KR20240034978A - Ct 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CT(computed tomography) 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면 CT 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 진단 평가 지표 제공 장치에 있어서, 진단 평가 지표 제공 장치는 피험자의 기본 CT(computed tomography) 영상 데이터를 호출하고, 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터에서 기도(airway)와 폐(lung)와 관련된 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수를 추출하는 기본 CT 변수 추출부, 상기 피험자의 추적 CT 영상 데이터를 호출하고, 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터에서 상기 기도와 상기 폐와 관련된 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수를 추출하는 추적 CT 변수 추출부, 상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수에 기반하여 상기 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 구조적 진단 평가부 및 상기 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수에 기반하여 상기 폐에 대한 기능적 진단 평가 지표를 제공하는 기능적 진단 평가부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 CT(computed tomography) 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 기본 CT 영상 데이터와 추적 CT 영상 데이터에서 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단하기 위하여 구조적 변수들과 기능적 변수들을 추출하고, 추출된 구조적 변수들과 추출된 기능적 변수들을 비교하여 진단 평가 지표를 제공하는 기술에 관한 것이다.
생활 환경 먼지 노출은 거주자의 폐 질환의 위험 요소가 될 수 있다. 예를 들어, 시멘트 공장의 분진은 생활 환경 먼지로서, 시멘트 공장 근처에 거주하는 주민들에게 폐 질환의 위험 요소가 될 수 있다.
시멘트 공장은 대기 오염의 중요한 원인이 될 수 있으며 시멘트 분진은 호흡기 증상과 폐 기능에 영향을 줄 수 있다.
먼지에 노출된 근로자는 만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)의 위험이 증가하고 만성 호흡기 증상의 유병률이 높으며 폐 기능이 감소한다.
강제 호기량 시작(forced expiratory volume ini, FEVi)과 관련하여 강제 호기 용량의 25-75% 및 최대 호기 유량 비율 감소와 같은 폐 기능 검사(pulmonary function tests, PFT)에서 확인된 바와 같이 시멘트 먼지 노출(cement dust exposure, CDE)은 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
QCT(quantitative computed tomography) 영상 기반 기도 구조 측정법이 존재한다.
수년간의 장기 노출은 천식뿐만 아니라 COPD로 발전할 가능성이 높다. 많은 종래 기술에서 흡연과 관련된 실질 기능 변화를 확인하기 위해 QCT 접근법을 사용했다.
종래 기술은 기준선 CT 스캔을 사용하여 폐기종 정도의 추정을 결정하여 농도 측정 결과와 시각적 점수 사이의 관계를 조사했다.
기존의 QCT 기반 영상 연구에 따르면 영상 측정 기준은 호흡기 질환을 구별할 때 민감하고 유용한 것으로 밝혀졌다.
종래에는 COPD 진행 연구가 있지만 폐 기능과 관련된 환경 노출에 대하여 기관지 및 폐 변이를 진단하는 평가할 수 없었다.
본 발명은 기본 CT 영상 데이터와 추적 CT 영상 데이터에서 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단하기 위하여 구조적 변수들과 기능적 변수들을 추출하고, 추출된 구조적 변수들과 추출된 기능적 변수들을 비교하여 진단 평가 지표를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기본 CT 영상 데이터와 추적 CT 영상 데이터에 기반하여 생활 환경 먼지에 노출되는 피험자들의 호흡기 증상과 폐 기능에 영향을 나타내는 진단 평가 지표를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 시멘트 분진과 같이 오염성이 강한 생활 환경 먼지에 노출된 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 평가 지표를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 임상적 지표에서 확인할 수 없는 기관지 및 폐의 변이를 영상학적 분석 기법으로 평가하는 진단 평가 지표를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 CT 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 진단 평가 지표 제공 장치에 있어서, 진단 평가 지표 제공 장치는 피험자의 기본 CT(computed tomography) 영상 데이터를 호출하고, 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터에서 기도(airway)와 폐(lung)와 관련된 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수를 추출하는 기본 CT 변수 추출부, 상기 피험자의 추적 CT 영상 데이터를 호출하고, 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터에서 상기 기도와 상기 폐와 관련된 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수를 추출하는 추적 CT 변수 추출부, 상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수에 기반하여 상기 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 구조적 진단 평가부 및 상기 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수에 기반하여 상기 폐에 대한 기능적 진단 평가 지표를 제공하는 기능적 진단 평가부를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수 각각은 수력직경(Dh), 기관지 벽두께(WT), 기관지 둥근정도(Cr) 및 기관지 분기각도(θ) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수 각각은 폐기종 정도(Emph%), 세기관지의 공기 가둠 정도(fSAD%), 공기변화, 체적변화(Jacobian, J), 이방성 변화정도(anisotropic deformation index, ADI) 및 이방성 변화특징(nature of anisotropy Slab-rod index) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기본 CT 영상 데이터 및 상기 추적 CT 영상 데이터 각각은 흡기 CT 영상 데이터와 호기 CT 영상 데이터를 포함하고, 상기 추적 CT 영상 데이터는 상기 기본 영상 데이터가 생성된 시점 이후, 일정 시간 경과 후에 상기 피험자를 CT 촬영하여 생성될 수 있다.
