KR102395251B1 - 단층 촬영을 위한 관심 영역 설정 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단층 촬영을 위한 관심 영역을 설정하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 피검체에 대한 표면 정보를 추출한 후, 상기 피검체에 대하여 이전 시점에 기산출된 관심 영역 정보 및 표면 정보를 함께 고려하여 상기 피검체에 대한 관심 영역을 설정함으로써, 피검체에 대한 관심 영역을 설정하기 위하여 피검체에 조사되는 엑스선 조사선량을 최소화할 수 있는 관심 영역 설정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 관심 영역 설정 시스템이 피검체에 대한 단층 촬영을 위하여 관심 영역을 설정하는 방법에 있어서, 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 제1 관심 영역 정보를 획득하는 제1 정보 획득 단계; 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득하는 제2 정보 획득 단계; 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 비교하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 산출하는 좌표 변환 수단 산출 단계; 및 상기 제1 관심 영역 정보에 상기 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보를 산출하는 관심 영역 정보 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법을 개시하는 효과를 갖는다.
본 발명은 관심 영역 설정 시스템이 피검체에 대한 단층 촬영을 위하여 관심 영역을 설정하는 방법에 있어서, 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 제1 관심 영역 정보를 획득하는 제1 정보 획득 단계; 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득하는 제2 정보 획득 단계; 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 비교하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 산출하는 좌표 변환 수단 산출 단계; 및 상기 제1 관심 영역 정보에 상기 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보를 산출하는 관심 영역 정보 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법을 개시하는 효과를 갖는다.
Description
본 발명은 단층 촬영을 위한 관심 영역을 설정하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 피검체에 대한 표면 정보를 추출한 후, 상기 피검체에 대하여 이전 시점에 기산출된 관심 영역 정보 및 표면 정보를 함께 고려하여 상기 피검체에 대한 관심 영역을 설정함으로써, 피검체에 대한 관심 영역을 설정하기 위하여 피검체에 조사되는 엑스선 조사선량을 최소화할 수 있는 관심 영역 설정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
단층 촬영(Computed Tomography, CT)은 피검체의 내부를 비침습적으로 검사할 수 있는 유용한 진단 방법으로서, 영상 의학 분야에서 폭넓게 활용되고 있는 진단 방법 중 하나라고 할 수 있다. 그런데, 최근 들어서는 단층 촬영에 사용되는 엑스선(x-ray)의 위험성이 강조되면서, 저선량 단층 촬영에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 단층 촬영에 따른 엑스선 조사량을 줄이기 위하여, 단층 촬영에 있어서 엑스선이 조사되는 영역을 피검체 중 일부인 관심 영역(region of interest, ROI)으로 제한하는 관심 영역 단층 촬영(ROI CT)에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
통상적으로 관심 영역 단층 촬영에서는 피검체에 대한 관심 영역(ROI)을 결정한 후, 상기 피검체의 관심 영역에 대한 시야각(field of view, FOV)에 따라 시준기(collimator)를 제어 등의 방법으로 조사되는 엑스선을 제어하면서 투영 데이터를 획득하고, 상기 피검체에 대한 단층 영상을 재구성하게 된다.
이때, 관심 영역 단층 촬영에서는 특정 관심 영역에 대해서만 엑스선을 조사하게 되므로, 총 엑스선 조사선량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 피부조사선량도 크게 저감할 수 있으며, 나아가 주빔(primary beam)의 크기가 작아져 스캐터(scatter)를 저감하는 효과도 가질 수 있어, 추가적인 조사선량 저감 및 화질 개선의 효과까지도 기대할 수 있다.
이에 따라, 상기 관심 영역 단층 촬영에서 피검체에 대한 관심 영역을 적절하게 선정하는 것은 피검체에 대한 엑스선 조사선량 등에 큰 영향을 미칠 수 있는 바, 상기 관심 영역을 적절하게 지정하는 것은 매우 중요한 문제라 할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 관심 영역에 대한 바람직한 조건을 살펴보면, 1) 엑스선 조사선량을 줄이기 위하여 관심 영역을 제외한 비관심영역에 불필요한 X선 노출이 최소화되는 것이 적절하고, 2) 관심 영역을 지정하기 위하여 추가적으로 조사되는 엑스선 조사선량을 최소화하여야 하며, 3) 덧붙여, 단층 촬영 장비 운용자가 보다 피검체에 대한 관심 영역을 편리하게 지정할 수 있도록 함으로써 장비 운용의 효율성을 개선할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이와 관련하여, 상기 피검체에 대한 관심 영역을 결정하기 위해서 종래에는 통상 피검체에 대한 파일럿 스캔(pilot scan) 등을 통하여 스카우트 뷰(scout view) 영상을 산출하고, 이를 바탕으로 상기 피검체에 대한 관심 영역을 결정하는 방식이 사용되었다.
보다 구체적으로, 2D 엑스선 영상을 스카우트 뷰로 이용하는 경우 관심 영역의 결정을 위하여 추가적으로 조사되는 엑스선 조사량은 비교적 적을 수 있으나, 2D 영상으로는 식별이 어려운 병변 부위나, 관심 영역의 모양이 복잡한 경우 등에는 관심 영역을 적절하게 지정하기 어려워질 수 있다. 반면, 3D 스카우트 뷰를 이용하는 경우에는 관심 영역을 입체 형상으로 컴팩트(compact)하게 지정할 수 있겠으나, 파일럿 스캔 등의 과정에서 2D스카우트 뷰를 사용하는 것에 비해 엑스선 조사량이 증가하는 문제가 나타날 수 있다.
나아가, 상기와 같은 관심 영역 단층 촬영은 엑스선의 조사를 관심 영역에 한정함으로써 피검체에 대한 엑스선 조사량을 줄일 수 있는 반면, 투영 데이터의 절단에 따라 재구성 영상에서 다양한 왜곡(artifact)이 발생할 수 있다는 문제도 가질 수 있다.
