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KR20160094766A - 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20160094766A
KR20160094766A KR1020150016186A KR20150016186A KR20160094766A KR 20160094766 A KR20160094766 A KR 20160094766A KR 1020150016186 A KR1020150016186 A KR 1020150016186A KR 20150016186 A KR20150016186 A KR 20150016186A KR 20160094766 A KR20160094766 A KR 20160094766A
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medical image
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박준성
이준기
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법은, 대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계; 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계; 볼륨 데이터를 볼륨 렌더링함으로써 결정된 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상을 생성하는 단계; 및 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR DISPLAYING MEDICAL IMAGE}
본 개시는 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상체의 일부 영역에 대한 3차원 의료 영상을 생성하고 디스플레이 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
의료 영상 시스템은 의료 영상을 획득하기 위한 의료 영상 획득 장치 및 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 의료 영상 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
의료 영상 획득 장치는 대상체를 향하여 소정의 신호를 조사하고, 대상체로부터 반사된 신호 또는 대상체를 투과한 신호를 이용하여 대상체의 단층이나 혈류 등에 관한 의료 영상을 획득한다. 예를 들어, 의료 영상 획득 장치는 초음파 영상, X 선 영상, CT (Computerized Tomography) 영상, MR (Magnetic Resonance) 영상, PET ((Positron Emission Tomography) 영상 등을 획득할 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치는 획득된 의료 영상을 화면 상에 디스플레이 한다. 이 때, 의료 영상 디스플레이 장치는 의료 영상 획득 장치와 분리된 별도의 장치이거나, 의료 영상 획득 장치에 포함된 장치이거나, 의료 영상 획득 장치에 연결된 장치일 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치는 의료 영상 획득 장치를 제어하는 콘솔(console)을 포함할 수 있다.
또한, 의료 영상 디스플레이 장치는 대상체에 대한 의료 영상을 획득하고, 획득된 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 기능과 관련된 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 디스플레이 장치는, 의료 영상 획득 장치 또는 의료 영상 디스플레이 장치에서 처리되는 다양한 정보 및 의료 영상 획득 장치 또는 의료 영상 디스플레이 장치를 제어하기 위한 사용자 인터페이스(User Interface)를 디스플레이 할 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치는, 대상체의 단면을 나타내는 2차원 의료 영상 및 대상체에 대한 공간 정보를 나타내는 3차원 의료 영상을 디스플레이 할 수 있다. 3차원 의료 영상은, 2차원 의료 영상에서 제공할 수 없었던 대상체에 대한 공간 정보 및 대상체에 포함된 조직의 해부학적 형태 정보를 제공할 수 있다.
일반적인 의료 영상 디스플레이 장치는, 대상체에 대한 3차원 초음파 영상을 제공하는데 있어서, 대상체에 대해서 획득된 볼륨 데이터 전체를 렌더링함으로써 생성된 3차원 의료 영상을 디스플레이 한다. 따라서, 일반적인 의료 영상 디스플레이 장치를 사용하는 사용자는, 볼륨 데이터가 획득된 대상체의 전체 영역에 대한 3차원 의료 영상만을 제공받게 되므로, 사용자가 원하는 대상체의 정확한 부위를 세밀하게 관찰하는데 어려움이 있다.
본 발명은, 빠르고 정확하게 사용자가 원하는 대상체 내의 특정 부위에 대한 3차원 의료 영상을 생성하고 디스플레이 할 수 있는 방법 및 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법은, 상기 대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계; 상기 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계; 상기 볼륨 데이터를 볼륨 렌더링함으로써 상기 결정된 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상을 생성하는 단계; 및 상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계는, 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계; 및 상기 디스플레이된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계는, 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계; 및 상기 디스플레이된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력에 기초하여, 상기 볼륨 데이터 내에서 상기 적어도 하나의 지점의 위치를 나타내는 좌표 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법에 있어서, 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계는, 상기 선택된 지점의 밝기 값을 획득하는 단계; 상기 획득된 밝기 값을 포함하는 소정 범위 내에 포함되는 밝기 값들을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 밝기 값들을 갖는 복셀들로 구성되고, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법에 있어서, 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계는, 영역 성장(region growing) 알고리즘을 이용하여, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법에 있어서, 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계는, 상기 선택된 지점을 포함하는 미리 결정된 크기의 초기 영역을 설정하는 단계; 상기 설정된 초기 영역 내에 포함되는 상기 대상체의 조직의 윤곽(contour)을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 윤곽에 기초하여 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법에 있어서, 상기 윤곽을 결정하는 단계는, 활성 윤곽(active contour) 알고리즘을 이용하여, 상기 설정된 초기 영역 내에 포함되는 상기 대상체의 조직의 윤곽을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법에 있어서, 상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계는, 상기 결정된 공간 영역 내에서 상기 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커를 상기 3차원 의료 영상 상에 디스플레이 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법에 있어서, 상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계는, 상기 2차원 의료 영상에 겹쳐서 상기 3차원 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치는, 대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 사용자 입력부; 상기 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하고, 상기 볼륨 데이터를 볼륨 렌더링함으로써 상기 결정된 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상을 생성하는, 프로세서; 및 상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는, 디스플레이를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 디스플레이는, 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하고, 상기 사용자 입력부는, 상기 디스플레이된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 디스플레이는, 상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하고, 상기 사용자 입력부는, 상기 디스플레이된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하고, 상기 프로세서는, 상기 사용자 입력에 기초하여 상기 볼륨 데이터 내에서 상기 적어도 하나의 지점의 위치를 나타내는 좌표 정보를 획득하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 선택된 지점의 밝기 값을 획득하고, 상기 획득된 밝기 값을 포함하는 소정 범위 내에 포함되는 밝기 값들을 결정하고, 상기 결정된 밝기 값들을 갖는 복셀들로 구성되고, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 프로세서는, 영역 성장 알고리즘을 이용하여, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 선택된 지점을 포함하는 미리 결정된 크기의 초기 영역을 설정하고, 상기 설정된 초기 영역 내에 포함되는 상기 대상체의 조직의 윤곽을 결정하고, 상기 결정된 윤곽에 기초하여 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 프로세서는, 활성 윤곽 알고리즘을 이용하여, 상기 설정된 초기 영역 내에 포함되는 상기 대상체의 조직의 윤곽을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 디스플레이는, 상기 결정된 공간 영역 내에서 상기 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커를 상기 3차원 의료 영상 상에 디스플레이 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치에 있어서, 상기 디스플레이는, 상기 2차원 의료 영상에 겹쳐서 상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 있어서, 상기 방법은, 대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계; 상기 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계; 상기 볼륨 데이터를 볼륨 렌더링 함으로써 상기 결정된 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상을 생성하는 단계; 및 상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함한다.
