WO2013162092A1 - 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템 - Google Patents

위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템 Download PDF

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WO2013162092A1
WO2013162092A1 PCT/KR2012/003170 KR2012003170W WO2013162092A1 WO 2013162092 A1 WO2013162092 A1 WO 2013162092A1 KR 2012003170 W KR2012003170 W KR 2012003170W WO 2013162092 A1 WO2013162092 A1 WO 2013162092A1
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medical imaging
image
coordinate
medical
imaging system
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PCT/KR2012/003170
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조장희
손영돈
김행근
김영보
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가천대학교 산학협력단
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    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2055—Optical tracking systems

Definitions

  • the present invention relates to a fusion medical imaging system, and more particularly, to a fusion medical imaging system through a position monitoring system.
  • An object of the present invention is to provide a fusion medical imaging system through a position monitoring system that can implement a fusion medical imaging system with a simple and low cost.
  • the present invention provides a plurality of medical imaging systems, markers provided on a photographing target photographed by the plurality of medical imaging systems, and the plurality of medical imaging systems, respectively. And a position detection device for identifying and controlling the plurality of medical imaging systems, and a control device for fusing a plurality of medical images obtained from the plurality of medical imaging systems.
  • the position sensing device includes one or a combination of two or more of a camera or various types of sensors capable of acquiring image signals or position information of the marker.
  • the control device may include a system controller for controlling the plurality of medical imaging systems, an image correcting unit configured to equally correct a scale and a position of the photographing target image included in each of the medical images acquired by the plurality of medical imaging systems; And an image fusion unit configured to fuse a plurality of medical images with the same scale and position corrected.
  • the image corrector may include: a coordinate measuring module configured to measure coordinates of the markers in a plurality of images acquired by a position sensing device respectively provided in the plurality of medical imaging systems, and comparing coordinates of markers measured in the plurality of images.
  • the control device may further include a coordinate adjustment module configured to equally correct zero points of the position sensing devices respectively provided in the plurality of medical imaging systems.
  • the coordinate adjustment module calculates a coordinate adjustment value that is a difference value with respect to the zero point of the position sensing apparatus respectively provided in the plurality of medical imaging systems.
  • the image correction unit may further include a coordinate correction module that corrects the coordinates of the marker measured by the coordinate measurement module using the coordinate adjustment value calculated by the coordinate adjustment module.
  • the present invention uses a marker provided in a measurement object and a position sensing device provided in a plurality of medical imaging systems to monitor the position of a medical image obtained by a plurality of medical imaging systems, even if the location of the measurement target is changed and merged. It is possible to provide a convergent medical imaging system through the system.
  • the present invention can provide a fusion medical imaging system through a position monitoring system that can implement a fusion system at a simple and low cost without changing any additional hardware by adding only a position sensing device to the existing medical imaging system.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a fusion medical imaging system through a position monitoring system according to the present invention.
  • Figure 2 is a block diagram of a control device of a fusion medical imaging system through a position monitoring system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a fusion medical imaging system through a position monitoring system according to the present invention.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a fusion medical imaging system through a position monitoring system according to the present invention.
  • the fusion medical imaging system through the position monitoring system includes a medical imaging system 100, a position monitoring system 200 for identifying a position of the photographing object O, and a medical image.
  • Control device 300 for controlling the system and reconstructing the medical image.
  • the medical imaging system 100 is for acquiring a medical image of an object O, and includes a magnetic resonance imaging (MRI) device, a positron emission tomography (PET) device, and a computed tomography ( Computed Tomography (CT) device and the like.
  • MRI magnetic resonance imaging
  • PET positron emission tomography
  • CT Computed Tomography
  • the present embodiment illustrates that two medical imaging systems are provided.
  • the medical imaging system 100 may include a first medical imaging system (reference numeral 110 of FIG. 3) and a second medical imaging system (FIG. 3). Reference numeral 120).
  • the first medical imaging system and the second medical imaging system may be the same medical imaging system or different medical imaging systems.
  • this embodiment illustrates a magnetic resonance imaging apparatus as a first medical imaging system and a positron emission tomography apparatus as a second medical imaging system.
  • the position monitoring system 200 is for identifying the position of the photographing target O which is changed every time it is loaded into the medical imaging system 100.
  • the position monitoring system 200 is provided at the photographing target O photographed by the medical imaging system 100.
  • the marker 210 and the position sensing device 220 provided in the medical imaging system 100 to identify the position of the marker 210.
  • the marker 210 serves as a reference for the position sensing device 220 to detect the position of the photographing object O, and serves as a reference for recognizing the coordinates of the medical image photographed through the medical imaging system 100.
  • the marker 210 may be manufactured in any geometric form including sphere, tetrahedron, hexahedron, and the like, and the present embodiment illustrates a rectangular box shape, that is, a hexahedral marker.