이에 따라, 피검체에 대한 관심 영역을 설정함에 있어서, 관심 영역을 설정하기 위하여 추가적으로 조사되는 엑스선 조사선량을 감소시키면서도 관심 영역을 최소화하여 설정할 수 있고, 나아가 단층 촬영 장비 운용자가 보다 효과적으로 용이하게 피검체에 대한 관심 영역을 설정할 수 있으면서, 상기 피검체에 대한 재구성 영상에서의 왜곡을 억제할 수 있는 방법에 대한 요청이 지속되고 있으나, 아직 상기한 문제점들을 효과적으로 해결할 수 있는 방안이 제시되지 못하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 피검체에 대한 관심 영역을 설정함에 있어서, 피검체에 대한 관심 영역을 설정하기 위하여 피검체에 조사되는 엑스선 조사선량을 획기적으로 감소시키면서도 상기 피검체에 대한 관심 영역을 컴팩트(compact)하게 최소화하여 설정할 수 있는 관심 영역 설정 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 피검체에 대한 관심 영역을 설정함에 있어서, 단층 촬영 장비 운용자가 보다 효과적으로 피검체에 대한 관심 영역을 설정할 수 있도록 하는 관심 영역 설정 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 피검체에 대한 관심 영역 단층 촬영을 통하여 투과 영상을 재구성하더라도, 재구성 영상에서의 왜곡을 효과적으로 억제할 수 있는 관심 영역 설정 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법은, 관심 영역 설정 시스템이 피검체에 대한 단층 촬영을 위하여 관심 영역을 설정하는 방법으로서, 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 제1 관심 영역 정보를 획득하는 제1 정보 획득 단계; 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득하는 제2 정보 획득 단계; 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 비교하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 산출하는 좌표 변환 수단 산출 단계; 및 상기 제1 관심 영역 정보에 상기 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보를 산출하는 관심 영역 정보 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 정보 획득 단계에서, 상기 제1 표면 형상 정보는 상기 제1 시점에서 광학 영상, 레이저 스캔, 적외선 스캔, 심도 거리 센싱(depth range sensor) 중 하나를 이용하여 수집된 상기 피검체의 표면 형상에 대한 정보일 수 있다.
또한, 상기 제1 정보 획득 단계에서, 상기 제1 표면 형상 정보는 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 엑스선 투영 데이터 또는 상기 엑스선 투영 데이터로부터 재구성된 영상을 이용하여 산출될 수 있다.
또한, 상기 제2 정보 획득 단계에서, 상기 제2 표면 형상 정보는 상기 제2 시점에서 광학 영상, 레이저 스캔, 적외선 스캔, 심도 거리 센싱(depth range sensor) 중 하나를 이용하여 수집된 상기 피검체의 표면 형상에 대한 정보일 수 있다.
여기서, 상기 피검체의 표면 형상에 대한 정보를 수집하기 위하여, 산포점 세트(sparse point set), 라인 세트(line set), 표면 영역(surface area) 중 하나 또는 둘 이상을 조합하는 스캐닝 방식을 사용할 수 있다.
또한, 상기 좌표 변환 수단 산출 단계에서, 상기 좌표 변환 수단으로서, 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 이용하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 행렬(matrix)을 산출할 수 있다.
또한, 상기 좌표 변환 수단 산출 단계에서, 제1 표면 형상 정보의 표면 데이터(surface data)와 제2 표면 형상 정보의 표면 데이터(surface data)를 레지스트레이션(registration)함에 있어서, ICP(Iterative Closest Point)를 포함하는 점 집합 레지스트레이션(point set registration), RPM(Robutt Point Matching), KC(Kernel Correlation), CPD(Coherent Point Drift) 중 하나의 알고리즘을 적용할 수 있다.
또한, 상기 제1 관심 영역 정보를 이용하여 상기 관심 영역 설정 시스템의 사용자에게 상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 관심 영역을 추천하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이때, 상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 단층 촬영을 수행하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 제2 관심 영역에 대한 단층 촬영을 수행하는 단계에서는, 동적 시준(dynamic collimation), 다엽 시준(multi-leaf collimation), 뷰-와이즈 mAs(view-wise mAs), 전자 보타이(electronic bowtie), 동적 이동 어퍼쳐(dynamic moving aperture), 슬라이딩 웨지(sliding wedge), 겐트리 리포지셔닝(gantry repositioning) 중 하나의 기법을 사용하여 상기 엑스선의 조사를 제어할 수 있다.
이때, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터와, 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 이용하여, 상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 단층 영상을 재구성하는 단층 영상 재구성 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 단층 영상 재구성 단계에서, 압축 센싱 기반 인테리어 토모그라피(Compressed Sensing based Interior Tomography) 기법을 사용하여, 피검체의 전체 영역에 대한 스카우트 뷰 투영 데이터와 피검체의 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터로부터 상기 피검체의 제2 관심 영역을 포함하는 영역에 대한 단층 영상을 재구성하거나, 상기 피검체에 대한 입체 표면 데이터를 이용하여 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대하여 절단된(truncated) 투영 데이터를 외삽(extrapolation)하여 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 단층 영상을 재구성할 수도 있다.
또한, 상기 단층 영상 재구성 단계는, 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터에 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 산출하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 관심 영역 설정 시스템은, 피검체에 대한 단층 촬영을 위하여 관심 영역을 설정하는 관심 영역 설정 시스템으로서, 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 제1 관심 영역 정보를 획득하는 제1 정보 획득부; 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득하는 제2 정보 획득부; 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 비교하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 산출하는 좌표 변환 수단 산출부; 및 상기 제1 관심 영역 정보에 상기 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보를 산출하는 관심 영역 정보 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 정보 획득부에서, 상기 제1 표면 형상 정보는 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 엑스선 투영 데이터 또는 상기 엑스선 투영 데이터로부터 재구성된 영상을 이용하여 산출될 수도 있다.
