[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20130096051A - 탄성 데이터 생성 방법 및 장치, 및 이를 이용한 탄성 영상 생성 방법 및 장치 - Google Patents

탄성 데이터 생성 방법 및 장치, 및 이를 이용한 탄성 영상 생성 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130096051A
KR20130096051A KR1020120017564A KR20120017564A KR20130096051A KR 20130096051 A KR20130096051 A KR 20130096051A KR 1020120017564 A KR1020120017564 A KR 1020120017564A KR 20120017564 A KR20120017564 A KR 20120017564A KR 20130096051 A KR20130096051 A KR 20130096051A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
elastic data
deformation
elastic
global
degree
Prior art date
Application number
KR1020120017564A
Other languages
English (en)
Inventor
김경환
강나협
이태현
김상욱
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020120017564A priority Critical patent/KR20130096051A/ko
Priority to US13/626,197 priority patent/US20130217994A1/en
Publication of KR20130096051A publication Critical patent/KR20130096051A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/13—Tomography
    • A61B8/14—Echo-tomography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/42—Detecting, measuring or recording for evaluating the gastrointestinal, the endocrine or the exocrine systems
    • A61B5/4222—Evaluating particular parts, e.g. particular organs
    • A61B5/4244—Evaluating particular parts, e.g. particular organs liver
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5205—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/485—Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 소정 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제1 탄성 데이터를 입력받는 단계; 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제2 탄성 데이터를 입력받는 단계; 및 상기 입력받은 제1 탄성 데이터 및 제2 탄성 데이터에 기초하여 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 탄성 데이터 생성 방법, 및 그 방법을 수행하는 장치가 개시된다.

Description

탄성 데이터 생성 방법 및 장치, 및 이를 이용한 탄성 영상 생성 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING AN ELASTICITY DATA, ELATRICITY IMAGE GENERATING SYSTEM USING THE SAME}
대상체 내부의 관찰 영역에 대한 탄성에 관한 정보를 나타내는 탄성 데이터를 생성하는 방법 및 장치, 이를 이용하여 대상체 내부의 관찰 영역에 대한 탄성에 관한 데이터를 나타내는 탄성 영상을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
환자를 진단하기 위한 다양한 의료 장비들이 사용 또는 개발 중에 있다. 예를 들어, 환자 진단 과정에서의 환자의 편의, 진단의 신속성 등을 위해 초음파 영상 장치, X선 진단 장치, CT(Computed Tomography), MRI(Magnetic Resonance Imaging) 등과 같이 인체 내부 단면의 모습을 영상으로 보여주는 의료 장비들이 사용되어 왔다. 이러한 의료 장비들 중 초음파 영상 장치는 프로브를 이용하여 인체의 체표로부터 체내의 소정 부위를 향하여 초음파 신호를 전달하고, 체내의 조직에서 반사된 초음파 에코 신호의 정보를 이용하여 체내 연부조직의 단층이나 혈류 등에 관한 이미지를 얻는 장치이다. 이러한 초음파 영상 장치는 초음파 에코신호의 반사계수를 화면상의 점들의 밝기로 표시하여 2차원의 B모드(Brightness mode) 영상을 생성한다. 이러한 초음파 영상 장치는 소형이고, 저렴하며, 실시간으로 표시 가능하고, X선 등의 피폭이 없어 안정성이 높은 장점을 가지고 있다.
대상체 내부의 관찰 영역 전역(global region)에 대한 작은 크기의 변형(small deformation)에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 소변형 탄성 데이터와, 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부 영역(local region)에 대한 큰 크기의 변형(large deformation)에 대응하는 탄성을 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터에 기초하여, 대상체 내부의 관찰 영역 전역(global region)에 대한 큰 크기의 변형(large deformation)에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 방법은 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 소정 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제1 탄성 데이터를 입력받는 단계; 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제2 탄성 데이터를 입력받는 단계; 및 상기 입력받은 제1 탄성 데이터 및 제2 탄성 데이터에 기초하여 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 방법은 상기 생성하는 단계는,상기 입력받은 제1 탄성 데이터 및 제2 탄성 데이터를 정합하는 단계; 및 상기 제1 탄성 데이터에 기초하여 상기 제2 탄성 데이터를 보간(interpolation)하여, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 방법은 상기 제2 탄성 데이터는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 내에 이산적으로 분포된 복수의 점들에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내고, 상기 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계는 상기 제1 탄성 데이터에 기초하여 상기 제2 탄성 데이터의 복수의 점들 중 인접한 점들의 탄성을 상기 인접한 점들 사이의 영역에 대해 보간하여, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 방법은 상기 생성하는 단계는 상기 제1 및 제2 탄성 데이터 각각으로부터 탄성 값들의 평균 및 탄성 값들의 최대값과 최소값의 편차를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 각 평균과 편차에 기초하여 상기 제1 탄성 데이터를 변형함으로써, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 방법은 상기 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계는 상기 제2 탄성 데이터의 탄성 값들과 변형된 제1 탄성 데이터의 탄성 값들의 오차들의 합이 최소화되도록 상기 제1 탄성 데이터를 변형하여 제3 탄성 데이터를 생성한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 방법은 상기 제2 탄성 데이터를 입력받는 단계는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대해 복수 개의 변형의 정도에 대응하는 탄성에 관한 정보를 나타내는 복수 개의 제2 탄성 데이터들 중 어느 하나의 제2 탄성 데이터를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 제2 탄성 데이터를 입력받는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 방법은 상기 제2 탄성 데이터는 상기 소정 대상체 내부의 전체 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 복수 개의 탄성 데이터들로부터 통계적인 모델링을 통해 획득된다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 방법은 상기 제1 탄성 데이터 및 제2 탄성 데이터는 탄성도(elatricity), 변형율(strain) 중 적어도 어느 하나의 탄성 값을 나타낸다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 영상 생성 방법은 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대한 탄성 영상을 생성하는 방법에 있어서, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 