  • the marker 210 is preferably provided at the head of the photographing object O, for example, the crown.
  • the marker 210 may be provided with a fixing member such as a belt so that the marker 210 is not moved by being provided to the object to be photographed.
  • the marker 210 may be fixed to the fixing member, and the fixing member may be fixed to the photographing target.
  • the fixing member should be detachable to the photographing target (O).
  • the position sensing device 220 is for sensing the position of the marker 210 provided in the photographing object O, and detects the position of the marker 210 based on the position sensing device 220.
  • the position sensing device 220 may use a camera, an infrared sensor for measuring the distance to the marker 210, a laser sensor, and the like, and the present embodiment illustrates the camera as the position sensing device 220.
  • the infrared sensor and the laser since the operation of the medical imaging system 100 may affect the acquisition of a medical image, before or during the operation of the medical imaging system 100 It is preferable to later detect the position of the marker 210.
  • the position sensing device 220 should be provided for each medical imaging system 100, and since the present exemplary embodiment illustrates two medical imaging systems, the position sensing device 220 may be provided with two medical imaging systems, that is, the first medical imaging system. It should be provided in the imaging system and the second medical imaging system, respectively.
  • the position sensing device provided in the first medical imaging system is referred to as a first position sensing device
  • the position sensing device provided in the second medical imaging system is referred to as a second position sensing device.
  • the camera When the camera is used as the position sensing device 220, three cameras, that is, a first camera, a second camera, and a third camera may be provided as shown in FIG. 1. At this time, it is preferable that the first camera is provided at the center of the second camera and the third camera, and the second camera and the third camera are provided to face each other with respect to the first camera.
  • the first camera acquires a first image necessary for detecting the X and Y axis coordinate centers and the Z axis rotation of the marker 210
  • the second camera is the Y and Z axis coordinate centers of the marker 210
  • the second camera may acquire a second image required to detect the X-axis rotation
  • the third camera may acquire a third image required to detect the Z-axis, the X-axis coordinate center, and the Y-axis rotation of the marker 210.
  • the present invention is not limited thereto, and as shown in FIG. 2, only one camera may be provided, and two or four or more cameras may be provided.
  • the coordinate center of the X and Y axes can be recognized by moving the left and right and up and down of the marker 210 captured by the camera, and detecting the change in the size of the marker 210 to determine the Z axis.
  • the coordinate center may be recognized, and the rotation of each axis may be recognized through the rotation and distortion of the marker 210.
  • FIG. 2 is a block diagram of a control device of a fusion medical imaging system through a position monitoring system according to the present invention.
  • the control device 300 controls the medical imaging system 100 and reconstructs the medical image. As shown in FIG. 2, the control unit 300 controls the medical imaging system 100, and a position sensing device. Coordinate adjustment module 320 for adjusting the zero point of 220, an image correction unit 330 for correcting the coordinates of the medical image acquired by the medical imaging system 100, and an image in which the coordinates are corrected medical image A fusion unit 340 is included.
  • the system controller 310 is for controlling the medical imaging system 100, and controls details of operations and settings of the medical imaging system 100.
  • the coordinate adjustment module 320 is for adjusting the zero point of the position sensing apparatus 220.
  • the coordinate adjusting module 320 is a reference for the first position sensing apparatus provided in the first medical imaging system and the second position sensing apparatus provided in the second medical imaging system. Set the coordinates equal to each other.
  • the marker 210 may be positioned at the same point in the first medical imaging system and the second medical imaging system in the same direction, or in the case of a medical imaging system in which it is difficult to position the marker 210 in the same point and direction.
  • a medical image phantom having the attached 210 is positioned at an arbitrary point, and a corresponding medical image is acquired to determine a reference position of the image between the medical imaging systems.
  • the position sensing device 220 of the first medical imaging system and the second medical imaging system respectively measure the center coordinates and rotation values of the X, Y, and Z axes of the corresponding markers 210. Acquire.
  • the obtained medical image of each medical imaging system 100, a corresponding central coordinate, and a rotation value become reference coordinates of the medical imaging system 100 and the position sensing device 220.
  • the image that is a reference point of the zero point may be a first image or a second image. That is, it may be any one of a plurality of images acquired by the position sensing device 220 provided in the plurality of medical imaging systems.
  • the image corrector 330 is for correcting a medical image acquired by the medical imaging system based on the position of the marker 210.
  • the image corrector 330, the coordinate correcting module 334, and the coordinate comparing module 336 are described. ), And an image correction module 338.
  • the coordinate measuring module 332 measures the coordinates of the marker 210 with an image of the marker 210 obtained by the position sensing device 220. In this case, the coordinate measuring module 332 converts the position of the marker 210 included in the image acquired by the camera into X-axis, Y-axis, and Z-axis coordinates and rotation values.
