KR0155803B1 - 원격 의료진단시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원격 의료진단시스템에 관한 것으로서, 영상 혹은 방사선 장비를 구비한 전송지의 송신수단은 스캐닝부, 영상변환부, 관심영역 표시부, 압축부와 전송부로 구성되고, 방사선과 의사가 있는 원격지의 수신수단은 자동수신 및 파일링부, 복원부, 디스플레이부와 영상처리부로 구성된다. 따라서, 원격지로 전송할 영상의 종류 혹은 환자진단의 긴박성에 따라서 선택된 압축방식으로 압축을 행할 수 있고, 원격지의 자동수신 및 파일링 기능에 의해 영상의 전송 및 수신이 편리할 뿐 아니라 원격지의 의사는 수신된 영상파일들을 하나씩 선택하여 진단이 가능하며, 의사가 현재 컴퓨터 상에 다른 작업을 행하고 있더라도 전송된 영상을 자동으로 수신하여 저장할 수 있다.

Description

원격 의료진단시스템

제1도는 종래의 원격 의료진단시스템을 나타낸 블럭도.

제2도는 본 발명에 의한 원격 의료진단시스템을 나타낸 블럭도.

제3도는 제2도에 도시된 관심영역 표시부의 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트.

제4도는 제2도에 도시된 압축부에 있어서 관심영역에 기반을 둔 압축방식의 개요을 설명하기 위한 도면.

제5도는 제2도에 도시된 원격 의료진단시스템의 실시예.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 영상 스캐닝부 22 : 영상변환부

23 : 관심영역 표시부 24 : 압축부

25 : 전송부 26 : 자동수신 및 파일링부

27 : 복원부 28 : 디스플레이부

29 : 영상처리부

본 발명은 원격 의료진단시스템(Teleradiology system)에 관한 것으로서, 특히 원격지에서 의료영상을 진단하기 위한 의료진단시스템에 관한 것이다.

지금까지 방사선 진료는 필름에 찍힌 환자의 의료영상을 보고 행해졌다. 그러므로 의사의 진단을 받기 위해서는 환자의 의료영상이 얻어지는 곳에 방사선과 의사가 있어야만 했다. 만약 의사가 없으면 나중에 위해 필름을 보관하거나 다른 곳에 있는 의사에게 보이기 위해 직접 필름을 운반해야 한다. 즉, 필름으로 의료영상을 진단하는 것은 공간과 시간의 제약을 받게 되어 환자의 신속한 진단에 많은 영향을 미치게 된다.

그러나, 근래에 들어 컴퓨터가 도입된 의료장비와 필름을 디지탈화할 수 있는 레이저 스캐너가 개발되어 환자의 의료영상이 컴퓨터에 저장될 수 있게 되었다. 디지탈화된 의료영상은 쉽게 저장하고, 보고, 다루고, 전송할 수 있다.

원격 의료진단시스템은 이러한 디지탈화된 의료영상을 컴퓨터와 통신망을 이용하여 전송지에서 원격지로 전송함으로써 원거리에서 방사선과 의사 혹은 관련된 의사가 진료를 할 수 있도록 하는 의료 서비스 장비로서, 가장 통상적인 전송지는 병원이고, 원격지는 의사의 집 혹은 사무실이다.

환자나 외상 피해자가 병원으로 운반되었을 때, 그 환자는 한가지 이상의 의료처리를 받게 된다. 현재의 의료처리에는 CAT(Computerized Axial Tomography) 혹은 CT(Computed Tomography) 스캔, MRI(Magnetic Resonance Imaging), NMI(Nuclear Medicine Imaging), 초음파 및 X 선 촬영 등이 포함된다. 스케쥴, 작업 부담, 위급, 예산압박 등에 따라서, 방사선과 의사가 의료영상을 판독하기 위한 임의의 주어진 시간에 병원에 없을 수도 있다. 원격 의료진단시스템을 이용하여 방사선과 의사는 원격지에서 전송된 의료영상을 살펴봄으로써 담당영역을 확장할 수 있다. 의료영상은 표준 전화선을 통하여 가장 빈번하게 전송되었지만, 셀룰라 텔레폰, 디지탈 셀룰라 라디오, 광섬유 및 위성통신의 출현으로 인하여 전송매체는 더 이상 표준 전화선에 국한되지 않게 되었다.

