KR101836817B1 - 3차원 방사선 영상의 처리 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
3차원 방사선 영상의 처리 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟을 포함하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치는, 제1 면의 공간 정보를 획득하는 제1 면 공간 정보 획득부, 제1 타겟이 갖는 위치 정보 및 제1 면의 공간 정보를 고려하여 제1 구간을 결정하고, 제1 구간에 포함되는 단층 영상들을 투영하여 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 제1 타겟 영상 획득부 및 타겟을 제1 타겟과, 제2 타겟으로 구별하기 위한 바운더리 정보를 획득하고, 바운더리 정보와 제1 면의 공간 정보를 이용하여, 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 제2 타겟 영상 획득부를 포함한다.
Description
본 발명은 방사선 영상으로부터 필요한 정보의 획득을 용이하게 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 2차원 이상의 방사선 영상으로부터 영상처리를 통하여 필요한 정보를 효율적으로 획득할 수 있게 하는 방사선 영상의 처리 방법 및 장치를 제공한다.
일반적으로, 의료 분야에서는 진료 목적을 위하여 CT 등의 X선 촬영 영상을 사용하게 된다. 이는 피사체에 투과성이 높은 X선 등의 방사선을 조사하면, 피사체의 물리적 성질과 거리에 따라 X선의 세기가 감쇠되는 특성을 이용하여 조사된 방사선을 수광하는 이미지 센서에서 피사체의 투영(Projection)을 영상을 획득함으로써 얻어진다. 특히 치과의 경우 진단을 위하여 전체 턱 및 머리 특히 환자의 악궁에 대한 엑스레이 영상을 생성하여 활용한다. 그런데, X선 촬영 영상은 인체 내부 조직에 대한 영상으로서 전문가가 아닌 일반인에게는 익숙하지 아니하며, 전문 인력의 경우에도 진료에 필요한 정보를 획득하기 위하여 별도의 과정을 거쳐야 한다.
특히, 치과나 성형외과 분야 등에서는 진료 기타 목적으로 구강 내부 구조를 다양한 방향에서 재구성한 이미지가 계속적으로 활용되는데, 이때 영상처리 과정에서 별도의 인력이 필요하고 계속적인 작업이 요구되어 경제적 시간적으로 상당한 부담이 발생하게 된다. 따라서, 보다 효율적으로 영상으로부터 원하는 정보를 획득하도록 하는 방안이 요구되고 있다.
한편, 치과에서 환자의 턱 및 머리 영역을 촬영하기 위하여 사용되는 치과용 콘빔시티(CBCT: cone beam computered tomography)의 경우, 시티 영상을 촬영한 후 축상면(axial) 이미지 상에서 악궁의 적당한 위치에 수동으로 점을 찍은 후 재구성된 파노라마 및 단면 이미지를 얻도록 함이 종래 보편적으로 활용되었는데, 이 과정에서 방사선사 내지 위생사와 같은 전문 인력이 투입되고 작업자의 숙련도에 따라 오차 발생의 여지가 있으며 진단 및 치료가 지연된다는 점에서 보다 빠르고 정확하게 표준화된 재구성 이미지를 획득할 수 있도록 하는 방안이 요구된다.
기존에 소개된 방법들은 재구성된 이미지를 생성하기 위하여, 치아의 치관(crown) 부분만을 분리하고 교합면의 높이를 산출하여 아치를 그리는 기준으로 이용하였으나, 이는 치아 전체가 결실된 무치악 또는 일부가 결실된 부분무치악 환자의 경우에는 적용이 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 기존의 방법들은 악궁의 전체가 촬영된 풀 아치(full arch)를 처리하는 경우만을 가정하여 치아 일부가 촬영된 단면의 경우 이미지를 재구성하기 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명은 방사선 영상에 있어서, 영상에 포함된 타겟의 공간 정보 획득을 위한 영상 처리 방법 및 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다. 보다 상세하게는, 3차원 방사선 영상에 포함되는 타겟에 대하여 보다 정확한 공간 정보를 획득하도록 하는 3차원 방사선 영상의 처리 획득 방법 및 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치는, 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 타겟을 포함하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치에 있어서, 3차원 방사선 영상에서 타겟의 공간적인 위치를 특정하기 위한 제1면의 공간 정보를 획득하는 제1면 공간 정보 획득부, 미리 결정된 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 타겟에 포함되고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제1타겟이 갖는 위치 정보 및 제1 면의 공간 정보를 고려하여 제1 구간을 결정하고, 제1 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 제1 타겟 영상 획득부 및 타겟을 제1 타겟과, 제1 타겟과 적어도 일부 인접하고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제2 타겟으로 구별하기 위한 바운더리 정보를 획득하고, 획득된 바운더리 정보와 제1 면의 공간 정보를 이용하여, 3차원 방사선 영상을 제1기준면에 투영하여, 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 제2 타겟 영상 획득부를 포함한다.
이때, 제2 타겟 영상 획득부는, 바운더리 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 바운더리 구간을 결정하고, 결정된 바운더리 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 바운더리 구간 투영 영상을 획득하고, 바운더리 구간 투영 영상에 포함되는 제1 타겟이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 바운더리의 위치 정보를 결정하는 바운더리 위치 정보 결정부 및 결정된 바운더리의 위치 정보 및 제1면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 제2타겟 구간을 결정하고, 결정된 제2 타겟 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 제2 타겟 구간에서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는, 제2 타겟 구간에서의 제2타겟 영상 획득부를 포함할 수 있다.
또한, 획득한 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 제1 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 획득한 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 제2 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는, 합산 영상 획득부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치는, 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해질 수 있다.
이때, 제2 타겟 영상 획득부는, 치경부 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 치경부 구간을 결정하고, 결정된 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치경부 투영 영상을 획득하고, 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 치경부의 위치 정보를 결정하는 치경부 위치 정보 결정부 및 결정된 치경부의 위치 정보 및 교합면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 치경부 구간을 결정하고, 결정된 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치관부 구간에서 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는, 치관부 구간에서의 치관부 영상 획득부를 포함할 수 있다.
여기서, 치경부 위치 정보 결정부는, 치경부 정보를 고려하고 제1기준면과 평행하도록 결정된 제1 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제1 치경부 구간을 획득하고, 제1 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 제1 치경부 투영 영상을 획득하고, 제1 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 제1 치경부 영상 분석부, 제1 치경부 기준면을 일정 구간 치관부의 방향으로 이동시켜 제2 치경부 기준면을 획득하고, 제2 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제2 치경부 구간을 획득하고, 제2 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제2 치경부 투영 영상을 획득하고, 제2 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 제2 치경부 영상 분석부 및 제1 치경부 기준면을 고려하여 결정되는 제1 치경부 기준면의 위치 정보를 치경부의 위치 정보로 결정하는, 치경부 기준 위치 결정부를 포함할 수 있다.
또한, 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 악골이 갖는 위치 정보 및 교합면의 공간 정보를 고려하여 악골 구간을 결정하고, 악골 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하고, 획득한 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 획득한 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 치관부가 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는, 합산 영상 획득부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법은, 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 타겟을 포함하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서, 3차원 방사선 영상에서 타겟의 공간적인 위치를 특정하기 위한 제1면의 공간 정보를 획득하는 단계, 미리 결정된 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 타겟에 포함되고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제1타겟이 갖는 위치 정보 및 제1 면의 공간 정보를 고려하여 제1 구간을 결정하고, 제1 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계 및 타겟을 제1 타겟과, 제1 타겟과 적어도 일부 인접하고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제2 타겟으로 구별하기 위한 바운더리 정보를 획득하고, 획득된 바운더리 정보와 제1 면의 공간 정보를 이용하여, 3차원 방사선 영상을 제1기준면에 투영하여, 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계를 포함한다.
여기서, 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 것은, 제1 면과 획득한 바운더리 정보를 고려하여 정해지는 구간인 제2 구간에 있어서, 제2구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 것으로 할 수 있으며, 제1면의 공간 정보를 획득하는 것은, 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 제1 면이 갖는 위치 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다.
또한, 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계는, 바운더리 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 바운더리 구간을 결정하고, 결정된 바운더리 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 바운더리 구간 투영 영상을 획득하고, 바운더리 구간 투영 영상에 포함되는 제1 타겟이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 바운더리의 위치 정보를 결정하는 단계 및 결정된 바운더리의 위치 정보 및 제1면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 제2타겟 구간을 결정하고, 결정된 제2 타겟 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 제2 타겟 구간에서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 획득한 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 제1 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 획득한 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 제2 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해질 수 있다. 이때, 교합면의 3차원 방사선 영상에서의 공간 정보를 획득하는 것은, 제1 기준면에 수직하는 제2 기준면에 대하여 3차원의 방사선 영상을 투영하여 제2 기준면에 대한 2차원 투영 영상을 획득하고, 제2 기준면에 대한 2차원 투영 영상에 있어서, 치관부가 분포하는 영역의 내부 공간으로 정의되는 치아 사이 영역의 공간 정보를 고려하여 교합면의 공간 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다.