  • the coordinate correction module 334 corrects the coordinates of the marker 210 measured by the coordinate measuring module 332 according to the coordinate adjustment value calculated by the coordinate adjusting module 320.
  • the coordinate correction corrects the coordinates of the markers 210 of the remaining images based on the coordinates of the markers 210 of the images which are the reference points of all zero points.
  • the coordinate correction module 334 may also be omitted.
  • the coordinate comparison module 336 compares the coordinates of the marker 210 included in the first image with the coordinates of the marker 210 included in the second image measured by the coordinate measuring module 332. To this end, the coordinate comparison module 336 includes an X axis coordinate comparison module 336a, a Y axis coordinate comparison module 336b, and a Z axis coordinate comparison module 336c.
  • the X-axis coordinate comparing module 336a compares the X-axis coordinates and the rotation of the marker 210 measured by the coordinate measuring module 332. This compares the X-axis coordinates and the rotation value of the marker 210 included in the first image with the X-axis coordinates and the rotation value of the marker 210 included in the second image, thereby displaying the marker 210 included in the first image. The difference between the X-axis coordinate and the rotation value of the marker 210 and the X-axis coordinate and the rotation of the marker 210 included in the second image, that is, the X-axis correction value is calculated.
  • the Y axis coordinate comparison module 336b compares the Y axis coordinates and the rotation of the marker 210 measured by the coordinate measurement module 332. This compares the Y-axis coordinates and the rotation value of the marker 210 included in the first image with the Y-axis coordinates and the rotation value of the marker 210 included in the second image, thereby displaying the marker 210 included in the first image. The difference between the Y-axis coordinate and the rotation value of and the Y-axis coordinate and the rotation of the marker 210 included in the second image, that is, the Y-axis correction value is calculated.
  • the Z axis coordinate comparison module 336c compares the Z axis coordinates and the rotation of the marker 210 measured by the coordinate measuring module 332. This compares the Z-axis coordinates and the rotation value of the marker 210 included in the first image with the Z-axis coordinates and the rotation value of the marker 210 included in the second image, thereby indicating the marker 210 included in the first image. The difference between the Z-axis coordinate and the rotation value of and the Z-axis coordinate and the rotation of the marker 210 included in the second image, that is, the Z-axis correction value, is calculated.
  • the X-axis coordinate comparison module 336a and The X-axis correction value, the Y-axis correction value, and the Z-axis correction value calculated by the Y-axis coordinate comparison module 336b and the Z-axis coordinate comparison module 336c are defined as correction coordinate values. That is, the correction coordinate value includes an X axis correction value, a Y axis correction value, and a Z axis correction value.
  • the image correction module 338 corrects the second medical image acquired by the second medical imaging system based on the corrected coordinate value calculated by the coordinate comparing module 336.
  • the correction value is calculated based on the first image acquired by the position sensing device included in the first medical imaging system. Accordingly, since the first medical image acquired by the first medical imaging system serves as a reference for image correction, the second medical image is corrected to correspond to the first medical image. To this end, the second medical image acquired from the second medical image is corrected using the correction coordinate values calculated based on the first medical imaging system.
  • the coordinate coordinate value and the rotation calculated based on the position of the marker 210 of the first image are substituted into the second medical image, so that the position of the marker 210 of the second image corresponds to the position of the marker 210 of the first image.
  • the image of the photographing target included in the second image has the same scale and position as the image of the photographing target included in the first image.
  • the correction may be based on the medical image acquired by the second medical imaging system, so that the first medical image may be corrected to correspond to the second medical image.
  • the image fusion unit 340 fuses the first medical image and the second medical image whose position is corrected by the image correction module 338. In this case, the first medical image and the second medical image are overlapped with each other by the image fusion unit 340 to derive one medical image.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a fusion medical imaging system through a position monitoring system according to the present invention.
  • the convergence medical imaging system using the position monitoring system according to the present invention having the above-described structure includes a position sensing device 220 in each of the first medical imaging system 110 and the second medical imaging system 120. Install it.
  • the marker 210 is positioned at the same position of the first medical imaging system 110 and the second medical imaging system 120 and provided in the first medical imaging system 110 and the second medical imaging system 120, respectively.
  • the first image and the second image are respectively acquired through the positioned position sensing apparatus 220.
  • the coordinate correction module 334 adjusts the zero point of the second image based on the first image.
  • the marker 210 is mounted on the photographing object O, and the first medical image and the first image of the photographing target equipped with the marker 210 are acquired through the first medical imaging system 110.
  • the photographing target equipped with the marker 210 through the second medical imaging system 120 ( The second medical image and the second image of O) are acquired.
  • the first image and the second image are images acquired by the position sensing device 220.
  • the positions of the markers 210 in the obtained first and second images are calculated as coordinates through the coordinate measuring module 332.
