WO2020106092A1 - Method and device for performing simultaneous correction for motion within volume and scan timing during four-dimensional bioimaging - Google Patents

Method and device for performing simultaneous correction for motion within volume and scan timing during four-dimensional bioimaging

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WO2020106092A1
WO2020106092A1 PCT/KR2019/016106 KR2019016106W WO2020106092A1 WO 2020106092 A1 WO2020106092 A1 WO 2020106092A1 KR 2019016106 W KR2019016106 W KR 2019016106W WO 2020106092 A1 WO2020106092 A1 WO 2020106092A1
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WO
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voxel
image
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medical image
volume
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PCT/KR2019/016106
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Inventor
박해정
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연세대학교 산학협력단
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/08Volume rendering
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/30Determination of transform parameters for the alignment of images, i.e. image registration
    • GPHYSICS
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10028Range image; Depth image; 3D point clouds

Definitions

  • the present invention provides a method and apparatus for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image.
  • functional magnetic resonance imaging is an imaging technique that measures the brain's activation pattern using an MRI device, and blood oxygenation level-dependent (BOLD) in the bloodstream when the brain is active It is a technique that shows the degree of functional activation by measuring repeatedly.
  • the MRI apparatus may obtain a functional magnetic resonance image by dividing an object (eg, human or animal) into a plurality of slices and stacking segment images corresponding to each slice. However, since the MRI apparatus acquires segment images corresponding to each slice at different viewpoints, when the acquired segment images are stacked according to the acquisition order, visual differences between adjacent segment images may occur. In order to correct the time difference and generate an image of one viewpoint, the MRI apparatus may use a slice timing method.
  • the slice timing method refers to a method in which segment images obtained at different times are corrected as obtained at the same time.
  • the acquired image may include noise due to the generated motion.
  • the MRI device may perform motion correction and visual correction on an image in which motion has occurred, in order to correct an image including noise.
  • motion correction for the corresponding image In order to perform motion correction and visual correction for an image in which motion has occurred, motion correction for the corresponding image must be performed first. To this end, the MRI device can match the motion-generated image with the reference image. In the case of a functional magnetic resonance image, since each segment volume is acquired at different views, each segment image may be spatially incorrectly aligned during registration. Therefore, in order to accurately align each segmented image spatially, visual correction must be performed. However, in order to perform visual correction, since each segment image of the corresponding image must be accurately spatially aligned, a dilemma is generated by motion correction and visual correction.
  • a problem to be solved by the present invention is to provide a medical imaging apparatus and a medical image correction method capable of both motion correction and visual correction.
  • a problem to be solved by the present invention is to provide a method and apparatus for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image to accurately and simultaneously perform motion correction and visual correction for an image in which motion has occurred.
  • a method and apparatus for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image according to an embodiment of the present invention acquires a medical image signal for a target region of an object and processes the obtained medical image signal to obtain a first medical image.
  • Generating Generating a matched medical image by matching a reference medical image and the first medical image to obtain voxel group information for each voxel of the generated matched medical image; Generating voxel information for each voxel of the matched medical image using the obtained voxel group information; Converting time information from the generated voxel information to preset reference time information and estimating an image intensity of each voxel corresponding to the reference time information using spatial information among the voxel information; And generating a volume image corresponding to the reference time information using the estimated image intensity of each voxel corresponding to the reference time information.
  • the apparatus for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image includes: a bore for acquiring a medical image signal for a target region of an object; And a data processor which processes a medical image signal obtained through the bore to generate a first medical image, and the data processor generates a matched medical image by matching the reference medical image and the first medical image.
  • Voxel group information for each voxel of the generated matched medical image is acquired, and voxel information for each voxel of the matched medical image is generated using the obtained voxel group information, and among the generated voxel information While converting time information into preset reference time information, image intensity of each voxel corresponding to the reference time information is estimated using spatial information among the voxel information, and an estimated image of each voxel corresponding to the reference time information A volume image corresponding to the reference time information is generated using intensity.
  • the effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic flowchart illustrating a method for simultaneously performing motion correction and visual correction of a medical image in a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart illustrating a method for simultaneously performing motion correction and visual correction of a medical image in a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 6A, 6B, and 6C are exemplary views for explaining a method for motion correction and visual correction for a volume image in a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the medical imaging apparatus 1000 includes a cylindrical bore in which the object 10 is carried in order to obtain a medical image of a target portion of the object (eg, human, animal, etc.) 10 100), the object 10 is placed and may include a transfer unit 150 for carrying into the bore 100 and a data processing unit 200 for controlling the bore 100 to obtain at least one medical image.
  • the target site may include the spine, chest, upper abdomen, lower abdomen, lung, brain, liver, varicose veins, uterus, prostate, testis, musculoskeletal system, thyroid or breast, and the like.
  • the target region is not limited thereto, and may be various regions obtainable as images in the medical imaging apparatus 1000.
  • the medical imaging apparatus 1000 may be a magnetic resonance image (MRI) device, a functional magnetic resonance imaging (Functional MRI) device, or the like.
  • the medical image for the target region may be a 2D image, a 3D volume image, a still image of one cut, a video composed of a plurality of cuts, or a plurality of images having various cross-sectional images.
  • MRI magnetic resonance image
  • MRI functional magnetic resonance imaging
  • the medical image for the target region may be a 2D image, a 3D volume image, a still image of one cut, a video composed of a plurality of cuts, or a plurality of images having various cross-sectional images.
  • the medical imaging apparatus 1000 applies a first signal to the bore 100 under the control of the data processing unit 200 to form a constant magnetic field inside the bore 100 and resonates the atomic nuclei of the object 10 located in the magnetic field
  • the magnetic field is formed, at least receiving the third signal generated by the second signal irradiation
  • One coil may be provided.
  • the first signal may be a current signal
  • the second signal may be an RF signal
  • the third signal may be a magnetic resonance signal.
  • the third signal generated as described above may be transmitted to the data processing unit 200 through at least one coil.
  • the data processing unit 200 processes the received third signal to generate a medical image.
  • the generated medical image may be a 3D volume image.
  • the data processing unit 200 includes a display unit 250 and an input unit 260, displays a medical image through the display unit 250, and receives an input of a user regarding image acquisition or data processing through the input unit 260. Can be.
  • the 3D volume image may be an image in which the object 10 is divided into a plurality of slices corresponding to various directions, and volume segments corresponding to each divided slice are sequentially combined.
  • At least one coil irradiating the second signal corresponding to each slice may be provided to be movable to a position corresponding to each slice.
  • the data processing unit 200 processes the received third signal Volume segments corresponding to each slice may be sequentially generated. The volume segments thus generated may be sequentially displayed through the display unit 250.
  • the second signal corresponding to each slice is irradiated at a predetermined interval (time of repetition, TR) through at least one coil, and the order of the irradiated second signal may be variously set.
  • TR time of repetition
  • at least one coil may irradiate a second signal corresponding to each of the 10 slices through x-axis, y-axis, or z-axis movement.
  • at least one coil irradiates the second signal corresponding to the odd number of slices among the 10 slices through the x-axis, y-axis, or z-axis movement, and corresponds to the even number of slices.
  • the second signal may be irradiated.
  • the medical imaging apparatus 1000 may acquire at least one volume image by scanning the head region of the object 10 located inside the bore 100. As described above, the first and second signals may be irradiated to the object 10 through the bore 100 to receive a third signal due to magnetic field generation and atomic nuclear resonance as described above.
  • the at least one volume image may be generated by dividing the head portion of the object 10 into a plurality of slices and stacking volume segments corresponding to each slice. For example, the volume segment according to each slice may be a cross-sectional image.
  • the medical imaging apparatus 1000 acquires a volume image for each specific time.
  • the volume segment corresponding to each slice of the object 10 during a specific time is acquired in a predetermined order, and the acquired volume
  • Each segment may be stacked according to an acquisition order to generate one volume image.
  • movement of the object 10 such as breathing may occur, and as a result, inaccurate volume images may be generated by stacking each volume segment acquired in time series in different directions or angles. have.
  • the medical imaging apparatus 1000 may simultaneously perform visual correction and motion correction between volume segments of the volume image.
  • the medical imaging apparatus 1000 may register a first volume image to a reference volume image through a hierarchical matching technique, and based on this, determine which volume segment is present in the first volume.
  • the reference volume image may be a first 3D volume image.
  • the present invention is not limited thereto, and the reference volume image may be variously set.
  • a rigid body transformation registration method may be used to match the reference volume image and the first volume image, which is also not limited, and various methods for matching may be used. In the case of a rigid body transformation match, the movement transformation and rotation transformation can be performed simultaneously.
  • the medical imaging apparatus 1000 may match the reference volume image and the first volume image, and generate reference matching data indicating the degree of matching the first volume image to the reference volume image.
  • the medical imaging apparatus 1000 may convert partial volume segments of the first volume image using the generated reference matching data, and calculate first difference data based on the converted partial volume segments and the reference volume image.
  • the medical imaging apparatus 1000 generates first corrected matched data by correcting the reference matched data using the calculated first difference data, and uses at least one of the partial volume segments of the first volume image using the first corrected matched data. Some can be converted.
  • the medical imaging apparatus 1000 calculates the second difference data based on the converted at least part of the partial volume segments and the reference volume image, and corrects the calculated second difference data by correcting the first correction matching data and then correcting the second correction. Data can be generated.
  • the medical imaging apparatus 1000 may match each volume segment of one or more volume images acquired at a specific time to each volume segment of the reference volume image by using the first correction matching data or the second correction matching data. Specifically, the medical imaging apparatus 1000 may include the angle of the first volume image so that the spatial information (eg, 3D coordinate value) of each voxel of the first volume image matches the spatial information of each voxel of the reference volume image. The spatial information of the voxel may be converted to generate a matched volume image that matches the reference volume image and the first volume image.
  • the medical imaging apparatus 1000 may include the angle of the first volume image so that the spatial information (eg, 3D coordinate value) of each voxel of the first volume image matches the spatial information of each voxel of the reference volume image.
  • the spatial information of the voxel may be converted to generate a matched volume image that matches the reference volume image and the first volume image.
  • the image intensity of each voxel of the first volume image and the time at which each voxel was acquired may also be converted.
  • the medical imaging apparatus 1000 may determine, by matching with the reference volume image, the position of each voxel constituting each volume segment of the first volume image to which voxel position of the reference volume image is converted.
  • the medical imaging apparatus 1000 may check the time measured at a position where each voxel constituting each volume segment of the first volume image is converted through matching with the reference volume image.
  • the medical imaging apparatus 1000 acquires the image intensity and measurement time of each voxel of the matched volume image, and estimates the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel based on the acquired image intensity and measurement time.
  • adjacent voxels adjacent to a specific voxel may be voxels having a difference value from a 3D coordinate value (xk, yk, zk) of a specific voxel having a difference value smaller than a threshold difference value r.
  • the medical imaging apparatus 1000 may estimate the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels using bilinear interpolation.
  • the present invention is not limited thereto, and various methods for estimating image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels may be used.
  • the medical imaging apparatus 1000 acquires image intensity and measurement time of each voxel of the reference volume image, and based on the acquired image intensity and measurement time, image intensity and measurement of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel. Time can be estimated.
  • the medical imaging apparatus 1000 includes a voxel including information on the image intensity and measurement time of each voxel of the reference volume image and the matched volume image, and the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the respective voxels.
  • Group information can be obtained.
  • the voxel group information thus obtained is ⁇ [I1 (x1, y1, z1), T1 (x1, y1, z1)], [I1 (x2, y2, z2), T1 (x2, y2, z2)],. .., [I2 (M12 (xN, yN, zN)), T2 (M12 (xN, yN, zN))] ⁇ .
  • I1 (x1, y1, z1) represents image intensity information of a specific voxel of the reference volume image
  • T1 (x1, y1, z1) represents measurement time information of a specific voxel of the reference volume image
  • I2 (M12 (xN, yN, zN)) represents image intensity information of a specific voxel of the matched volume image
  • T2 (M12 (xN, yN, zN)) represents measurement time information of a specific voxel of the matched volume image.
  • the medical imaging apparatus 1000 may perform the entire volume unit, each slice unit, or each volume segment unit. For example, the medical imaging apparatus 1000 may match the entire reference volume image and the entire first volume image, match each slice of the reference volume image and each slice of the first volume image, or each volume segment of the reference volume image And each volume segment of the first volume image.
  • the medical imaging apparatus 1000 uses each of the voxels of the matched volume image (and adjacent voxels of each voxel) by using a transformation function (eg, a function related to the degree of motion such as movement transformation and rotation transformation) generated through registration. It is possible to calculate the measurement time.
  • a transformation function eg, a function related to the degree of motion such as movement transformation and rotation transformation
  • the medical imaging apparatus 1000 may generate voxel information for each voxel of the reference volume image and the matched volume image using the obtained voxel group information.
  • voxel information for each voxel is 4-dimensional spatial information including 3D spatial information (eg, image intensity information of a corresponding voxel position) and visual information (eg, a time at which the voxel is measured (or acquired)).
  • 3D spatial information eg, image intensity information of a corresponding voxel position
  • visual information eg, a time at which the voxel is measured (or acquired)
  • voxel information may be represented by data such as In (xnm, ynm, znm, tnm) (n, m are natural numbers).
  • the medical imaging apparatus 1000 uses a 4-dimensional space (eg, x-axis, y-axis, x-axis, t (time)) for each voxel of the reference volume image and each voxel of the first volume image. Axis).
  • the medical imaging apparatus 1000 converts the visual information among the voxel information for each voxel of the reference volume image to match the preset first reference visual information, and sets the visual information among the voxel information for each voxel of the matched volume image. It can be converted to match the second reference time information.
  • the medical imaging apparatus 1000 may estimate the image intensity of each voxel corresponding to the first reference visual information and estimate the image intensity of each voxel corresponding to the second reference visual information.
  • the medical imaging apparatus 1000 may convert the measurement time of each voxel of the reference volume image to the first reference volume time, and convert the measurement time of each voxel of the matched volume image to the second reference volume time.
  • the medical imaging apparatus 1000 estimates the image intensity of each voxel corresponding to the first reference visual information using 3D spatial information among the voxel information for each voxel of the reference volume image, and each voxel of the matched volume image.
  • the image intensity of each voxel corresponding to the second reference visual information may be estimated using 3D spatial information among the voxel information for.
  • the medical imaging apparatus 1000 may use a 4D interpolation method such as a B-spline, but is not limited thereto.
  • various methods for estimating the image intensity of each voxel corresponding to the first reference time information and the second reference time information may be used.
  • the medical imaging apparatus 1000 generates a volume image having an estimated image intensity of each voxel corresponding to the first reference volume time, and a volume image having an estimated image intensity of each voxel corresponding to the second reference volume time. Can be created.
  • the medical imaging apparatus simultaneously performs visual correction and motion correction between volume segments according to motion occurrence, thereby accurately correcting each volume image.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the medical imaging apparatus 1000 may include a bore 100 and a data processing unit 200.
  • the bore 100 includes a coil unit 110
  • the data processing unit 200 includes a signal generation unit 210, a reception unit 220, an image processing unit 230, a storage unit 240, a display unit 250, and an input unit It may include a 260 and the control unit 270.
  • the coil part 110 of the bore 100 includes a first signal for resonating an atomic nucleus of the object 10 and a first signal for forming a magnetic field from the data processing part 200
  • a magnetic field is formed based on the first signal
  • the second signal is irradiated to the object 10 in the formed magnetic field to resonate the atomic nucleus of the object 10
  • the third signal generated from the atomic nucleus is processed by the data processor 200 ).
  • the first signal may be a slope current signal
  • the second signal may be an RF signal
  • the third signal may be a magnetic resonance signal.
  • the coil unit 110 may include at least one coil disposed in a bore 100 along a predetermined direction.
  • the predetermined direction may be the cylindrical direction of the bore 100.
