KR102377626B1 - 엑스선 영상 처리 시스템 및 그 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 3차원 CT 영상 데이터를 기반으로 생성된 파노라마 영상을 표시장치에 표시하는 단계와; (b) 사용자에 의해 상기 파노라마 영상에서 길이 측정을 원하는 개체 부분이 선택되면, 상기 CT 영상 데이터의 3차원 정보를 이용하여 상기 개체 부분의 3차원 길이를 산출하여 표시하는 단계를 포함하는 영상 처리 시스템 사용 방법을 제공한다.

Description

엑스선 영상 처리 시스템 및 그 사용 방법{System of processing X-ray image and method of using the same}
본 발명은 X선 영상 처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 파노라마 영상에서 원하는 부분의 실제 길이를 측정할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
치과 진료 분야에서 사용되는 X선 촬영장치는 CT 촬영장치, 파노라마 촬영장치, 세팔로 촬영장치로 구분될 수 있으며, 진료목적에 따라 적합한 촬영장치가 선택되어 사용되게 된다.
이들 중, 파노라마 촬영장치가 치과 진료의 특성상 가장 빈번하게 사용되고 있다. 파노라마 촬영장치는 X선 센서와 X선 소스가 대향 배치된 상태로 치열궁의 형태에 맞게 필요한 궤적을 따라 스캔하면서 X선 촬영을 하게 되며, 촬영된 영상들은 연결되어 치열궁에 따른 치아 및 주변 조직이 평면 상에 배열된 파노라마 영상이 획득된다.
그런데, 이와 같이 스캔 방식으로 획득된 파노라마 영상은 2차원 데이터를 사용하여 형성된 것으로서, 두께 방향으로의 깊이 정보를 갖고 있지 않다. 또한, 스캔 방식의 파노라마 영상은 그 특성상 촬영 왜곡이 발생하게 된다.
따라서, 스캔 방식의 파노라마 영상에서 치아와 같은 특정 개체의 실제 길이 즉 3차원 상에서의 길이를 측정할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 파노라마 영상에서 특정 개체의 실제 길이를 측정할 수 있는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 (a) 3차원 CT 영상 데이터를 기반으로 생성된 파노라마 영상을 표시장치에 표시하는 단계와; (b) 사용자에 의해 상기 파노라마 영상에서 길이 측정을 원하는 개체 부분이 선택되면, 상기 CT 영상 데이터의 3차원 정보를 이용하여 상기 개체 부분의 3차원 길이를 산출하여 표시하는 단계를 포함하는 영상 처리 시스템 사용 방법을 제공한다.
여기서, 상기 (b) 단계는, 상기 개체 부분의 3차원 길이를 최대로 표시하는 단면 영상이 상기 표시장치에 표시되고, 상기 단면 영상의 상기 개체 부분 상에 해당 길이 측정 라인이 표시될 수 있다.
상기 길이 측정 라인은 사용자에 의해 위치와 방향이 조절되도록 구성될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 3차원 CT 영상 데이터를 기반으로 파노라마 영상을 생성하여 표시장치에 표시하는 영상관리블럭과; 사용자에 의해 상기 파노라마 영상에서 길이 측정을 원하는 개체 부분이 선택되면, 상기 CT 영상 데이터의 3차원 정보를 이용하여 상기 개체 부분의 3차원 길이를 상기 표시장치에 표시하는 길이측정블럭을 포함하는 영상처리실행부를 포함하는 영상 처리 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 영상관리블럭은 상기 개체 부분의 3차원 길이를 최대로 표시하는 단면 영상을 상기 표시장치에 표시하고, 상기 영상처리실행부는 상기 단면 영상의 개체 부분 상에 해당 길이 측정 라인을 표시할 수 있다.
상기 길이 측정 라인은 사용자에 의해 위치와 방향이 조절되도록 구성될 수 있다.
상기 영상처리실행부는 상기 파노라마 영상 생성시 깊이 방향 정보인 깊이 맵을 생성하고, 상기 깊이 맵을 사용하여 상기 선택된 개체 부분의 실제 길이를 측정할 수 있다.
본 발명에 따르면, CT 영상 데이터를 활용하여 파노라마 영상을 획득함으로써, 이 파노라마 영상에서 특정 개체 부분에 대한 길이 측정 요구에 대해 3차원 상의 실제 길이를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
또한, 길이 측정이 요구되는 부분에 해당되는 단면 영상을 제공하고 또한 단면 영상에서 오차 보정이 가능하도록 함으로써, 사용자 편의성 및 길이 측정 정확도가 극대화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 X선 이미징 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 시스템을 사용하여 생성된 CT 영상 및 MPR 영상의 일예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 시스템을 사용하여 생성된 파노라마 영상의 일예를 도시한 도면.