이 경우, 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계는, 치경부 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 치경부 구간을 결정하고, 결정된 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치경부 투영 영상을 획득하고, 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 치경부의 위치 정보를 결정하는 단계 및 결정된 치경부의 위치 정보 및 교합면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 치관부 구간을 결정하고, 결정된 치관부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치관부 구간에서 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 치경부의 위치 정보를 결정하는 단계는, 치경부 정보를 고려하고 제1기준면과 평행하도록 결정된 제1 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제1 치경부 구간을 획득하고, 제1 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 제1 치경부 투영 영상을 획득하고, 제1 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 단계, 제1 치경부 기준면을 일정 구간 치관부의 방향으로 이동시켜 제2 치경부 기준면을 획득하고, 제2 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제2 치경부 구간을 획득하고, 제2 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제2 치경부 투영 영상을 획득하고, 제2 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 단계 및 제1 치경부 기준면을 고려하여 결정되는 제1 치경부 기준면의 위치 정보를 치경부의 위치 정보로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 악골이 갖는 위치 정보 및 교합면의 공간 정보를 고려하여 악골 구간을 결정하고, 악골 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하고, 획득한 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 획득한 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 치관부가 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법은, 상악 치경부의 3차원 공간에서의 공간 정보를 정의하기 위한 상악 치경부의 제1 위치 정보를 획득하고, 제1 위치 정보를 고려하여 제1 기준면에 대하여 적분하기 위한 상악 치경부 구간을 결정하고, 결정된 상악 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 상악 치경부 예비 투영 영상을 획득하고, 상악 치경부 예비 투영 영상에 포함되는 상악 치경부가 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 제1 위치 정보를 상악 치경부의 위치 정보로 결정하고, 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계 및 획득한 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상에 대하여, 뼈에 대응하는 이진화 기준값에 대하여 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 이진화 하고, 이진화된 영상에 포함되는 상악 치경부가 분포하는 영역인 제1 영역에 있어서, 제1 영역을 축소 및 구멍 채우기 처리한 것으로 정의되는 제2 영역을 획득하고, 제1 영역에 대하여 제2 영역과 중첩되는 영역을 마스킹한 영역인 제3 영역을 획득하고, 제3 영역에 중심선을 획득하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치 중 제2 타겟 영상 획득부를 상세히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치 중 중 제2 타겟 영상 획득부에 있어서 바운더리 위치 정보 결정부를 상세히 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차원 방사선 영상의 처리 방법을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계 중 바운더리의 위치 정보를 결정하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계의 일예를 상세히 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 포함하는 투영 영상을 획득하는 단계의 일부를 상세히 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계의 일예를 상세히 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제3 영역의 중심선을 획득하는 단계의 일예를 상세히 도시한 것이다.
도 12는 본 발명에서 3차원의 방사선 영상을 기준면에 대하여 투영하여, 2차원의 투영 영상을 획득하는 것을 상세히 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 대하여 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치 중 제2 타겟 영상 획득부를 상세히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치 중 중 제2 타겟 영상 획득부에 있어서 바운더리 위치 정보 결정부를 상세히 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차원 방사선 영상의 처리 방법을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계 중 바운더리의 위치 정보를 결정하는 단계를 상세히 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계의 일예를 상세히 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 포함하는 투영 영상을 획득하는 단계의 일부를 상세히 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계의 일예를 상세히 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제3 영역의 중심선을 획득하는 단계의 일예를 상세히 도시한 것이다.
도 12는 본 발명에서 3차원의 방사선 영상을 기준면에 대하여 투영하여, 2차원의 투영 영상을 획득하는 것을 상세히 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 대하여 도시한 것이다.
발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서의 부(means)는 본 명세서에서 설명되는 각 명칭에 따른 기능과 동작을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미할 수도 있고, 특정 기능과 동작을 수행할 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드를 의미할 수도 있고, 또는 특정 기능과 동작을 수행시킬 수 있는 컴퓨터 프로그램 코드가 탑재된 전자적 기록 매체, 예를 들어 프로세서 또는 마이크로 프로세서를 의미할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에서, 2차원의 영상은 3차원 방사선 영상을 미리 정해진 기준면에 대하여 투영하여 얻어진 2차원의 투영 영상이거나, 미리 정해진 이진화 기준값에 따라 이진화 된 영상일 수 있으며, 특히, 3차원 방사선 영상을 축상면 또는 시상면 중 어느 하나에 대하여 투영하여 얻어진 2차원의 영상 또는 그 이진화 영상일 수 있다. 3차원의 영상은 방사선 촬영 장치 예컨대, 시티(CT; computed tomography, 컴퓨터 단층 촬영 장치) 촬영 장치로 획득한 3차원 영상을 이용할 수 있다. 그러나 이에 한정하지는 아니한다. 또한, 본 발명에서의 제1 기준면은 축상면으로 구현될 수 있다. 이진화 기준값은, 타겟의 종류에 따라 선택적으로 정해질 수 있으나, 치관부의 이진화 기준값 및 악골의 이진화 기준값에 대하여는 뼈(bone)의 이진화 기준값을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에서 후방은 안면부를 기준으로 기술된 것이며, 예컨대 치아가 위로 가도록 배치된 축상면 투영 영상에 있어서는 아래 방향에 해당하고, 전방의 경우 반대로 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치(10)를 나타낸다. 본 발명은 종래 콘빔씨티(CBCT: cone beam computered tomography, 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영)의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 3차원 방사선 영상의 처리 장치(10)는 치과용 방사선 영상 처리 장치로써 콘빔씨티(CBCT: cone beam computered tomography, 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영 장치)의 한 종류일 수 있다. 즉, 3차원 방사선 영상은 X선을 이용하여 인체의 횡단면상을 나타내는 CT(Computed Tomography)영상을 포함하고, 3차원 방사선 영상의 처리 장치는 전술한 컴퓨터 단층 촬영 장치(CT; computed tomography)로 마련될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치(10)는 제1면 공간 정보 획득부(100), 제1 타겟 영상 획득부(200) 및 제2 타겟 영상 획득부(300)를 포함한다. 또한 합산 영상 획득부(400)를 추가로 구비할 수 있다. 본 발명에서의 3차원 방사선 영상의 처리 장치(10)는, 방사선 촬영 장치를 이용하여 타겟을 포함하는 3차원의 방사선 영상을 획득하고, 획득한 3차원 방사선 영상을 소정의 기준면에 대하여 투영하여 2차원 투영 영상을 획득하고, 획득한 2차원 투영 영상에 대하여 이진화, 팽창, 구멍 채우기 등의 영상 처리를 수행하여, 타겟의 공간 정보를 보다 효율적으로 획득하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치(10)의 일 실시예에 따르면, 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지도록 구현될 수 있다. 또한, 악골은 상악골 또는 하악골 중 하나일 수 있으며, 치관부는 상악 치관부 또는 하악 치관부 중 하나일 수 있으며, 바운더리 정보는 상악 치경부 또는 하악 치경부 정보를 고려하여 정해지도록 할 수 있다.
제1면 공간 정보 획득부(100)는, 3차원 방사선 영상에서 타겟의 공간적인 위치를 특정하기 위한 제1 면의 공간 정보를 획득할 수 있다. 이때, 제1 면의 공간 정보를 획득 하는 것은 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 제1 면이 갖는 위치 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다. 제1 면 공간 정보 획득부(100)는, 타겟에 포함되는 제1면의 위치 정보를 획득하여, 제1 면을 기준으로 하여 타겟의 공간 정보를 획득하도록 하며, 획득한 제1 면의 공간 정보를 제2 타겟 영상 획득부(200)로 전달하여, 제1 면을 기준으로 3차원 영상을 투영하기 위한 구간을 결정하도록 할 수 있다.
특히, 제1 면이 치아의 교합면인 경우에, 3차원 방사선 영상에서의 공간 정보를 획득하는 것은, 제1 기준면에 수직하는 제2 기준면에 대하여 3차원의 방사선 영상을 투영하여 제2 기준면에 대한 2차원 투영 영상을 획득하고, 제2 기준면에 대한 2차원 투영 영상에 있어서, 치관부가 분포하는 영역의 내부 공간으로 정의되는 치아 사이 영역의 공간 정보를 고려하여 교합면의 공간 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다. 보다 상세하게는, 제2 기준면이 시상면 또는 관상면인 경우에, 시상면 또는 관상면에 대하여 투영된 2차원 투영 영상에 있어서, 치아 사이 공간이 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우로 나누어, 치아 사이 공간이 존재하는 경우에는 치아 사이 공간의 2차원 투영 영상에서의 높이 정보를 획득하여 높이의 평균값을 교합면의 위치 정보로 획득하고, 치아 사이 공간이 존재하지 않는 경우에는, 하악에 대하여 치경부 정보를 획득하고, 획득한 치경부 높이에 평균적인 치관의 길이(예컨대, 6mm)를 더한 값과 치아 사이 공간을 가우시안 필터링(Gaussian filtering)하여 획득한 높이값의 평균값을 교합면의 위치 정보로 획득할 수 있다.
제1 타겟 영상 획득부(200)는, 미리 결정된 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 타겟에 포함되고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제1타겟이 갖는 위치 정보 및 제1 면의 공간 정보를 고려하여 제1 구간을 결정하고, 제1 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하도록 할 수 있다. 제1 타겟 영상 획득부(200)는, 제1 면 공간 정보 획득부(100)로부터 제1 면의 공간 정보를 전달받고, 제1 면의 위치 정보와 제1 타겟의 위치 정보를 이용하여 투영할 구간을 결정하고, 결정된 구간에 대하여 단층 영상들을 적분하여 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다.
특히, 제1 면이 교합면이고 제1 타겟이 악골인 경우에, 3차원 영상을 시상면에 대하여 투영한 2차원 투영 영상에 있어서 악골이 분포하는 영역 정보를 획득하고, 악골이 분포하는 영역을 정의하기 위한 일방 끝점으로서 악골 특징점을 정의하여, 시상면에 포함되고 축상면에 수직하는 기준축에 대하여 악골 특징점과 교합면이 분포하는 영역을 고려하여, 3차원 영상을 투영하기 위한 구간을 결정하고, 결정된 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다.
제2 타겟 영상 획득부(300)는, 타겟을 영상 처리의 대상이 되는 제1 타겟과, 제1 타겟과 적어도 일부 인접하고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제2 타겟으로 구별하기 위한 바운더리 정보를 획득하고, 획득된 바운더리 정보와 제1면의 공간 정보를 이용하여, 3차원 방사선 영상을 미리 결정된 제1기준면에 투영하여, 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 제2 타겟 영상 획득부(300)는, 제1 면 공간 정보 획득부(100)로부터 획득한 제1 면의 공간 정보를 전달받고, 제1 면의 공간 정보와, 제1 타겟과 제2 타겟을 구별하는 바운더리 정보를 이용하여 제2 타겟 영상을 획득할 수 있다. 제2 타겟 영상 획득부(300)는 제2 타겟이 치관부인 경우에 치관부 영상 획득부로서, 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 제2 타겟 영상 획득부(300)에 대하여 도 2, 도 3에서 상세히 서술한다.