소정 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 소변형 탄성 데이터를 입력받는 단계; 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터를 독출하는 단계; 상기 입력받은 전역 소변형 탄성 데이터에 기초하여, 상기 독출한 국부 대변형 탄성 데이터로부터 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 생성한 전역 대변형 탄성 데이터를 영상 처리하여 탄성 영상을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 영상 생성 방법은 상기 국부 대변형 탄성 데이터를 독출하는 단계는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 변형 정도를 검출하는 단계; 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대한 복수 개의 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 복수 개의 국부 대변형 탄성 데이터들 중 상기 검출한 변형 정도에 대응하는 어느 하나의 국부 대변형 탄성 데이터를 결정하는 단계; 및 상기 결정한 국부 대변형 탄성 데이터를 독출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 장치는 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 탄성을 나타내는 탄성 데이터를 생성하는 장치에 있어서, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대하여 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터를 저장하는 저장부; 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 소변형 탄성 데이터를 생성하는 전역 소변형 탄성 데이터 생성부; 및 상기 전역 소변형 탄성 데이터 생성부에서 생성된 전역 소변형 탄성 데이터를 입력받고, 상기 저장부에 저장된 국부 대변형 탄성 데이터를 독출하여, 상기 전역 소변형 탄성 데이터에 기초하여 상기 국부 대변형 탄성 데이터로부터 상기 대상체의 관찰 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 전역 대변형 탄성 데이터 생성부를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 장치는 상기 전역 대변형 탄성 데이터 생성부는 상기 전역 소변형 탄성 데이터와, 국부 대변형 탄성 데이터를 정합하는 정합부; 및 상기 전역 소변형 탄성 데이터에 기초하여, 상기 소정 대상체 내부의 부분 영역에 대한 국부 대변형 탄성 데이터를 보간(interpolation)하여 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대한 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 보간부를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 장치는 상기 저장부는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 내에 이산 분포된 복수의 점들에 대한 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터를 저장하고, 상기 보간부는 상기 전역 소변형 탄성 데이터에 기초하여 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 내에 이산 분포된 복수의 점들 중 각 인접한 점들의 탄성 값을 상기 인접한 점들 사이 영역에 대해 보간함으로써 상기 전역 대변형 탄성 데이터를 생성한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 장치는 상기 전역 대변형 탄성 데이터 생성부는 상기 전역 소변형 탄성 데이터와 국부 대변형 탄성 데이터 각각으로부터 탄성 값들의 평균 및 탄성 값들의 최대값과 최소값의 편차를 산출하고, 상기 산출된 각 평균 및 편차에 기초하여 상기 전역 소변형 탄성 데이터를 변형함으로써, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 장치는 상기 전역 대변형 탄성 데이터 생성부는 상기 국부 대변형 탄성 데이터의 탄성 값들과 변형된 전역 소변형 탄성 데이터의 탄성 값들의 오차들의 합이 최소화되도록 상기 전역 소변형 탄성 데이터를 변형하여 전역 대변형 탄성 데이터를 생성한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 장치는 상기 저장부는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대한 복수 개의 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 복수 개의 국부 대변형 탄성 데이터들을 저장하고, 상기 전역 대변형 탄성 데이터 생성부는 상기 복수 개의 국부 대변형 탄성 데이터들 중 어느 하나의 국부 대변형 탄성 데이터를 결정하고, 상기 결정한 국부 대변형 탄성 데이터를 상기 국부 대변형 탄성 데이터 저장부로부터 독출한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 데이터 생성 장치는 상기 저장부는 복수 개의 샘플 탄성 데이터로부터 통계적인 모델링에 의하여 획득되는 국부 대변형 탄성 데이터를 저장한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 영상 생성 장치는 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 탄성을 나타내는 탄성 영상을 생성하는 장치에 있어서, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대하여 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터를 저장하는 저장부; 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 소변형 탄성 데이터를 생성하는 전역 소변형 탄성 데이터 생성부; 상기 전역 소변형 탄성 데이터 생성부에서 생성된 전역 소변형 탄성 데이터를 입력받고, 상기 저장부에 저장된 국부 대변형 탄성 데이터를 독출하여, 상기 전역 소변형 탄성 데이터에 기초하여, 상기 국부 대변형 탄성 데이터로부터 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 전역 대변형 탄성 데이터 생성부; 및 상기 생성한 전역 대변형 탄성 데이터를 영상 처리하여 탄성 영상을 생성하는 영상 처리 장치를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 탄성 영상 생성 장치는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 변형 정도를 검출하는 검출부를 더 포함하고, 상기 전역 대변형 탄성 데이터 생성부는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대한 복수 개의 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 복수 개의 국부 대변형 탄성 데이터들 중 상기 검출한 변형 정도에 대응하는 어느 하나의 국부 대변형 탄성 데이터를 결정하고, 상기 결정한 국부 대변형 탄성 데이터를 상기 저장부로부터 독출한다.
대상체 내부의 관찰 영역 전역(global region)에 대한 큰 크기의 변형(large deformation)에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성할 수 있다. 또한, 장기의 실시간 변형 정도에 따라 전역 대변형 탄성 데이터를 생성함으로써, 장기의 변형 정도를 고려하여 보다 정확하게 장기 내부의 탄성 특성을 나타낼 수 있다.
도 1은 간에 적용되는 변형력(stress)과, 변형율(strain)의 관계를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 영상 시스템(100)의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예를 구성하는 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)의 예시적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 데이터 생성 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 도 4에 도시된 'R' 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 탄성 데이터 생성 장치(200)의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 영상 생성 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄성 데이터 생성 방법의 예시적인 흐름도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 영상 시스템(100)의 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 영상 시스템(elasticity imaging system)(100)은 프로브(210), 탄성 데이터 생성 장치(200), 영상 처리 장치(300), 영상 표시 장치(400) 및 사용자 인터페이스(500)로 구성된다. 탄성 영상 시스템(100)의 대표적인 일 예에는 초음파 영상(Ultrasonic Imaging) 시스템, 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography) 시스템, 자기공명 영상(Magnetic Resonance Imaging) 시스템이 포함될 수 있다.
