KR20210154448A - Whole Body CT Scan 3D Modeling Method and System - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, disclosed are a whole body CT scan 3D modeling method and a system thereof. The method comprises the following steps of: obtaining, by a processor, a cross-sectional image including a feature region in the body of a subject after photographing a CT image of the subject; generating a contour image by marking the feature region on a pre-prepared tomography image of the subject based on the cross-sectional image; generating a whole body mapping image of the subject by matching the contour image to a whole-body simulation object image; and performing volume rendering of the whole body mapping image to generate a 3D modeling image according to the feature region of the inside of the body of the subject, thereby matching an image of the subject to a whole body image.

Description

전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템 {Whole Body CT Scan 3D Modeling Method and System}Whole Body CT Scan 3D Modeling Method and System

본 발명은 단층 영상을 이용하여 판독 가능한 데이터로 변환하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for converting tomographic images into readable data.

의료 영상 장치를 이용하여 신체 내의 구조적 세부사항, 내부 조직 및 유체의 흐름 등을 촬영 및 처리하며, 의료 영상을 이용하여 환자의 건강 상태 및 질병을 진단할 수 있다.The medical imaging apparatus may be used to photograph and process structural details, internal tissues, and fluid flow in the body, and may diagnose a patient's health condition and disease using the medical image.

현재 자기 공명 영상(MRI) 데이터 또는 컴퓨터 단층 촬영(CT) 데이터를 컴퓨터 지원 설계(CAD) 프로그램 또는 유한 요소 모델링(FEM) 프로그램으로 판독 가능한 데이터 세트로 쉽게 변환하고 있으나, 부분적인 해부학적 구조만을 획득하는 것으로, 신체의 전신 팬텀에 위치시켜 시각화하기는 어렵고, 암 환자의 조직의 변화를 나타낼 수 없다.Currently, magnetic resonance imaging (MRI) data or computed tomography (CT) data are easily converted into readable data sets with computer-aided design (CAD) programs or finite element modeling (FEM) programs, but only partial anatomical structures are obtained. As a result, it is difficult to visualize by placing it on the whole body phantom of the body, and it is not possible to represent changes in the tissue of a cancer patient.

본 발명은 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템으로 프로세서가, 피검자의 CT 영상 촬영 후 상기 피검자 체내의 특징 영역을 포함하는 단면 영상을 획득하는 단계, 상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하는 단계, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계 및 상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계를 포함하여 피검자의 영상을 전신 인체 이미지에 정합하는데 그 목적이 있다.The present invention is a whole body CT scan 3D modeling method and system, comprising the steps of: acquiring, by a processor, a cross-sectional image including a characteristic region of the subject's body after taking a CT image of the subject; generating a contour image by marking the feature region on an image, generating a full-body mapping image of the subject by matching the contour image with a full-body phantom image, and performing volume rendering of the whole-body mapping image, so that the subject An object of the present invention is to match an image of a subject to a whole body image, including generating a 3D modeling image according to a characteristic region of the body.

또한, 소정의 신체 부위의 변화만을 확인하는 것이 아니고 피검자의 영상을 전신 인체 이미지에 정합하여 암 환자의 조직의 변화를 확인하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, there is another object of confirming a change in the tissue of a cancer patient by matching an image of a subject to a whole body image, rather than checking only a change in a predetermined body part.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other objects not specified in the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법은, 프로세서가, 피검자의 CT 영상 촬영 후 상기 피검자 체내의 특징 영역을 포함하는 단면 영상을 획득하는 단계, 상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하는 단계, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계 및 상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계를 포함한다.In order to solve the above problems, the whole body CT scan 3D modeling method according to an embodiment of the present invention includes the steps of: acquiring, by a processor, a cross-sectional image including a feature region in the subject's body after taking a CT image of the subject; generating a contour image by marking the feature region on the tomography image of the subject prepared in advance based on an image, matching the contour image with a full-body phantom image to generate a full-body mapping image of the subject, and the whole body and performing volume rendering of the mapping image to generate a 3D modeling image according to the characteristic region of the body of the subject.

여기서, 상기 특징 영역은, 상기 피검자의 종양 및 내부 장기를 포함하는 영역이다.Here, the characteristic region is a region including the tumor and internal organs of the subject.

여기서, 상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하는 단계는, 상기 단면 영상에서 적어도 하나의 특징 영역을 확인하는 단계 및 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 확인한 상기 특징 영역 별로 윤곽선을 마킹하는 단계를 포함한다.Here, generating a contour image by marking the feature region on the tomography image of the subject prepared in advance based on the cross-sectional image includes: identifying at least one feature region in the cross-sectional image; and tomography of the subject and marking an outline for each of the identified feature areas in the image.

여기서, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계 이전에, 상기 컨투어 이미지의 파일 포맷을 의료용 파일 포맷으로 변환하는 단계를 더 포함한다.Here, before generating the whole body mapping image of the subject by matching the contour image with the whole body phantom image, the method further includes converting the file format of the contour image into a medical file format.

여기서, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계는, 상기 피검자의 신체 정보에 따라 상기 컨투어 이미지의 스케일을 변환하여 상기 전신 모의체 이미지와 템플릿을 일치시킨다.Here, the step of generating the whole body mapping image of the subject by matching the contour image with the whole body phantom image includes converting the scale of the contour image according to the subject's body information to match the whole body phantom image with the template .

여기서, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계는, 상기 스케일을 변환한 컨투어 이미지와 상기 전신 모의체 이미지의 템플릿이 중첩된 영역에 따른 밝기값의 차이 계산을 통해 매칭 위치를 탐색한다.Here, the step of generating the whole body mapping image of the subject by matching the contour image with the whole body phantom image includes the difference in brightness value according to the area where the scale-converted contour image and the template of the whole body phantom image overlap. The matching position is searched for by calculation.

여기서, 상기 매칭 위치를 탐색하는 것은, 미리 결정된 제1 파라미터와 제2 파라미터를 기반으로 상기 스케일을 변환한 컨투어 이미지의 위치를 변경하고, 상기 중첩된 영역에 따른 밝기값의 차이에 따라 상기 제1 파라미터와 제2 파라미터를 조정한다.Here, the search for the matching position includes changing the position of the scale-converted contour image based on a predetermined first parameter and a second parameter, and changing the first Adjust the parameter and the second parameter.

여기서, 상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계는, 상기 전신 맵핑 이미지에서 마킹된 상기 특징 영역 별로 볼륨 렌더링을 수행하여 표면 볼륨 영상을 생성하는 단계 및 기 마련된 3D 전신 팬텀에 상기 표면 볼륨 영상을 정합하여 3D 모델링 영상을 생성하는 단계를 포함한다.Here, the step of performing volume rendering of the whole-body mapping image to generate a 3D modeling image according to a feature region in the body of the subject includes performing volume rendering for each feature region marked in the whole-body mapping image to obtain a surface volume image. and generating a 3D modeling image by matching the surface volume image to a pre-prepared 3D whole body phantom.

본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템은, 진단하고자 하는 피검자의 CT 영상을 촬영하는 영상 촬영부, 하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리 및 상기 메모리에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 피검자를 촬영한 CT 영상으로부터 상기 피검자의 3D 모델링 영상을 생성한다.The whole body CT scan 3D modeling system according to an embodiment of the present invention includes an image capturing unit that captures a CT image of a subject to be diagnosed, a memory that stores one or more instructions, and a processor that executes one or more instructions stored in the memory. Including, wherein the processor generates a 3D modeling image of the subject from the CT image of the subject.

여기서, 상기 프로세서는, 상기 피검자의 CT 영상 촬영 후 상기 피검자 체내의 특징 영역을 포함하는 단면 영상을 획득하는 단계, 상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하는 단계, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계 및 상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계를 수행한다.Here, the processor includes: acquiring a cross-sectional image including a feature region in the body of the subject after taking the CT image of the subject; 3D modeling according to a feature region in the body of the subject by generating a contour image, generating a whole-body mapping image of the subject by matching the contour image with a whole-body phantom image, and performing volume rendering of the whole-body mapping image Steps to create an image are performed.

여기서, 상기 특징 영역은, 상기 피검자의 종양 및 내부 장기를 포함하는 영역이다.Here, the characteristic region is a region including the tumor and internal organs of the subject.

여기서, 상기 프로세서는, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계 이전에, 상기 컨투어 이미지의 파일 포맷을 의료용 파일 포맷으로 변환하는 단계를 수행한다.Here, the processor performs a step of converting the file format of the contour image into a medical file format before generating the whole body mapping image of the subject by matching the contour image with the whole body phantom image.

여기서, 상기 프로세서는, 상기 피검자의 신체 정보에 따라 상기 컨투어 이미지의 스케일을 변환하여 상기 전신 모의체 이미지와 템플릿을 일치시킨다.Here, the processor converts the scale of the contour image according to the body information of the examinee to match the whole body phantom image with the template.

여기서, 상기 프로세서는, 상기 스케일을 변환한 컨투어 이미지와 상기 전신 모의체 이미지의 템플릿이 중첩된 영역에 따른 밝기값의 차이 계산을 통해 매칭 위치를 탐색한다.Here, the processor searches for a matching position by calculating a difference in brightness values according to an area in which the scale-converted contour image and the template of the full body phantom image overlap.

여기서, 상기 프로세서는, 상기 전신 맵핑 이미지에서 마킹된 상기 특징 영역 별로 볼륨 렌더링을 수행하여 표면 볼륨 영상을 생성하는 단계 및 기 마련된 3D 전신 팬텀에 상기 표면 볼륨 영상을 정합하여 3D 모델링 영상을 생성한다.Here, the processor generates a surface volume image by performing volume rendering for each of the feature regions marked in the whole body mapping image, and generates a 3D modeling image by matching the surface volume image to a pre-prepared 3D whole body phantom.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 프로세서가, 피검자의 CT 영상 촬영 후 상기 피검자 체내의 특징 영역을 포함하는 단면 영상을 획득하는 단계, 상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하는 단계, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계 및 상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계를 포함하여 피검자의 영상을 전신 인체 이미지에 정합할 수 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, the step of obtaining, by a processor, a cross-sectional image including a feature region in the body of the subject after taking a CT image of the subject; generating a contour image by marking the feature region on a tomography image, generating a whole-body mapping image of the subject by matching the contour image with a whole-body phantom image, and volume rendering of the whole-body mapping image, The method may include generating a 3D modeling image according to the characteristic region of the body of the subject, and matching the image of the subject to the whole body image.

또한, 소정의 신체 부위의 변화만을 확인하는 것이 아니고 피검자의 영상을 전신 인체 이미지에 정합하여 암 환자의 조직의 변화를 확인할 수 있다.In addition, the change in the tissue of the cancer patient may be confirmed by matching the image of the subject to the whole body image instead of checking only the change of a predetermined body part.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if it is an effect not explicitly mentioned herein, the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their potential effects are treated as if they were described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템의 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 단면 영상 획득을 예로 들어 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 컨투어 이미지 생성을 예로 들어 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 의료용 파일 포맷 변환을 예로 들어 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 전신 맵핑 이미지 생성을 예로 들어 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 볼륨 렌더링을 예로 들어 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 3D 모델링 영상 생성을 예로 들어 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템을 적용한 진단 모니터링 시스템을 예로 들어 도시한 것이다.1 is a block diagram of a whole body CT scan 3D modeling system according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 are flowcharts for explaining a whole body CT scan 3D modeling method according to an embodiment of the present invention.
5 is an example of a cross-sectional image acquisition of a whole body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention.
6 is an example of generating a contour image of a full-body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a medical file format conversion of a full-body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention as an example.
8 is a diagram illustrating, as an example, generation of a whole-body mapping image of a whole-body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention.
9 is an example of volume rendering of a full-body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating generation of a 3D modeling image of a whole body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention as an example.
11 is a diagram illustrating a diagnostic monitoring system to which a whole body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention is applied as an example.

이하, 본 발명에 관련된 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.Hereinafter, the whole body CT scan 3D modeling method and system according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the present invention may be embodied in various different forms, and is not limited to the described embodiments. In addition, in order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings indicate the same members.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves.

본 발명은 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a whole body CT scan 3D modeling method and system.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a whole body CT scan 3D modeling system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템(1)은 프로세서(10), 영상 촬영부(20), 메모리(30), I/O 인터페이스(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a whole body CT scan 3D modeling system 1 according to an embodiment of the present invention includes a processor 10 , an image capturing unit 20 , a memory 30 , and an I/O interface 40 . do.

본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템(1)은 단층 영상을 이용하여 판독 가능한 데이터로 변환하는 시스템으로, 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계를 포함하여 피검자의 영상을 전신 인체 이미지에 정합하는 시스템이다.The whole-body CT scan 3D modeling system 1 according to an embodiment of the present invention is a system that converts a tomographic image into readable data, including generating a 3D modeling image according to a characteristic region of the subject's body. It is a system that matches the image of the body to the whole body image.

의료 영상 장치를 이용하여 신체 내의 구조적 세부사항, 내부 조직 및 유체의 흐름 등을 촬영 및 처리하며, 의료 영상을 이용하여 환자의 건강 상태 및 질병을 진단할 수 있다.The medical imaging apparatus may be used to photograph and process structural details, internal tissues, and fluid flow in the body, and may diagnose a patient's health condition and disease using the medical image.

현재 자기 공명 영상(MRI) 데이터 또는 컴퓨터 단층 촬영(CT) 데이터를 컴퓨터 지원 설계(CAD) 프로그램 또는 유한 요소 모델링(FEM) 프로그램으로 판독 가능한 데이터 세트로 쉽게 변환하고 있으나, 부분적인 해부학적 구조만을 획득하는 것으로, 신체의 전신 팬텀에 위치시켜 시각화하기는 어렵고, 암 환자의 조직의 변화를 나타낼 수 없다.Currently, magnetic resonance imaging (MRI) data or computed tomography (CT) data are easily converted into readable data sets with computer-aided design (CAD) programs or finite element modeling (FEM) programs, but only partial anatomical structures are obtained. As a result, it is difficult to visualize by placing it on the whole body phantom of the body, and it is not possible to represent changes in the tissue of a cancer patient.

본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템은 시간의 흐름에 따른 조직의 위치와 크기의 변화를 하나의 전신 팬텀에 나타낼 수 있으므로 환자의 진단 모니터링 시스템에서 시계열적 변화를 확인할 수 있다.The whole-body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention can indicate changes in the position and size of tissues over time in one whole-body phantom, so that time-series changes can be confirmed in the patient's diagnostic monitoring system. have.

영상 촬영부(20)는 진단하고자 하는 피검자의 CT 영상을 촬영하며, 프로세서(10)는 상기 피검자를 촬영한 CT 영상으로부터 상기 피검자의 3D 모델링 영상을 생성하는 방법을 수행한다.The image capturing unit 20 captures a CT image of the subject to be diagnosed, and the processor 10 performs a method of generating a 3D modeling image of the subject from the CT image of the subject.

프로세서(10)는 기능에 따라 복수 개의 모듈들로 구분될 수도 있고, 하나의 프로세서에서 기능들을 수행할 수도 있다.The processor 10 may be divided into a plurality of modules according to functions, and functions may be performed by one processor.

프로세서(10)는, 상기 피검자의 CT 영상 촬영 후 상기 피검자 체내의 특징 영역을 포함하는 단면 영상을 획득하는 단계, 상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하는 단계, 상기 컨투어 이미지의 파일 포맷을 의료용 파일 포맷으로 변환하는 단계, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계 및 상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계를 수행한다.The processor 10 obtains a cross-sectional image including a feature region in the body of the subject after taking the CT image of the subject, and marking the feature region on the tomography image of the subject prepared in advance based on the cross-sectional image generating a contour image, converting a file format of the contour image into a medical file format, generating a full-body mapping image of the subject by matching the contour image to a full-body phantom image, and the volume of the whole-body mapping image By performing the rendering, the step of generating a 3D modeling image according to the characteristic region of the body of the subject is performed.

여기서, 특징 영역은, 상기 피검자의 종양 및 내부 장기를 포함하는 영역이다.Here, the characteristic region is a region including the tumor and internal organs of the subject.

메모리(30)는 프로세서(10)의 처리 및 제어를 위한 프로그램들(하나 이상의 인스트럭션들)을 저장할 수 있다.The memory 30 may store programs (one or more instructions) for processing and controlling the processor 10 .

I/O 인터페이스(40)는 시스템 또는 장비를 연결 할 수 있는 연결매체를 장착할 수 있는 장치로서 본 발명에서는 영상 촬영부와 프로세서를 연결한다.The I/O interface 40 is a device capable of mounting a connection medium capable of connecting a system or equipment, and in the present invention, an image capturing unit and a processor are connected.

전신 CT 스캔 3D 모델링 방법은 하기 도 2 내지 도 4에서 상세히 설명한다.The whole body CT scan 3D modeling method will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4 below.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 to 4 are flowcharts for explaining a whole body CT scan 3D modeling method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법은 프로세서가, 피검자의 CT 영상 촬영 후 상기 피검자 체내의 특징 영역을 포함하는 단면 영상을 획득하는 단계(S100)에서 시작한다.Referring to FIG. 2 , the whole body CT scan 3D modeling method according to an embodiment of the present invention starts at the step (S100) of the processor acquiring a cross-sectional image including a characteristic region of the body of the subject after taking a CT image of the subject do.

컴퓨터 단층 촬영(CT, Computed Tomography)은 가슴 X-선 사진과 같이 방사선을 사용하는 영상방법으로 심장과 혈관을 보기 위해 조영제를 투여하며 가슴을 위에서 아래쪽으로 일정간격의 단면으로 촬영한다.Computed tomography (CT) is an imaging method that uses radiation like a chest X-ray. A contrast medium is administered to view the heart and blood vessels, and the chest is taken in cross-sections at regular intervals from top to bottom.

단계 S200에서 상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성한다.In step S200, a contour image is generated by marking the feature region on the tomography image of the subject prepared in advance based on the cross-sectional image.

여기서, 상기 특징 영역은, 상기 피검자의 종양 및 내부 장기를 포함하는 영역이다.Here, the characteristic region is a region including the tumor and internal organs of the subject.

구체적으로, 촬영된 단면영상으로부터 방사선 치료계획 수립을 위해 이미지상에 환자의 종양 및 내부 장기를 정의하여, 색상 별로 구별하여 마킹하게 된다.Specifically, the patient's tumor and internal organs are defined on the image to establish a radiation treatment plan from the cross-sectional image taken, and marked by color.

단계 S300에서 상기 컨투어 이미지의 파일 포맷을 의료용 파일 포맷으로 변환한다.In step S300, the file format of the contour image is converted into a medical file format.

구체적으로, 단층촬영 이미지와 그 위에 생성된 윤곽선(Contour)를 의료용 파일 포맷인 DICOM 포맷(각각 DICOM image 및 DICOM RT-Structure 포맷)으로 export 한다.Specifically, the tomography image and the contour generated thereon are exported in DICOM format, which is a medical file format (DICOM image and DICOM RT-Structure format, respectively).

단계 S400에서 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성한다.In step S400, a whole body mapping image of the subject is generated by matching the contour image with a whole body phantom image.

단계 S400은 환자의 이미지 영상을 잘 만들어진 전신인체(computational phantoms, CPs) 이미지에 맞추는 단계이다.Step S400 is a step of matching the patient's image image with well-made computational phantoms (CPs) images.

일반적으로 전신인체 이미지는 환자 이미지와 좌표축이 맞지 않으며, 또한 환자 개인정보인 키, 몸무게, 장기의 위치 역시 맞지 않는다. 이 단계에서는 두 영상을 맞추는 기술 (e.g., Template matching, Image (rigid or deformable) registration 등)을 이용하여 실제 환자의 영상을 Phantom 영상에 맞추게 된다.In general, the whole body image does not match the coordinate axis with the patient image, and the patient's personal information such as height, weight, and organ position also does not match. In this step, the actual patient's image is matched to the phantom image by using a technique for matching the two images (e.g., Template matching, Image (rigid or deformable) registration, etc.).

구체적으로, 상기 피검자의 신체 정보에 따라 상기 컨투어 이미지의 스케일을 변환하여 상기 전신 모의체 이미지와 템플릿을 일치시킨다.Specifically, the scale of the contour image is converted according to the body information of the subject to match the whole body phantom image with the template.

이후, 스케일을 변환한 컨투어 이미지와 상기 전신 모의체 이미지의 템플릿이 중첩된 영역에 따른 밝기값의 차이 계산을 통해 매칭 위치를 탐색한다.Thereafter, the matching position is searched for by calculating the difference in brightness values according to the area where the scale-converted contour image and the template of the full body phantom image overlap.

여기서, 상기 매칭 위치를 탐색하는 것은, 미리 결정된 제1 파라미터와 제2 파라미터를 기반으로 상기 스케일을 변환한 컨투어 이미지의 위치를 변경하고, 상기 중첩된 영역에 따른 밝기값의 차이에 따라 상기 제1 파라미터와 제2 파라미터를 조정한다.Here, the search for the matching position includes changing the position of the scale-converted contour image based on a predetermined first parameter and a second parameter, and changing the first Adjust the parameter and the second parameter.

예를 들어, 템플릿 매칭(template matching)을 활용한 두 이미지 맵핑(image mapping)은 두 영상의 스케일(scale), 위치 등을 변경해가면서 SAD(Sum of absolute differences) 가 가장 작을 때를 찾는 방법이다.For example, two image mapping using template matching is a method of finding the time when the sum of absolute differences (SAD) is the smallest while changing the scale and position of two images.

두 이미지의 intensity가 ls, lt 라고 할 때 SAD는 하기 수학식 1로 나타난다.When the intensities of the two images are l s and l t , SAD is expressed by Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, x, y는 두 영상의 매칭되는 좌표를 의미하며, i, j는 밝기값의 차이에 따라 조정되는 제1 파라미터와 제2 파라미터를 나타낸다.Here, x and y denote matching coordinates of two images, and i and j denote a first parameter and a second parameter adjusted according to a difference in brightness values.

단계 S500에서 상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성한다.Volume rendering of the whole body mapping image is performed in step S500 to generate a 3D modeling image according to a feature region of the body of the subject.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법에서 상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하는 단계(S200)는, 단계 S210에서 상기 단면 영상에서 적어도 하나의 특징 영역을 확인한다.Referring to FIG. 3 , in the whole body CT scan 3D modeling method according to an embodiment of the present invention, generating a contour image by marking the feature region on the tomography image of the subject prepared in advance based on the cross-sectional image (S200) ) confirms at least one feature region in the cross-sectional image in step S210.

단계 S220에서 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 확인한 상기 특징 영역 별로 윤곽선을 마킹한다.In step S220, an outline is marked for each of the characteristic areas identified in the tomography image of the subject.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법에서 상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계(S500)는, 단계 S510에서 상기 전신 맵핑 이미지에서 마킹된 상기 특징 영역 별로 볼륨 렌더링을 수행하여 표면 볼륨 영상을 생성한다.Referring to FIG. 4 , in the whole body CT scan 3D modeling method according to an embodiment of the present invention, volume rendering of the whole body mapping image is performed to generate a 3D modeling image according to a feature region in the body of the subject (S500) performs volume rendering for each feature area marked in the whole body mapping image in step S510 to generate a surface volume image.

환자 단층영상에 그려진 컨투어(Contour) 정보를 통해 volume rendering을 수행하여 surface volume (또는 3D volume)로 구현한다.Volume rendering is performed through the contour information drawn on the patient tomography image and implemented as a surface volume (or 3D volume).

단계 S520에서 기 마련된 3D 전신 팬텀에 상기 표면 볼륨 영상을 정합하여 3D 모델링 영상을 생성한다.In step S520, a 3D modeling image is generated by registering the surface volume image with a 3D whole body phantom.

변환된 Surface volume을 미리 생성된 3D 전산팬텀에 위치시켜 이를 시각화(visualization)하게 된다.The converted surface volume is placed in a pre-created 3D computerized phantom to visualize it.

여기서, 특징 영역별로 생성되는 Surface volume을 시간의 순서에 따라 3D 전산팬텀에 위치시켜 시간의 흐름에 따른 조직의 위치와 크기의 변화를 하나의 팬텀에 나타낼 수 있게 된다.Here, by placing the surface volume generated for each feature area in the 3D computerized phantom according to the sequence of time, changes in the location and size of the tissue over time can be represented in one phantom.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 단면 영상 획득을 예로 들어 도시한 것이다.5 is an example of a cross-sectional image acquisition of a whole body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention.

도 5의 (a)에 나타난 바와 같이, 영상 촬영부(20)는 진단하고자 하는 피검자의 CT 영상을 촬영한다.As shown in (a) of FIG. 5 , the imaging unit 20 takes a CT image of the subject to be diagnosed.

컴퓨터 단층 촬영(CT, Computed Tomography)은 가슴 X-선 사진과 같이 방사선을 사용하는 영상방법으로 심장과 혈관을 보기 위해 조영제를 투여하며 가슴을 위에서 아래쪽으로 일정간격의 단면으로 촬영한다.Computed tomography (CT) is an imaging method that uses radiation like a chest X-ray. A contrast medium is administered to view the heart and blood vessels, and the chest is taken in cross-sections at regular intervals from top to bottom.

얇은 단면으로 영상을 얻기 때문에 삼차원적인 해부학적 정보를 쉽게 이해할 수 있게 되어 동맥궁의 이상이나 초음파로는 확인이 힘든 측부 동맥, 폐정맥 등의 혈관과 폐동맥 분지의 협착 등을 삼차원 합성 영상으로 표현하여 진단할 수 있고, 심장, 혈관뿐 아니라 기도와 폐, 다른 장기의 이상도 함께 볼 수 있는 장점이 있다.Since the image is obtained with a thin cross section, it is possible to easily understand three-dimensional anatomical information, so it is possible to express and diagnose abnormalities in the arterial arch or narrowing of blood vessels such as collateral arteries and pulmonary veins and pulmonary veins, which are difficult to confirm with ultrasound, using three-dimensional synthetic images. It has the advantage of being able to see not only the heart and blood vessels, but also the airways, lungs, and other organ abnormalities.

도 5의 (b)에 나타난 바와 같이, 프로세서는, 피검자의 CT 영상 촬영 후 상기 피검자 체내의 특징 영역을 포함하는 단면 영상을 획득한다.As shown in (b) of FIG. 5 , the processor acquires a cross-sectional image including a characteristic region in the body of the subject after taking a CT image of the subject.

여기서, 상기 특징 영역은, 상기 피검자의 종양 및 내부 장기를 포함하는 영역이다.Here, the characteristic region is a region including the tumor and internal organs of the subject.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 컨투어 이미지 생성을 예로 들어 도시한 것이다.6 is an example of generating a contour image of a full-body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention.

도 6에 나타난 바와 같이, 프로세서는 단계 S200에서 상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성한다.As shown in FIG. 6 , the processor generates a contour image by marking the feature region on the pre-prepared tomography image of the subject based on the cross-sectional image in step S200.

여기서, 상기 특징 영역은, 상기 피검자의 종양 및 내부 장기를 포함하는 영역이다.Here, the characteristic region is a region including the tumor and internal organs of the subject.

구체적으로, 촬영된 단면영상으로부터 방사선 치료계획 수립을 위해 이미지상에 환자의 종양 및 내부 장기를 정의하여, 색상 별로 구별하여 마킹하게 된다.Specifically, the patient's tumor and internal organs are defined on the image to establish a radiation treatment plan from the cross-sectional image taken, and marked by color.

예를 들어, 피검자의 단층 촬영 이미지에 피검자의 외면(external)에 해당하는 제1 특징 영역(221)을 마킹하고, 뇌줄기(brain stem)에 해당하는 제2 특징 영역(222)을 마킹한다. 또한, 제3 특징 영역(223)인 뇌 영역(223)을 구분하여 마킹할 수 있으며, 뇌 영역은 해마(hippocampus), 시교차(optic chiasm), 뇌궁(fornix)을 포함한다. For example, the first feature region 221 corresponding to the external surface of the subject is marked in the tomography image of the subject, and the second feature region 222 corresponding to the brain stem is marked. In addition, the brain region 223, which is the third characteristic region 223, may be classified and marked, and the brain region includes a hippocampus, an optic chiasm, and a fornix.

마킹 테이블(224)을 통해 마킹된 색상에 따라 피검자의 특징 영역들이 어떤 위치를 표시한 것인지 확인할 수 있다.It can be confirmed which positions are marked by the characteristic areas of the subject according to the marked color through the marking table 224 .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 의료용 파일 포맷 변환을 예로 들어 도시한 것이다.7 is a diagram illustrating a medical file format conversion of a full-body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention as an example.

도 7에 나타난 바와 같이, 프로세서는 단계 S300에서 상기 컨투어 이미지의 파일 포맷을 의료용 파일 포맷으로 변환한다.7 , the processor converts the file format of the contour image into a medical file format in step S300.

구체적으로, 단층촬영 이미지와 그 위에 생성된 윤곽선(Contour)를 의료용 파일 포맷인 DICOM 포맷(각각 DICOM image 및 DICOM RT-Structure 포맷)으로 export 한다.Specifically, the tomography image and the contour generated thereon are exported in DICOM format, which is a medical file format (DICOM image and DICOM RT-Structure format, respectively).

보내기(export)하는 것은 특별한 형식의 데이터를 사용하는 프로그램이 자신의 데이터를 다른 프로그램이 사용할 수 있는 형태로 디스크 등에 저장하는 것을 의미한다. 예컨대, 데이터 베이스 프로그램의 데이터 레코드들을 아스키 텍스트 파일로 디스크에 저장한 다음 스프레드시트로 그것을 읽어서 처리할 수 있다.Exporting means that a program that uses data in a special format saves its data in a form that can be used by other programs on a disk or the like. For example, you can save data records from a database program to disk as ASCII text files and then read them into a spreadsheet for processing.

도 7을 참조하면, 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하면, 마킹된 색상에 따라 피검자의 특징 영역들이 어떤 위치를 표시한 것인지 확인할 수 있으며, 마킹된 생삭과 매칭되는 특징 영역에 관한 정보들을 테이터 테이블(310)로 변환하여 저장하게 된다.Referring to FIG. 7 , when a contour image is generated by marking the characteristic region on the tomography image of the subject, it is possible to check which position the characteristic regions of the subject are marked according to the marked color, and matching with the marked raw Information on the feature area is converted into the data table 310 and stored.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 전신 맵핑 이미지 생성을 예로 들어 도시한 것이다.8 is a diagram illustrating, as an example, generation of a whole-body mapping image of a whole-body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention.

도 8에 나타난 바와 같이, 프로세서는 단계 S400에서 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성한다.As shown in FIG. 8 , the processor generates a full body mapping image of the subject by matching the contour image with a full body phantom image in step S400.

단계 S400은 환자의 이미지 영상을 잘 만들어진 전신인체(computational phantoms, CPs) 이미지에 맞추는 단계이다.Step S400 is a step of matching the patient's image image with well-made computational phantoms (CPs) images.

도 8의 (a)는 환자 이미지를 나타낸 것이고, 도 8의 (b)는 환자 이미지를 나타낸 것이고, 전신 모의체 이미지인 Phantom 영상을 나타낸 것이다.Fig. 8 (a) shows a patient image, Fig. 8 (b) shows a patient image, and shows a phantom image that is a full body phantom image.

일반적으로 전신인체 이미지는 환자 이미지와 좌표축이 맞지 않으며, 또한 환자 개인정보인 키, 몸무게, 장기의 위치 역시 맞지 않는다. 이 단계에서는 두 영상을 맞추는 기술 (e.g., Template matching, Image (rigid or deformable) registration 등)을 이용하여 실제 환자의 영상을 Phantom 영상에 맞추게 된다.In general, the whole body image does not match the coordinate axis with the patient image, and the patient's personal information such as height, weight, and organ position also does not match. In this step, the actual patient's image is matched to the phantom image by using a technique for matching the two images (e.g., Template matching, Image (rigid or deformable) registration, etc.).

구체적으로, 상기 피검자의 신체 정보에 따라 상기 컨투어 이미지의 스케일을 변환하여 상기 전신 모의체 이미지와 템플릿을 일치시킨다.Specifically, the scale of the contour image is converted according to the body information of the subject to match the whole body phantom image with the template.

예를 들어, 피검자의 신체 정보와 전신 모의체 이미지의 사이즈에 따라 비율을 조정하게 된다.For example, the ratio is adjusted according to the body information of the subject and the size of the full body phantom image.

이후, 스케일을 변환한 컨투어 이미지와 상기 전신 모의체 이미지의 템플릿이 중첩된 영역에 따른 밝기값의 차이 계산을 통해 매칭 위치를 탐색하게 되며, 도 8의 (a)에 나타난 바와 같이, 스케일을 변환한 컨투어 이미지는 특징 영역들(411, 412, 413, 414, 415)별로 조정되어 전신 모의체 이미지에 매칭되는 것이 바람직하다.Thereafter, the matching position is searched for by calculating the difference between the brightness values according to the area where the scale-converted contour image and the template of the whole body phantom image are overlapped, and as shown in FIG. 8(a), the scale is converted One contour image is preferably adjusted for each of the feature regions 411 , 412 , 413 , 414 , and 415 to match the full body phantom image.

여기서, 상기 매칭 위치를 탐색하는 것은, 미리 결정된 제1 파라미터와 제2 파라미터를 기반으로 상기 스케일을 변환한 컨투어 이미지의 위치를 변경하고, 상기 중첩된 영역에 따른 밝기값의 차이에 따라 상기 제1 파라미터와 제2 파라미터를 조정한다.Here, the search for the matching position includes changing the position of the scale-converted contour image based on a predetermined first parameter and a second parameter, and changing the first Adjust the parameter and the second parameter.

예를 들어, 템플릿 매칭(template matching)을 활용한 두 이미지 맵핑(image mapping)은 두 영상의 스케일(scale), 위치 등을 변경해가면서 SAD(Sum of absolute differences) 가 가장 작을 때를 찾는 방법을 이용하며 상기 수학식 1을 이용하여 계산될 수 있다.For example, two image mapping using template matching uses a method to find the time when the sum of absolute differences (SAD) is the smallest while changing the scale and position of the two images. and can be calculated using Equation 1 above.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 볼륨 렌더링을 예로 들어 도시한 것이다.9 is an example of volume rendering of a full-body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention.

도 9에 나타난 바와 같이, 프로세서는 단계 S510에서 상기 전신 맵핑 이미지에서 마킹된 상기 특징 영역 별로 볼륨 렌더링을 수행하여 표면 볼륨 영상을 생성한다.As shown in FIG. 9 , the processor generates a surface volume image by performing volume rendering for each feature area marked in the whole body mapping image in step S510.

즉, 환자 단층영상에 그려진 컨투어(Contour) 정보를 통해 volume rendering을 수행하여 surface volume (또는 3D volume)로 구현한다.In other words, volume rendering is performed through contour information drawn on a tomography image of a patient and implemented as a surface volume (or 3D volume).

도 9는 Volume rendering을 통해 생성된 폐(lung)의 surface volume을 나타낸 것으로, 도 9의 (a)와 같이 컨투어 이미지를 도 9의 (b)와 같은 표면 볼륨 영상으로 구현한다.FIG. 9 shows the surface volume of a lung generated through volume rendering, and a contour image as shown in FIG. 9(a) is implemented as a surface volume image as shown in FIG. 9(b).

볼륨 렌더링(Volume rendering)은 의료영상 데이터를 필터링하거나 세그멘테이션(segmentation)하지 않고 그대로 보여줌으로써 병을 진단하거나 조직을 떼어내거나 자르거나 깎아내는 등의 시술을 하는 의료용 시뮬레이터에 적용하기 좋은 방법으로, 볼륨 데이터로부터 유용한 영상 정보를 추출하여 렌더링한다.Volume rendering is a good method to apply to medical simulators that diagnose diseases or perform procedures such as tissue removal, cutting or shaving by showing medical image data as it is without filtering or segmentation. It extracts useful image information from and renders it.

볼륨 데이터란 복셀(voxel)이라고 하는 기본 요소로 구성되며, 각 복셀은 고유의 밀도, 불투명도, 색깔 등을 가질 수 있다. CT, MRI와 같은 전산화 단층 촬영 장치로 인체 내부에 대한 연속된 단면 영상을 얻어낸 후 인체의 3차원적 구조를 재구성함으로써, 내시경 카메라로 보는 것과 같은 가상의 3차원 영상을 만들어낼 수 있다. Volume data is composed of basic elements called voxels, and each voxel may have its own density, opacity, color, and the like. By obtaining continuous cross-sectional images of the inside of the human body with a computed tomography device such as CT or MRI, and then reconstructing the three-dimensional structure of the human body, it is possible to create a virtual three-dimensional image as seen with an endoscope camera.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템의 3D 모델링 영상 생성을 예로 들어 도시한 것이다.10 is a diagram illustrating generation of a 3D modeling image of a whole body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention as an example.

도 10에 나타난 바와 같이, 프로세서는 단계 S520에서 기 마련된 3D 전신 팬텀에 상기 표면 볼륨 영상을 정합하여 3D 모델링 영상을 생성한다.As shown in FIG. 10 , the processor generates a 3D modeling image by matching the surface volume image to a 3D whole body phantom prepared in step S520.

변환된 Surface volume을 미리 생성된 3D 전산팬텀에 위치시켜 이를 시각화(visualization)하게 된다.The converted surface volume is placed in a pre-created 3D computerized phantom to visualize it.

도 10을 참조하면, 특징 영역 테이블(540)별로 마킹된 제1 특징 영역(521), 제2 특징 영역(522), 제3 특징 영역(523), 제4 특징 영역(524), 제5 특징 영역(525)별로 Surface volume을 생성하여, 미리 생성된 3D 전산팬텀의 제1 특징 영역의 표면 볼륨 영상(531), 제2 특징 영역의 표면 볼륨 영상(532), 제3 특징 영역의 표면 볼륨 영상(533), 제4 특징 영역의 표면 볼륨 영상(534), 제5 특징 영역의 표면 볼륨 영상(535)을 각각 표시하게 된다.Referring to FIG. 10 , a first characteristic region 521 , a second characteristic region 522 , a third characteristic region 523 , a fourth characteristic region 524 , and a fifth characteristic marked for each characteristic region table 540 . A surface volume image 531 of a first feature region, a surface volume image 532 of a second feature region, and a surface volume image of a third feature region are generated in advance by generating a surface volume for each region 525 . At 533 , the surface volume image 534 of the fourth feature region and the surface volume image 535 of the fifth feature region are displayed, respectively.

또한, 특징 영역별로 생성되는 Surface volume을 시간의 순서에 따라 3D 전산팬텀에 위치시켜 시간의 흐름에 따른 조직의 위치와 크기의 변화를 하나의 팬텀에 나타낼 수 있게 된다.In addition, by placing the surface volume generated for each feature area in the 3D computerized phantom according to the sequence of time, changes in the location and size of the tissue over time can be represented in one phantom.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템을 적용한 진단 모니터링 시스템을 예로 들어 도시한 것이다.11 is a diagram illustrating a diagnostic monitoring system to which a whole body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention is applied as an example.

도 11은 암환자의 진단과 치료에 최적화된 정보를 제공하기 위해 전산화된 지식기반에 환자 개개인의 특징을 접목시켜 진료 시 임상적 의사결정을 돕기 위한 시스템을 나타낸 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법 및 시스템은 시간의 흐름에 따른 조직의 위치와 크기의 변화를 하나의 전신 팬텀에 나타낼 수 있으므로 환자의 진단 모니터링 시스템에서 시계열적 변화를 확인할 수 있다.11 shows a system for assisting clinical decision-making during treatment by grafting individual patient characteristics to a computerized knowledge base to provide information optimized for diagnosis and treatment of cancer patients. The whole-body CT scan 3D modeling method and system according to an embodiment of the present invention can indicate changes in the position and size of tissues over time in one whole-body phantom, so that time-series changes can be confirmed in the patient's diagnostic monitoring system. have.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.The above description is only one embodiment of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to implement in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but should be construed to include various embodiments within the scope equivalent to the content described in the claims.

Claims (15)

프로세서가, 피검자의 CT 영상 촬영 후 상기 피검자 체내의 특징 영역을 포함하는 단면 영상을 획득하는 단계;
상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하는 단계;
상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법.acquiring, by the processor, a cross-sectional image including a feature region in the body of the subject after taking a CT image;
generating a contour image by marking the feature region on the tomography image of the subject prepared in advance based on the cross-sectional image;
generating a full-body mapping image of the subject by matching the contour image to a full-body phantom image; and
and performing volume rendering of the whole body mapping image to generate a 3D modeling image according to a characteristic region of the body of the subject. 제1항에 있어서,
상기 특징 영역은, 상기 피검자의 종양 및 내부 장기를 포함하는 영역인 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법.According to claim 1,
The feature region, the whole body CT scan 3D modeling method, characterized in that the region including the tumor and internal organs of the subject. 제2항에 있어서,
상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하는 단계는,
상기 단면 영상에서 적어도 하나의 특징 영역을 확인하는 단계; 및
상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 확인한 상기 특징 영역 별로 윤곽선을 마킹하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법.3. The method of claim 2,
The step of generating a contour image by marking the feature area on the tomography image of the subject prepared in advance based on the cross-sectional image,
identifying at least one feature region in the cross-sectional image; and
Whole body CT scan 3D modeling method comprising; marking the contour line for each feature area identified in the tomography image of the subject. 제2항에 있어서,
상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계 이전에,
상기 컨투어 이미지의 파일 포맷을 의료용 파일 포맷으로 변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법.3. The method of claim 2,
Before generating the whole body mapping image of the subject by matching the contour image to the whole body phantom image,
The whole body CT scan 3D modeling method further comprising; converting the file format of the contour image into a medical file format. 제2항에 있어서,
상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계는,
상기 피검자의 신체 정보에 따라 상기 컨투어 이미지의 스케일을 변환하여 상기 전신 모의체 이미지와 템플릿을 일치시키는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법.3. The method of claim 2,
The step of generating a full-body mapping image of the subject by matching the contour image to a full-body phantom image,
The whole body CT scan 3D modeling method, characterized in that the scale of the contour image is converted according to the body information of the subject to match the whole body phantom image and the template. 제5항에 있어서,
상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계는,
상기 스케일을 변환한 컨투어 이미지와 상기 전신 모의체 이미지의 템플릿이 중첩된 영역에 따른 밝기값의 차이 계산을 통해 매칭 위치를 탐색하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법.6. The method of claim 5,
The step of generating a full-body mapping image of the subject by matching the contour image to a full-body phantom image,
The whole body CT scan 3D modeling method, characterized in that the matching position is searched for by calculating the difference in brightness values according to the area where the scale-converted contour image and the template of the whole body phantom image are overlapped. 제6항에 있어서,
상기 매칭 위치를 탐색하는 것은, 미리 결정된 제1 파라미터와 제2 파라미터를 기반으로 상기 스케일을 변환한 컨투어 이미지의 위치를 변경하고, 상기 중첩된 영역에 따른 밝기값의 차이에 따라 상기 제1 파라미터와 제2 파라미터를 조정하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법.7. The method of claim 6,
Searching for the matching position may include changing the position of the scale-converted contour image based on a predetermined first parameter and a second parameter, and performing the first parameter and Whole body CT scan 3D modeling method, characterized in that adjusting the second parameter. 제2항에 있어서,
상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계는,
상기 전신 맵핑 이미지에서 마킹된 상기 특징 영역 별로 볼륨 렌더링을 수행하여 표면 볼륨 영상을 생성하는 단계; 및
기 마련된 3D 전신 팬텀에 상기 표면 볼륨 영상을 정합하여 3D 모델링 영상을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 방법.3. The method of claim 2,
The step of generating a 3D modeling image according to the characteristic region of the body of the subject by performing volume rendering of the whole body mapping image,
generating a surface volume image by performing volume rendering for each feature area marked in the whole body mapping image; and
Generating a 3D modeling image by matching the surface volume image to a previously prepared 3D whole body phantom; The whole body CT scan 3D modeling method comprising: a. 진단하고자 하는 피검자의 CT 영상을 촬영하는 영상 촬영부;
하나 이상의 인스트럭션을 저장하는 메모리; 및
상기 메모리에 저장된 하나 이상의 인스트럭션을 실행하는 프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 피검자를 촬영한 CT 영상으로부터 상기 피검자의 3D 모델링 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템.an imaging unit that takes a CT image of a subject to be diagnosed;
a memory storing one or more instructions; and
Including; a processor that executes one or more instructions stored in the memory;
The processor, Whole body CT scan 3D modeling system, characterized in that for generating a 3D modeling image of the subject from the CT image taken of the subject. 제9항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 피검자의 CT 영상 촬영 후 상기 피검자 체내의 특징 영역을 포함하는 단면 영상을 획득하는 단계, 상기 단면 영상을 기반으로 기 마련된 상기 피검자의 단층 촬영 이미지에 상기 특징 영역을 마킹하여 컨투어 이미지를 생성하는 단계, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계 및 상기 전신 맵핑 이미지의 볼륨 렌더링을 수행하여, 상기 피검자 체내의 특징 영역에 따른 3D 모델링 영상을 생성하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템.10. The method of claim 9,
The processor acquires a cross-sectional image including a feature region in the body of the subject after taking the CT image of the subject; generating a 3D modeling image according to a feature area in the body of the subject by performing the steps of generating, matching the contour image with the whole body phantom image to generate a whole body mapping image of the subject, and performing volume rendering of the whole body mapping image Whole body CT scan 3D modeling system, characterized in that performing the step of generating. 제10항에 있어서,
상기 특징 영역은, 상기 피검자의 종양 및 내부 장기를 포함하는 영역인 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템.11. The method of claim 10,
The feature region, the whole body CT scan 3D modeling system, characterized in that the region including the tumor and internal organs of the subject. 제11항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 컨투어 이미지를 전신 모의체 이미지에 매칭하여 상기 피검자의 전신 맵핑 이미지를 생성하는 단계 이전에, 상기 컨투어 이미지의 파일 포맷을 의료용 파일 포맷으로 변환하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템.12. The method of claim 11,
The processor, before generating the whole body mapping image of the subject by matching the contour image with the whole body phantom image, converting the file format of the contour image into a medical file format CT scan 3D modeling system. 제11항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 피검자의 신체 정보에 따라 상기 컨투어 이미지의 스케일을 변환하여 상기 전신 모의체 이미지와 템플릿을 일치시키는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템.12. The method of claim 11,
The whole body CT scan 3D modeling system, characterized in that the processor converts the scale of the contour image according to the body information of the subject to match the whole body phantom image and the template. 제13항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 스케일을 변환한 컨투어 이미지와 상기 전신 모의체 이미지의 템플릿이 중첩된 영역에 따른 밝기값의 차이 계산을 통해 매칭 위치를 탐색하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템.14. The method of claim 13,
The whole body CT scan 3D modeling system, characterized in that the processor searches for a matching position by calculating a difference in brightness values according to an area where the scale-converted contour image and the template of the whole body phantom image overlap. 제11항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 전신 맵핑 이미지에서 마킹된 상기 특징 영역 별로 볼륨 렌더링을 수행하여 표면 볼륨 영상을 생성하는 단계 및 기 마련된 3D 전신 팬텀에 상기 표면 볼륨 영상을 정합하여 3D 모델링 영상을 생성하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전신 CT 스캔 3D 모델링 시스템.12. The method of claim 11,
The processor performs volume rendering for each of the feature regions marked in the whole body mapping image to generate a surface volume image, and generating a 3D modeling image by matching the surface volume image to a pre-prepared 3D whole body phantom. Whole body CT scan 3D modeling system, characterized in that.
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