합산 영상 획득부(400)는, 획득한 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 제1 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 획득한 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 제2 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 합산 영상 획득부(400)는, 제1 타겟을 포함하는 투영 영상에 포함된 제1 타겟이 분포하는 영역의 일부와, 제2 타겟을 포함하는 투영 영상에 포함된 제2 타겟이 분포하는 영역의 일부를 합산하여, 타겟에 공간 정보를 획득하기 위한 보다 정확한 근거로 활용할 수 있다.
또한, 제1 타겟이 악골이고, 제2 타겟이 치관부인 경우에, 본 발명의 일 실시예에 따른 합산 영상 획득부(400)는, 제1 기준면과 제1 기준면에 직하는 제1 기준축을 중심으로 악골이 갖는 위치 정보 및 교합면의 공간 정보를 고려하여 악골 구간을 결정하고, 악골 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하고, 획득한 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 획득한 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 치관부가 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하도록 할 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 타겟이 하악골이고, 제2 타겟이 하악 치관부인 경우에, 치관부 전체와 하악골 전체의 중심을 지나는 아치라인(arch line)을 획득하기 위한 것으로서, 하악골의 투영 영상 중 후방부와 치관부의 투영 영상중 전방부를 합산하여, 합산된 투영 영상을 획득할 수 있다. 합산 영상 획득부(400)는, 바람직하게는 제1 타겟이 하악골이고 제2 타겟이 하악 치관부인 경우에 하악의 아치라인을 획득하기 위하여 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치 중 제2 타겟 영상 획득부(300)를 상세히 도시한 것이다. 본 발명에 따른 제2 타겟 영상 획득부(300)는 바운더리 위치 정보 결정부(310) 및 제2 타겟 구간에서의 제2 타겟 영상 획득부(330)를 포함하여 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 제2 타겟 영상 획득부(200)는 제1 면 공간 정보 획득부(100)로부터 획득한 제1면의 공간 정보를 입력받고, 제1 타겟과 제2 타겟을 구별하기 위한 위치정보로 정의되는 바운더리의 위치 정보와 제1 면의 공간 정보를 이용하여 결정되는 소정의 구간에 대하여, 3차원의 방사선 영상을 투영하여, 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 특히 바운더리 정보는 치경부 정보를 고려하여 정해지고 제2 타겟이 치관부인 경우에, 치경부의 위치 정보를 결정하고 치경부 위치 정보를 이용하여 치관부 구간을 결정하여, 치관부 구간에서의 치관부 투영 영상을 획득할 수 있다.
바운더리 위치 정보 결정부(310)는, 바운더리 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 바운더리 구간을 결정하고, 결정된 바운더리 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 바운더리 구간 투영 영상을 획득하고, 바운더리 구간 투영 영상에 포함되는 제1 타겟이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 바운더리의 위치 정보를 결정할 수 있다. 바운더리 위치 정보 결정부(310)는, 제1 타겟과 제2 타겟을 구별하기 위한 바운더리 정보에 있어서, 소정에 구간에 대하여 2차원의 투영 영상을 획득하고, 투영 영상에 포함된 제1 타겟이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여 바운더리 위치 정보를 결정하고, 결정된 바운더리 위치 정보를 제2 타겟 구간에서의 제2 타겟 영상 획득부(330)로 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 바운더리 위치 정보 결정부(310)는 치경부 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 치경부 구간을 결정하고, 결정된 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치경부 투영 영상을 획득하고, 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 치경부의 위치 정보를 결정하는 치경부 위치 정보 결정부로 구현 될 수 있다.
제2 타겟 구간에서의 제2 타겟 영상 획득부(330)는, 결정된 바운더리의 위치 정보 및 제1면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 제2타겟 구간을 결정하고, 결정된 제2 타겟 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 제2 타겟 구간에서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 제2 타겟 구간에서의 제2 타겟 영상 획득부(330)는, 바운더리 위치 결정부(310)로부터 바운더리 위치 정보를 전달받고, 바운더리 위치 정보와 제1 면의 위치 정보를 이용하여 제2 타겟 구간을 결정하고, 제2 타겟 구간에서의 투영 영상으로서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 특히 제2 타겟이 치관부인 경우에, 치관부의 투영 영상을 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 제2 타겟 구간에서의 제2 타겟 영상 획득부(330)는, 결정된 치경부의 위치 정보 및 교합면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 치관부 구간을 결정하고, 결정된 치관부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치관부 구간에서 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는, 치관부 구간에서의 치관부 영상 획득부로 구현될 수 있다.
특히, 제1 타겟이 하악골이며, 제2 타겟은 하악 치관부이고, 바운더리 정보는 하악 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 하악 치관부의 2차원 투영 영상을 획득하는 것은, 바운더리 위치 정보 결정부(310)로부터 획득한 하악 치경부의 위치 정보를 이용하여, 하악 치경부 높이로부터 교합면의 높이까지의 구간인 하악 치관부 높이를 결정하고, 하악 치관부 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 하악 치관부의 2차원 투영 영상을 획득하는 것으로 구현될 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 타겟 구간에서의 제2 타겟 영상을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 것은, 제1 타겟이 하악골이며, 제2 타겟은 하악 치관부이고, 바운더리 정보는 하악 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 하악 치관부 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 획득된 투영 영상으로부터 치아 공간 후방을 적어도 일부 제거한 후, 치관부의 이진화 기준값에 대하여 이진화하고, 하악 치관부가 분포하는 영역에 대하여 바운딩 박스(bounding box)를 형성한 후, 투영 영상에 있어서 바운딩 박스 내부에 해당하는 영역에 대하여 대비도를 높이고, 치관부의 이진화 기준값보다 낮은 값으로 이진화하고, 이진화된 영상에서 하악 치관부가 분포하는 영역에 대하여 팽창(dilation) 및 구멍 채우기 처리하고 최대 면적을 가지는 오브젝트만 남도록 하여 하악 치관부의 2차원 투영 영상을 획득하는 것으로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 장치 중 중 제2 타겟 영상 획득부에 있어서 바운더리 위치 정보 결정부(310)를 상세히 도시한 것이다. 바운더리 위치 정보 결정부(310)는 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 치경부가 소정의 기준축에 분포하는 경계값 정보를 획득하는 치경부 위치 정보 결정부로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바운더리 위치 정보 결정부(310)는, 제1 치경부 영상 분석부(311), 제2 치경부 영상 분석부(313) 및 치경부의 기준 위치 결정부(315)를 포함하여 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 바운더리 위치 결정부(310)는, 바운더리 정보를 이용하여 결정되고 소정의 간격을 가지는 구간에서 2차원의 투영 영상을 획득하여, 획득된 영상에 포함되는 제1 타겟이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여 바운더리 위치 정보를 결정할 수 있다. 도 1 내지 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1 치경부 영상 분석부(311)는, 치경부 정보를 고려하고 제1기준면과 평행하도록 결정된 제1 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제1 치경부 구간을 획득하고, 제1 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 제1 치경부 투영 영상을 획득하고, 제1 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단할 수 있다. 바람직하게는, 제1 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 및 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만인지 판단할 수 있다.
특히 하악에 적용되어 제1 타겟은 하악골이고 제2 타겟은 하악 치관부이고 바운더리 정보는 하악 치경부 정보를 고려하여 결정되는 경우에, 2차원의 투영 영상에 포함되는 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 판단하는지 여부를 고려하고, 제1 타겟의 2차원의 투영 영상에 포함되는 하악골이 분포하는 영역으로부터 악궁의 길이를 획득하고, 제2 타겟의 2차원의 투영 영상에 포함되는 하악골이 분포하는 영역으로부터 악골의 길이를 획득하여, 악궁의 길이가 악골의 길이의 일정 비율(예컨대, 90%) 이상인지 여부를 고려할 수 있다. 이때, 악궁 또는 악골의 길이는 축상면의 2차원의 투영 영상에서 수직방향축에 해당하는 기준축에 대하여 악궁 또는 악골을 투영하였을 때, 악궁 또는 악골이 분포하는 값을 의미한다. 이와 같이 악궁 및 악골의 길이 정보를 고려하는 것은, 치아(치관)뿐만 아니라 악골의 투영이 적절하게 반영되도록 하여 치아(치관)와 악골이 모두 포함된 진단에 적합한 이미지를 획득하기 위함이다. 또, 악골이 포함되어야만 부분 무치악 및 무치악 부위를 포함한 이미지를 획득할 수 있다.
보다 상세하게는, 수평이 맞추어진 영상으로부터, 하악 치경부 높이에 해당하는 기준면으로서 제1 치경부 기준면으로부터, 제1 치경부 기준면으로부터 소정 간격(예컨대, 2mm) 치근 방향까지의 구간인 제1 하악 치경부 구간에 있어서, 제1 하악 치경부 구간에 대하여 3차원 영상을 투영하여, 제1 하악 치경부 투영 영상을 획득하고, 획득한 제1 하악 치경부 투영 영상을 악골의 이진화 기준값으로 이진화한 후, 하악골이 분포하는 영역에 대하여 바운딩 박스(bounding box)를 형성하여, 제1 하악 치경부 투영 영상에서 바운딩 박스 내부에 해당하는 영역은 악골의 이진화 기준값보다 낮은 이진화 기준값으로 이진화하고, 팽창(dilation)처리하여 획득한 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지와 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만인지 판단하고, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율(예컨대, 90%)이상인지 판단할 수 있다.
