KR20220053815A - 디지털 유방 진단 영상 생성 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 유방 진단 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 피검체의 X선 영상을 실시간 처리하여 별도의 후처리 과정 없이 신속하게 진단 영상을 제공할 수 있는 디지털 유방 진단 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는, 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 X선을 피검체로 순차 조사하는 X선원; 상기 X선원에서 순차 조사되어 상기 피검체를 투과한 X선을 검출하여 복수의 X선 영상을 산출하는 X선 검출부; 상기 X선 검출부에서 생성된 복수의 X선 영상을 합성하여 상기 피검체에 대한 진단 영상을 실시간으로 생성해 제공하는 진단 영상 생성부; 및 상기 X선원, 상기 X선 검출부 및 상기 진단 영상 생성부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치를 개시한다.
본 발명에서는, 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 X선을 피검체로 순차 조사하는 X선원; 상기 X선원에서 순차 조사되어 상기 피검체를 투과한 X선을 검출하여 복수의 X선 영상을 산출하는 X선 검출부; 상기 X선 검출부에서 생성된 복수의 X선 영상을 합성하여 상기 피검체에 대한 진단 영상을 실시간으로 생성해 제공하는 진단 영상 생성부; 및 상기 X선원, 상기 X선 검출부 및 상기 진단 영상 생성부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치를 개시한다.
Description
본 발명은 디지털 유방 진단 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 피검체의 X선 영상을 실시간 처리하여 별도의 후처리 과정 없이 신속하게 진단 영상을 제공할 수 있는 디지털 유방 진단 영상 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 암 등의 다양한 질환을 조기에 검진하고 치료하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 특히, 암은 현대인에게 가장 중요한 사망 원인 중 하나라고 할 수 있으며, 나아가 한국인의 경우 음식 및 생활 패턴이 빠르게 서구화되면서 암 발병률이 급격하게 증가되고 있는 것으로 보고되고 있다. 암은 성별에 따라 종류별 발병률이 달라지는데, 예를 들어 여성의 경우 유방암은 가장 발병률이 높은 암 중 하나이다. 특히, 한국 여성의 경우 유방암 증가율이 세계 평균의 20배에 달할 정도로 빠르게 발병률이 증가하고 있어 그 심각성이 더욱 크다고 할 수 있다.
암은 발병 후 진행 정도에 따라 치료 가능성이 크게 달라질 수 있어, 이를 조기에 진단하기 위한 진단 기술이 매우 중요하다. 이에 따라, 도 1(a)와 같이 유방암 등을 조기 진단하기 위하여 X선 영상 장치 등을 이용하는 진단 방법이 활용되고 있다.
그러나, 현재 통상적으로 사용되고 있는 2차원 평면 영상(도 2의 2D 참조)의 유방 촬영술의 경우, 영상의 대조도(contrast)가 떨어지거나 암세포 조직이 근육이나 지방 조직 등에 가려져 분별이 어려운 경우 등 암의 발생을 정확하게 판별하기 어려운 영상이 촬영되는 비율이 36.6%에 달할 정도로 영상 판독을 통해 발병 여부를 정확히 판단하기 어렵다. 특히, 동양 여성의 경우 유방 조직이 치밀하여 암세포 조직을 판별하는데 더욱 어려움이 따른다.
이에 대하여, 디지털 유방 단층영상 촬영술(Digital Breast Tomosynthesis, DBT)에서는, 도 1(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 일정 각도 간격으로 회전하면서 9 ~ 15장 정도의 2차원 영상을 촬영한 후 이를 처리하여 일련의 단층 영상을 합성해 내게 된다(도 2의 3D 참조). 이에 따라, 디지털 유방 단층영상 촬영술(DBT)에서는 보다 높은 해상도를 가지는 단층 영상 및 합성 영상을 생성할 수 있어 검진의 정확도를 높일 수 있다는 장점을 가질 수 있다.
그런데, 종래 통상의 디지털 유방 단층영상 촬영술(DBT)에서는 합성(synthetic) 영상을 얻기 위해 소프트웨어 후처리를 사용하면서 영상 고유의 정보가 일부 변형되어 원본 정보를 정확히 표현하지 못하는 문제가 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 촬영 후 별도의 소프트웨어 후처리를 위해 수초 내지 수십초의 시간이 소요되는 불편함이 따를 수 있었다.
