KR102266904B1 - 의료 영상 장치의 의료 영상 제공 방법 및 그 의료 영상 장치 - Google Patents

의료 영상 장치의 의료 영상 제공 방법 및 그 의료 영상 장치 Download PDF

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Abstract

의료 영상에 포함된 혈관에 관련된 정보를 검출하고 제공하는 방법 및 장치가 제공된다. 의료 영상 장치가 의료 영상을 제공하는 방법은, 의료 영상 내의 혈관에 대한 혈관 정보를 획득하는 단계 및 의료 영상을 디스플레이하는 단계를 포함하고, 혈관 정보를 획득하는 단계는 의료 영상 내의 제 1 위치에 설정된 제 1 관심 영역(Region-Of-Interest; ROI)내에서, 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 혈관의 각도를 결정하고, 분기점(birucation) 및 교차점(crossover)을 검출하는 단계 및 혈관을 추적(tracking)하는 단계를 포함한다.

Description

의료 영상 장치의 의료 영상 제공 방법 및 그 의료 영상 장치{METHOD, APPARATUS AND SYSTEM FOR PROVIDING MEDICAL IMAGE}
본 발명은 의료 영상 장치의 의료 영상 제공 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 의료 영상에 포함된 혈관에 관련된 정보를 검출하고 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
뇌혈관이나 심혈관 치료뿐만 아니라 다양한 혈관관련 질환의 치료를 위하여 혈관 중재술이 사용된다. 혈관 중재술은 피부에 작은 구멍을 만든 뒤, 혈관에 직접 카테터(Catheter)나 의료용 유도 철선 등을 넣고 의료 영상 장비로 체내를 관찰하며 치료하는 시술이다. 혈관 중재술은 최소 절개 만으로 시술을 진행할 수 있다는 장점을 가진다. 혈관 중재술 시, 시술자는 체내의 혈관을 실시간으로 관찰할 필요가 있는데, 비침습적인 방법으로 혈관을 관찰하는 데에 혈관 조영술(angiography)이 이용될 수 있다.
혈관을 관찰하기 위한 혈관 조영술은 다양한 방식이 있다. 예를 들어, 혈관 조영술은 자기 공명 혈관 영상(Magnetic Resonance Angiography), 컴퓨터 단층 촬영 혈관 영상(Computed Tomography Angiography; CTA), 초음파 영상(Ultrasound) 및 X-레이 등을 이용하는 방법들이 있다. 자기 공명 혈관 영상(Magnetic Resonance Angiography) 및 컴퓨터 단층 촬영 혈관 영상(Computed Tomography Angiography; CTA)은 영상을 획득하는데 소요되는 시간이 상대적으로 길기 때문에, 자기 공명 혈관 영상(Magnetic Resonance Angiography) 및 컴퓨터 단층 촬영 혈관 영상(Computed Tomography Angiography; CTA)은 시술 전 계획(planning)이나 시술 후 환자의 상태를 관찰하기 위해 주로 사용된다. 혈관 중재술을 시술하는 동안에는 혈관을 실시간으로 관찰할 수 있는 X-레이 형광투시법(X-ray fluoroscopy)가 이용될 수 있다. X-레이 형광투시법(X-ray fluoroscopy)은 체내의 혈관에 조영제(contrast agent)를 주입하고, 혈관을 X-레이 영상으로 촬영하는 방식이다.
혈관 중재술 시술시, 일반적으로 2차원의 의료 영상을 보며 혈관에 삽입된 카테터(Catheter)를 이동시킨다. 일반적으로 카테터(Catheter)를 병변까지 이동시키는 시간은 시술자의 숙련도에 따라서 달라질 수 있다. 카테터(Catheter)가 이동하는데 소요되는 시간이 길어지면 시술 시간이 길어진다. 시술 시간이 길어짐에 따라서 환자에 대한 방사선의 피폭 시간이 길어지게 된다. 반대로, 카테터를 무리하게 빠른 속도로 이동시키는 경우 카테터로 인해 혈관벽 등이 손상을 입는 경우가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 일부 실시 예는 혈관을 포함하는 의료 영상에서 혈관 정보를 획득하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 일부 실시 예는 체내에 삽입된 카테터의 위치를 보다 정확하게 의료 영상에 표시할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 일부 실시 예는 혈관 정보를 이용하여 시술자가 카테터를 이동할 주행 경로를 제공하는 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 일부 실시 예는 3차원 영상과 2차원 영상을 보다 용이하게 정합할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 카테터의 위치에 따라 사용자에게 피드백을 제공할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 장치가 의료 영상을 제공하는 방법은, 의료 영상 내의 혈관에 대한 혈관 정보를 획득하는 단계 및 의료 영상을 디스플레이하는 단계를 포함하고, 혈관 정보를 획득하는 단계는 의료 영상 내의 제 1 위치에 설정된 제 1 관심 영역(Region-Of-Interest; ROI)내에서, 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 혈관의 각도를 결정하고, 분기점(birucation) 및 교차점(crossover)을 검출하는 단계 및 혈관을 추적(tracking)하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 혈관 정보를 추적하는 단계는 제 1 위치, 결정된 각도 및 검출된 분기점에 기초하여 제 2 위치를 결정하는 단계 및 의료 영상 내의 제 2 위치에 설정된 제 2 관심 영역(Region-Of-Interest; ROI)내에서, 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 각도를 결정하고, 분기점(bifurcation) 및 교차점(crossover)을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 의료 영상 제공 방법은, 의료 영상 내의 시작 지점 및 목적 지점을 결정하는 단계 및 시작 지점, 목적 지점 및 혈관 정보에 기초하여 결정된 주행 경로를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 주행 경로를 디스플레이하는 단계는 혈관 정보에 포함된 분기점의 수에 따라서 복수의 주행 경로를 디스플레이하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 의료 영상 제공 방법은, 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합하는 단계 및 3차원 의료 영상 내에서, 주행 경로에 상응하는 3차원 주행 경로를 결정하는 단계를 더 포함하고, 주행 경로를 디스플레이하는 단계는 3차원 주행 경로를 포함하는 3차원 의료 영상을 더 디스플레이할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 상기 의료 영상 제공 방법은, 카테터(catheter)에 포함된 위치 센서 및 적어도 두 개의 고정된 위치 센서를 이용하여 카테터의 위치 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고, 의료 영상을 디스플레이하는 단계는 위치 정보에 기초하여 의료 영상에 카테터의 위치를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 의료 영상 제공 방법은, 카테터의 위치 정보 및 혈관 정보에 기초하여 피드백(feedback) 정보를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 의료 영상 제공 방법은, 카테터의 위치 정보가 이동한 이력인 이동 이력 정보를 획득하는 단계 및 이동 이력 정보에 기초하여 의료 영상 또는 혈관 정보를 재구성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 의료 영상 제공 방법은 이동 이력 정보를 이용하여 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합하는 단계 및 3차원 의료 영상에 카테터의 위치를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 혈관 정보를 획득하는 단계는 혈관의 직경 및 혈관 내 평균 픽셀값에 기초하여 혈관의 각도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따라 의료 영상을 제공하는 의료 영상 장치는, 의료 영상 내의 혈관에 대한 혈관 정보를 