KR20040069260A - 기기 화상의 화질 향상 시스템 - Google Patents

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Abstract

의료용 화상의 화질 개선 시스템은 차선의 화상 상황들의 리스트를 나타낸다. 차선의 각 화상 상황마다, 그 차선의 화상 상황에 대한 적어도 하나의 가능한 이유의 리스트가 제공되고 확률별로 분류된다. 이 리스트 안의 각 이유마다, 상기 이유에 대한 적어도 하나의 치료법의 리스트가 제공된다. 이들 리스트를 네비게이션함으로써 촬상용 장비의 아이템을 사용해 본 경험이 없는 사용자가 최선 화질의 화상을 얻도록 안내된다.

Description

기기 화상의 화질 향상 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR ENHANCING THE QUALITY OF DEVICE IMAGES}
환자의 건강 컨디션을 판정하는 기초 검진 방법 중 하나는 환자가 증상을 호소하고 있는 지 또는 무관한 컨디션에서의 테스트를 기초로 하여 의료적 비정상(medical anamoly)이 발견되었는 지에 상관 없이 그 환자의 신체 중 환부의 촬상이다. 초기의 객관적인 판정에 가정 적절하게 이용되는 촬상의 형태는 대개, 특수한 컨디션(또는 어떤 컨디션이 존재하는 지를 판정하기 위해서 테스트되는 경우) 또는 의심이 가는 실제 컨디션을 나타내는 장기 또는 신체의 일부의 특성에 의해서 표현된다.
촬상 기기(이 명세서에서 사용되는 용어 "촬상"은 대상물 또는 환자의 광학적, 청각적 및 다른 모든 감각적 기록 가능 상태를 포함한다)에는 직접 또는, 광학적 향상을 위해서 렌즈 시스템을 사용함으로써 사이트 또는 캐비티를 시각적으로 검사할 수 있는 기기, 및 초음파(소노그램), 자기 공명 촬상, 컴퓨터 단층촬상 기술(CT 스캔: Computed Tomography 스캔), 핵의학, x선 또는 다른 촬상 기술을 이용하여 얻은 화상의 아날로그 화면 표시 또는 디지털 화면 표시 또는 분석을 통해서 어떤 사이트를 시각적으로 검사할 수 있는 기기가 포함된다. 촬상에 사용되는 현재의 특정 도구 또는 기기로는 복강경, MRI 장치 및 초음파 검사도 장치, 및 자궁내시경, 관절경, 식도경, 기관지경, 직장경, 후두경, 검이경, 검안경, 질확대경, 현미경, 디지털 진단 화상 기술(CR: Computed Radiography), x선 촬상, 컴퓨터 단층촬상 기술(CT: Computed Tomography), 유방 촬상 기술 (Mammography), 혈관조영술, 감마 카메라 및 핵의학 장비, 경성내시경(기계 장치의 내부 분석용으로 사용됨) 등이 있다. 이들은 전부 기술상 잘 알려진 검진 도구이다.
현재, 촬상 시스템은 상이한 탐침기와 여러 가지 타입의 액세서리를 갖는 여러 가지의 구성으로 행해지고 있다. 초음파와 같은 일부 촬상 시스템의 경우, 화상의 화질은 스캐닝이 CT 스캔이나 MRI의 경우에서처럼 시스템 자체에 의해서 수행되는 것이 아니기 때문에 스캐닝을 수행하는 사람에 따라 다르다. 그러나, 잠재 사용자는 대개, 특정 구성에 의한 스캐닝 시에 성취되는 화상의 화질에 관한 표시를 알지 못하고, 대다수의 전문가는 그들이 이용하는 검진 장비에 관한 지식이 거의 없다. 이러한 상황은 정상적인 장기의 화상에 관해서 특정 검진 시스템이 달성할 수 있는 스탠다드에 관한 기초 지식을 제공하지 않은 채 검진 장비를 공격적으로 마케팅하는 판매인 때문에 더욱 심해진다. 저가의 신형 휴대용 스캐닝 시스템을 판매하는 판매인은 스캐닝에 관한 경험이 매우 제한된 의료 전문인에 대한 판매가 확대되고 있음을 증언하고 있다. 이들 전문가는 그들이 사용하는 장비로부터 얻을 수 있는 최상의 화상(이 기술 분야에서는 이를 "골드 스탠다드(GOLD STANDARD)" 화상이라고 한다)을 달성하는 방법을 배워야 한다.