판단 결과, 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하거나, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만일 경우, 적분 구간을 변경 내지 치근 방향으로 더 확장 하여 위 과정을 반복하고, 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하지 않고, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 이상인 경우, 치경부의 기준 위치 결정부(315)가 다음 단계를 수행하도록 할 수 있다.
제2 치경부 영상 분석부(313)는, 제1 치경부 기준면을 일정 구간 치관부의 방향으로 이동시켜 제2 치경부 기준면을 획득하고, 제2 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제2 치경부 구간을 획득하고, 제2 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제2 치경부 투영 영상을 획득하고, 제2 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단할 수 있다. 바람직하게는, 제2 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 및 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만인지 판단할 수 있다.
한편, 상기 두 조건을 만족하는 경우, 즉 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하지 않고, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 이상인 경우에는, 적분 구간을 치관 방향으로 확장하면서 위 두 조건이 만족되지 않는 전단계까지 투영 영상의 적분 구간의 높이를 조정할 수 있다.
또한, 치관 혹은 치근 방향으로 적분 구간을 이동 또는 확장시켜도 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하거나, 현재 악궁의 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만일 경우, 악골이 분포하는 영역의 면적이 최대값이 되는 적분 구간에서의 치경부 기준면(높이)을 치경부의 위치 정보로 정할 수 있다.
특히 하악에 적용되어 제1 타겟은 하악골이고 제2 타겟은 하악 치관부이고 바운더리 정보는 하악 치경부 정보를 고려하여 결정되는 경우에, 제1 하악 치경부 기준면을 일정 간격(예컨대, 2mm) 치관부의 방향으로 이동시켜 제2 하악 치경부 기준면을 획득하고, 하악 치경부 높이로부터 소정 간격(예컨대, 2mm) 치근 방향까지의 구간인 제2 하악 치경부 구간에 있어서, 제2 하악 치경부 구간에 대하여 3차원 영상을 투영하여, 제2 하악 치경부 투영 영상을 획득하고, 획득한 제2 하악 치경부 투영 영상을 악골의 이진화 기준값으로 이진화한 후, 하악골이 분포하는 영역에 대하여 바운딩 박스(bounding box)를 형성한 후, 제2 하악 치경부 투영 영상에서 바운딩 박스 내부에 해당하는 영역은 악골의 이진화 기준값보다 낮은 이진화 기준값으로 이진화하고, 팽창(dilation)처리하여 획득한 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단한 후, 복수개의 오브젝트를 포함하지 않는 경우, 치경부의 기준 위치 결정부(315)가 다음 단계를 수행하도록 할 수 있다. 이때, 획득한 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 것과 더불어, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만인지 판단하여, 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하지 않고 일정 현재 악궁 길이가 악골 길이의 비율 이상인 경우, 치경부의 기준 위치 결정부(315)가 다음 단계를 수행하도록 할 수 있다. 한편, 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하거나 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만인 경우 제2 하악 치경부 기준면을 일정 간격(예컨대, 2mm) 치근부의 방향으로 이동시켜 위와 동일한 과정을 수행하도록 할 수 있다.
이때, 기준면을 이동시켜 영상의 투영 구간을 정하는 것은, 제 1 치경부 기준면에서 일정 높이(예컨대, 5mm) 이내로 하한선을 정하고, 정한다. 제 1 치경부 기준면에서 일정 높이 (예컨대, 5mm) 이내로 상한선을 정할 수 있다.
한편, 치경부에서부터 교합면까지의 구간에 포함되고 축상면에 평행하는 단층 영상들을 적분하여 획득한, 치관부를 포함하는2차원의 투영 영상에 대하여, 영상에 포함되는 치관부가 분포하는 영역 또는 팽창 처리된 치관부가 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하고, 복수개의 오브젝트를 포함하는 것으로 판단되는 경우에는, 결정된 치경부로부터 소정의 구간에 대한 축상면 방향의 적분 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역의 적어도 일부를 치관부가 분포하는 영역에 합산하여 복수개의 오브젝트를 포함하지 않도록 하는 치관부 영역 보정부를 추가적으로 구비할 수 있다. 이는, 무치악 또는 부분 무치악 환자의 경우에 있어서, 치관부가 분포하는 영역에서 발생하는 빈 부분을 채우기 위함이다.
치경부의 기준 위치 결정부(315)는 제1 치경부 기준면을 고려하여 결정되는 제1 치경부 기준면의 위치 정보를 치경부의 위치 정보로 결정할 수 있다. 이때, 제1 치경부 기준면의 위치 정보는 제1 기준면과 수직하는 제1 기준축에 있어서 제1 치경부 기준면이 분포하는 위치 정보인 것으로 할 수 있다. 결정된 치경부의 위치 정보는 치관부 구간을 획득하여 치관부 투영 영상을 획득에 이용될 수 있다.
특히 하악에 적용되어 제1 타겟은 하악골이고 제2 타겟은 하악 치관부이고 바운더리 정보는 하악 치경부 정보를 고려하여 결정되는 경우에, 제2 하악 치경부 투영 영상에 포함되는 하악골이 분포하는 영역이 영역이 단일 오브젝트를 포함하거나, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 이상인 경우 제1 하악 치경부 기준면의 위치 정보를 치경부의 위치 정보로 결정할 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법을 나타낸다. 본 발명에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법은 제1 면의 공간 정보를 획득하는 단계(S100), 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S200) 및 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S300)을 포함할 수 있다. 본 발명에서의 3차원 방사선 영상의 처리 방법은, 방사선 촬영 장치를 이용하여 타겟을 포함하는 3차원의 방사선 영상을 획득하고, 획득한 3차원 방사선 영상을 소정의 기준면에 대하여 투영하여 2차원 투영 영상을 획득하고, 획득한 2차원 투영 영상에 대하여 이진화, 팽창, 구멍 채우기 등의 영상 처리를 수행하여, 타겟의 공간 정보를 보다 효율적으로 획득하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법은, 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 것으로 할 수 있다. 한편, 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 것은, 제1 면과 획득한 바운더리 정보를 고려하여 정해지는 구간인 제2 구간에 있어서, 제2 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 것으로 할 수 있다. 또한, 제1면의 공간 정보를 획득하는 것은, 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 제1 면이 갖는 위치 정보를 획득하는 것으로 할 수 있다.
제1 면의 공간 정보를 획득하는 단계(S100)에서는, 3차원 방사선 영상에서 타겟의 공간적인 위치를 특정하기 위한 제1 면의 공간 정보를 획득할 수 있다. 제1 면의 공간 정보를 획득하는 단계(S100)는, 타겟에 포함되는 제1 면의 위치 정보를 획득하고 제1 면을 기준으로 하여 타겟의 공간 정보를 획득하도록 하며, 획득한 제1 면의 공간 정보는 3차원 영상을 투영하기 위한 구간 결정에 이용될 수 있다.
이때, 제1 면이 치아의 교합면인 경우, 교합면의 3차원 방사선 영상에서의 공간 정보를 획득하는 것은, 제1 기준면에 수직하는 제2 기준면에 대하여 3차원의 방사선 영상을 투영하여 제2 기준면에 대한 2차원 투영 영상을 획득하고, 제2 기준면에 대한 2차원 투영 영상에 있어서, 치관부가 분포하는 영역의 내부 공간으로 정의되는 치아 사이 영역의 공간 정보를 고려하여 교합면의 공간 정보를 획득하는 것으로 구현될 수 있다. 보다 상세하게는, 제2 기준면이 시상면 또는 관상면인 경우에, 시상면 또는 관상면에 대하여 투영된 2차원 투영 영상에 있어서, 치아 사이 공간이 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우로 나누어, 치아 사이 공간이 존재하는 경우에는 치아 사이 공간의 2차원 투영 영상에서의 높이 정보를 획득하여 높이의 평균값을 교합면의 위치 정보로 획득하고, 치아 사이 공간이 존재하지 않는 경우에는, 하악에 대하여 치경부 정보를 획득하고, 획득한 치경부 높이에 평균적인 치관의 길이(예컨대, 6mm)를 더한 값과 치아 사이 공간을 가우시안 필터링하여 획득한 높이값의 평균값을 교합면의 위치 정보로 획득할 수 있다.
제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S200)에서는, 미리 결정된 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 타겟에 포함되고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제1타겟이 갖는 위치 정보 및 제1 면의 공간 정보를 고려하여 제1 구간을 결정하고, 제1 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S200)에서는, 제1 면의 위치 정보와 제1 타겟의 위치 정보를 이용하여 투영 구간을 결정하고, 결정된 구간에 대하여 단층 영상들을 적분하여 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다.
특히, 제1 면이 교합면이고 제1 타겟이 악골인 경우에, 3차원 영상을 시상면에 대하여 투영한 2차원 투영 영상에 있어서 악골이 분포하는 영역 정보를 획득하고, 악골이 분포하는 영역을 정의하기 위한 일방 끝점으로서 악골 특징점을 정의하여, 시상면에 포함되고 축상면에 수직하는 기준축에 대하여 악골 특징점과 교합면이 분포하는 영역을 고려하여, 3차원 영상을 투영하기 위한 구간을 결정하고, 결정된 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다.
한편, 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S200)는, 제1 타겟이 상악 치경부인 경우에, 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하도록 할 수 있다. 보다 상세하게는, 상악 치경부의 수직 방향 높이를 획득하고, 이를 이용하여 상악 치경부 구간을 결정하고, 상악 치경부 구간에 포함되는 단층 영상들을 적분하여 상악 치경부 예비 투영 영상을 획득하고, 상악 치경부 예비 투영 영상에 포함되는 치경부가 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 상악 치경부의 위치 정보를 결정하고, 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다.