획득하는 영상 처리부 및 의료 영상을 디스플레이하는 디스플레이부를 포함할 수 있고, 영상 처리부는 의료 영상 내의 제 1 위치에 설정된 제 1 관심 영역(Region-Of-Interest; ROI)내에서, 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 혈관의 각도를 결정하고, 분기점(bifurcation) 및 교차점(crossover)을 검출하고, 혈관을 추적(tracking)할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 영상 처리부는 제 1 위치, 결정된 각도 및 검출된 분기점에 기초하여 제 2 위치를 결정하고, 의료 영상 내의 제 2 위치에 설정된 제 2 관심 영역(Region-Of-Interest; ROI)내에서, 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 각도를 결정하고, 분기점(birucation) 및 교차점(crossover)을 검출함으로써 혈관을 추적할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 의료 영상 장치는 사용자로부터 정보를 입력 받는 입력부를 더 포함하고, 영상 처리부는 입력부를 통해 입력 받은 정보에 기초하여 의료 영상 내의 시작 지점 및 목적 지점을 결정하고, 시작 지점, 목적 지점 및 혈관 정보에 기초하여 결정된 주행 경로를 결정하며, 디스플레이부는 결정된 주행 경로를 디스플레이할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 디스플레이부는 혈관 정보에 포함된 분기점의 수에 따라서 복수의 주행 경로를 디스플레이할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 영상 처리부는 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합하고, 3차원 의료 영상 내에서, 주행 경로에 상응하는 3차원 주행 경로를 결정하며, 디스플레이부는 3차원 주행 경로를 포함하는 3차원 의료 영상을 더 디스플레이할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치는, 카테터(catheter)에 포함된 위치 센서 및 적어도 두 개의 고정된 위치 센서를 이용하여 카테터의 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부를 더 포함하고, 디스플레이부는 위치 정보에 기초하여 의료 영상에 카테터의 위치를 표시할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치는, 카테터의 위치 정보 및 혈관 정보에 기초하여 피드백(feedback) 정보를 출력하는 피드백 출력부를 더 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 영상 처리부는 카테터의 위치 정보가 이동한 이력인 이동 이력 정보를 획득하고, 이동 이력 정보에 기초하여 의료 영상 또는 혈관 정보를 재구성할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 영상 처리부는 이동 이력 정보를 이용하여 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합하고, 디스플레이부는 3차원 의료 영상에 카테터의 위치를 표시할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 영상 처리부는 혈관의 직경 및 혈관 내 평균 픽셀값에 기초하여 혈관의 각도를 결정할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 전술된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 것을 특징으로 할 수 있다.
도 1은 일부 실시 예에 따라 의료 영상을 제공하는 프로세스를 도시한 순서도이다.
도 2는 다른 일부 실시 예에 따라 의료 영상을 제공하는 프로세스를 도시한 순서도이다.
도 3은 일부 실시 예에 따라 의료 영상으로부터 혈관 정보를 획득하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 일부 실시 예에 따라 관심 영역 내에 포함된 혈관의 혈관 정보를 분석하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 일부 실시 예에 따른 관심 영역을 도시한 개념도이다.
도 6은 일부 실시 예에 따라 관심 영역의 위치를 이동하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 7은 일부 실시 예에 따라 교차점(crossover) 및 분기점(bifurcation)을 검출하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 8은 일부 실시 예에 따라 주행 경로를 결정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 일부 실시 예에 따라 주행 경로를 결정하는 프로세스를 도시한 순서도이다.
도 10은 일부 실시 예에 따라 디스플레이되는 복수의 주행 경로를 도시한 개념도이다.
도 11은 일부 실시 예에 따른 센서의 위치를 도시한 개념도이다.
도 12는 일부 실시 예에 따라 의료 영상에 카테터의 위치를 표시하는 프로세스를 도시한 순서도이다.
도 13은 일부 실시 예에 따라 의료 영상에 표시되는 카테터의 위치를 도시한 개념도이다.
도 14는 일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 15는 일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치의 구조를 간단히 도시한 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 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.
명세서 전체에서, “의료 영상”은 의료 영상 장치를 이용하여 인체 내부를 촬영한 영상을 의미한다. 예를 들어, “의료 영상”은 X-레이 형광투시법(X-ray fluoroscopy)을 이용하여 혈관을 촬영한 혈관 조영 영상(angiogram)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, “혈관 정보”는 의료 영상 내의 혈관에 관련된 정보를 의미한다. 예를 들어, “혈관 정보”는 혈관의 직경, 의료 영상 내에서의 혈관의 각도, 의료 영상 내에 위치하는 분기점 및 교차점 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
명세서 전체에서, “분기점(bifurcation)”은 하나의 혈관이 두 개 이상의 혈관으로 분할되는 지점을 의미한다. 또한, “교차점(cross over)”은 서로 다른 혈관이 의료 영상 내에서 교차되는 지점을 의미한다.
명세서 전체에서, “3차원 의료 영상”은 인체 내부를 촬영한 영상들을 3차원 영상으로 재구성한 것을 의미한다. 예를 들어, “3차원 의료 영상”은 3차원 자기 공명 영상 또는 3차원 컴퓨터 단층 촬영 영상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, “시작 지점”은 의료 영상 내에서 주행 경로가 시작되는 위치 또는 영상 분석을 시작하는 위치를 의미한다. 예를 들어, 의료 영상 내에서 카테터(Catheter)가 신체에 삽입되는 지점에 상응하는 위치가 “시작 지점”일 수 있다. 또한, “목적 지점”은 주행 경로의 목적지가 되는 위치를 의미한다. 예를 들어, 의료 영상 내에서 병변의 위치가 “목적 지점”일 수 있다. 또한, “종료 지점”은 혈관 정보의 분석을 종료하는 지점을 의미한다. 예를 들어, 혈관의 직경이 임계값 이하가 되는 지점이 “종료 지점”이 될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일부 실시 예에 따라 의료 영상을 제공하는 프로세스를 도시한 순서도이다.
의료 영상 장치는 의료 영상 내의 혈관 정보를 획득할 수 있다(S110). 의료 영상 장치는 의료 영상 내에서 혈관이 어느 위치에서 어떤 직경을 가지는지 분석할 수 있다. 또한, 의료 영상 장치는 혈관의 영상 내에서의 각도를 분석할 수 있다. 또한, 의료 영상 장치는 의료 영상 내의 혈관이 만나는 지점이 분기점(bifurcation)인지 교차점(crossover)인지 여부를 판단할 수 있다.
이후, 의료 영상 장치는 혈관 정보가 획득된 의료 영상을 디스플레이할 수 있다(S120). 여기서, 의료 영상 장치는 S110 단계에서 획득된 혈관 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 장치는 혈관의 직경을 의료 영상 내에 표시할 수 있다. 즉, 의료 영상 장치는 획득된 혈관 정보를 의료 영상과 함께 디스플레이할 수 있다.
