KR20230163211A - 의료영상 표시방법 및 그 장치 - Google Patents

의료영상 표시방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

의료영상 표시방법 및 그 장치가 개시된다. 의료영상표시장치는 CT 또는 MRI 촬영시 획득한 환자의 제1 움직임정보와 맵핑되는 복수의 의료영상을 저장하고, 환자로부터 실시간 파악한 제2 움직임정보와 동기화하여 복수의 의료영상을 표시한다.

Description

의료영상 표시방법 및 그 장치{Medical image displaying method and apparatus}
본 발명의 실시 예는 의료영상을 표시하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 의료영상을 환자의 실시간 움직임과 동기화하여 표시하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
CT(Computed Tomography) 또는 MRI(Magnetic Resonance Imaging) 영상은 인체 내부의 단면 이미지를 제공하므로 검사나 진단 등에 유용하게 사용된다. 환자의 호흡이나 심장박동 등의 움직임에 따라 CT 또는 MRI의 단면 이미지 내 인체조직(예를 들어, 각종 장기나 병변 등)의 위치나 모양이 달라지므로, 수술이나 치료시에 인체조직의 정확한 위치나 모양이 실시간 필요한 경우에는 이전에 촬영한 CT 또는 MRI 영상을 그대로 이용할 수 없고 실시간으로 CT 또는 MRI 촬영을 수행하여야 한다.
본 발명의 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 의료영상을 환자의 실시간 움직임에 동기화하여 표시할 수 있는 의료영상 표시방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상 표시방법의 일 예는, CT 또는 MRI 촬영시 획득한 환자의 제1 움직임정보와 맵핑되는 복수의 의료영상을 저장하는 단계; 상기 환자로부터 실시간 제2 움직임정보를 파악하는 단계; 및 상기 복수의 의료영상을 상기 제2 움직임정보에 동기화하여 표시하는 단계;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상 표시장치의 일 예는, CT 또는 MRI 촬영시 획득한 환자의 제1 움직임정보와 맵핑되는 복수의 의료영상을 저장하는 영상저장부; 상기 환자로부터 실시간 제2 움직임정보를 파악하는 움직임파악부; 및 상기 복수의 의료영상을 상기 제2 움직임정보에 동기화하여 표시하는 표시부;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 환자의 호흡이나 심장박동 등 움직임과 실시간 동기화하여 의료영상을 표시할 수 있다. 수술이나 치료시에 CT 또는 MRI 촬영을 실시간 수행할 필요없이 이전에 촬영한 CT 또는 MRI 영상을 기반으로 환자의 움직임에 따른 인체조직의 위치나 모양의 변화를 실시간 표시할 수 있다. 또한, CT 또는 MRI 촬영의 횟수를 줄일 수 있어 환자나 의료진의 방사선 노출을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상 표시장치의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상을 저장하는 방법의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 의료영상을 생성하는 방법의 일 예를 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상을 움직임상태로 구분하여 저장하는 방법의 일 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상 표시방법의 일 예를 도시한 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상을 환자와 중첩하여 가상현실 또는 증가현실에 표시하는 방법의 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 8는 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상표시장치의 일 예의 구성을 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상 표시방법 및 그 장치에 대하여 상세히 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상 표시장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 의료영상표시장치(100)는 CT 영상 또는 MRI 영상(110)을 입력받으면 환자의 실시간 움직임에 동기화하여 의료영상을 표시(120)한다. 환자의 호흡이나 맥박 등에 따라 인체의 내부 조직(예를 들어, 폐, 간, 심장 등의 장기나 병변 등)의 위치나 모양이 변화하므로, 의료영상표시장치(100)는 호흡이나 맥박 등에 의한 환자의 실시간 움직임에 따라 변화하는 의료영상을 표시한다.
일 실시 예로, 의료영상표시장치(100)는 증강현실(AR) 또는 가상현실(VR)에서 의료영상을 환자와 중첩하여 표시할 수 있다. 이에 대한 일 예가 도 7에 도시되어 있다. 다른 실시 예로, 의료영상표시장치(100)는 의료영상을 환자와 중첩없이 일반 화면에 환자의 실시간 움직임과 동기화하여 표시할 수 있다.
의료영상표시장치(100)가 표시하는 의료영상은 CT 영상 또는 MRI 영상의 단면 이미지이거나, CT 영상 또는 MRI 영상으로부터 분할(segmentation)한 특정 인체조직의 단면 이미지이거나, 또는 CT 영상 또는 MRI 영상에서 분할한 인체조직을 3차원으로 모델링한 3차원 영상일 수 있다. CT 영상 또는 MRI 영상에서 특정 인체조직을 분할하여 3차원으로 모델링하는 일 예가 도 3에 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상을 저장하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 의료영상촬영장치(210)(예를 들어, CT 또는 MRI 기기 등)를 이용하여 환자(200)를 촬영할 때 센서(220)를 통해 환자(200)의 움직임을 함께 파악한다.