상기 구조적 진단 평가부는 상기 흡기 CT 영상 데이터에서 추출되는 적어도 하나의 흡기 구조적 CT 변수와 상기 호기 CT 영상 데이터에서 추출되는 적어도 하나의 호기 구조적 CT 변수를 이용하여 기관지 변형 정도 평가 지표를 제공할 수 있다.
상기 구조적 진단 평가부는 상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수 중 어느 하나의 기본 구조적 CT 변수의 값에 대한 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수 중 어느 하나의 추적 구조적 CT 변수의 값에서 어느 하나의 기본 구조적 CT 변수의 값을 제외한 값과 상기 기본 CT 영상 데이터와 상기 추적 CT 영상 데이터에 대하여 개별 스캔 간격에 대한 평균 스캔 간격의 값의 결합을 통해 상기 구조적 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
상기 수력직경(Dh)은 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터 및 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터에 기반하여 도출된 기관지에 대하여 내강의 면적을 도출하고, 상기 기관지의 둘레를 도출하고, 상기 기관지의 내벽 둘레에 대한 상기 도출된 내강의 면적의 4배를 계산하여 추출될 수 있다.
상기 기관지 벽두께(WT)는 상기 도출된 기관지에 대한 외벽의 지름과 내벽의 지름의 차이를 계산하여 추출되고, 상기 기관지 분기각도(θ)는 상기 도출된 기관지가 분기되는 지점의 제1 측과 제2측에 대한 각도 연산에 기반하여 추출되며, 상기 기관지 둥근정도(Cr)는 상기 내벽 둘레에 대한 상기 내벽의 지름과 파이(π)의 결합 값에 기반하여 추출될 수 있다.
상기 폐기종 정도(Emph%) 및 상기 세기관지의 공기 가둠 정도(fSAD%)는 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터 및 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터에 기반하여 도출된 폐와 관련하여 매개변수 매핑 방법(parametric response mapping method)을 이용하여 추출되고, 상기 공기변화는 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터의 폐의 부피 값에서 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터의 폐의 부피 값을 제외한 값으로 추출될 수 있다.
상기 체적변화(Jacobian, J)는 조직 및 공기 부피를 포함하는 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터의 폐에 대한 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터의 폐의 국소 부피 비율이 "1"을 초과하면 확장으로 추출되고, "1"과 동일하면 동일로 추출되며, "1" 미만이면 수축으로 추출되고, 상기 이방성 변화정도(anisotropic deformation index, ADI)는 상기 국소 부피 비율과 관련된 제1 부피치 내지 제3 부피치에 따라 계산되고, 상기 제1 부피치 내지 제3 부피치가 모두 동일하면 등방성 변형으로 추출될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 CT 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 진단 평가 지표 제공 방법에 있어서, 진단 평가 지표 제공 방법은 기본 CT 변수 추출부에서, 피험자의 기본 CT(computed tomography) 영상 데이터를 호출하고, 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터에서 기도(airway)와 폐(lung)와 관련된 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수를 추출하는 단계, 추적 CT 변수 추출부에서, 상기 피험자의 추적 CT 영상 데이터를 호출하고, 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터에서 상기 기도와 상기 폐와 관련된 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수를 추출하는 단계, 구조적 진단 평가부에서, 상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수에 기반하여 상기 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 단계 및 기능적 진단 평가부에서, 상기 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수에 기반하여 상기 폐에 대한 기능적 진단 평가 지표를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수 각각은 수력직경(Dh), 기관지 벽두께(WT), 기관지 둥근정도(Cr) 및 기관지 분기각도(θ) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수 각각은 폐기종 정도(Emph%), 세기관지의 공기 가둠 정도(fSAD%), 공기변화, 체적변화(Jacobian, J), 이방성 변화정도(anisotropic deformation index, ADI) 및 이방성 변화특징(nature of anisotropy Slab-rod index) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기본 CT 영상 데이터 및 상기 추적 CT 영상 데이터 각각은 흡기 CT 영상 데이터와 호기 CT 영상 데이터를 포함하고, 상기 추적 CT 영상 데이터는 상기 기본 영상 데이터가 생성된 시점 이후, 일정 시간 경과 후에 상기 피험자를 CT 촬영하여 생성될 수 있다.