도 2는 다른 일부 실시 예에 따라 의료 영상을 제공하는 프로세스를 도시한 순서도이다.
먼저, 혈관 중재술을 시술하기 위하여 시술자는 카테터(Catheter)를 환자의 신체 내에 삽입할 수 있다(S210). 의료 영상 장치는 시술자에게 혈관 중재술에 이용되는 혈관 정보를 획득하기 위해 의료 영상을 분석할 수 있다(S220). S220 단계는 도 3 내지 도 7에서 보다 상세히 설명한다.
이후, 의료 영상 장치는 획득된 혈관 정보에 기초하여 주행 경로를 생성할 수 있다(S230). S230 단계에서 의료 영상 장치는 시작 지점 및 목적 지점을 결정할 수 있다. 여기서, 시작 지점 및 목적 지점은 사용자가 의료 영상 장치를 이용하여 설정할 수 있다. 또는 의료 영상 장치가 S210 단계에서 카테터가 삽입된 위치를 감지하고, 카테터가 삽입된 위치를 시작 지점으로 결정할 수 있다. 또한, 의료 영상 장치는 의료 영상 내에서 병변의 위치를 검출하고, 병변의 위치를 목적 지점으로 결정할 수 있다. 의료 영상 장치가 주행 경로를 생성하는 방법은 도 8 및 도 9에서 보다 상세히 설명한다.
또한, 의료 영상 장치는 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합할 수 있다(S240). 일부 실시 예에 따르면, 의료 영상 장치는 카테터의 위치 정보를 획득할 수 있다. 카테터의 위치 정보를 획득하는 실시 예는 도 11에서 보다 상세히 설명한다. 의료 영상 장치는 S220 단계에서 획득된 혈관 정보와 카테터의 위치 정보를 이용하여 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합할 수 있다. 일반적으로, 2차원 영상과 3차원 영상을 정합하기 위해서는 많은 시간이 소요된다. 그러나, 의료 영상 내의 혈관의 위치와, 카테터의 위치 정보를 이용하여 2차원 영상이 3차원 영상에 대응되는 위치를 보다 용이하게 파악할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치는 실시간으로 2차원 영상과 정합된 3차원 영상을 제공할 수 있다.
이후, 의료 영상 장치는 의료 영상 및 의료 영상에 관한 정보를 디스플레이할 수 있다(S250). 여기서, 의료 영상에 관한 정보는 혈관 정보 및 주행 경로 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 장치는 혈관의 직경 또는 주행 경로를 표시할 수 있다.
이후, 의료 영상 장치는 이동 이력 정보에 기초하여 혈관 정보를 재구성할 수 있다(S260). 의료 영상 장치는 카테터가 이동한 위치를 저장할 수 있다. 이동 이력 정보는 카테터가 환자의 신체 내부에서 실제로 이동한 경로를 의미한다. 즉, 카테터는 혈관 내부를 따라 이동하게 된다. 따라서 의료 영상 내에 검출된 혈관의 위치가 카테터의 이동 이력과 상이한 경우, 의료 영상 장치는 이동 이력 정보에 기초하여 혈관 정보 또는 의료 영상을 재구성할 수 있다. 즉, 3차원 좌표로 구성된 이동 경로를 이용하여 혈관 맵(map)을 재구성할 수 있다.
도 3은 일부 실시 예에 따라 의료 영상으로부터 혈관 정보를 획득하는 방법을 간단히 도시한 순서도이다.
일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 의료 영상(500) 내에 혈관(510)을 포함하는 관심 영역(Region-Of-Interest; ROI)(520)를 설정할 수 있다. 의료 영상 장치는 관심 영역(520) 내의 혈관에 관한 정보인 혈관 정보를 분석할 수 있다(S310). 혈관 정보는 혈관의 직경, 혈관의 중심점, 혈관의 각도, 교차점 및 분기점에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 5는 일부 실시 예에 따른 관심 영역을 도시한 개념도이다.
의료 영상 장치는 의료 영상 내에서 혈관인 것으로 검출된 영역에 기초하여 혈관의 직경(Δv )을 결정할 수 있다. 의료 영상 장치는 혈관의 직경을 고려하여 가상의 선의 개수(the Number of Virtual Ray; NVR)을 측정할 수 있다. 또한, 의료 영상 장치는 직경의 중심을 혈관의 중심점으로 결정할 수 있다. 의료 영상 장치는 수학식 1에 기초하여 가상의 선의 개수를 결정할 수 있다.
Figure 112014043863216-pat00001
λ는 복수의 가상의 선들 사이의 간격을 의미한다.
가상의 선의 개수가 결정되면, 수학식 2에 기초하여 혈관의 각도를 결정할 수 있다. 혈관의 각도는 영상 내에서 혈관이 향하는 방향을 나타낸다.
Figure 112014043863216-pat00002
E(θ)는 수평 방향에 대해 기울어진 각도 θ를 가지는 복수의 가상의 선에 대한 대표 값을 의미한다. NVR은 각도 θ를 가지는 가상의 선의 수를 의미한다. Li_AVE는 수평 방향에 대해 기울어진 각도 θ를 가지는 i 번째 가상의 직선 상의 픽셀 값의 평균 값을 의미한다. Li _ SD는 수평 방향에 대해 기울어진 각도 θ를 가지는 i 번째 가상의 직선 상의 픽셀 값의 표준 편차를 의미한다. 전술된 혈관의 직경, 혈관의 중심점 및 혈관의 각도를 구하는 방법은 일부 실시 예를 설명하기 위한 것이며, 이에 한정되지 않는다.
이후, 의료 영상 장치는 혈관을 추적(tracking)할 수 있다. 혈관을 추적한다는 것은 의료 영상 내의 혈관을 따라서 혈관 정보를 획득하는 것을 의미한다. 즉, 의료 영상 장치는 혈관 정보에 기초하여, 관심 영역을 이동할 지 여부를 판단하고(S320), S320 단계에서의 판단 결과에 따라서 관심 영역의 위치를 이동할 수 있다(S330). 이후, 의료 영상 장치는 이동된 관심 영역의 위치에 기초하여 S310 단계를 반복하여 수행할 수 있다. 도 6은 일부 실시 예에 따라 관심 영역의 위치를 이동하는 방법을 도시한 개념도이다. 도 6을 참조하면, 의료 영상 장치는 의료 영상(500) 내의 제 1 위치에 설정된 제 1 관심 영역(520-1)에 대한 혈관 정보를 획득할 수 있다. 의료 영상 장치치는 제 1 위치로부터 혈관(510)의 각도에 따라 제 1 위치로부터 관심 영역을 이동할 방향을 결정할 수 있다. 또한, 의료 영상 장치는 제 1 관심 영역(520-1)의 크기(ΔROI)에 따라서 제 1 위치로부터 관심 영역을 이동할 거리를 결정할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 장치는 수학식 3에 기초하여 관심 영역을 이동시킬 수 있다.