의료영상촬영장치(210)가 환자(200)를 촬영하여 출력하는 영상은 복수의 단면 이미지로 구성되는 CT 영상 또는 MRI 영상일 수 있다. 의료영상은 도 1에서 설명한 바와 같이 의료영상촬영장치(210)가 출력한 CT 영상 또는 MRI 영상 그 자체이거나 이를 가공하여 얻은 2차원 또는 3차원의 인체의 특정 영역의 영상일 수 있다.
센서(220)는 환자의 움직임을 파악하는 다양한 종류의 센서로 구현될 수 있다. 예를 들어, 센서(220)는 환자의 호흡에 따른 움직임을 파악하는 움직임센서이거나(도 4 참조) 환자의 맥박을 파악하는 센서일 수 있다(도 5 참조). 이 외에도 환자의 움직임을 파악하기 위한 다양한 종류의 센서가 본 실시 예에 적용될 수 있으며 특정한 종류의 센서로 한정되는 것은 아니다.
의료영상촬영장치(210)는 일정 시간 간격마다 환자를 촬영하고, 센서(220)는 연속 또는 일정 시간 간격마다 환자의 움직임을 측정할 수 있다. 의료영상촬영장치(210)의 촬영주기와 센서(220)의 측정주기가 일치하지 않을 수 있으므로, 의료영상표시장치(100)는 센서가 측정한 환자의 움직임을 복수의 움직임상태의 구간으로 분할하고, 의료영상과 움직임상태의 구간정보를 맵핑하여 저장할 수 있다. 움직임상태별 의료영상을 구분하여 저장하는 예에 대해서는 도 4 및 도 5에서 다시 살펴본다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 의료영상을 생성하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, CT 또는 MRI 영상(300)은 복수의 단면 이미지로 구성된다. 의료영상표시장치(100)는 각 단면 이미지에서 원하는 인체 조직(310)(예를 들어, 장기나 병변)을 분할하고, 각 단면 이미지에서 분할된 인체조직의 영역을 3차원 모델링하여 3차원 의료영상(320)을 생성할 수 있다. CT 또는 MRI 영상(300)에서 특정 인체 조직을 분할하는 종래의 다양한 방법이 본 실시 예에 적용될 수 있다. 또한, 복수의 단면 이미지에서 분할된 영역 이미지를 3차원으로 모델링하는 종래의 다양한 방법이 본 실시 예에 적용될 수 있다.
예를 들어, 의료영상표시장치(100)는 CT 또는 MRI 영상(300)에 포함된 복수의 단면 이미지에서 폐의 종양(310)을 분할하고, 각 단면 이미지의 폐 종양 영역의 이미지를 3차원 모델링하여 3차원 볼륨으로 구성되는 의료영상(320)을 생성할 수 있다. 폐 종양의 3차원 모델은 가상현실 또는 증강현실의 디지털트윈 영상으로 표시될 수 있다.
환자의 호흡이나 맥박 등의 움직임에 의해 폐 종양의 의료영상의 위치나 모양이 달라질 수 있다. 의료영상표시장치(100)는 CT 영상 또는 MRI 영상을 촬영할 때 도 2에서 살핀 센서(220)를 통해 환자의 제1 움직임정보를 함께 파악한 후 제1 움직임정보와 맵핑하여 의료영상을 저장한다. 의료영상표시장치(100)는 환자의 수술이나 치료시에 실시간 환자의 움직임에 동기화하여 기 저장된 의료영상을 표시할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상을 움직임상태로 구분하여 저장하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 환자의 호흡에 의한 높이 방향의 변화를 센서를 통해 파악한 그래프의 일부가 도시되어 있다. 그래프의 가로방향은 시간축이고, 세로축은 흉부의 높낮이 변화를 나타낸다.
의료영상표시장치(100)는 세로축의 높낮이 변화를 복수의 움직임상태 구간으로 분할할 수 있다. 움직임상태 구간의 개수(n)는 10개 또는 20개 등 실시 예에 따라 다양하게 변형 가능하다.
