 추정된 간의 외곽점에서 간 영역을 확정하는 제9단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. A liver position estimation method using a two-dimensional (2D) image of a dual-energy X-ray absorption measurement (DEXA) method according to the present invention comprises: a first step of obtaining a dual energy X-RAY image of the entire body; A third step of generating a tissue image from which the bone component is removed by using a difference in attenuation degree of the dual energy X-RAY image generated in the first step; A fourth step of estimating the upper boundary of the liver in the tissue image of the third step; A fifth step of estimating the left boundary of the liver in the bone image of the second step; A sixth step of estimating a lower boundary of the liver in the bone image of the second step; A seventh step of estimating the right boundary of the liver in the bone image of the second step; An eighth step of calculating an outer point of the estimated liver using each boundary image estimated in the fourth to seventh steps; And a ninth step of determining the liver region at the outer point of the estimated liver calculated in the eighth step.
상기 제1단계의 듀얼 에너지(Dual Energy) X-RAY 영상은 저(low)와 고(high) 에너지 대역의 X-RAY 영상을 각각 획득하되 상기 저(low) 에너지 대역은 40keV 내지 50keV이고, 상기 고(high) 에너지 대역은 60keV 내지 70keV인 것을 특징으로 한다. In the dual energy X-RAY image of the first step, X-RAY images of low and high energy bands are respectively obtained, but the low energy band is 40 keV to 50 keV, and the The high energy band is characterized by being 60 keV to 70 keV.
상기 제2단계에서 뼈 이미지(bone image)는 아래 [식 1]의 이중에너지 X선 흡수 계측법을 사용하여 보정되는 것을 특징으로 한다. In the second step, the bone image is characterized in that it is corrected using the dual energy X-ray absorption measurement method of [Equation 1] below.
[식 1][Equation 1]
또한, 상기 제3단계에서 조직 이미지(tissue image)는 아래 [식 2]인 이중에너지 X선 흡수 계측법을 사용하여 보정되는 것을 특징으로 한다. In addition, in the third step, the tissue image is characterized by being corrected using the dual energy X-ray absorption measurement method as shown in [Equation 2] below.
[식 2][Equation 2]
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 X-RAY를 이용하여 간 위치를 용이하게 추정하는 방법을 제시하는 효과가 있다.By means of solving the above problems, the present invention has an effect of suggesting a method for easily estimating liver position using X-RAY.
도 1은 본 발명인 이중에너지 X선 흡수 계측법의 이차원 이미지를 이용한 간 위치 추정방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 제1단계(S100)에서 저(low)(a)와 고(high)(b) 에너지 대역의 X-RAY 영상을 저장한 이미지이다.
도 3은 제1단계(S100)에서 저(low)(a)와 고(high)(b) 에너지 대역의 X-RAY 영상 이미지를 이용하여 제2단계(S200)에서 뼈가 강조된 영상을 생성한 이미지이다.
도 4는 제2단계(S200)에서 생성한 뼈 이미지를 이용하여, 제3단계(S300)에서 뼈 성분이 제거된 조직의 영상을 생성한 이미지이다.
도 5는 제4단계(S400)에서 간의 상단 경계를 추정한 이미지이다.
도 6은 제5단계(S500)에서 간의 좌측 경계를 추정한 이미지이다.
도 7은 제6단계(S600)에서 간의 하단 경계를 추정한 이미지이다.
도 8은 제7단계(S700)에서 간의 우측 경계를 추정한 이미지이다.
도 9는 제8단계(S800)에서 간의 경계 영역의 외곽점을 계산한 이미지이다.
도 10은 제9단계(S900)에서 간의 영역을 확정한 이미지이다. 1 is a flow chart showing a method for estimating liver position using a two-dimensional image of the inventors dual energy X-ray absorption measurement method.
FIG. 2 is an image in which X-RAY images of low (a) and high (b) energy bands are stored in the first step S100.
FIG. 3 shows an image in which bone is emphasized in the second step (S200) using the X-RAY image images of the low (a) and high (b) energy bands in the first step (S100 ). It is an image.
4 is an image of an image of a tissue in which the bone component is removed in the third step (S300) using the bone image generated in the second step (S200 ).
5 is an image in which the upper boundary of the liver is estimated in the fourth step S400.
6 is an image in which the left boundary of the liver is estimated in the fifth step S500.
7 is an image in which the lower boundary of the liver is estimated in the sixth step S600.