이에 따라, 상기와 같은 종래 X선 영상 촬영 기술의 문제점을 해결하기 위하여 영상의 원본 정보에 대한 변형을 방지하면서 촬영 즉시 영상을 실시간 처리하여 별도의 후처리 과정 없이 신속하게 진단 영상을 제공할 수 있는 디지털 유방 진단 영상 생성 장치 및 방법이 요구되고 있으나, 아직 이에 대한 적절한 대안이 제시되지 못하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 피검체에 대한 진단 영상을 생성함에 있어 영상의 원본 정보에 대한 변형을 방지하면서 촬영 즉시 영상을 실시간 처리하여 별도의 후처리 과정 없이 신속하게 진단 영상을 제공할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 아래에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따는 진단 영상 생성 장치는, 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 X선을 피검체로 순차 조사하는 X선원; 상기 X선원에서 순차 조사되어 상기 피검체를 투과한 X선을 검출하여 복수의 X선 영상을 산출하는 X선 검출부; 상기 X선 검출부에서 생성된 복수의 X선 영상을 합성하여 상기 피검체에 대한 진단 영상을 실시간으로 생성해 제공하는 진단 영상 생성부; 및 상기 X선원, 상기 X선 검출부 및 상기 진단 영상 생성부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 진단 영상 생성부는. 상기 X선 검출부로부터 상기 복수의 X선 영상을 실시간으로 획득하는 영상 획득부; 및 상기 영상 획득부에서 획득된 X선 영상을 처리하여 실시간으로 진단 영상을 생성하는 영상 처리부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 X선원에서는 서로 다른 각도에서 X선을 상기 피검체로 순차 조사하며, 상기 진단 영상 생성부에서는 상기 복수의 X선 영상을 조사된 각도를 고려하여 각각 상기 피검체로 수직 방향으로 조사하는 경우의 변환 영상으로 변환한 후, 복수의 변환 영상으로부터 상기 피검체에 대한 진단 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치.
이때, 상기 진단 영상 생성부에서는, 상기 각 X선 영상을 미리 정해진 복수의 그리드 영역으로 나누고, 상기 복수의 그리드 영역 별로 변환하여 상기 변환 영상을 생성할 수 있다.
또한, 상기 진단 영상 생성부에서는, 상기 복수의 그리드 영역 별로 최대 강도 투영(Maximum Intensity Projection, MIP) 영상을 산출하고, 이를 합성하여 상기 진단 영상을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부에서는, 각 X선 영상에 대하여, 상기 X선이 조사된 위치 정보(1차 정보), 상기 복수의 그리드 영역에 대한 순번 정보(2차 정보), 상기 X선 검출부에서 검출된 X선 영상(3차 정보), 최대 강도 투영(MIP)을 나타내는 그리드 영역별 최대치(local maximum) 정보(4차 정보)를 포함하는 벡터 데이터 세트를 구성하여 저장할 수 있다.
나아가, 상기 제어부에서는, 상기 1차 정보 내지 3차 정보를 심층 신경망으로 전달하여 상기 피검체에 대한 단층 영상을 생성할 수 있다.
또한, 상기 진단 영상 생성부는 상기 X선 검출부로부터 획득한 상기 복수의 X선 영상을 합성하여 상기 피검체에 대한 진단 영상을 실시간으로 생성하고, 상기 제어부는 상기 제1 차 정보 내지 3차 정보를 별도의 단층 영상 생성부로 전송하여 후처리를 거쳐 상기 피검체에 대한 단층 영상을 생성하도록 할 수 있다.
또한, 상기 X선원은 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 서로 다른 복수 에너지 레벨의 X선을 피검체로 순차 조사할 수 있다.
본 발명에 따르면, 피검체에 대한 진단 영상을 생성함에 있어 영상의 원본 정보에 대한 변형을 방지하면서 촬영 즉시 영상을 실시간 처리하여 별도의 후처리 과정 없이 신속하게 진단 영상을 제공할 수 있는 진단 영상 생성 장치를 구현할 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 유방암 진단을 위한 2D 및 3D 영상 진단 장치이다.