예컨대, 사용자는 저작자가 X 및 Y 장비를 사용한 책에서, 또는 강연자가 Z 및 W 장비를 이용하여 만든 화상을 보여주는 회의석상에서, 또는 Q 및 V 장비를 이용한 실제 과정에서 나타낸 화상에 기초하여 난소를 생각나게 하는 표현력 좋은 소노그램을 가질 수 있다. 그러나, 사용자는 W 장비의 구입을 고려할 수도 있고, 병의 컨디션을 조사해보기도 전에 그 장비를 이용하여 달성할 수 있는 최상의 장기 화상에 대한 기준을 갖지 않을 수도 있다. 골드 스탠다드 촬상이 평균인 클리닉의 경우에도, 이 상황은 정규 시간에, 밤 사이에, 그리고 가장 경험 많은 직원이 환자를 더 이상 돌보지 않는 주말에 급변한다.
따라서, 특정한 촬상 기기에 경험이 없는 전문가를 자동으로 보조하여, 경험 있는 전문가 없이 골드 스탠다드 수준의 촬상을 달성하는 방법을 배울 수 있게 하는 시스템이 필요하다.
본 발명은 의료 검진시 인간 신체 장기(臟器)의 화상 분석용으로, 또는 비의료용 산업 장치에, 특히 이들 화상의 화질을 개선하는 데 사용되는 보조 장치에 관한 것이다.
도 1은 촬상 시스템의 대표적인 하드웨어 구성을 도시하고 있다.
도 2는 장기 및 컨디션을 선택하기 위한 대표적인 액세스 매트릭스를 나타내고 있다.
도 3은 골드 스탠다드 화상과 사용자 생성 화상을 비교하고 있으며, 차선의 화상에 대한 이유들을 수록한 리스트를 구비하고 있다.
도 4는 차선의 화상을 업그레이드하기 위한 치료법들을 수록한 리스트를 나타내고 있다.
도 5는 차선의 화상을 개선하기 위한 팁들을 수록한 리스트를 나타내고 있다.
도 6은 사용자가 화상 개선을 위해 적용할 수 있는 기술들을 수록한 리스트를 나타내고 있다.
도 7은 장기 및 컨디션을 선택하기 위한 다른 액세스 매트릭스를 나타내고 있다.
도 8은 골드 스탠다드 화상과 실시간 비디오 화상을 비교하고 있으며, 촬상되고 있는 장기에 관한 설명을 구비하고 있다.
본 발명의 시스템은 로템(Rottem)의 미국 특허 제6,032,678호[발명의 명칭 "Adjunct To Diagnostic Imaging Systems For Analysis Of Images Of An Object Or A Body Part Or Organ"(대상물 또는 신체 일부 또는 장기의 화상 분석을 위한 검진용 촬상 시스템 보조 기구)]에 개시된 시스템의 새로운 구성이며, 이 특허의 내용은 본 명세서에 참고로 인용되고 있다.
