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KR102527017B1 - 평면 보간 기반 2차원 의료 영상을 생성하는 방법 및 장치 - Google Patents

평면 보간 기반 2차원 의료 영상을 생성하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR102527017B1
KR102527017B1 KR1020170010627A KR20170010627A KR102527017B1 KR 102527017 B1 KR102527017 B1 KR 102527017B1 KR 1020170010627 A KR1020170010627 A KR 1020170010627A KR 20170010627 A KR20170010627 A KR 20170010627A KR 102527017 B1 KR102527017 B1 KR 102527017B1
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채승훈
최장환
정지욱
이수열
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명에 따른 의료 영상 장치의 동작 방법은, 3차원 의료 영상을 수신하는 단계, 평면 보간 기반으로 상기 3차원 의료 영상으로부터 2차원 의료 영상을 생성하는 단계, 및 평면 보간 기반 가중치 정보와 관심 영역 정보를 이용하여 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

평면 보간 기반 2차원 의료 영상을 생성하는 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING 2D MEDICAL IMAGE BASED ON PLATE INTERPOLATION}
본 발명은 3차원 의료 영상에서 병변이나 관심 영역을 기반으로 판독 효율을 높이는 2차원 의료 영상을 생성하는 평면 보간 기반 2차원 의료 영상을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
환자를 진단하기 위한 다양한 의료 장비들이 사용 또는 개발 중에 있다. 환자 진단 과정에서의 환자의 편의, 환자 진단 결과의 신속성 등으로 인하여 CT(computer tomography), MRI(magnetic resonance imaging) 등과 같이 인체 내부 단면의 모습을 영상으로 보여주는 의료 장비들의 중요성이 부각되고 있다. 최근, 의료 장비들의 급속한 발전에 따라 인체 내부 단면을 나타내는 2차원 의료 영상을 넘어서 3차원 의료 영상을 출력하는 의료 장비들이 등장하고 있다.
본 발명의 목적은 병변이나 관심 영역의 해상도를 높여 판독 효율을 높이는 2차원 의료 영상을 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 의료 영상 장치의 동작 방법은, 3차원 의료 영상을 수신하는 단계, 평면 보간 기반으로 상기 3차원 의료 영상으로부터 2차원 의료 영상을 생성하는 단계, 및 평면 보간 기반 가중치 정보와 관심 영역 정보를 이용하여 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 수신된 3차원 의료 영상을 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 3차원 의료 영상의 분석은 콘트라스트 분석 혹은 컴퓨터 도움진단이 이용될 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 2차원 의료 영상을 생성하는 단계는, 관심 영역에 존재하는 슬라이스의 가중치를 높게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 2차원 의료 영상을 생성하는 단계는, 단일 평면 기반 2차원 의료 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 2차원 의료 영상을 생성하는 단계는, 다중 평면 기반 2차원 의료 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계는, 사용자에 의해 상기 관심 영역에 대한 평면 기반 가중치를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계는, 사용자에 의해 상기 관심 영역에 대한 슬라이스 기반 가중치를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계는, 사용자에 의해 상기 관심 영역 정보를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 2차원 의료 영상은 mammography 관련 데이터일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 의료 영상 장치는, 3차원 의료 영상을 수신하고, 상기 수신된 3차원 의료 영상을 분석하는 3차원 의료 영상 분석부, 상기 분석된 3차원 의료 영상으로부터 평면 보간 기반으로 2차원 의료 영상을 생성하는 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성부, 및 관심 영역 정보 혹은 가중치 조절 정보를 이용하여 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 평면 보간 기반 뷰어 시스템을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 의료 영상 장치는, 상기 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성부 및 상기 평면 보간 기반 뷰어 시스템을 포함하는 디스플레이 시스템을 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은 상기 관심 영역 정보 혹은 상기 가중치 조절 정보를 입력하는 사용자 입력부를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성부는 다중 평면 기반 2차원 의료 영상을 생성할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 평면 보간 기반 뷰어 시스템은, 가중치 평면이 제 1 관심 영역의 위치를 지날 때 제 1 관심 영역의 가중치를 줄이고, 상기 제 2 관심 영역의 가중치를 유지함으로써 상기 제 2 관심 영역을 선명하게 할 수 있다.