Figure 112014043863216-pat00003
ΔROI는 관심 영역의 이동 거리를 의미한다. κ는 임의의 상수를 의미한다. 예를 들어, κ는 1 내지 3의 범위 내에서 결정될 수 있다. Δv는 관심 영역 내에서의 혈관의 직경을 나타낸다.
또한, 제 1 관심 영역(520-1) 내에 분기점이 존재하는 경우, 의료 영상 장치는 관심 영역을 복수의 방향으로 이동시킬 수 있다. 의료 영상 장치는 제 2 위치에 대해 설정된 제 2 관심 영역(520-2) 내에서 혈관 정보를 획득할 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 의료 영상 장치는 혈관의 직경에 비례하도록 관심 영역의 면적을 설정할 수 있다. 예를 들어, 의료 영상 장치는 수학식 4에 기초하여 관심 영역의 크기를 결정할 수 있다.
Figure 112014043863216-pat00004
Δθ는 한 단계 이전의 관심 영역에서 결정된 각도와 두 단계 이전의 관심 영역에서 각도 사이의 차이를 나타낸다. α는 임의의 상수를 나타낸다. ROIsize는 관심 영역의 크기를 나타낸다.
즉, 의료 영상 장치가 제 1 위치에서 혈관 정보를 분석한 경우, 의료 영상 장치는 제 1 위치 및 혈관의 각도에 기초하여 이동된 제 2 위치에 설정된 제 2 관심 영역 내에서 혈관 정보를 획득할 수 있다.
또한, 도 4는 일부 실시 예에 따라 관심 영역 내에 포함된 혈관의 혈관 정보를 분석하는 방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 의료 영상 장치는 종료 지점을 결정할 수 있다(S410). 종료 지점은 사용자의 입력에 기초하여 설정되거나, 의료 영상 장치가 의료 영상으로부터 종료 지점을 검출할 수 있다.
이후, 의료 영상 장치는 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 각도를 결정할 수 있다(S420). 의료 영상 장치는 의료 영상 내에서 혈관인 것으로 검출된 영역에 기초하여 혈관의 직경(Δv )을 결정할 수 있다. 또한, 의료 영상 장치는 도 5에 도시된 바와 같은 가상의 선을 이용하여 혈관의 중심점 및 혈관의 각도를 결정할 수 있다.
이후, 의료 영상 장치는 관심 영역 내의 혈관의 형태가 단일 혈관인지 여부를 판단할 수 있다(S430). 단일 혈관은 혈관이 다른 혈관과 만나지 않는 형태를 의미한다. 혈관의 형태가 단일 혈관인 경우, 의료 영상 장치는 도 6에 도시된 바와 같이 혈관의 각도에 기초하여 관심 영역을 이동할 수 있다(S460).
또한, 관심 영역 내에서 복수의 혈관이 만나는 지점이 있는 경우(S430), 의료 영상 장치는 혈관들이 만나는 지점이 교차점(crossover)인지 또는 분기점(bifurcation)인지 여부를 판단할 수 있다(S440). 도 7은 일부 실시 예에 따라 교차점(crossover)(710) 및 분기점(bifurcation)(720)을 검출하는 방법을 도시한 개념도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 관심 영역 내에 복수의 혈관이 만나는 것으로 판단되는 지점(710 및 720)이 존재할 수 있다. 의료 영상 장치는 혈관들이 만나는 지점 주변의 혈관 상의 복수의 지점(1, 2, 3, 4)에 대한 픽셀 값(730) 또는 혈관의 직경에 기초하여 분기점 및 교차점을 검출할 수 있다.
예를 들어, 제 1 지점 및 제 4 지점의 직경이 서로 유사하고, 제 2 지점 및 제 3 지점의 직경이 서로 유사할 수 있다. 또한 제 1 지점과 제 2 지점의 직경은 서로 상이할 수 있다. 이 경우, 의료 영상 장치는 분기점이 존재하지 않고, 교차점이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 의료 영상 장치는 복수의 지점(1, 2, 3, 4)에 대한 픽셀 값(730)을 비교할 수 있다. 도 7에 도시된 바에 따르면, 제 1 지점(1)에 대한 스펙트럼(730-1)에 따른 평균 픽셀 값(평균 음영) 및 제 4 지점(4)에 대한 스펙트럼(730-4)에 따른 평균 픽셀 값은 90 내지 92로 유사하다. 또한, 제 2 지점(2)에 대한 스펙트럼(730-2)에 따른 평균 픽셀 값 및 제 3 지점(3)에 대한 스펙트럼(730-3)에 따른 평균 픽셀 값은 84 내지 85 로 유사하다. 이 경우, 의료 영상 장치는 복수의 혈관이 만나는 지점(710)은 분기점이 아닌 교차점이 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 각 혈관의 평균 픽셀 값이 모두 유사한 경우, 의료 영상 장치는 분기점이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 의료 영상이 활관 조영 영상인 경우, 조영제는 혈관 속의 혈액과 함께 이동한다. 혈관 내 조영제의 농도에 따라서 혈관 조영 영상에나 나타나는 혈관에 대한 픽셀 값이 가지는 대역이 달라진다. 따라서, 분기된 혈관은 서로 유사한 대역의 평균 픽셀 값을 가진다. 반대로, 교차된 혈관은 서로 다른 대역의 평균 픽셀 값을 가진다.
또는, 분기점은 의료 영상 장치가 직접 검출하지 않고, 사용자가 의료 영상 내에 혈관의 분기점이 존재하는지 여부를 직접 입력하도록 할 수도 있다.
S440 단계에서 분기점이 존재하는 것으로 판단되는 경우, 의료 영상 장치는 분기된 혈관의 수(n)를 결정할 수 있다(S450). 여기서, 의료 영상 장치는 분기점의 수에 기초하여 분기된 혈관의 수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 분기점이 하나 존재하는 경우, 의료 영상 장치는 분기된 혈관의 수를 2로 결정할 수 있다. 이후, 의료 영상 장치는 분기된 혈관의 수에 따라서 복수의 방향으로 관심 영역을 이동할 수 있다(S460). 즉, 분기된 혈관이 복수인 경우, 의료 영상 장치는 분기된 혈관을 각각 추적(tracking)할 수 있다.
이후, 의료 영상 장치는 이동된 위치에 설정된 관심 영역 내에 종료 지점이 포함되는지 여부를 판단할 수 있다(S470). 종료 지점이 포함되지 않은 경우, 의료 영상 장치는 S420 단계를 다시 수행할 수 있다. 관심 영역 내에 종료 지점이 포함된 경우, 의료 영상 장치는 혈관에 대한 분석을 종료할 수 있다.
도 8은 일부 실시 예에 따라 주행 경로를 결정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 일부 실시 예에 따르면, 의료 영상 장치는 시작 지점(810) 및 목적 지점(820)을 결정할 수 있다. 시작 지점(810) 및 목적 지점(820)은 사용자의 입력에 의해 설정될 수 있다. 또는, 의료 영상 장치가 카테터가 신체 내에 삽입되는 위치를 시작 지점(810)으로 결정하고, 병변의 위치를 목적 지점(820)으로 결정할 수 있다.