  • the coordinate comparison module 336 compares the coordinates of the marker 210 calculated in the first image with the coordinates of the marker 210 calculated in the second image to calculate a corrected coordinate value.
  • the second medical image acquired by the second medical imaging system 120 may correspond to the scale and position of the photographing target O included in the first medical image by using the calculated correction coordinate value. Correct it.
  • the first medical image and the corrected second medical image are fused into one medical image through the image fusion unit 340.
  • the position sensing device provided in the plurality of medical imaging systems and the markers provided in the photographing target may be used to display the plurality of medical images. It is possible to provide a convergent medical imaging system through a position monitoring system capable of fusion of medical images acquired from a plurality of medical imaging systems into one by correcting the scale and the position to be the same. In addition, the present invention can provide a fusion medical imaging system through a position monitoring system that can implement a fusion system at a simple and low cost without changing any additional hardware by adding only a position sensing device to the existing medical imaging system.

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Abstract

본 발명은 융합 의료영상 시스템에 대한 것으로서, 특히 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 측정 대상에 구비된 마커와 다수의 의료영상 시스템에 구비된 위치 감지 장치를 이용하여 측정 대상의 위치가 변경되더라도 다수의 의료영상 시스템에서 획득된 의료영상을 보정하여 융합할 수 있는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 기존의 의료영상 시스템에 위치 감지 장치만을 추가하여, 다른 추가적인 하드웨어의 변화 없이도 간단하고 적은 비용으로 융합 시스템을 구현할 수 있는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템을 제공할 수 있다.

Description

위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템
본 발명은 융합 의료영상 시스템에 대한 것으로서, 특히 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템에 관한 것이다.
최근의 의료영상 시스템은 보다 많은 정보를 얻기 위해 두 가지 이상의 시스템을 결합하는 형태의 융합형 시스템이 속속 개발되고 있는 상황이다. 기존에는 하드웨어적으로 시스템을 결합하기 위해서 시스템의 환자용 침대를 이용해서 환자를 각각의 시스템으로 차례로 이동시켜 촬영하는 방식이나 각 영상의 센서를 하나의 결합된 형태로 구성하여 한번에 여러 가지 영상을 동시에 촬영하는 방식으로 개발되고 있다. 하지만, 이 두 가지 방법 모두 하드웨어의 개발 또는 설치에 많은 노력과 자본을 필요로 한다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 간단하고 적은 비용으로 융합 의료영상 시스템을 구현할 수 있는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다수의 의료영상 시스템과, 상기 다수의 의료영상 시스템에 의해 촬영되는 촬영 대상에 구비된 마커와, 상기 다수의 의료영상 시스템에 각각 구비되어 상기 마커의 위치를 식별하는 위치 감지 장치와, 상기 다수의 의료영상 시스템을 제어하며, 상기 다수의 의료영상 시스템에서 획득된 다수의 의료영상을 융합하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템을 제공한다. 상기 위치 감지 장치는 상기 마커의 영상신호 또는 위치정보를 획득할 수 있는 카메라 또는 다양한 형태의 센서 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함한다. 상기 제어장치는, 상기 다수의 의료영상 시스템을 제어하는 시스템 제어부와, 상기 다수의 의료영상 시스템에서 각각 획득된 의료영상에 포함된 상기 촬영 대상 이미지의 스케일 및 위치를 동일하게 보정하는 영상 보정부, 및 상기 스케일 및 위치가 동일하게 보정된 다수의 의료영상을 융합하는 영상 융합부를 포함한다. 상기 영상 보정부는, 상기 다수의 의료영상 시스템에 각각 구비된 위치 감지 장치에서 획득된 다수의 이미지에서 상기 마커의 좌표를 측정하는 좌표 측정 모듈과, 상기 다수의 이미지에서 측정된 마커의 좌표를 비교하여 보정 좌표값을 산출하는 좌표 비교 모듈, 및 상기 보정 좌표값으로 상기 다수의 의료영상 시스템에서 획득된 의료영상에 포함된 상기 촬영 대상에 대한 이미지의 스케일 및 위치를 보정하는 영상 보정 모듈을 포함한다. 상기 제어 장치는 상기 다수의 의료영상 시스템에 각각 구비된 상기 위치 감지 장치의 영점을 서로 동일하게 보정하는 좌표 조정 모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 좌표 조정 모듈은 상기 다수의 의료영상 시스템에 각각 구비된 상기 위치 감지 장치의 영점에 대한 차이값인 좌표 조정값을 산출한다. 상기 영상 보정부는 상기 좌표 조정 모듈에서 산출된 좌표 조정값으로 상기 좌표 측정 모듈에서 측정된 상기 마커의 좌표를 보정하는 좌표 보정 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 측정 대상에 구비된 마커와 다수의 의료영상 시스템에 구비된 위치 감지 장치를 이용하여 측정 대상의 위치가 변경되더라도 다수의 의료영상 시스템에서 획득된 의료영상을 보정하여 융합할 수 있는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존의 의료영상 시스템에 위치 감지 장치만을 추가하여, 다른 추가적인 하드웨어의 변화 없이도 간단하고 적은 비용으로 융합 시스템을 구현할 수 있는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템의 제어장치의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템을 설명하기 위한 개념도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템의 개념도이다.