이러한 탄성 영상 시스템(100)은 의사와 같은 의료 전문가가 진단하고자 하는 환자(110)의 신체 내부의 관찰 영역에 대한 탄성을 나타내는 탄성 영상을 생성함으로써 환자(110)의 신체 내부의 모습을 영상으로 보여준다. 즉, 의료 전문가가 사용자 인터페이스(500)를 통해 탄성 영상을 생성하는 신호를 입력함에 따라, 프로브(210)로부터 환자(110)의 신체 내부 관찰 영역으로 소스 신호(source signal)가 송신되고, 이에 따른 환자(110)의 신체 내부로부터의 반응 신호를 이용하여 생성되는 탄성 데이터를 영상 처리하여 탄성 영상을 생성함으로써 환자(110)의 신체 내부의 모습을 영상으로 보여준다. 이 때, 소스 신호는 초음파, X선 등 여러 종류의 신호가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 탄성 영상 생성 장치가 도 2에 도시된 실시예로 한정되지 않음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 자기공명 영상 시스템의 경우, 피검자를 자장을 발생하는 구조 속에 들어가게 한 후 고주파를 발생시켜 피검자 신체 내부의 수소 원자핵을 공명시키고, 이에 따라 피검자 신체 내부의 조직으로부터 나오는 신호를 이용하여 탄성 데이터를 생성할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 영상 시스템(100)에 의해 생성되는 탄성 영상의 일 예에는 초음파 영상, 방사선 영상, MRI 영상 등의 다양한 의료 영상들이 포함될 수 있다. 따라서, 본 발명은 특정한 종류의 의료 영상 시스템의 어느 한 분야로 제한되지 않으며, 탄성 데이터를 생성하는 모든 의료 영상 시스템에 적용될 수 있다.
여기서, 탄성 데이터는 환자(110)의 신체 내부 관찰 영역에 대한 탄성에 관한 정보를 나타낸다. 탄성에 관한 정보의 대표적인 일 예에는 변형율(strain), 탄성도(elasticity) 등이 포함될 수 있다. 변형율은 대상체가 변형되기 이전의 대상체의 길이에 대한 변형력(stress)에 의해 대상체가 변형된 이후의 대상체의 길이 변화량의 비를 의미하며, 탄성도는 변형율(strain)에 대한 변형력(stress)의 비를 의미한다. 탄성 영상 시스템(100)에 의해 생성되는 탄성 영상은 피검자의 생체 내부 관찰 영역에 대한 탄성에 관한 정보를 나타낼 수 있다. 이와 같은 관찰 영역은 피검자 신체 내부의 장기와 같은 기관이나 조직을 의미할 수 있다. 예를 들어, 관찰 영역은 피검자의 복부의 단면을 나타내는 탄성 영상에는 피검자의 피부와, 뼈, 그리고 내부 장기의 단면이 포함될 수 있다. 다른 예로, 탄성 영상의 관찰 영역은 피검자의 자궁과, 자궁 내의 양수, 태아에 대한 단면이 될 수도 있다.
장기에 대한 탄성 영상을 생성하는 경우를 예로 들면, 의사와 같은 의료 전문가는 장기의 내부에 대한 탄성을 나타내는 탄성 영상을 필요로 하는 경우가 있다. 일 예로, 의료 전문가는 간의 이상 증세를 보이는 환자의 효과적인 진단을 위해 관심의 대상이 되는 간의 관찰 영역에 대한 탄성 특성을 나타내는 탄성 영상을 필요로 하게 된다. 이러한 관찰 영역은 간의 전체 영역일 수도 있고, 간의 일부 영역일 수도 있다. 또한, 간의 일부 영역에는 간의 특정 단면에 포함되는 선형 영역이나, 면적 영역이 포함될 수 있다.
간의 조직에 대한 탄성 특성은 탄성도로 나타낼 수 있다. 일반적으로 탄성도는 아래의 수학식 1의 영률(Young's Modulus)(E)로 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
σ은 변형력(Stress, N/m2)을, ε은 변형율(Strain)을 의미한다. 변형력은 대상체의 면적(A0)에 대한 힘(F)으로, 변형율은 대상체가 변형되기 이전의 대상체의 길이(L0)에 대한 변형력에 의하여 대상체가 변형된 이후의 대상체의 길이 변화량(△L)의 비로 정의될 수 있다.
초음파 신호를 이용하는 경우를 예로 들어 도 2에 도시된 탄성 영상 시스템을 설명하면, 프로브(210)로부터 환자(110)의 간으로 초음파 신호가 송신되면, 초음파 신호에 의해 환자의 간은 초음파 신호가 진행하는 방향으로 수축된다. 종양과 같은 비정상 조직과 정상 조직은 서로 다른 탄성 특성을 가지므로, 변형율을 달리한다. 예를 들어, 간 내부에 포함된 혈관, 간엽은 비교적 탄성 특성이 큰 반면, 낭종(cyst), 석회화(calcification) 조직, 종양(tumor)은 탄성 특성이 상대적으로 작다. 따라서, 전역 소변형 탄성 데이터 생성부(220)는 초음파 반사 신호를 프로브(210)로부터 입력받아 간 내부의 조직 변형(strain) 분포를 검출함으로써 간 내부 단면의 관찰 영역 전체에 대한 탄성도를 나타내는 전역 소변형(global small deformation) 탄성 데이터(GSD)를 생성할 수 있다.
초음파 신호에 의하여 간에는 대략 수밀리미터 정도의 작은 변형이 발생되는 것으로 알려져 있다. 그런데, 인체의 간은 호흡과, 심장박동, 자세의 변동과 같은 원인들에 의하여 수축되거나 이완될 수 있으며, 사람에 따라 정도의 차이는 있지만 일반적으로 간의 변형은 수센티미터 정도에 이른다. 그런데, 간 내부의 어느 한 점에 있어서의 탄성도는 어느 하나의 값으로 특정되지 않는다. 도 1은 간에 적용되는 변형력(stress)과, 변형율(strain)의 관계를 예시적으로 나타낸 그래프이다. 도 1을 참조하면, 변형율과 변형력은 비선형적인 특성을 갖는다. 즉, 상대적으로 큰 변형율(strain)이 가해지는 부분(LD)에서의 변형율(εLD)에 대한 변형력(σLD)의 비(σLD/εLD)는 상대적으로 낮은 변형율이 가해지는 부분(SD)에서의 변형율(εSD)에 대한 변형력(σSD)의 비(σSD/εSD)보다 증가된다. 이와 같이, 간 내부 조직의 변형율(strain)에 대한 변형력(stress)의 비는 변형율에 따라 불규칙적으로 변화한다. 따라서, 간에 작은 크기의 변형을 일으켜 얻은 탄성 특성으로부터 간에 큰 크기의 변형이 유발되었을 때의 탄성 특성을 유추하기 어렵다.