도 2는 종래 기술에 따른 2D 및 3D 영상의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치의 구동을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치의 진단 영상 생성부에 대한 구체적인 예시도이다.
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치의 그리드 영역을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 벡터 데이터 세트를 설명하는 도면이다.
도 1은 종래 기술에 따른 유방암 진단을 위한 2D 및 3D 영상 진단 장치이다.
도 2는 종래 기술에 따른 2D 및 3D 영상의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치의 구동을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치의 진단 영상 생성부에 대한 구체적인 예시도이다.
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치의 그리드 영역을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 벡터 데이터 세트를 설명하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
이하의 실시예는 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
아래에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 유방 진단 영상 생성 장치 및 방법에 대한 예시적인 실시 형태들을 첨부된 도면을 참조하여 차례로 설명한다.
먼저, 도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 유방 진단 영상 생성 장치(100)의 블록도가 도시되어 있다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 영상 생성 장치(100)는, 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 X선을 피검체(200)로 순차 조사하는 X선원(110), 상기 X선원(110)에서 순차 조사되어 상기 피검체(200)를 투과한 X선을 검출하여 복수의 X선 영상을 산출하는 X선 검출부(120), 상기 X선 검출부(120)에서 생성된 복수의 X선 영상을 합성하여 상기 피검체(200)에 대한 진단 영상을 실시간으로 생성해 제공하는 진단 영상 생성부(130) 및 상기 X선원(110), 상기 X선 검출부(120) 및 상기 진단 영상 생성부(130)의 동작을 제어하는 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 상기 진단 영상 생성부(130)는. 상기 X선 검출부(120)로부터 상기 복수의 X선 영상을 실시간으로 획득하는 영상 획득부(132) 및 상기 영상 획득부(132)에서 획득된 X선 영상을 처리하여 실시간으로 진단 영상을 생성하는 영상 처리부(134)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 유방 진단 영상 생성 장치(100)에서는, 상기 피검체(200)에 대한 진단 영상을 생성함에 있어 영상의 원본 정보에 대한 변형을 방지하면서 촬영 즉시 영상을 실시간 처리하여 별도의 후처리 과정 없이 신속하게 진단 영상을 제공함으로써, 방사선사 등 장비 운용자가 촬영의 유효성을 바로 확인하고 재촬영 필요성을 즉시 판단하여 재촬영을 진행함으로써 반복적인 촬영에 따른 시간 및 인력의 낭비를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 피검체에 대한 원본 정보의 변형없이 보다 정확한 단층 영상 등도 산출할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 유방 진단 영상 생성 장치(100)를 구성 요소 별로 나누어 자세하게 살핀다.
먼저, 상기 X선원(110)은, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 X선을 피검체(200)로 순차 조사하게 된다. 이때, 상기 X선원(110)은 상기 제1 경로의 제1 위치와 제2 위치를 포함하는 복수의 위치에서 X선을 상기 피검체(200)로 조사할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 X선원(110)은 동심(concentric)의 원호(arc)를 따라 이동하면서 일정 각도 간격으로 X선을 순차로 상기 피검체(200)에 조사할 수 있다.
예를 들어, 상기 X선원(110)은 상기 피검체(200)를 중심으로 하는 원호를 따라 회전하면서 제1 위치(도 4의 (a1))에서 X선을 상기 피검체(200)로 조사하고, 상기 제1 위치에서 15도 이동한 제2 위치(도 4의 (a2))에서 X선을 상기 피검체(200)로 조사한 후, 상기 제2 위치에서 15도 이동한 제3 위치(도 4의 (a3))에서 다시 X선을 상기 피검체(200)로 조사할 수 있다.
그러나, 본 발명에서 위와 같이 상기 X선원(110)이 균등한 각도 간격으로 이동하면서 X선을 순차 조사할 수도 있겠으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 피검체(200)의 특성 등을 고려하여 진단 영상 및 단층 영상을 보다 효율적으로 생성할 수 있는 위치 등에 따라 균등하지 않은 각도 간격으로 X선을 조사하는 것도 가능하다.