의료 영상 장치는 시작 지점(810)에서부터 목적 지점(820)에 이르는 모든 혈관들을 탐색할 수 있다. 분기점이 존재하는 경우, 의료 영상 장치는 분기된 각 혈관 별로 경로를 결정할 수 있다.
도 9는 일부 실시 예에 따라 주행 경로를 결정하는 프로세스를 도시한 순서도이다.
먼저, 의료 영상 장치는 주행 경로의 시작 지점 및 목적 지점을 결정할 수 있다(S910). 이후, 의료 영상 장치는 시작 지점으로부터 혈관을 따라 관심 영역을 이동시킬 수 있다(S920). S920 단계에서 의료 영상에 대한 혈관 정보에 기초하여 관심 영역을 이동 시킬 수 있다.
의료 영상 장치는 혈관을 따라 이동되는 관심 영역 내에 목적 지점이 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 이동된 관심 영역 내에 목적 지점이 포함되는 경우, 주행 경로가 목적 지점에 도달할 수 있는 것으로 판단할 수 있다(S930). 주행 경로가 목적 지점에 도달할 수 있는 것으로 판단되는 경우, 관심 정보의 이동 경로에 기초하여 주행 경로를 결정할 수 있다(S940). 예를 들어, 의료 영상 장치는 이동되는 관심 정보 내의 혈관의 중심점을 잇는 선을 주행 경로로 결정할 수 있다. 이후, 의료 영상 장치는 결정된 주행 경로를 디스플레이할 수 있다(S950).
주행 경로가 목적 지점에 도달할 수 없는 것으로 판단되는 경우, 해당 경로는 표시하지 않는다.
도 10은 일부 실시 예에 따라 디스플레이되는 복수의 주행 경로를 도시한 개념도이다.
혈관에 분기점이 존재하는 경우, 의료 영상 장치는 의료 영상(1000) 내의 시작 지점(1010)으로부터 목적 지점(1020)에 도달할 수 있는 복수 개의 주행 경로들(1030-1, 1030-2, 1030-3, 1030-4, 1030-5)를 결정할 수 있다. 시작 지점(1010)으로부터 목적 지점(1020)에 도달할 수 있는 주행 경로가 복수개인 경우, 의료 영상 장치는 있는 복수 개의 주행 경로들(1030-1, 1030-2, 1030-3, 1030-4, 1030-5)을 디스플레이할 수 있다. 사용자는 표시된 주행 경로들 있는 복수 개의 주행 경로들(1030-1, 1030-2, 1030-3, 1030-4, 1030-5) 중 하나의 주행 경로를 선택할 수 있다. 하나의 주행 경로가 선택되면, 의료 영상 장치는 선택된 주행 경로를 의료 영상과 함께 디스플레이할 수 있다.
도 11은 일부 실시 예에 따른 센서의 위치를 도시한 개념도이다. 또한, 도 12는 일부 실시 예에 따라 의료 영상에 카테터의 위치를 표시하는 프로세스를 도시한 순서도이다.
일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치는 센서(1100)를 이용하여 카테터(1110)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 카테터(1110)의 위치 정보는 환자(10)의 신체 내에서의 카테터 팁(catheter tip)(1111)의 위치를 나타낼 수 있다.
의료 영상 장치는 적어도 세 개의 센서(1100)로부터 카테터(1110)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 하나의 센서(1100)는 카테터 팁(1111)에 구비될 수 있다. 또한, 두 개의 센서(1100)는 각기 다른 위치에 고정될 수 있다. 예를 들어, 하나의 센서(1100)는 혈관 조영 장비(1120)에 구비되고, 다른 하나의 센서(1100)는 환자의 신체(10) 외부의 한 지점에 부착될 수 있다. 세 개의 센서(1100)는 각 센서들(1100) 사이의 거리를 감지할 수 있다.
의료 영상 장치는 세 개의 센서(1100)들로부터 각 센서들(1100) 간의 거리 정보를 획득하면, 두 개의 센서(1100)는 고정되어 있으므로 카테터 팁(1111)에 구비된 센서(1100)의 위치를 획득할 수 있다.
의료 영상 장치는 카테터의 위치 정보를 획득하고(S1210), 획득된 카테터의 위치를 의료 영상에 표시할 수 있다(S1220). 여기서, 카테터의 위치는 카테터 팁의 위치를 의미할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따르면, 의료 영상 장치는 3차원 의료 영상과 의료 영상을 정합할 수 있다. 서로 다른 영상 장비 간의 의료 영상을 정합하기 위해 많은 시간이 소요된다. 예를 들어, 2차원 영상인 혈관 조영 영상과 3차원 영상인 MRA 영상을 정합하기 위해서는 많은 시간이 소요된다. 따라서, 시술 시에 사용자에게 실시간으로 제공되는 의료 영상은 일반적으로 2차원 영상이다. 그러나, 신체(10) 내부에 삽입된 카테터의 위치 정보를 이용하여 의료 영상과 3차원 영상을 보다 용이하게 정합할 수 있다. 카테터가 이동한 경로는 혈관의 실제 형태를 나타낸다. 따라서 카테터가 이동해간 경로를 3차원 영상에 포함된 혈관과 정합하기 위해 이용할 수 있다. 카테터가 의료 영상 내에서 이동한 경로를 카테터의 위치 정보를 이용하여 3차원 영상의 대응되는 위치에 대응할 수 있으므로, 의료 영상과 3차원 의료 영상을 용이하게 정합될 수 있다. 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합한 후, 의료 영상 장치는 3차원 의료 영상에 카테터의 위치를 표시할 수 있다. 또한, 의료 영상 장치는 의료 영상에 기초하여 생성된 주행 경로와 카테터의 위치 정보에 상응하는 3차원 주행 경로를 결정할 수 있다. 3차원 주행 경로는 의료 영상에 기초하여 생성된 주행 경로가 3차원 영상 내에서 표시되는 경로를 의미한다.
즉, 의료 영상 장치는 카테터의 삽입 위치, 현재 카테터의 위치, 카테터가 지나온 경로 및 카테터가 목적 지점에 도달하기 위해 이동할 경로를 의료 영상과 정합된 3차원 영상에 표시할 수 있다.
도 13은 일부 실시 예에 따라 의료 영상(1300)에 표시되는 카테터의 위치(1111-1)를 도시한 개념도이다. 의료 영상 장치는 카테터의 위치정보에 기초하여 의료 영상(1300)에 카테터의 위치(1111-1)를 표시할 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 의료 영상 장치는 카테터의 위치 정보 및 혈관 정보에 기초하여 피드백(feedback) 정보를 생성하고 출력할 수 있다. 예를 들어, 카테터의 진행 방향(1111-2)이 혈관의 방향(1310)과 다른 경우, 카테터(1111-1)에 의해 혈관 벽이 손상을 입을 수 있다. 이 경우, 의료 영상 장치는 피드백 정보를 출력할 수 있다.
