KR102363654B1 - Apparatus and method for extractiing brain images of pet-mri multiple brain images - Google Patents
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Abstract
본 기술은 PET-MRI 다중 영상 추출 장치 및 방법이 개시된다. 본 기술의 구체적인 예에 따르면, 서로 다른 형태의 조직간 대조도를 가지는 PET 및 MRI 촬영을 통해 획득된 영상으로부터 최종 마스크 영상을 추출함에 따라 기존의 MRI 촬영으로부터 획득된 영상의 낮은 품질 또는 인공물로 인해 동작 오류를 방지할 수 있고, 이에 인적 개입에 의거한 보정을 최소화하면서 안정적으로 영상을 추출할 수 있다.The present technology discloses a PET-MRI multiple image extraction apparatus and method. According to a specific example of the present technology, as the final mask image is extracted from images acquired through PET and MRI imaging having different types of tissue contrast, low quality or artifacts of images acquired from conventional MRI imaging Motion errors can be prevented, and images can be extracted stably while minimizing correction based on human intervention.
Description
본 발명은 PET-MRI 다중 영상 추출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 복합 시퀸스 영상으로부터 설정된 관심 영역의 영상 또는 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 각각 추출한 다음 정합하여 최종 마스크 영상을 추출함에 따라 인적 개입에 의한 보정을 최소화할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for extracting multiple PET-MRI images, and by extracting an image of a set region of interest or an initial mask image including the region of interest from a complex sequence image, and then matching them to extract the final mask image, thereby preventing human intervention. It relates to a technique that can minimize the correction caused by the
일반적인 뇌영역 데이터 추출 방법은 대부분의 T1-Weighted(T1w) MRI 영상을 기준으로 동작되며, 그 성능이 T1w MRI 의 품질에 민감하여 인적 보정을 추가적으로 요구된다.The general brain region data extraction method operates based on most T1-Weighted (T1w) MRI images, and its performance is sensitive to the quality of T1w MRI, so additional human correction is required.
이를 해결하기 위해 T2w, FLAIR, 콘트라스트-강하 MRI 등 복합 시퀀스의 MRI 영상 데이터를 활용한 기술들이 개발되고 있으나, 이러한 방법은 T1w 외의 다른 시퀀스 영상들을 추가로 각각 촬영한 다음 각각에 대한 인적 보정을 통해 관심 영역을 도출할 수 있다.To solve this problem, technologies using MRI image data of complex sequences such as T2w, FLAIR, and contrast-lowering MRI are being developed. However, in this method, images of sequences other than T1w are additionally captured, and human correction is performed for each. A region of interest can be derived.
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이에 본 발명은 복합 시퀸스 영상에 대해 인적 개입에 의한 추가적인 보정을 최소화할 수 있고 관심 영역의 영상 및 최종 마스크 영상을 안정적으로 추출할 수 있는 PET-MRI 다중 뇌 영상 추출 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.Accordingly, the present invention aims to provide a PET-MRI multiple brain image extraction apparatus and method that can minimize additional correction by human intervention for a complex sequence image and can stably extract an image of a region of interest and a final mask image. .
일 실시 예에 따르면, MRI(magnetic resonance imaging) 촬영으로부터 획득된 T1w(T1-weighted) 영상에서 영상 분석을 위한 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출하는 MRI 전처리부; PET 촬영으로부터 획득된 영상에서 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출하는 PET 전처리 수행부; 및 상기 MRI 전처리 및 PET 전처리 결과를 취합한 후 정합하여 최종 마스크 영상을 생성하는 영상 추출부를 포함하는 PET-MRI 다중 영상 추출 장치가 제공된다.According to an embodiment, an MRI preprocessor for extracting an image of a region of interest for image analysis from a T1-weighted (T1w) image obtained from magnetic resonance imaging (MRI) or extracting an initial mask image including the region of interest; a PET preprocessing unit for extracting an image of a region of interest from an image obtained from PET imaging or extracting an initial mask image including the region of interest; and an image extractor configured to generate a final mask image by collecting and matching the results of the MRI preprocessing and the PET preprocessing.