본 발명의 의료 영상 장치 및 그것의 동작 방법은 3차원 의료 영상을 이용하여 2차원 의료 영상을 생성하고, 평면 보간 기반으로 연부 조직의 중첩 문제를 해결함으로써 사용자의 빠르고 정확한 판독을 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 의료 영상 장치 및 그것의 동작 방법은 평면 기반 가중치 정보와 관심 영역 정보를 이용하는 뷰어 시스템을 구비함으로써 사용자에 의한 추가 2차원 의료 영상의 생성 가능하여 사용자의 판독 능력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 의료 영상 장치를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 의료 영상 장치를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 평균값을 이용한 2차원 투영 영상 생성 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 최대값을 이용한 2차원 투영 영상 생성 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 평면을 활용하는 실시 예로 평면 스플라인(thin plate spline)을 이용한 것을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 3차원 의료 영상으로부터 2차원 의료 영상을 생성하는 것을 보여주는 도면이다.
도 7a, 도 7b, 및 도 7c는 본 발명의 실시 예에 따른 평면 보간 기반 뷰어 시스템을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 사용자 입력에 따른 평면 보간 기반 뷰어 시스템의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 의료 영상 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다.
아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 혹은 대체물을 포함한다.
제 1 혹은 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 일반적인 의료 영상 장치를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 의료 영상 장치(10)는 3차원 의료 영상 검출 장치(11), 2차원 의료 영상 생성 장치(12), 및 디스플레이 장치(13)를 포함할 수 있다.
3차원 의료 영상 검출 장치(11)는 프루브(11-1)의 위치 및 방향을 변화시키면서 환자 신체의 특정 부위에 대한 다수의 단면 영상들을 검출하고, 이러한 단면 영상들을 근거로 하여 3차원 의료 영상을 생성할 수 있다. 2차원 의료 영상 생성 장치(12)는 3차원 의료 영상을 수신하고, 이를 근거로 하여 2차원 의료 영상으로 변환할 수 있다. 디스플레이 장치(13)는 2차원 의료 영상 생성 장치(12)로부터 2차원 의료 영상을 수신하여 디스플레이 할 수 있다.
의료기기의 하드웨어와 소프트웨어의 발달로 다양한 3차원 의료 영상이 촬영되고 있다. 3차원 의료 영상은 더 많은 정보를 사용자에게 제공하고 병변이나 관심 영역을 선명하게 확인할 수 있는 장점을 갖는다. 하지만, 3차원 의료 영상은 판독시간을 증가시키는 단점을 가지며, 2차원 의료 영상에서 더 명확하게 보이는 병변이 존재한다. 실제, 3차원 유방 촬영 영상인 DBT(digital breast tomosynthesis)는 종괴(mass) 검출률이 뛰어나고, 2차원 의료 영상인 유방조영술(mammography; X선을 이용한 유방암 검진)은 미세석회화 표현에 강점을 갖는다. 임상 실험 결과 2차원과 3차원의 두 영상을 판독에 활용할 경우 더 높은 판독율을 가진다. 3차원 의료 영상과 2차원 의료 영상을 각각 촬영할 경우 환자의 방사선 피폭량이 증가되기 때문에, 3차원 의료 영상에서 2차원 의료 영상을 생성하는 방법이 사용되고 있다. 그런데 2차원 의료 영상 생성시 연부조직의 중첩에 의한 문제점이 발생 되어 병변이나 관심 영역이 선명하게 표현되기 어렵다.
3차원 의료 영상에서 2차원 의료 영상을 생성하는 방법은, 평균값 투영방법과 최대값 투영 방법을 결합한 방법이 제안되고 있다. 이는 각 슬라이스마다 임의의 개수의 주변 슬라이스에 대해 평균값 투영 방법을 적용하여 새로운 합성 슬라이스를 만든 후, 최대값 투영 방법으로 전체에 대한 합성 투영 영상을 만드는 방법이다. 혹은, 최대값 방법을 이용하여 합성 슬라이스를 만들고 평균값 투영방법을 적용하여 DBT 전체에 대한 합성 투영 영상을 만드는 방법이다. 이는 새로운 합성 슬라이스를 생성함으로써, 평균값과 최대값 방법의 단점을 개선하지만 그 와 같이 잡음과 경계정보에 대한 각각의 장점이 약해지는 문제점을 갖는다. 따라서 병변이나 관심 영역에 관련 없는 영역이 강조될 수 있다.