또한, 상기 좌표 변환 수단 산출부에서, 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 이용하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 행렬(matrix)을 산출할 수도 있다.
이때, 상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 단층 촬영을 수행함에 있어, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터와, 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 이용하여, 상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 단층 영상을 재구성하는 단층 영상 재구성부를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 피검체에 대한 표면 정보를 추출한 후, 상기 피검체에 대하여 이전 시점에 기산출된 관심 영역 정보 및 표면 정보를 함께 고려하여 상기 피검체에 대한 관심 영역을 설정함으로써, 피검체에 대한 관심 영역을 설정하기 위하여 피검체에 조사되는 엑스선 조사선량을 획기적으로 감소시키면서도 상기 피검체에 대한 관심 영역을 컴팩트(compact)하게 최소화하여 설정할 수 있는 관심 영역 설정 방법 및 시스템을 구현하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따르면, 피검체에 대하여 표면 정보를 추출한 후, 상기 피검체에 대하여 이전 시점에 기산출된 관심 영역 정보 및 표면 정보를 함께 고려하여 상기 피검체에 대한 관심 영역을 산출하거나 단층 촬영 장비 운용자에게 제공함으로써, 단층 촬영 장비 운용자가 보다 효과적으로 피검체에 대한 관심 영역을 설정할 수 있도록 하는 관심 영역 설정 방법 및 시스템을 구현하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따르면, 피검체에 대하여 이전 시점에 기산출된 관심 영역 외부 영역에 대한 정보를 함께 고려하여 상기 피검체의 관심 영역에 대한 단층 영상을 산출하도록 함으로써, 상기 피검체의 관심 영역에 대한 재구성 영상에서의 왜곡을 효과적으로 억제할 수 있는 관심 영역 설정 방법 및 시스템을 구현하는 효과를 가진다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법을 종래 기술과 대비하여 설명하는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피검체의 단층 영상, 표면 형상 및 관심 영역을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 도출 과정을 보다 자세하게 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 관심 영역에 대하여 산출된 단층 영상의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피검체의 위치 변화에 따른 관심 영역의 변화를 설명하는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 산출된 관심 영역 단층 영상과 기산출된 관심 영역의 외부 영역에 대한 단층 영상 및 이들에 대한 투영 데이터를 이용하여 산출된 피검체 전체의 단층 영상에 대한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 피검체에 대한 스카우트 뷰 영상 또는 기촬영된 단층 영상을 이용하여 제1 시점에서의 관심 영역을 산출하는 경우에 대한 설명도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템의 구현예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법을 종래 기술과 대비하여 설명하는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피검체의 단층 영상, 표면 형상 및 관심 영역을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 도출 과정을 보다 자세하게 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 관심 영역에 대하여 산출된 단층 영상의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피검체의 위치 변화에 따른 관심 영역의 변화를 설명하는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 산출된 관심 영역 단층 영상과 기산출된 관심 영역의 외부 영역에 대한 단층 영상 및 이들에 대한 투영 데이터를 이용하여 산출된 피검체 전체의 단층 영상에 대한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 피검체에 대한 스카우트 뷰 영상 또는 기촬영된 단층 영상을 이용하여 제1 시점에서의 관심 영역을 산출하는 경우에 대한 설명도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템의 구현예를 설명하기 위한 설명도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
이하의 실시예는 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 촬영을 위한 관심 영역 설정 방법 및 시스템의 예시적인 실시 형태들을 상세히 설명한다.
도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법을 종래 기술과 대비하여 설명하고 있다.
먼저, 도 1(a)에서 볼 수 있는 바와 같이 종래에는 스카우트 스캔(scout scan) 등을 통하여 피검체에 대한 스카우트 뷰 영상을 생성하고, 이를 이용하여 피검체에 대한 관심 영역을 설정한 후, 이를 이용하여 피검체에 조사되는 엑스선을 제어하면서 단층 촬영을 수행하는 등의 방법을 사용하였다.
그러나, 위와 같은 종래 기술에 따를 경우, 스카우트 뷰 영상을 생성하기 위하여 추가적인 엑스선 조사가 필요하여 총 조사량이 늘어나는 문제가 있다. 또한, 단층 촬영 장비 운용자는 관심 영역 단층 촬영시마다, 상기 스카우트 뷰를 생성한 후 피검체에 대한 관심 영역을 설정해야 하므로, 장비 운용의 효율성이 떨어질 수 있다.
이에 대하여, 도 1(b)에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법의 흐름도를 예시하고 있다. 도 1(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법에서는, 먼저 피검체에 대하여 진단 스캔(diagnostic scan) 등을 통하여 단층 영상을 촬영하면서, 동시에 카메라 등을 사용하여 상기 피검체에 대한 표면 형상에 대한 정보를 수집하여, 상기 피검체에 대한 관심 영역을 설정하고 이에 대한 표면 형상 정보를 산출하게 된다.