  • At least one coil is a static magnetic field (Static magnetic field) to form a static magnetic field, the gradient applied to the gradient (gradient) to form a gradient magnetic field (gradient field) and irradiating the RF signal to the object 10
  • Static magnetic field static magnetic field
  • gradient applied to the gradient gradient
  • gradient field gradient magnetic field
  • irradiating the RF signal to the object 10 By resonating the atomic nucleus of the object 100, and may be at least one of the RF coil receiving a magnetic resonance signal generated from the atomic nucleus.
  • These coils are not limited to the presented embodiment, and various types of coils may be used to perform each operation.
  • the RF coil of the at least one coil may be formed to be movable to a position corresponding to each slice to obtain a volume segment for each of the plurality of slices of the object 10.
  • the signal generation unit 210 of the data processing unit 200 is a first signal and an object for forming a magnetic field in the bore 100 under the control of the control unit 270 ( A second signal for resonating the atomic nucleus of 10) may be transmitted to the bore 100.
  • the transceiver 220 may receive a third signal from the bore 100 and transmit a control signal for controlling the coil 110 of the bore 100 to the bore 100.
  • the image processing unit 230 may generate a volume image by processing the third signal received through the reception unit 220.
  • the storage unit 240 may store various data used in the medical imaging apparatus 1000. Specifically, at least one volume image generated through the image processing unit 230 may be stored.
  • the display unit 250 may display the generated volume image.
  • the display 250 may display a matched image in which a reference volume image and a specific volume image are matched, and a volume image generated by motion correction and time correction.
  • the input unit 260 is not limited, such as a keyboard, mouse, or touch screen panel.
  • the input unit 260 may set the medical imaging apparatus 1000 and instruct the operation of the medical imaging apparatus.
  • the medical practitioner may input a request or instruction to move the mobile unit 150 through the input unit 260, obtain a medical image, or perform an operation such as displaying or selecting the obtained medical image. .
  • the control unit 270 is operatively connected to the coil unit 110, the signal generation unit 210, the reception unit 220, the image processing unit 230, the storage unit 240, the display unit 250, and the input unit 260, , Various commands for the medical imaging apparatus 1000 may be performed.
  • control unit 270 transmits and receives a control signal for controlling the coil unit 110 of the bore 100 when there is input for obtaining a medical image of the object 10 by the input unit 260. It can be delivered to the bore 100 through.
  • the control unit 270 transmits a first signal for a magnetic field to be formed in the bore 100 through the signal generation unit 210 and a second signal for resonating the atomic nucleus of the object 10 to the bore 100,
  • the third signal may be received from the bore 100 through the transceiver 230.
  • the control unit 270 may process the third signal through the image processing unit 230 to generate a volume image, and when motion is detected in the generated volume image, may perform motion correction and time correction on the volume image at the same time. .
  • the controller 270 may match the reference volume image and the first volume image to generate a matched volume image, and generate voxel group information for each voxel of the reference volume image.
  • the control unit 270 may obtain voxel information for each voxel of the reference volume image and voxel information for each voxel of the matched volume image using the generated voxel group information.
  • the controller 270 may acquire image intensity and measurement time for each voxel of the reference volume image and image intensity and measurement time for each voxel of the matched volume image.
  • the controller 270 may estimate the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel of the existing volume image by using the image intensity and measurement time for each voxel of the reference volume image.
  • the controller 270 may estimate the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel of the matched volume image using the image intensity and measurement time of each voxel of the matched volume image.
  • the control unit 270 may obtain voxel group information including image intensity and measurement time for each voxel of each of the reference volume image and the matched volume image, and image intensity and measurement time of each of adjacent pixels.
  • the control unit 270 may generate voxel information for each voxel of the reference volume image and voxel information for each voxel of the matched volume image using the obtained voxel group information.
  • the generated voxel information may include spatial information indicating a position for each voxel and time information indicating a time when each voxel is measured.
  • the controller 270 may perform the entire volume unit, each slice unit, or each volume segment unit.
  • the control unit 270 may calculate the measurement time of each voxel of the matched volume image using the transform function generated through the match.
  • the control unit 270 converts time information among voxel information for each voxel of the reference volume image into preset first reference time information, and sets second time information among the voxel information for each voxel of the matched volume image. Can be converted to At the same time, the controller 270 estimates the image intensity of each voxel corresponding to the first reference time information using spatial information among the voxel information for each voxel of the reference volume image, and the voxel information for each voxel of the matched volume image. The image intensity of each voxel corresponding to the second reference time information may be estimated using the medium spatial information.
  • the controller 270 may use a 4D interpolation method such as a B-spline. It is not limited.
  • the control unit 270 generates a volume image corresponding to the first reference time information using the estimated image intensity of each voxel corresponding to the first reference time information, and estimates the volume of each voxel corresponding to the second reference time information.
  • a volume image corresponding to the second reference visual information may be generated using the image intensity.
  • the volume image corresponding to the first reference time information generated as described above is an image in which motion correction and time correction for the reference volume image are simultaneously performed, and the volume image corresponding to the second reference time information is motion correction for the first volume image. And an image in which time correction is simultaneously performed.
  • the first volume image may be a medical image.
  • the medical imaging apparatus 1000 matches a reference volume image and a first volume image to generate a matching volume image (S300), and acquires voxel group information for each voxel of the matching volume image It can be done (S305).
  • the medical imaging apparatus 1000 may acquire image intensity and measurement time for each voxel of the matched volume image.
  • the medical imaging apparatus 1000 may estimate the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel of the matched volume image using the image intensity and measurement time of each voxel of the matched volume image. Through this, the medical imaging apparatus 1000 may obtain voxel group information including image intensity and measurement time for each voxel of each matching volume image and image intensity and measurement time of each adjacent pixel.
  • the medical imaging apparatus 1000 may obtain voxel information for each voxel of the matched volume image using the generated voxel group information (S310). Specifically, the medical imaging apparatus 1000 may generate voxel information for each voxel of the matched volume image using the obtained voxel group information.
  • the generated voxel information may include spatial information indicating a position for each voxel and time information indicating a time when each voxel is measured.
  • the medical imaging apparatus 1000 may convert time information among voxel information for each voxel of the matched volume image into predetermined reference time information (S315).
  • the medical imaging apparatus 1000 may estimate the image intensity of each voxel corresponding to the reference time information by using spatial information among the voxel information for each voxel of the matched volume image (S320). S315 and S320 may be performed simultaneously.
  • the medical imaging apparatus 1000 may generate a volume image corresponding to the reference time information using the estimated image intensity of each voxel corresponding to the reference time information (S325).
  • the first volume image may be a medical image.
  • the medical imaging apparatus 1000 matches a reference volume image and a first volume image to generate a matched volume image (S400), and voxels for each voxel of the reference volume image and the matched volume image Group information may be obtained (S405).
  • the medical imaging apparatus 1000 may acquire image intensity and measurement time for each voxel of the reference volume image and image intensity and measurement time for each voxel of the matched volume image.
  • the medical imaging apparatus 1000 estimates the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel of the existing volume image using the voxel information for each voxel of the existing volume image, and for each voxel of the matched volume image.
  • the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel of the matched volume image may be estimated using the image intensity and the measurement time.
  • the medical imaging apparatus 1000 may obtain voxel group information including image intensity and measurement time for each voxel of each of the reference volume image and the matched volume image, and image intensity and measurement time of each adjacent pixel. .
  • the medical imaging apparatus 1000 may obtain voxel information for each voxel of the reference volume matching and the matched volume image using the generated voxel group information (S410). Specifically, the medical imaging apparatus 1000 may generate information on each voxel of the reference volume image and voxel information on each voxel of the matched volume image using the obtained voxel group information.
  • the generated voxel information may include spatial information indicating a position for each voxel and time information indicating a time when each voxel is measured.
  • the medical imaging apparatus 1000 converts visual information among voxel information for each voxel of the reference volume image into preset first reference visual information, and sets second visual information among voxel information for each voxel of the matched volume image. It can be converted into reference time information (S415).
  • the medical imaging apparatus 1000 estimates the image intensity of each voxel corresponding to the first reference visual information by using spatial information among the voxel information for each voxel of the reference volume image, and the voxel information for each voxel of the matched volume image
  • the image intensity of each voxel corresponding to the second reference time information may be estimated using the medium spatial information (S420). S415 and S420 may be performed simultaneously.
  • the medical imaging apparatus 1000 generates a volume image corresponding to the first reference visual information using the estimated image intensity of each voxel corresponding to the first reference visual information, and generates a volume image corresponding to the first reference visual information.
  • a volume image corresponding to the second reference visual information may be generated using the estimated image strength (S425).
  • 6A, 6B, and 6C are exemplary views for explaining a method for motion correction and visual correction for a volume image in a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the medical imaging apparatus 1000 may acquire a volume image 502 composed of a plurality of voxels 500 as shown in FIG. 5A.
  • the medical imaging apparatus 1000 acquires volume segments 504, 506, 508, 510, 512, 514 during a specific time according to a preset acquisition time, and volume segments 504, 506, 508 acquired in the order of acquisition time , 510, 512, 514) to create a volume image.
  • Each volume segment of the volume image 502 generated as described above may have different image strengths according to an acquisition time.
  • the fifth volume segment 512 and the sixth volume segment 514 may have different image strengths.
  • the first volume segment 504 has a first image intensity
  • the second volume segment 506 has a second image intensity
  • the third volume segment 508 has a third image intensity
  • the fourth volume segment ( 510) may have a fourth image intensity
  • the fifth volume segment 512 may have a fifth image intensity
  • the sixth volume segment 514 may have a sixth image intensity.
  • the volume image 502 as shown in FIG. 5A may have a different measurement time according to each of the volume segments 504, 506, 508, 510, 512, 514 as shown in FIG. 5D. have.
  • the first volume segment 504, the second volume segment 506, the third volume segment 508, the fourth volume segment 510, the fifth volume segment 512, and the sixth volume segment 514 May have different measurement times.
  • the first volume segment 504 has a first measurement time
  • the second volume segment 506 has a fourth measurement time
  • the third volume segment 508 has a second measurement time
  • the fourth volume segment ( 510) may have a fifth measurement time
  • the fifth volume segment 512 may have a third measurement time
  • the sixth volume segment 514 may have a sixth measurement time.
  • the volume image 502 may include a first volume segment 504 ), The third volume segment 508, the fifth volume segment 512, the second volume segment 506, the fourth volume segment 510, and the sixth volume segment 514 in the order of lamination.
  • the medical imaging apparatus 1000 may acquire the next volume image 516 as shown in FIG. 5B.
  • the volume image 516 may be an image rotated and / or moved as illustrated in FIG. 5B.
  • the medical imaging apparatus 1000 may apply the volume image 516 of FIG. 5 (b) to the reference volume image (eg, the volume image 502 of FIG. 5 (a)) as shown in FIG. 5 (c).
  • the matched matched volume image 518 may be generated.
  • the matched volume image 518 may have different values of image intensity of each volume segment by matching.
  • the obtained volume image 516 may have a first measurement time to a sixth measurement time according to each segment as shown in FIG. 5 (e), but each volume segment as shown in FIG. 5 (f) by registration Measurement time according to can also be converted.
  • the medical imaging apparatus 1000 performs registration to perform motion correction on a volume image according to motion detection, as described above, the image intensity and measurement time of each volume segment are changed. It is necessary to acquire a volume image.
  • the medical imaging apparatus 1000 attaches a first volume image 612 in which motion has occurred as shown in FIG. 6A (b) to a reference volume image 600 as shown in FIG. 6A (a). Matching may generate a matched volume image 624 as shown in FIG. 6A (c).
  • the medical imaging apparatus 1000 uses the spatial information (eg, three-dimensional position information) of each voxel 614, 616, 618, 620, 622 of the first volume image 612 as a reference volume image 600.
  • spatial information of each voxel of the first volume image 612 may be converted using a matching matrix.
  • image intensity and measurement time for each voxel of the first volume image 612 may also be converted.
  • the medical imaging apparatus 1000 may determine which voxels of the first volume image 612 match with which voxels of the reference volume image 600, and each voxel of the first volume image 612 is matched.
  • the image intensity and measurement time of each voxel of the matched first volume image 612 may be estimated using the image intensity and measurement time of each voxel of the reference volume image 600.
  • the medical imaging apparatus 1000 may check which voxels of the adjacent voxels adjacent to each voxel of the first volume image 612 match with which voxel of the reference volume image 600, and the first volume image. Adjacent to each voxel of the first volume image 612 matched using the image intensity and measurement time for each voxel of the reference volume image 600 to which each of the adjacent voxels adjacent to each voxel of 612 matches. The image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels can be estimated.
  • the first voxel 614 of the first volume image 612 is the reference volume image 600 through registration of the first volume image 612 and the reference volume image 600.
  • the first voxel 614 and the adjacent voxels 616, 618, 620, and 622 of the first volume image 612 are the first voxel 626 and the adjacent voxels 628 of the matched volume image 624, 630, 632, 634).
  • the image intensity and measurement time for the first voxel 626 of the matched volume image 624 may be estimated based on the image intensity and measurement time for the first voxel 602 of the reference volume image 600, and matched
  • the image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels 628, 630, 632, and 634 of the first voxel 626 of the volume image 624 is the adjacent voxel of the first voxel 602 of the reference volume image 600 It can be estimated based on the image intensity and the measurement time for each of the fields (604, 606, 608, 610).
  • the medical imaging apparatus 1000 performs image intensity and measurement time for each voxel of the reference volume image 600 and the matched volume image 624, and each of adjacent voxels adjacent to each voxel of the reference volume image 600.
  • Voxel group information including image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels adjacent to each voxel of the image intensity and measurement time and the matched volume image 624 may be generated.
  • the medical imaging apparatus 1000 may use the generated voxel group information to generate voxel information for each voxel of the reference volume image 600 and voxel information for each voxel of the matched volume image 624.
  • the medical imaging apparatus 1000 converts time information among voxel information for each voxel of the reference volume image 600 into predetermined first reference time information, and time among voxel information for each voxel of the matched volume image 624
  • the information may be converted into preset second reference time information.
  • the first reference time information is a time corresponding to the middle of a specific time (t 11 to t 18 ) at which volume segments (odd volume segments and even volume segments) of the reference volume image 600 are obtained as shown in FIG. 6B.
  • (t 1c ) the second reference time information is the middle of a specific time (t 21 to t 28 ) at which volume segments (odd volume segments and even volume segments) of the first volume image 612 are obtained. It may be a time corresponding to (t 2c ).
  • the medical imaging apparatus 1000 estimates the image intensity for each of the adjacent voxels 628, 630, 632, and 634 of the first voxel 626 of the matched volume image 624 with reference to FIG. 6C To explain.
  • the medical imaging apparatus 1000 may select voxels whose distance from the first voxel 602 of the reference volume image 600 corresponds to a preset threshold distance, as adjacent voxels of the first voxel 602.
  • the adjacent voxels selected as described above may be voxels 604, 606, 608, and 610 located at a critical distance r in the first voxel 602 of the reference volume image 600, as shown in FIG. 6C (a).
  • the selected voxels are ⁇ [I 1 (x 1, y 1, z 1), T 1 (x 1, y 1, z 1)] having the image intensity (I 1) and the measured time (T 1), [ I 1 (x 2 , y 2 , z 2 ), T 1 (x 2 , y 2 , z 2 )],... It can be expressed as multidimensional coordinates such as [I 1 (x n , y n , z n ), T 1 (x n , y n , z n )] ⁇ (eg, n> 0).
  • the positions of the first voxels 612 and the adjacent voxels 616, 618, 620, and 622 of the first volume image 612 are adjacent to each other. Since the first matrix voxel 602 of the reference volume image 600 and adjacent voxels 604, 606, 608, 610 of the first voxel 602 are converted by the matching matrix (eg, M f ), respectively, The medical imaging apparatus 1000 may select voxels whose distance from the first voxel 626 of the matched volume image 624 corresponds to a threshold distance, as adjacent voxels of the first voxel 626.
  • the matching matrix eg, M f
  • the adjacent voxels thus selected may be voxels 628, 630, 632, 634 located at a critical distance r in the first voxel 626 of the matched volume image 624, as shown in FIG. 6C (a).