상기 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 단계는, 상기 흡기 CT 영상 데이터에서 추출되는 적어도 하나의 흡기 구조적 CT 변수와 상기 호기 CT 영상 데이터에서 추출되는 적어도 하나의 호기 구조적 CT 변수를 이용하여 기관지 변형 정도 평가 지표를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 단계는, 상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수 중 어느 하나의 기본 구조적 CT 변수의 값에 대한 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수 중 어느 하나의 추적 구조적 CT 변수의 값에서 어느 하나의 기본 구조적 CT 변수의 값을 제외한 값과 상기 기본 CT 영상 데이터와 상기 추적 CT 영상 데이터에 대하여 개별 스캔 간격에 대한 평균 스캔 간격의 값의 결합을 통해 상기 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 기본 CT 영상 데이터와 추적 CT 영상 데이터에서 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단하기 위하여 구조적 변수들과 기능적 변수들을 추출하고, 추출된 구조적 변수들과 추출된 기능적 변수들을 비교하여 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
본 발명은 기본 CT 영상 데이터와 추적 CT 영상 데이터에 기반하여 생활 환경 먼지에 노출되는 피험자들의 호흡기 증상과 폐 기능에 영향을 나타내는 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
본 발명은 시멘트 분진과 같이 오염성이 강한 생활 환경 먼지에 노출된 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 평가 지표를 제공할 수 있다.
본 발명은 임상적 지표에서 확인할 수 없는 기관지 및 폐의 변이를 영상학적 분석 기법으로 평가하는 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 장치에서 이용하는 CT 영상 데이터를 설명하는 도면이다.
도 3 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 기본 및 추적 CT 변수 추출부에서 추출하는 구조적 CT 변수를 설명하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 기본 및 추적 CT 변수 추출부에서 추출하는 기능적 CT 변수를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구조적 및 기능적 진단 평가부에서 제공하는 구조적 및 기능적 진단 평가 지표를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 장치에서 이용하는 CT 영상 데이터를 설명하는 도면이다.
도 3 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 기본 및 추적 CT 변수 추출부에서 추출하는 구조적 CT 변수를 설명하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 기본 및 추적 CT 변수 추출부에서 추출하는 기능적 CT 변수를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구조적 및 기능적 진단 평가부에서 제공하는 구조적 및 기능적 진단 평가 지표를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법을 설명하는 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 스테이지, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 스테이지, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 장치를 설명하는 도면이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 장치의 구성 요소를 예시한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 장치(100)는 기본 CT(computed tomography) 변수 추출부(110), 추적 CT 변수 추출부(120), 구조적 진단 평가부(130) 및 기능적 진단 평가부(140) 를 포함한다.
제어부(160)는 기본 CT 변수 추출부(110), 추적 CT 변수 추출부(120), 구조적 진단 평가부(130) 및 기능적 진단 평가부(140)의 동작을 제어한다.
저장부(150)는 기본 CT 변수 추출부(110) 및 추적 CT 변수 추출부(120)에 피험자의 기본 CT 영상 데이터 및 추적 CT 영상 데이터를 저장하고, 이후 호출되는 과정에서 데이터를 제공할 수 있다.
또한, 저장부(150)는 기본 CT 변수 추출부(110) 및 추적 CT 변수 추출부(120)에서 각각 추출되는 구조적 변수와 기능적 변수를 저장할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 진단 평가 지표 제공 장치(100)는 CT 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 진단 평가 지표 제공 장치일 수 있다.
일례로, 기본 CT 변수 추출부(110)는 피험자의 기본 CT(computed tomography) 영상 데이터를 호출하고, 호출된 기본 CT 영상 데이터에서 기도(airway)와 폐(lung)와 관련된 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수를 추출할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 추적 CT 변수 추출부(120)는 피험자의 추적 CT 영상 데이터를 호출하고, 호출된 추적 CT 영상 데이터에서 기도와 폐와 관련된 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수를 추출할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수 각각은 수력직경(Dh), 기관지 벽두께(WT), 기관지 둥근정도(Cr) 및 기관지 분기각도(θ) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수 각각은 폐기종 정도(Emph%), 세기관지의 공기 가둠 정도(fSAD%), 공기변화, 체적변화(Jacobian, J), 이방성 변화정도(anisotropic deformation index, ADI) 및 이방성 변화특징(nature of anisotropy Slab-rod index) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일례로, 구조적 진단 평가부(130)는 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수에 기반하여 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기능적 진단 평가부(140)는 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수에 기반하여 폐에 대한 기능적 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
예를 들어, 기본 CT 영상 데이터 및 추적 CT 영상 데이터 각각은 흡기 CT 영상 데이터와 호기 CT 영상 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 추적 CT 영상 데이터는 기본 영상 데이터가 생성된 시점 이후, 일정 시간 경과 후에 피험자를 CT 촬영하여 생성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 구조적 진단 평가부(130)는 흡기 CT 영상 데이터에서 추출되는 적어도 하나의 흡기 구조적 CT 변수와 호기 CT 영상 데이터에서 추출되는 적어도 하나의 호기 구조적 CT 변수를 이용하여 기관지 변형 정도 평가 지표를 제공할 수 있다.
예를 들어, 구조적 진단 평가부(130) 하기 수학식 1에 기반하여 기관지 변형 정도 평가 지표를 제공할 수 있다.