이어서, 피검체에 대한 단층 영상을 촬영하기 위하여 상기 피검체에 대한 관심 영역을 설정하고자 하는 경우, 카메라 등을 사용하여 상기 피검체의 표면 형상에 대한 정보를 다시 수집한 후, 상기 진단 스캔 시에 수집된 표면 형상에 대한 정보 등을 함께 고려하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 행렬(matrix)을 산출하여, 상기 진단 스캔을 통하여 설정된 상기 피검체에 대한 관심 영역에 대한 정보를 변환함으로써, 추가적인 엑스선 조사없이도 상기 피검체에 대한 관심 영역을 효과적으로 설정할 수 있게 된다. 나아가, 상기 피검체에 대한 관심 영역을 이용하여 관심 영역 단층 촬영을 수행함으로써, 상기 피검체에 대한 관심 영역 단층 영상을 산출할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법에서는 피검체에 대한 표면 정보를 추출한 후, 상기 피검체에 대하여 이전 시점에 기산출된 관심 영역 정보 및 표면 정보를 함께 고려하여 상기 피검체에 대한 관심 영역을 설정함으로써, 추가적인 엑스선 조사없이도 피검체에 대한 관심 영역을 산출할 수 있고, 기산출된 관심 영역 정보를 이용하여 단층 촬영 장비 운용자에게 상기 피검체에 대한 관심 영역을 추천할 수 있어 장비 운용의 효율성을 높일 수 있게 된다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법에서는 기산출된 피검체의 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 함께 고려하여, 상기 피검체의 관심 영역에 대한 단층 영상을 재구성함으로써, 상기 피검체의 관심 영역에 대한 단층 영상의 품질을 개선할 수도 있다.
도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법의 순서도를 예시하고 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법은, 관심 영역 설정 시스템이 피검체에 대한 단층 촬영을 위하여 관심 영역을 설정하는 방법으로서, 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 제1 관심 영역 정보를 획득하는 제1 정보 획득 단계(S110), 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득하는 제2 정보 획득 단계(S120), 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 비교하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 산출하는 좌표 변환 수단 산출 단계(S130) 및 상기 제1 관심 영역 정보에 상기 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보를 산출하는 관심 영역 정보 산출 단계(S140)를 포함할 수 있다.
아래에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 단층 촬영 방법을 각 단계별로 나누어 자세하게 살핀다. 먼저, 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 제1 관심 영역 정보를 획득하는 제1 정보 획득 단계(S110)에 대하여 검토한다.
S110 단계에서는 상기 피검체에 대한 제1 시점에서의 표면 형상에 대한 정보(제1 표면 형상 정보)와 상기 피검체에 대한 제1 시점에서의 관심 영역에 대한 정보(제1 관심 영역 정보)를 획득하게 된다.
여기서, 상기 제1 표면 형상 정보는 상기 제1 시점에서의 상기 피검체의 표면 형상에 대한 모델링 데이터 등 상기 피검체의 표면 형상을 나타내는 정보를 말하며, 또한, 상기 제1 관심 영역 정보는 상기 제1 시점에서의 상기 피검체 중 관심 영역(Region Of Interest, ROI)의 형상을 나타내는 정보를 말한다.
이때, 상기 제1 관심 영역 정보를 획득하기 위하여, 상기 피검체에 대한 파일럿 스캔(pilot scan) 등을 수행할 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 피검체에 대한 단층 촬영에서 생성되는 단층 영상 등을 활용하여 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역 정보를 획득할 수도 있다.
또한, 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보를 획득하기 위하여, 광학 영상, 레이저 스캔, 적외선 스캔, 심도 거리 센싱(depth range sensor) 중 하나를 이용하여 상기 피검체의 표면 형상을 센싱하여 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보를 획득할 수 있으며, 이외에도 상기 피검체의 표면 형상에 대한 정보를 획득할 수 있는 수단이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 이때, 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보를 획득하기 위하여 산포점 세트(sparse point set), 라인 세트(line set), 표면 영역(surface area) 및 그 조합 등 다양한 스캐닝 방식을 적용하는 것도 가능하다.
나아가, 상기 피검체에 대한 엑스선 투영 데이터 또는 상기 엑스선 투영 데이터로부터 재구성된 영상을 이용하여 상기 피검체의 표면 형상에 대한 정보를 획득할 수도 있다. 이러한 경우, 추가적인 장치를 구비하지 않고 상기 피검체에 대한 단층 촬영 등에서 생성되는 상기 피검체에 대한 단층 영상 등을 활용하여 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보를 획득할 수도 있다.
또한, 관심 영역 설정 시스템이 반드시 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 제1 관심 영역 정보를 직접 산출하여야 하는 것은 아니며, 다른 장치에서 생성된 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 제1 관심 영역 정보를 전송받는 등의 방법으로 획득하여 사용하는 것도 가능하다.
보다 구체적인 예를 들어, 도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법에서의 피검체의 단층 영상, 표면 형상 및 관심 영역을 설명하기 위한 도면을 예시하고 있다. 도 3(a)에서는 제1 시점(현 시점보다 한시간 전일수도 있고, 하루나 한달 전일 수도 있음)에서의 피검체의 단층 영상을 도시하고 있다. 또한, 도 3(c)에서 볼 수 있는 바와 같이, 단층 촬영 장비 운용자는 상기와 같은 단층 영상을 이용하여 상기 피검체에 대한 관심 영역을 설정할 수 있다. 나아가, 도 3(b)에서는 제1 시점에서 광학 영상 장비 등을 사용하여 형성될 수 있는 피검체의 표면 형상에 대한 정보를 예시하고 있다(도 3(a)의 원형 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보는 도 3(b)와 같이 원형의 형상을 이루게 될 것이다).
이어서, S120 단계에서는 상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 표면 형상에 대한 정보(제2 표면 형상 정보)를 획득하게 된다.
여기서, 상기 제2 표면 형상 정보는, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체의 표면 형상에 대한 모델링 데이터 등 상기 피검체의 표면 형상을 나타내는 정보를 말한다.
상기 제1 표면 형상 정보를 획득하는 경우와 유사하게, 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득하기 위하여, 광학 영상, 레이저 스캔, 적외선 스캔, 심도 거리 센싱(depth range sensor) 중 하나를 이용하여 상기 피검체의 표면 형상을 센싱하여 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득할 수 있으며, 이외에도 상기 피검체의 표면 형상에 대한 정보를 획득할 수 있는 수단이라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 이때, 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보를 획득하기 위하여 산포점 세트(sparse point set), 라인 세트(line set), 표면 영역(surface area) 및 그 조합 등 다양한 스캐닝 방식을 적용하는 것도 가능하다.