본 발명에 따른 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 의료영상 시스템(100)과, 촬영 대상(O)의 위치를 식별하는 위치 모니터링 시스템(200)과, 의료영상 시스템을 제어하며 의료영상을 재구성하는 제어장치(300)를 포함한다.
의료영상 시스템(100)은 촬영 대상(O)에 대한 의료영상을 획득하기 위한 것으로서, 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI) 장치와 양전자 단층촬영(Positron Emission Tomography, PET) 장치, 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography, CT) 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예는 두 개의 의료영상 시스템이 구비된 것을 예시하며, 이에 따라, 의료영상 시스템(100)은 제 1 의료영상 시스템(도 3의 도면부호 110), 제 2 의료영상 시스템(도 3의 도면부호 120)을 포함한다. 여기서, 제 1 의료영상 시스템과 제 2 의료영상 시스템은 동일한 의료영상 시스템이거나 서로 상이한 의료영상 시스템일 수 있다. 하지만, 본 발명은 서로 상이한 의료영상을 융합하여 새로운 의료영상을 도출하는 것이 바람직하며, 이에 따라, 제 1 의료영상 시스템과 제 2 의료영상 시스템은 서로 상이한 것이 바람직하다. 이하에서, 본 실시예는 제 1 의료영상 시스템으로 자기 공명 영상 장치를 예시하며, 제 2 의료영상 시스템으로 양전자 단층촬영 장치를 예시한다.
위치 모니터링 시스템(200)은 의료영상 시스템(100)에 로딩될 때 마다 변경되는 촬영 대상(O)의 위치를 식별하기 위한 것으로서, 의료영상 시스템(100)에 의해 촬영되는 촬영 대상(O)에 구비된 마커(210)와, 의료영상 시스템(100)에 구비되어 마커(210)의 위치를 식별하는 위치 감지 장치(220)를 포함한다.
마커(210)는 위치 감지 장치(220)가 촬영 대상(O)의 위치를 감지하기 위한 기준이 되는 것으로서, 의료영상 시스템(100)을 통해 촬영된 의료영상의 좌표를 인식하기 위한 기준이 된다. 이때, 마커(210)는 구체, 사면체, 육면체 등을 포함하는 모든 기하학적 형태로 제작될 수 있으며, 본 실시예는 사각박스 형태, 즉, 육면체의 마커를 예시한다. 또한, 마커(210)는 촬영 대상(O)의 머리, 예를 들어, 정수리에 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 마커(210)는 촬영 대상(O)에 구비되어 이동되지 않도록 띠와 같은 고정부재를 구비하는 것이 바람직하다. 이는 예를 들어, 고정부재에 마커(210)가 고정되고, 고정부재는 촬영 대상에 고정될 수 있다. 물론, 고정부재는 촬영 대상(O)에 탈부착될 수 있어야 한다.
위치 감지 장치(220)는 촬영 대상(O)에 구비된 마커(210)의 위치를 감지하기 위한 것으로서, 위치 감지 장치(220)를 기준으로 마커(210)의 위치를 감지한다. 이러한 위치 감지 장치(220)는 카메라와, 마커(210)까지의 거리를 측정하기 위한 적외선 센서, 및 레이저 센서 등을 사용할 수 있으며, 본 실시예는 위치 감지 장치(220)로 카메라를 예시한다. 물론, 적외선 센서와 레이저를 위치 감지 장치(220)로 사용할 경우, 의료영상 시스템(100)의 작동 시에는 의료영상을 획득하는데 영향을 줄 수 있으므로, 의료영상 시스템(100)의 작동 전, 또는 작동 후에 마커(210)의 위치를 감지하는 것이 바람직하다. 또한, 위치 감지 장치(220)는 의료영상 시스템(100)마다 구비되어야 하며, 본 실시예가 2개의 의료영상 시스템을 예시하였으므로, 위치 감지 장치(220)는 2개의 의료영상 시스템, 즉, 제 1 의료영상 시스템과 제 2 의료영상 시스템에 각각 구비되어야 한다. 이하에서는, 설명의 편의상, 제 1 의료영상 시스템에 구비된 위치 감지 장치를 제 1 위치 감지 장치라 하고, 제 2 의료영상 시스템에 구비된 위치 감지 장치를 제 2 위치 감지 장치라 한다.