일 실시 예에 따르면, 상기 MRI 전처리부는 T1w 영상 외의 T1CE(Contrast-enhanced T1-weight) 영상, T2(T2-weighted) 영상, FLAIR(Fluid Attenuated Inversion Recovery) 영상, ADC(Apparent Diffusion Coefficient) 영상, 및 Segmentation 영상 중 적어도 하나를 포함하는 복합 시퀀스 영상 각각에 대해 전처리를 수행한 다음 정합하도록 구비될 수 있다.According to an embodiment, the MRI preprocessor includes a contrast-enhanced T1-weight (T1CE) image, a T2-weighted (T2) image, a fluid attenuated inversion recovery (FLAIR) image, an apparent diffusion coefficient (ADC) image, and a T1w image other than the T1w image. It may be provided to perform pre-processing on each of the composite sequence images including at least one of the segmentation images and then to register them.
일 실시 예에 따르면, 상기 PET 전처리 수행단계는 PET 를 통해 획득된 PET 영상 데이터 또는 PET-CT 촬영을 통해 획득된 PET 영상 데이터 및 CT 영상 데이터에 대해 전처리를 수행한 다음 정합하도록 구비될 수 있다.According to an embodiment, the performing of the PET pre-processing may include performing pre-processing on PET image data acquired through PET or PET image data acquired through PET-CT imaging and CT image data and then matching.
일 실시 예에 따르면, MRI 촬영을 통해 획득된 T1w(T1-weighted) 영상에서 뇌 영상 분석을 위한 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출하는 MRI 전처리 단계; PET 촬영을 통해 획득된 영상으로부터 관심 영역의 영상 또는 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출하는 PET 전처리 수행단계; 및 상기 MRI 전처리 및 PET 전처리 결과를 취합하여 정합한 다음 최종 마스크 영상을 추출하는 영상 추출단계를 포함하는 PET-MRI 다중 영상 추출 방법이 제공된다.According to an embodiment, an MRI preprocessing step of extracting an image of a region of interest for brain image analysis from a T1w (T1-weighted) image obtained through MRI imaging or extracting an initial mask image including the region of interest; A PET preprocessing step of extracting an image of a region of interest or an initial mask image including the region of interest from an image acquired through PET imaging; and an image extraction step of collecting and matching the results of the MRI pre-processing and the PET pre-processing, and then extracting a final mask image.
일 실시 예에 따르면, 상기 MRI 전처리 단계는 T1w 영상 외의 T1CE(Contrast-enhanced T1-weight) 영상, T2(T2-weighted) 영상, FLAIR(Fluid Attenuated Inversion Recovery) 영상, ADC(Apparent Diffusion Coefficient) 영상, 및 Segmentation 영상 중 적어도 하나의 복합 시퀀스 영상에 대해 전처리를 수행한 후 정합하여 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출하도록 구비될 수 있다.According to an embodiment, the MRI preprocessing step includes a contrast-enhanced T1-weight (T1CE) image, a T2-weighted (T2) image, a fluid attenuated inversion recovery (FLAIR) image, an apparent diffusion coefficient (ADC) image other than the T1w image; and performing pre-processing on at least one complex sequence image among segmentation images and then matching to extract an image of the region of interest or extracting an initial mask image including the region of interest.
일 실시 예에 따르면, 상기 PET 전처리 수행단계는 PET 촬영을 통해 획득된 PET 영상 또는/또는 PET-CT 촬영을 통해 획득된 PET 영상 및 CT 영상 각각에 대해 전처리를 수행한 다음 정합된 영상으로부터 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출하도록 구비될 수 있다.According to an embodiment, in the performing the PET preprocessing step, preprocessing is performed on each PET image acquired through PET imaging and/or PET image acquired through PET-CT imaging and CT image, and then the region of interest from the registered image. It may be provided to extract an image of , or to extract an initial mask image including a region of interest.