8 is an image in which the right boundary of the liver is estimated in the seventh step S700.
9 is an image in which the outer point of the boundary region of the liver is calculated in step 8 (S800).
10 is an image in which the region of the liver is determined in the ninth step S900.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in the specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terminology used in the present invention has been selected from the general terms that are currently widely used as possible while considering the functions in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art or the appearance of new technologies. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the entire contents of the present invention, not a simple term name.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.When a part of the specification “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated otherwise.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.The problems to be solved for the present invention, the means for solving the problems, and specific details including the effects of the invention are included in the following embodiments and drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 제1단계(S100)는 전체 몸의 듀얼 에너지(Dual Energy) X-RAY 영상을 획득한다. 보다 구체적으로, 상기 제1단계(S100)는 X-ray 발생 장치에서 조사되는 X-ray가 측정체를 통과한 후, 디텍터(detector)에 입사되는 정도를 영상으로 저장한다. First, in the first step (S100), a dual energy X-RAY image of the entire body is acquired. More specifically, in the first step (S100), after the X-ray irradiated from the X-ray generator passes through the measurement body, the degree of incident on the detector is stored as an image.
도 2에 나타난 바와 같이, 상기 X-RAY 영상은 저(low)와 고(high) 에너지 대역의 X-RAY 영상을 각각 획득한다. 상기 저(low) 에너지 대역은 40keV 내지 50keV이고, 상기 고(high) 에너지 대역은 60keV 내지 70keV인 것이 바람직하다. 상기 저(low) 에너지 대역이 40keV 미만인 경우 생성된 이미지가 너무 흐려 이미지를 확인하기 어려울 수 있고 상기 저(low) 에너지 대역이 50keV를 초과하는 경우 상기 고(high) 에너지 대역의 이미지 차이가 뚜렷하지 않을 수 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 고(high) 에너지 대역이 60keV 미만인 경우 상기 저(low) 에너지 대역의 이미지 차이가 뚜렷하지 않을 수 있고, 상기 고(high) 에너지 대역이 70keV를 초과하는 경우 생성된 이미지가 너무 밝아 아래 뼈 이미지(bone image) 및 조직 이미지(tissue image) 생성이 어려울 수 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 2, the X-RAY image acquires X-RAY images of low and high energy bands, respectively. The low energy band is preferably 40keV to 50keV, and the high energy band is preferably 60keV to 70keV. When the low energy band is less than 40 keV, the generated image may be too blurry to identify an image, and when the low energy band exceeds 50 keV, the difference in image of the high energy band is not obvious. Since it may not, it is preferable to perform under the above conditions. In addition, when the high energy band is less than 60 keV, the difference in image of the low energy band may not be apparent, and when the high energy band exceeds 70 keV, the generated image is too bright and below. It is preferable to perform under the above conditions, as it may be difficult to generate bone images and tissue images.
다음으로, 제2단계(S200)는 상기 제1단계(S100)에서 생성된 영상의 이미지를 이용하여 뼈 이미지(bone image)를 생성한다. 보다 구체적으로, 상기 뼈 이미지(bone image)는 상기 제1단계(S10)에서 측정된 듀얼 에너지인 저(low)와 고(high) 에너지의 감쇄 정도 차이를 이용하여 뼈가 강조된 영상이다. 도 3에서 저(low)(a)와 고(high)(b) 에너지 대역의 X-RAY 영상 이미지를 이용하여 제2단계(S20)에서 뼈가 강조된 이미지를 생성하였다. 또한, 저(low)와 고(high) 에너지의 감쇄 정도 차이를 이용하여 뼈가 강조된 영상 이미지를 생성할 때, 상기 두 영상 이미지의 값 차이가 있어 보정이 필요하다. 상기 저(low)와 고(high) 에너지의 감쇄 정도 차이에 대한 보정은 아래 [식 1]인 이중에너지 X선 흡수 계측법을 사용하여 생성할 수 있다. Next, in the second step S200, a bone image is generated using the image of the image generated in the first step S100. More specifically, the bone image is an image in which the bone is emphasized by using the difference between the attenuation degree of low and high energy, which is the dual energy measured in the first step S10. In FIG. 3, the bone-enhanced image was generated in the second step (S20) using X-RAY image images of low (a) and high (b) energy bands. In addition, when a bone-enhanced image image is generated using a difference in attenuation degree of low and high energy, there is a difference in values between the two image images and correction is necessary. The correction for the difference in attenuation of the low and high energy can be generated using the dual energy X-ray absorption measurement method as shown in [Equation 1] below.