위치 감지 장치(220)로 카메라를 사용할 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 3개의 카메라, 즉, 제 1 카메라와, 제 2 카메라, 및 제 3 카메라가 구비될 수 있다. 이때, 제 2 카메라와 제 3 카메라의 중심에 제 1 카메라가 구비되며, 제 2 카메라와 제 3 카메라는 제 1 카메라를 기준으로 서로 대향하도록 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 카메라는 마커(210)의 X축과 Y축 좌표중심과 Z축 회전을 감지하는데 필요한 제 1 이미지를 획득하며, 제 2 카메라는 마커(210)의 Y축과 Z축 좌표중심과 X축 회전을 감지하는데 필요한 제 2 이미지를 획득하며, 제 3 카메라는 마커(210)의 Z축과 X축 좌표중심과 Y축 회전을 감지하는데 필요한 제 3 이미지를 획득할 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 카메라만이 구비될 수도 있으며, 2개 또는 4개 이상의 카메라가 구비될 수도 있다. 하나의 카메라만이 구비될 경우, 카메라에서 포착된 마커(210)의 좌우, 상하 이동으로 X축과 Y축의 좌표중심을 인식할 수 있으며, 마커(210)의 크기가 변화되는 것을 감지하여 Z축의 좌표중심을 인식할 수 있으며, 마커(210)의 회전 및 왜곡도를 통하여 각 축의 회전을 인식할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템의 제어장치의 블록도이다.
제어장치(300)는 의료영상 시스템(100)을 제어하며 의료영상을 재구성하기 위한 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 의료영상 시스템(100)을 제어하는 시스템 제어부(310)와, 위치 감지 장치(220)의 영점을 조정하기 위한 좌표 조정 모듈(320), 의료영상 시스템(100)에서 취득된 의료영상의 좌표를 보정하는 영상 보정부(330), 및 좌표가 보정된 의료영상을 융합하는 영상 융합부(340)를 포함한다.
시스템 제어부(310)는 의료영상 시스템(100)을 제어하기 위한 것으로서, 의료영상 시스템(100)의 작동과 세팅 등의 세부적인 사항을 제어한다.
좌표 조정 모듈(320)은 위치 감지 장치(220)의 영점을 조절하기 위한 것으로서, 제 1 의료영상 시스템에 구비된 제 1 위치 감지 장치와 제 2 의료영상 시스템에 구비된 제 2 위치 감지 장치의 기준 좌표를 서로 동일하게 세팅한다. 이를 위해 제 1 의료영상 시스템과 제 2 의료영상 시스템의 동일한 지점에 동일한 방향으로 마커(210)을 위치시키거나, 동일한 지점과 방향으로 마커(210)를 위치시키기 어려운 의료영상 시스템의 경우에는 마커(210)를 부착시킨 의료영상용 팬텀을 임의의 지점에 위치시키고 각각 해당되는 의료영상을 획득하여 의료영상 시스템 간의 영상의 기준 위치를 정한다. 마커(210)가 세팅된 상태에서 제 1 의료영상 시스템과 제 2 의료영상 시스템의 위치 감지 장치(220)는 각각 해당되는 마커(210)의 X축, Y축, Z축의 중심좌표와 회전값을 획득한다. 이때 획득된 각 의료영상 시스템(100)의 의료영상과 해당되는 중심좌표와 회전값이 의료영상 시스템(100)과 위치 감지 장치(220)의 기준좌표가 된다. 물론, 영점의 기준이 되는 이미지는 제 1 이미지가 될 수도 있고, 제 2 이미지가 될 수도 있다. 즉, 다수의 의료영상 시스템에 구비된 위치 감지 장치(220)에서 획득되는 다수의 이미지 중 어느 하나가 될 수 있다.
영상 보정부(330)는 마커(210)의 위치를 기준으로 의료영상 시스템에서 획득된 의료영상을 보정하기 위한 것으로서, 좌표 측정 모듈(332)과, 좌표 보정 모듈(334), 좌표 비교 모듈(336), 및 영상 보정 모듈(338)을 포함한다.
좌표 측정 모듈(332)은 위치 감지 장치(220)에서 획득된 마커(210)의 이미지로 마커(210)의 좌표를 측정한다. 이때, 좌표 측정 모듈(332)은 카메라에서 획득된 이미지에 포함된 마커(210)의 위치를 X축과 Y축 및 Z축 좌표 및 회전값으로 변환한다.
좌표 보정 모듈(334)은 좌표 조정 모듈(320)에서 산출된 좌표 조정값에 따라 좌표 측정 모듈(332)에서 측정된 마커(210)의 좌표를 보정한다. 물론, 좌표 보정은 모든 영점의 기준이 되는 이미지의 마커(210) 좌표를 기준으로 나머지 이미지의 마커(210) 좌표를 보정한다. 또한, 좌표 조정 모듈(320)이 생략될 경우, 좌표 보정 모듈(334) 역시 생략되는 것이 바람직하다.