따라서, 초음파 신호에 의하여 간에 작은 변형율을 유발하여 얻은 전역 소변형 탄성 데이터는 간이 호흡과, 심장박동, 자세의 변동에 의해 큰 변형율로 수축되었을 때의 간 내부 단면에 대한 탄성에 관한 정보에 대해서는 정확하게 나타내지 못할 수 있다. 간이 수센티미터 정도로 크게 변형될 때의 탄성에 관한 정보는 침습적 시술에 의하여 인체를 개복하고, 의료 전문가가 직접 간에 압력을 가한 상태에서 탄성측정기를 이용하여 변형력을 측정함으로써 수행될 수 있다. 그러나, 인체를 개복한 상태에서 장시간동안 간의 전체 영역에 대하여 탄성도를 측정하는 것은 환자에게 부담을 줄 수 있어, 이 방법에 의하면 간의 일 부분 영역, 예를 들면 간의 몇몇 점들에 대한 탄성 특성을 얻을 수 밖에 없다.
이에 따라, 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예는 초음파 신호에 의하여 얻은 적은 변형율에서의 간의 전체 영역에 대한 탄성 특성 정보를 이용하여 간에 큰 변형율이 유발될 때의 간의 전체 영역에 대한 탄성 특성 정보를 나타내는 탄성 데이터를 얻을 수 있는 방법을 제시한다. 도 2를 참조하면, 탄성 영상 시스템(100)을 구성하는 탄성 데이터 생성 장치(200)는 전역 소변형 탄성 데이터 생성부(220), 저장부(230), 및 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)로 구성된다. 도 2에 도시된 탄성 데이터 생성 장치(200)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 2에 도시된 구성 요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능함을 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
전역 소변형 탄성 데이터 생성부(220)는 프로브(210)로부터 입력받은 전기 신호로부터 전역 소변형(global small deformation) 탄성 데이터(GSD)를 생성한다. 즉, 전역 소변형 탄성 데이터 생성부(220)는 대상체 내부의 관찰 영역의 전역(global region)에 대하여, 작은 크기의 변형(small deformation) 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)를 생성한다. 이 때, 변형 정도의 일 예에는 탄성 데이터를 생성하고자 하는 시점에서의 대상체 내부 관찰 영역의 변형율(strain), 또는 영률과 같은 탄성도(elasticity)가 포함될 수 있다. 대상체 내부의 관찰 영역의 전역의 일 예에는 간의 내부 단면에 포함되는 선형 영역, 또는 간의 내부 단면 전체 영역이 포함될 수 있다.
전역 소변형 탄성 데이터(GSD)는 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)로 입력되며, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)로부터 보다 큰 크기의 변형(large deformation)의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성한다. 저장부(230)에는 국부 대변형(local large deformation) 탄성 데이터(LLD)가 저장되어 있다. 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)는 대상체의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역(local region)에 대하여, 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)의 변형 정도보다 큰 크기의 변형(large deformation) 정도에 대응하는 탄성에 관한 정보를 나타낸다. 일 예로, 대상체의 부분 영역(local region)은 대상체의 일차원이나 이차원의 관찰 영역 내에 이산적으로 분포되는 복수 개의 점들일 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에 따르면, 저장부(230)는 탄성 데이터 생성 장치(200) 내에 구비되어 있으나, 이에 한정되지 않고 탄성 데이터 생성 장치(200) 외부의 다른 장치에 데이터베이스로 구비될 수도 있다. 저장부(230)의 일 예에는 하드디스크드라이브, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬메모리, 메모리카드 등이 포함될 수 있다. 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)는 예를 들어, 침습기반의 탄성도 측정법을 통하여 호흡이나 심박에 의한 장기의 큰 변형시의 탄성도를 측정함으로써 생성될 수 있다. 이 때, 탄성도의 측정은 해당 장기의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대하여 수행될 수 있다. 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)는 예를 들어, 대상체의 부분 영역(local region)에 대한 특정 변형 정도에 대응하는 적어도 하나 이상의 샘플 탄성 데이터를 포함할 수 있다. 이 때, 샘플 탄성 데이터는 예를 들어, 장기와 유사한 크기와 물리적 특성을 갖는 샘플 모델에 대하여 특정 변형을 가하였을 때 샘플 모델의 변형율을 측정하여 얻을 수 있다.
또한, 적어도 하나 이상의 샘플 탄성 데이터에 기초하여 통계적인 학습을 통해 생성한 대표 영상을 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)로 결정할 수도 있다. 통계적인 학습의 일 예로는 ASM(Active Shape Model), AAM(Active Appearance Model), SSM(Statistical Shape Model)을 들 수 있다. 이 때, ASM은 새로운 영상에 오브젝트의 대표 영상을 나타내기 위해서 반복적으로 재구성(deform)되는 오브젝트들의 모양의 통계적인 모델들을 이용하는 것을 의미한다. AAM은 새로운 이미지의 외관에 오브젝트 모양의 통계적인 모델을 매칭시키기 위한 컴퓨터 영상 알고리즘을 의미한다. SSM은 유사한 모양들 또는 서로 다른 그룹들로부터 기하학적인(geometrical) 속성들을 묘사하기 위해서 측정된 통계적 모양들 셋으로부터 기하하적인 분석을 수행하는 것을 의미한다.