  • the selected voxels are ⁇ [I 2 (M f (x 1 , y 1 , z 1 )), T 2 (M f (x 1 , y 1 ) having image intensity (I 2 ) and measurement time (T 2 ). , z 1 ))], [I 2 (M f (x 2 , y 2 , z 2 )), T 2 (M f ((x 2 , y 2 , z 2 ))], ... [I 2 (M f (x N , y N , z N )), T 2 (M f (x N , y N , z N ))] ⁇ , such as multidimensional coordinates (eg, N> 0).
  • the medical imaging apparatus 1000 may include first voxels 602 of the reference volume image 600 and adjacent voxels 604, 606, 608, and 610 of the reference volume image 600 as shown in FIG. 6C (b). And, the first voxel 626 of the matched volume image 624 and the adjacent voxels 628, 630, 632, and 634 of the first voxel 626 may be expressed as a function of the multidimensional space 636.
  • each of the adjacent voxels 628, 630, 632, and 634 of the first voxel 626 may be arranged in a multidimensional space according to the image intensity for each measurement time.
  • the medical imaging apparatus 1000 may be ⁇ [I 1 (x 1 , y 1 , z 1 ), T 1 (x 1 , y 1 , z 1 )], [I 1 (x 2 , y 2 , z 2 ), T 1 (x 2 , y 2 , z 2 )],...
  • Multidimensional coordinates such as [I 2 (M f (x N , y N , z N )), T 2 (M f (x N , y N , z N ))] ⁇ are multi-dimensional as shown in FIG. 6C (b). Can be marked in space.
  • the medical imaging apparatus 1000 converts the measurement time of the first voxel 602 of the reference volume image 600 to the first reference time t 1c to remove the first voxel 602 of the reference volume image 600. It is possible to move to one position 638 and estimate the image intensity at the first position 638.
  • the medical imaging apparatus 1000 converts the measurement time of each of the adjacent voxels 604, 606, 608, and 610 of the first voxel 602 of the reference volume image 600 into a first reference time t 1c to reference it.
  • Each of the adjacent voxels 604, 606, 608, 610 of the first voxel 602 of the volume image 600 is moved to the first position 638, and the image intensity at the first position 638 is estimated. Can be.
  • the medical imaging apparatus 1000 converts the measurement time of the first voxel 626 of the matched volume image 624 to the second reference time t 2c to remove the first voxel 626 of the matched volume image 624. Moving to the second position 640, it is possible to estimate the image intensity at the second position (640).
  • the medical imaging apparatus 1000 converts the measurement time of each of the adjacent voxels 628, 630, 632, and 634 of the first voxel 626 of the matched volume image 624 into a second reference time t 2c to match
  • the adjacent voxels of the first voxel 626 of the volume image 624 may be moved to the second position 640 and the intensity of the image at the second position 640 may be estimated.
  • the medical imaging apparatus 1000 may use a multi-dimensional interpolation method such as a B-spline to estimate the image intensity, but is not limited thereto, and determines the image intensity of each voxel corresponding to the first reference time information and the second reference time information.
  • a multi-dimensional interpolation method such as a B-spline to estimate the image intensity, but is not limited thereto, and determines the image intensity of each voxel corresponding to the first reference time information and the second reference time information.
  • Various methods for estimating can be used.
  • the medical imaging apparatus generates a volume image using the estimated image intensity of each voxel at the first reference time t 1c , and a volume image using the estimated image intensity of each voxel at the second reference time t 2c .
  • Can generate The volume images generated as described above may be volume images in which motion correction and time correction are simultaneously performed.
  • the present invention can accurately correct each volume image by simultaneously performing motion correction and time correction between volume segments according to the occurrence of motion when generating the volume image.
  • the apparatus and method according to an embodiment of the present invention may be implemented in a form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • Computer-readable media may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the computer-readable medium may be specially designed and configured for the present invention or may be known and usable by those skilled in the computer software field.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • the above-described medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire or waveguide including a carrier wave that transmits a signal designating a program command, data structure, or the like.
  • Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the present invention, and vice versa.

Abstract

Provided according to an embodiment of the present invention are a medical imaging device and a method using same. The medical imaging device according to an embodiment of the present invention comprises: a bore unit for acquiring a medical image signal along a target region of a subject; and a data processing unit for processing the medical image signal acquired by the bore unit, so as to generate a first medical image, wherein the data processing unit generates a registered medical image by registering a reference medical image and the first medical image and then acquires voxel group information about each of voxels of the generated registered medical image, generates voxel information about each of the voxels of the registered medical image by using the acquired voxel group information, transforms time information of the generated voxel information into predetermined reference time information while estimating image intensity of each of voxels corresponding to the reference time information by using space information of the voxel information, and generates a volume image corresponding to the reference time information by using the estimated image intensity of each of the voxels corresponding the reference time information.

Description

생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법 및 장치Method and apparatus for simultaneously correcting movement and measurement time in volume in acquiring a 4D image
본 발명은 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법 및 장치를 제공한다.The present invention provides a method and apparatus for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image.
일반적으로, 기능적 자기 공명 영상 기술(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI)은 MRI 장치를 이용하여 뇌의 활성화 양상을 측정하는 영상 기술로, 뇌가 활동할 때 혈류 안의 산소 수준(blood oxygenation level-dependent, BOLD)을 반복 측정하여 기능적으로 활성화된 정도를 나타내는 기술이다. In general, functional magnetic resonance imaging (functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI) is an imaging technique that measures the brain's activation pattern using an MRI device, and blood oxygenation level-dependent (BOLD) in the bloodstream when the brain is active It is a technique that shows the degree of functional activation by measuring repeatedly.
이러한 MRI 장치는 대상체(예: 사람 또는 동물 등)를 복수의 슬라이스들로 구분하고, 각 슬라이스에 대응하는 세그먼트 영상을 적층하여 기능적 자기 공명 영상을 획득할 수 있다. 다만, MRI 장치는 각 슬라이스에 대응하는 세그먼트 영상을 서로 다른 시점에 획득하기 때문에, 획득된 세그먼트 영상을 획득 순서에 따라 적층할 경우 인접한 세그먼트 영상들 간의 시각 차이가 발생될 수 있다. 이러한 시각 차이를 보정하여 하나의 시점의 영상을 생성하기 위해 MRI 장치는 슬라이스 타이밍(slice timing) 방식을 이용할 수 있다. 슬라이스 타이밍 방식은 서로 다른 시각에 획득된 세그먼트 영상들이 동일한 시각에 획득된 것과 같이 보정하는 방식을 의미한다.The MRI apparatus may obtain a functional magnetic resonance image by dividing an object (eg, human or animal) into a plurality of slices and stacking segment images corresponding to each slice. However, since the MRI apparatus acquires segment images corresponding to each slice at different viewpoints, when the acquired segment images are stacked according to the acquisition order, visual differences between adjacent segment images may occur. In order to correct the time difference and generate an image of one viewpoint, the MRI apparatus may use a slice timing method. The slice timing method refers to a method in which segment images obtained at different times are corrected as obtained at the same time.
기능적 자기 공명 영상을 획득할 시 대상체에 의한 움직임이 발생되면 획득된 영상에는 발생된 움직임에 의한 잡음이 포함될 수 있다. MRI 장치는 잡음이 포함된 영상을 보정하기 위해 움직임이 발생된 영상에 대한 움직임 보정 및 시각 보정을 수행할 수 있다. When a functional magnetic resonance image is acquired, when the motion by the object occurs, the acquired image may include noise due to the generated motion. The MRI device may perform motion correction and visual correction on an image in which motion has occurred, in order to correct an image including noise.
움직임이 발생된 영상에 대한 움직임 보정 및 시각 보정을 수행하기 위해서는 해당 영상에 대한 움직임 보정이 먼저 수행되어야 한다. 이를 위해 MRI 장치는 움직임이 발생된 영상을 기준 영상과 정합할 수 있다. 기능적 자기 공명 영상의 경우 각 세그먼트 볼륨이 서로 다른 시점에서 획득되었기 때문에, 정합 시 각 세그먼트 영상이 공간적으로 부정확하게 정렬될 수 있다. 따라서, 각 세그먼트 영상을 공간적으로 정확하게 정렬하기 위해서는 시각 보정이 수행되어야 한다. 그러나, 시각 보정을 수행하기 위해서는 해당 영상의 각 세그먼트 영상이 공간적으로 정확하게 정렬되어야 하므로, 움직임 보정 및 시각 보정에 의한 딜레마가 생기게 된다.In order to perform motion correction and visual correction for an image in which motion has occurred, motion correction for the corresponding image must be performed first. To this end, the MRI device can match the motion-generated image with the reference image. In the case of a functional magnetic resonance image, since each segment volume is acquired at different views, each segment image may be spatially incorrectly aligned during registration. Therefore, in order to accurately align each segmented image spatially, visual correction must be performed. However, in order to perform visual correction, since each segment image of the corresponding image must be accurately spatially aligned, a dilemma is generated by motion correction and visual correction.
따라서, 움직임이 발생된 영상에 대한 움직임 보정 및 시각 보정을 정확하게 수행하기 위한 방법이 요구된다.Accordingly, there is a need for a method for accurately performing motion correction and visual correction for an image in which motion has occurred.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 움직임 보정 및 시각 보정이 동시에 가능한 의료 영상 장치 및 의료 영상 보정 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, a problem to be solved by the present invention is to provide a medical imaging apparatus and a medical image correction method capable of both motion correction and visual correction.
구체적으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 움직임이 발생된 영상에 대한 움직임 보정 및 시각 보정을 동시에 정확하게 수행하기 위한 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.Specifically, a problem to be solved by the present invention is to provide a method and apparatus for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image to accurately and simultaneously perform motion correction and visual correction for an image in which motion has occurred. .
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법은, 대상체의 목적 부위에 대한 의료 영상 신호를 획득하여 상기 획득된 의료 영상 신호를 처리하여 제1 의료 영상을 생성하는 단계; 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 정합하여 정합 의료 영상을 생성하여 상기 생성된 정합 의료 영상의 각 복셀(voxel)에 대한 복셀 그룹 정보를 획득하는 단계; 상기 획득된 복셀 그룹 정보를 이용하여 상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 생성하는 단계; 상기 생성된 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 기준 시각 정보로 변환하는 동시에 상기 복셀 정보 중 공간 정보를 이용하여 상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하는 단계; 및 상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 상기 기준 시각 정보에 해당하는 볼륨 영상을 생성하는 단계를 포함한다.In order to solve the above-described problems, a method and apparatus for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image according to an embodiment of the present invention are provided. The method for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image according to an embodiment of the present invention acquires a medical image signal for a target region of an object and processes the obtained medical image signal to obtain a first medical image. Generating; Generating a matched medical image by matching a reference medical image and the first medical image to obtain voxel group information for each voxel of the generated matched medical image; Generating voxel information for each voxel of the matched medical image using the obtained voxel group information; Converting time information from the generated voxel information to preset reference time information and estimating an image intensity of each voxel corresponding to the reference time information using spatial information among the voxel information; And generating a volume image corresponding to the reference time information using the estimated image intensity of each voxel corresponding to the reference time information.
본 발명의 실시예에 따른 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 장치는, 대상체의 목적 부위에 대한 의료 영상 신호를 획득하는 보어; 및 상기 보어를 통해 획득된 의료 영상 신호를 처리하여 제1 의료 영상을 생성하는 데이터 처리부를 포함하고, 상기 데이터 처리부는, 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 정합하여 정합 의료 영상을 생성하여 상기 생성된 정합 의료 영상의 각 복셀(voxel)에 대한 복셀 그룹 정보를 획득하고, 상기 획득된 복셀 그룹 정보를 이용하여 상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 생성하고, 상기 생성된 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 기준 시각 정보로 변환하는 동시에 상기 복셀 정보 중 공간 정보를 이용하여 상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하고, 상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 상기 기준 시각 정보에 해당하는 볼륨 영상을 생성한다.The apparatus for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image according to an embodiment of the present invention includes: a bore for acquiring a medical image signal for a target region of an object; And a data processor which processes a medical image signal obtained through the bore to generate a first medical image, and the data processor generates a matched medical image by matching the reference medical image and the first medical image. Voxel group information for each voxel of the generated matched medical image is acquired, and voxel information for each voxel of the matched medical image is generated using the obtained voxel group information, and among the generated voxel information While converting time information into preset reference time information, image intensity of each voxel corresponding to the reference time information is estimated using spatial information among the voxel information, and an estimated image of each voxel corresponding to the reference time information A volume image corresponding to the reference time information is generated using intensity.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명은 볼륨 영상을 생성할 시 움직임 발생에 따른 볼륨 세그먼트들 간의 시각 보정 및 움직임 보정을 동시에 수행함으로써, 각 볼륨 영상에 대한 정확한 보정이 가능하다.According to the present invention, when a volume image is generated, accurate correction for each volume image is possible by simultaneously performing visual correction and motion correction between volume segments according to motion occurrence.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 장치를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 장치의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.2 is a schematic diagram for explaining the configuration of a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 장치에서 의료 영상의 움직임 보정 및 시각 보정을 동시에 수행하기 위한 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.3 is a schematic flowchart illustrating a method for simultaneously performing motion correction and visual correction of a medical image in a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 장치에서 의료 영상의 움직임 보정 및 시각 보정을 동시에 수행하기 위한 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.4 is a schematic flowchart illustrating a method for simultaneously performing motion correction and visual correction of a medical image in a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5, 도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 장치에서 볼륨 영상에 대한 움직임 보정 및 시각 보정을 위한 방법을 설명하기 위한 예시도들이다.5, 6A, 6B, and 6C are exemplary views for explaining a method for motion correction and visual correction for a volume image in a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.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. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person having the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical spirit of the present invention.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.Each of the features of the various embodiments of the present invention may be partially or totally combined or combined with each other, and technically various interlocking and driving may be possible as those skilled in the art can fully understand, and each of the embodiments may be implemented independently of each other. It can also be implemented together in an associative relationship.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 장치를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 의료 영상 장치(1000)는 대상체(예: 사람, 동물 등)(10)의 목적 부위에 대한 의료 영상을 획득하기 위해 대상체(10)가 반입되는 원통형의 보어(bore)(100), 대상체(10)가 놓이고 보어(100) 내부로 반입시키는 이송부(150) 및 보어(100)를 제어하여 적어도 하나의 의료 영상을 획득하는 데이터 처리부(200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 목적 부위는 척추, 흉부, 상복부, 하복부, 폐, 뇌, 간, 정맥류, 자궁, 전립선, 고환, 근골격계, 갑상선 또는 유방 등을 포함할 수 있다. 그러나, 목적 부위는 이에 제한되는 것은 아니며 의료 영상 장치(1000)에서 영상으로 획득 가능한 다양한 부위가 될 수 있다. 상기 의료 영상 장치(1000)는 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Image, MRI) 장치 및 기능적 자기 공명 영상(Functional MRI) 장치 등일 수 있다. 상기 목적 부위에 대한 의료 영상은 2차원 영상, 3차원 볼륨 영상, 한 컷의 스틸 영상, 복수개의 컷으로 구성된 동영상, 또는 다양한 단면상을 갖는 복수개의 영상 등일 수 있다. 제시된 실시예에서는 기능적 자기 공명 영상 장치에서 3차원 볼륨 영상을 획득하기 위한 예로 설명하도록 한다.Referring to FIG. 1, the medical imaging apparatus 1000 includes a cylindrical bore in which the object 10 is carried in order to obtain a medical image of a target portion of the object (eg, human, animal, etc.) 10 100), the object 10 is placed and may include a transfer unit 150 for carrying into the bore 100 and a data processing unit 200 for controlling the bore 100 to obtain at least one medical image. For example, the target site may include the spine, chest, upper abdomen, lower abdomen, lung, brain, liver, varicose veins, uterus, prostate, testis, musculoskeletal system, thyroid or breast, and the like. However, the target region is not limited thereto, and may be various regions obtainable as images in the medical imaging apparatus 1000. The medical imaging apparatus 1000 may be a magnetic resonance image (MRI) device, a functional magnetic resonance imaging (Functional MRI) device, or the like. The medical image for the target region may be a 2D image, a 3D volume image, a still image of one cut, a video composed of a plurality of cuts, or a plurality of images having various cross-sectional images. In the presented embodiment, an example for obtaining a 3D volume image in a functional magnetic resonance imaging apparatus will be described.