일 실시 예에 따르면, MRI, PET 및/또는 PET-CT 촬영을 통해 각각 획득된 MRI 및 PET 영상으로부터 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상 또는 관심 영역의 영상으로부터 최종 마스크 영상을 추출함에 따라 인적 개입에 의한 추가적인 보정을 최소화할 수 있고 안정적으로 최종 마스크 영상을 추출할 수 있는 효과가 있다. According to an embodiment, by extracting the initial mask image including the region of interest from the MRI and PET images obtained through MRI, PET and/or PET-CT imaging, respectively, or the final mask image from the image of the region of interest, human intervention It is possible to minimize the additional correction caused by this and stably extract the final mask image.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일실시 예의 PET-MRI 다중 영상 추출장치의 구성도이다.
도 2는 일실시 예의 PET-MRI 다중 영상 추출방법을 보인 흐름도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later, so the present invention is a matter described in such drawings should not be construed as being limited only to
1 is a block diagram of an apparatus for extracting multiple PET-MRI images according to an embodiment.
2 is a flowchart illustrating a PET-MRI multiple image extraction method according to an embodiment.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.
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 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.In the entire specification, when a part "includes" a certain element, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. Also, as used herein, the term “unit” refers to a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and “unit” performs certain roles. However, "part" is not meant to be limited to software or hardware. A “unit” may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to refresh one or more processors.
따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.Thus, by way of example, “part” includes components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. The functionality provided within components and “parts” may be combined into a smaller number of components and “parts” or further divided into additional components and “parts”.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention will be described in detail so that a person of ordinary skill in the art can easily implement it. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description will be omitted.
본 실시 예는 뇌 영상을 일 례로 설명하고 있으나, MRI 또는/및 PET, PET-CT 촬영을 통해 획득 가능한 모든 영상에 대해 적용 가능하며, 이에 한정하지 아니한다.Although this embodiment describes a brain image as an example, it is applicable to all images obtainable through MRI or/and PET and PET-CT imaging, but is not limited thereto.
도 1은 일 실시 예에 따른 PET-MRI 다중 영상 추출장치의 구성을 보인 도이며 도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 PET-MRI 다중 영상 추출장치는 서로 다른 뇌조직간의 대조도(tissue contrast)를 가지는 PET 쵤영으로부터 획득된 영상 및 MRI 촐영으로부터 획득된 영상으로부터 관심 영역의 영상 및/또는 초기 마스크 영상을 추출하고 추출된 각 영상을 취합한 후 정합하여 최종 마스크 영역을 추출함에 따라 인적 개입에 의한 추가적인 보정을 최소화할 수 있고 안정적으로 영상을 추출하는 구성을 갖춘다.1 is a diagram showing the configuration of a PET-MRI multiple image extraction apparatus according to an embodiment. Referring to FIG. 1 , the PET-MRI multiple image extraction apparatus according to an embodiment is a tissue contrast between different brain tissues. ), extracting the image and/or initial mask image of the region of interest from the image acquired from the PET scan and the MRI scan with It is equipped with a configuration that can minimize the additional correction by the user and extract images stably.