도 5는 도 4의 파노라마 영상에서 길이 측정을 위해 선택된 개체 부분에 대응되는 CT 영상 및 MPR 영상을 도시한 도면.
도 6은 도 4의 파노라마 영상에서의 길이 측정 라인과 도 5의 MPR 영상에서의 실제 길이 측정 라인의 관계를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 시스템을 사용하여 파노라마 영상에서 개체의 길이를 측정하는 방법을 개략적으로 도시한 흐름도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 3차원 X선 영상 데이터인 CT 영상 데이터를 활용하여 파노라마 영상을 획득하고, 이 파노라마 영상에서 선택된 특정 개체 부분에 대한 실제 길이를 측정할 수 있게 된다. 이에 대해, 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 X선 이미징 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 X선 이미징 시스템(10)은 X선 CT 촬영을 수행하고 촬영결과로서 3차원 CT 영상 데이터를 생성하는 CT 촬영 장치(100)와, 전기적신호를 처리하여 영상을 생성하는 영상 처리 시스템(200)을 포함한다.
CT 촬영 장치(100)로서는 콘빔(cone beam) CT 촬영장치가 사용되는 것이 바람직하다. CT 촬영 장치(100)에 의해 촬영되어 생성된 CT 영상 데이터는 영상 처리 시스템(200)에 전송된다.
영상 처리 시스템(200)은 CT 촬영 장치(100)로부터 전송된 CT 영상 데이터를 활용하여 3차원 CT 영상과, 평면 (즉, 2차원) MPR(multi planner reformation) 영상인 단면 영상을 생성하여 표시할 수 있다.
더욱이, 영상 처리 시스템(200)은 CT 영상 데이터를 활용하여 치열궁에 대한 파노라마 영상을 생성하고 표시할 수 있다.
특히, 이와 같은 파노라마 영상은 3차원 CT 영상 데이터를 기반으로 생성된 것으로서, 파노라마 영상 생성시 이와 관련된 깊이 정보에 대한 맵(map)인 깊이 맵(depth map)이 생성될 수 있다. 이에 따라, 파노라마 영상에서 특정 부분에 대한 실제 길이가 정확하게 측정될 수 있게 된다.
이와 같은 기능을 수행하는 영상 처리 시스템(200)으로서 컴퓨터(computer)와 같은 시스템이 사용될 수 있다.
영상 처리 시스템(200)은 제어장치(210)와, 입력장치(220)와, 표시장치(230)와, 저장장치(240)와, 영상처리실행부(250)를 포함할 수 있다.
제어장치(210)는 영상 처리 시스템(200)을 구성하는 구성요소들의 동작을 전반적으로 제어하는 기능을 하는 중앙처리장치에 해당된다.
입력장치(220)는 사용자가 영상 처리 시스템(200)을 조작하기 위한 수단으로서, 키보드, 마우스, 터치패널 등이 사용될 수 있다.
표시장치(230)는 영상 처리 시스템(200)에서 처리된 3차원 CT 영상, 2차원 MPR 영상, 파노라마 영상 등을 표시하는 수단으로서, LCD, PDP, OLED 등 다양한 형태의 표시패널이 사용될 수 있다.
저장장치(240)는 영상 처리 시스템(200)에 입력된 CT 영상 데이터와, 영상 처리 시스템(200)에서 처리되는 다양한 형태의 영상 데이터를 저장하는 기능을 하게 된다. 또한, 저장장치(240)는 영상처리실행부(250)를 구성하는 영상처리애플리케이션을 저장하게 된다.
영상처리실행부(250)는 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 및 길이 측정을 수행하는 실질적인 구성으로서, 연산 처리를 수행하는 논리회로와, 논리회로를 구동하여 정보 처리를 수행하는 영상처리애플리케이션의 조합으로 구성될 수 있다.
이와 같은 영상처리실행부(250)는 영상관리모듈(251)과 길이측정모듈(252)을 포함하도록 구성될 수 있다. 한편, 영상처리실행부(250)는 파노라마 영상 생성 기능을 수행하기 위한 파노라마 영상 생성 툴(tool)을 제공할 수 있으며, 길이측정 기능을 수행하기 위한 길이측정 툴을 제공할 수 있다.