도 1은 종래의 의료 영상 디스플레이 장치가 대상체의 일부 영역에 대한 3차원 의료 영상을 생성하고 디스플레이 하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치의 블록도이다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치에 포함되는 프로세서의 블록도이다.
도 5 및 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 의료 영상 디스플레이 장치가 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 화면을 도시한다.
도 7 및 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 의료 영상 디스플레이 장치가 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는데 있어서, 2차원 의료 영상 내에서 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커를 3차원 의료 영상 상에 디스플레이 하는 화면을 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치가 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치가 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 방법의 흐름도를 도시한다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 개시의 다양한 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시의 다양한 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
본 개시의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 “포함한다” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 개시의 다양한 실시 예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
명세서 전체에서 “대상체” 란, 영상이 나타내고자 하는 생물 또는 무생물일 수 있다. 또한, 대상체는 신체의 일부를 의미할 수 있고, 대상체에는 신체의 어느 한 단면이 포함될 수 있다. 예를 들어, 대상체는 인체의 근육 및 뼈 등을 포함하는 조직, 심장, 위, 간 및 뇌 등을 포함하는 장기를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서 “사용자” 란, 의료 전문가로서 의사, 간호사, 임상병리사, 소노그래퍼(sonographer), 의료 영상 전문가 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 개시의 다양한 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시의 다양한 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 다양한 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 다양한 실시 예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
종래의 의료 영상 디스플레이 장치는, 대상체에 대한 3차원 초음파 영상을 제공하는데 있어서, 대상체에 대해서 획득된 볼륨 데이터 전체를 렌더링함으로써 생성된 3차원 의료 영상을 디스플레이 하였다. 종래의 의료 영상 디스플레이 장치를 사용하는 사용자는, 볼륨 데이터가 획득된 대상체의 전체 영역에 대한 3차원 의료 영상만을 제공받게 되므로, 사용자가 원하는 대상체의 정확한 부위를 세밀하게 관찰하는데 어려움이 있었다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 볼륨 데이터가 획득된 대상체의 전체 영역 중에서 일부 영역에 대한 3차원 영상을 생성하고 디스플레이 하는 기술이 개발되었다. ‘볼륨 데이터’ 란, 다수의 복셀(voxel)들로 이루어진 데이터를 의미한다. 대상체에 대한 볼륨 데이터는, 대상체에 대한 공간 정보, 대상체 내에 포함되는 조직 또는 장기 등의 해부학적 형태 등과 같은 임상 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대상체에 대한 볼륨 데이터는, 대상체를 향하여 소정의 신호를 조사하고, 대상체로부터 반사된 신호 또는 투과된 신호로부터 획득된 데이터일 수 있다.
도 1에 도시된 종래 기술에 따르면, 의료 영상 디스플레이 장치는 볼륨 데이터가 획득된 대상체의 전체 영역 중에서 소정 범위 내에 포함되는 밝기 값들을 갖는 복셀들을 포함하는 영역들을 선택할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치는 선택된 영역들만을 렌더링 함으로써 3차원 의료 영상을 생성하고, 생성된 3차원 의료 영상을 디스플레이 할 수 있다.
먼저, 의료 영상 디스플레이 장치는, 대상체의 단면을 나타내는 2차원 의료 영상들(101, 013, 105, 107)을 디스플레이 할 수 있다. 사용자는, 대상체의 단면을 나타내는 2차원 의료 영상들만을 이용하여, 대상체에 포함되는 조직, 장기 등의 3차원적인 형태를 유추하는데 어려움이 있다.