의료 영상 장치(1000)는 데이터 처리부(200)의 제어에 의해 제1 신호를 보어(100)로 인가하여 보어(100) 내부에 일정한 자기장을 형성하고, 자기장 내에 위치한 대상체(10)의 원자핵을 공명시키기 위한 제2 신호를 조사하는데, 보어(100) 내부에는 자기장을 형성하고, 자기장이 형성된 대상체(10)로 제2 신호를 조사하며, 제2 신호 조사에 의해 생성된 제3 신호를 수신하는 적어도 하나의 코일이 구비될 수 있다. 여기서, 제1 신호는 전류 신호이고, 제2 신호는 RF 신호이며, 제3 신호는 자기 공명 신호일 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 applies a first signal to the bore 100 under the control of the data processing unit 200 to form a constant magnetic field inside the bore 100 and resonates the atomic nuclei of the object 10 located in the magnetic field In order to irradiate the second signal to generate a magnetic field inside the bore 100, irradiate the second signal to the object 10, the magnetic field is formed, at least receiving the third signal generated by the second signal irradiation One coil may be provided. Here, the first signal may be a current signal, the second signal may be an RF signal, and the third signal may be a magnetic resonance signal.
적어도 하나의 코일에 의해 보어(100) 내부에 자기장이 형성되고, 제2 신호가 대상체(10)로 조사되면 대상체의 원자핵에 대한 공명 현상이 발생되어 원자핵으로부터 제3 신호가 발생될 수 있다. 이와 같이 발생된 제3 신호는 적어도 하나의 코일을 통해 데이터 처리부(200)로 전달될 수 있다. 데이터 처리부(200)는 수신된 제3 신호를 처리하여 의료 영상을 생성하는데, 이와 같이 생성된 의료 영상은 3차원 볼륨 영상일 수 있다. 데이터 처리부(200)는 표시부(250) 및 입력부(260)를 포함하고, 표시부(250)를 통해 의료 영상을 표시하고, 입력부(260)를 통해 영상 획득 또는 데이터 처리에 관한 사용자의 입력을 수신할 수 있다.When a magnetic field is formed inside the bore 100 by the at least one coil, and the second signal is irradiated to the object 10, resonance of the atomic nucleus of the object may occur, thereby generating a third signal from the atomic nucleus. The third signal generated as described above may be transmitted to the data processing unit 200 through at least one coil. The data processing unit 200 processes the received third signal to generate a medical image. The generated medical image may be a 3D volume image. The data processing unit 200 includes a display unit 250 and an input unit 260, displays a medical image through the display unit 250, and receives an input of a user regarding image acquisition or data processing through the input unit 260. Can be.
3차원 볼륨 영상은 대상체(10)를 다양한 방향에 대응하는 복수의 슬라이스들로 구분하고, 구분된 각 슬라이스에 해당하는 볼륨 세그먼트를 순차적으로 결합한 영상일 수 있다. 각 슬라이스에 대응하여 제2 신호를 조사하는 적어도 하나의 코일은 각 슬라이스에 대응하는 위치로 이동 가능하게 구비될 수 있다. 각 슬라이스에 대응하는 제2 신호가 적어도 하나의 코일을 통해 순차적으로 조사되고, 제2 신호 조사에 의해서 생성된 슬라이스별 제3 신호가 수신되면 데이터 처리부(200)는 수신된 제3 신호를 처리하여 각 슬라이스에 해당하는 볼륨 세그먼트를 순차적으로 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 볼륨 세그먼트는 표시부(250)를 통해 순차적으로 표시될 수 있다.The 3D volume image may be an image in which the object 10 is divided into a plurality of slices corresponding to various directions, and volume segments corresponding to each divided slice are sequentially combined. At least one coil irradiating the second signal corresponding to each slice may be provided to be movable to a position corresponding to each slice. When the second signal corresponding to each slice is sequentially irradiated through at least one coil, and the third signal for each slice generated by the second signal irradiation is received, the data processing unit 200 processes the received third signal Volume segments corresponding to each slice may be sequentially generated. The volume segments thus generated may be sequentially displayed through the display unit 250.
각 슬라이스에 대응하는 제2 신호는 적어도 하나의 코일을 통해 일정 간격(time of repetition, TR)으로 조사되는데, 조사되는 제2 신호의 순서는 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 대상체(10)의 복수의 슬라이스들이 10개로 이루어진 경우 적어도 하나의 코일은 x축, y축 또는 z축 이동을 통해 10개의 슬라이스들 각각에 대응하여 제2 신호를 조사할 수 있다. 다양한 실시예에서 적어도 하나의 코일은 x축, y축 또는 z축 이동을 통해 10개의 슬라이스들 중 홀수에 해당하는 슬라이스들에 대응하여 제2 신호를 조사하고, 짝수에 해당하는 슬라이스들에 대응하여 제2 신호를 조사할 수도 있다.The second signal corresponding to each slice is irradiated at a predetermined interval (time of repetition, TR) through at least one coil, and the order of the irradiated second signal may be variously set. For example, when a plurality of slices of the object 10 are made of 10, at least one coil may irradiate a second signal corresponding to each of the 10 slices through x-axis, y-axis, or z-axis movement. In various embodiments, at least one coil irradiates the second signal corresponding to the odd number of slices among the 10 slices through the x-axis, y-axis, or z-axis movement, and corresponds to the even number of slices. The second signal may be irradiated.
대상체(10)의 뇌 활성화 양상을 측정하기 위해 의료 영상 장치(1000)는 보어(100) 내부에 위치한 대상체(10)의 머리 영역을 스캔하여 적어도 하나의 볼륨 영상을 획득할 수 있다. 스캔하는 방식은 상기에서 설명한 바와 같이 보어(100)를 통해 제1 신호 및 제2 신호가 대상체(10)에 조사되어 자기장 생성 및 원자핵 공명에 의한 제3 신호를 수신하는 방식으로 수행될 수 있다. 적어도 하나의 볼륨 영상은 대상체(10)의 머리 부분을 복수의 슬라이스들로 구분하고, 각 슬라이스에 대응하는 볼륨 세그먼트를 적층하는 방식으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 각 슬라이스에 따른 볼륨 세그먼트는 단면 영상일 수 있다. 구체적으로, 의료 영상 장치(1000)는 특정 시각 마다 볼륨 영상을 획득하는데, 해당 특정 시각 동안 특정 시각 동안 대상체(10)의 각 슬라이스에 해당하는 볼륨 세그먼트를 기 설정된 순서에 따라 획득하고, 획득된 볼륨 세그먼트 각각을 획득 순서에 따라 적층하여 하나의 볼륨 영상을 생성할 수 있다. 이와 같이 볼륨 세그먼트가 획득될 시 호흡 등과 같은 대상체(10)의 움직임이 발생될 수 있으며, 이로 인해 시계열적으로 획득되는 각 볼륨 세그먼트가 서로 다른 방향 또는 각도로 적층되어 부정확한 볼륨 영상이 생성될 수 있다. 또한, 볼륨 영상을 생성하기 위해 획득되는 각 볼륨 세그먼트의 획득 순서에 의해 인접한 볼륨 세그먼트 간의 획득 시각에 대한 차이가 있기 때문에, 인접하는 볼륨 세그먼트 간의 영상 강도(intensity)에 대한 차이가 있을 수 있다.In order to measure the brain activation pattern of the object 10, the medical imaging apparatus 1000 may acquire at least one volume image by scanning the head region of the object 10 located inside the bore 100. As described above, the first and second signals may be irradiated to the object 10 through the bore 100 to receive a third signal due to magnetic field generation and atomic nuclear resonance as described above. The at least one volume image may be generated by dividing the head portion of the object 10 into a plurality of slices and stacking volume segments corresponding to each slice. For example, the volume segment according to each slice may be a cross-sectional image. Specifically, the medical imaging apparatus 1000 acquires a volume image for each specific time. During the specific time, the volume segment corresponding to each slice of the object 10 during a specific time is acquired in a predetermined order, and the acquired volume Each segment may be stacked according to an acquisition order to generate one volume image. As such, when the volume segment is acquired, movement of the object 10 such as breathing may occur, and as a result, inaccurate volume images may be generated by stacking each volume segment acquired in time series in different directions or angles. have. In addition, since there is a difference in the acquisition time between adjacent volume segments by the acquisition order of each volume segment acquired to generate a volume image, there may be a difference in image intensity between adjacent volume segments.
이러한 문제점을 해결하기 위해 의료 영상 장치(1000)는 볼륨 영상의 볼륨 세그먼트들 간의 시각 보정 및 움직임 보정을 동시에 수행할 수 있다.To solve this problem, the medical imaging apparatus 1000 may simultaneously perform visual correction and motion correction between volume segments of the volume image.
먼저, 의료 영상 장치(1000)는 계층적 정합 기법을 통해 제1 볼륨 영상을 기준 볼륨 영상에 정합(registration)하고, 이를 기반으로 하여 제1 볼륨 내에 어느 볼륨 세그먼트에서 움직임이 존재하는지를 판단할 수 있다. 여기서, 기준 볼륨 영상은 일반적으로 첫번째 획득된 3차원 볼륨 영상일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 기준 볼륨 영상은 다양하게 설정될 수 있다. 또한, 기준 볼륨 영상과 제1 볼륨 영상을 정합하기 위해 강체 변환 정합(rigid body transformation registration) 방식이 사용될 수 있으며, 이 또한 한정되지 않으며, 정합을 위한 다양한 방식이 사용될 수 있다. 강체 변환 정합의 경우 이동 변환 및 회전 변환이 동시에 이루어질 수 있다. 구체적으로, 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상과 제1 볼륨 영상을 정합하고, 기준 볼륨 영상에 제1 볼륨 영상을 정합한 정도를 나타내는 기준 정합 데이터를 생성할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 생성된 기준 정합 데이터를 이용하여 제1 볼륨 영상의 부분 볼륨 세그먼트들을 변환하고, 변환된 부분 볼륨 세그먼트들과 기준 볼륨 영상에 기반하여 제1 차이 데이터를 산출할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 산출된 제1 차이 데이터를 이용하여 기준 정합 데이터를 보정하여 제1 보정 정합 데이터를 생성하고, 제1 보정 정합 데이터를 이용하여 제1 볼륨 영상의 부분 볼륨 세그먼트들 중 적어도 일부를 변환할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 변환된 적어도 일부의 부분 볼륨 세그먼트들과 기준 볼륨 영상에 기반하여 제2 차이 데이터를 산출하고, 산출된 제2 차이 데이터를 제1 보정 정합 데이터를 보정하여 제2 보정 정합 데이터를 생성할 수 있다.First, the medical imaging apparatus 1000 may register a first volume image to a reference volume image through a hierarchical matching technique, and based on this, determine which volume segment is present in the first volume. . Here, the reference volume image may be a first 3D volume image. However, the present invention is not limited thereto, and the reference volume image may be variously set. In addition, a rigid body transformation registration method may be used to match the reference volume image and the first volume image, which is also not limited, and various methods for matching may be used. In the case of a rigid body transformation match, the movement transformation and rotation transformation can be performed simultaneously. Specifically, the medical imaging apparatus 1000 may match the reference volume image and the first volume image, and generate reference matching data indicating the degree of matching the first volume image to the reference volume image. The medical imaging apparatus 1000 may convert partial volume segments of the first volume image using the generated reference matching data, and calculate first difference data based on the converted partial volume segments and the reference volume image. The medical imaging apparatus 1000 generates first corrected matched data by correcting the reference matched data using the calculated first difference data, and uses at least one of the partial volume segments of the first volume image using the first corrected matched data. Some can be converted. The medical imaging apparatus 1000 calculates the second difference data based on the converted at least part of the partial volume segments and the reference volume image, and corrects the calculated second difference data by correcting the first correction matching data and then correcting the second correction. Data can be generated.
의료 영상 장치(1000)는 제1 보정 정합 데이터 또는 제2 보정 정합 데이터를 이용하여 특정 시각 마다 획득되는 하나 이상의 볼륨 영상의 각 볼륨 세그먼트를 기준 볼륨 영상의 각 볼륨 세그먼트에 정합할 수 있다. 구체적으로, 의료 영상 장치(1000)는 제1 볼륨 영상의 각 복셀(voxel)의 공간 정보(예: 3차원 좌표값)가 기준 볼륨 영상의 각 복셀의 공간 정보와 일치하도록 제1 볼륨 영상의 각 복셀의 공간 정보를 변환하여 기준 볼륨 영상과 제1 볼륨 영상을 정합한 정합 볼륨 영상을 생성할 수 있다. 이와 같이 정합에 의해 제1 볼륨 영상의 각 복셀의 위치 정보가 변환되면 제1 볼륨 영상의 각 복셀의 영상 강도 및 각 복셀이 획득된 시각(예: 측정 시각)도 함께 변환될 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상과의 정합을 통해 제1 볼륨 영상의 각 볼륨 세그먼트를 구성하는 각 복셀의 위치가 기준 볼륨 영상의 어느 복셀의 위치로 변환되었는지를 확인할 수 있다. 또한, 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상과의 정합을 통해 제1 볼륨 영상의 각 볼륨 세그먼트들 구성하는 각 복셀이 변환된 위치에서 측정된 시각을 확인할 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 may match each volume segment of one or more volume images acquired at a specific time to each volume segment of the reference volume image by using the first correction matching data or the second correction matching data. Specifically, the medical imaging apparatus 1000 may include the angle of the first volume image so that the spatial information (eg, 3D coordinate value) of each voxel of the first volume image matches the spatial information of each voxel of the reference volume image. The spatial information of the voxel may be converted to generate a matched volume image that matches the reference volume image and the first volume image. As described above, when the position information of each voxel of the first volume image is converted by matching, the image intensity of each voxel of the first volume image and the time at which each voxel was acquired (eg, measurement time) may also be converted. The medical imaging apparatus 1000 may determine, by matching with the reference volume image, the position of each voxel constituting each volume segment of the first volume image to which voxel position of the reference volume image is converted. In addition, the medical imaging apparatus 1000 may check the time measured at a position where each voxel constituting each volume segment of the first volume image is converted through matching with the reference volume image.
의료 영상 장치(1000)는 정합 볼륨 영상의 각 복셀의 영상 강도 및 측정 시각을 획득하고, 획득된 영상 강도 및 측정 시각에 기반하여 해당 복셀에 인접한 인접 복셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 추정할 수 있다. 예를 들어, 특정 복셀에 인접하는 인접 복셀들은 특정 복셀의 3차원 좌표값(xk, yk, zk)과의 차이값이 임계 차이값(r)보다 작은 차이값을 가지는 복셀들일 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 이중 선형 보간법(bilinear interpolation)을 이용하여 인접 복셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 추정할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 인접 복셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 추정하기 위한 다양한 방식이 이용될 수 있다. 다양한 실시예에서 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀의 영상 강도 및 측정 시각을 획득하고, 획득된 영상 강도 및 측정 시각에 기반하여 해당 복셀에 인접한 인접 복셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 추정할 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 acquires the image intensity and measurement time of each voxel of the matched volume image, and estimates the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel based on the acquired image intensity and measurement time. Can be. For example, adjacent voxels adjacent to a specific voxel may be voxels having a difference value from a 3D coordinate value (xk, yk, zk) of a specific voxel having a difference value smaller than a threshold difference value r. The medical imaging apparatus 1000 may estimate the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels using bilinear interpolation. However, the present invention is not limited thereto, and various methods for estimating image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels may be used. In various embodiments, the medical imaging apparatus 1000 acquires image intensity and measurement time of each voxel of the reference volume image, and based on the acquired image intensity and measurement time, image intensity and measurement of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel. Time can be estimated.