이때, 상악 치경부 구간은, 상악 치경부의 높이로부터 소정의 간격(예컨대, 2mm)을 가지는 수직 방향 구간으로 정의될 수 있다. 또한, 상악 치경부 예비 투영 영상에 포함하는 상악 치경부가 분포하는 영역에 대하여, 복수개의 오브젝트를 포함하는지를 고려하고, 상악 치경부가 분포하는 영역에서 양단의 최후방부의 수직 방향 깊이 차이(양쪽 악궁 장경의 길이의 차이)가 소정 비율(예컨대, 10%) 이내인지 또는 악궁 장경의 길이가 치아 공간 깊이의 소정 비율(예컨대, 70%) 이상인지를 더욱 고려하여, 제1 위치 정보를 상악 치경부의 위치 정보로 결정할 수 있다. 이와 관련하여는, 도 13에서 상세히 후술한다.
제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S300)에서는, 타겟을 영상 처리의 대상이 되는 제1 타겟과, 제1 타겟과 적어도 일부 인접하고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제2 타겟으로 구별하기 위한 바운더리 정보를 획득하고, 획득된 바운더리 정보와 제1 면의 공간 정보를 이용하여, 3차원 방사선 영상을 미리 결정된 제1기준면에 투영하여, 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S300)에서는, 제1 면의 공간 정보와, 제1 타겟과 제2 타겟을 구별하는 바운더리 정보를 이용하여 제2 타겟 영상을 획득할 수 있다. 특히 제2 타겟이 치관부인 경우에, 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법은, 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 악골이 갖는 위치 정보 및 교합면의 공간 정보를 고려하여 악골 구간을 결정하고, 악골 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하고, 획득한 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 획득한 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 치관부가 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S400)를 더 포함할 수 있다. 이와 관련하여는 도 5에서 후술한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차원 방사선 영상의 처리 방법을 도시한 것이다. 본 발명에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법은 제1 면의 공간 정보를 획득하는 단계(S100) 및 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S200) 및 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S300)에 있어서, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S400)를 추가적으로 구비할 수 있다.
합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S400)에서는, 획득한 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 제1 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 획득한 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 제2 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S400)에서는, 제1 타겟을 포함하는 투영 영상에 포함된 제1 타겟이 분포하는 영역의 일부와, 제2 타겟을 포함하는 투영 영상에 포함된 제2 타겟이 분포하는 영역의 일부를 합산하여, 타겟에 공간 정보를 획득하기 위한 보다 정확한 근거로 활용할 수 있다.
또한, 제1 타겟이 악골이고, 제2 타겟이 치관부인 경우에, 본 발명의 일 실시예에 따른 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S400)에서는, 제1 기준면과 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 악골이 갖는 위치 정보 및 교합면의 공간 정보를 고려하여 악골 구간을 결정하고, 악골 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하고, 획득한 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 획득한 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 치관부가 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하도록 할 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 타겟이 하악골이고, 제2 타겟이 하악 치관부인 경우에, 치관부 전체와 하악골 전체의 중심을 지나는 아치라인(arch line)을 획득하기 위한 것으로서, 하악골의 투영 영상 중 후방부와 치관부의 투영 영상에 있어서 치관부가 분포하는 영역과, 하악골의 투영 영상에 포함되는 하악골이 분포하는 영역 중 치관부보다 후방에 위치하는 영역을 합산하여 합산된 투영 영상을 획득할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S300)를 상세히 도시한 것이다. 본 발명에 따른 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S300)는 바운더리 위치 정보를 결정하는 단계(S310) 및 제2 타겟 구간에서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S330)를 포함할 수 있다. 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S300)에서는, 제1면의 공간 정보를 입력으로 하여, 제1 타겟과 제2 타겟을 구별하기 위한 위치정보로 정의되는 바운더리의 위치 정보와 제1 면의 공간 정보를 이용하여 결정되는 소정의 구간에 대하여, 3차원의 방사선 영상을 투영하여, 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 특히 바운더리 정보는 치경부 정보를 고려하여 정해지고 제2 타겟이 치관부인 경우에, 치경부의 위치 정보를 결정하고 치경부 위치 정보를 이용하여 치관부 구간을 결정하여, 치관부 구간에서의 치관부 투영 영상을 획득할 수 있다.
바운더리 위치 정보를 결정하는 단계(S310)에서는, 바운더리 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 바운더리 구간을 결정하고, 결정된 바운더리 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 바운더리 구간 투영 영상을 획득하고, 바운더리 구간 투영 영상에 포함되는 제1 타겟이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 바운더리의 위치 정보를 결정할 수 있다. 바운더리 위치 정보를 결정하는 단계(S310)에서는, 제1 타겟과 제2 타겟을 구별하기 위한 바운더리 정보에 있어서, 소정에 구간에 대하여 2차원의 투영 영상을 획득하고, 투영 영상에 포함된 제1 타겟이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여 바운더리 위치 정보를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 바운더리 위치 정보를 결정하는 단계(S310)는 치경부 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 치경부 구간을 결정하고, 결정된 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치경부 투영 영상을 획득하고, 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 치경부의 위치 정보를 결정하는 단계인 것으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 바운더리 위치 정보 결정부(310)는 치경부 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 치경부 구간을 결정하고, 결정된 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치경부 투영 영상을 획득하고, 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 치경부의 위치 정보를 결정하는 치경부 위치 정보 결정부로 구현 될 수 있다.
제2 타겟 구간에서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S330)에서는, 결정된 바운더리의 위치 정보 및 제1면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 제2타겟 구간을 결정하고, 결정된 제2 타겟 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 제2 타겟 구간에서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 제2 타겟 구간에서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S330)에서는, 바운더리 위치 정보를 입력으로 하여, 바운더리 위치 정보와 제1 면의 위치 정보를 이용하여 제2 타겟 구간을 결정하고, 제2 타겟 구간에서의 투영 영상으로서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다. 특히 제2 타겟이 치관부인 경우에, 치관부의 투영 영상을 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 제2 타겟 구간에서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S330)는 결정된 치경부의 위치 정보 및 교합면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 치관부 구간을 결정하고, 결정된 치관부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치관부 구간에서 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계로 구현될 수 있다.
특히, 제1 타겟이 하악골이며, 제2 타겟은 하악 치관부이고, 바운더리 정보는 하악 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 하악 치관부의 2차원 투영 영상을 획득하는 것은, 하악 치경부의 위치 정보를 이용하여, 하악 치경부 높이로부터 교합면의 높이까지의 구간인 하악 치관부 높이를 결정하고, 하악 치관부 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 하악 치관부의 2차원 투영 영상을 획득하는 것으로 구현될 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 타겟 구간에서의 제2 타겟 영상을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 것은, 제1 타겟이 하악골이며, 제2 타겟은 하악 치관부이고, 바운더리 정보는 하악 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 하악 치관부 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 획득된 투영 영상으로부터 치아 공간 후방을 적어도 일부 제거한 후, 치관부의 이진화 기준값에 대하여 이진화하고, 하악 치관부가 분포하는 영역에 대하여 바운딩 박스(bounding box)를 형성한 후, 투영 영상에 있어서 바운딩 박스 내부에 해당하는 영역에 대하여 대비도를 높이고, 치관부의 이진화 기준값보다 낮은 값으로 이진화하고, 이진화된 영상에서 하악 치관부가 분포하는 영역에 대하여 팽창(dilation) 및 구멍 채우기 처리하고 최대 면적을 가지는 오브젝트만 남도록 하여 하악 치관부의 2차원 투영 영상을 획득하는 것으로 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S200) 중 바운더리의 위치 정보를 결정하는 단계(S310)를 상세히 도시한 것이다. 바운더리의 위치 정보를 결정하는 단계(S310)는, 타겟은 얼굴뼈이며, 제1 면은 치아의 교합면이고, 제1 타겟은 악골이며, 제2 타겟은 치관부이고, 바운더리 정보는 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 경우에, 치경부가 소정의 기준축에 분포하는 경계값 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 바운더리의 위치 정보를 결정하는 단계(S310)는 제1 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 단계(S311), 제2 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 단계(S313) 및 제1 치경부 기준면의 위치 정보를 치경부의 위치 정보로 결정하는 단계(S315)를 포함하여 구현될 수 있다. 본 발명의 바운더리의 위치 정보를 결정하는 단계(S310)는 바운더리 정보를 이용하여 결정되고 소정의 간격을 가지는 구간에서 2차원의 투영 영상을 획득하여, 획득된 영상에 포함되는 제1 타겟이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여 바운더리 위치 정보를 결정할 수 있다.
제1 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 단계(S311)에서는, 치경부 정보를 고려하고 제1기준면과 평행하도록 결정된 제1 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제1 치경부 구간을 획득하고, 제1 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 제1 치경부 투영 영상을 획득하고, 제1 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단할 수 있다. 바람직하게는, 제1 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 및 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만인지 판단할 수 있다.
특히 하악에 적용되어 제1 타겟은 하악골이고 제2 타겟은 하악 치관부이고 바운더리 정보는 하악 치경부 정보를 고려하여 결정되는 경우에, 2차원의 투영 영상에 포함되는 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 판단하는지 여부를 고려하고, 제1 타겟의 2차원의 투영 영상에 포함되는 하악골이 분포하는 영역으로부터 하악골의 길이를 획득하고, 제2 타겟의 2차원의 투영 영상에 포함되는 하악 치관부가 분포하는 영역으로부터 하악궁의 길이를 획득하여, 악궁의 길이가 악골의 길이의 일정 비율(예컨대, 90%) 이상인지 여부를 고려할 수 있다. 이때, 악궁 또는 악골의 길이는 축상면의 2차원의 투영 영상에서 수직방향축에 해당하는 기준축에 대하여 악궁 또는 악골을 투영하였을 때, 악궁 또는 악골이 분포하는 값을 의미한다. 이와 같이 악궁 및 악골의 길이 정보를 고려하는 것은, 치아(치관)뿐만 아니라 악골의 투영이 적절하게 반영되도록 하여 치아(치관)와 악골이 모두 포함된 진단에 적합한 이미지를 획득하기 위함이다. 또, 악골이 포함되어야만 부분 무치악 및 무치악 부위를 포함한 이미지를 획득할 수 있다.