의료영상표시장치(100)는 의료영상촬영장치가 촬영할 때 센서가 파악한 움직임정보를 기초로 CT 영상 또는 MRI 영상에 포함된 복수의 단면 이미지가 복수의 움직임상태의 구간 중 어디에 해당하는지 파악할 수 있다. 의료영상표시장치(100)는 제1 움직임상태의 구간에 속한 적어도 하나 이상의 단면 이미지를 이용하여 제1 움직임상태에 대한 제1 의료영상을 생성하고, 제2 움직임상태의 구간에 속한 적어도 하나 이상의 단면 이미지를 이용하여 제2 움직임상태에 대한 제2 의료영상을 생성하고, 제n 움직임상태의 구간에 속한 적어도 하나 이상의 단면 이미지를 이용하여 제n 움직임상태에 대한 제n 의료영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 복수의 단면 이미지가 제1 움직임상태의 구간에 속한 복수의 단면 이미지이면, 의료영상표시장치(100)는 제1 움직임상태에 대한 폐 종양의 의료영상을 생성할 수 있다. 의료영상표시장치는 움직임상태별 의료영상을 저장 관리한다.
도 5를 참조하면, 맥박 그래프가 도시되어 있다. 의료영상촬영장치가 환자를 촬영할 때 센서는 실시간으로 맥박을 함께 측정한다. 의료영상표시장치(100)는 맥박을 기준으로 그래프의 시간축을 복수의 움직임상태의 구간으로 구분할 수 있다.
의료영상표시장치(100)는 의료영상촬영장치의 촬영시점에 센서가 파악한 맥박을 기준으로 의료영상이 복수의 움직임상태의 구간 중 어느 구간에 해당하는지 파악할 수 있다. 예를 들어, 의료영상표시장치(100)는 CT 영상 또는 MRI 영상에 포함된 복수의 단면 이미지의 촬영시점이 맥박의 어느 시점에 해당하는지 파악할 수 있다. 의료영상표시장치(100)는 각 움직임상태의 구간에 속한 적어도 하나 이상의 단면이미지를 이용하여 각 움직임상태에 대한 의료영상을 생성하여 저장할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상 표시방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 의료영상표시장치(100)는 CT 또는 MRI 촬영시 획득한 환자의 제1 움직임정보와 맵핑되는 복수의 의료영상을 저장한다(S600). 예를 들어, 도 4 및 도 5를 참조하면, 환자의 움직임을 복수의 움직임상태 구간으로 정의하고, 각 움직임상태 구간에 대한 의료영상을 생성하여 데이터베이스 등에 저장한다. 다른 실시 예로, 의료영상이 움직임상태 구간별로 미리 저장되어 있다면, 의료영상표시장치는 해당 단계(S600)를 생략할 수 있다.
의료영상표시장치(100)는 수술이나 치료 등을 위하여 환자의 호흡이나 맥박 등의 움직임에 따라 변화하는 의료영상을 표시하고자 할 경우에 환자의 제2 움직임정보를 파악하고(S610), 제2 움직임정보와 동기화하여 의료영상을 표시한다(S620). 의료영상표시장치(100)는 이동단말(예를 들어, 태블릿PC 등)을 이용하여 실시간 촬영되는 환자의 이미지에 의료영상을 중첩하여 증강현실로 표시하거나, 환자의 실시간 움직임이 표시되는 아바타에 의료영상을 중첩하여 가상현실로 표시할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상을 환자와 중첩하여 가상현실 또는 증가현실에 표시하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 의료영상표시장치(100)는 센서(710)를 통해 환자(700)의 실시간 움직임을 파악한다. 예를 들어, 센서(710)는 환자의 호흡(도 4 참조) 또는 맥박(도 5 참조) 등을 파악할 수 있다.
의료영상표시장치(100)는 환자(700)의 실시간 움직임정보(즉, 제2 움직임정보(720)를 기초로 데이터베이스(730)에서 해당하는 의료영상을 파악한다. 도 2에서 살핀 바와 같이, 의료영상은 CT 또는 MRI 촬영시에 획득한 환자의 제1 움직임정보와 맵핑하여 저장되므로, 의료영상표시장치(100)는 환자(700)로부터 실시간 획득되는 제2 움직임정보(720)을 기초로 데이터베이스(730)를 검색하여 제2 움직임정보(720)에 해당하는 의료영상을 파악할 수 있다. 예를 들어, 도 4 및 도 5와 같이 복수의 움직임상태의 구간이 정의되고, 의료영상이 각 움직임상태의 구간별로 존재한다면, 의료영상표시장치(100)는 환자(700)의 실시간 움직임을 나타내는 제2 움직임정보(720)가 복수의 움직임상태의 구간 중 어느 구간에 해당하는지 파악한 후 해당 움직임상태 구간의 의료영상을 데이터베이스(730)에서 파악한다.