본 발명의 시스템에 의해서, 촬상 기기의 각 모델마다 및 각 화상마다의 골드 스탠다드 화상이 기억될 수 있고, 또한 검진용 소프트웨어에 액세스될 수 있다. 하나의 화상이 하나의 골드 스탠다드 화상 다음에 화면 표시되면, 본 발명의 시스템은 한 화상을 특징짓는 가능성들을 수록한 선택 항목을 전문가에게 제공할 수 있다. 이들 가능성들 중 하나의 가능성을 클릭하면 그 사용자에게 문제들을 수록한 선택 항목을 화면 표시하는 리스트 박스가 제시되고, 어떤 문제를 클릭함으로써, 그 사용자에게 가능한 해법들을 수록한 리스트 박스가 제시된다. 선택 항목들을 수록한 이 화면을 네비게이션함으로써, 사용자는 특정 장비 및 구성으로부터 더욱 양질의 화상을 얻는 방법을 습득할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 대표적인 하드웨어 구성을 나타내고 있다. 컴퓨터 시스템(100)은 모니터(101), 골드 스탠다드 화상들을 수록한 라이브러리를 담고 있는 CD-ROM(102), 키보드(103) 및 마우스(104)를 포함한다. 이와 달리, 화상 라이브러리는 월드 와이드 웹을 통해서 컴퓨터 시스템(100)에 다운로드되어 컴퓨터 시스템의 하드 드라이브에 기억되는 것도 가능하다. 이 시스템의 촬상부는 박스(110)를 포함하고 있고, 박스(110)는 탐침기(112)에 연결되며 케이블(111)을 경유하여 컴퓨터 시스템(100)에도 연결되어 있다. 박스(110)는 예컨대 소노그램을 생성하기 위한 초음파 발생 장치이다. 이와 달리, 박스(110)를 컴퓨터(100)의 마더보드에 직접 부착하는 플러그 인 카드로 대체하는 것도 가능하다. 그러나, 본 발명의 시스템은 예시된 촬상 기기에 한정되지 않는다.
양호한 실시예의 경우, 본 발명의 시스템은 촬상 장비를 제어하는 소프트웨어의 일부이고 컴퓨터 시스템(100)에 설치 가능한 소프트웨어 시스템이다. 이와 달리, 본 발명의 소프트웨어 시스템은 CD-ROM으로부터 설치되거나 웹으로부터 다운로드된 스탠드 얼론형 시스템인 것도 가능하다.
본 발명의 시스템은 사용 중인 특정 모델의 촬상 기기 및 탐침기에 맞게 골드 스탠다드 화상을 선택함으로써 골드 스탠다드 화상들을 수록한 라이브러리로부터 맞춤형의 소규모 라이브러리를 구축할 수 있다. 이어서, 이들 골드 스탠다드 화상을 사용자가 얻은 화상들과 나란히 비교할 수 있다. 따라서, 사용 중인 시스템과 탐침기를 이용하여, 사용자는 사용자가 목표로 하는 것을 정확하게 골드 스탠다드로서 볼 수 있고, 본 발명의 시스템은 사용자에게 그 스탠다드를 달성하는 데 필요한 모든 원조를 제공한다. 화상 발생 전용의 의료용 기기를 구비하는 대신에, 이제, 이 기기는 달성 가능한 최고의 스탠다드가 무엇이고 사용자가 이 스탠다드를 어떻게 달성할 수 있는 지를 보여준다.
도 2는 사용자가 본 발명의 시스템을 이용하여 자궁의 소노그램을 얻은 경우에 화면 표시되는 예시적인 스크린을 나타내고 있다. 수평 방향의 생식기 리스트(200)가 화면 표시되어 있고 여기서 "자궁(UTERUS)"이 강조 표시(highlight)되어 있으며, 그 아래에 수평 방향의 장기 서브파트(sub-part) 리스트(201)가 화면 표시되어 있고 이 중에 "자궁내막(ENDOMETRIUM)"이 강조 표시되어 있다. 또한, 수직 방향의 생리학적 컨디션(physiological condition)이 화면 표시되어 있고 이 중에 "폐경(POSTMENOPAUSAL)"이 강조 표시되어 있다. 스크린은 가능한 선택 항목(202)에 상응하는 원들의 매트릭스를 화면 표시하고 있다. "폐경(POSTMENOPAUSAL)"에 상응하는 열(203)이 강조 표시되어 있고 이 중에서 "폐경(POSTMENOPAUSAL)/자궁내막(ENDOMETRIUM)"에 상응하는 원(204)이 선택된다. 이와 같이 하여, 시스템은 사용자가 얻은 소노그램을 화면 표시하고, 사용자의 초음파 발생 장치와 탐침기로부터 폐경 자궁내막의 골드 스탠다드 소노그램을 얻는다.