피드백 정보는 압력, 장력, 응력 및 진동과 같은 물리적인 힘으로 출력될 수 있다. 예를 들어, 카테터를 조작하기 위한 카테터 조작부는 기계적인 장치를 구비할 수 있다. 피드백 정보가 발생하는 경우, 카테터 조작부는 기계적인 장치를 이용하여 사용자에게 물리적인 힘을 가함으로써 피드백 정보를 출력할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니한다. 피드백 정보는 다양한 방법을 이용하여 출력될 수 있다.
의료 영상 장치는 다양한 경우에 피드백 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 카테터 팁(catheter tip)이 혈관 벽과 충돌하거나 마찰이 발생하는 경우에 의료 영상 장치는 피드백 정보를 출력할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 카테터의 위치 정보가 의료 영상 장치에 표시된 주행 경로를 벗어나는 경우, 의료 영상 장치는 피드백 정보를 출력할 수 있다. 또는, 카테터를 구성하는 와이어의 곡률이 임계값 이상인 경우, 의료 영상 장치는 피드백 정보를 출력할 수 있다. 또는, 카테터가 분기점에서 하나의 분기 혈관으로 이동하는 경우, 의료 영상 장치는 피드백 정보를 출력할 수 있다. 또는, 카테터가 직경이 임계값 이하인 혈관을 이동하는 경우, 의료 영상 장치는 피드백 정보를 출력할 수 있다.
일부 실시 예에 따르면, 의료 영상 장치는 카테터의 위치 정보가 이동한 이력인 이동 이력 정보를 획득할 수 있다. 의료 영상 장치는 카테터의 이동 이력 정보에 기초하여 혈관 정보 또는 의료 영상을 재구성할 수 있다. 전술된 바와 같이, 카테터의 이동 경로는 실제 혈관의 형태를 나타낸다. 따라서, 카테터의 이동 이력 정보와 혈관 정보 또는 의료 영상이 일치하지 않는 경우, 의료 영상 장치는 혈관 정보 또는 의료 영상을 이동 이력 정보에 기초하여 재구성할 수 있다.
도 14는 일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치(1400)는 영상 획득부(1411), 위치 정보 획득부(1412), 영상 처리부(1410), 제어부(1430), 입력부(1420), 디스플레이부(1440) 및 피드백 출력부(1450)를 포함할 수 있다. 또한, 도 15는 일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치의 구조를 간단히 도시한 블록도이다. 일부 실시 예에 따른 의료 영상 장치는 영상 처리부(1410) 및 디스플레이부(1440)를 포함할 수 있다. 도 14 및 도 15는 일부 실시 예를 설명하기 위한 것이며, 실시 예에 따라서 의료 영상 장치(1400)는 더 많은 구성요소를 포함할 수 있다. 또는, 도 14 및 도 15에 도시된 구성요소는 유사한 구성요소로 대체될 수 있다.
영상 획득부(1411)는 의료 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 영상 획득부(1411)는 환자의 신체에 X선을 주사하고, 혈관 조영 영상을 획득할 수 있다.
영상 처리부(1410)는 영상을 처리하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 영상 처리부(1410)는 영상 획득부(1411)에서 획득한 의료 영상 내의 혈관 정보를 획득할 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 영상 처리부(1410)는 관심 영역을 설정하고, 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 혈관의 각도를 결정하고, 분기점 및 교차점을 검출할 수 있다. 또한, 영상 처리부(1410)는 의료 영상 내의 혈관을 추적하면서 혈관 정보를 획득할 수 있다. 즉, 영상 처리부(1410)는 제 1 위치에 설정된 제 1 관심 영역 내에서 혈관 정보를 획득하고, 제 1 위치로부터 혈관의 각도에 기초하여 이동된 제 2 위치에 설정된 제 2 관심 영역 내에서 혈관 정보를 획득할 수 있다. 전술된 방법을 반복함으로써, 영상 처리부(1410)는 혈관을 추적하면서 혈관 정보를 획득할 수 있다.
영상 처리부(1410)는 의료 영상 내에서 혈관인 것으로 검출된 영역에 기초하여 혈관의 직경(Δv )을 결정할 수 있다. 영상 처리부(1410)는 의료 영상 장치는 혈관의 직경을 고려하여 가상의 선의 개수(the Number of Virtual Ray; NVR)을 측정할 수 있다. 또한, 영상 처리부(1410)는 직경의 중심을 혈관의 중심점으로 결정할 수 있다. 영상 처리부(1410)는 관심 영역 내의 혈관에 가상의 선을 설정하고, 가상의 선을 이용하여 혈관의 각도를 결정할 수 있다.
또한 관심 영역 내에서 복수의 혈관이 만나는 지점이 있는 경우, 영상 처리부(1410)는 혈관들이 만나는 지점이 교차점인지 또는 분기점인지 여부를 판단할 수 있다. 도 7은 일부 실시 예에 따라 교차점(crossover)(710) 및 분기점(bifurcation)(720)을 검출하는 방법을 도시한 개념도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 관심 영역 내에 복수의 혈관이 만나는 것으로 판단되는 지점(710 및 720)이 존재할 수 있다. 의료 영상 장치는 혈관들이 만나는 지점 주변의 혈관 상의 복수의 지점(1, 2, 3, 4)에 대한 픽셀 값(730) 또는 혈관의 직경에 기초하여 분기점 및 교차점을 검출할 수 있다.
예를 들어, 제 1 지점 및 제 4 지점의 직경이 서로 유사하고, 제 2 지점 및 제 3 지점의 직경이 서로 유사할 수 있다. 또한 제 1 지점과 제 2 지점의 직경은 서로 상이할 수 있다. 이 경우, 의료 영상 장치는 분기점이 존재하지 않고, 교차점이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 의료 영상 장치는 복수의 지점(1, 2, 3, 4)에 대한 픽셀 값(730)을 비교할 수 있다. 도 7에 도시된 바에 따르면, 제 1 지점(1)에 대한 스펙트럼(730-1)에 따른 평균 픽셀 값(평균 음영) 및 제 4 지점(4)에 대한 스펙트럼(730-4)에 따른 평균 픽셀 값은 90 내지 92로 유사하다. 또한, 제 2 지점(2)에 대한 스펙트럼(730-2)에 따른 평균 픽셀 값 및 제 3 지점(3)에 대한 스펙트럼(730-3)에 따른 평균 픽셀 값은 84 내지 85 로 유사하다. 이 경우, 의료 영상 장치는 복수의 혈관이 만나는 지점(710)은 분기점이 아닌 교차점이 것으로 판단할 수 있다. 반대로, 각 혈관의 평균 픽셀 값이 모두 유사한 경우, 의료 영상 장치는 분기점이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 의료 영상이 혈관 조영 영상인 경우, 조영제는 혈관 속의 혈액과 함께 이동한다. 혈관 내 조영제의 농도에 따라서 혈관 조영 영상에나 나타나는 혈관에 대한 픽셀 값이 가지는 대역이 달라진다. 따라서, 분기된 혈관은 서로 유사한 대역의 평균 픽셀 값을 가진다. 반대로, 교차된 혈관은 서로 다른 대역의 평균 픽셀 값을 가진다.