또한, 상기 X선원(110)은 상기 복수의 에너지 레벨의 X선을 생성하여 상기 피검체(200)로 조사할 수도 있다. 이때, 상기 X선원(110)은 X선 영상 생성에 사용될 수 있는 복수 에너지 레벨의 X선을 발생시켜 피검체(200)로 조사할 수 있는 다양한 장치를 사용하여 구성할 수 있다. 예를 들어, 종래 기술에 따라 하나 또는 복수의 X선 튜브(X-ray tube)와 고주파 X선 발생기(HFG)를 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
다음으로, X선 검출부(120)에서는 상기 X선원(110)에서 순차 조사되어 상기 피검체(200)를 투과한 X선을 검출하여 복수의 X선 영상을 산출하게 된다.
이때, 상기 X선원(110)에서는 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 X선을 피검체(200)로 순차 조사하게 되는 바, 상기 X선 검출부(120)에서도 상기 순차 조사되어 상기 피검체(200)를 투과한 X선을 검출하여 복수의 X선 영상을 순차적으로 산출하게 된다.
보다 구체적인 예를 들어, 상기 X선원(110)이 상기 피검체(200)를 중심으로 하는 원호를 따라 회전하면서 제1 위치(도 4의 (a1))에서 X선을 상기 피검체(200)로 조사하면 상기 X선 검출부(120)에서는 상기 제1 위치에 대한 X선 영상을 산출하고, 상기 X선원(110)이 상기 제2 위치(도 4의 (a2))에서 X선을 상기 피검체(200)로 조사하면 상기 X선 검출부(120)에서는 상기 제2 위치에 대한 X선 영상을 산출하며, 상기 X선원(110)이 상기 제3 위치(도 4의 (a3))에서 X선을 상기 피검체(200)로 조사하면 상기 X선 검출부(120)에서는 상기 제3 위치에 대한 X선 영상을 산출하게 된다.
이때, 상기 X선 검출부(120)는 상기 X선 영상을 보다 효율적으로 처리할 수 있도록 디지털 영상으로 생성하는 것이 바람직하다. 이렇게 형성된 X선 영상은 진단 영상 생성부(130)로 전달되어 상기 피검체(200)에 대한 진단 영상을 생성하는데 사용된다.
다음으로, 상기 진단 영상 생성부(130)에서는, 상기 X선 검출부(120)에서 산출된 복수의 X선 영상을 합성하여 상기 피검체(200)에 대한 진단 영상을 실시간으로 생성해 제공하게 된다.
이때, 상기 진단 영상 생성부(130)는, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 X선 검출부(120)로부터 상기 복수의 X선 영상을 실시간으로 획득하는 영상 획득부(132) 및 상기 영상 획득부(132)에서 획득된 X선 영상을 처리하여 실시간으로 진단 영상을 생성하는 영상 처리부(134)를 포함하여 구성될 수 있다.
이에 따라, 종래 통상의 디지털 유방 단층영상 촬영(DBT) 장치 등에서는, 도 5(a)에서 볼 수 있는 바와 같이, X선 검출부(detector)에서 검출한 X선 영상을 소정의 인터페이스를 거쳐 외부의 호스트 컴퓨터로 전송하여 촬영 각도 별로 복수의 파일 형태로 저장한 후, 이를 FBP(Filtered Back Projection)에 기반하는 영상 복원 소프트웨어(Reconstruction SW)에서 읽어 들여 일련의 영상 처리 프로세스를 거쳐 단층 영상을 산출하게 되며, 나아가 합성 영상(Synthetic Image)을 생성하여 제공함으로써 진단자가 보다 효과적으로 피검자의 병변을 진단할 수 있게 된다.