[식 1][Equation 1]
상기 [식 1]은 고(high) 및 저(low) 에너지 영상에서 조직(tissue) 부분 값들의 비율을 계산해 상기 고(high) 및 저(low) 영상에서 티슈 부분의 값들을 유사한 수준으로 만든 후 빼기 연산을 통해 뼈 성분만 남긴다. [Equation 1] calculates the ratio of tissue portion values in the high and low energy images, and then sets the values of tissue portions in the high and low images to similar levels. Only the bone component is left through the subtraction operation.
상기 제1단계(S100)에서 획득된 저(low) 에너지 이미지와 고(high) 에너지 이미지로 바로 뼈 이미지(bone image) 영상을 생성할 수 없는 이유는 두 영상에 기본적인 레벨(level) 차이가 있기 때문이다. 다시 말해서 각 이미지 측정에 사용되는 에너지가 달라서 같은 부위라고 해도 감쇄되는 정도가 다르다. 따라서 이 부분에 대한 보정 없이 저(low) 에너지와 고(high) 에너지의 단순 차감만으로는 정확한 강조 이미지, 즉 뼈가 강조되는 이미지를 얻을 수 없다. 이 때문에 상기 [식 1]과 같이 각 에너지의 이미지에서 강조하고자 하는 성분 외의 다른 성분들의 감쇄 수준을 같은 레벨(level)로 맞춰줌으로써, 두 이미지를 차감했을 때 강조하고자 하는 성분 이외의 값들을 0에 가깝게 만들어주는 단계가 필요하다.The reason why it is not possible to directly generate a bone image image with a low energy image and a high energy image obtained in the first step S100 is that there is a basic level difference between the two images. Because. In other words, the energy used to measure each image is different, so even at the same site, the degree of attenuation is different. Therefore, it is not possible to obtain an accurate emphasis image, that is, an image in which the bone is emphasized, by simply subtracting the low energy and the high energy without correcting the portion. For this reason, by setting the attenuation level of components other than the component to be emphasized in the image of each energy to the same level as in [Equation 1], by subtracting the two images, values other than the component to be emphasized are set to 0. You need steps to make it closer.
다음으로, 제3단계(S300)는 상기 제1단계(S10)에서 생성된 영상의 이미지를 이용하여 조직 이미지(tissue image)를 생성한다. 보다 구체적으로, 상기 조직 이미지(tissue image)는 상기 제1단계(S100)에서 측정된 듀얼 에너지인 저(low)와 고(high) 에너지의 감쇄 정도 차이를 이용하여 뼈 성분이 제거된 영상이다. 도 3에서 저(low)(a)와 고(high)(b) 에너지 대역의 X-RAY 영상 이미지를 이용하여 제3단계(S300)에서 뼈를 제거하여 조직의 이미지를 생성하였다. 또한, 저(low)와 고(high) 에너지의 감쇄 정도 차이를 이용하여 조직(tissue)이 강조된 영상 이미지를 생성할 때, 상기 두 영상 이미지의 값 차이가 있어 보정이 필요하다. 상기 저(low)와 고(high) 에너지의 감쇄 정도 차이에 대한 보정은 아래 [식 2]인 이중에너지 X선 흡수 계측법을 사용하여 생성할 수 있다. Next, in the third step (S300), a tissue image is generated using the image of the image generated in the first step (S10). More specifically, the tissue image is an image in which bone components are removed using a difference in attenuation degree of low and high energy, which is a dual energy measured in the first step (S100). In FIG. 3, the image of the tissue was generated by removing the bone in the third step (S300) using the X-RAY image images of the low (a) and high (b) energy bands. In addition, when a tissue-enhanced image image is generated using a difference in attenuation degree of low and high energy, there is a difference in values between the two image images, and correction is necessary. The correction for the difference in the attenuation degree of the low and high energy can be generated using the dual energy X-ray absorption measurement method shown in [Equation 2] below.