이에 도 1을 참조하면, PET-MRI 다중 뇌 영상 추출장치는 MRI 전처리부(10), PET 전처리부(20), 및 영상 추출부(30)을 포함할 수 있다. Accordingly, referring to FIG. 1 , the PET-MRI multiple brain image extractor may include an
여기서, MRI 전처리부(10)는, MRI 촬영 영상으로부터 획득된 T1w(T1-weighted) 영상에서 영상 분석을 위한 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역에 대한 초기 마스크 영상을 획득할 수 있다. 이때 T1w 영상 이외에 T1CE(Contrast-enhanced T1-weight) 영상, T2(T2-weighted) 영상, FLAIR(Fluid Attenuated Inversion Recovery) 영상, ADC(Apparent Diffusion Coefficient) 영상및 Segmentation 영상 중 적어도 하나의 복수 시퀀스 영상 각각에 대해 전처리한 후 전처리 결과가 정합될 수 있다.Here, the
또한 MRI 전처리부(10)는 정합된 복합 시퀀스 영상으로부터 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역에 대한 초기 마스크 영상을 추출하는 기능을 수행할 수 있으며, 이를 위해 공간 정규화, 영상 데이터의 차원을 변환하고자 다수 개의 패치로 분리 및 재조합하고, 불륨 데이터의 슬라이스 구성을 재 슬라이스하는 등의 다양한 알고리즘이 추가적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 획득된 영상에 대해, 공간 정규화(spatial normalization)로 stereotactic space brain mask을 역변환하여 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상이 추출될 수 있다. 또한 초기 마스크 영상은 정합된 영상에 대한 딥러닝 기반으로 추출될 수 있다.In addition, the
또한, PET 전처리부(20)는 PET(positron emission tomography) 및/또는 PET -CT(computerized tomography) 촬영을 통해 획득된 PET 및/또는 CT 영상에 대해 각각 전처리를 수행한 후 정합하여 관심 영역의 영상 또는 초기 마스크 영상을 추출할 수 있다. In addition, the
여기서, PET-CT 촬영을 통해 CT 영상을 추가로 획득하는 경우 초기 마스크 영상은 CT 기반으로 초기 마스크 영상을 추출한 다음 PET 촬영을 통해 획득된 초기 마스크 영상와 정합하여 추출할 수 있다. Here, when a CT image is additionally acquired through PET-CT imaging, the initial mask image may be extracted by extracting an initial mask image based on CT and then matching it with the initial mask image acquired through PET imaging.
또한, PET 촬영을 통해 획득된 영상인 경우 초기 마스크 영상은 유사(Pseudo) CT 영상을 합성한 후 딥러닝 및/또는 기계 학습을 통해 추출될 수 있다.In addition, in the case of an image obtained through PET imaging, the initial mask image may be extracted through deep learning and/or machine learning after synthesizing a pseudo CT image.
이러한 MRI 전처리부(10) 및 PET 전처리부(20)의 관심 영역의 영상 또는 초기 마스크 영상은 영상 추출부(30)로 전달되며, 영상 추출부(30)는 추출된 각각의 영상을 정합한 다음 정합된 영상을 토대로 최종 마스크 영상을 생성할 수 있다. 이때 최종 마스크 영상은 정합된 초기 마스크들의 교집합만을 구성하거나 평균 마스크에 기 정해진 임계값을 적용한 결과로 이루어질수 있다. 그리고, 최종 마스크 영상은 정합된 초기 마스크의 영상들을 제공받은 딥 러닝 알고리즘을 이용하여 설정될 수 있다. The image or initial mask image of the region of interest of the
이에 일 실시 예는 서로 다른 형태의 조직 간의 대조도(tissue constrast)를 보이는 PET 및/또는 MRI 영상을 이용하여 기존의 낮은 품질 또는 인공물에 의한 MRI 이미지에 대해 인적 개입에 의한 추가적인 보정을 최소화할 수 있고 안정적으로 영상을 추출할 수 있다.Accordingly, in one embodiment, additional correction by human intervention can be minimized with respect to the existing low-quality or artifact-induced MRI images by using PET and/or MRI images showing tissue constraint between different types of tissues. and stable image extraction.
도 2는 본 실시 예에 따른 PET-MRI 다중 영상 추출장치가 PET-MRI 다중 영상 추출하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating an operation of extracting multiple PET-MRI images by the apparatus for extracting multiple PET-MRI images according to the present embodiment.