그런데, 상기 종래 기술의 경우, 위와 같은 일련의 과정을 거치면서 데이터가 변형되어 원본 데이터의 정보가 손실될 수 있으며(보다 구체적인 예를 들어, X선 검출기(120)에서 생성된 X선 영상의 64비트 또는 128비트 원본 데이터가 32비트의 unsigned int 또는 double 데이터로 변형), 이에 따라 상기 X선 영상을 딥러닝(deep learning) 등에 적용하여 병변을 검출하고자 하는 경우에도 원본 데이터의 정보 손실에 따라 정확도가 떨어지는 문제가 따를 수 있었다.
이에 대하여, 도 5(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 X선 검출부(120)에서 검출한 X선 영상을 외부의 호스트 컴퓨터 등으로 전송하지 않고 FPGA 등을 이용하여 HW 모듈로 구성된 진단 영상 생성부(130)에서 직접 획득하여 실시간으로 합성 영상(300)을 생성하여 제공함으로써, X선 영상의 원본 데이터에 대한 변형을 방지하면서 촬영 즉시 영상을 실시간 처리하여 별도의 후처리 과정 없이 진단자에게 진단 영상을 제공할 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 도 6에서 볼 수 있는 바와 갈이, 본 발명에서 상기 진단 영상 생성부(130)는 상기 X선 검출부(120)로부터 상기 복수의 X선 영상을 실시간으로 획득하는 영상 획득부(132) 및 상기 영상 획득부(132)에서 획득된 X선 영상을 처리하여 실시간으로 진단 영상을 생성하는 영상 처리부(134)를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 진단 영상 생성부(130)는 상기 X선 영상을 실시간으로 처리하여 합성 영상을 생성할 수 있도록 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등을 이용하여 전용 하드웨어 모듈로서 구성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서 상기 진단 영상 생성부(130)는 상기 X선 영상의 원본 데이터를 인터페이스를 거쳐 외부의 호스트 컴퓨터로 전송할 필요가 없을 뿐만 아니라, 상기 호스트 컴퓨터에서 영상 처리를 위하여 소요되는 시간도 효과적으로 줄일 수 있어, 실시간으로 합성 영상(300)을 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 유방 진단 영상 생성 장치(100)에서, 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 진단 영상 생성부(130)에서는 상기 X선 검출부(120)으로부터 복수의 X선 영상을 획득하여 복수의 최대 강도 투영(Maximum Intensity Projection, MIP) 데이터를 산출한 후, 이를 합성하여 상기 피검체(200)에 대한 합성 영상을 실시간으로 생성하여 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 유방 진단 영상 생성 장치(100)에서, 상기 X선원(110)에서는 서로 다른 각도에서 X선을 상기 피검체(200)로 순차 조사하게 되고, 이에 따라 상기 진단 영상 생성부(130)에서는 상기 복수의 X선 영상을 조사된 각도를 고려하여 각각 상기 피검체(200)로 수직 방향으로 조사하는 경우의 변환 영상으로 변환한 후, 복수의 변환 영상으로부터 상기 피검체에 대한 진단 영상을 생성할 수 있다.
보다 구체적인 예를 들어, 도 4를 참조하여 살펴보면, 상기 X선원(110)이 상기 피검체(200)를 중심으로 하는 원호를 따라 회전하면서 제1 위치(도 4의 (a1))에서 X선을 상기 피검체(200)로 조사하면 상기 X선 검출부(120)에서는 상기 제1 위치에 대한 X선 영상을 산출하고, 상기 X선원(110)이 상기 제2 위치(도 4의 (a2))에서 X선을 상기 피검체(200)로 조사하면 상기 X선 검출부(120)에서는 상기 제2 위치에 대한 X선 영상을 산출하며, 상기 X선원(110)이 상기 제3 위치(도 4의 (a3))에서 X선을 상기 피검체(200)로 조사하면 상기 X선 검출부(120)에서는 상기 제3 위치에 대한 X선 영상을 산출하게 된다.
이때, 상기 제2 위치(도 4의 (a2))는 상기 피검체(200)로부터 수직 방향에 해당하나, 상기 제1 위치(도 4의 (a1))와 상기 제3 위치(도 4의 (a3))는 소정의 각도만큼 기울어진 위치이므로, 상기 진단 영상 생성부(130)에서는 상기 제1 위치 및 제3 위치에 대한 X선 영상을 조사된 각도(θ)를 고려하여 각각 상기 피검체(200)로 수직 방향으로 조사하는 경우의 변환 영상으로 변환할 수 있다.