이를 통해서 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상 및 정합 볼륨 영상의 각 복셀의 영상 강도 및 측정 시각과, 해당 복셀들 각각에 인접한 인접 복셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각에 대한 정보를 포함하는 복셀 그룹 정보를 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 복셀 그룹 정보는 {[I1(x1,y1,z1), T1(x1,y1,z1)],[I1(x2,y2,z2), T1(x2,y2,z2)], ..., [I2(M12(xN,yN,zN)), T2(M12(xN,yN,zN))]}와 같이 표현될 수 있다. 여기서, I1(x1,y1,z1)은 기준 볼륨 영상의 특정 복셀의 영상 강도 정보를 나타내고, T1(x1,y1,z1)은 기준 볼륨 영상의 특정 복셀의 측정 시각 정보를 나타낼 수 있다. 또한, I2(M12(xN,yN,zN))은 정합 볼륨 영상의 특정 복셀의 영상 강도 정보를 나타내고, T2(M12(xN,yN,zN))은 정합 볼륨 영상의 특정 복셀의 측정 시각 정보를 나타낼 수 있다. Through this, the medical imaging apparatus 1000 includes a voxel including information on the image intensity and measurement time of each voxel of the reference volume image and the matched volume image, and the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the respective voxels. Group information can be obtained. The voxel group information thus obtained is {[I1 (x1, y1, z1), T1 (x1, y1, z1)], [I1 (x2, y2, z2), T1 (x2, y2, z2)],. .., [I2 (M12 (xN, yN, zN)), T2 (M12 (xN, yN, zN))]}. Here, I1 (x1, y1, z1) represents image intensity information of a specific voxel of the reference volume image, and T1 (x1, y1, z1) represents measurement time information of a specific voxel of the reference volume image. In addition, I2 (M12 (xN, yN, zN)) represents image intensity information of a specific voxel of the matched volume image, and T2 (M12 (xN, yN, zN)) represents measurement time information of a specific voxel of the matched volume image. Can be represented.
다양한 실시예에서 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상 및 제1 볼륨 영상을 정합할 시 전체 볼륨 단위로 수행하거나, 각 슬라이스 단위로 수행하거나, 각 볼륨 세그먼트 단위로 수행할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상 전체와 제1 볼륨 영상 전체를 정합하거나, 기준 볼륨 영상의 각 슬라이스 및 제1 볼륨 영상의 각 슬라이스를 정합하거나, 기준 볼륨 영상의 각 볼륨 세그먼트 및 제1 볼륨 영상의 각 볼륨 세그먼트를 정합할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 이와 같이 정합을 통해 생성된 변형 함수(예: 이동 변환, 회전 변환 등의 움직임 정도에 관련된 함수)를 이용하여 정합 볼륨 영상의 각 복셀(및 각 복셀의 인접 복셀들)의 측정 시각을 산출할 수 있다.In various embodiments, when registering the reference volume image and the first volume image, the medical imaging apparatus 1000 may perform the entire volume unit, each slice unit, or each volume segment unit. For example, the medical imaging apparatus 1000 may match the entire reference volume image and the entire first volume image, match each slice of the reference volume image and each slice of the first volume image, or each volume segment of the reference volume image And each volume segment of the first volume image. The medical imaging apparatus 1000 uses each of the voxels of the matched volume image (and adjacent voxels of each voxel) by using a transformation function (eg, a function related to the degree of motion such as movement transformation and rotation transformation) generated through registration. It is possible to calculate the measurement time.
의료 영상 장치(1000)는 획득된 복셀 그룹 정보를 이용하여 기준 볼륨 영상 및 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 각 복셀에 대한 복셀 정보는 3차원 공간 정보(예: 해당 복셀 위치의 영상 강도 정보) 및 시각 정보(예: 해당 복셀을 측정(또는 획득)한 시각)를 포함하는 4차원 공간 정보로서 표현될 수 있다. 예를 들어, 복셀 정보는 In(xnm, ynm, znm, tnm)(n, m은 자연수)와 같은 데이터로 나타낼 수 있다. 이와 같이 생성된 복셀 정보를 이용하여 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀 및 제1 볼륨 영상의 각 복셀을 4차원 공간(예: x축, y축, x축, t(시각)축)에 표현할 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 may generate voxel information for each voxel of the reference volume image and the matched volume image using the obtained voxel group information. For example, voxel information for each voxel is 4-dimensional spatial information including 3D spatial information (eg, image intensity information of a corresponding voxel position) and visual information (eg, a time at which the voxel is measured (or acquired)). Can be expressed as For example, voxel information may be represented by data such as In (xnm, ynm, znm, tnm) (n, m are natural numbers). Using the generated voxel information, the medical imaging apparatus 1000 uses a 4-dimensional space (eg, x-axis, y-axis, x-axis, t (time)) for each voxel of the reference volume image and each voxel of the first volume image. Axis).
의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 제1 기준 시각 정보와 일치하도록 변환하고, 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 제2 기준 시각 정보와 일치하도록 변환할 수 있다. 이와 동시에, 의료 영상 장치(1000)는 제1 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하고, 제2 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정할 수 있다. 구체적으로, 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀의 측정 시각을 제1 기준 볼륨 시각으로 변환하고, 정합 볼륨 영상의 각 복셀의 측정 시각을 제2 기준 볼륨 시각으로 변환할 수 있다. 이와 동시에 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 3차원 공간 정보를 이용하여 제1 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하고, 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 3차원 공간 정보를 이용하여 제2 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정할 수 있다. 이와 같이 제1 기준 시각 정보 및 제2 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하기 위해 의료 영상 장치(1000)는 B-스플라인(spline) 등과 같은 4차원 보간법을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 기준 시각 정보 및 제2 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하기 위한 다양한 방식이 이용될 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 converts the visual information among the voxel information for each voxel of the reference volume image to match the preset first reference visual information, and sets the visual information among the voxel information for each voxel of the matched volume image. It can be converted to match the second reference time information. At the same time, the medical imaging apparatus 1000 may estimate the image intensity of each voxel corresponding to the first reference visual information and estimate the image intensity of each voxel corresponding to the second reference visual information. Specifically, the medical imaging apparatus 1000 may convert the measurement time of each voxel of the reference volume image to the first reference volume time, and convert the measurement time of each voxel of the matched volume image to the second reference volume time. At the same time, the medical imaging apparatus 1000 estimates the image intensity of each voxel corresponding to the first reference visual information using 3D spatial information among the voxel information for each voxel of the reference volume image, and each voxel of the matched volume image. The image intensity of each voxel corresponding to the second reference visual information may be estimated using 3D spatial information among the voxel information for. As described above, in order to estimate the image intensity of each voxel corresponding to the first reference time information and the second reference time information, the medical imaging apparatus 1000 may use a 4D interpolation method such as a B-spline, but is not limited thereto. However, various methods for estimating the image intensity of each voxel corresponding to the first reference time information and the second reference time information may be used.
의료 영상 장치(1000)는 제1 기준 볼륨 시각에 해당하여 각 복셀의 추정된 영상 강도를 가지는 볼륨 영상을 생성하고, 제2 기준 볼륨 시각에 해당하여 각 복셀의 추정된 영상 강도를 가지는 볼륨 영상을 생성할 수 있다. The medical imaging apparatus 1000 generates a volume image having an estimated image intensity of each voxel corresponding to the first reference volume time, and a volume image having an estimated image intensity of each voxel corresponding to the second reference volume time. Can be created.
이를 통해서 의료 영상 장치는 볼륨 영상을 생성할 시 움직임 발생에 따른 볼륨 세그먼트들 간의 시각 보정 및 움직임 보정을 동시에 수행함으로써, 각 볼륨 영상에 대한 정확한 보정이 가능하다.Through this, when a volume image is generated, the medical imaging apparatus simultaneously performs visual correction and motion correction between volume segments according to motion occurrence, thereby accurately correcting each volume image.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 장치의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.2 is a schematic diagram for explaining the configuration of a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 의료 영상 장치(1000)는 보어(100) 및 데이터 처리부(200)를 포함할 수 있다. 보어(100)는 코일부(110)를 포함하고, 데이터 처리부(200)는 신호 생성부(210), 수신부(220), 영상 처리부(230), 저장부(240), 표시부(250), 입력부(260) 및 제어부(270)를 포함할 수 있다.1 and 2, the medical imaging apparatus 1000 may include a bore 100 and a data processing unit 200. The bore 100 includes a coil unit 110, and the data processing unit 200 includes a signal generation unit 210, a reception unit 220, an image processing unit 230, a storage unit 240, a display unit 250, and an input unit It may include a 260 and the control unit 270.
먼저, 보어(100)에 관련하여 살펴보면 보어(100)의 코일부(110)는 데이터 처리부(200)로부터 자기장이 형성되도록 하기 위한 제1 신호 및 대상체(10)의 원자핵을 공명시키기 위한 제2 신호가 수신되면 제1 신호에 기반하여 자기장을 형성하고, 형성된 자기장 내 대상체(10)에 제2 신호를 조사하여 대상체(10)의 원자핵을 공명시키며, 원자핵으로부터 발생된 제3 신호를 데이터 처리부(200)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호는 경사 전류 신호이고, 제2 신호는 RF 신호이며, 제3 신호는 자기 공명 신호일 수 있다.First, with reference to the bore 100, the coil part 110 of the bore 100 includes a first signal for resonating an atomic nucleus of the object 10 and a first signal for forming a magnetic field from the data processing part 200 When is received, a magnetic field is formed based on the first signal, the second signal is irradiated to the object 10 in the formed magnetic field to resonate the atomic nucleus of the object 10, and the third signal generated from the atomic nucleus is processed by the data processor 200 ). For example, the first signal may be a slope current signal, the second signal may be an RF signal, and the third signal may be a magnetic resonance signal.
코일부(110)는 보어(100) 내부에 소정의 방향을 따라 배치된 적어도 하나의 코일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소정의 방향은 보어(100)의 원통 방향일 수 있다. 적어도 하나의 코일은 정자장(Static magnetic field)을 형성하는 정자장 코일, 정자장에 경사(gradient)를 인가하여 경사자장(gradient field)을 형성하는 경사 코일 및 대상체(10)에 RF 신호를 조사하여 대상체(100)의 원자핵을 공명시키고 원자핵으로부터 발생된 자기 공명 신호를 수신하는 RF 코일 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 코일들은 제시한 실시예로 한정되지 않으며, 각 동작을 수행하기 위해 다양한 종류의 코일이 사용될 수 있다.The coil unit 110 may include at least one coil disposed in a bore 100 along a predetermined direction. For example, the predetermined direction may be the cylindrical direction of the bore 100. At least one coil is a static magnetic field (Static magnetic field) to form a static magnetic field, the gradient applied to the gradient (gradient) to form a gradient magnetic field (gradient field) and irradiating the RF signal to the object 10 By resonating the atomic nucleus of the object 100, and may be at least one of the RF coil receiving a magnetic resonance signal generated from the atomic nucleus. These coils are not limited to the presented embodiment, and various types of coils may be used to perform each operation.
다양한 실시예에서 적어도 하나의 코일 중 RF 코일은 대상체(10)의 복수의 슬라이스들 각각에 대한 볼륨 세그먼트를 획득하기 위해 각 슬라이스에 대응하는 위치로 이동 가능하도록 형성될 수 있다.In various embodiments, the RF coil of the at least one coil may be formed to be movable to a position corresponding to each slice to obtain a volume segment for each of the plurality of slices of the object 10.
다음으로, 데이터 처리부(200)에 관련하여 살펴보면 데이터 처리부(200)의 신호 생성부(210)는 제어부(270)의 제어에 의해 보어(100) 내에 자기장이 형성되도록 하기 위한 제1 신호 및 대상체(10)의 원자핵을 공명시키기 위한 제2 신호를 보어(100)로 전달할 수 있다. Next, with reference to the data processing unit 200, the signal generation unit 210 of the data processing unit 200 is a first signal and an object for forming a magnetic field in the bore 100 under the control of the control unit 270 ( A second signal for resonating the atomic nucleus of 10) may be transmitted to the bore 100.
송수신부(220)는 보어(100)로부터 제3 신호를 수신하고, 보어(100)의 코일부(110)를 제어하기 위한 제어 신호를 보어(100)로 전달할 수 있다.The transceiver 220 may receive a third signal from the bore 100 and transmit a control signal for controlling the coil 110 of the bore 100 to the bore 100.
영상 처리부(230)는 수신부(220)를 통해서 수신된 제3 신호를 처리하여 볼륨 영상을 생성할 수 있다. The image processing unit 230 may generate a volume image by processing the third signal received through the reception unit 220.
저장부(240)는 의료 영상 장치(1000)에서 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 구체적으로, 영상 처리부(230)를 통해서 생성된 적어도 하나의 볼륨 영상을 저장할 수 있다. The storage unit 240 may store various data used in the medical imaging apparatus 1000. Specifically, at least one volume image generated through the image processing unit 230 may be stored.
표시부(250)는 생성된 볼륨 영상을 표시할 수 있다. 표시부(250)는 기준 볼륨 영상과 특정 볼륨 영상을 정합한 정합 영상 및 움직임 보정 및 시각 보정에 의해 생성된 볼륨 영상을 표시할 수 있다.The display unit 250 may display the generated volume image. The display 250 may display a matched image in which a reference volume image and a specific volume image are matched, and a volume image generated by motion correction and time correction.
입력부(260)는 키보드, 마우스, 터치 스크린 패널 등 제한되지 않는다. 입력부(260)는 의료 영상 장치(1000)를 설정하고, 의료 영상 장치의 동작을 지시할 수 있다. 예를 들어, 의료인은 입력부(260)를 통해 이동부(150)를 이동하거나, 의료 영상을 획득하거나, 획득된 의료 영상을 표시 또는 선택 등의 동작을 수행하기 위한 요청 또는 지시를 입력할 수 있다.The input unit 260 is not limited, such as a keyboard, mouse, or touch screen panel. The input unit 260 may set the medical imaging apparatus 1000 and instruct the operation of the medical imaging apparatus. For example, the medical practitioner may input a request or instruction to move the mobile unit 150 through the input unit 260, obtain a medical image, or perform an operation such as displaying or selecting the obtained medical image. .
제어부(270)는 코일부(110), 신호 생성부(210), 수신부(220), 영상 처리부(230), 저장부(240), 표시부(250) 및 입력부(260)와 동작 가능하게 연결되며, 의료 영상 장치(1000)에 대한 다양한 명령들을 수행할 수 있다.The control unit 270 is operatively connected to the coil unit 110, the signal generation unit 210, the reception unit 220, the image processing unit 230, the storage unit 240, the display unit 250, and the input unit 260, , Various commands for the medical imaging apparatus 1000 may be performed.
구체적으로, 제어부(270)는 입력부(260)에 의해서 대상체(10)의 의료 영상을 획득하기 위한 입력이 있으면 보어(100)의 코일부(110)를 제어하기 위한 제어 신호를 송수신부(220)를 통해 보어(100)로 전달할 수 있다. 제어부(270)는 신호 생성부(210)를 통해 보어(100) 내에 자기장이 형성되도록 하기 위한 제1 신호 및 대상체(10)의 원자핵을 공명시키기 위한 제2 신호를 보어(100)로 전달하고, 송수신부(230)를 통해 보어(100)로부터 제3 신호를 수신할 수 있다. 제어부(270)는 영상 처리부(230)를 통해서 제3 신호를 처리하여 볼륨 영상을 생성하고, 생성된 볼륨 영상에 움직임이 검출된 경우 해당 볼륨 영상에 대한 움직임 보정 및 시각 보정을 동시에 수행할 수 있다.Specifically, the control unit 270 transmits and receives a control signal for controlling the coil unit 110 of the bore 100 when there is input for obtaining a medical image of the object 10 by the input unit 260. It can be delivered to the bore 100 through. The control unit 270 transmits a first signal for a magnetic field to be formed in the bore 100 through the signal generation unit 210 and a second signal for resonating the atomic nucleus of the object 10 to the bore 100, The third signal may be received from the bore 100 through the transceiver 230. The control unit 270 may process the third signal through the image processing unit 230 to generate a volume image, and when motion is detected in the generated volume image, may perform motion correction and time correction on the volume image at the same time. .