[식 2][Equation 2]
상기 [식 2]는 고(high) 및 저(low) 에너지 영상에서 뼈(bone) 부분 값들의 비율을 계산해 상기 고(high) 및 저(low) 영상에서 뼈(bone) 부분의 값들을 유사한 수준으로 만든 후 빼기 연산을 통해 조직(tissue) 성분만 남긴다. 각 에너지의 이미지에서 강조하고자 하는 조직(tissue) 성분 외의 다른 성분들의 감쇄 수준을 같은 레벨(level)로 맞춰줌으로써, 두 이미지를 차감했을 때 강조하고자 하는 성분 이외의 값들을 0에 가깝게 만들어주는 단계가 필요하다.[Equation 2] calculates the ratio of the values of the bone parts in the high and low energy images, so that the values of the bone parts in the high and low images are similar. After making it, only the tissue component is left through the subtraction operation. By setting the attenuation level of other components than the tissue component to be emphasized in the image of each energy to the same level, the step of making the values other than the component to be emphasized close to 0 when the two images are subtracted need.
다음으로, 제4단계(S400)는 상기 제3단계(S300)의 조직 이미지(tissue image)에서 간의 상단 경계를 추정한다. 상기 제4단계(S400)은 아래와 같은 단계에 의해 보다 구체적으로 실시된다. Next, the fourth step (S400) estimates the upper boundary of the liver in the tissue image of the third step (S300 ). The fourth step (S400) is performed in more detail by the following steps.
제4-1단계(S410)은 상기 조직 이미지(tissue image)가 수직 자세가 되도록 수직 보정한다. 도 5(a)에 나타난 바와 같이, 양측 어깨가 바닥과 평행하게 되도록 하고, 몸의 중심선이 바닥 또는 양측 어깨와 수직되게 마련된다. Step 4-1 (S410) is vertically corrected so that the tissue image (tissue image) is a vertical posture. As shown in Fig. 5(a), both shoulders are parallel to the floor, and the center line of the body is provided perpendicular to the floor or both shoulders.
제4-2단계(S420)은 상기 수직 보정된 조직 이미지(tissue image)에서 폐 부분이 구분되도록 이진화 한다. 도 5(b)에 나타난 바와 같이, 상기 이진화는 이미지를 흑백 대비시키는 것으로, 폐를 제외한 몸의 조직을 흰색으로 만들고 상기 폐를 흑색으로 하여 상기 폐의 이미지를 명확하게 한다. Steps 4-2 (S420) binarize the lung part in the vertically corrected tissue image. As shown in Fig. 5(b), the binarization contrasts the image in black and white, making the tissues of the body excluding the lungs white and making the lungs black to make the image of the lungs clear.
제4-3단계(S430)은 상기 이진화된 조직 이미지(tissue image)에서 폐의 하단 경계점을 검출한다. 도 5(c)에 나타난 바와 같이, 상기 이진화 영상에서 검출된 폐 부분의 경계점이 PS2를 검출한다. 상기 폐의 하단은 횡경막을 기점으로 추정할 수도 있는데, 측정 시간이 짧은 시스템의 경우 들숨 상태에서 이미지를 측정하도록 하여 보다 정확한 간의 위치를 측정할 수 있도록 한다.Steps 4-3 (S430) detect the lower boundary point of the lung in the binarized tissue image. As shown in Fig. 5(c), the boundary point of the lung portion detected in the binarization image detects PS2. The lower end of the lung may be estimated as a starting point of the diaphragm. In the case of a system having a short measurement time, the image is measured in an inhaled state, so that a more accurate position of the liver can be measured.
제4-4단계(S440)은 상기 경계점을 이어 연장된 곡선으로 간의 상단 경계를 추정한다. 도 5(d)에 나타난 바와 같이, 상기 PS2를 지나는 곡선 L5를 추정한다. Steps 4-4 (S440) estimate the upper boundary of the liver with the curve extending from the boundary point. As shown in Fig. 5(d), curve L5 passing through PS2 is estimated.
다음으로, 제5단계(S500)는 상기 제2단계(S200)의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 좌측 경계를 추정한다. 상기 제5단계(S500)은 아래와 같은 단계에 의해 보다 구체적으로 실시된다. Next, the fifth step (S500) estimates the left boundary of the liver in the bone image of the second step (S200). The fifth step (S500) is performed in more detail by the following steps.
제5-1단계(S510)은 상기 뼈 이미지(bone image)가 수직 자세가 되도록 수직 보정한다. 도 6(a)에 나타난 바와 같이, 양측 어깨가 바닥과 평행하게 되도록 하고, 몸의 척추뼈가 바닥 또는 양측 어깨와 수직되게 마련된다. In step 5-1 (S510), the bone image is vertically corrected to be in a vertical posture. As shown in Figure 6 (a), both shoulders are made to be parallel to the floor, and the vertebrae of the body are provided perpendicular to the floor or both shoulders.