실제로, 영상 혹은 방사선장비는 외상을 입은 조직을 스캔하고, 그 결과 생성되는 생 디지탈 데이타는 비디오 신호로 변환되어 연결된 모니터 혹은 디스플레이 장치에 디스플레이된다. 대부분의 영상 혹은 방사선장비는 생 데이타를 저장하기 위한 수단에 사용하는데, 저장하기 이전에 생 데이타를 압축한다. 가장 일반적인 저장장치는 자기 디스크 드라이브(8인치, 5.25인치, 3.5인치 중 하나), 테이프 드라이브 혹은 광디스크 드라이브, 광자기 디스크 드라이브 등으로서, 기록용으로 사용된다.

환자 신체의 하나의 특정 부위에 대한 방사선 단층 스캔을 '슬라이스'라고 하며, 슬라이스들은 통상적으로 5㎜ 이격되어 있다. 슬라이스들을 모이는 것을 스터디(study)라고 하는데, 이 스터디에는 일반적으로 20 내지 40개의 슬라이스들이 포함된다.

각 슬라이스를 묘사하기 위해 데이타 매트릭스가 사용되는데, 가장 일반적인 데이타 매트릭스는 512×512 유효 데이타 포인트로 이루어진다. 그러나, 매트릭스의 크기는 가변적이다. 예를 들어, Elscint CT 스캔 모델 No. 1800은 오퍼레이터가 세개의 서로 다른 매트릭스 크기, 즉 256×256, 340×340과 512×512 중에서 선택할 수 있다. 매트릭스 내의 각 포인트들은 농도값을 가질 수 있는데, 이 농도값은 슬라이스내의 특정 포인트에서 발견되는 물질의 농도를 나타낸다.

대부분의 CT 스캐너들은 각 농도값에 대한 수치를 할당하기 위하여 Houndsfield 스케일을 이용한다. Houndsfield 스케일은 마이너스 1000에서 3095까지의 레인지를 가지는데, 공기는 마이너스 1000의 수치가 할당되고, 물은 제로의 수치가 할당되고, 뼈는 200 이상의 농도값으로 할당된다.

슬라이스를 볼 때, 방사선과 의사는 Houndsfield 스케일의 전체 레인지를 보는 것이 아니라, 슬라이스가 디스플레이되기 이전에 윈도우를 지정한다. 윈도우는 협(narrowing) 필터로서, 때로는 윈도우가 생 데이타의 98%에 해당할 수도 있다. 조직 윈도우는 내출혈을 체크하기 위하여 정의되고, 뼈 윈도우는 골절을 체크하기 위해 정의된다.

예를 들어, 연조직이 특별한 관심거리인 경우, 방사선과 의사는 제로에서 100에 걸친 윈도우를 정의한다. 이 예에서 제로 이하의 임의의 농도값은 CRT 스크린상에 블랙으로 나타나고, 100 이상의 임의의 농도값은 화이트로 나타난다. 정의된 레인지내의 농도값은 회색 음영으로 나타난다.

통상적으로 원격 의료진단시스템에서는 영상 혹은 방사선장비로부터 원격지의 디스플레이장치로 비디오 데이타를 전송하기 위하여 해당 하드웨어와 소프트웨어를 사용한다. 제1도에 도시된 종래의 원격 의료진단시스템에 있어서 병원 등의 전송지의 영상획득부(1)에서는 영상 혹은 방사선 장비에 의해 생성된 의료영상 필름으로부터 원하는 의료영상을 획득하여 손실압축부(2)에서 이산여현변환 등의 손실압축을 행한 후, 전송부(3)에서는 송신 모뎀 등을 통하여 방사선과 의사가 있는 원격지로 전송한다.

한편, 원격지의 수신부(4)에서는 전송되는 압축된 의료영상을 수신 모뎀 등을 통하여 수신하여, 복원부(5)에서 압축 이전의 의료영상으로 복원하도록 하고, 임의의 디스플레이부(6)에 디스플레이함으로써 방사선과 의사가 해당 의료영상을 살펴볼 수 있도록 한다.

그러나, 종래의 원격 의료진단시스템에서는 원격지로 전송하고자 하는 의료영상에 대하여 압축비가 20:1 정도로 큰 손실압축을 행하므로, 의료영상의 전송시간을 줄일 수 있지만 원격지에서 복원한 영상이 원영상에 비하여 화질이 저하되어 방사선과 의사 혹은 관련된 의사가 진단시 오류를 범할 가능성이 있다.

또한, 윈도우 설정시 손실압축으로 인한 가공된 특성이 나타나 진단을 어렵게 한다. 예를 들어, 뼈의 금이 간 부분은 손실압축 및 복원으로도 용이하게 찾을 수 있지만, 작은 종양과 같은 섬세한 부위는 쉽게 찾을 수 없다.