보다 구체적인 예를 들어, 도 4(a)에서 볼 수 있는 제1 시점에서의 피검체에 대하여, 제2 시점에서의 피검체의 형상은 도 4(d)에서 볼 수 있는 바와 같이 형상이 변화(위치 이동, 형태 변형 등 다양한 변화 방식 포함)할 수 있으며, 이에 따라, 그 내부에 위치하는 관심 영역의 형상도 변화할 수 있다.
도 4(e)에서는 제2 시점에서 상기 도 4(d)의 피검체에 대하여 제2 표면 형상 정보를 생성한 경우를 예시하고 있다. 도 4(e)에서 볼 수 있는 바와 같이, 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득함으로써, 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보와 대비함으로써, 상기 피검체에 대한 좌표 변환 형렬(matrix) 등 좌표 변환 수단을 산출할 수 있게 된다. 이때, 상기 좌표 변환 수단으로는 상기 좌표 변환 행렬 외에도 소정의 함수 등 상기 피검체의 좌표를 효율적으로 변환시켜줄 수 있는 수단이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다.
다음으로, S130 단계에서는 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 비교하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 산출하게 된다. 보다 구체적인 예를 들어, 상기 제1 표면 형상 정보는 도 4(b)의 정보를 포함할 수 있고, 상기 제2 표면 형상 정보는 도 4(e)의 정보를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 대비하여 상기 제1 시점에서의 상기 피검체의 좌표를 상기 제2 시점에서의 피검체의 좌표로 변환시킬 수 있는 좌표 변환 형렬(matrix) 등 좌표 변환 수단을 산출할 수 있게 된다. 보다 구체적인 예를 들어, 제1 표면 형상 정보의 표면 데이터(surface data)와 제2 표면 형상 정보의 표면 데이터(surface)를 레지스트레이션(registration)함에 있어서, ICP(Iterative Closest Point) 등과 같은 점 집합 레지스트레이션(point set registration), RPM(Robutt Point Matching), KC(Kernel Correlation), CPD(Coherent Point Drift) 등과 같은 알고리즘을 적용할 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 시점에서의 상기 피검체의 좌표를 상기 제2 시점에서의 피검체의 좌표로 변환시킬 수 있는 좌표 변환 형렬(matrix) 등 좌표 변환 수단을 산출할 수 있다.
이어서, S140 단계에서는 상기 제1 관심 영역 정보에 상기 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보를 산출하게 된다. 보다 구체적인 예를 들어, 이미 획득한 상기 제1 관심 영역 정보(도 4(c))에 상기 산출된 좌표 변환 수단을 적용함으로써, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보(도 4(f))를 산출할 수 있게 된다. 여기서, 상기 제2 관심 영역 정보는 상기 제2 시점에서의 상기 피검체 중 관심 영역(Region Of Interest, ROI)의 형상을 나타내는 정보를 말한다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법에서는 상기 제1 시점에서 산출되었던 제1 관심 영역 정보를 이용하여 상기 관심 영역 설정 시스템의 사용자에게 상기 피검체에 대한 관심 영역을 추천하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이에 따라, 상기 사용자는 상기 추천받은 관심 영역을 수락하거나 수정하는 과정을 거쳐 상기 피검체에 대한 관심 영역을 간편하게 설정할 수 있게 된다. 이어서, 상기 수락 또는 수정된 제1 관심 영역 정보를 이용하여 상기 일련의 단계를 거침으로써, 보다 편리하게 상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 제2 관심 영역 정보를 산출할 수 있고, 이에 따라 장비 운용의 효율성을 개선할 수도 있게 된다.
더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법에서는 상기 산출된 제2 관심 영역 정보를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 단층 촬영을 수행하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 도 5에서는 피검체(도 5(a))에 대한 단층 촬영을 통하여 산출된 관심 영역에 대한 단층 영상(도 5(b))를 도시하고 있다.
또한, 위에서는 피검체의 형상이 변화하는 경우에 대하여 관심 영역을 설정하는 방법에 대하여 설명하였으나, 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 피검체의 형상이 동일하더라도 피검체의 위치가 변경되면 상기 피검체에 조사되어야 하는 엑스선 빔의 형상이 바뀌게 되는 바, 상기 피검체에 대한 관심 영역 정보도 바뀌게 된다. 이러한 경우에 대해서도 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법을 적용함으로써, 제2 시점에서의 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보를 산출할 수 있게 된다.
보다 구체적인 예를 들어, 도 6(a)에서는 제1 시점에서의 피검체(및 관심 영역)의 위치를 보여주고 있으며, 도 6(b)에서는 제2 시점에서의 피검체(및 관심 영역)의 위치를 보여주고 있다고 하면, 제1 시점에서 수집된 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보를 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 대비하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 행렬(matrix)을 산출하고, 상기 산출된 좌표 변환 행렬(matrix)을 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역 정보에 적용함으로써, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보를 산출할 수 있게 된다.
더 나아가, 상기 피검체의 형상과 위치가 동시에 변경되는 경우에 대해서도 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법이 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법은, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터와 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 이용하여, 상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 단층 영상을 재구성하는 단층 영상 재구성 단계를 더 포함할 수도 있다.
즉, 관심 영역 단층 촬영을 통하여 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터를 생성한 후, 이를 이용하여 상기 제2 관심 영역에 대한 단층 영상을 재구성하는 경우, 제2 관심 영역과 그에 대한 외부 영역의 절단에 따른 다양한 왜곡(artifact)들이 발생할 수 있어, 상기 제2 관심 영역에 대하여 재구성되는 단층 영상의 품질이 떨어질 수 있다.