[수학식 1]
수학식 1에서, εΨ는 기관지 변형 정도 평가 지표를 나타낼 수 있고, Ψinsp는 흡기 구조적 CT 변수를 나타낼 수 있으며, Ψexp는 호기 구조적 CT 변수를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 기관지 변형 정도는 기관지가 얼마나 딱딱한지를 평가할 수 있는 지표일 수 있다.
구조적 진단 평가부(130)는 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수 중 어느 하나의 기본 구조적 CT 변수의 값에 대한 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수 중 어느 하나의 추적 구조적 CT 변수의 값에서 어느 하나의 기본 구조적 CT 변수의 값을 제외한 값과 기본 CT 영상 데이터와 추적 CT 영상 데이터에 대하여 개별 스캔 간격에 대한 평균 스캔 간격의 값의 결합을 통해 구조적 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
예를 들어, 구조적 진단 평가부(130)는 하기 수학식 2에 기반하여 구조적 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
[수학식 2]
수학식 2에서, progression은 피험자가 CT를 여러 차례 방문하여 촬영하는 경우에 구조적 변수들의 발전 정도를 객관적으로 비교하여 평가할 수 있는 지표로서 구조적 진단 평가 지표를 나타낼 수 있고, Ψ는 구조적 변수를 나타내며, follow-up은 추적 CT 영상 데이터에 기반한 추적 구조적 CT 변수와 관련되고, baseline은 기본 CT 영상 데이터에 기반한 기본 구조적 CT 변수와 관련될 수 있다.
예를 들어, 개별 스캔 간격은 기본 CT, 복수의 추적 CT 각각의 사이 간격 시간을 나타낼 수 있고, 평균 스캔 간격은 사이 간격 시간들의 평균 시간 간격을 나타낼 수 있다.
따라서, 본 발명은 기본 CT 영상 데이터와 추적 CT 영상 데이터에서 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단하기 위하여 구조적 변수들과 기능적 변수들을 추출하고, 추출된 구조적 변수들과 추출된 기능적 변수들을 비교하여 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 장치에서 이용하는 CT 영상 데이터를 설명하는 도면이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 장치에서 이용하는 CT 영상 데이터는 흡기 CT 영상 데이터(200)와 호기 CT 영상 데이터(201)를 포함할 수 있다.
기본 CT 영상 데이터로부터 일정 시간이 경과된 이후에 촬영된 추적 CT 영상 데이터 각각은 흡기 CT 영상 데이터(200)와 호기 CT 영상 데이터(201)를 포함할 수 있다.
흡기 CT 영상 데이터(200)는 TLC(Total Lung Capacity)일 수 있고, 호기 CT 영상 데이터(201)는 FRC(Functional Residual Capacity)일 수 있다.
구조적 및 기능적 CT 변수는 흡기와 호기에서 획득되고, 폐 자동 분할 프로그램의 지원을 받을 수 도 있고, TLC는 총 폐활량을 나타낼 수 있고, FRC는 기능적 잔여 용량을 나타낼 수 있다.
도 3 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 기본 및 추적 CT 변수 추출부에서 추출하는 구조적 CT 변수를 설명하는 도면이다.
도 3 내지 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 구조적 CT 변수와 관련되고, 기관지의 구조적 특징과 관련될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기본 및 추적 CT 변수 추출부에서 기관지의 수력직경을 추출하는 구성을 예시한다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 기본 및 추적 CT 변수 추출부는 기본 및 추적 CT 영상 데이터에서 기관지과 관련된 영상(300), 영상(301) 및 영상(302)을 추출할 수 있다.
영상(301)은 기관지의 수력직경과 관련된 내강의 면적(luminal area)(311)와 기관지 내벽의 둘레(312)를 포함한다.
기본 및 추적 CT 변수 추출부는 내강의 면적(luminal area)(311)과 내벽의 둘레(312)에 기반하여 구조적 변수로서 수력직경을 추출할 수 있다.
수력직경(Dh)은 기본 CT 영상 데이터 및 추적 CT 영상 데이터에 기반하여 도출된 기관지에 대하여 내강의 면적을 도출하고, 기관지의 둘레를 도출하고, 기관지의 내벽 둘레에 대한 내강의 면적의 4배를 계산하여 추출될 수 있다.
기본 및 추적 CT 변수 추출부는 하기 수학식 3에 기반하여 수력직경을 도출 할 수 있다.
[수학식 3]
수학식 3에서, 수력직경(Dh), 내강의 면적(LA) 및 내벽의 둘레(Pe)를 확인할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 기본 및 추적 CT 변수 추출부에서 기관지의 벽두께 및 기관지의 둥근정도를 추출하는 구성을 예시한다.
도 4a를 참고하면, 기관지(400)는 외벽의 지름(401), 내벽의 지름(402), 내벽의 둘레(403), 두께(404) 및 외벽의 둘레(405)로 구성된다.