반면에, 본 발명의 병변과 관심 영역 정보를 이용한 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성 방법은, 슬라이스의 가중치를 생성하여 병변이나 관심 영역의 선명도를 높이고 주변보다 강조된 영상을 생성할 수 있다.
또한, 단일 평면 스플라인을 이용한 방법은, 병변이나 관심 영역을 가진 슬라이스의 가중치를 높인 후 2차원 의료 영상을 생성하는 방법으로 병변이나 관심 영역의 선명도를 높일 수 있다. 하지만 이 방법은 단일 평면 스플라인을 이용하기 때문에 병변이나 관심 영역이 중첩되어 있을 경우 2차원 의료 영상에서 왜곡을 일으킬 수 있다. 반면에, 본 발명의 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성 방법은 한 개 이상의 평면 보간을 이용하여 중첩된 변병이나 관심 영역에서도 선명한 2차원 의료 영상을 얻을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 의료 영상 장치 및 그것의 동작 방법은, 3차원 의료 영상의 효과적인 판독을 위해 사용될 수 있다. 3차원 의료 영상은 2차원 의료 영상에서 발생되는 연부조직에 의한 중첩 문제를 해결할 수 있지만, 판독량이 증가되는 문제점을 갖는다. 일부 의료 영상에서는 2차원 의료 영상을 판독한 후 의심영역에서만 3차원 의료 영상을 활용하여 판독시간을 줄이고, 2차원과 3차원을 모두 활용할 경우 판독 성능이 높기 때문에 두 영상을 모두 활용하기도 한다. 하지만 2차원 의료 영상은 연부조직의 중첩 문제가 발생되는 문제를 가진다. 2차원 의료 영상 및 3차원 의료 영상을 모두 촬영할 경우, 환자에 대한 피폭량이 증가 된다. 따라서 3차원 의료 영상에서 연부조직의 중첩을 최소화한 2차원 의료 영상을 생성할 필요가 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 의료 영상 장치(100)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 의료 영상 장치(100)는 3차원 의료 영상 분석부(110), 및 디스플레이 시스템(120)을 포함할 수 있다.
3차원 의료 영상 분석부(110)는, 3차원 의료 영상 검출 장치(도 1 참조, 11)로부터 3차원 의료 영상이 입력되면, 3차원 의료 영상 분석과정을 수행하고, 이를 근거로 하여 병변이나 관심 영역을 추출하도록 구현될 수 있다. 여기서 3차원 의료 영상 분석부(110)는 하드웨어적/소프트웨어적/펌웨어적으로 구현될 수 있다. 실시 예에 있어서, 3차원 의료 영상 분석 과정은 3차원 의료 영상의 콘트라스트 분석이나 컴퓨터 도움 진단(CAD)과 같은 방법을 사용할 수 있다.
디스플레이 시스템(120)은 병변이나 관심 영역을 추출한 3차원 의료 영상을 수신하고, 평면 보간 기반의 2차원 의료 영상을 생성 및 디스플레이 하도록 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 시스템(120)은, 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성부(122), 및 평면 보간 기반 뷰어 시스템(124)를 포함할 수 있다.
평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성부(122)는 추출된 병변이나 관심 영역을 이용하여 평면 보간 기반 2차원 의료 영상을 생성하도록 구현될 수 있다.
평면 보간 기반 뷰어 시스템(124)은 생성된 2차원 의료 영상을 판독자에게 영상으로 제공하도록 구현될 수 있다.
한편, 도 2에서는 디스플레이 시스템(120)이 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성부(122) 및 평면 보간 기반 뷰어 시스템(124)을 포함하도록 도시되지만, 본 발명이 여기에 제한될 필요는 없다. 디스플레이 시스템(120)의 외부에 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성부가 별도의 장치로 구현될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 아래에서는, 병변이나 관심 영역을 이용한 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성 방법과 2차원 의료 영상의 효과적인 디스플레이 방법을 자세히 설명하도록 하겠다.
도 3은 평균값을 이용한 2차원 투영 영상 생성 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 각 픽셀에 대한 z축 방향으로 세기(intensity)를 모두 합한 후 그에 대한 평균값을 계산하여 2차원 의료 영상이 생성될 수 있다.