이에 대하여, 상기 제1 시점 등에서 파일럿 스캔(pilot scan) 등을 통하여 획득된 상기 피검체에 대한 투영 데이터를 함께 사용함으로써, 상기 단층 영상에서 나타날 수 있는 다양한 왜곡(artifact)들을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터에 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 산출함으로써, 상기 제1 시점에서의 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터로부터 제2 시점의 제2 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 효과적으로 산출할 수 있게 되고, 따라서 이를 상기 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터와 함께 고려하여 상기 제2 관심 영역을 포함하는 영역에 대한 단층 영상으로 재구성함으로써, 상기 제2 관심 영역과 그에 대한 외부 영역의 절단에 따라 나타날 수 있는 다양한 왜곡(artifact)을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
보다 구체적인 예를 들어, 압축 센싱 기반 인테리어 토모그라피(Compressed Sensing based Interior Tomography) 등의 기법을 사용하여, 피검체의 전체 영역에 대한 스카우트 뷰 투영 데이터와 피검체의 관심 영역에 대한 단층 촬영 투영 데이터로부터, 상기 피검체의 관심 영역에 대한 높은 품질의 단층 영상을 재구성할 수도 있다. 또는, 카메라 등에서 얻은 피검체에 대한 입체 표면 데이터를 이용하여 피검체의 관심 영역에 대하여 절단된(truncated) 투영 데이터를 외삽(extrapolation)하여 주는 방식으로 상기 피검체의 관심 영역에 대하여 재구성되는 단층 영상의 품질을 개선할 수도 있다.
이에 대한 구체적인 예로서, 도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 산출된 제2 시점에서의 제2 관심 영역에 대한 단층 영상과 기산출된 제2 시점에서의 제2 관심 영역의 외부 영역에 대한 단층 영상 및 이들에 대한 투영 데이터를 이용하여 산출된 피검체 전체의 단층 영상에 대한 예시도를 보여주고 있다. 제2 관심 영역 정보를 이용하여 피검체에 대한 관심 영역 단층 촬영을 수행함으로써 제2 관심 영역에 대한 단층 영상을 산출할 수 있고(도 7(a)), 또한 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 단층 영상에 좌표 변환 행렬(matrix)을 적용함으로써, 제2 시점에서의 상기 피검체의 제2 관심 영역의 외부 영역에 대한 단층 영상을 산출할 수 있다.
이때, 상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 피검체에 대한 관심 영역 단층 촬영을 수행함으로써 제2 관심 영역에 대한 단층 영상을 산출하는 경우, 상기 제2 관심 영역과 그에 대한 외부 영역의 절단에 따라 다양한 왜곡(artifact)이 나타날 수 있는 바, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터와, 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 이용하여, 상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 단층 영상을 재구성(도 7(c))함으로써, 재구성된 단층 영상에서 나타날 수 있는 다양한 왜곡(artifact)을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 방법에 있어서, 반드시 스카우트 뷰 등의 파일럿 이미지(pilot image)를 사용하여 제1 관심 영역을 설정하여야 하는 것은 아니며, 이전에 촬영된 단층 촬영 영상 등을 이용하여 제1 관심 영역 정보를 산출하는 것도 가능하다.
도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 피검체에 대한 스카우트 뷰 영상 또는 기촬영된 단층 영상을 이용하여 제1 관심 영역을 설정하는 경우를 예시하고 있다. 도 8(a)에서는 스카우트 뷰 영상을 사용하여 제1 관심 영역을 설정하는 경우를 예시하고 있으며, 도 8(b)에서는 기촬영된 단층 촬영 영상을 이용하여 제1 관심 영역을 설정하는 경우를 예시하고 있다. 이에 따라, 도 8(c)에서는 제1 관심 영역이 설정된 경우의 영상을 예시하고 있다.
도 9에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템(200)의 구성도를 예시하고 있다. 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템(200)은 제1 정보 획득부(210), 제2 정보 획득부(220), 좌표 변환 수단 산출부(230) 및 관심 영역 산출부(240)를 포함하여 구성될 수 있으며, 나아가 단층 영상 재구성부(250)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템(200)의 각 구성 요소들을 살핀다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템(200)은 앞서 설명한 본 발명예에 따른 관심 영역 설정 방법에 대하여 자세하게 설명하였으므로 보다 자세한 실시예들은 생략하며, 이는 상기 본 발명예에 따른 관심 영역 설정 방법에 대한 설명을 참조할 수 있다.
먼저, 제1 정보 획득부(210)에서는 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 제1 관심 영역 정보를 획득하게 된다. 이때, 상기 제1 정보 획득부(210)에서는 상기 제1 시점에서 광학 영상, 레이저 스캔, 적외선 스캔, 심도 거리 센싱(depth range sensor) 중 하나를 이용하여 상기 피검체의 표면 형상에 대한 제1 표면 형상 정보를 수집할 수 있다. 또는, 상기 제1 정보 획득부(210)에서는 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 엑스선 투영 데이터 또는 상기 엑스선 투영 데이터로부터 재구성된 영상을 이용하여 상기 피검체의 표면 형상에 대한 제1 표면 형상 정보를 산출할 수도 있다.
다음으로, 제2 정보 획득부(220)에서는 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득하게 된다. 이때, 상기 제2 정보 획득부(220)에서는 상기 제2 시점에서 광학 영상, 레이저 스캔, 적외선 스캔, 심도 거리 센싱(depth range sensor) 중 하나를 이용하여 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 수집할 수 있다.
이어서, 좌표 변환 수단 산출부(230)에서는 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 이용하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 산출하게 된다. 이때, 상기 좌표 변환 수단 산출부(230)에서는 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 대비하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 행렬(matrix) 등 좌표 변환 수단을 산출할 수도 있다.