이러한 사용자의 어려움을 해결하기 위하여, 의료 영상 디스플레이 장치는, 볼륨 데이터가 획득된 대상체의 전체 영역 중에서 사용자가 관심 있어하는 일부 영역에 대한 3차원 영상을 생성하기 위한 사용자 인터페이스(120)를 제공할 수 있다. 도 1의 사용자 인터페이스(120)는 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기 값들의 분포를 나타내는 히스토그램(121)을 포함할 수 있다. 히스토그램(121)의 가로축은 밝기 값들을 나타내고, 세로축은 볼륨 데이터 내에서 각 밝기 값을 갖는 복셀들의 수와 관련된 값을 나타낼 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치는, 볼륨 데이터가 획득된 대상체의 전체 영역 중에서 소정 범위 내에 포함되는 밝기 값들을 갖는 복셀들을 포함하는 영역들을 선택하기 위하여, 변환 함수(transfer function)를 히스토그램(121) 상에 설정하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 변환 함수를 히스토그램 상에 설정한다는 것은, 의료 영상 디스플레이 장치가 소정 범위 내에 포함되는 밝기 값들을 갖는 복셀들만을 남기고 나머지 복셀들을 필터링 하도록, 볼륨 데이터를 필터링 하기 위한 밝기 값의 범위를 설정하는 것을 의미한다.
사용자는, 히스토그램(121) 상에 디스플레이 되는 박스(123)의 크기 및 위치를 조절할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치는 박스(123)를 조절하는 사용자 입력에 기초하여 변환 함수를 설정할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치는 박스(123)의 크기 및 위치에 대응되는 범위 내의 밝기 값들을 갖는 복셀들을 포함하는 볼륨 데이터 내의 영역들만을 렌더링 함으로써 생성된 3차원 의료 영상을 디스플레이 할 수 있다.
도 1에 도시된 종래 기술에 따르면, 히스토그램(121)은 복셀들의 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기 값들의 분포에 대한 정보만을 제공할 뿐, 대상체의 특정 부위(예를 들어, 조직, 장기 등)의 형상이나 위치에 대한 정보를 제공하지 않는다. 따라서, 사용자가 관심 있어하는 관심 영역에 대한 3차원 영상을 제공받기 위해서는, 사용자는 관심 영역에 포함되는 복셀들의 밝기 값들을 미리 알고 있어야 한다. 사용자는, 히스토그램(121) 상의 박스(123)가 관심 영역에 포함되는 복셀들의 밝기 값들에 대응되는 위치 및 크기를 갖도록 박스(123)를 조절하여야 한다.
만약 사용자가 관심 영역에 포함되는 복셀들의 밝기 값들을 미리 알고 있지 못한 경우, 사용자는 박스(123)의 크기 및 위치를 조절하고 조절된 박스(123)에 기초하여 생성된 3차원 영상을 확인하는 과정을 반복하여야 한다. 사용자는, 박스(123)의 크기 및 위치를 조절하는 과정을 반복함으로써, 관심 영역에 대한 3차원 영상을 제공받기 위해 가장 적합한 박스(123)의 크기 및 위치를 결정해야 한다. 따라서, 도 1에 도시된 종래 기술에 따르면 사용자가 관심 영역에 대한 3차원 영상을 제공받기 위한, 변환 함수를 히스토그램 상에 직관적으로 설정하는 것에 어려움이 있다.
또한, 도 1에 도시된 종래 기술에 따르면, 의료 영상 디스플레이 장치는, 사용자가 히스토그램 상에 변환 함수를 설정하면, 볼륨 데이터가 획득된 대상체의 전체 영역 중에서 변환 함수에 대응되는 밝기 값들을 갖는 복셀들을 포함하는 영역들을 모두 렌더링 함으로써 3차원 의료 영상을 생성한다.
이 때, 변환 함수에 대응되는 밝기 값들을 갖는 복셀들을 포함하는 영역들은 사용자가 관심 있어 하지 않는 영역을 포함할 수 있다. 즉, 의료 영상 디스플레이 장치는, 사용자가 관심 있어 하지 않지만, 설정된 변환 함수에 대응되는 밝기 값들을 갖는 복셀들을 포함하는 영역도 렌더링할 수 있다. 따라서, 도 1에 도시된 종래 기술에 따르면, 의료 영상 디스플레이 장치가 디스플레이 하는 3차원 의료 영상은, 사용자가 관심 있어 하지 않는 영역에 대한 영상을 포함할 수 있다.
본 개시는, 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결함으로써, 빠르고 정확하게 사용자가 원하는 대상체 내의 특정 부위에 대한 3차원 의료 영상을 생성하고 디스플레이 할 수 있는 방법 및 장치의 제공을 목적으로 한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치(200)의 블록도이다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치는, 내부에 저장된 또는 외부로부터 수신된 영상 데이터를 이용하여 의료 영상을 사용자에게 디스플레이 하는 장치를 의미한다. 예를 들어, 의료 영상 디스플레이 장치는 초음파 영상, X 선 영상, CT (Computerized Tomography) 영상, MR (Magnetic Resonance), PET ((Positron Emission Tomography) 영상 등을 디스플레이 할 수 있으며, 질병의 진단 및 치료를 위하여 이용될 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치는, 소정 위치에 고정된 장치이거나, 카트형 또는 휴대형으로도 구현되어 이동 가능한 장치일 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치는, 질병의 진단 및 치료만을 위하여 제작된 장치일 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 스마트 폰(smart phone), 랩탑 컴퓨터, PDA, 태블릿 PC 등 영상을 디스플레이 할 수 있는 다양한 장치들을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 사용자 입력부(210), 프로세서(220) 및 디스플레이(230)를 포함할 수 있다.