보다 상세하게는, 수평이 맞추어진 영상으로부터, 하악 치경부 높이에 해당하는 기준면으로서 제1 치경부 기준면으로부터, 제1 치경부 기준면으로부터 소정 간격(예컨대, 2mm) 치근 방향까지의 구간인 제1 하악 치경부 구간에 있어서, 제1 하악 치경부 구간에 대하여 3차원 영상을 투영하여, 제1 하악 치경부 투영 영상을 획득하고, 획득한 제1 하악 치경부 투영 영상을 악골의 이진화 기준값으로 이진화한 후, 하악골이 분포하는 영역에 대하여 바운딩 박스(bounding box)를 형성하여, 제1 하악 치경부 투영 영상에서 바운딩 박스 내부에 해당하는 영역은 악골의 이진화 기준값보다 낮은 이진화 기준값으로 이진화하고, 팽창(dilation)처리하여 획득한 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지와 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만인지 판단하고, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율(예컨대, 90%)이상인지 판단할 수 있다.
판단 결과, 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하거나, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만일 경우, 적분 구간을 변경 내지 치근 방향으로 더 확장 하여 위 과정을 반복하고, 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하지 않고, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 이상인 경우, 치경부의 기준 위치 결정부(315)가 다음 단계를 수행하도록 할 수 있다.
제2 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 단계(S313)에서는, 제1 치경부 기준면을 일정 구간 치관부의 방향으로 이동시켜 제2 치경부 기준면을 획득하고, 제2 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제2 치경부 구간을 획득하고, 제2 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제2 치경부 투영 영상을 획득하고, 제2 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단할 수 있다. 바람직하게는, 제2 치경부 투영 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 및 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만인지 판단할 수 있다.
한편, 상기 두 조건을 만족하는 경우, 즉 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하지 않고, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 이상인 경우에는, 적분 구간을 치관 방향으로 확장하면서 위 두 조건이 만족되지 않는 전단계까지 투영 영상의 적분 구간의 높이를 조정할 수 있다.
또한, 치관 혹은 치근 방향으로 적분 구간을 이동 또는 확장시켜도 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하거나, 현재 악궁의 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만일 경우, 악골이 분포하는 영역의 면적이 최대값이 되는 적분 구간에서의 치경부 기준면(높이)을 치경부의 위치 정보로 정할 수 있다.
특히 하악에 적용되어 제1 타겟은 하악골이고 제2 타겟은 하악 치관부이고 바운더리 정보는 하악 치경부 정보를 고려하여 결정되는 경우에, 제1 하악 치경부 기준면을 일정 간격(예컨대, 2mm) 치관부의 방향으로 이동시켜 제2 하악 치경부 기준면을 획득하고, 하악 치경부 높이로부터 소정 간격(예컨대, 2mm) 치근 방향까지의 구간인 제2 하악 치경부 구간에 있어서, 제2 하악 치경부 구간에 대하여 3차원 영상을 투영하여, 제2 하악 치경부 투영 영상을 획득하고, 획득한 제2 하악 치경부 투영 영상을 악골의 이진화 기준값으로 이진화한 후, 하악골이 분포하는 영역에 대하여 바운딩 박스(bounding box)를 형성한 후, 제2 하악 치경부 투영 영상에서 바운딩 박스 내부에 해당하는 영역은 악골의 이진화 기준값보다 낮은 이진화 기준값으로 이진화하고, 팽창(dilation)처리하여 획득한 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단한 후, 복수개의 오브젝트를 포함하지 않는 경우, 치경부의 기준 위치 결정부(315)가 다음 단계를 수행하도록 할 수 있다. 이때, 획득한 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 것과 더불어, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만인지 판단하여, 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하지 않고 일정 현재 악궁 길이가 악골 길이의 비율 이상인 경우, 치경부의 기준 위치 결정부(315)가 다음 단계를 수행하도록 할 수 있다. 한편, 하악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하거나 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 미만인 경우 제2 하악 치경부 기준면을 일정 간격(예컨대, 2mm) 치근부의 방향으로 이동시켜 위와 동일한 과정을 수행하도록 할 수 있다.
이때, 기준면을 이동시켜 영상의 투영 구간을 정하는 것은, 제 1 치경부 기준면에서 일정 높이(예컨대, 5mm) 이내로 하한선을 정하고, 정한다. 제 1 치경부 기준면에서 일정 높이 (예컨대, 5mm) 이내로 상한선을 정할 수 있다.
한편, 치경부에서부터 교합면까지의 구간에 포함되고 축상면에 평행하는 단층 영상들을 적분하여 획득한, 치관부를 포함하는2차원의 투영 영상에 대하여, 영상에 포함되는 치관부가 분포하는 영역 또는 팽창 처리된 치관부가 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하고, 복수개의 오브젝트를 포함하는 것으로 판단되는 경우에는, 결정된 치경부로부터 소정의 구간에 대한 축상면 방향의 적분 영상에 포함되는 악골이 분포하는 영역의 적어도 일부를 치관부가 분포하는 영역에 합산하여 복수개의 오브젝트를 포함하지 않도록 하는 단계를 추가적으로 구비할 수 있다. 이는, 무치악 또는 부분 무치악 환자의 경우에 있어서, 치관부가 분포하는 영역에서 발생하는 빈 부분을 채우기 위함이다. 이와 같이 빈틈이 메워진 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 이용하여 다음 단계를 진행할 수 있다.
제1 치경부 기준면의 위치 정보를 치경부의 위치 정보로 결정하는 단계(S315)에서는 제1 치경부 기준면을 고려하여 결정되는 제1 치경부 기준면의 위치 정보를 치경부의 위치 정보로 결정할 수 있다. 이때, 제1 치경부 기준면의 위치 정보는 제1 기준면과 수직하는 제1 기준축에 있어서 제1 치경부 기준면이 분포하는 위치 정보인 것으로 할 수 있다. 결정된 치경부의 위치 정보는 치관부 구간을 획득하여 치관부 투영 영상을 획득에 이용될 수 있다.
특히 하악에 적용되어 제1 타겟은 하악골이고 제2 타겟은 하악 치관부이고 바운더리 정보는 하악 치경부 정보를 고려하여 결정되는 경우에, 제2 하악 치경부 투영 영상에 포함되는 하악골이 분포하는 영역이 단일 오브젝트를 포함하거나, 현재 악궁 길이가 악골 길이의 소정 비율 이상인 경우 제1 하악 치경부 기준면의 위치 정보를 치경부의 위치 정보로 결정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S200)의 일예를 상세히 도시한 것이다. 특히 타겟이 얼굴뼈이고, 제1 타겟이 하악골인 경우에 대하여 도시한 것이다.
도 8의 (a)는 3차원의 방사선 영상에 있어서, 제1 면으로서 치아의 교합면(A)과 제1 타겟의 위치 정보로서 하악골의 최하방점(B)에 대하여 도시한 것이다.
도 8의 (b)는 3차원의 방사선 영상을 (a)에서 획득한 치아의 교합면(A)의 높이 정보 및 하악골의 최하방점(B)의 높이 정보를 이용하여 획득한 하악골 구간에 대하여, 축상면 방향으로 투영하여 획득한 2차원의 하악골 투영 영상을 도시한 것이다.
도 8의 (c)는 (b)에서 획득한 2차원의 하악골 투영 영상을 뼈의 이진화 기준값으로 이진화한 영상을 도시한 것이다. 도 8의 (d)는 (c)의 결과로 얻어진 이진화된 영상에 대하여 최대 면적을 가지는 오브젝트만 남도록 하여, 획득한 하악골을 포함하는 2차원의 투영 영상을 도시한 것이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S300)의 일부를 상세히 도시한 것이다. 특히 제2 타겟 구간에서 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S330)에 대하여, 제2 타겟은 하악 치관부인 경우에 대하여 도시한 것이다.
도 9의 (a)는 3차원의 방사선 영상에 있어서, 제1 면과 바운더리의 위치 정보의 일예를 도시한 것이다. 이때, 제1 면은 치아의 교합면(A)이고, 바운더리의 위치 정보는 하악의 치경부(B) 높이 정보에 해당한다.
도 9의 (b)는 3차원의 방사선 영상을, 치아의 교합면(A)의 높이와 하악의 치경부(B)의 높이 정보로부터 획득한 치관부 구간에 대하여 축상면 방향으로 투영하여 획득한 2차원의 하악 치관부 투영 영상의 일예를 도시한 것이다.
도 9의 (c)는 (b)에서 획득한 하악 치관부 투영 영상에 있어서, 치아 공간의 후방부를 제거하고, 치관부의 이진화 기준값에 대하여 이진화한 영상을 도시한 것이다.
도 9의 (d)는 (c)에서 획득한 이진화된 하악 치관부 투영 영상에 포함된 하악 치관부가 분포하는 영역을, 영상의 수평 및 수직 방향으로 투영하여 수평 및 수직 방향의 경계를 획득하고, 획득한 경계에 따라 바운딩 박스(bounding box)를 획득하는 것을 도시한 것이다.
도 9의 (e)는 (d)에서 획득한 하악 치관부 투영 영상에 있어서 (c)에서 획득한 바운딩 박스 내부에 해당하는 영역에 대하여, 대비도를 증가시키고, 치관부의 이진화 기준값보다 낮은 이진화 기준값에 대하여 이진화한 것을 도시한 것이다.
도 9의 (f)는 (e)의 결과로 얻어진 바운딩 박스 내부의 하악 치관부가 분포하는 영역에 대하여, 팽창(dilation), 구멍 채우기(hole filling) 처리 한 후 최대 면적을 가지는 오브젝트만 남도록 하여 획득한, 하악 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 합산된 2차원의 투영 영상(S400)을 획득하는 단계의 일예를 상세히 도시한 것이다. 특히, 제1 타겟은 하악골이고 제2 타겟은 하악 치관부인 경우를 도시한 것이다. 도 1 내지 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 10의 (a)는 도 9의 (f)와 같이 얻어진 하악 치관부가 분포하는 영역을 도시한 것이다. 도 10의 (b)는 (a)의 하악 치관부가 분포하는 영역과, 도 9의 (d)로부터 얻어진 하악골이 분포하는 영역의 후방 일부를 합산한 것을 도시한 것이다. 이때, 하악골이 분포하는 영역은 하악 치관부가 분포하는 영역의 최후방점으로부터 일정 간격(예컨대, 2mm) 후방의 영역을 합산할 수 있다.