이어서, 상기 진단 영상 생성부(130)에서는 상기 변환된 복수의 변환 영상을 합성하여 상기 피검체(200)에 대한 합성 영상을 실시간으로 생성하여 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 유방 진단 영상 생성 장치(100)에서, 상기 진단 영상 생성부(130)에서는, 상기 X선 검출부(120)에서 획득한 복수의 X선 영상에 대하여, 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 각 X선 영상을 미리 정해진 복수의 그리드 영역으로 나눈 후, 상기 복수의 그리드 영역 별로 변환하여 상기 변환 영상을 실시간으로 생성할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 진단 영상 생성부(130)에서는 상기 X선 영상의 원본 그리드 영역(410)을 조사된 각도(θ)를 고려하여 변환 그리드 영역(420)으로 변환할 수 있다(예를 들어, A' = A x cosθ ).
이어서, 상기 진단 영상 생성부(130)에서는, 상기 복수의 그리드 영역 별로 최대 강도 투영(Maximum Intensity Projection, MIP) 영상을 산출하고, 이를 합성하여 상기 진단 영상을 실시간 생성하여 제공할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 유방 진단 영상 생성 장치(100)에서, 상기 제어부(140)에서는 각 X선 영상에 대하여, 상기 X선이 조사된 위치 정보(1차 정보), 상기 복수의 그리드 영역에 대한 순번 정보(2차 정보), 상기 X선 검출부(120)에서 검출된 X선 영상(3차 정보), 최대 강도 투영(MIP)을 나타내는 그리드 영역별 최대치(local maximum) 정보(4차 정보)를 포함하는 벡터 데이터 세트(500)를 구성하여 저장할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제어부(110)에서는 상기 X선 검출부에서 검출된 복수의 X선 영상을 각각 복수의 그리드 영역으로 나눈 후, 상기 복수의 그리드 영역(Grid(j,k)) 별로 변환된 변환 그리드 영역(Grid'(j,k)) 데이터 세트들(510, 520, 530)을 취합하여 벡터 데이터 세트(500)를 구성할 수 있다(3차 정보).
나아가, 상기 제어부(140)에서는 상기 3차 정보에 더하여, 상기 X선이 조사된 위치 정보(1차 정보), 상기 복수의 그리드 영역에 대한 순번 정보(2차 정보) 및 상기 복수의 변환 그리드 영역 중 최대 강도 투영(MIP)으로 표기하기 위한 그리드 영역별 최대치(local maximum) 정보(4차 정보)를 포함하여 벡터 데이터 세트(500)를 구성하여 저장할 수 있다.
이어서, 상기 제어부(140)에서는, 상기 1차 정보 내지 3차 정보를 심층 신경망(Deep Learning Network)으로 전달하여 상기 피검체(200)에 대한 단층 영상을 생성할 수 있다.