그리고, 모뎀 등을 통하여 의료영상을 전송할 경우에는 원격지에서 의사가 대기하고 있지 않은 경우에는 전송이 불가능한 문제가 있다. 또한, 의료영상만을 전송하기 때문에 환자나 영상에 관련된 정보는 다른 통신매체를 통하여 별도로 전송해야 하는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 획득한 의료영상의 종류 및 진단의 긴박성에 따라서 손실압축방식, 무손실압축방식 및 관심영역에 근거한 압축방식 중에서 선택된 압축방식으로 의료영상을 압축한 후 원격지로 전송하기 위한 원격 의료진단시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 원격지의 수신단에서 자동수신을 행함으로써 원격지의 의사가 부재중일 경우에도 전송된 영상이 자동 파일링되도록 하기 위한 원격 의료진단시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 전송지로부터 의료영상 데이타 뿐 아니라 환자정보, 영상획득정보, 필름정보 및 영상정보를 함께 원격지로 전송함으로써 의사의 진단에 도움을 주기 위한 원격 의료진단시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 원격 의료진단시스템은 전송지에서 방사선 장비에 의해 얻어진 의료영상 필름을 스캐닝하여 디지탈 영상을 생성하는 스캐닝부; 상기 스캐닝부에서 생성된 디지탈 영상을 전송표준포맷으로 변환하기 위한 영상변환부; 상기 영상변환부에서 전송표준포맷으로 변환된 영상의 종류에 따라 선택된 소정의 압축방식에 의해 상기 변환된 영상을 압축하기 위한 압축부; 상기 압축부에서 압축된 영상을 원격지로 전송하기 위한 전송부; 상기 전송지로부터 전송된 영상을 자동으로 수신하고 파일링하기 위한 자동수신 및 파일링부; 상기 자동수신 및 파일링부에서 저장된 영상파일을 복원하기 위한 복원부; 및 상기 복원부에서 복원된 영상을 디스플레이하기 위한 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 원격 의료진단시스템은 전송지에서 방사선 장비에 의해 얻어진 의료영상 필름을 스캐닝하여 디지탈 영상을 생성하는 스캐닝부; 상기 스캐닝부에서 생성된 디지탈 영상을 전송포맷으로 변환하기 위한 영상변환부; 상기 영상변환부에서 전송표준포맷으로 변환된 영상에 대하여 관심영역을 표시하기 위한 관심영역 표시부; 상기 관심영역 표시부에서 표시된 영상의 관심영역은 무손실압축으로, 비관심영역은 손실압축방식에 의해 압축하기 위한 압축부; 상기 압축부에서 압축된 영상을 원격지로 전송하기 위한 전송부; 상기 전송지로부터 전송된 영상을 자동으로 수신하고 파일링하기 위한 자동수신 및 파일링부; 상기 자동수신 및 파일링부에서 저장된 영상파일을 복원하기 위한 복원부; 및 상기 복원부에서 복원된 영상을 디스플레이하기 위한 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

제2도는 본 발명에 의한 원격 의료진단시스템을 나타낸 블럭도이다.

제2도에 도시된 원격 의료진단시스템은, 전송지에서 방사선 장비에 의해 얻어진 의료영상 필름을 스캐닝하여 디지탈 영상을 생성하는 스캐닝부(21)와, 스캐닝부(21)에서 생성된 디지탈 영상을 전송표준포맷으로 변환하는 영상변환부(22)와, 영상변환부(22)에서 전송표준포맷으로 변환된 영상에 대하여 관심영역을 표시하는 관심영역 표시부(23)와, 관심영역 표시부(23)에서 표시된 영상의 관심영역은 무손실압축으로, 비관심영역은 손실압축방식에 의해 압축하는 압축부(24)와, 압축부(24)에서 압축된 영상을 원격지로 전송하는 전송부(25)와, 전송된 영상을 자동으로 수신하고 파일링하는 자동수신 및 파일링부(26)와, 자동수신 및 파일링부(26)에서 저장된 영상파일을 복원하는 복원부(27)와, 복원부(27)에서 복원된 영상을 디스플레이하는 디스플레이부(28)와, 디스플레이부(28)에 디스플레이된 영상 중 의사의 진단을 돕기 위하여 원하는 영상에 대하여 소정의 처리를 행하는 영상처리부(29)로 구성된다. 여기서, 압축부(24)는 스위치(24a), 손실압축부(24b), 무손실 압축부(24c) 및 관심영역에 기반한 압축부(24d)로 구성된다.