다음으로, 관심 영역 정보 산출부(240)에서는 상기 제1 관심 영역 정보에 상기 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보를 산출하게 된다.
이때, 상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 상기 피검체에 대한 관심 영역을 추천하는 관심 영역 추천부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템(200)은 상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 관심 영역 단층 촬영(ROI CT)을 수행할 수 있게 된다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템(200)은 상기 제2 관심 영역에 대한 관심 영역 단층 촬영을 통하여 산출된 투영 데이터를 이용하여 상기 제2 관심 영역에 대한 단층 영상을 재구성하는 단층 영상 재구성부(250)를 더 포함할 수도 있다.
이때, 상기 단층 영상 재구성부(250)는 상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 단층 촬영을 수행함에 있어, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터와, 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역 외부 영역에 대한 투영 데이터를 이용하여, 상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 단층 영상을 재구성할 수 있다.
도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템(200)의 구현예를 예시하고 있다. 도 9와 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템(200)의 동작을 보다 자세하게 살펴보면 다음과 같다.
제1 정보 획득부(210)에서는 제1 시점에서 엑스선원(310)을 이용하여 피검체에 대한 파일럿 스캔(pilot scan) 등을 수행하는 동시에 광학 영상 장비 등 표면 형상 정보 획득부(340)를 이용하여 상기 피검체에 대한 표면 형상 정보를 수집하게 된다. 이때, 상기 파일럿 스캔(pilot scan)은 통상적으로 관심 영역에 한정되지 않고 피검체의 전체 영역 등에 대하여 수행되므로, 시준기(320)는 엑스선의 시야각이 피검체의 전체 영역을 포함하도록 제어될 수 있다. 이어서, 상기 피검체에 대한 파일럿 스캔(pilot scan)을 통하여 생성되는 단층 영상 등을 사용하여, 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역이 산출될 수 있게 된다. 또한, 상기 표면 형상 정보 획득부(340)를 이용하여 표면 형상에 대한 정보를 수집하고, 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보를 획득할 수 있다. 이때, 정보 처리부(350)는 상기 피검체에 대한 투영 데이터로부터 단층 영상을 생성하거나, 상기 피검체에 대한 제1관심 영역을 산출하거나, 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보를 획득하는데 사용될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 정보 획득부(210)에서는 제1 시점에서 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역 정보 및 제1 표면 형상 정보를 획득할 수 있게 된다.
제2 정보 획득부(220)에서는 제2 시점에서 광학 영상 장비 등 표면 형상 정보 획득부(340)를 이용하여 상기 피검체에 대한 표면 형상에 대한 정보를 수집하여, 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득할 수 있게 된다. 이때에도, 상기 정보 처리부(350)는 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득하는데 사용될 수 있으며, 이에 따라 상기 제2 정보 획득부(220)에서는 제2 시점에서 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득할 수 있게 된다.
좌표 변환 수단 산출부(230)에서는 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 비교하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 산출하게 되며, 이는 상기 정보 처리부(350)를 이용하여 구현될 수도 있다.
관심 영역 정보 산출부(240)는 상기 제1 관심 영역 정보에 상기 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역 정보를 산출하게 되며, 이도 또한 상기 정보 처리부(350)를 이용하여 구현될 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심 영역 설정 시스템(200)은 상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 상기 피검체에 대한 관심 영역 단층 촬영(ROI CT)를 수행할 수 있다. 이때, 상기 시준기(320)는 상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 엑스선원(310) 등의 회전에 따른 제2 관심 영역으로 엑스선이 조사될 수 있도록 제어될 수 있다. 보다 구체적으로 동적 시준(dynamic collimation), 다엽 시준(multi-leaf collimation), 뷰-와이즈 mAs(view-wise mAs), 전자 보타이(electronic bowtie), 동적 이동 어퍼쳐(dynamic moving aperture), 슬라이딩 웨지(sliding wedge), 겐트리 리포지셔닝(gantry repositioning) 등의 기법을 사용하여 상기 엑스선의 조사를 제어할 수도 있다.
이에 따라, 상기 엑스선 검출부(330)에서는 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터를 수집할 수 있게 된다.
이어서, 단층 영상 재구성부(250)에서는 상기 제2 관심 영역에 대한 관심 영역 단층 촬영을 통하여 산출된 투영 데이터를 이용하여 상기 제2 관심 영역에 대한 단층 영상을 재구성하게 된다.