전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 전역 소변형 탄성 데이터 생성부(220)로부터 입력받은 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)와, 저장부(230)로부터 독출한 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)를 합성하여 전역 대변형(global large deformation) 탄성 데이터(GLD)를 생성한다. 즉, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)에 기초하여, 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)로부터 대상체 내부의 관찰 영역 전역(global region)에 대한 큰 크기의 변형(large deformation)에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성한다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예를 구성하는 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)의 예시적인 구성도이다. 도 3을 참조하면, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 정합부(241), 및 보간부(242)로 구성된다. 정합부(241)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)와 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)를 정합한다. 보간부(242)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)에 기초하여, 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 대상체의 부분 영역에 대한 탄성 값을 대상체의 관찰 영역 전체에 대해 보간(interpolation)함으로써, 대상체의 관찰 영역 전역에 대한 큰 크기의 변형에 대응하는 탄성에 관한 정보를 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성할 수 있다.
예를 들어, 보간부(242)는 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)의 탄성 값들에 기초하여, 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 이산 분포된 복수의 점들 중 각 인접한 점들에 대한 탄성 값들을 각 인접한 점들 사이의 영역에 대하여 보간함으로써, 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성할 수 있다. 다만, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 도 3에 도시된 실시예로 한정되지 않는다. 예를 들어, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)를 보간하지 않는 대신, 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)와 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 탄성에 관한 정보로부터 도출한 분석 정보에 기초하여 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)를 변형함으로써, 대상체의 관찰 영역 전체에 대한 특정한 변형 정도에 대응하는 탄성에 관한 정보를 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성할 수도 있다.
이 때, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 부분 영역들에 대한 탄성에 관한 정보와, 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)를 변형함으로써 획득되는 탄성에 관한 정보간 편차가 최소화되도록 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)를 변형함으로써, 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성할수 있다. 하나의 예로써, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD) 중에서 국부 대변형 탄성 데이터(GLD)의 부분 영역에 대응하는 영역의 탄성 데이터를 추출하고, 추출한 부분 영역에 대한 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)의 특정한 변형 정도보다 낮은 변형 정도에 대응하는 탄성에 관한 정보와, 부분 영역에 대한 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 특정한 변형 정도에 대응하는 변형 정보를 비교하여 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)의 대상체의 관찰 영역 전체에 대한 탄성에 관한 정보를 나타내는 탄성 데이터를 변형시킴으로써 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성할 수 있다.
전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)에 의해 생성된 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)는 영상 처리 장치(300)로 입력된다. 영상 처리 장치(300)는 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 영상 처리하여 대상체의 관찰 영역 전체에 대한 특정한 변형 정도에 대응하는 탄성 영상 데이터를 생성한다. 영상 처리 장치(300)는 일 예로, 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 B-모드(Brightness-mode)의 초음파 영상과 합성한 영상을 생성할 수 있다. 탄성 데이터 생성 장치(200)와 영상 처리 장치(300)는 이에 포함되는 구성 요소들의 기능을 수행하는 전용 칩(chip)들로 제작될 수도 있고, 범용 CPU와 저장 장치에 저장된 전용 프로그램으로 구현될 수도 있다.
영상 처리 장치(300)에 의해 생성된 영상 데이터는 영상 표시 장치(400)로 출력된다. 영상 표시 장치(400)는 영상 처리 장치(300)로부터 입력받은 영상 데이터로부터 탄성 영상을 생성하여 표시한다. 이와 같은 영상 표시 장치(400)의 일 예에는 탄성 영상을 스크린 또는 종이 위에 디스플레이하는 장치가 포함될 수 있다. 사용자 인터페이스(500)는 의료 전문가와 같은 사용자로부터 어떤 명령 내지 정보를 입력받기 위한 인터페이스이다. 사용자 인터페이스(500)는 일반적으로 키보드, 마우스 등과 같은 입력 장치가 될 수 있으나, 탄성 영상 표시 장치(400)에 표현되는 그래픽 유저 인터페이스(GUI, Graphical User interface)로 구현될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 탄성 데이터 생성 장치(200)의 구성도이다. 도 2의 실시예에서 설명한 구성들과 중복되는 설명은 생략한다. 도 6의 실시예에 따른 탄성 데이터 생성 장치(200)를 구성하는 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 입력부(243), 장기영역 검출부(244), 장기변형정도 검출부(245), 국부 대변형 탄성 데이터 결정부(246), 정합부(241), 보간부(242) 및 출력부(247)로 구성된다.
입력부(243)는 전역 소변형 탄성 데이터 생성부(220)로부터 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)를 입력받기 위한 인터페이스이다. 입력부(243)를 통해 입력된 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)는 장기영역 검출부(244)와, 정합부(241)로 출력된다. 장기영역 검출부(244)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)를 분석하여 장기 영역을 검출한다. 장기 영역의 검출은 장기의 내부 영역과 외부 영역을 구분하는 경계를 도출함으로써 수행될 수 있다. 일 예로, 장기영역 검출부(244)는 대상체의 관찰 영역에 대하여 탄성도의 변화율을 검출하고, 탄성도의 변화율이 미리 설정한 임계 범위 내에 속하는 부분을 장기의 내부 영역과 외부 영역의 경계로 결정함으로써 장기영역을 검출할 수 있다.
장기변형정도 검출부(245)는 장기영역 검출부(244)에 의해 검출한 장기영역으로부터 장기의 변형 정도를 검출한다. 예를 들어, 장기변형정도 검출부(245)는 장기 내의 어느 한 선형 영역에서의 장기의 양측 경계 사이의 거리를 변형된 장기의 크기로 결정하고, 이를 미리 설정된 장기의 크기와 비교하여 장기의 변형 정도를 검출할 수 있다. 장기의 변형 정도가 검출되면, 국부 대변형 탄성 데이터 결정부(246)는 복수 개의 국부 대변형 탄성 데이터들(231~233) 중 검출된 장기의 변형 정도에 가장 근사한 변형 정도에 대응하는 국부 대변형 탄성 데이터를 결정한다.