기관지 벽두께(WT)는 기관지(400)에 대한 외벽의 지름(401)과 내벽의 지름(402)의 차이를 계산하여 추출될 수 있다.
기본 및 추적 CT 변수 추출부는 하기 수학식 4에 기반하여 기관지 벽두께를 도출 할 수 있다.
[수학식 4]
수학식 4에는, 기관지 벽두께(WT), 외벽의 지름(Douter) 및 내벽의 지름(Dave)를 포함한다.
수학식 3과 4는 사람간의 차이를 성별, 나이, 키, 몸무게 등의 정보를 활용하여 도출한 정상인의 정규화 식을 통해 표준화할 수 있다.
기관지 둥근정도(Cr)는 내벽 둘레(403)에 대한 내벽의 지름(402)과 파이(π)의 결합 값에 기반하여 추출될 수 있다.
기본 및 추적 CT 변수 추출부는 하기 수학식 5에 기반하여 기관지의 둥근정도(Cr)를 도출 할 수 있다.
[수학식 5]
수학식 5에는, 기관지의 둥근정도(Cr), 내벽의 둘레(Pe) 및 내벽의 지름(Dave)을 포함한다.
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 기본 및 추적 CT 변수 추출부에서 기관지 분기각도를 추출하는 구성을 예시한다.
도 4b를 참고하면, 기관지(410)는 RMB(right main bronchus)에 해당하는 제1측(412)과 LMB(left main bronchus)에 해당하는 제2측(413)이 분기 하는데, 이에 대한 연산으로 하기 수학식 6을 이용하여 기관지 분기각도(θ)는 상기 도출된 기관지가 분기되는 지점의 제1 측(412)과 제2측(413)에 대한 각도 연산에 기반하여 분기각도(411)로 추출될 수 있다.
기본 및 추적 CT 변수 추출부는 하기 수학식 6에 기반하여 기관지 분기각도(θ)를 도출 할 수 있다.
[수학식 6]
수학식 6에서는 기관지 분기각도(θ)와 제1측(d1)과 제2측(d2)을 포함한다.
RMB와 LMB를 대표로 설명하지만, 기관지의 분기되는 모든 부분에 대하여 기관지 분기 각도를 도출할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따른 기본 및 추적 CT 변수 추출부에서 추출하는 기능적 CT 변수를 설명하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 기본 및 추적 CT 변수 추출부에서 추출하는 기능적 CT 변수와 관련하여 폐기종 정도(Emph%)와 세기관지의 공기 가둠 정도(fSAD%)와 관련하여 기능적 변수를 도출하는 것을 예시한다.
도 5a를 참고하면, 폐(500)는 기본 및 추적 CT 영상 데이터에 기반하여 도출되고, 폐기종(510)이 확인되고, 폐기종(510)은 폐포의 파괴(destruction of alveolus)(511), 과도한 점액(excess mucus)(512) 및 좁아진 세기관지(narrowed bronchiole)(513)와 관련하여 기능적 편수가 도출될 수 있다.
좁아진 세기관지(narrowed bronchiole)(513)와 관련하여 공기 걸림(air-trapping)이 확인될 수 있다.
폐기종 정도(Emph%) 및 세기관지의 공기 가둠 정도(fSAD%)는 기본 CT 영상 데이터 및 추적 CT 영상 데이터에 기반하여 도출된 폐(500)와 관련하여 매개변수 매핑 방법(parametric response mapping method)을 이용하여 추출될 수 있다.
도 5b는 기본 CT 영상 데이터 또는 추적 CT 영상 데이터에서 흡기 CT 영상 데이터(520)와 호기 CT 영상 데이터(521)를 비교하여 폐기종(522)을 확인하는 것을 예시한다.
또한, 흡기 CT 영상 데이터(520)를 기본 CT 영상 데이터라하고, 호기 CT 영상 데이터(521)를 추적 CT 영상 데이터라고 하여도 폐기종(522)을 확인할 수 있다.
한편, 공기변화는 기본 CT 영상 데이터의 폐의 부피 값에서 추적 CT 영상 데이터의 폐의 부피 값을 제외한 값으로 추출될 수 있다.
일례로, 기본 및 추적 CT 변수 추출부는 하기 수학식 7에 기반하여 공기 변화를 추출할 수 있다.
[수학식 7]
수학식 7에서, △Vair는 공기변화, Vref는 기본 CT 영상 데이터의 폐의 부피 값을 나타낼 수 있고, Vf는 추적 CT 영상 데이터의 폐의 부피 값을 나타낼 수 있다.
일례로, 체적변화(Jacobian, J)는 조직 및 공기 부피를 포함하는 호출된 추적 CT 영상 데이터의 폐에 대한 호출된 기본 CT 영상 데이터의 폐의 국소 부피 비율이 "1"을 초과하면 확장으로 추출되고, "1"과 동일하면 동일로 추출되며, "1" 미만이면 수축으로 추출될 수 있다.