이때, 상기 단층 영상 재구성부(250)는 상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 단층 촬영을 수행함에 있어, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터와, 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역 외부 영역에 대한 투영 데이터를 이용하여, 상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 단층 영상을 재구성할 수 있다. 상기와 같은 단층 영상 재구성부(250)의 기능은 상기 정보 처리부(350)를 이용하여 구현될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 엑스선원
120 : 피검체
130 : 엑스선 검출부
200 : 관심 영역 설정 시스템
210 : 제1 정보 획득부
220 : 제2 정보 획득부
230 : 좌표 변환 수단 산출부
240 : 관심 영역 정보 산출부
250 : 단층 영상 재구성부
310 : 엑스선원
320 : 시준기
330 : 엑스선 검출부
340 : 표면 형상 정보 획득부
350 : 정보 처리부
360 : 피검체
120 : 피검체
130 : 엑스선 검출부
200 : 관심 영역 설정 시스템
210 : 제1 정보 획득부
220 : 제2 정보 획득부
230 : 좌표 변환 수단 산출부
240 : 관심 영역 정보 산출부
250 : 단층 영상 재구성부
310 : 엑스선원
320 : 시준기
330 : 엑스선 검출부
340 : 표면 형상 정보 획득부
350 : 정보 처리부
360 : 피검체
Claims (17)
- 관심 영역 설정 시스템이 피검체에 대한 단층 촬영을 위하여 관심 영역을 설정하는 방법에 있어서,
제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 상기 피검체의 내부에 위치하는 제1 관심 영역에 대한 제1 관심 영역 정보를 획득하는 제1 정보 획득 단계;
제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득하는 제2 정보 획득 단계;
상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 비교하여 상기 피검체의 내부에서 상기 제1 관심 영역을 포함하는 영역에 대한 좌표 변환 수단을 산출하는 좌표 변환 수단 산출 단계; 및
상기 제1 관심 영역 정보에 상기 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제1 관심 영역에 대한 상기 제2 시점에서의 제2 관심 영역 정보를 산출하는 관심 영역 정보 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 정보 획득 단계에서,
상기 제1 표면 형상 정보는 상기 제1 시점에서 광학 영상, 레이저 스캔, 적외선 스캔, 심도 거리 센싱(depth range sensor) 중 하나를 이용하여 수집된 상기 피검체의 표면 형상에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 정보 획득 단계에서,
상기 제1 표면 형상 정보는 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 엑스선 투영 데이터 또는 상기 엑스선 투영 데이터로부터 재구성된 영상을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 정보 획득 단계에서,
상기 제2 표면 형상 정보는 상기 제2 시점에서 광학 영상, 레이저 스캔, 적외선 스캔, 심도 거리 센싱(depth range sensor) 중 하나를 이용하여 수집된 상기 피검체의 표면 형상에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제2항 또는 제4항에 있어서,
상기 피검체의 표면 형상에 대한 정보를 수집하기 위하여,
산포점 세트(sparse point set), 라인 세트(line set), 표면 영역(surface area) 중 하나 또는 둘 이상을 조합하는 스캐닝 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 좌표 변환 수단 산출 단계에서,
상기 좌표 변환 수단으로서, 상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 이용하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 행렬(matrix)을 산출하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 좌표 변환 수단 산출 단계에서,
제1 표면 형상 정보의 표면 데이터(surface data)와 제2 표면 형상 정보의 표면 데이터(surface data)를 레지스트레이션(registration)함에 있어서, ICP(Iterative Closest Point)를 포함하는 점 집합 레지스트레이션(point set registration), RPM(Robutt Point Matching), KC(Kernel Correlation), CPD(Coherent Point Drift) 중 하나의 알고리즘을 적용하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 관심 영역 정보를 이용하여 상기 관심 영역 설정 시스템의 사용자에게 상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 관심 영역을 추천하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 단층 촬영을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제2 관심 영역에 대한 단층 촬영을 수행하는 단계에서는,
동적 시준(dynamic collimation), 다엽 시준(multi-leaf collimation), 뷰-와이즈 mAs(view-wise mAs), 전자 보타이(electronic bowtie), 동적 이동 어퍼쳐(dynamic moving aperture), 슬라이딩 웨지(sliding wedge), 겐트리 리포지셔닝(gantry repositioning) 중 하나의 기법을 사용하여 엑스선의 조사를 제어하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터와,
상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 이용하여,
상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 단층 영상을 재구성하는 단층 영상 재구성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 단층 영상 재구성 단계에서,
압축 센싱 기반 인테리어 토모그라피(Compressed Sensing based Interior Tomography) 기법을 사용하여, 피검체의 전체 영역에 대한 스카우트 뷰 투영 데이터와 피검체의 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터로부터 상기 피검체의 제2 관심 영역을 포함하는 영역에 대한 단층 영상을 재구성하거나,
상기 피검체에 대한 입체 표면 데이터를 이용하여 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대하여 절단된(truncated) 투영 데이터를 외삽(extrapolation)하여 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 단층 영상을 재구성하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 제11항에 있어서,
상기 단층 영상 재구성 단계는,
상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터에 상기 피검체에 대한 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단층 촬영에서의 관심 영역 설정 방법. - 피검체에 대한 단층 촬영을 위하여 관심 영역을 설정하는 관심 영역 설정 시스템에 있어서,
제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 표면 형상 정보 및 상기 피검체의 내부에 위치하는 제1 관심 영역에 대한 제1 관심 영역 정보를 획득하는 제1 정보 획득부;
제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 표면 형상 정보를 획득하는 제2 정보 획득부;
상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 비교하여 상기 피검체의 내부에서 상기 제1 관심 영역을 포함하는 영역에 대한 좌표 변환 수단을 산출하는 좌표 변환 수단 산출부; 및
상기 제1 관심 영역 정보에 상기 좌표 변환 수단을 적용하여, 상기 제1 관심 영역에 대한 상기 제2 시점에서의 제2 관심 영역 정보를 산출하는 관심 영역 정보 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 관심 영역 설정 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 제1 정보 획득부에서,
상기 제1 표면 형상 정보는 상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 엑스선 투영 데이터 또는 상기 엑스선 투영 데이터로부터 재구성된 영상을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 관심 영역 설정 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 좌표 변환 수단 산출부에서,
상기 제1 표면 형상 정보와 상기 제2 표면 형상 정보를 이용하여 상기 피검체에 대한 좌표 변환 행렬(matrix)을 산출하는 것을 특징으로 하는 관심 영역 설정 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 제2 관심 영역 정보를 이용하여 상기 제2 시점에서 상기 피검체의 제2 관심 영역에 대한 단층 촬영을 수행함에 있어,
상기 제2 시점에서의 상기 피검체에 대한 제2 관심 영역에 대한 투영 데이터와,
상기 제1 시점에서의 상기 피검체에 대한 제1 관심 영역의 외부 영역에 대한 투영 데이터를 이용하여,
상기 피검체에 대한 제2 시점에서의 단층 영상을 재구성하는 단층 영상 재구성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관심 영역 설정 시스템.
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