여기서, 영상변환부(22), 관심영역 표시부(23)와 압축부(24)는 고해상도 모니터를 갖는 퍼스널 컴퓨터에 의해 구현되고, 자동수신 및 파일링부(26), 복원부(27)와 영상처리부(29)는 고해상도 모니터를 갖는 퍼스널 컴퓨터에 의해 구현된다.

그러면 본 발명의 동작을 제2도 내지 제5도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제2도를 참조하면, 영상 스캐닝부(21)에서는 의료영상 필름을 스캐닝하여 디지탈 영상을 생성한다.

영상변환부(22)에서는 ACR/NEMA에서 권고하는 표준화된 영상포맷을 따르기 위해 영상 스캐닝부(21)에서 스캐닝한 영상을 DICOM(Digital Image COmmunication in Medicine) 형태로 변환한다. 이때, 이름, 나이, 성별 등의 환자정보, 모달러티, 촬영부위 등의 영상획득정보, 필름크기 등의 필름정보, 가로픽셀수, 세로픽셀수, 픽셀당 비트수 등의 영상정보를 하나의 DICOM 파일로 만들어서 함께 전송한다.

관심영역 표시부(23)에서는 영상변환부(22)에서 변환된 영상을 압축하기 이전에 마우스나 펜 등을 이용하여 관심영역을 표시한다. 이 관심영역의 표시방법은 제3도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 마우스나 펜을 이용하여 의료영상에서 관심영역 주위를 정점(vertex)들로 나타낸 후(제31단계), 정점들을 선으로 연결한다(제32단계). 제32단계에서 선의 연결은 시간순에 따라 현재의 정점과 다음 정점을 결정한다. 가장 나중에 그려진 정점과 맨 처음 그린 정점을 연결하면 폴리곤(polygon)이 형성된다. 폴리곤의 내부를 씨드필(seed fill) 알고리즘을 사용하여 채운다(제33단계). 이 채워진 폴리곤이 관심영역에 해당한다.

압축부(24)에서는 관심영역 표시부(23)에서 출력되는 의료영상을 압축하는데, 이때 사용되는 압축방식으로는 손실압축, 무손실압축 및 관심영역에 기반을 둔 압축방식이 있다. 이 중 관심영역에 기반을 둔 압축방식의 개념을 제4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제4도에 있어서, 가슴 부위를 촬영한 영상(4a)이 주어졌을 때, 빗금칠한 부위(4b)가 관심영역(ROI : Region Of Interest)에 해당하는 폐이고, 그 이외의 영역(4c)은 비관심영역(NROI : Non Region Of Interest)이다. 관심영역에 근거한 압축방식에서는 관심영역(4b)에 대해서는 무손실압축을 수행하고, 비관심영역(4c)에 대해서는 손실압축을 수행한다. 따라서 중요 부위에 대해서는 영상의 화질이 저하되지 않으면서 전체영상에 대해서는 압축비를 높일 수 있다.

압축부(24)에서 압축된 영상은 전송부(25)를 통해 원격지 수신부로 전송된다. 전송된 영상은 자동수신 및 파일링부(26)에 의해 의사의 수신준비를 전송부(25)에 알리지 않고도 자동수신 및 파일링되도록 한다. 이는 원격지의 컴퓨터에서 멀티태스킹 기능으로 구현이 가능하다.

복원부(27)에서는 수신된 영상들 중에서 의사가 선택한 영상을 압축 이전의 영상으로 복원한다. 영상의 복원은 전송된 영상의 압축방식에 따라서 압축의 역과정으로 행해진다.

디스플레이부(28)에서는 복원부(27)에서 복원된 영상을 디스플레이하며, 예로는 모니터 등이 사용된다.

영상처리부(29)는 디스플레이부(28)에 디스플레이된 영상에 대하여 의사가 좀 더 자세히 보기 위해 소정의 처리를 행하는 것으로서, 영상처리의 종류로는 윈도우/레벨(window/level), 확대경(magnifying glass), 확대(zooming), 반전(reversing), 좌우/상하 자리바꿈(horizontal/vertical flipping), 시계방향/반시계방향 회전(clockwise/counter-clockwise rotation) 등이 있다.