사용자 입력부(210)는, 의료 영상 디스플레이 장치(200)를 제어하기 위한 데이터를 입력 받는 수단을 의미한다. 사용자 입력부(210)는, 대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 사용자 입력부(210)는, 키 패드, 터치 패널, 터치 스크린, 트랙볼, 조그 스위치 등 하드웨어 구성을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 음성 인식 센서, 제스쳐 인식 센서, 깊이 센서, 거리 센서 등 다양한 입력 수단을 더 포함할 수 있다.
일 예로서, 사용자 입력부(210)는, 마우스 또는 트랙볼을 포함하고, 마우스 또는 트랙볼에 대한 사용자의 조작에 따라 움직이는 커서를 이용하여 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 대상체를 나타내는 2차원 의료 영상을 디스플레이 하고, 디스플레이 된 2차원 의료 영상 상을 움직이는 커서의 위치에 기초하여 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택할 수 있다.
다른 예로서, 사용자 입력부(210)는, 터치 스크린을 포함하고, 터치 스크린 상의 소정 지점을 선택하는 사용자의 터치를 인식할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 대상체를 나타내는 2차원 의료 영상을 디스플레이 하고, 디스플레이 된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자의 터치에 기초하여, 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택할 수 있다.
프로세서(220)는, 의료 영상 디스플레이 장치(200)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다. 프로세서(220)는, 사용자 입력부(210) 및 디스플레이(230)를 제어할 수 있다.
프로세서(220)는, 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정할 수 있다.
프로세서(220)는, 사용자에 의해 선택된 지점의 밝기 값을 획득할 수 있다. 또한, 프로세서(220)는, 사용자 입력에 기초하여 볼륨 데이터 내에서 선택된 적어도 하나의 지점의 위치를 나타내는 좌표 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(220)는, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하기 위하여 다양한 영역 분할 알고리즘을 이용할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는, 임계값 이용 방법(threshold value method), 경계 검출 방식(edge detection method), 텍스처의 특징 값 이용 방식, 영역 성장(region growing) 알고리즘, 활성 윤곽(active contour) 알고리즘 등을 영역 분할 알고리즘으로서 이용할 수 있다.
임계치에 의한 영상 분할 방법인 임계값 이용 방법(threshold value method)은 주어진 영상에 대하여 히스토그램(histogram)을 만들고, 임계치를 결정하여 관심 영역을 분리하는 방법이다. 경계 검출 방법은 영상에서 그레이 레벨(gray level)이 불연속인 픽셀을 찾는 방법이다. 영역 성장법은 화소 간의 유사도를 측정하여 영역을 확장해 분할하는 방법이다. 텍스처 특징값을 이용하는 방식은 영상에서 픽셀 값의 불연속적인 변화를 정량화하는 방법으로, 통계학적 방법과 구조적 방법으로 나눌 수 있다. 활성 윤곽 알고리즘은 정의된 에너지 함수를 최소화하는 벡터 필드를 이용하여 경계 정보를 생성하고, 생성된 경계 정보를 통해 윤곽선을 검출하는 알고리즘이다. 상술한 영상 분할 알고리즘들은 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
일 예로서, 프로세서(220)는, 사용자에 의해 2차원 영상 내에서 선택된 지점의 밝기 값을 획득할 수 있다. 프로세서(220)는, 획득된 밝기 값을 포함하는 밝기 값의 소정 범위 내에 포함되는 밝기 값들을 결정할 수 있다. 소정 범위는 미리 결정된 밝기 값의 범위이거나, 사용자에 의해 설정된 밝기 값의 범위 일 수 있다. 프로세서(220)는, 결정된 밝기 값들을 갖는 복셀들로 구성되고, 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정할 수 있다. 프로세서(220)는, 영역 성장 알고리즘을 이용하여, 사용자에 의해 선택된 지점으로부터 영역을 확장하면서, 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정할 수 있다.
다른 예로서, 프로세서(220)는, 대상체의 단면을 나타내는 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력이 수신되면, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 초기 영역을 설정할 수 있다. 예를 들어, 초기 영역은 미리 결정된 크기의 구 형태의 영역일 수 있다. 프로세서(220)는 설정된 초기 영역 내에 포함되는 대상체의 조직의 윤곽을 결정할 수 있다. 설정된 초기 영역 내에 포함되는 대상체의 조직은, 사용자가 관심 있어 하는 특정 부위 일 수 있다. 프로세서(220)는, 활성 윤곽 알고리즘을 이용하여, 초기 영역 내에 포함되는 조직의 윤곽을 결정할 수 있다. 프로세서(220)는, 결정된 윤곽에 기초하여 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정할 수 있다. 프로세서(220)는, 결정된 윤곽 내에 포함되는 영역을 사용자가 3차원으로 보고자 하는 공간 영역으로서 결정할 수 있다.