일례로, 기본 및 추적 CT 변수 추출부는 하기 수학식 8에 기반하여 체적변화(Jacobian, J)를 추출할 수 있다.
[수학식 8]
수학식 8에서, J는 야코비 행렬의 결정자로서 체적변화를 나타낼 수 있고, λ1, λ2, λ3은 제1 부피치 내지 제3 부피치를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 이방성 변화정도(anisotropic deformation index, ADI)는 국소 부피 비율과 관련된 제1 부피치 내지 제3 부피치에 따라 하기 수학식 9에 따라 계산되고, 제1 부피치 내지 제3 부피치가 모두 동일하면 등방성 변형으로 추출될 수 있다.
[수학식 9]
수학식 9에서 ADI는 이방성 변화 정도를 나타낼 수 있고, λ1, λ2, λ3은 제1 부피치 내지 제3 부피치를 나타낼 수 있다.
등방성 변형인 경우에는 제1 내지 제3 부피치가 모두 동일하고, ADI는 "0"에 수렴한다.
[수학식 10]
수학식 10 에서 SRI(Slab-rod index)는 이방성 변화특징을 나타내면서, 이방성 변형 시 변형 성향을 평가하는 지표로 활용될 수 있고, λ1, λ2, λ3은 제1 부피치 내지 제3 부피치를 나타낼 수 있다. SRI 값은 0과 1 사이의 범위를 가지며, 한 방향 변형이 주가 될 경우 1에 가깝고, 두 방향 변형이 주가 될 경우 0에 가깝게 수렴된다.
도 5c는 본 발명의 일실시예에 따라 추출된 폐기종 정도(Emph%) 및 세기관지의 공기 가둠 정도(fSAD%)를 예시한다.
도 5c 를 참고하면, 공기 가둠 정도(530)와 폐기종 정도(531)를 예시한다. 예를 들어, 공기 가둠 정도(530)와 폐기종 정도(531)는 매개변수 매핑 방법을 이용하여 추출된 결과일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구조적 및 기능적 진단 평가부에서 제공하는 구조적 및 기능적 진단 평가 지표를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 구조적 및 기능적 진단 평가부에서 제공하는 구조적 및 기능적 진단 평가 지표를 예시한다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 구조적 및 기능적 진단 평가 지표(600)는 진단 평가 지표 제공 장치가 피험자의 기본 상태와 관련된 기본 CT 영상 데이터와 3년 후에 촬영되고, 피험자의 추적 상태와 관련된 추적 CT 영상 데이터를 통해 시멘트 분진 노출 피험자로부터 CT 기반 기동 구조 및 폐 기능 변화에 대한 변수를 획득을 통해 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 구조적 및 기능적 진단 평가 지표(600)는 시멘트 분진과 같이 오염에 노출되어 기준선 이후 3년 동안 시간 경과에 따라 피험자의 폐기능 테스트는 유사하거나 개선되었지만 CT 기반 구조 및 기능 메트릭(metric)에서는 상당한 변경이 있을 수 있음을 나타낸다.
일례로, 본 발명의 일실시예에 따른 구조적 및 기능적 진단 평가 지표(600)는 시멘트 분진에 노출되는 경우, 기관지와 폐엽에서 3년 동안 관찰되는 주요한 변화 지표를 예시한다.
구조적 진단 평가 지표(610)는 기관지의 벽이 두꺼워 지는 것을 나타낼 수 있고, 기능적 진단 평가 지표(620)는 폐기종(emphysema)의 증가를 나타낼 수 있으며, 기능적 진단 평가 지표(630)는 세포 조직 부피(tissue volume)이 감소하는 것을 나타낼 수 있고, 기능적 평가 지표(640)는 폐 모양이 감소하는 것을 나타낼 수 있다.
구조적 및 기능적 진단 평가 지표(600)는 폐의 상엽과 하엽을 제외하고 흡기 영상 데이터인 TLC(Total Lung Capacity)에서 더 작은 공기양이 확인되는 것을 제공할 수 있다.
구조적 및 기능적 진단 평가 지표(600)는 TLC 및 호기 영상 데이터인 FRC(Functional Residual Capacity)의 모든 폐엽에서 더 작은 조직양을 나타낼 수 있고, 대부분의 기도에서 각도의 변화 등을 제공할 수 있다.
구조적 및 기능적 진단 평가 지표(600)는 FRC의 상부 폐엽을 제외한 하부 폐엽에서 기관지 벽 두께 증가를 나타낼 수 있고, 더 작은 전체 폐 모양; 그리고 우상엽과 하엽에서 폐기종 증가에 대한 평가 지표를 제공할 수 있다.
구조적 및 기능적 진단 평가 지표(600)는 임상적 변수에 비해, CT 기반 구조 및 기능 변수는 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 정밀히 측정한 영상기반 지표로서, 시멘트 분진과 같은 생활 환경 오염 물질에 의한 독특한 기관지 및 폐 변이를 진단하는 평가도구로 활용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 CT 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 진단 평가 지표 제공 방법의 동작 절차를 예시한다.