본 발명은 도 3 내지 도 6에 나타내는 바와 같이 몇 가지 기능을 지원한다. 사용자가 골드 스탠다드 화질의 화상을 달성하지 못한 경우, 소프트웨어는 도 3에 나타내는 바와 같이 골드 스탠다드보다 하급의 상황에 대한 일련의 이유를 열거할 수 있다. 이들 이유의 예를 도 3의 이유 리스트박스(302)에 나타내고 있다. 이들 이유 중 하나를 클릭하면, 스캔되고 있는 특정 장기나 컨디션 또는 장기 및 컨디션에 대한 저급 화질의 화상에 대한 가능한 문제들이나 이유들(확률에 따라 분류됨)의 리스트가 제시된다. 이들 이유 중 하나를 선택함으로써, 시스템은 화질 개선을 위해서 취할 수 있는 가능한 치료 방식을 열거한다. 예컨대, 리스트박스(302)에 열거된 "위축성(Atrophic)"을 클릭하면 치료법 리스트박스(402)가 도 4에 나타내는 바와 같이 표시된다. 리스트박스(402)는 가능한 해법들, 예컨대 리스트박스(402)에 나타낸 바와 같은 "Apply gentle pressure ...", "Fill bladder ..." 등의 리스트를 화면 표시한다. 사용자가 제안된 치료법을 수행함에 따라서, 그 사용자는 생성된 화상과 골드 스탠다드 화상(404)을 비교함으로써 그 생성된 화상의 개선을 실시간으로 계속해서 모니터할 수 있다. 리스트박스(402)에 나타낸 치료법은 하이퍼링크에 의해서, 사용자에게, 그 문제를 실시간으로 해결하기 위해 사용 중인 장비를 이용하여 제안된 조치를 수행하는 방법을 보여주는 비디오 파일 및 오디오 파일에 연결될 수 있다.
본 발명은 또한, 도 4에 나타낸 "방법 보기(SHOW ME HOW)" 버튼(405)을 클릭함으로써 액세스 가능한, 사용자를 위한 온라인 헬프를 포함한다. 도 5는 "방법 보기(SHOW ME HOW)" 버튼(405)을 클릭한 후 사용자에게 제시되는 스크린을 나타낸다.헬프 메뉴(501)는 다양한 헬프 토픽을 나타내고 있고, 이 중에 토픽(502), 즉 "기술(Technique)"이 선택되어 필드(503)에 화면 표시되어 있다. 리스트박스(504)는 골드 스탠다드 화상을 얻기 위해서 적절한 기술에 관한 설명을 화면 표시한다.
이와 달리, 사용자는 메뉴(501)에서 헬프 토픽 "팁(Tips)"을 선택하는 것도 가능하고, 이 경우에는 도 6에 나타내는 스크린이 나타난다. 선택된 헬프 토픽 "팁(Tips)"은 필드(603)에 화면 표시되고, 리스트박스(604)는 골드 스탠다드 화상을 얻기 위해서 다양한 팁들을 수록한 리스트를 화면 표시한다.
도 7은 사용자가 본 발명의 시스템을 이용하여 복부의 소노그램을 얻은 경우에 화면 표시되는 예시적인 다른 스크린을 나타낸다. 수평 방행의 생식기 리스트(701)와 수직 방향의 헬프 토픽 리스트(702)가 함께 화면 표시되어 있고, 이 중에 수평 방행의 생식기 리스트(701)의 "관(Vessels)"과 수직 방향의 헬프 토픽 리스트(702)의 "위치(Location)/설명(Description)"이 강조 표시되어 있다. 스크린은 가능한 선택 항목(703)에 상응하는 원들의 매트릭스를 화면 표시하고 있고, 이 중에 "관(Vessels)"에 상응하는 열(705)이 강조 표시되어 있다. "위치(Location)/설명(Description)"과 "관(Vessels)"에 상응하는 원(704)이 선택된다. 마우스의 커서를 그 원(704) 위에 옮겨 놓으면 관들을 수록한 리스트박스(706)가 화면 표시되고, 그 선택 항목(707) 중에 "복부대동맥(Abdominal Aorta)"이 강조 표시된다. 이와 같이 하여, 시스템은 사용자가 얻은 소노그램을 화면 표시하고, 복부대동맥의 골드 스탠다드 소노그램은 도 8에 나타내고 있는 바와 같이 사용자의 초음파 발생 장치와 탐침기로부터 얻는다. 이 예에서, 시스템은 촬상되고 있는 동안에 복부대동맥 및 그의 분지(branch)에 관하여 설명하는 서브 윈도우를 화면 표시한다.