일실시예에 따른 PET-MRI 다중 영상 추출을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체가 제공될 수 있다. 상기 프로그램은 아이템 추천 방법을 저장한 응용 프로그램, 디바이스 드라이버, 펌웨어, 미들웨어, 동적 링크 라이브러리(DLL) 및 애플릿 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 PET-MRI 다중 영상 추출하는 장치는 PET-MRI 다중 영상 추출방법이 기록된 기록 매체를 판독함으로써, PET-MRI 다중 영상 추출방법을 실행할 수 있다. A computer-readable recording medium in which a program for executing PET-MRI multiple image extraction according to an embodiment is recorded may be provided. The program may include at least one of an application program storing an item recommendation method, a device driver, firmware, middleware, a dynamic link library (DLL), and an applet. Accordingly, the apparatus for extracting multiple PET-MRI images can execute the PET-MRI multiple image extraction method by reading the recording medium on which the PET-MRI multiple image extraction method is recorded.
도 2를 참조하면, PET-MRI 다중 영상 추출방법을 수행하는 장치는 서로 다른 형태의 조직 간의 대조도(tissue constrast)를 보이는 PET 및/또는 MRI 영상을 이용하여 기존의 낮은 품질 또는 인공물에 의한 MRI 이미지에 대해 인적 개입에 의한 추가적인 보정을 최소화할 수 있고 안정적으로 영상을 추출하도록 구비되고, MRI 전처리 수행단계(100), PET 전처리 수행단계(200), 및 영상 추출단계(300)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , an apparatus for performing a PET-MRI multi-image extraction method uses a PET and/or MRI image showing tissue constraint between different types of tissue, and uses conventional low-quality or artificial MRI images. It is provided to extract an image stably and minimizes additional correction by human intervention on the image, and includes an MRI preprocessing
여기서, MRI 전처리 수행단계(100)는 획득된 T1w 영상으로부터 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역에 대한 초기 마스크 영상을 추출하는 알고리즘을 수행할 수 있으며, 이를 위해 공간 정규화, 영상 데이터의 차원을 변환하고자 다수 개의 패치로 분리 및 재조합하고, 볼륨 데이터의 슬라이스 구성을 재 슬라이스하는 등의 다양한 알고리즘을 수행할 수 있다. 예를 들어, 획득된 영상에 대해, 공간 정규화(spatial normalization)를 바탕으로 stereotactic space brain mask를 역변환하여 관심 영역에 대한 초기 마스크 영상이 추출될 수 있다.Here, the MRI preprocessing
또한, T1w 영상 이외에 T1CE(Contrast-enhanced T1-weight) 영상, T2(T2-weighted) 영상, FLAIR(Fluid Attenuated Inversion Recovery) 영상, ADC(Apparent Diffusion Coefficient) 영상, 및 Segmentation 영상 중 적어도 하나의 복수 시퀸스 영상이 획득된 경우 MRI 전처리 수행단계(100)는 개별 각각의 영상에 대해 기 정해진 알고리즘으로 전처리 수행한 다음 정합하여 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출한다. 에를 들어, 기계 학습 또는/및 딥 러닝 기반의 MRI synthesis 기술을 이용하여 T1w 영상으로부터 다른 시퀀스의 의사(pseudo) 영상 데이터를 합성하여 관심 영역의 영상을 포함하는 초기 마스크 영상이 추출될 수 있다. In addition, in addition to the T1w image, a T1CE (Contrast-enhanced T1-weight) image, T2 (T2-weighted) image, FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery) image, ADC (Apparent Diffusion Coefficient) image, and a plurality of sequences of at least one of a segmentation image When an image is acquired, the
또한, PET 전처리부(20)는 PET 및/또는 PE-CT(computerized tomography) 촬영을 통해 획득된 영상으로부터 관심 영역의 영상 또는 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출할 수 있다. 이를 위해 PET를 통해 획득된 영상 데이터에 대해, PET 기반 공간 정규화(spatial normalization)를 바탕으로 stereotactic space brain mask를 역변환하여 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상이 추출될 수 있다. Also, the
MRI 전처리 수행단계(100)와 PET 전처리 수행단계(200) 각각의 관심 영역의 영상 또는 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영역은 영상 추출단계(300)로 전달된다.The image of the region of interest or the initial mask region including the region of interest in each of the
영상 추출단계(300)는 MRI 전처리 수행단계(100)와 PET 전처리 수행단계(200)의 초기 마스크 영상을 취합하고 정합한 다음 정합된 영상으로 최종 마스크영상을 생성하는 기능을 수행한다.The
이에 최종 마스크 영상은 정합된 초기 마스크의 교집합만으로 구성되거나, 평균화된 마스크에 임계값을 적용한 결과로 구성될 수 있다. 또한 최종 마스크 영상은 영상 처리가 적용된 출력물 또는 초기 마스크를 입력받아 동작하는 딥러닝 결과물로 구성될 수 있다. Accordingly, the final mask image may be composed of only the intersection of the matched initial masks, or may be composed of a result of applying a threshold value to an averaged mask. In addition, the final mask image may be composed of an output to which image processing is applied or a deep learning result operated by receiving an initial mask as an input.