의료영상표시장치(100)는 카메라 등을 통해 환자(700)를 촬영하여 얻은 환자 이미지(750) 또는 환자의 실시간 움직임을 가상공간에 구현한 아바타(750)에 제2 움직임정보에 해당하는 의료영상(즉, 디지털트윈(760))을 중첩하여 가상현실 또는 증강현실(740)에 표시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 의료영상표시장치의 일 예의 구성을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 의료영상표시장치(100)는 영상저장부(800), 움직임파악부(810) 및 표시부(820)를 포함한다. 일 예로 의료영상표시장치(100)는 메모리, 프로세서 및 입출력장치를 포함하는 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있다. 이 경우 각 구성은 소프트웨어로 구현되어 메모리에 탑재된 후 프로세서에 의해 수행될 수 있다.
영상저장부(800)는 의료영상 촬영시 획득한 환자의 제1 움직임정보와 맵핑되는 복수의 의료영상을 저장한다. 영상저장부(800)는 도 2와 같이 의료영상촬영장치와 센서를 통해 각각 얻은 의료영상과 제1 움직임정보를 맵핑하여 저장할 수 있다. 호흡이나 맥박의 움직임과 맵핑하여 의료영상을 저장하는 예가 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 다른 실시 예로, 제1 움직임정보와 의료영상이 미리 맵핑되어 데이터베이스에 저장되어 있다면 영상저장부(800)는 생략될 수 있다.
움직임파악부(810)는 환자로부터 실시간 제2 움직임정보를 파악한다. 예를 들어, 수술이나 치료를 위하여 환자의 움직임에 따른 실시간 의료영상이 필요한 경우에, 움직임파악부(810)는 센서를 이용하여 환자로부터 호흡이나 맥박 등을 실시간 파악한다.
표시부(820)는 데이터베이스에 제1 움직임정보와 맵핑되어 저장된 복수의 의료영상을 제2 움직임정보에 동기화하여 표시한다. 예를 들어, 움직임파악부(810)가 센서를 통해 측정한 호흡이 도 4의 제1 움직임상태에 해당하면, 표시부(820)는 데이터베이스에서 제1 움직임상태와 맵핑되어 저장된 의료영상을 표시한다. 움직임파악부(810)는 센서를 통해 실시간 환자의 움직임을 파악하고, 표시부(820)는 실시간 파악된 환자의 제2 움직임정보에 따라 데이터베이스를 실시간 검색하여 찾은 의료영상을 표시한다. 다른 실시 예로, 표시부(820)는 가상현실 또는 증강현실에서 데이터베이스에 저장된 의료영상을 제2 움직임정보와 동기화하여 표시할 수 있다. 이에 대한 예가 도 7에 도시되어 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. CT 또는 MRI 촬영시 획득한 환자의 제1 움직임정보와 맵핑되는 복수의 의료영상을 저장하는 단계;
    상기 환자로부터 실시간 제2 움직임정보를 파악하는 단계; 및
    상기 복수의 의료영상을 상기 제2 움직임정보에 동기화하여 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료영상 표시방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제2 움직임정보를 파악하는 단계는,
    호흡 또는 심장박동에 따른 움직임을 측정하는 센서를 통해 환자의 제2 움직임정보를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료영상 표시방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 표시하는 단계는,
    증강현실에서 상기 환자의 현실이미지에 상기 의료영상을 중첩하여 표시하거나, 가상현실에서 상기 환자의 아바타에 상기 의료영상을 중첩하여 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료영상 표시방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 의료영상을 저장하는 단계는,
    CT 또는 MRI 영상에 포함된 복수의 단면 이미지를 상기 제1 움직임정보에 따라 복수의 움직임상태로 분할하는 단계; 및
    각 움직임상태에 속한 단면 이미지를 이용하여 움직임상태별 의료영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료영상 표시방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 표시하는 단계는,
    상기 제2 움직임정보에 해당하는 움직임상태의 의료영상을 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료영상 표시방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 의료영상은, CT 또는 MRI 영상에서 분할한 인체조직의 영역을 3차원 모델링하여 생성되는 디지털트윈 영상인 것을 특징으로 하는 의료영상 표시방법.
  7. CT 또는 MRI 촬영시 획득한 환자의 제1 움직임정보와 맵핑되는 복수의 의료영상을 저장하는 영상저장부;
    상기 환자로부터 실시간 제2 움직임정보를 파악하는 움직임파악부; 및
    상기 복수의 의료영상을 상기 제2 움직임정보에 동기화하여 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료영상 표시장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 움직임파악부는,
    호흡 또는 심장박동에 따른 움직임을 측정하는 센서를 통해 환자의 제2 움직임정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 의료영상 표시장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 영상저장부는,
    CT 또는 MRI 영상에 포함된 복수의 단면 이미지를 상기 제1 움직임정보에 따라 복수의 움직임상태로 분할하고, 각 움직임상태에 속한 단면 이미지를 이용하여 움직임상태별 의료영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 의료영상 표시장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 표시부는,
    상기 제2 움직임정보에 해당하는 움직임상태의 의료영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 의료영상 표시장치.
  11. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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