좌표 비교 모듈(336)은 좌표 측정 모듈(332)에서 측정된 제 1 이미지에 포함된 마커(210)의 좌표와 제 2 이미지에 포함된 마커(210)의 좌표를 비교한다. 이를 위해 좌표 비교 모듈(336)은 X축 좌표 비교 모듈(336a)과, Y축 좌표 비교 모듈(336b), 및 Z축 좌표 비교 모듈(336c)을 포함한다.
X축 좌표 비교 모듈(336a)은 좌표 측정 모듈(332)에서 측정된 마커(210)의 X축 좌표 및 회전을 비교한다. 이는 제 1 이미지에 포함된 마커(210)의 X축 좌표 및 회전값을 제 2 이미지에 포함된 마커(210)의 X축 좌표 및 회전값과 비교하여, 제 1 이미지에 포함된 마커(210)의 X축 좌표 및 회전값과 제 2 이미지에 포함된 마커(210)의 X축 좌표 및 회전의 차이값, 즉, X축 보정값을 산출한다.
Y축 좌표 비교 모듈(336b)은 좌표 측정 모듈(332)에서 측정된 마커(210)의 Y축 좌표 및 회전를 비교한다. 이는 제 1 이미지에 포함된 마커(210)의 Y축 좌표 및 회전값을 제 2 이미지에 포함된 마커(210)의 Y축 좌표 및 회전값과 비교하여, 제 1 이미지에 포함된 마커(210)의 Y축 좌표 및 회전값과 제 2 이미지에 포함된 마커(210)의 Y축 좌표 및 회전의 차이값, 즉, Y축 보정값을 산출한다.
Z축 좌표 비교 모듈(336c)은 좌표 측정 모듈(332)에서 측정된 마커(210)의 Z축 좌표 및 회전를 비교한다. 이는 제 1 이미지에 포함된 마커(210)의 Z축 좌표 및 회전값을 제 2 이미지에 포함된 마커(210)의 Z축 좌표 및 회전값과 비교하여, 제 1 이미지에 포함된 마커(210)의 Z축 좌표 및 회전값과 제 2 이미지에 포함된 마커(210)의 Z축 좌표 및 회전의 차이값, 즉, Z축 보정값을 산출한다.. 또한, X축 좌표 비교 모듈(336a)와 Y축 좌표 비교 모듈(336b) 및 Z축 좌표 비교 모듈(336c)에서 산출된 X축 보정값과 Y축 보정값 및 Z축 보정값을 보정 좌표값으로 정의한다. 즉, 보정 좌표값은 X축 보정값과 Y축 보정값 및 Z축 보정값을 포함한다.
영상 보정 모듈(338)은 좌표 비교 모듈(336)에서 산출된 보정 좌표값을 기준으로 제 2 의료영상 시스템에서 획득된 제 2 의료영상을 보정한다. 여기서, 보정값은 제 1 의료영상 시스템에 구비된 위치 감지 장치에서 획득된 제 1 이미지를 기준으로 산출된 것이다. 따라서, 제 1 의료영상 시스템에서 획득된 제 1 의료영상이 영상 보정의 기준이 되므로, 제 2 의료영상을 제 1 의료영상에 대응되도록 영상을 보정한다. 이를 위해, 제 1 의료영상 시스템을 기준으로 산출된 보정 좌표값으로 제 2 의료영상에서 획득된 제 2 의료영상을 보정한다. 이를 위해, 제 1 이미지의 마커(210) 위치를 기준으로 산출된 보정 좌표값과 회전을 제 2 의료영상에 대입하여 제 2 이미지의 마커(210) 위치가 제 1 이미지의 마커(210) 위치와 동일해지도록 한다. 또한, 이에 따라, 제 2 이미지에 포함된 촬영 대상의 이미지는 제 1 이미지에 포함된 촬영 대상의 이미지와 스케일 및 위치가 동일하게 된다. 이러한 보정은 반대로 제 2 의료영상 시스템에서 획득된 의료영상을 기준으로 하여, 제 1 의료영상을 제 2 의료영상에 대응되도록 영상을 보정할 수도 있다.
영상 융합부(340)는 제 1 의료영상과, 영상 보정 모듈(338)에서 위치가 보정된 제 2 의료영상을 융합한다. 이때, 영상 융합부(340)에 의해 제 1 의료영상과 제 2 의료영상은 서로 겹쳐져 하나의 의료영상으로 도출된다.