저장부(230)에는 대상체의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역들에 대한 복수 개의 변형 정도에 대응하는 탄성에 관한 정보를 나타내는 복수 개의 국부 대변형 탄성 데이터들(231~233)이 저장되어 있다. 제1 내지 제N 국부 대변형 탄성 데이터들(231~233)은 각각 제1 내지 제N 변형 정도에 대응하는 탄성에 관한 정보를 나타낸다. 국부 대변형 탄성 데이터 결정부(246)는 제1 내지 제N 변형 정도 중에서 장기변형정도 검출부(245)에서 검출한 장기의 변형 정도에 가장 근사한 어느 하나를 결정하고, 결정한 변형 정도에 대응하는 탄성에 관한 정보를 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터를 독출할 수 있다. 독출된 어느 하나의 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)는 정합부(241)로 입력된다.
정합부(241)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)와 독출된 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)를 정합한다. 보간부(242)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)에 기초하여 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)를 대상체의 관찰 영역 전체에 대해 보간(interpolation)함으로써, 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성한다. 보간부(242)에 의해 보간되어 생성된 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)는 인터페이스인 출력부(247)를 통해 영상 처리 장치로 출력된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 영상 생성 방법의 흐름도이다. 이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 영상 생성 방법에 대해 설명한다. 단계 71에서, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 대상체 내부의 관찰 영역 전체(global region)에 대한 낮은 크기의 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 소변형(global small deformation) 탄성 데이터(GSD)와, 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역(local region)에 대한 큰 크기의 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 국부 대변형(local large deformation) 탄성 데이터(LLD)를 정합한다. 전역 소변형 탄성 데이터는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 변위 A ~ B에 해당하는 관찰 영역(ROI)에 대한 낮은 변형율의 탄성을 나타낸다.
국부 대변형 탄성 데이터(LLD)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 대상체의 관찰 영역(ROI) 중 일부에 해당하는 변위 X0, X1, X2, ... , Xn로 이루어지는 부분 영역에 대한 큰 변형율의 탄성을 나타낸다. 도 4의 (a)에 도시된 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 변위 X0, X1, X2, ... , Xn에 대한 변형력 D0, D1, D2, ..., Dn이 도 4의 (b)에 도시된 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)의 변형력보다 크게 나타나는 것은 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)를 획득하는데 가해진 변형율이 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)를 획득하는데 가해진 변형율보다 크기 때문이다.
단계 72에서, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)에 기초하여, 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)를 보간(interpolation)하여 대상체 내부의 관찰 영역의 전역(global region)에 대한 큰 크기의 변형에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형(global large deformation) 탄성 데이터(GLD)를 생성한다. 단계 73에서, 전역 대변형(global large deformation) 탄성 데이터를 영상 처리하여 대상체의 관찰 영역 전체에 대한 특정한 변형 정도에 대응하는 탄성 영상을 생성한다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 탄성 데이터 생성 방법의 예시적인 흐름도를 나타낸다. 도 8을 참조하면, 단계 81에서, 전역 소변형 탄성 데이터를 분석하여 장기 영역을 실시간으로 검출하고, 검출한 장기영역으로부터 장기의 변형 정도를 검출한다. 단계 82에서, 검출한 장기의 변형 정도에 가장 근사한 변형 정도에 대응하는 국부 대변형 탄성 데이터를 결정한다. 단계 83에서, 결정한 변형 정도에 대응하는 탄성에 관한 정보를 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터를 저장부로부터 독출한다. 단계 84에서, 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)와, 독출한 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)를 이용하여 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성한다. 이와 같이 실시간으로 검출한 장기의 변형 정도를 고려하여 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성함으로써, 실시간으로 변화되는 간의 변형 정도를 고려하여 정확하게 간 내부의 탄성 특성을 나타낼 수 있다.
단계 84를 보다 구체적으로 설명하면, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)와 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)를 정합한다. 도 4의 (c)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)와 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)를 정합한 것을 예시적으로 나타낸다. 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 대상체의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 부분 영역에 대한 변형 정보를 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)에 기초하여 대상체의 관찰 영역 전체에 대해 보간(interpolation)함으로써, 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성할 수 있다. 도 4의 (d)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)와, 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)로부터 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성한 것을 예시적으로 나타낸다. 예를 들어, 변위 X가 인접한 두 점 Xn-1, Xn 사이에 존재할 때, 변위 X에 대한 변형력(Dx)은 [{Dn-1×FX×(Xn-X)}/{(Xn-Xn-1)Fn-1}+{Dn×FX×(X-Xn-1)}/{(Xn-Xn-1)Fn}]의 값으로 보간될 수 있다.
다른 예로, 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)의 분석 정보와, 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 분석 정보에 기초하여 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)를 변형함으로써, 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성할 수도 있다. 도 5는 도 4에 도시된 'R' 부분을 확대하여 나타낸 도면이다. 전역 대변형 탄성 데이터 생성부(240)는 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)의 탄성 값들의 평균 및 최대값과 최소값의 편차(A0), 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 탄성 값들의 평균 및 최대값과 최소값의 편차(A1)를 계산하고, 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)의 평균이 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 평균과 일치하도록 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)를 이동(shift)한다. 도 5에 도시된 점선은 그와 같이 이동된 전역 소변형 탄성 데이터를 나타낸다.