도 10의 (c)는 (b)의 결과로 얻어진 합산된 영역을 팽창 처리한 것이고, 도 11의 (d)는 (c)의 결과로 얻어진 팽창 처리된 영역을 가우시안 필터링 한 것을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서 상악 치경부 투영 영상을 획득하는 것을 상세히 도시한 것이다.
도 11의 (a)는 3차원 방사선 영상을 상악 치경부 부근에서 소정의 구간에 대하여 투영하여 획득한 치경부 타겟을 포함하는 2차원 투영 영상에 대하여 뼈(bone)의 이진화 기준값에 대하여 이진화한 영상을 도시한 것이다. 이때, A는 악궁의 장경이고, B는 악궁 중심선의 길이이다. 이때, 악궁 중심선의 길이가 악궁 장경 길이의 1/3 이상인 경우 다음 단계를 수행하고, 악궁 중심선의 길이가 악궁 장경 길이의 1/3 미만인 경우 팽창, 가우시안 필터링 및 세선화(skeletonization)하도록 할 수 있다.
도 11의 (b)는 (a)의 결과로 얻어진 이진화된 영상에 포함된 치경부 타겟이 분포하는 영역에 대하여 축소(shrink)처리한 것을 도시한 것이다. 도 9의 (c)는 (b)의 결과로 얻어진 축소된 치경부 타겟이 분포하는 영역에 대하여 양쪽 말단을 연결한 후 구멍 채우기(hole filling)한 것을 도시한 것이다.
도 11의 (d)는 (c)의 결과로서 구멍 채우기 된 영역에 대하여, (c)에서 연결된 선을 (b)에서 축소되기 전에 치경부 타겟이 분포하였던 영역의 최후방 경계까지 이동시켜, 구멍 채우기된 영역을 확장한 것을 도시한 것이다. 도 9의 (e)는 (a)의 결과로 얻어진 이진화된 영상에 포함된 치경부 타겟이 분포하는 영역에서 (d)의 결과로 얻어진 확장된 영역과 중첩되는 영역을 마스킹한 것을 도시한 것이다. 도 9의 (f)는 (e)의 결과로 얻어진 영역에 대하여, 팽창, 가우시안 필터링 및 세선화(skeletonization)한 것을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명에서 3차원의 방사선 영상을 기준면에 대하여 투영하여, 2차원의 투영 영상을 획득하는 것을 상세히 도시한 것이다. 본 발명에 따른 3차원 방사선 영상에 포함된 타겟의 공간 정보 획득 방법은 미리 결정된 제1 기준면에 대하여 투영하여 2차원 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있으며, 이때 제1 기준면은 시상면(sagittal) 또는 축상면(axial)중 어느 하나인 것으로 구현 될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 기준면이 머리를 측면에서 바라본 상태에서 수직으로 자른 단면인 시상면인 경우(a)에 입력된 3차원 영상을 시상면에 대하여 투영하는 경우를 상정한다. 이때, 입력된 3차원 영상을 제1 기준면으로서 시상면과 평행한 기준면들 사이의 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 투영된 2차원 영상(b)을 획득할 수 있다. 다만 이에 한정하지는 아니하고, 머리를 수평 방향으로 자른 단면인 축상면에 대하여도 마찬가지로 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다.
도 13은, 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 방사선 영상의 처리 방법을 도시한 것이다. 본 발명의 3차원 방사선 영상의 처리 방법은, 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S500) 및 제3 영역의 중심선을 획득하는 단계(S600)를 포함할 수 있다. 도 13에서 도시하는 방사선 영상의 처리 방법은, 도 4에서 도시하는 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S300)를 대신하여 실시될 수 있으며, 특히, 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S500)는, 도 6의 바운더리의 위치 정보를 결정하는 단계(S310)을 대신하여 실시될 수 있다.
상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계(S500)에서는, 상악 치경부의 3차원 공간에서의 공간 정보를 정의하기 위한 상악 치경부의 제1 위치 정보를 획득하고, 제1 위치 정보를 고려하여 제1 기준면에 대하여 적분하기 위한 상악 치경부 구간을 결정하고, 결정된 상악 치경부 구간에 포함되고 제1 기준면에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 상악 치경부 예비 투영 영상을 획득하고, 상악 치경부 예비 투영 영상에 포함되는 상악 치경부가 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 제1 위치 정보를 상악 치경부의 위치 정보로 결정하고, 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득할 수 있다.
이때, 제1 위치 정보는 상악 치경부의 수직 방향 높이 정보로 예시될 수 있으며, 상악 치경부 구간은, 상악 치경부의 높이로부터 소정의 간격(예컨대, 2mm)을 가지는 수직 방향 구간으로 정의될 수 있다. 또한, 예비 투영 영상에 포함하는 상악 치경부가 분포하는 영역에 대하여, 복수개의 오브젝트를 포함하는지를 고려하고, 상악 치경부가 분포하는 영역에서 양단의 최후방부의 수직 방향 깊이 차이(양쪽 악궁 장경의 길이의 차이)가 소정 비율(예컨대, 10%) 이내인지 또는 악궁 장경의 길이가 치아 공간 깊이의 소정 비율(예컨대, 70%) 이상인지를 더욱 고려하여, 제1 위치 정보를 상악 치경부의 위치 정보로 결정할 수 있다.
제3 영역의 중심선을 획득하는 단계(S600)에서는, 획득한 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상에 대하여, 뼈에 대응하는 이진화 기준값에 대하여 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 이진화 하고, 이진화된 영상에 포함되는 상악 치경부가 분포하는 영역인 제1 영역에 있어서, 제1 영역을 축소 및 구멍 채우기 처리한 것으로 정의되는 제2 영역을 획득하고, 제1 영역에 대하여 제2 영역과 중첩되는 영역을 마스킹한 영역인 제3 영역을 획득하고, 제3 영역의 중심선을 획득할 수 있다.
이때, 제2 영역은, 제1 영역에 대하여 축소(shrink) 처리한 수, 양 끝단을 연결하여 구멍 채우기(hole filling)하고, 양 끝단을 연결한 선을, 제1 영역의 최후방 경계까지 이동시켜 확장한 것에 해당한다. 이는, 제1 영역에서 관심 있는 영역 외에는 마스킹 처리 되도록 하기 위함이다.
또한, 제3 영역의 중심선을 획득하는 것은, 제2 영역을 팽창(dilation)처리하고, 가우시안 필터링(Gaussian filtering) 하여 획득된 영역에 세선화(skeletonization)하여 중심선을 획득하는 것으로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (19)
- 제1면 공간 정보 획득부, 제1 타겟 영상 획득부, 제2 타겟 영상 획득부 및 합산 영상 획득부를 포함하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치가 수행하는 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 타겟을 포함하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서,
상기 제1면 공간 정보 획득부가 상기 3차원 방사선 영상에서 상기 타겟의 공간적인 위치를 특정하기 위한 제1면의 공간 정보를 획득하는 단계;
상기 제1 타겟 영상 획득부가 미리 결정된 제1 기준면과 상기 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 상기 타겟에 포함되고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제1타겟이 갖는 위치 정보 및 상기 제1 면의 공간 정보를 고려하여 제1 구간을 결정하고, 상기 제1 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 상기 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계; 및
상기 제2 타겟 영상 획득부가 상기 타겟을 상기 제1 타겟과, 상기 제1 타겟과 적어도 일부 인접하고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제2 타겟으로 구별하기 위한 바운더리 정보를 획득하고, 상기 획득된 바운더리 정보와 상기 제1 면의 공간 정보를 이용하여, 상기 3차원 방사선 영상을 상기 제1기준면에 투영하여, 상기 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 상기 타겟은 얼굴뼈이며, 상기 제1 면은 치아의 교합면이고, 상기 제1 타겟은 악골이며, 상기 제2 타겟은 치관부이고, 상기 바운더리 정보는 상기 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 것은, 상기 제1 면과 상기 획득한 바운더리 정보를 고려하여 정해지는 구간인 제2 구간에 있어서, 상기 제2구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 상기 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계는,
상기 바운더리 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 바운더리 구간을 결정하고, 상기 결정된 바운더리 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 바운더리 구간 투영 영상을 획득하고, 상기 바운더리 구간 투영 영상에 포함되는 상기 제1 타겟이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 상기 바운더리의 위치 정보를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 바운더리의 위치 정보 및 상기 제1면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 제2타겟 구간을 결정하고, 상기 결정된 제2 타겟 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 상기 제2 타겟 구간에서 상기 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1면의 공간 정보를 획득하는 것은, 상기 제1 기준면과 상기 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 상기 제1 면이 갖는 위치 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계는,
상기 치경부 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 치경부 구간을 결정하고, 상기 결정된 치경부 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치경부 투영 영상을 획득하고, 치경부 투영 영상에 포함되는 상기 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 상기 치경부의 위치 정보를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 치경부의 위치 정보 및 상기 교합면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 치관부 구간을 결정하고, 상기 결정된 치관부 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 상기 치관부 구간에서 상기 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법. - 제6항에 있어서,
상기 치경부의 위치 정보를 결정하는 단계는,
상기 치경부 정보를 고려하고 상기 제1기준면과 평행하도록 결정된 제1 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제1 치경부 구간을 획득하고, 상기 제1 치경부 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 제1 치경부 투영 영상을 획득하고, 상기 제1 치경부 투영 영상에 포함되는 상기 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 단계;
상기 제1 치경부 기준면을 일정 구간 상기 치관부의 방향으로 이동시켜 제2 치경부 기준면을 획득하고, 상기 제2 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제2 치경부 구간을 획득하고, 상기 제2 치경부 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제2 치경부 투영 영상을 획득하고, 상기 제2 치경부 투영 영상에 포함되는 상기 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 단계; 및
상기 제1 치경부 기준면을 고려하여 결정되는 제1 치경부 기준면의 위치 정보를 상기 치경부의 위치 정보로 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법. - 제1항에 있어서,
상기 합산 영상 획득부가 상기 획득한 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 상기 제1 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 상기 획득한 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 상기 제2 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법. - 제2항에 있어서,
상기 합산 영상 획득부가 상기 제1 기준면과 상기 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 상기 악골이 갖는 위치 정보 및 상기 교합면의 공간 정보를 고려하여 악골 구간을 결정하고, 상기 악골 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 상기 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하고,