제5-2단계(S520)은 상기 수직 보정된 뼈 이미지(bone image)에서 뼈 부분이 구분되도록 이진화 한다. 도 6(b)에 나타난 바와 같이, 상기 이진화는 이미지를 흑백 대비시키는 것으로, 뼈를 제외한 몸의 조직을 흑색으로 만들고 상기 뼈를 흑색으로 하여 상기 뼈의 이미지를 명확하게 한다. Step 5-2 (S520) binarizes the bone part in the vertically corrected bone image. As shown in Fig. 6(b), the binarization contrasts the image in black and white, making the tissue of the body excluding the bone black and making the bone black to make the image of the bone clear.
제5-3단계(S530)은 상기 이진화된 뼈 이미지(bone image)에서 갈비뼈 좌측 외곽선에 해당하는 점들을 검출한다. 도 6(c)에 나타난 바와 같이, 상기 갈비뼈 좌측 외곽선에 해당하는 점인 PS3를 검출한다. Step 5-3 (S530) detects the points corresponding to the left outline of the ribs in the binarized bone image. As shown in FIG. 6(c), PS3, a point corresponding to the left outline of the ribs, is detected.
제5-4단계(S540)은 상기 외곽선에 해당하는 점을 이어 연장된 곡선으로 간의 좌측 경계를 추정한다. 도 6(d)에 나타난 바와 같이, 상기 PS3를 지나는 곡선 L6를 추정한다. Steps 5-4 (S540) estimates the left boundary between the curves extending from the point corresponding to the outline. As shown in Fig. 6(d), a curve L6 passing through the PS3 is estimated.
다음으로, 제6단계(S600)는 상기 제2단계(S200)의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 하단 경계를 추정한다. 상기 제6단계(S600)은 아래와 같은 단계에 의해 보다 구체적으로 실시된다. Next, the sixth step (S600) estimates the lower boundary of the liver in the bone image of the second step (S200). The sixth step (S600) is performed in more detail by the following steps.
제6-1단계(S610)은 상기 뼈 이미지(bone image)가 수직 자세가 되도록 수직 보정한다. 도 7(a)에 나타난 바와 같이, 양측 어깨가 바닥과 평행하게 되도록 하고, 몸의 척추뼈가 바닥 또는 양측 어깨와 수직되게 마련된다. In step 6-1 (S610), the bone image is vertically corrected to be in a vertical posture. As shown in Fig. 7(a), both shoulders are parallel to the floor, and the vertebrae of the body are provided perpendicular to the floor or both shoulders.
제6-2단계(S620)은 상기 수직 보정된 뼈 이미지(bone image)에서 뼈 부분이 구분되도록 이진화 한다. 도 7(b)에 나타난 바와 같이, 상기 이진화는 이미지를 흑백 대비시키는 것으로, 뼈를 제외한 몸의 조직을 흑색으로 만들고 상기 뼈를 흑색으로 하여 상기 뼈의 이미지를 명확하게 한다. Steps 6-2 (S620) binarize the bone parts in the vertically corrected bone image. As shown in Fig. 7(b), the binarization contrasts the image in black and white, making the tissue of the body excluding the bone black and making the bone black to make the image of the bone clear.
제6-3단계(S630)은 상기 이진화된 뼈 이미지(bone image)에서 좌측 최하단 갈비뼈 위의 점들을 검출한다. 도 7(c)에 나타난 바와 같이, 상기 갈비뼈 좌측 최하단의 상단에 해당하는 점인 PS4를 검출한다. Step 6-3 (S630) detects the points on the lower leftmost rib in the binarized bone image. As shown in Fig. 7(c), PS4, which is a point corresponding to the upper end of the bottom left of the ribs, is detected.
제6-4단계(S640)은 상기 갈비뼈 좌측 최하단 상단에 해당하는 점을 이어 연장된 곡선으로 간의 좌측 경계를 추정한다. 도 7(d)에 나타난 바와 같이, 상기 PS4를 지나는 곡선 L7를 추정한다. Steps 6-4 (S640) estimates the left boundary of the liver with an extended curve following a point corresponding to the lower left upper end of the rib. As shown in Fig. 7(d), curve L7 passing through PS4 is estimated.