영상관리모듈(251)은 표시장치(230) 화면에 표시될 영상을 처리하고 관리하는 구성으로서, 저장장치(240)에 저장된 CT 영상 데이터를 사용하여 사용자의 요구에 부합하는 3차원 CT 영상, 2차원 MPR 영상, 파노라마 영상을 생성하는 기능을 수행하게 된다. 또한, 영상관리모듈(251)은, 생성된 영상이 표시장치(230) 화면의 해당 뷰(view) 즉 윈도우(window)에 표시되도록 화면 표시를 전반적으로 관리하는 기능을 수행할 수 있다.
이와 관련하여 예를 들면, 영상관리모듈(251)은 기본적으로 도 3에 도시한 바와 같이 3차원 CT 영상 및 MPR 영상(coronal, sagittal, axial 영상)을 화면 상의 해당 윈도우들 내에서 표시하도록 한다.
한편, 도 3과 같은 화면 상태에서, 사용자가 입력장치(220)를 조작하여 파노라마 영상 표시를 요구하게 되면, 이에 응답하여 영상관리모듈(251)은 CT 영상 데이터를 사용하여 도 4에 도시한 바와 같은 파노라마 영상을 생성하고, 생성된 파노라마 영상을 표시하는 윈도우가 화면에 팝업(pop-up)되도록 제어하게 된다. 이때, 3차원 CT 영상 및 MPR 영상 중 적어도 일부는 화면 상에 표시되지 않도록 제어될 수도 있다.
이처럼, 영상관리모듈(251)은 다양한 영상의 생성과 화면 상에서의 윈도우 표시 상태를 관리할 수 있다.
한편, 영상관리모듈(251)을 통해 생성된 영상의 정보는 저장장치(240)에 저장되도록 구성될 수 있다.
길이측정모듈(252)은 파노라마 영상에서 특정 개체 부분에 대한 실제 길이를 연산하여 측정하는 구성에 해당된다.
이와 관련하여 예를 들면, 화면 상의 파노라마 영상에 대해 사용자가 특정 개체 부분(즉, 치아 부분)에 대한 길이 측정을 위해 해당 부분을 선택하여 표시하게 된다.
이를 위해, 사용자는 마우스와 같은 입력장치(220)를 사용하여 파노라마 영상의 화면 상에 길이 측정을 위한 라인(line)을 긋거나 시작점과 끝점을 지정하는 동작을 수행할 수 있다. 이와 같은 사용자 동작에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이 해당 길이 측정 라인(L1)이 파노라마 영상 상에 표시될 수 있다. 여기서, 설명의 편의를 위해, 파노라마 영상에 표시된 길이 측정 라인(L1)은 제1길이 측정 라인이라고 한다.
이와 같은 사용자의 요구에 응답하여, 길이측정모듈(252)은 CT 영상 데이터를 활용하여 선택된 개체 부분에 대한 3차원 상의 실제 길이를 연산하게 된다. 즉, 길이 측정이 요구되는 개체 부분의 깊이 정보를 사용하여, 해당 개체 부분의 시작점과 끝점의 3차원 위치를 산출하고 이들 사이의 이격 거리를 연산함으로써, 선택된 개체 부분의 실제 길이를 측정할 수 있게 된다.
한편, 길이측정모듈(252)에 의해 측정된 실제 길이는 해당 개체 부분에 대한 단면 영상에 표시될 수 있다.
이를 위해, 영상관리모듈(251)은 사용자의 길이 측정 요구에 응답하여, 도 5에 도시한 바와 같이 선택된 부분에 대응되는 MPR 영상들이 화면 상에 표시되도록 동작할 수 있다. 이때 해당 개체 부분의 깊이 방향으로의 단면 영상인 sagittal 영상에 제1길이 측정 라인(L1)에 대응하는 길이 측정 라인(L2) 즉 제2길이 측정 라인(L2)을 표시하고, 이 제2길이 측정 라인(L2)의 실제 길이를 표시할 수 있다.
여기서, 제1 및 2길이 측정 라인(L1, L2)과 관련하여 도 6의 sagittal 영상을 참조하여 설명한다. X선 촬영에 따른 CT 영상 데이터를 사용하여 생성된 파노라마 영상은 MPR 영상들과는 평면이 서로 수직한 관계를 갖게 되는바, 파노라마 영상에 표시된 제1길이 측정 라인(L1)은 단면 영상인 sagittal 영상의 평면 상에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 높이 방향으로 평행한 상태가 된다.