또는, 분기점은 의료 영상 장치가 직접 검출하지 않고, 사용자가 입력부(1420)를 통해 의료 영상 내에 혈관의 분기점이 존재하는지 여부를 직접 입력하도록 할 수도 있다.
또한 영상 처리부(1410)은 시작 지점, 목적 지점 및 혈관 정보에 기초하여 주행 경로를 결정할 수 있다. 시작 지점 및 목적 지점은 입력부(1410)를 통해 사용자가 입력하거나, 영상 처리부(1410)가 의료 영상으로부터 검출할 수 있다. 영상 처리부(1410)는 시작 지점으로부터 목적지점에 이르는 모든 혈관들을 탐색할 수 있다. 분기점이 존재하는 경우, 영상 처리부(1410)는 분기된 각 혈관 별로 경로를 결정할 수 있다.
위치 정보 획득부(1412)는 센서를 이용하여 카테터의 위치 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 위치 정보 획득부는 카테터에 포함된 위치 센서 및 두 개의 고정된 위치 센서를 이용하여 카테터의 위치 정보를 획득할 수 있다. 카테터의 위치 정보는 환자의 신체 내에서의 카테터 팁의 위치를 나타낼 수 있다. 또한, 위치 정보 획득부(1412)는 카테터의 위치 정보에 기초하여 카테터가 이동한 경로를 나타내는 이동 이력 정보를 획득할 수 있다. 고정된 위치 센서의 수는 적어도 하나일 수 있다.
영상 처리부(1410)는 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합할 수 있다. 여기서, 영상 처리부(1410)는 위치 정보 획득부(1412)를 통해 획득된 이동 이력 정보를 이용하여 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합할 수 있다. 카테터가 이동한 경로는 혈관의 실제 형태를 나타낸다. 따라서 카테터가 이동해간 경로를 3차원 영상에 포함된 혈관과 정합하기 위해 이용할 수 있다. 카테터가 의료 영상 내에서 이동한 경로를 카테터의 위치 정보를 이용하여 3차원 영상의 대응되는 위치에 대응할 수 있으므로, 의료 영상과 3차원 의료 영상을 용이하게 정합될 수 있다. 또한, 영상 처리부(1410)는 의료 영상에 기초하여 결정된 주행 경로를 정합된 3차원 의료 영상에 나타내기 위한 3차원 주행 경로를 결정할 수 있다.
입력부(1420)는 사용자가 의료 영상 장치(1400)를 제어하거나, 의료 영상 장치(1400)에 정보를 입력하기 위한 장치를 의미한다. 입력부(1420)는 트랙 볼(track ball), 키패드(key pad) 또는 터치스크린 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일부 실시 예에 따른 디스플레이부(1440)는 영상을 출력하기 위한 장치를 의미한다. 디스플레이부(1440)는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 투명 디스플레이(transparent display), 플렉서블 디스플레이(flexible display) 또는 CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 디스플레이부(1440)는 영상 획득부(1411)를 통해 획득된 의료 영상을 디스플레이할 수 있다. 여기서, 디스플레이부(1440)는 영상 처리부(1410)에서 획득한 혈관 정보를 함께 디스플레이할 수 있다.
또한, 디스플레이부(1440)는 영상 처리부(1410)에서 주행 경로를 결정한 경우, 결정된 주행 경로를 의료 영상과 함께 출력할 수 있다. 또한, 영상 처리부(1410)가 3차원 주행 경로를 결정한 경우, 디스플레이부(1440)는 3차원 의료 영상과 함께 3차원 주행 경로를 디스플레이할 수 있다. 또한, 디스플레이부(1440)는 위치 정보 획득부(1412)에서 획득된 카테터의 위치 정보에 기초하여, 의료 영상 내에서 카테터의 위치를 더 표시할 수 있다. 도 13을 참조하면, 도 13은 일부 실시 예에 따라 의료 영상(1300)에 표시되는 카테터의 위치(1111-1)를 도시한 개념도이다.
영상 처리부(1410)는 카테터의 위치 정보 및 혈관 정보에 기초하여 피드백(feedback)정보를 생성할 수 있다. 피드백 출력부(1450)는 생성된 피드백 정보를 출력할 수 있다. 피드백 출력부(1450)는 물리적 힘, 진동, 음향 또는 광원 등을 이용하여 다양한 방법으로 피드백 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 도 13을 참조하면, 카테터의 진행 방향(1111-2)이 혈관의 방향(1310)과 다른 경우, 카테터(1111-1)에 의해 혈관 벽이 손상을 입을 수 있다. 이 경우, 피드백 출력부(1450)는 카테터에 진동을 발생시키거나, 알람음을 발생시킬 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 피드백 출력부(1450)는 압력, 장력 및 응력과 같은 물리적인 힘을 발생시키기 위한 기계적인 장치를 구비할 수 있다.
영상 처리부(1410)는 다양한 경우에 피드백 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 카테터 팁(catheter tip)이 혈관 벽과 충돌하거나 마찰이 발생하는 경우에 의료 영상 장치는 피드백 정보를 출력할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 카테터의 위치 정보가 의료 영상 장치에 표시된 주행 경로를 벗어나는 경우, 영상 처리부(1410)는 피드백 정보를 출력할 수 있다. 또는, 카테터를 구성하는 와이어의 곡률이 임계값 이상인 경우, 영상 처리부(1410)는 피드백 정보를 출력할 수 있다. 또는, 카테터가 분기점에서 하나의 분기 혈관으로 이동하는 경우, 영상 처리부(1410)는 피드백 정보를 출력할 수 있다. 또는, 카테터가 직경이 임계값 이하인 혈관을 이동하는 경우, 영상 처리부(1410)는 피드백 정보를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 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, RAM과 같은 휘발성 및 ROM 과 같은 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 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. 예를 들어, 컴퓨터 저장 매체는 ROM, RAM, 플래시 메모리, CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등으로 구현될 수 있다.