따라서, 일 실시 예는 서로 다른 형태의 조직간 대조도를 가지는 PET 및 MRI촬영을 통해 획득된 영상으로부터 최종 마스크 영상를 추출함에 따라 기존의 MRI 촬영으로부터 획득된 영상의 낮은 품질 또는 인공물로 인해 동작 오류를 방지할 수 있고, 인적 개입에 의거한 추자적인 보정을 최소화하면서 안정적으로 영상을 추출할 수 있다. Therefore, according to an embodiment, as the final mask image is extracted from images acquired through PET and MRI imaging having different types of tissue contrast, operation errors are reduced due to low quality or artifacts of images acquired from conventional MRI imaging. can be prevented, and images can be extracted stably while minimizing additional corrections based on human intervention.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수The embodiments described above may be implemented by a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component. For example, the apparatus, methods, and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate (FPGA) array), programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions, one or more general purpose computers or special
목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.It can be implemented using a target computer. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that can include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), [0092] 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, and independently or in combination ( collectively) can command the processing unit. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등 을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
서로 다른 형태의 조직간 대조도를 가지는 PET 및 MRI촬영을 통해 획득된 영상으로부터 최종 마스크 영상를 추출함에 따라 기존의 MRI 촬영으로부터 획득된 영상의 낮은 품질 또는 인공물로 인해 동작 오류를 방지할 수 있고, 인적 개입에 의거한 보정을 최소화하면서 안정적으로 영상을 추출할 수 있는 PET-MRI 다중 영역 추출 장치 및 방법에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 뇌 진단기의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.As the final mask image is extracted from images acquired through PET and MRI imaging with different types of tissue contrast, motion errors can be prevented due to low quality or artifacts of images acquired from conventional MRI imaging. The PET-MRI multi-region extraction apparatus and method that can extract images stably while minimizing intervention-based correction can bring a very big advance in terms of operation accuracy and reliability, and furthermore, in terms of performance efficiency. It is an invention that has industrial applicability because it has sufficient potential for commercialization or business, as well as to the extent that it can be clearly implemented in reality.
Claims (6)
PET 촬영으로부터 획득된 영상에서 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출하는 PET 전처리 수행부; 및
상기 MRI 전처리 및 PET 전처리 결과를 취합한 후 정합하여 최종 마스크 영상을 생성하는 영상 추출부를 포함하되,
상기 PET 전처리 수행부는
CT 영상을 추가로 획득하는 경우 CT 기반으로 초기 마스크 영상을 추출한 다음 PET 촬영을 통해 획득된 초기 마스크 영상와 정합하여 초기 마스크 영상를 추출하도록 구비되고,
상기 영상 추출부의 최종 마스크 영상은
정합된 초기 마스크들의 교집합만을 구성하거나 평균 마스크에 기 정해진 임계값을 적용하여 정합된 영상인 것을 특징으로 하는 PET-MRI 다중 영상 추출 장치.