다음으로, 제7단계(S700)는 상기 제2단계(S200)의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 우측 경계를 추정한다. 간의 우측 경계를 추정은 상기 척추뼈의 좌측 경계를 추정하는 것으로, 상기 제7단계(S700)은 아래와 같은 단계에 의해 보다 구체적으로 실시된다. Next, the seventh step (S700) estimates the right boundary of the liver in the bone image of the second step (S200). Estimating the right boundary of the liver is estimating the left boundary of the vertebra, and the seventh step (S700) is performed in more detail by the following steps.
제7-1단계(S710)은 상기 뼈 이미지(bone image)가 수직 자세가 되도록 수직 보정한다. 도 8(a)에 나타난 바와 같이, 양측 어깨가 바닥과 평행하게 되도록 하고, 몸의 척추뼈가 바닥 또는 양측 어깨와 수직되게 마련된다. In step 7-1 (S710), the bone image is vertically corrected to be in a vertical posture. As shown in FIG. 8(a), both shoulders are parallel to the floor, and the vertebrae of the body are provided perpendicular to the floor or both shoulders.
제7-2단계(S720)은 상기 수직 보정된 뼈 이미지(bone image)에서 뼈 부분이 구분되도록 이진화 한다. 도 8(b)에 나타난 바와 같이, 상기 이진화는 이미지를 흑백 대비시키는 것으로, 뼈를 제외한 몸의 조직을 흑색으로 만들고 상기 뼈를 흑색으로 하여 상기 뼈의 이미지를 명확하게 한다. Step 7-2 (S720) is binarized so that the bone portion is separated from the vertically corrected bone image. As shown in Fig. 8(b), the binarization contrasts the image in black and white, making the tissue of the body excluding the bone black and making the bone black to make the image of the bone clear.
제7-3단계(S730)은 상기 이진화된 뼈 이미지(bone image)에서 상기 척추뼈의 좌측 경계점들을 검출한다. 도 8(c)에 나타난 바와 같이, 상기 척추뼈 좌측 경계에 해당하는 점인 PS6를 검출한다. Step 7-3 (S730) detects the left boundary points of the vertebra in the binarized bone image. 8(c), PS6, a point corresponding to the left boundary of the vertebra, is detected.
제7-4단계(S740)은 상기 척추뼈 좌측 경계점을 이어 연장된 곡선으로 간의 우측 경계를 추정한다. 도 8(d)에 나타난 바와 같이, 상기 PS6를 지나는 곡선 L8를 추정한다. Steps 7-4 (S740) estimates the right boundary of the liver with an extended curve following the left boundary point of the vertebra. As shown in Fig. 8(d), curve L8 passing through PS6 is estimated.
다음으로, 제8단계(S800)는 상기 제4단계(S400) 내지 제7단계(S700)에서 추정된 간의 각 경계 이미지를 이용하여 추정된 간의 외곽점을 계산한다. 상기 제8단계(S800)은 아래와 같은 단계에 의해 보다 구체적으로 실시된다. 다만, 아래 단계를 순서에 상관없이 진행될 수 있다. Next, the eighth step (S800) calculates the outer point of the estimated liver using each boundary image of the liver estimated in the fourth step (S400) to the seventh step (S700). The eighth step S800 is performed in more detail by the following steps. However, the steps below can be performed in any order.
제8-1단계(S810)은, 도 9(a)에 나타난 바와 같이, 상기 제5단계(S500)에서 추정한 L6와 상기 제6단계(S700)에서 추정한 L7이 교차하는 점 P1을 추정한다. Step 8-1 (S810), as shown in Fig. 9 (a), estimates a point P1 where L6 estimated in the fifth step (S500) and L7 estimated in the sixth step (S700) intersect. do.
제8-2단계(S820)은 도 9(b)에 나타난 바와 같이, 상기 제6단계(S600)에서 추정한 L7와 상기 제7단계(S700)에서 추정한 L8이 교차하는 점 P2을 추정한다. Step 8-2 (S820) estimates a point P2 where L7 estimated in the sixth step (S600) and L8 estimated in the seventh step (S700) intersect, as shown in FIG. 9(b). .
제8-3단계(S830)은 도 9(c)에 나타난 바와 같이, 상기 제4단계(S400)에서 추정한 L5와 상기 제7단계(S700)에서 추정한 L8 이 교차하는 점 P3을 추정한다. Step 8-3 (S830) estimates a point P3 where L5 estimated in the fourth step (S400) and L8 estimated in the seventh step (S700) intersect, as shown in FIG. 9(c). .