움직임 보정 및 시각 보정을 동시에 수행하기 위해 제어부(270)는 기준 볼륨 영상과 제1 볼륨 영상을 정합하여 정합 볼륨 영상을 생성하고, 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 그룹 정보를 생성할 수 있다. 제어부(270)는 생성된 복셀 그룹 정보를 이용하여 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 및 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 획득할 수 있다. 이에 대해서 구체적으로, 제어부(270)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각과, 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 획득할 수 있다. 제어부(270)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 이용하여 기존 볼륨 영상의 해당 복셀에 인접한 인접 복셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 추정할 수 있다. 제어부(270)는 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 이용하여 정합 볼륨 영상의 해당 복셀에 인접한 인접 복셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 추정할 수 있다. 이를 통해서 제어부(270)는 기준 볼륨 영상 및 정합 볼륨 영상 각각의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각과, 인접 픽셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 포함하는 복셀 그룹 정보를 획득할 수 있다. 제어부(270)는 획득된 복셀 그룹 정보를 이용하여 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 및 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 복셀 정보는 각 복셀에 대한 위치를 나타내는 공간 정보 및 각 복셀이 측정된 시각을 나타내는 시각 정보가 포함될 수 있다. 다양한 실시예에서 제어부(270)는 기준 볼륨 영상 및 제1 볼륨 영상을 정합할 시 전체 볼륨 단위로 수행하거나, 각 슬라이스 단위로 수행하거나, 각 볼륨 세그먼트 단위로 수행할 수 있다. 제어부(270)는 이와 같이 정합을 통해 생성된 변형 함수를 이용하여 정합 볼륨 영상의 각 복셀의 측정 시각을 산출할 수 있다.To simultaneously perform motion correction and time correction, the controller 270 may match the reference volume image and the first volume image to generate a matched volume image, and generate voxel group information for each voxel of the reference volume image. The control unit 270 may obtain voxel information for each voxel of the reference volume image and voxel information for each voxel of the matched volume image using the generated voxel group information. Specifically, the controller 270 may acquire image intensity and measurement time for each voxel of the reference volume image and image intensity and measurement time for each voxel of the matched volume image. The controller 270 may estimate the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel of the existing volume image by using the image intensity and measurement time for each voxel of the reference volume image. The controller 270 may estimate the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel of the matched volume image using the image intensity and measurement time of each voxel of the matched volume image. Through this, the control unit 270 may obtain voxel group information including image intensity and measurement time for each voxel of each of the reference volume image and the matched volume image, and image intensity and measurement time of each of adjacent pixels. The control unit 270 may generate voxel information for each voxel of the reference volume image and voxel information for each voxel of the matched volume image using the obtained voxel group information. The generated voxel information may include spatial information indicating a position for each voxel and time information indicating a time when each voxel is measured. In various embodiments, when matching the reference volume image and the first volume image, the controller 270 may perform the entire volume unit, each slice unit, or each volume segment unit. The control unit 270 may calculate the measurement time of each voxel of the matched volume image using the transform function generated through the match.
제어부(270)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 제1 기준 시각 정보로 변환하고, 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 제2 기준 정보로 변환할 수 있다. 이와 동시에 제어부(270)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 공간 정보를 이용하여 제1 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하고, 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 공간 정보를 이용하여 제2 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정할 수 있다. 제1 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도 및 제2 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하기 위해 제어부(270)는 B-스플라인과 같은 4차원 보간법을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The control unit 270 converts time information among voxel information for each voxel of the reference volume image into preset first reference time information, and sets second time information among the voxel information for each voxel of the matched volume image. Can be converted to At the same time, the controller 270 estimates the image intensity of each voxel corresponding to the first reference time information using spatial information among the voxel information for each voxel of the reference volume image, and the voxel information for each voxel of the matched volume image. The image intensity of each voxel corresponding to the second reference time information may be estimated using the medium spatial information. In order to estimate the video intensity of each voxel corresponding to the first reference time information and the video intensity of each voxel corresponding to the second reference time information, the controller 270 may use a 4D interpolation method such as a B-spline. It is not limited.
제어부(270)는 제1 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 제1 기준 시각 정보에 해당하는 볼륨 영상을 생성하고, 제2 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 제2 기준 시각 정보에 해당하는 볼륨 영상을 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 제1 기준 시각 정보에 해당하는 볼륨 영상은 기준 볼륨 영상에 대한 움직임 보정 및 시각 보정이 동시에 이루어진 영상이고, 제2 기준 시각 정보에 해당하는 볼륨 영상은 제1 볼륨 영상에 대한 움직임 보정 및 시각 보정이 동시에 이루어진 영상일 수 있다.The control unit 270 generates a volume image corresponding to the first reference time information using the estimated image intensity of each voxel corresponding to the first reference time information, and estimates the volume of each voxel corresponding to the second reference time information. A volume image corresponding to the second reference visual information may be generated using the image intensity. The volume image corresponding to the first reference time information generated as described above is an image in which motion correction and time correction for the reference volume image are simultaneously performed, and the volume image corresponding to the second reference time information is motion correction for the first volume image. And an image in which time correction is simultaneously performed.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 장치에서 의료 영상의 움직임 보정 및 시각 보정을 동시에 수행하기 위한 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다. 하기에서 제1 볼륨 영상은 의료 영상일 수 있다.3 is a schematic flowchart illustrating a method for simultaneously performing motion correction and visual correction of a medical image in a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. In the following, the first volume image may be a medical image.
도 1 및 도 3을 참조하면, 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상과 제1 볼륨 영상을 정합하여 정합 볼륨 영상을 생성하고(S300), 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 그룹 정보를 획득할 수 있다(S305). 예를 들어, 의료 영상 장치(1000)는 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 획득할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 이용하여 정합 볼륨 영상의 해당 복셀에 인접한 인접 복셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 추정할 수 있다. 이를 통해서 의료 영상 장치(1000)는 정합 볼륨 영상 각각의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각과, 인접 픽셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 포함하는 복셀 그룹 정보를 획득할 수 있다. 1 and 3, the medical imaging apparatus 1000 matches a reference volume image and a first volume image to generate a matching volume image (S300), and acquires voxel group information for each voxel of the matching volume image It can be done (S305). For example, the medical imaging apparatus 1000 may acquire image intensity and measurement time for each voxel of the matched volume image. The medical imaging apparatus 1000 may estimate the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel of the matched volume image using the image intensity and measurement time of each voxel of the matched volume image. Through this, the medical imaging apparatus 1000 may obtain voxel group information including image intensity and measurement time for each voxel of each matching volume image and image intensity and measurement time of each adjacent pixel.
의료 영상 장치(1000)는 생성된 복셀 그룹 정보를 이용하여 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 획득할 수 있다(S310). 구체적으로, 의료 영상 장치(1000)는 획득된 복셀 그룹 정보를 이용하여 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 복셀 정보는 각 복셀에 대한 위치를 나타내는 공간 정보 및 각 복셀이 측정된 시각을 나타내는 시각 정보가 포함될 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 may obtain voxel information for each voxel of the matched volume image using the generated voxel group information (S310). Specifically, the medical imaging apparatus 1000 may generate voxel information for each voxel of the matched volume image using the obtained voxel group information. The generated voxel information may include spatial information indicating a position for each voxel and time information indicating a time when each voxel is measured.
의료 영상 장치(1000)는 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 기준 시각 정보로 변환할 수 있다(S315). 의료 영상 장치(1000)는 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 공간 정보를 이용하여 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정할 수 있다(S320). S315 및 S320은 동시에 수행될 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 may convert time information among voxel information for each voxel of the matched volume image into predetermined reference time information (S315). The medical imaging apparatus 1000 may estimate the image intensity of each voxel corresponding to the reference time information by using spatial information among the voxel information for each voxel of the matched volume image (S320). S315 and S320 may be performed simultaneously.
의료 영상 장치(1000)는 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 기준 시각 정보에 해당하는 볼륨 영상을 생성할 수 있다(S325).The medical imaging apparatus 1000 may generate a volume image corresponding to the reference time information using the estimated image intensity of each voxel corresponding to the reference time information (S325).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 장치에서 의료 영상의 움직임 보정 및 시각 보정을 동시에 수행하기 위한 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다. 하기에서 제1 볼륨 영상은 의료 영상일 수 있다.4 is a schematic flowchart illustrating a method for simultaneously performing motion correction and visual correction of a medical image in a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. In the following, the first volume image may be a medical image.
도 1 및 도 4를 참조하면, 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상과 제1 볼륨 영상을 정합하여 정합 볼륨 영상을 생성하고(S400), 기준 볼륨 영상 및 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 그룹 정보를 획득할 수 있다(S405). 예를 들어, 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각과, 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 획득할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 기존 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 이용하여 기존 볼륨 영상의 해당 복셀에 인접한 인접 복셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 추정하고, 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 이용하여 정합 볼륨 영상의 해당 복셀에 인접한 인접 복셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 추정할 수 있다. 이를 통해서 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상 및 정합 볼륨 영상 각각의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각과, 인접 픽셀들 각각의 영상 강도 및 측정 시각을 포함하는 복셀 그룹 정보를 획득할 수 있다. 1 and 4, the medical imaging apparatus 1000 matches a reference volume image and a first volume image to generate a matched volume image (S400), and voxels for each voxel of the reference volume image and the matched volume image Group information may be obtained (S405). For example, the medical imaging apparatus 1000 may acquire image intensity and measurement time for each voxel of the reference volume image and image intensity and measurement time for each voxel of the matched volume image. The medical imaging apparatus 1000 estimates the image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel of the existing volume image using the voxel information for each voxel of the existing volume image, and for each voxel of the matched volume image. The image intensity and measurement time of each of the adjacent voxels adjacent to the corresponding voxel of the matched volume image may be estimated using the image intensity and the measurement time. Through this, the medical imaging apparatus 1000 may obtain voxel group information including image intensity and measurement time for each voxel of each of the reference volume image and the matched volume image, and image intensity and measurement time of each adjacent pixel. .
의료 영상 장치(1000)는 생성된 복셀 그룹 정보를 이용하여 기준 볼륨 정합 및 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 획득할 수 있다(S410). 구체적으로, 의료 영상 장치(1000)는 획득된 복셀 그룹 정보를 이용하여 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 정보 및 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 복셀 정보는 각 복셀에 대한 위치를 나타내는 공간 정보 및 각 복셀이 측정된 시각을 나타내는 시각 정보가 포함될 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 may obtain voxel information for each voxel of the reference volume matching and the matched volume image using the generated voxel group information (S410). Specifically, the medical imaging apparatus 1000 may generate information on each voxel of the reference volume image and voxel information on each voxel of the matched volume image using the obtained voxel group information. The generated voxel information may include spatial information indicating a position for each voxel and time information indicating a time when each voxel is measured.
의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 제1 기준 시각 정보로 변환하고, 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 제2 기준 시각 정보로 변환할 수 있다(S415). 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 공간 정보를 이용하여 제1 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하고, 정합 볼륨 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 공간 정보를 이용하여 제2 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정할 수 있다(S420). S415 및 S420은 동시에 수행될 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 converts visual information among voxel information for each voxel of the reference volume image into preset first reference visual information, and sets second visual information among voxel information for each voxel of the matched volume image. It can be converted into reference time information (S415). The medical imaging apparatus 1000 estimates the image intensity of each voxel corresponding to the first reference visual information by using spatial information among the voxel information for each voxel of the reference volume image, and the voxel information for each voxel of the matched volume image The image intensity of each voxel corresponding to the second reference time information may be estimated using the medium spatial information (S420). S415 and S420 may be performed simultaneously.
의료 영상 장치(1000)는 제1 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 제1 기준 시각 정보에 해당하는 볼륨 영상을 생성하고, 제2 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 제2 기준 시각 정보에 해당하는 볼륨 영상을 생성할 수 있다(S425).The medical imaging apparatus 1000 generates a volume image corresponding to the first reference visual information using the estimated image intensity of each voxel corresponding to the first reference visual information, and generates a volume image corresponding to the first reference visual information. A volume image corresponding to the second reference visual information may be generated using the estimated image strength (S425).
도 5, 도 6a, 도 6b 및 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 장치에서 볼륨 영상에 대한 움직임 보정 및 시각 보정을 위한 방법을 설명하기 위한 예시도이다.5, 6A, 6B, and 6C are exemplary views for explaining a method for motion correction and visual correction for a volume image in a medical imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 5를 참조하면, 의료 영상 장치(1000)는 도 5의 (a)와 같이 복수의 복셀들(500)로 구성된 볼륨 영상(502)을 획득할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 특정 시각 동안 볼륨 세그먼트(504, 506, 508, 510, 512, 514)들을 기 설정된 획득 시각에 따라 획득하고, 획득 시각순으로 획득된 볼륨 세그먼트들(504, 506, 508, 510, 512, 514)을 적층하여 볼륨 영상을 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 볼륨 영상(502)의 각 볼륨 세그먼트는 획득 시각에 따라 서로 다른 영상 강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 획득된 볼륨 영상(502)이 6개의 볼륨 세그먼트들로 구성된 경우 제1 볼륨 세그먼트(504), 제2 볼륨 세그먼트(506), 제3 볼륨 세그먼트(508), 제4 볼륨 세그먼트(510), 제5 볼륨 세그먼트(512) 및 제6 볼륨 세그먼트(514)는 서로 다른 영상 강도를 가질 수 있다. 제1 볼륨 세그먼트(504)는 제1 영상 강도를 가지고, 제2 볼륨 세그먼트(506)는 제2 영상 강도를 가지고, 제3 볼륨 세그먼트(508)는 제3 영상 강도를 가지고, 제4 볼륨 세그먼트(510)는 제4 영상 강도를 가지고, 제5 볼륨 세그먼트(512)는 제5 영상 강도를 가지며, 제6 볼륨 세그먼트(514)는 제6 영상 강도를 가질 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 5, the medical imaging apparatus 1000 may acquire a volume image 502 composed of a plurality of voxels 500 as shown in FIG. 5A. The medical imaging apparatus 1000 acquires volume segments 504, 506, 508, 510, 512, 514 during a specific time according to a preset acquisition time, and volume segments 504, 506, 508 acquired in the order of acquisition time , 510, 512, 514) to create a volume image. Each volume segment of the volume image 502 generated as described above may have different image strengths according to an acquisition time. For example, when the acquired volume image 502 is composed of six volume segments, the first volume segment 504, the second volume segment 506, the third volume segment 508, and the fourth volume segment 510 ), The fifth volume segment 512 and the sixth volume segment 514 may have different image strengths. The first volume segment 504 has a first image intensity, the second volume segment 506 has a second image intensity, the third volume segment 508 has a third image intensity, and the fourth volume segment ( 510) may have a fourth image intensity, the fifth volume segment 512 may have a fifth image intensity, and the sixth volume segment 514 may have a sixth image intensity.