또는, 프로세서(220)는, 대상체에 대한 2차원 의료 영상 상에 설정된 관심 영역 내에 포함되는 픽셀들의 밝기 값들에 기초하여 자동으로 변환 함수를 설정할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 뇌에 대한 T1 영상에서 회백질, 백질 및 척수액 각각을 나타내는 3차원 영상들을 제공받고자 하는 경우를 예로 들어 설명한다. 사용자는 회백질, 백질 및 척수액 각각에 해당하는 관심 영역들을 뇌에 대한 T1 영상 상에 설정할 수 있다. 프로세서(220)는, 설정된 관심 영역 내에 포함되는 픽셀들의 밝기 값들에 기초하여 자동으로 변환 함수들을 정의할 수 있다. 프로세서(220)는, 설정된 관심 영역 내에 포함되는 픽셀들의 밝기 값들을 갖는 복셀들 만을 남기고, 나머지 복셀들은 필터링 할 수 있다. 프로세서(220)는, 설정된 관심 영역 내에 포함되는 픽셀들의 밝기 값들에 대응되는 밝기 값들을 갖는 복셀들을 포함하는 공간 영역을 사용자가 3차원으로 보고자 하는 공간 영역으로서 결정할 수 있다.
프로세서(220)는, 볼륨 데이터로부터 2차원 의료 영상을 생성할 수 있다. 또한, 프로세서(220)는, 볼륨 데이터를 렌더링함으로써, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상을 생성할 수 있다.
디스플레이(230)는, 의료 영상 디스플레이 장치(200)에서 생성된 의료 영상을 표시한다. 디스플레이(230)는, 프로세서(220)에서 생성된 2차원 의료 영상 및 3차원 의료 영상 중 적어도 하나를 디스플레이 할 수 있다. 또한, 디스플레이(230)는 의료 영상 디스플레이 장치(200)에서 생성된 의료 영상뿐만 아니라 의료 영상 디스플레이 장치(200)에서 처리되는 다양한 정보를 GUI(Graphic User Interface)를 통해 표시할 수 있다.
디스플레이(230)는, 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전기영동 디스플레이(electrophoretic display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이(230)는, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 일부 영역을 나타내는 3차원 의료 영상을 디스플레이 할 수 있다.
디스플레이(230)는, 볼륨 데이터 내에서 결정된 공간 영역 내에서 사용자에 의해 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커를 3차원 의료 영상 상에 디스플레이 할 수 있다. 또한, 디스플레이(230)는, 2차원 영상에 겹쳐서 3차원 영상을 디스플레이 할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 볼륨 데이터 획득부(240), 통신부(250) 및 메모리(260) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
그러나, 도 3에 도시된 구성 요소 모두가 의료 영상 디스플레이 장치(200)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 3에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 의료 영상 디스플레이 장치(200)가 구현될 수도 있고, 도 3에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 의료 영상 디스플레이 장치(200)가 구현될 수도 있다.
볼륨 데이터 획득부(240)는 대상체에 대한 볼륨 데이터를 획득할 수 있다.
일 예로서, 볼륨 데이터 획득부(240)는, 대상체를 향하여 소정의 신호를 조사하고, 대상체로부터 반사된 신호 또는 대상체를 투과한 신호를 이용하여 대상체에 대한 볼륨 데이터를 형성할 수 있다. 다른 예로서, 볼륨 데이터 획득부(240)는, 통신부(250)를 통해 외부로부터 볼륨 데이터를 획득할 수 있다. 또 다른 예로서, 볼륨 데이터 획득부(240)는 메모리(250)로부터 미리 저장된 볼륨 데이터를 획득할 수 있다.
볼륨 데이터 획득부(240)는 대상체의 복수의 단면들에 대한 복수의 영상들을 조합함으로써, 대상체의 3차원 공간 영역에 대한 볼륨 데이터를 생성할 수 있다.
통신부(250)는, 유선 또는 무선으로 네트워크와 연결되어 외부 디바이스나 서버와 통신한다. 통신부(250)는 의료 영상 정보 시스템(PACS, Picture Archiving and Communication System)을 통해 연결된 병원 서버나 병원 내의 다른 의료 장치와 데이터를 주고 받을 수 있다. 또한, 통신부(250)는 의료용 디지털 영상 및 통신(DICOM, Digital Imaging and Communications in Medicine) 표준에 따라 데이터 통신할 수 있다.
통신부(250)는 네트워크를 통해 대상체의 진단과 관련된 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(250)는, CT, MRI, X-ray 등 의료 영상 획득 장치에서 촬영한 의료 영상 데이터를 송수신할 수 있다. 나아가, 통신부(250)는 외부 디바이스나 서버로부터 환자의 진단 이력이나 치료 일정 등에 관한 정보를 수신하여 대상체의 진단에 활용할 수도 있다. 나아가, 통신부(250)는 병원 내의 서버나 의료 장치뿐만 아니라, 의사나 환자의 휴대용 단말과 데이터 통신을 수행할 수도 있다.
통신부(250)는 외부 디바이스 또는 서버와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈, 유선 통신 모듈, 및 이동 통신 모듈을 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈은 소정 거리 이내의 근거리 통신을 위한 모듈을 의미한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 통신 기술에는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유선 통신 모듈은 전기적 신호 또는 광 신호를 이용한 통신을 위한 모듈을 의미하며, 일 실시 예에 의한 유선 통신 기술에는 페어 케이블(pair cable), 동축 케이블, 광섬유 케이블, 이더넷(ethernet) 케이블 등이 포함될 수 있다.