제8-4단계(S840)은 도 9(d)에 나타난 바와 같이, 상기 제4단계(S400)에서 추정한 L5와 상기 제5단계(S500)에서 추정한 L6이 교차하는 점 P4를 추정한다. Steps 8-4 (S840) estimates a point P4 at which L5 estimated in the fourth step (S400) and L6 estimated in the fifth step (S500) intersect, as shown in FIG. 9(d). .
다음으로, 제9단계(S900)는 상기 제8단계(S800)에서 계산된 추정된 간의 외곽점에서 간 영역을 확정한다. 도 10에 나타난 바와 같이, 상기 점 P1 내지 P4를 선으로 연결하여 R1을 추정한다. 상기 R1을 간 영역으로 판단한다. Next, in the ninth step (S900), the liver area is determined at the outline of the estimated liver calculated in the eighth step (S800). 10, R1 is estimated by connecting the points P1 to P4 with a line. The R1 is determined as the liver region.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 X-RAY를 이용하여 간 위치를 용이하게 추정하는 방법을 제시하는 효과가 있다.By means of solving the above problems, the present invention has an effect of suggesting a method for easily estimating liver position using X-RAY.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the above-described technical configuration of the present invention can be implemented in other specific forms by those skilled in the art to which the present invention pertains without changing the technical spirit or essential features of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the claims below, rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims It should be construed that any altered or modified form derived from the equivalent concept is included in the scope of the present invention.
S100. 전체 몸의 듀얼 에너지(Dual Energy) X-RAY 영상을 획득하는 제1단계;
S200. 상기 제1단계에서 생성된 듀얼 에너지(Dual Energy) X-RAY 영상의 감쇄 정도 차이를 이용하여 뼈 이미지(bone image)를 생성하는 제2단계;
S300. 상기 제1단계에서 생성된 듀얼 에너지(Dual Energy) X-RAY 영상의 감쇄 정도 차이를 이용하여 뼈 성분이 제거된 조직 이미지(tissue image)를 생성하는 제3단계;
S400. 상기 제3단계의 조직 이미지(tissue image)에서 간의 상단 경계를 추정하는 제4단계;
S500. 상기 제2단계의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 좌측 경계를 추정하는 제5단계;
S600. 상기 제2단계의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 하단 경계를 추정하는 제6단계;
S700. 상기 제2단계의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 우측 경계를 추정하는 제7단계;
S800. 상기 제4단계 내지 제7단계에서 추정된 간의 각 경계 이미지를 이용하여 추정된 간의 외곽점을 계산하는 제8단계;
S900. 상기 제8단계에서 계산된 추정된 간의 외곽점에서 간 영역을 확정하는 제9단계;S100. A first step of obtaining a dual energy X-RAY image of the entire body;
S200. A second step of generating a bone image using a difference in attenuation of the dual energy X-RAY image generated in the first step;
S300. A third step of generating a tissue image from which bone components have been removed using a difference in attenuation of the dual energy X-RAY image generated in the first step;
S400. A fourth step of estimating the upper boundary of the liver in the tissue image of the third step;
S500. A fifth step of estimating the left boundary of the liver in the bone image of the second step;
S600. A sixth step of estimating a lower boundary of the liver in the bone image of the second step;
S700. A seventh step of estimating the right boundary of the liver in the bone image of the second step;
S800. An eighth step of calculating an outer point of the estimated liver using each boundary image estimated in the fourth to seventh steps;
S900. A ninth step of determining the liver area at the outer point of the estimated liver calculated in the eighth step;
Claims (5)
상기 제1단계에서 생성된 듀얼 에너지(Dual Energy) X-RAY 영상의 감쇄 정도 차이를 이용하여 뼈 이미지(bone image)를 생성하는 제2단계;
상기 제1단계에서 생성된 듀얼 에너지(Dual Energy) X-RAY 영상의 감쇄 정도 차이를 이용하여 뼈 성분이 제거된 조직 이미지(tissue image)를 생성하는 제3단계;
상기 제3단계의 조직 이미지(tissue image)에서 간의 상단 경계를 추정하는 제4단계;
상기 제2단계의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 좌측 경계를 추정하는 제5단계;
상기 제2단계의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 하단 경계를 추정하는 제6단계;
상기 제2단계의 뼈 이미지(bone image)에서 간의 우측 경계를 추정하는 제7단계;
상기 제4단계 내지 제7단계에서 추정된 간의 각 경계 이미지를 이용하여 추정된 간의 외곽점을 계산하는 제8단계;
상기 제8단계에서 계산된 추정된 간의 외곽점에서 간 영역을 확정하는 제9단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 X선 흡수 계측법의 이차원 이미지를 이용한 간 위치 추정 방법.A first step of obtaining a dual energy X-RAY image of the entire body;
A second step of generating a bone image using a difference in attenuation of the dual energy X-RAY image generated in the first step;
A third step of generating a tissue image from which the bone component is removed by using a difference in attenuation degree of the dual energy X-RAY image generated in the first step;
A fourth step of estimating the upper boundary of the liver in the tissue image of the third step;
A fifth step of estimating the left boundary of the liver in the bone image of the second step;
A sixth step of estimating a lower boundary of the liver in the bone image of the second step;
A seventh step of estimating the right boundary of the liver in the bone image of the second step;
An eighth step of calculating an outer point of the estimated liver using each boundary image estimated in the fourth to seventh steps;
A ninth step of determining the liver area at the outer point of the estimated liver calculated in the eighth step; A method for estimating liver position using a two-dimensional image of a dual energy X-ray absorption measurement method.