또한, 도 5의 (a)와 같은 볼륨 영상(502)은 도 5의 (d)와 같이 볼륨 세그먼트들(504, 506, 508, 510, 512, 514) 각각에 따라 서로 다른 측정 시각을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 볼륨 세그먼트(504), 제2 볼륨 세그먼트(506), 제3 볼륨 세그먼트(508), 제4 볼륨 세그먼트(510), 제5 볼륨 세그먼트(512) 및 제6 볼륨 세그먼트(514)는 서로 다른 측정 시각을 가질 수 있다. 제1 볼륨 세그먼트(504)는 제1 측정 시각을 가지고, 제2 볼륨 세그먼트(506)는 제4 측정 시각을 가지고, 제3 볼륨 세그먼트(508)는 제2 측정 시각을 가지고, 제4 볼륨 세그먼트(510)는 제5 측정 시각을 가지고, 제5 볼륨 세그먼트(512)는 제3 측정 시각을 가지며, 제6 볼륨 세그먼트(514)는 제6 측정 시각을 가질 수 있다. 제1 측정 시각, 제2 측정 시각, 제3 측정 시각, 제4 측정 시각, 제5 측정 시각 및 제6 측정 시각 순으로 각 볼륨 세그먼트가 획득된 경우 볼륨 영상(502)은 제1 볼륨 세그먼트(504), 제3 볼륨 세그먼트(508), 제5 볼륨 세그먼트(512), 제2 볼륨 세그먼트(506), 제4 볼륨 세그먼트(510) 및 제6 볼륨 세그먼트(514) 순으로 적층되어 생성될 수 있다.In addition, the volume image 502 as shown in FIG. 5A may have a different measurement time according to each of the volume segments 504, 506, 508, 510, 512, 514 as shown in FIG. 5D. have. For example, the first volume segment 504, the second volume segment 506, the third volume segment 508, the fourth volume segment 510, the fifth volume segment 512, and the sixth volume segment 514 ) May have different measurement times. The first volume segment 504 has a first measurement time, the second volume segment 506 has a fourth measurement time, the third volume segment 508 has a second measurement time, and the fourth volume segment ( 510) may have a fifth measurement time, the fifth volume segment 512 may have a third measurement time, and the sixth volume segment 514 may have a sixth measurement time. When each volume segment is obtained in the order of the first measurement time, the second measurement time, the third measurement time, the fourth measurement time, the fifth measurement time, and the sixth measurement time, the volume image 502 may include a first volume segment 504 ), The third volume segment 508, the fifth volume segment 512, the second volume segment 506, the fourth volume segment 510, and the sixth volume segment 514 in the order of lamination.
의료 영상 장치(1000)는 도 5의 (b)와 같이 다음 볼륨 영상(516)을 획득할 수 있다. 획득된 볼륨 영상(516)이 움직임이 발생된 경우 볼륨 영상(516)은 도 5의 (b)와 같이 회전 및/또는 이동된 영상일 수 있다. 이러한 경우 의료 영상 장치(1000)는 도 5의 (c)와 같이 도 5의 (b)의 볼륨 영상(516)을 기준 볼륨 영상(예: 도 5의 (a)의 볼륨 영상(502))에 정합하여 정합된 정합 볼륨 영상(518)을 생성할 수 있다. 정합 볼륨 영상(518)은 정합에 의해 각 볼륨 세그먼트의 영상 강도가 서로 다른 값을 가질 수 있다. 또한, 획득된 볼륨 영상(516)은 도 5의 (e)와 같이 각 세그먼트에 따라 제1 측정 시각 내지 제6 측정 시각을 가질 수 있으나, 정합에 의해 도 5의 (f)와 같이 각 볼륨 세그먼트에 따른 측정 시각 또한 변환될 수 있다. The medical imaging apparatus 1000 may acquire the next volume image 516 as shown in FIG. 5B. When movement of the acquired volume image 516 occurs, the volume image 516 may be an image rotated and / or moved as illustrated in FIG. 5B. In this case, the medical imaging apparatus 1000 may apply the volume image 516 of FIG. 5 (b) to the reference volume image (eg, the volume image 502 of FIG. 5 (a)) as shown in FIG. 5 (c). The matched matched volume image 518 may be generated. The matched volume image 518 may have different values of image intensity of each volume segment by matching. In addition, the obtained volume image 516 may have a first measurement time to a sixth measurement time according to each segment as shown in FIG. 5 (e), but each volume segment as shown in FIG. 5 (f) by registration Measurement time according to can also be converted.
이와 같이 의료 영상 장치(1000)가 움직임 검출에 따라 볼륨 영상에 대한 움직임 보정을 수행하기 위해 정합을 수행할 경우 앞서 설명한 바와 같이 각 볼륨 세그먼트의 영상 강도 및 측정 시각이 변경되므로, 이를 함께 보정하여 정확한 볼륨 영상을 획득할 필요가 있다.As described above, when the medical imaging apparatus 1000 performs registration to perform motion correction on a volume image according to motion detection, as described above, the image intensity and measurement time of each volume segment are changed. It is necessary to acquire a volume image.
하기에서는 의료 영상 장치(1000)가 움직임 검출에 따른 움직임 보정 및 시각 보정을 동시에 수행하기 위한 동작을 도 6a, 도 6b 및 도 6c를 참조하여 설명하도록 한다.Hereinafter, an operation for simultaneously performing motion correction and visual correction according to motion detection by the medical imaging apparatus 1000 will be described with reference to FIGS. 6A, 6B, and 6C.
도 1 및 도 6a를 참조하면, 의료 영상 장치(1000)는 도 6a의 (b)와 같이 움직임이 발생한 제1 볼륨 영상(612)을 도 6a의 (a)와 같은 기준 볼륨 영상(600)에 정합하여 도 6a의 (c)와 같은 정합 볼륨 영상(624)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 장치(1000)는 제1 볼륨 영상(612)의 각 복셀(614, 616, 618, 620, 622)의 공간 정보(예: 3차원 위치 정보)를 기준 볼륨 영상(600)의 각 복셀(602, 604, 606, 608, 610)의 공간 정보와 일치시키기 위해 정합 행렬을 이용하여 제1 볼륨 영상(612)의 각 복셀의 공간 정보를 변환시킬 수 있다. 이러한 경우 제1 볼륨 영상(612)의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각 또한 변환될 수 있다. 이를 통해서 의료 영상 장치(1000)는 제1 볼륨 영상(612)의 각 복셀이 기준 볼륨 영상(600)의 어느 복셀과 정합되는지를 확인할 수 있고, 제1 볼륨 영상(612)의 각 복셀이 정합되는 기준 볼륨 영상(600)의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 이용하여 정합된 제1 볼륨 영상(612)의 각 복셀의 영상 강도 및 측정 시각을 추정할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 6A, the medical imaging apparatus 1000 attaches a first volume image 612 in which motion has occurred as shown in FIG. 6A (b) to a reference volume image 600 as shown in FIG. 6A (a). Matching may generate a matched volume image 624 as shown in FIG. 6A (c). For example, the medical imaging apparatus 1000 uses the spatial information (eg, three-dimensional position information) of each voxel 614, 616, 618, 620, 622 of the first volume image 612 as a reference volume image 600. In order to match the spatial information of each voxel 602, 604, 606, 608, and 610, spatial information of each voxel of the first volume image 612 may be converted using a matching matrix. In this case, image intensity and measurement time for each voxel of the first volume image 612 may also be converted. Through this, the medical imaging apparatus 1000 may determine which voxels of the first volume image 612 match with which voxels of the reference volume image 600, and each voxel of the first volume image 612 is matched. The image intensity and measurement time of each voxel of the matched first volume image 612 may be estimated using the image intensity and measurement time of each voxel of the reference volume image 600.
또한, 의료 영상 장치(1000)는 제1 볼륨 영상(612)의 각 복셀에 인접하는 인접 복셀들 각각의 위치가 기준 볼륨 영상(600)의 어느 복셀과 정합되는지를 확인할 수 있고, 제1 볼륨 영상(612)의 각 복셀에 인접하는 인접 복셀들 각각이 정합되는 기준 볼륨 영상(600)의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 이용하여 정합된 제1 볼륨 영상(612)의 각 복셀에 인접하는 인접 복셀들 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 추정할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 장치(1000)는 제1 볼륨 영상(612) 및 기준 볼륨 영상(600)의 정합을 통해 제1 볼륨 영상(612)의 제1 복셀(614)이 기준 볼륨 영상(600)의 어느 복셀과 정합되는지 확인할 수 있고, 제1 복셀(614)의 인접 복셀들(616, 618, 620, 622)이 기준 볼륨 영상(600)의 어느 복셀들과 정합되는지를 확인할 수 있다. 이러한 경우 제1 볼륨 영상(612)의 제1 복셀(614) 및 인접 복셀들(616, 618, 620, 622)은 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626) 및 인접 복셀들(628, 630, 632, 634)로 변환될 수 있다. 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626)에 대한 영상 강도 및 측정 시각은 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602)에 대한 영상 강도 및 측정 시각에 기반하여 추정될 수 있고, 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626)의 인접 복셀들(628, 630, 632, 634) 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각은 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602)의 인접 복셀들(604, 606, 608, 610) 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각에 기반하여 추정될 수 있다.In addition, the medical imaging apparatus 1000 may check which voxels of the adjacent voxels adjacent to each voxel of the first volume image 612 match with which voxel of the reference volume image 600, and the first volume image. Adjacent to each voxel of the first volume image 612 matched using the image intensity and measurement time for each voxel of the reference volume image 600 to which each of the adjacent voxels adjacent to each voxel of 612 matches. The image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels can be estimated. For example, in the medical imaging apparatus 1000, the first voxel 614 of the first volume image 612 is the reference volume image 600 through registration of the first volume image 612 and the reference volume image 600. It is possible to check which voxel matches with and which voxels adjacent to the first voxel 614 are matched with which voxels of the reference volume image 600. In this case, the first voxel 614 and the adjacent voxels 616, 618, 620, and 622 of the first volume image 612 are the first voxel 626 and the adjacent voxels 628 of the matched volume image 624, 630, 632, 634). The image intensity and measurement time for the first voxel 626 of the matched volume image 624 may be estimated based on the image intensity and measurement time for the first voxel 602 of the reference volume image 600, and matched The image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels 628, 630, 632, and 634 of the first voxel 626 of the volume image 624 is the adjacent voxel of the first voxel 602 of the reference volume image 600 It can be estimated based on the image intensity and the measurement time for each of the fields (604, 606, 608, 610).
의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상(600) 및 정합 볼륨 영상(624)의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각과, 기준 볼륨 영상(600)의 각 복셀에 인접하는 인접 복셀들 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각 및 정합 볼륨 영상(624)의 각 복셀에 인접하는 인접 복셀들 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 포함하는 복셀 그룹 정보를 생성할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 이와 같이 생성된 복셀 그룹 정보를 이용하여 기준 볼륨 영상(600)의 각 복셀에 대한 복셀 정보 및 정합 볼륨 영상(624)의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 생성할 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 performs image intensity and measurement time for each voxel of the reference volume image 600 and the matched volume image 624, and each of adjacent voxels adjacent to each voxel of the reference volume image 600. Voxel group information including image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels adjacent to each voxel of the image intensity and measurement time and the matched volume image 624 may be generated. The medical imaging apparatus 1000 may use the generated voxel group information to generate voxel information for each voxel of the reference volume image 600 and voxel information for each voxel of the matched volume image 624.
의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상(600)의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 제1 기준 시각 정보로 변환하고, 정합 볼륨 영상(624)의 각 복셀에 대한 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 제2 기준 시각 정보로 변환할 수 있다. 이러한 제1 기준 시각 정보는 도 6b와 같이 기준 볼륨 영상(600)의 볼륨 세그먼트들(홀수 볼륨 세그먼트들 및 짝수 볼륨 세그먼트들)이 획득되는 특정 시각(t11~t18)의 중간에 해당하는 시각(t1c)일 수 있고, 제2 기준 시각 정보는 제1 볼륨 영상(612)의 볼륨 세그먼트들(홀수 볼륨 세그먼트들 및 짝수 볼륨 세그먼트들)이 획득되는 특정 시각(t21~t28)의 중간에 해당하는 시각(t2c)일 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 converts time information among voxel information for each voxel of the reference volume image 600 into predetermined first reference time information, and time among voxel information for each voxel of the matched volume image 624 The information may be converted into preset second reference time information. The first reference time information is a time corresponding to the middle of a specific time (t 11 to t 18 ) at which volume segments (odd volume segments and even volume segments) of the reference volume image 600 are obtained as shown in FIG. 6B. (t 1c ), and the second reference time information is the middle of a specific time (t 21 to t 28 ) at which volume segments (odd volume segments and even volume segments) of the first volume image 612 are obtained. It may be a time corresponding to (t 2c ).
하기에서는 도 6c를 참조하여 의료 영상 장치(1000)가 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626)의 인접 복셀들(628, 630, 632, 634) 각각에 대한 영상 강도를 추정하는 실시예를 설명하도록 한다.In the following, an embodiment in which the medical imaging apparatus 1000 estimates the image intensity for each of the adjacent voxels 628, 630, 632, and 634 of the first voxel 626 of the matched volume image 624 with reference to FIG. 6C To explain.
이를 위해 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602)에서의 거리가 기 설정된 임계 거리에 해당하는 복셀들을 제1 복셀(602)의 인접 복셀로서 선택할 수 있다. 이와 같이 선택된 인접 복셀들은 도 6c의 (a)와 같이 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602)에서 임계 거리(r)에 위치한 복셀들(604, 606, 608, 610)일 수 있다. 이러한 경우 선택된 복셀들은 영상 강도(I1) 및 측정 시각(T1)을 가지는 {[I1(x1,y1,z1), T1(x1,y1,z1)], [I1(x2,y2,z2), T1(x2,y2,z2)], …[I1(xn,yn,zn), T1(xn,yn,zn)]}와 같은 다차원 좌표로서 나타낼 수 있다(예: n > 0).To this end, the medical imaging apparatus 1000 may select voxels whose distance from the first voxel 602 of the reference volume image 600 corresponds to a preset threshold distance, as adjacent voxels of the first voxel 602. The adjacent voxels selected as described above may be voxels 604, 606, 608, and 610 located at a critical distance r in the first voxel 602 of the reference volume image 600, as shown in FIG. 6C (a). In this case the selected voxels are {[I 1 (x 1, y 1, z 1), T 1 (x 1, y 1, z 1)] having the image intensity (I 1) and the measured time (T 1), [ I 1 (x 2 , y 2 , z 2 ), T 1 (x 2 , y 2 , z 2 )],… It can be expressed as multidimensional coordinates such as [I 1 (x n , y n , z n ), T 1 (x n , y n , z n )]} (eg, n> 0).
다만, 제1 볼륨 영상(612)의 경우 제1 볼륨 영상(612)의 제1 복셀(612) 및 제1 복셀(612)에 인접하는 인접 복셀들(616, 618, 620, 622)의 위치가 정합 행렬(예: Mf)에 의해 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602) 및 제1 복셀(602)의 인접 복셀들(604, 606, 608, 610) 각각에 대응하도록 변환되므로, 의료 영상 장치(1000)는 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626)에서의 거리가 임계 거리에 해당하는 복셀들을 제1 복셀(626)의 인접 복셀로서 선택할 수 있다. 이와 같이 선택된 인접 복셀들은 도 6c의 (a)와 같이 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626)에서 임계 거리(r)에 위치한 복셀들(628, 630, 632, 634)일 수 있다. 이러한 경우 선택된 복셀들은 영상 강도(I2) 및 측정 시각(T2)을 가지는 {[I2(Mf (x1,y1,z1)), T2(Mf(x1,y1,z1))], [I2(Mf(x2,y2,z2)), T2(Mf((x2,y2,z2))], ... [I2(Mf(xN,yN,zN)), T2(Mf (xN,yN,zN))]}와 같은 다차원 좌표로서 나타낼 수 있다(예: N > 0).However, in the case of the first volume image 612, the positions of the first voxels 612 and the adjacent voxels 616, 618, 620, and 622 of the first volume image 612 are adjacent to each other. Since the first matrix voxel 602 of the reference volume image 600 and adjacent voxels 604, 606, 608, 610 of the first voxel 602 are converted by the matching matrix (eg, M f ), respectively, The medical imaging apparatus 1000 may select voxels whose distance from the first voxel 626 of the matched volume image 624 corresponds to a threshold distance, as adjacent voxels of the first voxel 626. The adjacent voxels thus selected may be voxels 628, 630, 632, 634 located at a critical distance r in the first voxel 626 of the matched volume image 624, as shown in FIG. 6C (a). In this case, the selected voxels are {[I 2 (M f (x 1 , y 1 , z 1 )), T 2 (M f (x 1 , y 1 ) having image intensity (I 2 ) and measurement time (T 2 ). , z 1 ))], [I 2 (M f (x 2 , y 2 , z 2 )), T 2 (M f ((x 2 , y 2 , z 2 ))], ... [I 2 (M f (x N , y N , z N )), T 2 (M f (x N , y N , z N ))]}, such as multidimensional coordinates (eg, N> 0).