이동 통신 모듈은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
메모리(260)는 의료 영상 디스플레이 장치(200)에서 처리되는 여러 가지 정보를 저장한다. 메모리(260)는 의료 영상 디스플레이 장치(200)로 입력되는 의료 영상 데이터 또는 의료 영상 디스플레이 장치(200)를 통해 제공되는 의료 영상 등 대상체의 진단에 관련된 의료 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(260)는, 의료 영상 디스플레이 장치(200) 내에서 수행되는 알고리즘이나 프로그램을 저장할 수도 있다.
메모리(260)는 플래시 메모리, 하드디스크, EEPROM 등 여러 가지 종류의 저장매체로 구현될 수 있다. 또한, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 웹 상에서 메모리(260)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버를 운영할 수도 있다.
프로세서(220)는 사용자 입력부(210) 및 디스플레이(230)뿐만 아니라, 볼륨 데이터 획득부(240), 통신부(250) 및 메모리(260)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
프로세서(220), 볼륨 데이터 획득부(240) 및 메모리(260) 중 일부 또는 전부는 소프트웨어 모듈에 의해 동작할 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 상술한 구성 중 일부가 하드웨어에 의해 동작할 수도 있다. 또한, 볼륨 데이터 획득부(240) 및 메모리(260) 중 적어도 일부는 프로세서(220)에 포함될 수 있으나, 이러한 구현 형태에 제한되지는 않는다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치에 포함되는 프로세서의 블록도이다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치(200)의 프로세서(220)는, 영상 분석부(221), 영역 분할부(223) 및 영상 생성부(225)를 포함할 수 있다.
영상 분석부(221)는, 대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상 또는 3차원 영상을 분석할 수 있다. 또한, 영상 분석부(221)는, 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기를 분석할 수 있다.
대상체를 나타내는 2차원 의료 영상이 디스플레이 되고, 디스플레이 된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력이 수신되면, 영상 분석부(221)는, 사용자에 의해 선택된 지점의 밝기 값을 획득할 수 있다.
영역 분할부(223)는, 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여 볼륨 데이터를 복수의 공간 영역들로 분할 할 수 있다. 영역 분할부(223)는, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하고, 볼륨 데이터를 결정된 공간 영역과 나머지 공간 영역으로 분할할 수 있다.
영역 분할부(223)는, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하기 위하여 다양한 영역 분할 알고리즘을 이용할 수 있다.
영상 생성부(225)는, 대상체를 나타내는 볼륨 데이터를 이용하여 의료 영상을 생성할 수 있다. 영상 생성부(225)는, 볼륨 데이터에 대한 볼륨 렌더링 과정을 거쳐 3차원 초음파 영상을 생성할 수 있다. 나아가, 영상 생성부(225)는 텍스트, 그래픽을 이용하여 여러 가지 부가 정보를 의료 영상 상에 나타낼 수 있다. 예를 들어, 볼륨 데이터 내에서 사용자에 의해 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커를 3차원 의료 영상 상에 나타낼 수 있다.
도 5 및 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 의료 영상 디스플레이 장치가 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 화면을 도시한다.
도 5는 의료 영상 디스플레이 장치(200)가 환자의 무릎에 대한 영상들을 디스플레이 하는 경우를 도시한다.
먼저, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 무릎의 단면을 나타내는 2차원 의료 영상(510)을 생성하고 디스플레이 할 수 있다. 사용자는, 2차원 의료 영상(510)만으로는 대상체에 대한 공간 정보 또는 대상체에 포함된 조직의 해부학적 형태 정보를 제공받는데 어려움이 있다. 예를 들어, 사용자는 환자의 무릎의 연골의 3차원 형태를 관찰하고자 할 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 2차원 의료 영상(510) 내의 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 사용자는 사용자의 조작에 따라 2차원 의료 영상(510) 상에서 움직이는 커서(513)를 이용하여, 환자의 무릎의 연골에 포함되는 하나의 지점을 선택할 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 환자의 무릎의 연골에 해당하는 공간 영역을 결정하고, 결정된 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상(521)을 생성하고 디스플레이 할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 3차원 의료 영상(521)과 2차원 의료 영상(520)을 겹쳐서 디스플레이 할 수 있다.
도 6은 의료 영상 디스플레이 장치(200)가 환자의 머리에 대한 영상들을 디스플레이 하는 경우를 도시한다.
먼저, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 머리의 단면을 나타내는 2차원 의료 영상들(601, 603, 605)을 생성하고 디스플레이 할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 머리에 대한 T1 영상을 생성하고, 디스플레이 할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 머리에 대한 관상면(coronal plane), 시상면(sagittal plane), 및 수평면(axial plane)에 대한 영상을 디스플레이 할 수 있다.