도 7을 참고하면, 단계(701)에서 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법은 기본 구조적 CT 변수 및 기본 기능적 CT 변수를 추출한다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법은 피험자의 기본 CT 영상 데이터를 호출하고, 호출된 기본 CT 영상 데이터에서 기도와 폐와 관련된 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수를 추출할 수 있다.
단계(702)에서 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법은 추적 구조적 CT 변수 및 추적 기능적 CT 변수를 추출한다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법은 피험자의 추적 CT 영상 데이터를 호출하고, 호출된 추적 CT 영상 데이터에서 기도와 폐와 관련된 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수를 추출할 수 있다.
단계(703)에서 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법은 구조적 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법은 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수에 기반하여 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
단계(704)에서 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법은 기능적 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 진단 평가 지표 제공 방법은 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수에 기반하여 폐에 대한 기능적 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
따라서, 본 발명은 시멘트 분진과 같이 오염성이 강한 생활 환경 먼지에 노출된 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 평가 지표를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 임상적 지표에서 확인할 수 없는 기관지 및 폐의 변이를 영상학적 분석 기법으로 평가하는 진단 평가 지표를 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 진단 평가 지표 제공 장치
110: 기본 CT 변수 추출부 120: 추적 CT 변수 추출부
130: 구조적 진단 평가부 140: 기능적 진단 평가부
150: 저장부 160: 제어부
110: 기본 CT 변수 추출부 120: 추적 CT 변수 추출부
130: 구조적 진단 평가부 140: 기능적 진단 평가부
150: 저장부 160: 제어부
Claims (14)
- CT 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 진단 평가 지표 제공 장치에 있어서,
피험자의 기본 CT(computed tomography) 영상 데이터를 호출하고, 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터에서 기도(airway)와 폐(lung)와 관련된 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수를 추출하는 기본 CT 변수 추출부;
상기 피험자의 추적 CT 영상 데이터를 호출하고, 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터에서 상기 기도와 상기 폐와 관련된 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수를 추출하는 추적 CT 변수 추출부;
상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수에 기반하여 상기 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 구조적 진단 평가부; 및
상기 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수에 기반하여 상기 폐에 대한 기능적 진단 평가 지표를 제공하는 기능적 진단 평가부를 포함하는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 장치. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수 각각은 수력직경(Dh), 기관지 벽두께(WT), 기관지 둥근정도(Cr) 및 기관지 분기각도(θ) 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수 각각은 폐기종 정도(Emph%), 세기관지의 공기 가둠 정도(fSAD%), 공기변화, 체적변화(Jacobian, J), 이방성 변화정도(anisotropic deformation index, ADI) 및 이방성 변화특징(nature of anisotropy Slab-rod index) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 장치. - 제2항에 있어서,
상기 기본 CT 영상 데이터 및 상기 추적 CT 영상 데이터 각각은 흡기 CT 영상 데이터와 호기 CT 영상 데이터를 포함하고,
상기 추적 CT 영상 데이터는 상기 기본 영상 데이터가 생성된 시점 이후, 일정 시간 경과 후에 상기 피험자를 CT 촬영하여 생성되는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 장치. - 제3항에 있어서,
상기 구조적 진단 평가부는 상기 흡기 CT 영상 데이터에서 추출되는 적어도 하나의 흡기 구조적 CT 변수와 상기 호기 CT 영상 데이터에서 추출되는 적어도 하나의 호기 구조적 CT 변수를 이용하여 기관지 변형 정도 평가 지표를 제공하는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 장치. - 제2항에 있어서,
상기 구조적 진단 평가부는 상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수 중 어느 하나의 기본 구조적 CT 변수의 값에 대한 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수 중 어느 하나의 추적 구조적 CT 변수의 값에서 어느 하나의 기본 구조적 CT 변수의 값을 제외한 값과 상기 기본 CT 영상 데이터와 상기 추적 CT 영상 데이터에 대하여 개별 스캔 간격에 대한 평균 스캔 간격의 값의 결합을 통해 상기 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 장치. - 제2항에 있어서,
상기 수력직경(Dh)은 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터 및 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터에 기반하여 도출된 기관지에 대하여 내강의 면적을 도출하고, 상기 기관지의 둘레를 도출하고, 상기 기관지의 내벽 둘레에 대한 상기 도출된 내강의 면적의 4배를 계산하여 추출하는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 장치. - 제6항에 있어서,
상기 기관지 벽두께(WT)는 상기 도출된 기관지에 대한 외벽의 지름과 내벽의 지름의 차이를 계산하여 추출되고,