본 발명의 추가 특징은, 마우스의 커서를 골드 스탠다드 화상 위에 배치하면 사용 중인 촬상 기기에 관한 용어에 무엇이 묘사되어 있는 지를 설명하는 텍스트가 나타나게 된다. 설명한 예에서, 화상은 초음파 용어로 설명될 것이다. 또한, 그래프와 노모그램을 나타내는 것도 가능하다.
가장 양호한 실시예의 경우, 본 발명의 시스템은 패턴 인식 기술을 이용하여 골드 스탠다드에 도달할 때 스캔을 고정시킨다. 또한, 차선의 화상(SUB-OPTIMAL IMAGE)인 경우에 골드 스탠다드를 얻는 데 필요한 누락된 아이템에 관하여 사용자에게 고지하는 것도 가능하다. 본 발명은 촬상 기기 제조업자의 가상의 애플리케이션 스페셜리스트가 되게 함으로써, 사용자를 보조하여 테크니컬 인스트럭터 없이도 골드 스탠다드 화상을 달성할 수 있게 한다.
초음파 실시예에서 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 모든 촬상 기기에 적용 가능하다. 예컨대, 카메라를 위성에 설치하여, 커피나 코코아와 같은 소정의 농작물과 코카인이나 대마초와 같은 불법 농작물의 토지 용도에 관한 패턴을 조사할 수 있다. 이 경우, 카메라의 원격 제어 장치는 농업 패턴의 인식에 맞춘 골드 스탠다드 화상들을 수록한 라이브러리를 이용한다. 소정 농작물의 경작에 관한 골드 스탠다드가 달성되지 않으면, 기기는 "초과 넓이 각도(Angle too Wide)", "분해능 부족(Lack of Resolution)" 등과 같은 문제들을 수록한 리스트와 위성 궤도와 같은 제안된 치료법들을 수록한 리스트를 제공하여 최상의 시야각을 달성하거나, 도플러 기술과 레이저 기술을 결합하여 적외선 스캔을 수행함으로써 분해능을 향상시킨다.당업자에게는 인간이 촬상을 수행하는 촬상 시스템과 함께 본 발명을 이용하는 것은 본 발명의 범주 안에 있다는 점이 명백할 것이다. 본 발명의 특허 청구 범위에 의해서 정해진다.

Claims (6)

  1. 의료용 화상의 화질을 개선하기 위한 시스템으로써,
    복수의 차선 화상 상황을 수록한 리스트를 제공하는 수단과,
    각 차선 화상 상황마다, 상기 차선 화상 상황에 대한 적어도 하나의 가능한 이유를 수록한 리스트(이 리스트는 상기 이유가 상기 차선 화상의 실제 원인이 되는 확률별로 분류됨)를 제공하는 수단과,
    적어도 하나의 가능한 이유를 수록한 상기 리스트 안의 각 이유마다, 상기 이유에 대한 적어도 하나의 치료법을 수록한 리스트를 제공하는 수단을 포함하는 의료용 화질 개선 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 어떤 치료법을, 상기 치료법을 수행하는 방법의 설명 또는 묘사를 담은 오디오 파일 또는 비디오 파일에 링크시키는 수단을 더 포함하는 것인 의료용 화질 개선 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 마우스의 커서를 골드 스탠다드 화상 위에 배치에 응답하여 상기 골드 스탠다드 화상을 설명하는 텍스트를 화면 표시하는 수단을 더 포함하는 것인 의료용 화질 개선 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 마우스 커서 배치에 응답하여 그래프를 화면 표시하는수단을 더 포함하는 것인 의료용 화질 개선 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 어떤 골드 스탠다드 화상을 달성하였을 때 스캔을 중지하기 위한 패턴 인식 수단을 더 포함하는 것인 의료용 화질 개선 시스템.
  6. 제6항에 있어서, 어떤 골드 스탠다드 화상을 얻는 데 필요한 아이템을 잘못 찾았다는 사실을 사용자에게 고지하는 수단을 더 포함하는 것인 의료용 화질 개선 시스템.
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