그리고, 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)의 최대값과 최소값의 편차(A0)에 대한 국부 대변형 탄성 데이터(LLD)의 탄성 값들의 최대값과 최소값의 편차(A1)의 비에 기초하여 전역 소변형 탄성 데이터(GSD)의 탄성 값들을 변형시킴으로써 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성할 수 있다. 이 때, 국부 대변형 데이터의 탄성 값들과의 오차 E0, E1, E2, En의 합이 최소가 되도록 전역 대변형 탄성 데이터(GLD)를 생성할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 사용되는 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 탄성 영상 시스템
200: 탄성 영상 생성 장치
210: 프로브
220: 전역 소변형 탄성 데이터 생성부
230: 저장부
240: 전역 대변형 탄성 데이터 생성부
241: 정합부
242: 보간부
243: 입력부
244: 장기영역 검출부
245: 장기변형정도 검출부
246: 국부 대변형 탄성 데이터 결정부
247: 출력부
300: 영상 처리 장치
400: 영상 표시 장치
500: 사용자 인터페이스

Claims (20)

  1. 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 소정 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제1 탄성 데이터를 입력받는 단계;
    상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제2 탄성 데이터를 입력받는 단계; 및
    상기 입력받은 제1 탄성 데이터 및 제2 탄성 데이터에 기초하여 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 탄성 데이터 생성 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 입력받은 제1 탄성 데이터 및 제2 탄성 데이터를 정합하는 단계; 및
    상기 제1 탄성 데이터에 기초하여 상기 제2 탄성 데이터를 보간(interpolation)하여, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 탄성 데이터 생성 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 탄성 데이터는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 내에 이산적으로 분포된 복수의 점들에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내고,
    상기 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 제1 탄성 데이터에 기초하여 상기 제2 탄성 데이터의 복수의 점들 중 인접한 점들의 탄성을 상기 인접한 점들 사이의 영역에 대해 보간하여, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 탄성 데이터 생성 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    상기 제1 및 제2 탄성 데이터 각각으로부터 탄성 값들의 평균 및 탄성 값들의 최대값과 최소값의 편차를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 각 평균과 편차에 기초하여 상기 제1 탄성 데이터를 변형함으로써, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 탄성 데이터 생성 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계는 상기 제2 탄성 데이터의 탄성 값들과 변형된 제1 탄성 데이터의 탄성 값들의 오차들의 합이 최소화되도록 상기 제1 탄성 데이터를 변형하여 제3 탄성 데이터를 생성하는 탄성 데이터 생성 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 탄성 데이터를 입력받는 단계는,
    상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대해 복수 개의 변형의 정도에 대응하는 탄성에 관한 정보를 나타내는 복수 개의 제2 탄성 데이터들 중 어느 하나의 제2 탄성 데이터를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 제2 탄성 데이터를 입력받는 단계를 포함하는 탄성 데이터 생성 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 탄성 데이터는 상기 소정 대상체 내부의 전체 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 복수 개의 탄성 데이터들로부터 통계적인 모델링을 통해 획득되는 탄성 데이터 생성 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 탄성 데이터 및 제2 탄성 데이터는 탄성도(elatricity), 변형율(strain) 중 적어도 어느 하나의 탄성 값을 나타내는 탄성 데이터 생성 방법.
  9. 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대한 탄성 영상을 생성하는 방법에 있어서,
    상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 소정 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 소변형 탄성 데이터를 입력받는 단계;
    상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터를 독출하는 단계;
    상기 입력받은 전역 소변형 탄성 데이터에 기초하여, 상기 독출한 국부 대변형 탄성 데이터로부터 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 생성한 전역 대변형 탄성 데이터를 영상 처리하여 탄성 영상을 생성하는 단계를 포함하는 탄성 영상 생성 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 국부 대변형 탄성 데이터를 독출하는 단계는,
    상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 변형 정도를 검출하는 단계;
    상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대한 복수 개의 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 복수 개의 국부 대변형 탄성 데이터들 중 상기 검출한 변형 정도에 대응하는 어느 하나의 국부 대변형 탄성 데이터를 결정하는 단계; 및
    상기 결정한 국부 대변형 탄성 데이터를 독출하는 단계를 포함하는 탄성 영상 생성 방법.
  11. 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 탄성을 나타내는 탄성 데이터를 생성하는 장치에 있어서,
    상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대하여 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터를 저장하는 저장부;
    상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 소변형 탄성 데이터를 생성하는 전역 소변형 탄성 데이터 생성부; 및
    상기 전역 소변형 탄성 데이터 생성부에서 생성된 전역 소변형 탄성 데이터를 입력받고, 상기 저장부에 저장된 국부 대변형 탄성 데이터를 독출하여, 상기 전역 소변형 탄성 데이터에 기초하여 상기 국부 대변형 탄성 데이터로부터 상기 대상체의 관찰 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 전역 대변형 탄성 데이터 생성부를 포함하는 탄성 데이터 생성 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 전역 대변형 탄성 데이터 생성부는,
    상기 전역 소변형 탄성 데이터와, 국부 대변형 탄성 데이터를 정합하는 정합부; 및
    상기 전역 소변형 탄성 데이터에 기초하여, 상기 소정 대상체 내부의 부분 영역에 대한 국부 대변형 탄성 데이터를 보간(interpolation)하여 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대한 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 보간부를 포함하는 탄성 데이터 생성 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 저장부는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 내에 이산 분포된 복수의 점들에 대한 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터를 저장하고,
    상기 보간부는 상기 전역 소변형 탄성 데이터에 기초하여 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 내에 이산 분포된 복수의 점들 중 각 인접한 점들의 탄성 값을 상기 인접한 점들 사이 영역에 대해 보간함으로써 상기 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 탄성 데이터 생성 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 전역 대변형 탄성 데이터 생성부는 상기 전역 소변형 탄성 데이터와 국부 대변형 탄성 데이터 각각으로부터 탄성 값들의 평균 및 탄성 값들의 최대값과 최소값의 편차를 산출하고, 상기 산출된 각 평균 및 편차에 기초하여 상기 전역 소변형 탄성 데이터를 변형함으로써, 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 탄성 데이터 생성 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 전역 대변형 탄성 데이터 생성부는 상기 국부 대변형 탄성 데이터의 탄성 값들과 변형된 전역 소변형 탄성 데이터의 탄성 값들의 오차들의 합이 최소화되도록 상기 전역 소변형 탄성 데이터를 변형하여 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 탄성 데이터 생성 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 저장부는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대한 복수 개의 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 복수 개의 국부 대변형 탄성 데이터들을 저장하고,
    상기 전역 대변형 탄성 데이터 생성부는 상기 복수 개의 국부 대변형 탄성 데이터들 중 어느 하나의 국부 대변형 탄성 데이터를 결정하고, 상기 결정한 국부 대변형 탄성 데이터를 상기 국부 대변형 탄성 데이터 저장부로부터 독출하는 탄성 데이터 생성 장치.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 저장부는 복수 개의 샘플 탄성 데이터로부터 통계적인 모델링에 의하여 획득되는 국부 대변형 탄성 데이터를 저장하는 탄성 데이터 생성 장치.