상기 제1단계의 듀얼 에너지(Dual Energy) X-RAY 영상은,
저(low)와 고(high) 에너지 대역의 X-RAY 영상을 각각 획득하되,
상기 저(low) 에너지 대역은 40keV 내지 50keV이고,
상기 고(high) 에너지 대역은 60keV 내지 70keV인 것을 특징으로 하는 이중에너지 X선 흡수 계측법의 이차원 이미지를 이용한 간 위치 추정 방법.According to claim 1,
The dual energy X-RAY image of the first step,
Low and high energy band X-RAY images were obtained, respectively,
The low energy band is 40keV to 50keV,
The high energy band is 60keV to 70keV, a method for estimating liver position using a two-dimensional image of a dual energy X-ray absorption measurement method.
상기 제2단계에서 뼈 이미지(bone image)는,
아래 [식 1]의 이중에너지 X선 흡수 계측법을 사용하여 보정되는 것을 특징으로 하는 이중에너지 X선 흡수 계측법의 이차원 이미지를 이용한 간 위치 추정 방법.
[식 1]
The bone image in the second step,
Liver position estimation method using a two-dimensional image of the double-energy X-ray absorption measurement method, characterized in that it is corrected using the double-energy X-ray absorption measurement method of [Equation 1] below.
[Equation 1]
상기 제3단계에서 조직 이미지(tissue image)는,
아래 [식 2]인 이중에너지 X선 흡수 계측법을 사용하여 보정되는 것을 특징으로 하는 이중에너지 X선 흡수 계측법의 이차원 이미지를 이용한 간 위치 추정 방법.
[식 2]
Tissue image (tissue image) in the third step,
A method for estimating liver position using a two-dimensional image of a dual-energy X-ray absorption measurement method characterized by being corrected using the dual-energy X-ray absorption measurement method shown in [Equation 2] below.
[Equation 2]
상기 제4단계의 간의 상단 경계 추정은,
상기 조직 이미지(tissue image)가 수직 자세가 되도록 수직 보정하는 제4-1단계;
상기 수직 보정된 조직 이미지(tissue image)에서 폐 부분이 구분되도록 이진화 하는 제4-2단계;
상기 이진화된 조직 이미지(tissue image)에서 폐의 하단 경계점을 검출하는 제4-3단계; 및
상기 경계점을 이어 연장된 곡선으로 간의 상단 경계를 추정하는 제4-4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중에너지 X선 흡수 계측법의 이차원 이미지를 이용한 간 위치 추정 방법.According to claim 1,
Estimating the upper boundary of the liver in the fourth step,
A 4-1 step of vertically correcting the tissue image to be in a vertical posture;
A 4-2 step of binarizing the lung part in the vertically corrected tissue image;
Steps 4-3 of detecting the lower boundary point of the lung in the binarized tissue image; And
A method for estimating liver position using a two-dimensional image of a dual-energy X-ray absorption measurement method, comprising: 4-4 steps of estimating an upper boundary of the liver by extending the boundary point with an extended curve.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020180171757A KR102216818B1 (en) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | Manufacturing method for estimating position of liver with two-dimensional of dual-energy x-ray absorptiometry |
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| JP2003037778A (en) * | 2001-05-08 | 2003-02-07 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | Method and apparatus for automatic determination of tissue cancellation parameter in x-ray dual energy imaging |
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2018
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Patent Citations (4)
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