상기 기관지 분기각도(θ)는 상기 도출된 기관지가 분기되는 지점의 제1 측과 제2측에 대한 각도 연산에 기반하여 추출되며,
상기 기관지 둥근정도(Cr)는 상기 내벽 둘레에 대한 상기 내벽의 지름과 파이(π)의 결합 값에 기반하여 추출되는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 장치. - 제2항에 있어서,
상기 폐기종 정도(Emph%) 및 상기 세기관지의 공기 가둠 정도(fSAD%)는 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터 및 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터에 기반하여 도출된 폐와 관련하여 매개변수 매핑 방법(parametric response mapping method)을 이용하여 추출되고,
상기 공기변화는 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터의 폐의 부피 값에서 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터의 폐의 부피 값을 제외한 값으로 추출되는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 장치. - 제8항에 있어서,
상기 체적변화(Jacobian, J)는 조직 및 공기 부피를 포함하는 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터의 폐에 대한 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터의 폐의 국소 부피 비율이 "1"을 초과하면 확장으로 추출되고, "1"과 동일하면 동일로 추출되며, "1" 미만이면 수축으로 추출되고,
상기 이방성 변화정도(anisotropic deformation index, ADI)는 상기 국소 부피 비율과 관련된 제1 부피치 내지 제3 부피치에 따라 계산되고, 상기 제1 부피치 내지 제3 부피치가 모두 동일하면 등방성 변형으로 추출되는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 장치. - CT 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 진단 평가 지표 제공 방법에 있어서,
기본 CT 변수 추출부에서, 피험자의 기본 CT(computed tomography) 영상 데이터를 호출하고, 상기 호출된 기본 CT 영상 데이터에서 기도(airway)와 폐(lung)와 관련된 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수를 추출하는 단계;
추적 CT 변수 추출부에서, 상기 피험자의 추적 CT 영상 데이터를 호출하고, 상기 호출된 추적 CT 영상 데이터에서 상기 기도와 상기 폐와 관련된 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수와 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수를 추출하는 단계;
구조적 진단 평가부에서, 상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수에 기반하여 상기 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 단계; 및
기능적 진단 평가부에서, 상기 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수에 기반하여 상기 폐에 대한 기능적 진단 평가 지표를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 방법. - 제10항에 있어서,
상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수 각각은 수력직경(Dh), 기관지 벽두께(WT), 기관지 둥근정도(Cr) 및 기관지 분기각도(θ) 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 적어도 하나의 기본 기능적 CT 변수와 상기 적어도 하나의 추적 기능적 CT 변수 각각은 폐기종 정도(Emph%), 세기관지의 공기 가둠 정도(fSAD%), 공기변화, 체적변화(Jacobian, J), 이방성 변화정도(anisotropic deformation index, ADI) 및 이방성 변화특징(nature of anisotropy Slab-rod index) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 방법. - 제11항에 있어서,
상기 기본 CT 영상 데이터 및 상기 추적 CT 영상 데이터 각각은 흡기 CT 영상 데이터와 호기 CT 영상 데이터를 포함하고,
상기 추적 CT 영상 데이터는 상기 기본 영상 데이터가 생성된 시점 이후, 일정 시간 경과 후에 상기 피험자를 CT 촬영하여 생성되는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 방법. - 제12항에 있어서,
상기 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 단계는,
상기 흡기 CT 영상 데이터에서 추출되는 적어도 하나의 흡기 구조적 CT 변수와 상기 호기 CT 영상 데이터에서 추출되는 적어도 하나의 호기 구조적 CT 변수를 이용하여 기관지 변형 정도 평가 지표를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 방법. - 제11항에 있어서,
상기 기도에 대한 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 단계는,
상기 적어도 하나의 기본 구조적 CT 변수 중 어느 하나의 기본 구조적 CT 변수의 값에 대한 상기 적어도 하나의 추적 구조적 CT 변수 중 어느 하나의 추적 구조적 CT 변수의 값에서 어느 하나의 기본 구조적 CT 변수의 값을 제외한 값과 상기 기본 CT 영상 데이터와 상기 추적 CT 영상 데이터에 대하여 개별 스캔 간격에 대한 평균 스캔 간격의 값의 결합을 통해 상기 구조적 진단 평가 지표를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
진단 평가 지표 제공 방법.
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| KR1020220113858A KR102670185B1 (ko) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | Ct 영상을 이용하여 피험자의 구조적 및 기능적 변화를 진단할 수 있는 진단 평가 지표를 제공하는 장치 및 방법 |
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| KR20220043558A (ko) | 2020-09-29 | 2022-04-05 | 박표원 | 호흡 운동 추적 기반 폐 ct 영상을 이용한 3차원 애니메이션 동영상 제공 방법 및 이를 기록한 기록매체 |
| KR20220046798A (ko) | 2020-10-08 | 2022-04-15 | 가톨릭대학교 산학협력단 | 폐 손상 진단 장치, 방법 및 기록매체 |
-
2022
- 2022-09-08 KR KR1020220113858A patent/KR102670185B1/ko active IP Right Grant
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| KR102670185B1 (ko) | 2024-05-29 |
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