그러나, 뇌의 특정 부위(예를 들어, 뇌하수체, 기저액, 해마체 등)에 대한 3차원적인 형태 정보는 단면 영상을 통해서 정밀하게 파악되기 어렵다. 예를 들어, 사용자는 환자의 해마체의 3차원 형태를 관찰하고자 할 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 2차원 의료 영상(601) 내의 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 사용자는 사용자의 조작에 따라 2차원 의료 영상(601) 상에서 움직이는 커서(613)를 이용하여, 환자의 해마체에 포함되는 하나의 지점을 선택할 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 환자의 해마체에 해당하는 공간 영역을 결정하고, 결정된 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상(607)을 생성하고 디스플레이 할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 뇌의 특정 부위에 대한 3차원적인 형태 정보뿐만 아니라, 종양과 같이 주변 조직과 다른 밝기 값의 분포를 갖는 영역에 대한 3차원적인 형태 정보를 제공할 수 있다. 종양은 뇌 영상 내에서 주변 조직에 비해 상대적으로 밝은 특징을 가진다. 그러므로, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 2차원 뇌 영상에서 종양을 나타내는 영역에 포함되는 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력에 기초하여, 뇌 종양의 3차원적인 형태를 나타내는 3차원 영상을 생성하고 디스플레이 할 수 있다.
본 개시에 따른 의료 영상 디스플레이 장치(200)를 이용하는 사용자는, 대상체에 대한 단면 영상을 보면서, 관심 있는 부위에 대한 3차원 영상을 빠르고 정확하게 제공받을 수 있다. 따라서, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 단면 영상에서 제공하지 못하는 대상체의 국소 부위에 대한 3차원 형태 정보를 제공함으로써, 사용자의 영상 분석이 용이하도록 하고, 나아가 질병의 진단 정확도를 높일 수 있다.
한편, 사용자가 2차원 의료 영상에서 적어도 하나의 지점을 선택한 경우에, 사용자는 대상체의 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상 내에서 선택된 지점의 위치를 파악하기 어려운 점이 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 사용자에 의해 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커를 3차원 의료 영상 상에 디스플레이 함으로써 사용자의 편의성을 증가시킬 수 있다.
도 7 및 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 의료 영상 디스플레이 장치가 디스플레이 하는 화면을 도시한다.
도 7 및 8은 의료 영상 디스플레이 장치(200)가 환자의 머리에 대한 영상들을 디스플레이 하는 경우를 도시한다.
먼저, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 머리의 단면을 나타내는 2차원 의료 영상(710)을 생성하고 디스플레이 할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 머리에 대한 TOF(Time-Of-Flight) 영상을 생성하고, 디스플레이 할 수 있다.
사용자는, 2차원 의료 영상(710)만으로는 대상체에 대한 공간 정보 또는 대상체에 포함된 조직의 해부학적 형태 정보를 제공받는데 어려움이 있다. 예를 들어, 사용자는 환자의 뇌의 혈관의 3차원 형태를 관찰하고자 할 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 2차원 의료 영상(710) 내의 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 사용자는 사용자의 조작에 따라 2차원 의료 영상(710) 상에서 움직이는 커서(713)를 이용하여, 환자의 혈관을 나타내는 영역에 포함되는 하나의 지점을 선택할 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 환자의 뇌의 혈관에 해당하는 공간 영역을 결정하고, 볼륨 데이터에 대해 MIP(Maximum Intensity Projection) 렌더링을 적용함으로써 혈관을 나타내는 3차원 의료 영상(720)을 생성하고 디스플레이 할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 혈관 영역(721)이 강조된 3차원 의료 영상(720)을 생성하고 디스플레이 할 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 혈관 영역(721) 내에서 사용자에 의해 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커(823)를 3차원 의료 영상(720) 상에 디스플레이 할 수 있다.
의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 사용자 입력에 기초하여 3차원 의료 영상(720)을 회전시킬 수 있다. 3차원 의료 영상(720)이 회전되면, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 도 8에 도시된 바와 같이 시점(view point)이 변경된 3차원 의료 영상(820)을 디스플레이 할 수 있다. 시점이 변경된 3차원 의료 영상(820)은, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 혈관 영역(821)이 강조된 영상이다.
3차원 의료 영상의 시점이 변경된다는 것은, 볼륨 데이터를 렌더링하는 방향이 변경된다는 것을 의미할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 3차원 의료 영상에 대한 시점이 변경된 경우에도, 사용자에 의해 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커(823)를 3차원 의료 영상(820) 상에 디스플레이 할 수 있다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치가 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 9에 도시된 방법의 각 단계는, 도 2 또는 도 3에 도시된 의료 영상 디스플레이 장치(200)의 구성 요소에 의해 수행될 수 있으며, 도 2 또는 도 3에 대한 설명과 중복되는 내용은 생략한다.
단계 S910에서 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 2차원 의료 영상을 디스플레이 하고, 디스플레이 된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 사용자 입력에 기초하여, 볼륨 데이터 내에서 적어도 하나의 지점의 위치를 나타내는 좌표 정보를 획득할 수 있다.
단계 S920에서 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 단계 S910에서 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하기 위하여 다양한 영역 분할 알고리즘을 이용할 수 있다. 또한, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 선택된 지점에 대한 좌표 정보를 더 고려하여, 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정할 수 있다.