Figure 112017008010494-pat00001
상술 된 평균값을 이용한 2차원 의료 영상은 잡음이 적게 발생 할 수 있다. 한편, 경계 정보를 강화시키도록 최대값을 이용하는 2차원 투영 영상 생성 방법이 사용될 수 있다.
도 4는 최대값을 이용한 2차원 투영 영상 생성 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 각 픽셀에 대해 z축 방향으로 존재하는 모든 세기(intensity)를 크기에 대해 정렬한 후 가장 큰 세기를 대표값으로 결정하여 2차원 의료 영상이 생성될 수 있다.
Figure 112017008010494-pat00002
최대값을 이용한 2차원 의료 영상 생성 방법은, 영상의 중요 정보인 경계정보를 유지시키는 장점을 갖는다.
한편, 평면 보간 기반 2차원 의료 영상을 생성하는 방법은, 병변이나 관심 영역이 존재하는 슬라이스(slice)의 가중치(weighting)를 높임으로써 영상의 화질을 개선할 수 있다. 관심 영역이 연부조직과 중첩되더라도 높은 가중치로 결합되므로, 관심 영역이 선명하게 표현될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 의료 영상 장치(100)는 하나 이상의 평면을 이용하여 가중치를 결합하는 방법으로 병변이나 관심 영역이 중첩되더라고 선명한 2차원 의료 영상을 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 평면 기반 2차원 의료 영상을 생성하는 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 평면 기반 2차원 의료 영상 생성 방법들이 도시된다. 실시 예에 있어서, 단일 평면 기반 2차원 영상 생성은 평면 스플라인(thin plate spline)을 이용할 수 있다. 이때 관심 영역이 중첩될 수 있다. 실시 예에 있어서, 다중 평면 기반 2차원 영상 생성은, 2개 이상의 스플라인들(splines)을 생성함으로써 병변이나 관심 영역이 중첩되었을 경우의 왜곡을 최소화시킬 수 있다. 즉, 다중 평면 기반 2차원 영상 생성은 관심 영역이 중첩되더라도 화질을 개선할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 2차원 의료 영상 생성 과정에서, 관심 영역 1(RoI#1)의 가중치 평면이 관심 영역 2(RoI#2)의 위치를 지날 때, 관심 영역 1(RoI#1)의 가중치를 줄이고 관심 영역 2(RoI#2)의 가중치는 유지할 수 있다. 그 결과로써, 관심 영역 2(RoI#2)을 선명하게 하는 2차원 의료 영상이 생성될 수 있다.
도 7a, 도 7b, 및 도 7c는 본 발명의 실시 예에 따른 평면 보간 기반 뷰어 시스템(124)의 화면을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 7a는 3차원 의료 영상을 이용하여 생성된 2차원 의료 영상을 예시적으로 보여주는 평면 보간 기반 뷰어 시스템(124)의 화면이다. 도 7b는 평면 기반 가중치 정보를 예시적으로 보여주는 평면 보간 기반 뷰어 시스템(124)의 화면이다. 도 7c는 슬라이스 기반 가중치(즉, 관심 영역) 정보를 예시적으로 보여주는 평면 보간 기반 뷰어 시스템(124)의 화면이다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 의료 영상 장치는, 사용자(예, 의사)가 가중치 정보창을 활용하여 관심 영역에 대한 가중치를 조절하거나, 슬라이스 가중치를 조절함으로써 새로운 2차원 의료 영상을 생성할 수 있고, 실시간으로 판독할 수 있는 사용자 입력 시스템을 더 포함할 수 있다. 최초 뷰어 시스템은 자동으로 분석된 3차원 의료 영상을 기반으로 평면 보간 기반 2차원 의료 영상을 생성하여 화면을 표현하고 사용자의 가중치 조절에 따라 새로운 평면 보간 기반 2차원 의료 영상을 화면에 디스플레이 될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 의료 영상 장치(200)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 8를 참조하면, 의료 영상 장치(200)는 3차원 의료 영상 분석부(210), 및 디스플레이 시스템(220)을 포함할 수 있다. 3차원 의료 영상 분석부(210)는 도 2에 도시된 3차원 의료 영상 분석부(110)와 동일하게 구현될 수 있다. 디스플레이 시스템(220)은 도 2에 도시된 디스플레이 시스템(120)과 비교하여 사용자 입력부(226)를 더 포함하도록 구현될 수 있다. 본 발명의 결과물을 통해 추가적인 선량 없이도 중첩에 대한 문제를 해결한 2차원 의료 영상을 생성될 수 있다. 그 결과로써, 신뢰성 높은 2차원 의료 영상이 판독자에게 제공될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 의료 영상 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1 내지 도 9를 참조하면, 2차원 의료 영상 디스플레이 방법은 다음과 같다.