an MRI preprocessor for extracting an image of a region of interest for image analysis from a T1-weighted (T1w) image obtained from magnetic resonance imaging (MRI) or extracting an initial mask image including the region of interest;
a PET pre-processing unit for extracting an image of a region of interest from an image obtained from PET imaging or extracting an initial mask image including the region of interest; and
An image extractor for generating a final mask image by collecting and matching the results of the MRI pre-processing and the PET pre-processing,
The PET pretreatment performing unit
In the case of additionally acquiring a CT image, it is provided to extract an initial mask image based on CT and then match it with an initial mask image obtained through PET imaging to extract the initial mask image,
The final mask image of the image extraction unit is
A PET-MRI multiple image extraction apparatus, characterized in that the image is a registered image by configuring only the intersection of the initial matched masks or by applying a predetermined threshold value to the average mask.
PET 촬영을 통해 획득된 PET 영상 데이터 또는 PET-CT 촬영을 통해 획득된 PET 영상 데이터 및 CT 영상 데이터에 대해 전처리를 수행한 다음 정합하도록 구비되는 PET-MRI 다중 영상 추출 장치.According to claim 1, wherein the PET pretreatment performing unit
A PET-MRI multiple image extraction apparatus, which is provided to perform pre-processing on PET image data acquired through PET imaging or PET image data and CT image data acquired via PET-CT imaging, and then match.
PET 및/또는 PET-CT 촬영을 통해 획득된 영상으로부터 관심 영역의 영상 또는 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출하는 PET 전처리 수행단계; 및
상기 MRI 전처리 및 PET 전처리 결과를 취합하여 정합한 다음 최종 마스크 영상을 추출하는 영상 추출단계를 포함하되,
상기 PET 전처리 수행단계는,
CT 영상을 추가로 획득하는 경우 CT 기반으로 초기 마스크 영상을 추출한 다음 PET 촬영을 통해 획득된 초기 마스크 영상와 정합하여 초기 마스크 영상를 추출하도록 구비되고,
상기 영상 추출단계의 최종 마스크 영상은
상기 MRI 전처리부 및 PET 전처리부의 초기 마스크들의 교집합만을 구성하거나 평균 마스크에 기 정해진 임계값을 적용하여 정합된 영상인 것을 특징으로 하는 PET-MRI 다중 영상 추출 방법.an MRI preprocessing step of extracting an image of a region of interest for brain image analysis from a T1w (T1-weighted) image obtained through MRI imaging or extracting an initial mask image including the region of interest;
A PET preprocessing step of extracting an image of a region of interest or an initial mask image including the region of interest from an image acquired through PET and/or PET-CT imaging; and
An image extraction step of collecting and matching the results of the MRI pre-processing and the PET pre-processing, and then extracting the final mask image,
The PET pretreatment step is,
In the case of additionally acquiring a CT image, it is provided to extract an initial mask image based on CT and then match it with an initial mask image obtained through PET imaging to extract the initial mask image,
The final mask image of the image extraction step is
The PET-MRI multiple image extraction method, characterized in that the image is a matched image by configuring only the intersection of the initial masks of the MRI preprocessor and the PET preprocessor or applying a predetermined threshold value to the average mask.
PET 촬영을 통해 획득된 PET 영상 또는/및 PET-CT 촬영을 통해 획득된 PET 영상 및 CT 영상 각각에 대해 전처리를 수행한 다음 정합된 영상으로부터 관심 영역의 영상을 추출하거나 관심 영역을 포함하는 초기 마스크 영상을 추출하도록 구비되는 PET-MRI 다중 영상 추출 방법.5. The method of claim 4, wherein the PET pretreatment step
Preprocessing is performed on each PET image acquired through PET imaging and/or PET image acquired through PET-CT imaging and CT image, and then an image of the region of interest is extracted from the registered image, or an initial mask including the region of interest A PET-MRI multiple image extraction method provided to extract an image.
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