단계 S930에서 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 볼륨 데이터를 볼륨 렌더링 함으로써, 단계 S920에서 결정된 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상을 생성할 수 있다. 단계 S940에서 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 3차원 의료 영상을 디스플레이 할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 단계 S920에서 결정된 공간 영역 내에서 단계 S910에서 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커를 3차원 의료 영상 상에 디스플레이 할 수 있다. 또한, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는, 2차원 의료 영상에 겹쳐서 3차원 의료 영상을 디스플레이 할 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 의료 영상 디스플레이 장치가 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 방법의 흐름도를 도시한다.
2차원 의료 영상 내에서 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신함에 있어서, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상을 디스플레이 하고(S1010), 디스플레이 된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신(S1020) 할 수 있다.
또한, 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 사용자에 의해 선택된 지점의 밝기 값 및 좌표 정보를 획득(S1030)하고, 획득된 밝기 값을 포함하는 소정 범위 내에 포함되는 밝기 값들을 결정(S1040)할 수 있다. 의료 영상 디스플레이 장치(200)는 획득된 좌표 정보에 기초하여, 결정된 밝기 값들을 갖는 복셀들로 구성되고, 사용자에 의해 선택된 지점을 포함하는 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정(S1050) 할 수 있다.
한편, 본 개시의 다양한 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (19)

  1. 대상체에 대한 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법에 있어서,
    상기 대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계;
    상기 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계;
    상기 볼륨 데이터를 볼륨 렌더링함으로써 상기 결정된 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계는,
    상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계; 및
    상기 디스플레이된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계는,
    상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계; 및
    상기 디스플레이된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력에 기초하여, 상기 볼륨 데이터 내에서 상기 적어도 하나의 지점의 위치를 나타내는 좌표 정보를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계는,
    상기 선택된 지점의 밝기 값을 획득하는 단계;
    상기 획득된 밝기 값을 포함하는 소정 범위 내에 포함되는 밝기 값들을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 밝기 값들을 갖는 복셀들로 구성되고, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계는,
    영역 성장(region growing) 알고리즘을 이용하여, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계는,
    상기 선택된 지점을 포함하는 미리 결정된 크기의 초기 영역을 설정하는 단계;
    상기 설정된 초기 영역 내에 포함되는 상기 대상체의 조직의 윤곽(contour)을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 윤곽에 기초하여 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 윤곽을 결정하는 단계는,
    활성 윤곽(active contour) 알고리즘을 이용하여, 상기 설정된 초기 영역 내에 포함되는 상기 대상체의 조직의 윤곽을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계는,
    상기 결정된 공간 영역 내에서 상기 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커를 상기 3차원 의료 영상 상에 디스플레이 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계는,
    상기 2차원 의료 영상에 겹쳐서 상기 3차원 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 사용자 입력부;
    상기 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하고, 상기 볼륨 데이터를 볼륨 렌더링함으로써 상기 결정된 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상을 생성하는, 프로세서; 및
    상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는, 디스플레이를 포함하는, 의료 영상 디스플레이 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 디스플레이는,
    상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하고,
    상기 사용자 입력부는,
    상기 디스플레이된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상 디스플레이 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 디스플레이는,
    상기 2차원 의료 영상을 디스플레이 하고,
    상기 사용자 입력부는,
    상기 디스플레이된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하고,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자 입력에 기초하여 상기 볼륨 데이터 내에서 상기 적어도 하나의 지점의 위치를 나타내는 좌표 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상 디스플레이 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 선택된 지점의 밝기 값을 획득하고, 상기 획득된 밝기 값을 포함하는 소정 범위 내에 포함되는 밝기 값들을 결정하고,
    상기 결정된 밝기 값들을 갖는 복셀들로 구성되고, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상 디스플레이 장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    영역 성장 알고리즘을 이용하여, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상 디스플레이 장치.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 선택된 지점을 포함하는 미리 결정된 크기의 초기 영역을 설정하고, 상기 설정된 초기 영역 내에 포함되는 상기 대상체의 조직의 윤곽을 결정하고, 상기 결정된 윤곽에 기초하여 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상 디스플레이 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    활성 윤곽 알고리즘을 이용하여, 상기 설정된 초기 영역 내에 포함되는 상기 대상체의 조직의 윤곽을 결정하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상 디스플레이 장치.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 디스플레이는,
    상기 결정된 공간 영역 내에서 상기 선택된 지점의 위치를 나타내는 마커를 상기 3차원 의료 영상 상에 디스플레이하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상 디스플레이 장치.
  18. 제10 항에 있어서,
    상기 디스플레이는,
    상기 2차원 의료 영상에 겹쳐서 상기 3차원 의료 영상을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상 디스플레이 장치.
  19. 의료 영상을 디스플레이 하기 위한 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 방법은,
    대상체를 나타내는 볼륨 데이터로부터 생성된 2차원 의료 영상 내의 적어도 하나의 지점을 선택하는 사용자 입력을 수신하는 단계;
    상기 볼륨 데이터에 포함되는 복셀들의 밝기들에 기초하여, 상기 선택된 지점을 포함하는 상기 볼륨 데이터 내의 공간 영역을 결정하는 단계;
    상기 볼륨 데이터를 볼륨 렌더링함으로써 상기 결정된 공간 영역을 나타내는 3차원 의료 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 3차원 의료 영상을 디스플레이 하는 단계를 포함하는, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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