상술한 원격 의료진단시스템의 동작을 제5도에 도시된 실시예를 통해 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

전송지의 컴퓨터(52)는 필름 스캐너(51), 디스플레이 모니터(53)와 전송모뎀(54)을 제어하는데, 먼저 컴퓨터(52)는 레이저 필름 스캐너(51)를 통해 의료영상 필름을 디지타이징하고, 디지탈 영상을 아날로그 신호로 변환하여 디스플레이 모니터(53) 상에 디스플레이한다. 디스플레이 모니터(53) 상에 디스플레이된 영상을 보면서 전송지의 기술자는 관심영역을 표시한다. 원격지에 영상을 전송하기 전에 영상을 압축하는데, 압축방식으로는 손실압축, 무손실압축 및 관심영역에 기반한 압축방식이 있으며, 이 중 하나를 선택하여 압축을 수행한 후 전송모뎀(54)을 통해 원격지로 전송한다. 전화선로를 통해 영상을 전송하기 위해 전송선로를 설정하고 전화를 건 다음 영상을 전송한다. 선로 설정 항목으로는 전송속도, 패리티 체크 등이 있다.

원격지에는 수신모뎀(55), 컴퓨터(56), 저장장치(57)와 디스플레이 모니터(58)로 구성된다. 원격지에서도 컴퓨터(56)는 주변기기들을 제어하는 역할을 한다. 수신모뎀(55)를 통해 전송지에서 전송된 영상은 자동으로 디스크 등의 저장장치(57)에 저장된다. 저장된 영상 파일 중 방사선과 의사에 의해 선택한 영상 파일은 압축 이전의 영상으로 복원되고, 디스플레이 모니터(58) 상에 디스플레이된다. 방사선과 의사는 디스플레이 모니터(58) 상에 디스플레이된 영상을 보면서 방사선 진단을 행한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 원격 의료진단시스템에서는 손실압축, 무손실압축 및 관심영역에 기반한 압축방식을 지원하므로 원격지로 전송할 영상의 종류 혹은 환자 진단의 긴박성에 따라서 선택된 압축방식으로 압축을 행할 수 있는 이점이 있다.

또한, 원격지 수신부의 자동수신 및 파일링 기능에 의해 영상의 전송 및 수신이 편리할 뿐 아니라 원격지의 의사는 수신된 영상파일들을 하나씩 선택하여 진단이 가능하며, 의사가 현재 컴퓨터 상에 다른 작업을 행하고 있더라도 전송된 영상을 자동으로 수신하여 저장할 수 있는 이점이 있다.

또한, 영상정보 뿐 아니라 환자정보, 영상획득에 관한 정보, 필름 정보등을 함께 하나의 DICOM 파일로 말들어서 전송하므로 원격지와 전송지간에 환자를 진단하는데 필요한 추가적인 통신매체가 없어도 되는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 전송지에서 방사선 장비에 의해 얻어진 의료영상 필름을 스캐닝하여 디지탈 영상을 생성하는 스캐닝부; 상기 스캐닝부에서 생성된 디지탈 영상과 함께 적어도 환자의 이름, 나이, 성별을 포함하는 환자정보, 가로, 세로 픽셀수 및 픽셀당 비트수를 포함하는 영상정보, 모달러티 및 촬영부위를 포함하는 영상획득정보 및 필름크기를 포함하는 필름정보를 함께 전송표준포맷으로 변환하기 위한 영상변환부; 상기 영상변환부에서 전송표준포맷으로 변환된 영상에 대하여 관심영역을 표시하기 위한 관심영역 표시부; 상기 관심영역 표시부에서 표시된 영상의 관심영역은 무손실압축으로, 비관심영역은 손실압축방식에 의해 압축하기 위한 압축부; 상기 압축부에서 압축된 영상을 원격지로 전송하기 위한 전송부; 상기 전송지로 부터 전송된 영상을 자동으로 수신하고 파일링하기 위한 자동수신 및 파일링부; 상기 자동수신 및 파일링부에서 저장된 영상파일을 복원하기 위한 복원부; 및 상기 복원부에서 복원된 영상을 디스플레이하기 위한 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 의료진단시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 원격 의료진단시스템은 상기 디스플레이부에 디스플레이된 영상 중 의사의 진단을 돕기 위하여 원하는 영상에 대하여 소정의 처리를 행한 후 재차 상기 디스플레이부에 디스플레이하기 위한 영상처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 의료진단시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 관심영역표시부에서의 관심영역 표시는 상기 영상변환부에서 변환된 영상에서 관심 영역 주위를 정점(Vertex)들로 나타내고, 시간순에 따라 현재의 정점과 다음 정점을 결정한 후 가장 나중에 그려진 정점과 맨 처음 그린 정점을 연결하여 폴리곤을 형성함으로써 행하는 것을 특징으로 하는 원격 의료진단시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 영상변환부와 압축부는 고해상도 모니터를 구비한 퍼스널 컴퓨터에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 원격 의료진단시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 자동수신 및 파일링부와 복원부는 고해상도 모니터를 구비한 퍼스널 컴퓨터에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 원격 의료진단시스템.