의료 영상 장치는 3차원 의료 영상을 수신할 수 있다(S110). 여기서 3차원 의료 영상은, 3차원 의료 영상 검출 장치로부터 직접 수신되거나, 유/무선 네트워크를 통하여 원격지로부터 수신될 수 있다. 의료 영상 장치는 3차원 의료 영상을 수신하고, 평면 기반 가중치 정보 및 관심 영역 정보를 근거로 하여 수신된 3차원 의료 영상을 분석할 수 있다(S120). 의료 영상 장치는 분석된 3차원 의료 영상로부터 평면 보간 기반 2차원 의료 영상을 생성할 수 있다(S130). 이후, 의료 영상 장치는 사용자의 입력에 따라 평면 보간 기반 2차원 의료 영상을 디스플레이 할 수 있다(S140).
본 발명은 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성과 그 결과 영상을 활용할 수 있는 뷰어를 포함하는 의료 영상 장치에 관한 것이다. 본 발명의 의료 영상 장치는 추가적인 선량 없이 3차원 의료 영상을 이용하여 2차원 의료 영상을 생성함으로써, 기존의 2차원 의료 영상의 문제점인 연부조직에 의한 중첩 문제를 해결할 수 있다. 중첩 문제가 해결된 2차원 의료 영상은 사용자의 빠르고 정확한 판독을 가능하게 할 수 있다. 또한, 뷰어 시스템에 평면 기반 가중치 정보와 관심 영역 정보를 표현함으로써, 사용자에 의한 추가 2차원 의료 영상의 생성이 가능하다. 그 결과로써 본 발명의 의료 영상 장치는 사용자의 판독 능력을 향상시킬 수 있다.
한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.
100, 200: 의료 영상 장치
110, 210: 3차원 의료 영상 분석부
120, 220: 디스플레이 시스템
122, 222: 평면 보간 기반 2차원 의료 영상 생성부
124, 224: 평면 보간 기반 뷰어 시스템
226: 사용자 입력부

Claims (15)

  1. 의료 영상 장치의 동작 방법에 있어서:
    3차원 의료 영상 검출 장치에서 생성된 복수의 슬라이스들을 포함하는 3차원 의료 영상을 수신하는 단계;
    상기 3차원 의료 영상으로부터 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 추출하는 단계;
    상기 제 1 관심 영역에 대응하는 제 1 가중치 또는 상기 제 2 관심 영역에 대응하는 제 2 가중치를 조절하고, 상기 제 1 가중치 및 상기 제 2 가중치에 기반하여 상기 복수의 슬라이스들을 합성함으로써 상기 3차원 의료 영상으로부터 보간된 2차원 의료 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 보간된 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 관심 영역은 상기 제 2 관심 영역과 상기 복수의 슬라이스들의 두께 방향으로 중첩되는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 관심 영역 및 상기 제 2 관심 영역을 추출하는 단계는 콘트라스트 분석 혹은 컴퓨터 도움진단이 이용되는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 의료 영상을 생성하는 단계는,
    상기 제 1 가중치 또는 상기 제 2 가중치가 증가하도록 설정하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 가중치는 상기 제 1 관심 영역에 대응하는 제 1 슬라이스로 제공되고, 상기 제 2 가중치는 상기 제 2 관심 영역에 대응하는 제 2 슬라이스로 제공되는 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 의료 영상을 생성하는 단계는,
    다중 평면 기반 2차원 의료 영상을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계는,
    제 3 관심 영역에 대응하는 제 3 가중치를 조절하는 단계를 포함하고, 그리고
    상기 제 3 가중치는 평면 기반 가중치인 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계는,
    제 3 관심 영역에 대응하는 제 3 가중치를 조절하는 단계를 포함하고, 그리고
    상기 제 3 가중치는 슬라이스 기반 가중치인 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차원 의료 영상은 mammography 관련 데이터인 방법.