도 3은 본 발명에 따른 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 전술된 구조를 갖는 본 발명에 따른 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템은 제 1 의료영상 시스템(110)과 제 2 의료영상 시스템(120) 각각에 위치 감지 장치(220)를 설치한다. 또한, 제 1 의료영상 시스템(110)과 제 2 의료영상 시스템(120)의 동일한 위치에 마커(210)를 위치시켜 제 1 의료영상 시스템(110)과 제 2 의료영상 시스템(120)에 각각 구비된 위치 감지 장치(220)를 통해 제 1 이미지와 제 2 이미지를 각각 획득한다. 좌표 보정 모듈(334)을 통해 제 1 이미지를 기초로 제 2 이미지의 영점을 조정한다. 전술된 과정을 통해 제 1 의료영상 시스템(110)과 제 2 의료영상 시스템(120)에 구비된 위치 감지 장치(220)의 준비가 완료된다. 이후, 촬영 대상(O)에 마커(210)를 장착하고, 제 1 의료영상 시스템(110)을 통해 마커(210)가 구비된 촬영 대상의 제 1 의료영상과 제 1 이미지를 획득한다. 또한, 촬영 대상(O)을 제 1 의료영상 시스템(110)에서 제 2 의료영상 시스템(120)으로 이동시킨 후, 제 2 의료영상 시스템(120)을 통해 마커(210)가 구비된 촬영 대상(O)의 제 2 의료영상과 제 2 이미지를 획득한다. 여기서, 제 1 이미지와 제 2 이미지는 위치 감지 장치(220)에서 획득된 이미지이다. 획득된 제 1 이미지와 제 2 이미지에서 마커(210)의 위치를 좌표 측정 모듈(332)을 통해 좌표로 산출한다. 이후, 좌표 비교 모듈(336)로 제 1 이미지에서 산출된 마커(210)의 좌표와 제 2 이미지에서 산출된 마커(210)의 좌표를 비교하여 보정 좌표값을 산출한다. 산출된 보정 좌표값을 이용하여 영상 보정 모듈(338)로 제 2 의료영상 시스템(120)에서 획득된 제 2 의료영상을 제 1 의료영상에 포함된 촬영 대상(O)의 스케일과 위치와 대응되도록 보정한다. 마지막으로, 영상 융합부(340)를 통해 제 1 의료영상과 보정된 제 2 의료영상을 하나의 의료영상으로 융합한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 다수의 의료영상 시스템 내에서 촬영 대상의 위치가 이동되더라도, 다수의 의료영상 시스템에 구비된 위치 감지 장치와, 촬영 대상에 구비된 마커를 이용하여 다수의 의료영상의 스케일과 위치가 동일하도록 보정하여 다수의 의료영상 시스템에서 획득된 의료영상을 하나로 융합할 수 있는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 기존의 의료영상 시스템에 위치 감지 장치만을 추가하여, 다른 추가적인 하드웨어의 변화 없이도 간단하고 적은 비용으로 융합 시스템을 구현할 수 있는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템을 제공할 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 다수의 의료영상 시스템과,
    상기 다수의 의료영상 시스템에 의해 촬영되는 촬영 대상에 구비된 마커와,
    상기 다수의 의료영상 시스템에 각각 구비되어 상기 마커의 위치를 식별하는 위치 감지 장치와,
    상기 다수의 의료영상 시스템을 제어하며, 상기 다수의 의료영상 시스템에서 획득된 다수의 의료영상을 융합하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 감지 장치는 상기 마커의 영상신호 또는 위치정보를 획득할 수 있는 카메라 또는 센서 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 다수의 의료영상 시스템을 제어하는 시스템 제어부와,
    상기 다수의 의료영상 시스템에서 각각 획득된 의료영상에 포함된 상기 촬영 대상 이미지의 스케일 및 위치를 동일하게 보정하는 영상 보정부, 및
    상기 스키일 및 위치가 동일하게 보정된 다수의 의료영상을 융합하는 영상 융합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 영상 보정부는,
    상기 다수의 의료영상 시스템에 각각 구비된 위치 감지 장치에서 획득된 다수의 이미지에서 상기 마커의 좌표를 측정하는 좌표 측정 모듈과,
    상기 다수의 이미지에서 측정된 마커의 좌표를 비교하여 보정 좌표값을 산출하는 좌표 비교 모듈, 및
    상기 보정 좌표값으로 상기 다수의 의료영상 시스템에서 획득된 의료영상에 포함된 상기 촬영 대상에 대한 이미지의 스케일 및 위치를 보정하는 영상 보정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 다수의 의료영상 시스템에 각각 구비된 상기 위치 감지 장치의 영점을 서로 동일하게 보정하는 좌표 조정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 좌표 조정 모듈은 상기 다수의 의료영상 시스템에 각각 구비된 상기 위치 감지 장치의 영점에 대한 차이값인 좌표 조정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 영상 보정부는 상기 좌표 조정 모듈에서 산출된 좌표 조정값으로 상기 좌표 측정 모듈에서 측정된 상기 마커의 좌표를 보정하는 좌표 보정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 모니터링 시스템을 통한 융합 의료영상 시스템.
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