상기 획득한 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 상기 악골이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 상기 획득한 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 상기 치관부가 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법. - 제2항에 있어서,
상기 교합면의 상기 3차원 방사선 영상에서의 공간 정보를 획득하는 것은,
상기 제1 기준면에 수직하는 제2 기준면에 대하여 상기 3차원의 방사선 영상을 투영하여 제2 기준면에 대한 2차원 투영 영상을 획득하고, 상기 제2 기준면에 대한 2차원 투영 영상에 있어서, 상기 치관부가 분포하는 영역의 내부 공간으로 정의되는 치아 사이 영역의 공간 정보를 고려하여 상기 교합면의 공간 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법 - 공간상에서의 영상 처리를 하고자 하는 타겟을 포함하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치에 있어서,
상기 3차원 방사선 영상에서 상기 타겟의 공간적인 위치를 특정하기 위한 제1면의 공간 정보를 획득하는 제1면 공간 정보 획득부;
미리 결정된 제1 기준면과 상기 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 상기 타겟에 포함되고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제1타겟이 갖는 위치 정보 및 상기 제1 면의 공간 정보를 고려하여 제1 구간을 결정하고, 상기 제1 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 상기 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 제1 타겟 영상 획득부;
상기 타겟을 상기 제1 타겟과, 상기 제1 타겟과 적어도 일부 인접하고 공간 정보 획득의 대상이 되는 제2 타겟으로 구별하기 위한 바운더리 정보를 획득하고, 상기 획득된 바운더리 정보와 상기 제1 면의 공간 정보를 이용하여, 상기 3차원 방사선 영상을 상기 제1기준면에 투영하여, 상기 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 제2 타겟 영상 획득부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제2 타겟 영상 획득부는,
상기 바운더리 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 바운더리 구간을 결정하고, 상기 결정된 바운더리 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 바운더리 구간 투영 영상을 획득하고, 상기 바운더리 구간 투영 영상에 포함되는 상기 제1 타겟이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 상기 바운더리의 위치 정보를 결정하는 바운더리 위치 정보 결정부; 및
상기 결정된 바운더리의 위치 정보 및 상기 제1면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 제2타겟 구간을 결정하고, 상기 결정된 제2 타겟 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 상기 제2 타겟 구간에서 상기 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는, 제2 타겟 구간에서의 제2타겟 영상 획득부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치. - 제11항에 있어서,
상기 획득한 제1 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 상기 제1 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 상기 획득한 제2 타겟을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 상기 제2 타겟이 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는, 합산 영상 획득부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치. - 제11항에 있어서,
상기 3차원 방사선 영상은 방사선 장비를 이용하여 촬영된 치과용 3차원 방사선 영상 이고, 상기 타겟은 얼굴뼈이며, 상기 제1 면은 치아의 교합면이고, 상기 제1 타겟은 악골이며, 상기 제2 타겟은 치관부이고, 상기 바운더리 정보는 상기 악골과 치관의 경계로서 치경부 정보를 고려하여 정해지는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치. - 제 14항에 있어서, 상기 제2 타겟 영상 획득부는,
상기 치경부 정보를 고려하여, 단층 영상들을 적분하기 위한 치경부 구간을 결정하고, 상기 결정된 치경부 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 치경부 투영 영상을 획득하고, 치경부 투영 영상에 포함되는 상기 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 상기 치경부의 위치 정보를 결정하는 치경부 위치 정보 결정부; 및
상기 결정된 치경부의 위치 정보 및 상기 교합면을 고려하여 단층 영상들을 적분하기 위한 치경부 구간을 결정하고, 상기 결정된 치경부 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 상기 치관부 구간에서 상기 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는, 치관부 구간에서의 치관부 영상 획득부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치. - 제15항에 있어서,
상기 치경부 위치 정보 결정부는,
상기 치경부 정보를 고려하고 상기 제1기준면과 평행하도록 결정된 제1 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제1 치경부 구간을 획득하고, 상기 제1 치경부 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 제1 치경부 투영 영상을 획득하고, 상기 제1 치경부 투영 영상에 포함되는 상기 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 제1 치경부 영상 분석부;
상기 제1 치경부 기준면을 일정 구간 상기 치관부의 방향으로 이동시켜 제2 치경부 기준면을 획득하고, 상기 제2 치경부 기준면으로부터 소정의 간격을 가지는 제2 치경부 구간을 획득하고, 상기 제2 치경부 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 평행한 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 제2 치경부 투영 영상을 획득하고, 상기 제2 치경부 투영 영상에 포함되는 상기 악골이 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 판단하는 제2 치경부 영상 분석부; 및
상기 제1 치경부 기준면을 고려하여 결정되는 제1 치경부 기준면의 위치 정보를 상기 치경부의 위치 정보로 결정하는, 치경부 기준 위치 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치. - 제 14항에 있어서,
상기 제1 기준면과 상기 제1 기준면에 수직하는 제1 기준축을 중심으로 상기 악골이 갖는 위치 정보 및 상기 교합면의 공간 정보를 고려하여 악골 구간을 결정하고, 상기 악골 구간에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여 상기 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하고,
상기 획득한 악골을 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 상기 악골이 분포하는 영역의 적어도 일부 및 상기 획득한 치관부를 포함하는 2차원의 투영 영상에 포함되는 상기 치관부가 분포하는 영역의 적어도 일부를 합산하여, 합산된 2차원의 투영 영상을 획득하는, 합산 영상 획득부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 방사선 영상의 처리 장치. - 바운더리 위치 정보 결정부를 포함하는 제2 타겟 영상 획득부가 마련된 3차원 방사선 영상의 처리 장치가 수행하는 공간상에서의 공간 정보를 획득하고자 하는 타겟을 포함하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법에 있어서, 상기 타겟은 상악 치경부이고,
상기 바운더리 위치 정보 결정부가 상기 상악 치경부의 상기 3차원 공간에서의 공간 정보를 정의하기 위한 상기 상악 치경부의 제1 위치 정보를 획득하고, 상기 제1 위치 정보를 고려하여 제1 기준면에 대하여 적분하기 위한 상악 치경부 구간을 결정하고, 상기 결정된 상악 치경부 구간에 포함되고 상기 제1 기준면에 포함되는 단층 영상들의 밝기 정보를 적분하여, 상기 상악 치경부 예비 투영 영상을 획득하고, 상기 상악 치경부 예비 투영 영상에 포함되는 상기 상악 치경부가 분포하는 영역이 복수개의 오브젝트를 포함하는지 고려하여, 상기 제1 위치 정보를 상기 상악 치경부의 위치 정보로 결정하고, 상기 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 획득하는 단계; 및
상기 제2 타겟 영상 획득부가 상기 획득한 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상에 대하여, 뼈에 대응하는 이진화 기준값에 대하여 상기 상악 치경부를 포함하는 2차원의 투영 영상을 이진화 하고, 상기 이진화된 영상에 포함되는 상기 상악 치경부가 분포하는 영역인 제1 영역에 있어서, 상기 제1 영역을 축소 및 구멍 채우기 처리한 것으로 정의되는 제2 영역을 획득하고, 상기 제1 영역에 대하여 상기 제2 영역과 중첩되는 영역을 마스킹한 영역인 제3 영역을 획득하고, 상기 제3 영역의 중심선을 획득하는 단계;를 포함하는 3차원 방사선 영상의 처리 방법. - 컴퓨터 판독 가능 기록 매체로서,
청구항 1 내지 10 및 18 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160112890A KR101836817B1 (ko) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | 3차원 방사선 영상의 처리 방법 및 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160112890A KR101836817B1 (ko) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | 3차원 방사선 영상의 처리 방법 및 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101836817B1 true KR101836817B1 (ko) | 2018-03-09 |
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ID=61727980
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020160112890A KR101836817B1 (ko) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | 3차원 방사선 영상의 처리 방법 및 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101836817B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210055847A (ko) | 2019-11-07 | 2021-05-18 | 부산대학교 산학협력단 | 영상처리와 ｃｎｎ을 이용한 자동 3차원 세팔로메트리 장치 및 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002028285A1 (fr) | 2000-10-04 | 2002-04-11 | Nihon University | Procede d'affichage d'images medicales par tomodensitometrie (tdm) a rayons x, dispositif d'affichage, dispositif medical par tdm a rayons x et programme d'enregistrement de support d'enregistrement mettant en oeuvre ce procede d'affichage |
-
2016
- 2016-09-02 KR KR1020160112890A patent/KR101836817B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002028285A1 (fr) | 2000-10-04 | 2002-04-11 | Nihon University | Procede d'affichage d'images medicales par tomodensitometrie (tdm) a rayons x, dispositif d'affichage, dispositif medical par tdm a rayons x et programme d'enregistrement de support d'enregistrement mettant en oeuvre ce procede d'affichage |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210055847A (ko) | 2019-11-07 | 2021-05-18 | 부산대학교 산학협력단 | 영상처리와 ｃｎｎ을 이용한 자동 3차원 세팔로메트리 장치 및 방법 |
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