한편, 제1길이 측정 라인(L1)에 해당되는 실제 개체 부분은, 도 6에 도시한 바와 같이, 실제로는 제1길이 측정 라인(L1)을 기준으로 경사진 형태를 갖게 된다. 이러한바, 해당 개체 부분의 깊이 정보를 적용하여, 제1길이 측정 라인(L1)에 대응되는 제2길이 측정 라인(L2)을 sagittal 영상의 해당 개체 부분에 표시할 수 있게 된다.
이처럼, 제2길이 측정 라인(L2)은, 제1길이 측정 라인(L1)에 대해 해당 개체 부분의 깊이 정보를 벡터 연산하는 형태로 표현될 수 있다.
위와 같이, 파노라마 영상에서의 사용자의 길이 측정 요구에 응답하여, 해당 개체 부분에 대한 단면 영상을 제공함으로써, 사용자는 길이 측정 결과를 시각적으로 편리하게 확인할 수 있다.
더욱이, 해당 개체 부분에 대한 단면 영상에서 길이 측정 라인(L2)의 위치와 방향을 사용자가 조절하도록 구성될 수 있으며, 이와 같은 조절에 따른 길이가 표시되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 길이 측정의 오차를 보정할 수 있게 된다.
이처럼, 길이 측정이 요구되는 부분에 해당되는 단면 영상을 제공하고 또한 단면 영상에서 길이의 오차 보정이 가능하도록 함으로써, 사용자 편의성과 길이 측정의 정확성이 극대화될 수 있다.
이하 도 7을 더욱 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 시스템을 사용하여 파노라마 영상에서 개체의 길이를 측정하는 방법을 설명한다.
먼저, CT 촬영 장치를 사용하여 생성된 CT 영상 데이터를 입력받고, 이를 처리하여 3차원 CT 영상 및 MPR 영상을 표시장치의 화면에 표시한다 (st1).
다음으로, 사용자의 파노라마 영상 생성 요청에 응답하여, CT 영상 데이터를 기반으로 한 파노라마 영상을 생성하고 이를 화면에 표시하게 된다 (st2). 여기서, 파노라마 영상 생성시, 깊이 정보에 대한 깊이 맵이 생성될 수 있다.
다음으로, 파노라마 영상에서 사용자의 특정 개체 부분에 대한 길이 측정 요청에 응답하여, 깊이 맵을 활용하여 해당 개체 부분의 실제 길이를 측정하고, 해당 개체 부분에 대한 MPR 영상들을 생성하여 표시하게 된다 (st3). 이때, 해당 부분의 깊이 방향에 해당되는 단면 영상에 길이 측정 라인을 표시하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, CT 영상 데이터를 활용하여 파노라마 영상을 획득함으로써, 이 파노라마 영상에서 특정 개체 부분에 대한 길이 측정 요구에 대해 3차원 상의 실제 길이를 정확하게 측정 및 산출할 수 있게 된다.
또한, 길이 측정이 요구되는 부분에 해당되는 단면 영상을 제공하고 또한 단면 영상에서 오차 보정이 가능하도록 함으로써, 사용자 편의성 및 길이 측정 정확도가 극대화될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 시스템 사용 방법은 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 예를 들면, 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), 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등에 기록될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
200: 영상 처리 시스템 210: 제어장치
220: 입력장치 230: 표시장치
240: 저장장치 250: 영상처리실행부
251: 영상관리모듈 252: 길이측정모듈

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. CT 영상 데이터가 저장되는 저장장치;
    사용자 입력을 수신하는 입력장치;
    상기 사용자 입력에 따라 상기 CT 영상 데이터로 파노라마 영상을 생성하는 영상처리실행부;
    상기 파노라마 영상을 표시하는 표시장치를 포함하고,
    상기 영상처리실행부는,
    상기 입력장치를 통한 상기 사용자 입력에 의해 상기 파노라마 영상의 두 지점이 선택되면, 상기 CT 영상 데이터를 이용해서 상기 두 지점의 3차원 위치를 각각 산출하고, 상기 두 지점의 3차원 위치 간 3차원 길이정보를 벡터 연산해서 상기 표시장치에 표시하는 엑스선 영상 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 영상처리실행부는,
    상기 CT 영상 데이터를 이용해서 상기 3차원 길이정보가 최대인 단면 영상과 상기 3차원 길이정보에 대응되는 길이측정라인을 생성해서 상기 표시장치에 표시하는 엑스선 영상 처리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 길이측정라인은 상기 입력장치를 통한 상기 사용자 입력에 따라 위치와 방향 중 적어도 하나가 조절되는 엑스선 영상 처리 시스템.
  7. 삭제
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