이어서, 의료 영상 장치(1000)는 도 6c의 (b)와 같이 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602) 및 제1 복셀(602)의 인접 복셀들(604, 606, 608, 610)과, 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626) 및 제1 복셀(626)의 인접 복셀들(628, 630, 632, 634)을 다차원 공간(636)의 함수로 표현할 수 있다. 이러한 경우 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602) 및 제1 복셀(602)의 인접 복셀들(604, 606, 608, 610)과, 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626) 및 제1 복셀(626)의 인접 복셀들(628, 630, 632, 634) 각각은 측정 시각별로 영상 강도에 따라 다차원 공간에 배치될 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 장치(1000)는 {[I1(x1,y1,z1), T1(x1,y1,z1)], [I1(x2,y2,z2), T1(x2,y2,z2)], …[I2(Mf(xN,yN,zN)), T2(Mf (xN,yN,zN))]}와 같은 다차원 좌표를 도 6c의 (b)와 같이 다차원 공간에 표시할 수 있다.Subsequently, the medical imaging apparatus 1000 may include first voxels 602 of the reference volume image 600 and adjacent voxels 604, 606, 608, and 610 of the reference volume image 600 as shown in FIG. 6C (b). And, the first voxel 626 of the matched volume image 624 and the adjacent voxels 628, 630, 632, and 634 of the first voxel 626 may be expressed as a function of the multidimensional space 636. In this case, the first voxel 602 of the reference volume image 600 and the adjacent voxels 604, 606, 608, 610 of the first voxel 602 and the first voxel 626 of the matched volume image 624 And each of the adjacent voxels 628, 630, 632, and 634 of the first voxel 626 may be arranged in a multidimensional space according to the image intensity for each measurement time. For example, the medical imaging apparatus 1000 may be {[I 1 (x 1 , y 1 , z 1 ), T 1 (x 1 , y 1 , z 1 )], [I 1 (x 2 , y 2 , z 2 ), T 1 (x 2 , y 2 , z 2 )],… Multidimensional coordinates such as [I 2 (M f (x N , y N , z N )), T 2 (M f (x N , y N , z N ))]} are multi-dimensional as shown in FIG. 6C (b). Can be marked in space.
의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602)의 측정 시각을 제1 기준 시각(t1c)으로 변환하여 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602)을 제1 위치(638)로 이동시키고, 제1 위치(638)에서의 영상 강도를 추정할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602)의 인접 복셀들(604, 606, 608, 610) 각각의 측정 시각을 제1 기준 시각(t1c)으로 변환하여 기준 볼륨 영상(600)의 제1 복셀(602)의 인접 복셀들(604, 606, 608, 610) 각각을 제1 위치(638)로 이동시키고, 제1 위치(638)에서의 영상 강도를 추정할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626)의 측정 시각을 제2 기준 시각(t2c)으로 변환하여 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626)을 제2 위치(640)로 이동시키고, 제2 위치(640)에서의 영상 강도를 추정할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626)의 인접 복셀들(628, 630, 632, 634) 각각의 측정 시각을 제2 기준 시각(t2c)으로 변환하여 정합 볼륨 영상(624)의 제1 복셀(626)의 인접 복셀들을 제2 위치(640)로 이동시키고, 제2 위치(640)에서의 영상 강도를 추정할 수 있다. 의료 영상 장치(1000)는 영상 강도를 추정하기 위해 B-스플라인과 같은 다차원 보간법을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 기준 시각 정보 및 제2 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하기 위한 다양한 방식이 이용될 수 있다.The medical imaging apparatus 1000 converts the measurement time of the first voxel 602 of the reference volume image 600 to the first reference time t 1c to remove the first voxel 602 of the reference volume image 600. It is possible to move to one position 638 and estimate the image intensity at the first position 638. The medical imaging apparatus 1000 converts the measurement time of each of the adjacent voxels 604, 606, 608, and 610 of the first voxel 602 of the reference volume image 600 into a first reference time t 1c to reference it. Each of the adjacent voxels 604, 606, 608, 610 of the first voxel 602 of the volume image 600 is moved to the first position 638, and the image intensity at the first position 638 is estimated. Can be. The medical imaging apparatus 1000 converts the measurement time of the first voxel 626 of the matched volume image 624 to the second reference time t 2c to remove the first voxel 626 of the matched volume image 624. Moving to the second position 640, it is possible to estimate the image intensity at the second position (640). The medical imaging apparatus 1000 converts the measurement time of each of the adjacent voxels 628, 630, 632, and 634 of the first voxel 626 of the matched volume image 624 into a second reference time t 2c to match The adjacent voxels of the first voxel 626 of the volume image 624 may be moved to the second position 640 and the intensity of the image at the second position 640 may be estimated. The medical imaging apparatus 1000 may use a multi-dimensional interpolation method such as a B-spline to estimate the image intensity, but is not limited thereto, and determines the image intensity of each voxel corresponding to the first reference time information and the second reference time information. Various methods for estimating can be used.
의료 영상 장치는 제1 기준 시각(t1c)에서 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 볼륨 영상을 생성하고, 제2 기준 시각(t2c)에 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 볼륨 영상을 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 볼륨 영상들은 움직임 보정 및 시각 보정이 동시에 수행된 볼륨 영상일 수 있다.The medical imaging apparatus generates a volume image using the estimated image intensity of each voxel at the first reference time t 1c , and a volume image using the estimated image intensity of each voxel at the second reference time t 2c . Can generate The volume images generated as described above may be volume images in which motion correction and time correction are simultaneously performed.
이와 같이 본 발명은 볼륨 영상을 생성할 시 움직임 발생에 따른 볼륨 세그먼트들 간의 움직임 보정 및 시각 보정을 동시에 수행함으로써, 각 볼륨 영상에 대한 정확한 보정을 할 수 있다.As described above, the present invention can accurately correct each volume image by simultaneously performing motion correction and time correction between volume segments according to the occurrence of motion when generating the volume image.
본 발명의 실시예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.The apparatus and method according to an embodiment of the present invention may be implemented in a form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. Computer-readable media may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination.
컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.The program instructions recorded on the computer-readable medium may be specially designed and configured for the present invention or may be known and usable by those skilled in the computer software field. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. Includes hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory, and the like. In addition, the above-described medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire or waveguide including a carrier wave that transmits a signal designating a program command, data structure, or the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the present invention, and vice versa.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and may be variously modified without departing from the technical spirit of the present invention. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업][National research and development project supporting this invention]
[과제고유번호] NRF-2017M3C7A1049051[Task identification number] NRF-2017M3C7A1049051
[부처명] 과학기술정보통신부[Department name] Ministry of Science and ICT
[연구관리전문기관] 한국연구재단[Research Management Agency] Korea Research Foundation
[연구사업명] 원천기술개발사업[Research Project Name] Source Technology Development Project
[연구과제명] 다중 스케일, 다중 모달, 다중 종 신경 신호 및 영상 기반 뇌신경회로의 인과적 실효연결망 추정과 뇌시스템 해석 기술[Research title] Causal effective network estimation and brain system analysis technology of multiple scale, multiple modal, multiple species neural signals and image-based brain neural circuits
[기여율] 1/1[Contribution rate] 1/1
[주관기관] 연세대학교 산학협력단[Host organization] Yonsei University Industry-University Cooperation Foundation
[연구기간] 2018.03.01 ~ 2018.12.31[Research Period] 2018.03.01 ~ 2018.12.31

Claims (16)

  1. 대상체의 목적 부위에 대한 의료 영상 신호를 획득하여 상기 획득된 의료 영상 신호를 처리하여 제1 의료 영상을 생성하는 단계;Obtaining a medical image signal for a target portion of an object and processing the acquired medical image signal to generate a first medical image;
    기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 정합하여 정합 의료 영상을 생성하여 상기 생성된 정합 의료 영상의 각 복셀(voxel)에 대한 복셀 그룹 정보를 획득하는 단계;Generating a matched medical image by matching a reference medical image and the first medical image to obtain voxel group information for each voxel of the generated matched medical image;
    상기 획득된 복셀 그룹 정보를 이용하여 상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 생성하는 단계;Generating voxel information for each voxel of the matched medical image using the obtained voxel group information;
    상기 생성된 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 기준 시각 정보로 변환하는 동시에 상기 복셀 정보 중 공간 정보를 이용하여 상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하는 단계; 및 Converting time information from the generated voxel information to preset reference time information and estimating an image intensity of each voxel corresponding to the reference time information using spatial information among the voxel information; And
    상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 상기 기준 시각 정보에 해당하는 의료 영상을 생성하는 단계를 포함하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법.And generating a medical image corresponding to the reference time information using the estimated image intensity of each voxel corresponding to the reference time information.
  2. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 정합할 시 상기 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상의 전체 볼륨 단위로 수행되거나, 상기 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 슬라이스(slice) 단위로 구분하여 수행되거나, 상기 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 세그먼트(segment) 단위로 구분하여 수행되는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법.When matching the reference medical image and the first medical image, the reference medical image and the first medical image are performed in the entire volume unit, or the reference medical image and the first medical image are divided into slice units. Or performed by dividing the reference medical image and the first medical image in segment units.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복셀 그룹 정보는,According to claim 1, The voxel group information,
    상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 상기 각 복셀에 측정된 측정 시각을 포함하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법.A method for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image, including image intensity for each voxel of the matched medical image and a measurement time measured for each voxel.
  4. 제2항에 있어서,According to claim 2,
    상기 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 정합할 시 생성된 변환 함수를 이용하여 상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 측정 시각을 추정하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법.Simultaneous correction of motion and measurement time in volume in acquiring a living body 4D image, estimating a measurement time for each voxel of the matched medical image using a transform function generated when matching the reference medical image and the first medical image Way.
  5. 제3항에 있어서, 상기 복셀 정보는,The method of claim 3, wherein the voxel information,
    상기 각 복셀에 대한 영상 강도 및 상기 측정 시각을 4차원 공간 정보로 나타낸 정보인, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법.A method for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image, which is information representing image intensity and the measurement time for each voxel as 4D spatial information.
  6. 제3항에 있어서, 상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 생성하는 단계는,The method of claim 3, wherein generating voxel information for each voxel of the matched medical image comprises:
    상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 획득하는 단계;Obtaining image intensity and measurement time for each voxel of the matched medical image;
    상기 각 복셀에 인접한 인접 복셀들 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 획득하는 단계; 및 Obtaining image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels adjacent to each voxel; And
    상기 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각과 상기 인접 복셀들 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 상기 복셀 그룹 정보로서 획득하는 단계를 포함하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법.And acquiring image intensity and measurement time for each voxel and image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels as the voxel group information. Way.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복셀 정보는,The method of claim 6, wherein the voxel information,
    상기 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각과 상기 인접 복셀들 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 4차원 공간 정보로서 나타낸 정보인, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법.Simultaneous correction of motion and measurement time in volume in acquiring a living body 4D image, which is information representing image intensity and measurement time for each voxel and image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels as 4D spatial information.
  8. 제6항에 있어서, 상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하는 단계는,The method of claim 6, wherein estimating the video intensity of each voxel corresponding to the reference time information,
    4차원 보간 방식을 이용하여 상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하는 단계를 포함하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 방법.And estimating an image intensity of each voxel corresponding to the reference time information using a 4D interpolation method.
  9. 대상체의 목적 부위에 대한 의료 영상 신호를 획득하는 보어; 및A bore for obtaining a medical image signal for a target site of the subject; And
    상기 보어를 통해 획득된 의료 영상 신호를 처리하여 제1 의료 영상을 생성하는 데이터 처리부를 포함하고, It includes a data processing unit for processing the medical image signal obtained through the bore to generate a first medical image,
    상기 데이터 처리부는,The data processing unit,
    기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 정합하여 정합 의료 영상을 생성하여 상기 생성된 정합 의료 영상의 각 복셀(voxel)에 대한 복셀 그룹 정보를 획득하고, Matching a reference medical image and the first medical image to generate a matched medical image to obtain voxel group information for each voxel of the generated matched medical image,
    상기 획득된 복셀 그룹 정보를 이용하여 상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 복셀 정보를 생성하고,The voxel group information is used to generate voxel information for each voxel of the matched medical image,
    상기 생성된 복셀 정보 중 시각 정보를 기 설정된 기준 시각 정보로 변환하는 동시에 상기 복셀 정보 중 공간 정보를 이용하여 상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하고, At the same time, converting time information from the generated voxel information to preset reference time information, and using spatial information among the voxel information to estimate the image intensity of each voxel corresponding to the reference time information,
    상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 추정된 영상 강도를 이용하여 상기 기준 시각 정보에 해당하는 의료 영상을 생성하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 장치.A device for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image using the estimated image intensity of each voxel corresponding to the reference time information to generate a medical image corresponding to the reference time information.
  10. 제9항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,10. The method of claim 9, The data processing unit,
    상기 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 정합할 시 상기 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상의 전체 볼륨 단위로 수행하거나, 상기 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 슬라이스(slice) 단위로 구분하여 수행하거나, 상기 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 세그먼트(segment) 단위로 구분하여 수행하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 장치.When matching the reference medical image and the first medical image, the reference medical image and the first medical image are performed in the entire volume unit, or the reference medical image and the first medical image are divided into slice units. Or performing the segmentation of the reference medical image and the first medical image in segment units.
  11. 제9항에 있어서, 상기 복셀 그룹 정보는,10. The method of claim 9, The voxel group information,
    상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 상기 각 복셀에 측정된 측정 시각을 포함하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 장치.A device for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image, including image intensity for each voxel of the matched medical image and measurement time measured for each voxel.
  12. 제10항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,The method of claim 10, wherein the data processing unit,
    상기 기준 의료 영상과 상기 제1 의료 영상을 정합할 시 생성된 변환 함수를 이용하여 상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 측정 시각을 추정하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 장치.Simultaneous correction of motion and measurement time in volume in acquiring a living body 4D image, estimating a measurement time for each voxel of the matched medical image using a transform function generated when matching the reference medical image and the first medical image Device.
  13. 제11항에 있어서, 상기 복셀 정보는,The method of claim 11, wherein the voxel information,
    상기 각 복셀에 대한 영상 강도 및 상기 측정 시각을 4차원 공간 정보로 나타낸 정보인, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 장치.A device for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image, which is information representing image intensity and the measurement time for each voxel as 4D spatial information.
  14. 제11항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,The method of claim 11, wherein the data processing unit,
    상기 정합 의료 영상의 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 획득하고, 상기 각 복셀에 인접한 인접 복셀들 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 획득하고, 상기 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각과 상기 인접 복셀들 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 상기 복셀 그룹 정보로서 획득하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 장치.Obtain image intensity and measurement time for each voxel of the matched medical image, obtain image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels adjacent to each voxel, and obtain image intensity and measurement time for each voxel and the A device for simultaneously correcting motion and measurement time in volume in acquiring a living body 4D image, obtaining image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels as the voxel group information.
  15. 제14항에 있어서, 상기 복셀 정보는,The method of claim 14, wherein the voxel information,
    상기 각 복셀에 대한 영상 강도 및 측정 시각과 상기 인접 복셀들 각각에 대한 영상 강도 및 측정 시각을 4차원 공간 정보로서 나타낸 정보인, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 장치.Simultaneous correction of motion and measurement time in volume in acquiring a living body 4D image, which is information representing image intensity and measurement time for each voxel and image intensity and measurement time for each of the adjacent voxels as 4D spatial information.
  16. 제14항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,15. The method of claim 14, The data processing unit,
    상기 기준 시각 정보에 해당하는 각 복셀의 영상 강도를 추정하기 위해 4차원 보간 방식을 이용하는, 생체 4차원 영상 획득에서 볼륨 내 움직임 및 측정 시각 동시 보정 장치.A device for simultaneously correcting motion and measurement time in a volume in acquiring a living body 4D image, using a 4D interpolation method to estimate the image intensity of each voxel corresponding to the reference time information.
PCT/KR2019/016106 2018-11-23 2019-11-22 Method and device for performing simultaneous correction for motion within volume and scan timing during four-dimensional bioimaging WO2020106092A1 (en)

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