  18. 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 탄성을 나타내는 탄성 영상을 생성하는 장치에 있어서,
    상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대하여 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 국부 대변형 탄성 데이터를 저장하는 저장부;
    상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 소변형 탄성 데이터를 생성하는 전역 소변형 탄성 데이터 생성부;
    상기 전역 소변형 탄성 데이터 생성부에서 생성된 전역 소변형 탄성 데이터를 입력받고, 상기 저장부에 저장된 국부 대변형 탄성 데이터를 독출하여, 상기 전역 소변형 탄성 데이터에 기초하여, 상기 국부 대변형 탄성 데이터로부터 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 상기 소정 변형 정도보다 큰 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 전역 대변형 탄성 데이터를 생성하는 전역 대변형 탄성 데이터 생성부; 및
    상기 생성한 전역 대변형 탄성 데이터를 영상 처리하여 탄성 영상을 생성하는 영상 처리 장치를 포함하는 탄성 영상 생성 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 탄성 영상 생성 장치는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대하여 변형 정도를 검출하는 검출부를 더 포함하고,
    상기 전역 대변형 탄성 데이터 생성부는 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대한 복수 개의 변형 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 복수 개의 국부 대변형 탄성 데이터들 중 상기 검출한 변형 정도에 대응하는 어느 하나의 국부 대변형 탄성 데이터를 결정하고, 상기 결정한 국부 대변형 탄성 데이터를 상기 저장부로부터 독출하는 탄성 영상 생성 장치.
  20. 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 소정 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제1 탄성 데이터 및 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역 중 일부에 해당하는 부분 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제2 탄성 데이터를 정합하고, 상기 제1 탄성 데이터에 기초하여 상기 제2 탄성 데이터를 보간(interpolation)하여 상기 소정 대상체 내부의 관찰 영역에 대해 상기 소정 변형의 정도보다 큰 변형의 정도에 대응하는 탄성을 나타내는 제3 탄성 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 탄성 데이터 생성 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
KR1020120017564A 2012-02-21 2012-02-21 탄성 데이터 생성 방법 및 장치, 및 이를 이용한 탄성 영상 생성 방법 및 장치 KR20130096051A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120017564A KR20130096051A (ko) 2012-02-21 2012-02-21 탄성 데이터 생성 방법 및 장치, 및 이를 이용한 탄성 영상 생성 방법 및 장치
US13/626,197 US20130217994A1 (en) 2012-02-21 2012-09-25 Method of generating elasticity data, elasticity data generating apparatus, and elasticity image generating system based thereon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120017564A KR20130096051A (ko) 2012-02-21 2012-02-21 탄성 데이터 생성 방법 및 장치, 및 이를 이용한 탄성 영상 생성 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130096051A true KR20130096051A (ko) 2013-08-29

Family

ID=48982783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120017564A KR20130096051A (ko) 2012-02-21 2012-02-21 탄성 데이터 생성 방법 및 장치, 및 이를 이용한 탄성 영상 생성 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20130217994A1 (ko)
KR (1) KR20130096051A (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9655592B2 (en) * 2014-11-21 2017-05-23 General Electric Corporation Method and apparatus for rendering an ultrasound image
US11138723B2 (en) * 2016-07-22 2021-10-05 Canon Medical Systems Corporation Analyzing apparatus and analyzing method
DE102017212553B4 (de) * 2017-07-21 2020-02-20 Siemens Healthcare Gmbh Synchrone MR-Bildgebung und Strahlentherapie

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101060345B1 (ko) * 2008-08-22 2011-08-29 삼성메디슨 주식회사 Ａｒｆｉ를 이용하여 탄성영상을 형성하는 초음파 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20130217994A1 (en) 2013-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12042232B2 (en) Left atrial appendage closure guidance in medical imaging
US8187187B2 (en) Shear wave imaging
US9558549B2 (en) Image processing apparatus, method of controlling the same and storage medium
US8538103B2 (en) Medical image processing device, medical image processing method, medical image diagnostic apparatus, operation method of medical image diagnostic apparatus, and medical image display method
JP6129750B2 (ja) 血管内の装置の形状を用いた血管画像の非剛体モーフィング
US7817835B2 (en) Cross reference measurement for diagnostic medical imaging
US10004474B2 (en) Tissue density quantification using shear wave information in medical ultrasound scanning
US20090264760A1 (en) Compounding in medical diagnostic ultrasound for infant or adaptive imaging
US20110216958A1 (en) Information processing apparatus, information processing method, program, and storage medium
US20120116219A1 (en) System and method of ultrasound image processing
KR102245189B1 (ko) 의료 영상 처리 장치 및 그에 따른 의료 영상 처리 방법
RU2677191C2 (ru) Установление границ блокирования ребром в анатомически интеллектуальной эхокардиографии
JP2009207899A (ja) 超音波映像を処理する超音波システム及び方法
Nauleau et al. Cross-correlation analysis of pulse wave propagation in arteries: In vitro validation and in vivo feasibility
US20090163812A1 (en) Ultrasonographic Device And Ultrasonographic Method
JP5836735B2 (ja) 対象体のスライス映像表示超音波診断装置およびその方法
KR20130080306A (ko) 탄성 영상 생성 방법 및 장치
KR20220063176A (ko) 초음파 안내 동적 모드 전환
KR20130096051A (ko) 탄성 데이터 생성 방법 및 장치, 및 이를 이용한 탄성 영상 생성 방법 및 장치
KR102185724B1 (ko) 대상체의 측정에 사용될 캘리퍼 타입에 따라 위치가 교정된 포인트를 의료 영상에서 표시하기 위한 방법 및 장치
CN112137643A (zh) 用于在定量超声中纵向监测的感兴趣区域定位
KR101882326B1 (ko) 대상체의 움직임을 추정하는 초음파 의료영상 장치가 적응적으로 참조 프레임을 결정하는 방법 및 그 초음파 의료영상 장치
JP5503412B2 (ja) 歪み画像データをスケーリングするためのコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体
Dudley B-mode measurements
CN115279275A (zh) 超声诊断设备及其操作方法

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid