KR20160032297A - 인터벤션 지원 자동안내 레퍼런스 영상 제공 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20160032297A
KR20160032297A KR1020140121735A KR20140121735A KR20160032297A KR 20160032297 A KR20160032297 A KR 20160032297A KR 1020140121735 A KR1020140121735 A KR 1020140121735A KR 20140121735 A KR20140121735 A KR 20140121735A KR 20160032297 A KR20160032297 A KR 20160032297A
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정창원
이진석
주수종
윤권하
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원광대학교산학협력단
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Abstract

인터벤션 지원 자동안내 레퍼런스 영상 제공 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법은, 환자의 의료 영상으로부터 혈관을 검출하여 환자의 혈관 지도를 생성하고, 환자의 체내에서 목표 영역을 지정받아, 중재시술 도구를 혈관을 통해 목표 영역에 삽입하기 위한 혈관 삽입 경로를 산출하여 혈관 지도에 표시한다. 이에 의해, 중재시술이 필요한 환자 체내의 목표 영역까지 사용할 중재시술 도구의 활용 계획 및 중재시술 계획과 실시에 유용한 레퍼런스 영상을 제공할 수 있게 되어, 환자의 중재시술에 따르는 위험을 최소화할 수 있게 된다.

Description

인터벤션 지원 자동안내 레퍼런스 영상 제공 시스템 및 방법{System and Method of Automatically Providing Reference Image for Intervention}
본 발명은 레퍼런스 영상 제공에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중재시술을 위한 레퍼런스 영상 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
중재시술에서는, 환자의 체내 목표 영역에 카텍터를 삽입하여 조영제를 투입한다든가, 중재 도구를 삽입하여 절제 및 열을 가하거나, 스탠트 등을 삽입하게 된다.
이를 위해서는 의료 영상장치가 제공하는 영상을 참고하게 되는데, 대부분의 의료영상이 방사선인 X-ray을 이용하기 때문에 오랜 시간 동안 환자 또는 의료진에 방사선이 노출된다는 문제가 있다.
최근, 저 선량의 중재시술 의료기기들이 개발되어 활용하고 있기는 하지만, 중재시술을 위해서는 실시간으로 영상이 제공될 것이 요구되는바, 환자의 체내 목표 영역까지 도달할 때까지 피폭되는 방사선량은 무시할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 사전에 생성한 환자의 혈관 지도를 이용하여 환자 체내의 목표 영역까지 중재시술 도구를 삽입하기 위한 혈관 삽입 경로를 산출하여 표시하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 필요한 구간에서만 제한적으로 실시간 영상을 생성하여, 환자와 의료진에 대한 방사선 피폭량을 최소화할 수 있는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법은, 환자의 제1 의료 영상으로부터 혈관을 검출하는 단계; 검출 결과를 이용하여, 상기 환자의 혈관 지도를 생성하는 단계; 상기 환자의 체내에서 목표 영역을 지정받는 단계; 중재시술 도구를 혈관을 통해 상기 목표 영역에 삽입하기 위한 혈관 삽입 경로를 산출하는 단계; 및 상기 혈관 지도에 상기 혈관 삽입 경로를 표시하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 산출단계는, 상기 혈관의 내부 직경을 참고하여, 상기 혈관 삽입 경로를 산출할 수 있다.
또한, 상기 혈관 지도에서, 혈관 분기점, 복잡 지점 및 목표 영역 중 적어도 하나에 대한 안내 표시를 나타내는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 환자의 제2 의료 영상을 실시간으로 생성하는 단계; 및 실시간으로 생성되는 상기 제2 의료 영상을 표시하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 의료 영상 실시간 생성단계는, 상기 중재시술 도구의 현재 위치가 상기 안내 표시 지점인 경우에 수행될 수 있다.
그리고, 상기 중재시술 도구의 현재 위치는, 상기 혈관 삽입 경로와 상기 중재시술 도구의 삽입 길이를 기초로 파악할 수 있다.
또한, 상기 환자의 제2 의료 영상을 주기적으로 생성하는 단계; 주기적으로 생성되는 상기 제2 의료 영상을 표시하는 단계; 및 상기 중재시술 도구의 위치를 파악하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제2 의료 영상 실시간 생성단계는, 상기 중재시술 도구가 상기 안내 표시 지점으로부터 특정 거리 미만에 위치한 경우에 수행될 수 있다.
그리고, 상기 제1 의료 영상은, MR 영상 또는 X-선 영상이고, 상기 제2 의료 영상은, X-선 영상일 수 있다.
또한, 상기 산출단계는, 상기 중재시술 도구가 삽입되는 지점을 상기 혈관 삽입 경로에 포함시켜 산출할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 중재시술 레퍼런스 영상 제공 시스템은, 환자의 제1 의료 영상을 생성하는 촬영부; 상기 제1 의료 영상으로부터 혈관을 검출하여 상기 환자의 혈관 지도를 생성하고, 상기 환자의 체내에서 목표 영역을 지정받으면 중재시술 도구를 혈관을 통해 상기 목표 영역에 삽입하기 위한 혈관 삽입 경로를 산출하는 프로세서; 및 상기 혈관 지도 및 상기 혈관 삽입 경로를 표시하는 디스플레이;를 포함한다.
그리고, 상기 프로세서는, 상기 혈관 지도에서, 혈관 분기점, 복잡 지점 및 목표 영역 중 적어도 하나에 대한 안내 표시를 나타낼 수 있다.
또한, 상기 디스플레이는, 상기 중재시술 도구의 현재 위치가 상기 안내 표시 지점인 경우에, 상기 환자의 제2 의료 영상을 실시간으로 표시할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 중재시술이 필요한 환자 체내의 목표 영역까지 사용할 중재시술 도구의 활용 계획 및 중재시술 계획과 실시에 유용한 레퍼런스 영상을 제공할 수 있게 되어, 환자의 중재시술에 따르는 위험을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 중재시술 도구의 현재 위치 파악에 이용될 방사선 X-선 영상을 필요한 구간(복잡한 지점, 분기점 및 목표 영역 등)에서만 제공함으로서, 환자와 의료진의 방사선 노출량을 최소화할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 시스템의 블럭도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 3은 중재시술 레퍼런스 영상을 예시한 도면, 그리고,
도 4 및 도 5는 중재시술 실시간 영상 제공 과정의 설명에 제공되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료 영상 시스템의 블럭도이다. 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 시스템은, 중재시술에 필요한 레퍼런스 영상을 제공한다.
레퍼런스 영상에는 중재시술 도구(카텍터, 니들, 가이드 와이어 등)를 환자 체내의 목표 영역까지 이동시키기 위한 경로 뿐만 아니라, 혈관 분기점, 복잡 지점 및 목표 영역 등에 대한 안내 표시가 표시된다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 의료 영상 시스템은, 환자 체내의 실시간 영상을 함께 제공하는데, 이 실시간 영상은 중재시술 도구의 현재 위치를 파악하기 위한 영상이다.
실시간 영상은 X-선 영상으로 제공되는데, 환자와 의료진에 대한 방사선 피폭량을 최소화하기 위해, 필요한 구간에서만 제공한다.
이와 같은 기능을 수행하는 의료 영상 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, MR 영상 촬영부(110), X-선 영상 촬영부(120), 터치 스크린(130), 영상 프로세서(140), 제어부(150) 및 통신부(160)를 포함한다.
MR 영상 촬영부(110)는 환자의 MRA 영상 또는 MRI 영상을 촬영하기 위한 수단이고, X-선 영상 촬영부(120)는 환자의 X-선 영상을 촬영하기 위한 영상이다.
영상 프로세서(140)는 MR 영상 촬영부(110)에 의해 생성된 MR 영상으로부터 레퍼런스 영상을 생성한다. 레퍼런스 영상에는 중재시술 도구를 환자 체내의 목표 영역까지 삽입하기 위한 경로 뿐만 아니라, 혈관 분기점, 복잡 지점 및 목표 영역 등에 대한 안내 표시가 표시된다.
영상 프로세서(140)에 의해 생성된 레퍼런스 영상은 터치 스크린(130)에 표시된다. 또한, 터치 스크린(130)에는 X-선 영상 촬영부(120)에 의해 촬영된 X-선 영상이 실시간으로 표시된다.
레퍼런스 영상과 X-선 영상은 병렬적으로 표시될 수도 있음은 물론, 오버랩 되어 표시되거나, 매칭되어 표시될 수도 있다.
제어부(150)는 MR 영상 촬영부(110)의 촬영 동작과 X-선 영상 촬영부(120)의 촬영 동작을 제어한다. 또한, 제어부(150)는 터치 스크린(130)을 통해 입력된 의료진의 명령을 처리한다.
특히, 의료진이 터치 스크린(130)을 통해 목표 영역을 지정한 경우, 제어부(150)는 지정된 영역에 대한 정보를 영상 프로세서(140)에 전달하여, 목표 영역에 대한 정보를 전달한다.
또한, 제어부(150)는 통신부(160)를 통해 외부 의료기기와 통신할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 통신부(160)를 통해 외부 의료기기인 중재시술 도구로부터 중재기술 도구가 현재 환자의 체내에 삽입된 길이에 대한 정보를 수신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 제어부(150)가 MR 영상 촬영부(110)를 구동하여 환자의 MR 영상을 획득한다(S210). S210단계에서 획득된 MR 영상은 영상 프로세서(140)에 인가된다.
영상 프로세서(140)는 S210단계에서 획득된 MR 영상에서 혈관을 검출하고, 혈관에 대한 정보를 산출한다(S220). S220단계에서 산출되는 혈관 정보에는, 혈관의 내부 직경, 혈관 곡률 및 혈관 분기점 등이 포함된다.
다음, 영상 프로세서(140)는 S220단계에서의 혈관 검출 결과를 이용하여, 환자의 혈관 지도를 생성하고(S230), 생성한 혈관 지도를 터치 스크린(130)에 표시한다(S240).
S240단계에 의해, 의료진은 환자의 혈관 구조/상태를 한눈에 파악할 수 있게 되며, 터치 스크린(130)을 통해 중재시술의 목표 영역을 지정할 수 있다.
의료진에 의해 목표 영역이 지정되면(S250-Y), 영상 프로세서(140)는 '중재시술 도구를 목표 영역까지 삽입하기 위한 혈관 삽입 경로'를 산출한다(S260).
S260단계에서의 혈관 삽입 경로 산출시에는, S220단계에서 산출된 혈관 정보가 참고되는데, 가장 중요한 요소는 혈관의 내부 직경이다. 즉, 혈관 삽입 경로는, 혈관의 내부 직경이 가급적 큰 혈관들로 구성되도록 한다.
다음으로 중요한 요소는 혈관의 복잡도이다. 혈관의 복잡도는 혈관의 곡률과 방향과 관계된다. 즉, 곡률이 작고 방향 전환이 적은 혈관들로, 혈관 삽입 경로를 구성하는 것이 바람직하다.
S260단계에서의 혈관 삽입 경로에는 중재시술 도구가 삽입되는 삽입 시작 지점까지 포함한다. 즉, 혈관 삽입 경로 산출시에는 혈관 삽입 경로 외에 삽입 시작 지점까지 산출하는 것이다. 의료진이 지정하는 것은 오직 목표 영역 뿐이다.
환자 마다 혈관 상태가 다르기 때문에, 목표 영역이 동일하더라도 혈관 삽입 경로(삽입 시작 지점 포함)는 상이할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 환자가 다른 경우 목표 영역이 심장혈관으로 동일하다 하더라도, 삽입 시작 지점과 혈관 삽입 경로는 완전히 상이할 수 있다.
이후, 영상 프로세서(140)는 S230단계/S240단계에서 생성/표시된 혈관 지도에, S260단계에서 산출된 혈관 삽입 경로를 중첩하여 표시한다(S270). 도 3에서 빨간색으로 표시된 라인은 혈관 지도이고, 노란색으로 표시된 라인은 혈관 삽입 경로에 해당한다.
한편, 영상 프로세서(140)는 혈관 분기점, 복잡 지점 및 목표 영역 등에 대한 안내 표시를 혈관 지도에 표시한다(S280). 도 3에서 파란색 박스로 표시된 부분이 이들에 해당한다. 복잡 지점은 다수의 혈관이 위치한 지점, 곡률이 임계치 이상인 혈관(즉, 과도하게 굴곡진 혈관) 부분 등을 의미한다.
지금까지, 중재시술 레퍼런스 영상 제공 과정에 대해, 도 2와 도 3을 참조하여 상세히 설명하였다. 이하에서는, 중재시술 과정에서 중재시술 도구의 현재 위치를 확인하는데 필요한 실시간 영상을 제공하는 과정에 대해, 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 중재시술 실시간 영상 제공 과정의 설명에 제공되는 도면이다. 중재시술 실시간 영상은 수동 모드와 자동 모드로 구분되는데, 도 4는 수동 모드에서 실시간 영상을 제공하는 과정이 나타나 있다.
수동 모드의 경우(S310-Y), 터치 스크린(130)을 통해 의료진이 실시간 영상 시작 명령을 입력하면(S320-Y), 제어부(150)가 X-선 영상 촬영부(120)를 구동시켜 X-선 영상을 실시간으로 생성한다(S330).
그리고, 영상 프로세서(140)는 S330단계에서 생성되는 실시간 X-선 영상을 터치 스크린(130)에 표시한다(S340). S340단계에서, 실시간 X-선 영상은 도 2의 S280단계에서 표시된 혈관 지도와 병렬적으로, 중첩적으로 또는 매칭시켜서 터치 스크린(130)에 표시하는 것이 가능하다. 병렬적 표시의 경우, 터치 스크린(130)을 분할하여, 한 쪽에는 혈관 지도를, 다른 쪽에는 실시간 영상을 표시하는 것이 가능하다.
이와 다른 방법으로, 터치 스크린(130)에서 혈관 지도를 사라지게 하고, 실시간 X-선 영상만이 표시되도록 할 수도 있다.
이후, 터치 스크린(130)을 통해 의료진이 실시간 영상 종료 명령을 입력하면(S350-Y), 제어부(150)가 X-선 영상 촬영부(120)를 구동 종료시켜 X-선 영상 생성을 중지시킨다(S360).
도 5는 자동 모드에서 중재시술 실시간 영상을 제공 과정의 설명에 제공되는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 자동 모드의 경우(S410-Y), 제어부(150)는 중재시술 도구의 환자 체내 삽입 길이를 파악한다(S450). S450단계에서의 삽입 길이는, 통신부(160)를 통해 중재시술 도구로부터 수신하여 파악하거나, 터치 스크린(130)을 통해 의료진으로부터 입력 받아 파악할 수 있다.
중재시술 도구의 혈관 삽입 경로가 결정되어 있으므로, 중재시술 도구의 삽입 길이가 파악되면,중재시술 도구의 현재 위치를 알 수 있게 된다.
중재시술 도구의 현재 위치가 혈관 분기점, 복잡 지점 및 목표 영역 등에 인접한 것으로 판단되면(S430-Y), 제어부(150)는 X-선 영상 촬영부(120)를 구동하여 환자의 X-선 영상을 획득하고(S440), 영상 프로세서(140)는 S470단계에서 생성되는 실시간 X-선 영상을 터치 스크린(130)에 표시한다(S450).
S440단계와 S450단계에 의한 X-선 영상 획득/표시는, 중재시술 도구의 현재 위치가 혈관 분기점 등으로부터 멀리 떨어진 곳으로 이동할 때까지 계속된다(S440).
지금까지, 중재시술을 위한 레퍼런스 영상과 실시간 영상을 제공하는 시스템 및 방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
위 실시예에서 레퍼런스 영상은 MR 영상을 기반으로 생성하는 것을 상정하였으나, 설명의 편의를 위한 예시적인 것에 불과하다. X-선 영상으로부터 레퍼런스 영상을 생성하는 것도 가능하며, 이 경우 MR 영상 촬영부(110)는 생략이 가능하다.
또한, 실시간 영상이 자동 모드로 제공되는 경우, X-선 영상을 간헐적/주기적으로 제공하다가, 중재시술 도구의 현재 위치가 혈관 분기점, 복잡 지점 및 목표 영역 등에 인접하게 되면 X-선 영상을 연속적으로 제공하도록 구현 가능하다.
그리고, 이 경우, 간헐적/주기적으로 획득되는 X-선 영상에서 중재시술 도구을 추출하여 중재시술 도구의 현재 위치를 파악하는 것이 가능하다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : MR 영상 촬영부 120 : X-선 영상 촬영부
130 : 터치 스크린 140 : 영상 프로세서
150 : 제어부 160 : 통신부

Claims (10)

  1. 환자의 제1 의료 영상으로부터 혈관을 검출하는 단계;
    검출 결과를 이용하여, 상기 환자의 혈관 지도를 생성하는 단계;
    상기 환자의 체내에서 목표 영역을 지정받는 단계;
    중재시술 도구를 혈관을 통해 상기 목표 영역에 삽입하기 위한 혈관 삽입 경로를 산출하는 단계; 및
    상기 혈관 지도에 상기 혈관 삽입 경로를 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 산출단계는,
    상기 혈관의 내부 직경을 참고하여, 상기 혈관 삽입 경로를 산출하는 것을 특징으로 하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 혈관 지도에서, 혈관 분기점, 복잡 지점 및 목표 영역 중 적어도 하나에 대한 안내 표시를 나타내는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 중재시술 도구의 현재 위치가 상기 안내 표시 지점이면, 상기 환자의 제2 의료 영상을 실시간으로 생성하는 단계; 및
    실시간으로 생성되는 상기 제2 의료 영상을 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 중재시술 도구의 현재 위치는,
    상기 혈관 삽입 경로와 상기 중재시술 도구의 삽입 길이를 기초로 파악하는 것을 특징으로 하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 환자의 제2 의료 영상을 주기적으로 생성하는 단계;
    주기적으로 생성되는 상기 제2 의료 영상을 표시하는 단계; 및
    상기 중재시술 도구의 위치를 파악하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 제2 의료 영상 실시간 생성단계는,
    상기 중재시술 도구가 상기 안내 표시 지점으로부터 특정 거리 미만에 위치한 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 의료 영상은, MR 영상 또는 X-선 영상이고,
    상기 제2 의료 영상은, X-선 영상인 것을 특징으로 하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 산출단계는,
    상기 중재시술 도구가 삽입되는 지점을 상기 혈관 삽입 경로에 포함시켜 산출하는 것을 특징으로 하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 방법.
  9. 환자의 제1 의료 영상을 생성하는 촬영부;
    상기 제1 의료 영상으로부터 혈관을 검출하여 상기 환자의 혈관 지도를 생성하고, 상기 환자의 체내에서 목표 영역을 지정받으면 중재시술 도구를 혈관을 통해 상기 목표 영역에 삽입하기 위한 혈관 삽입 경로를 산출하는 프로세서; 및
    상기 혈관 지도 및 상기 혈관 삽입 경로를 표시하는 디스플레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 혈관 지도에서, 혈관 분기점, 복잡 지점 및 목표 영역 중 적어도 하나에 대한 안내 표시를 나타내고,
    상기 디스플레이는,
    상기 중재시술 도구의 현재 위치가 상기 안내 표시 지점인 경우에, 상기 환자의 제2 의료 영상을 실시간으로 표시하는 것을 특징으로 하는 중재시술 레퍼런스 영상 제공 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019072342A (ja) * 2017-10-18 2019-05-16 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 医用画像処理装置、ｘ線診断装置、及び医用画像処理プログラム

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