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 (21)

  1. 의료 영상 장치가 의료 영상을 제공하는 방법에 있어서,
    혈관을 촬영한 의료 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득된 의료 영상에서 시작 지점 및 목적 지점을 결정하는 단계;
    상기 의료 영상 내에서 제1 관심 영역(Region of interest: ROI)을 결정하는 단계;
    상기 제1 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 각도를 포함하는 제1 혈관 정보를 획득하는 단계;
    상기 제1 관심 영역 내에 복수의 혈관들이 만나는 지점이 있는 경우, 상기 복수의 혈관들이 만나는 지점 주변의 혈관 상의 복수의 지점들에 대한 픽셀 값들 또는 상기 혈관의 직경에 기초하여 상기 복수의 혈관들이 만나는 지점이 분기점(bifurcation)인지 또는 교차점(crossover)인지를 판단하는 단계;
    상기 복수의 혈관들이 만나는 지점이 교차점이면 상기 혈관의 각도에 기초하여 상기 제1 관심 영역을 이동하는 단계;
    상기 복수의 혈관들이 만나는 지점이 분기점이면 분기된 혈관들을 따라 복수의 방향으로 상기 제1 관심 영역을 이동하는 단계;
    상기 제1 관심 영역의 이동에 기초하여 제2 관심 영역을 결정하는 단계;
    상기 제2 관심 영역 내의 혈관에 대한 제2 혈관 정보를 획득하는 단계;
    상기 제1 관심 영역의 이동에 기초하여 주행 경로를 결정하는 단계; 및
    상기 시작 지점, 상기 목적 지점 및 상기 결정된 주행 경로를 상기 의료 영상 상에 디스플레이하는 단계를 포함하는, 의료 영상 제공 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 혈관 정보를 획득하는 단계는,
    상기 제2 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 각도를 결정하고, 분기점 또는 교차점을 검출하는 단계를 포함하는, 의료 영상 제공 방법.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 시작 지점, 상기 목적 지점 및 상기 결정된 주행 경로를 상기 의료 영상 상에 디스플레이하는 단계는,
    혈관 정보에 포함된 분기점의 수에 따라서 복수의 주행 경로를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는, 의료 영상 제공 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 의료 영상 제공 방법은,
    상기 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합하는 단계; 및
    상기 3차원 의료 영상 내에서, 상기 결정된 주행 경로에 상응하는 3차원 주행 경로를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 시작 지점, 상기 목적 지점 및 상기 결정된 주행 경로를 상기 의료 영상 상에 디스플레이하는 단계는,
    상기 3차원 주행 경로를 포함하는 상기 3차원 의료 영상을 더 디스플레이하는, 의료 영상 제공 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 의료 영상 제공 방법은,
    카테터(catheter)에 포함된 위치 센서 및 적어도 하나의 고정된 위치 센서를 이용하여 상기 카테터의 위치 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 시작 지점, 상기 목적 지점 및 상기 결정된 주행 경로를 상기 의료 영상 상에 디스플레이하는 단계는,
    상기 위치 정보에 기초하여 상기 의료 영상에 상기 카테터의 위치를 표시하는 단계를 포함하는, 의료 영상 제공 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 의료 영상 제공 방법은,
    상기 카테터의 위치 정보 및 상기 혈관 정보에 기초하여 피드백(feedback) 정보를 출력하는 단계를 더 포함하는, 의료 영상 제공 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 의료 영상 제공 방법은,
    상기 카테터의 위치 정보가 이동한 이력인 이동 이력 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 이동 이력 정보에 기초하여 상기 의료 영상 또는 상기 혈관 정보를 재구성하는 단계를 더 포함하는, 의료 영상 제공 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 의료 영상 제공 방법은,
    상기 이동 이력 정보를 이용하여 상기 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합하는 단계; 및
    상기 3차원 의료 영상에 상기 카테터의 위치를 표시하는 단계를 더 포함하는, 의료 영상 제공 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 혈관 정보를 획득하는 단계는,
    상기 제1 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 상기 혈관 내 평균 픽셀값에 기초하여 상기 혈관의 각도를 결정하는 단계를 포함하는, 의료 영상 제공 방법.
  11. 의료 영상을 제공하는 의료 영상 장치에 있어서,
    혈관을 촬영한 의료 영상을 획득하고, 상기 획득된 의료 영상에서 시작 지점 및 목적 지점을 결정하고, 상기 의료 영상 내에서 제1 관심 영역을 결정하고, 상기 제1 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 각도를 포함하는 제1 혈관 정보를 획득하고, 상기 제1 관심 영역 내에 복수의 혈관들이 만나는 지점이 있는 경우, 상기 복수의 혈관들이 만나는 지점 주변의 혈관 상의 복수의 지점들에 대한 픽셀 값들 또는 상기 혈관의 직경에 기초하여, 상기 복수의 혈관들이 만나는 지점이 분기점인지 또는 교차점인지를 판단하고, 상기 복수의 혈관들이 만나는 지점이 교차점이면 상기 혈관의 각도에 기초하여 상기 제1 관심 영역을 이동하고, 상기 복수의 혈관들이 만나는 지점이 분기점이면 분기된 혈관들을 따라 복수의 방향으로 상기 제1 관심 영역을 이동하고, 상기 제1 관심 영역의 이동에 기초하여 제2 관심 영역을 결정하고, 상기 제2 관심 영역 내의 혈관에 대한 제2 혈관 정보를 획득하고, 상기 제1 관심 영역의 이동에 기초하여 주행 경로를 결정하는, 영상 처리부; 및
    상기 시작 지점, 상기 목적 지점 및 상기 결정된 주행 경로를 상기 의료 영상 상에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는, 의료 영상 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 제2 관심 영역 내의 상기 혈관의 직경 및 각도를 결정하고, 분기점 또는 교차점을 검출함으로써 혈관을 추적하는, 의료 영상 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 의료 영상 장치는,
    사용자로부터 정보를 입력 받는 입력부를 더 포함하고,
    상기 영상 처리부는,
    상기 입력부를 통해 입력 받은 정보에 기초하여 상기 의료 영상에서 상기 시작 지점 및 상기 목적 지점을 결정하는, 의료 영상 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    혈관 정보에 포함된 분기점의 수에 따라서 복수의 주행 경로를 디스플레이하는, 의료 영상 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합하고, 상기 3차원 의료 영상 내에서, 상기 결정된 주행 경로에 상응하는 3차원 주행 경로를 결정하며,
    상기 디스플레이부는,
    상기 3차원 주행 경로를 포함하는 상기 3차원 의료 영상을 더 디스플레이하는, 의료 영상 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 의료 영상 장치는,
    카테터(catheter)에 포함된 위치 센서 및 적어도 하나의 고정된 위치 센서를 이용하여 상기 카테터의 위치 정보를 획득하는 위치 정보 획득부를 더 포함하고,
    상기 디스플레이부는,
    상기 위치 정보에 기초하여 상기 의료 영상에 상기 카테터의 위치를 표시하는, 의료 영상 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 의료 영상 장치는,
    상기 카테터의 위치 정보 및 상기 혈관 정보에 기초하여 피드백(feedback) 정보를 출력하는 피드백 출력부를 더 포함하는, 의료 영상 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 카테터의 위치 정보가 이동한 이력인 이동 이력 정보를 획득하고, 상기 이동 이력 정보에 기초하여 상기 의료 영상 또는 상기 혈관 정보를 재구성하는, 의료 영상 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 이동 이력 정보를 이용하여 상기 의료 영상과 3차원 의료 영상을 정합하고,
    상기 디스플레이부는,
    상기 3차원 의료 영상에 상기 카테터의 위치를 표시하는, 의료 영상 장치.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    상기 제1 관심 영역 내의 혈관의 직경 및 상기 혈관 내 평균 픽셀값에 기초하여 상기 혈관의 각도를 결정하는, 의료 영상 장치.
  21. 제1 항의 의료 영상 제공 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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