  11. 복수의 슬라이스들을 포함하는 3차원 의료 영상을 수신하고 상기 수신된 3차원 의료 영상으로부터 제 1 관심 영역 및 제 2 관심 영역을 추출하는 3차원 의료 영상 분석부;
    상기 제 1 관심 영역에 대응하는 제 1 가중치 또는 상기 제 2 관심 영역에 대응하는 제 2 가중치를 조절하고, 상기 제 1 가중치 및 상기 제 2 가중치에 기반하여 상기 복수의 슬라이스들을 합성함으로써 상기 3차원 의료 영상으로부터 보간된 2차원 의료 영상을 생성하는 2차원 의료 영상 생성부; 및
    상기 제 1 가중치 및 상기 제 2 가중치에 의해 보간된 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 평면 보간 기반 뷰어 시스템을 포함하되,
    상기 제 1 관심 영역은 상기 제 2 관심 영역과 상기 복수의 슬라이스들의 두께 방향으로 중첩되는 의료 영상 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 의료 영상 장치는,
    상기 2차원 의료 영상 생성부 및 상기 평면 보간 기반 뷰어 시스템을 포함하는 디스플레이 시스템을 포함하는 의료 영상 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 디스플레이 시스템은 관심 영역 정보 혹은 가중치 조절 정보를 입력하는 사용자 입력부를 더 포함하는 의료 영상 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 2차원 의료 영상 생성부는 다중 평면 기반 2차원 의료 영상을 생성하는 의료 영상 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 평면 보간 기반 뷰어 시스템은, 가중치 평면이 상기 제 1 관심 영역의 위치를 지날 때 상기 제 1 가중치를 줄이고, 상기 제 2 가중치를 유지함으로써 상기 제 2 관심 영역을 선명하게 하는 의료 영상 장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102591668B1 (ko) * 2019-10-17 2023-10-20 한국전자통신연구원 엑스선 데이터 생성을 위한 장치 및 방법
US11557038B2 (en) 2019-10-17 2023-01-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for x-ray data generation
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US12417580B2 (en) 2022-11-07 2025-09-16 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for filling blank area of MPI view plane based on pixel ray path

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7039454B1 (en) * 1999-03-29 2006-05-02 Hitachi Medical Corporation Biological optical measuring instrument
US7760924B2 (en) 2002-11-27 2010-07-20 Hologic, Inc. System and method for generating a 2D image from a tomosynthesis data set
US8051386B2 (en) * 2006-12-21 2011-11-01 Sectra Ab CAD-based navigation of views of medical image data stacks or volumes
US8188735B2 (en) * 2007-10-30 2012-05-29 Case Western Reserve University Resolution enhanced T1-insensitive steady state imaging (RE-TOSSI)
US9146663B2 (en) * 2008-12-08 2015-09-29 Hologic, Inc. Displaying computer-aided detection information with associated breast tomosynthesis image information
KR101126891B1 (ko) * 2010-01-12 2012-03-20 삼성메디슨 주식회사 슬라이스 영상을 제공하는 초음파 시스템 및 방법
KR101805619B1 (ko) * 2011-01-25 2017-12-07 삼성전자주식회사 3차원 의료 영상으로부터 최적의 2차원 의료 영상을 자동으로 생성하는 방법 및 장치
US9020233B2 (en) * 2011-09-19 2015-04-28 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for up-vector detection for ribs in computed tomography volumes
KR102109588B1 (ko) * 2011-11-27 2020-05-12 홀로직, 인크. 유방 조직 이미지를 프로세싱하고, 디스플레잉하고, 네비게이팅하기 위한 방법
KR101932721B1 (ko) 2012-09-07 2018-12-26 삼성전자주식회사 의료 영상들의 정합 방법 및 장치
US20140276872A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Otismed Corporation Customized acetabular cup positioning guide and system and method of generating and employing such a guide
EP2886057B1 (en) 2013-10-24 2020-01-01 Samsung Electronics Co., Ltd Medical imaging apparatus and method of reconstructing medical image
KR102402511B1 (ko) * 2015-02-03 2022-05-27 삼성전자주식회사 영상 검색 방법 및 이를 위한 장치

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