이에 따라, 상기 진단 영상 생성부(130)는 상기 X선 검출부(120)로부터 획득한 상기 복수의 X선 영상을 합성하여 상기 피검체(200)에 대한 진단 영상을 실시간으로 생성하며, 이어서 상기 제어부(140)는 상기 제1 차 정보 내지 3차 정보를 별도의 단층 영상 생성부로 전송하여 후처리를 거쳐 상기 피검체(200)에 대한 단층 영상을 생성하도록 할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 유방 진단 영상 생성 장치(100)에서, 상기 X선원(110)은 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 서로 다른 복수 에너지 레벨의 X선을 피검체(200)로 순차 조사할 수 있으며, 이에 따라 상기 진단 영상 생생부(130)에서는 상기 X선 검출부(120)에서 생성된 서로 다른 복수 에너지 레벨의 복수의 X선 영상을 이용하여 상기 피검체(200)에 대한 진단 영상을 실시간으로 생성해 제공하는 것도 가능하다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 유방 진단 영상 생성 장치(100) 및 방법에서는, 피검체에 대한 진단 영상을 생성함에 있어 영상의 원본 정보에 대한 변형을 방지하면서 촬영 즉시 영상을 실시간 처리하여 별도의 후처리 과정 없이 신속하게 진단 영상을 제공할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 진단 영상 생성 장치
110 : X선원
120 : X선 검출부
130 : 진단 영상 생성부
132 : 영상 획득부
134 : 영상 처리부
140 : 제어부
200 : 피검체
300 : 진단 영상
410 : 원본 그리드 영역
420 : 변환 그리드 영역
500 : 벡터 데이터 세트
510, 520, 530 : 변환 그리드 영역 데이터
110 : X선원
120 : X선 검출부
130 : 진단 영상 생성부
132 : 영상 획득부
134 : 영상 처리부
140 : 제어부
200 : 피검체
300 : 진단 영상
410 : 원본 그리드 영역
420 : 변환 그리드 영역
500 : 벡터 데이터 세트
510, 520, 530 : 변환 그리드 영역 데이터
Claims (9)
- 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 X선을 피검체로 순차 조사하는 X선원;
상기 X선원에서 순차 조사되어 상기 피검체를 투과한 X선을 검출하여 복수의 X선 영상을 산출하는 X선 검출부;
상기 X선 검출부에서 생성된 복수의 X선 영상을 합성하여 상기 피검체에 대한 진단 영상을 실시간으로 생성해 제공하는 진단 영상 생성부; 및
상기 X선원, 상기 X선 검출부 및 상기 진단 영상 생성부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 진단 영상 생성부는.
상기 X선 검출부로부터 상기 복수의 X선 영상을 실시간으로 획득하는 영상 획득부; 및
상기 영상 획득부에서 획득된 X선 영상을 처리하여 실시간으로 진단 영상을 생성하는 영상 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 X선원에서는 서로 다른 각도에서 X선을 상기 피검체로 순차 조사하며,
상기 진단 영상 생성부에서는 상기 복수의 X선 영상을 조사된 각도를 고려하여 각각 상기 피검체로 수직 방향으로 조사하는 경우의 변환 영상으로 변환한 후, 복수의 변환 영상으로부터 상기 피검체에 대한 진단 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치. - 제3항에 있어서,
상기 진단 영상 생성부에서는,
상기 각 X선 영상을 미리 정해진 복수의 그리드 영역으로 나누고, 상기 복수의 그리드 영역 별로 변환하여 상기 변환 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치. - 제4항에 있어서,
상기 진단 영상 생성부에서는,
상기 복수의 그리드 영역 별로 최대 강도 투영(Maximum Intensity Projection, MIP) 영상을 산출하고, 이를 합성하여 상기 진단 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제어부에서는,
각 X선 영상에 대하여, 상기 X선이 조사된 위치 정보(1차 정보), 상기 복수의 그리드 영역에 대한 순번 정보(2차 정보), 상기 X선 검출부에서 검출된 X선 영상(3차 정보), 최대 강도 투영(MIP)을 나타내는 그리드 영역별 최대치(local maximum) 정보(4차 정보)를 포함하는 벡터 데이터 세트를 구성하여 저장하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제어부에서는,
상기 1차 정보 내지 3차 정보를 심층 신경망으로 전달하여 상기 피검체에 대한 단층 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치. - 제6항에 있어서,
상기 진단 영상 생성부는 상기 X선 검출부로부터 획득한 상기 복수의 X선 영상을 합성하여 상기 피검체에 대한 진단 영상을 실시간으로 생성하고,
상기 제어부는 상기 제1 차 정보 내지 3차 정보를 별도의 단층 영상 생성부로 전송하여 후처리를 거쳐 상기 피검체에 대한 단층 영상을 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 X선원은 미리 정해진 경로를 따라 이동하면서 서로 다른 복수 에너지 레벨의 X선을 피검체로 순차 조사하는 것을 특징으로 하는 진단 영상 생성 장치.
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| KR (1) | KR20220053815A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160079961A (ko) | 2014-12-26 | 2016-07-07 | 한국전기연구원 | 이중 에너지 준위 엑스선원을 이용한 엑스선 투시 촬영 장치 |
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2020
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Patent Citations (1)
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