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KR101427028B1 - System for analizing stent-implanted blood vessel - Google Patents

System for analizing stent-implanted blood vessel Download PDF

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KR101427028B1
KR101427028B1 KR1020130004418A KR20130004418A KR101427028B1 KR 101427028 B1 KR101427028 B1 KR 101427028B1 KR 1020130004418 A KR1020130004418 A KR 1020130004418A KR 20130004418 A KR20130004418 A KR 20130004418A KR 101427028 B1 KR101427028 B1 KR 101427028B1
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strut
calculating
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홍명기
김병극
서진근
주철민
안치영
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템이 개시된다. 상기 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템은 스텐트가 삽입된 혈관 내부를 촬영하여 복수개의 단층 이미지를 제공하는 이미지 제공부; 상기 복수개의 단층 이미지 상에서 스텐트 스트럿의 위치 좌표를 산출하는 스트럿 위치 산출부; 상기 복수개의 단층 이미지 상에서 혈관 내벽의 경계 정보를 산출하는 혈관 경계 정보 산출부 및 상기 스트럿의 위치 좌표 및 상기 경계 정보를 이용하여 상기 스트럿과 상기 혈관 내벽과의 거리를 산출하는 혈관-스트럿 거리 산출부를 포함한다.A blood vessel analysis system having a stent inserted therein is disclosed. Wherein the stent-inserted blood vessel analysis system comprises: an image providing unit for photographing an inside of a blood vessel into which a stent is inserted to provide a plurality of tomographic images; A strut position calculation unit for calculating position coordinates of a stent strut on the plurality of tomographic images; A vein-boundary-distance calculation unit for calculating boundary information of the inner wall of the blood vessel on the plurality of tomographic images, and a vein-strut distance calculation unit for calculating the distance between the strut and the inner wall of the vein using the coordinates of the strut and the boundary information .

Description

스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템{SYSTEM FOR ANALIZING STENT-IMPLANTED BLOOD VESSEL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a system for analyzing blood vessels inserted into a stent,

본 발명은 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스텐트가 삽입된 혈관에서의 스텐트 스트럿의 좌표, 혈관 내벽 경계면 측정, 그리고 스텐트 스트럿과 혈관 내벽간의 거리를 산출하기 위한 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a stent-inserted blood vessel analysis system, and more particularly , to a stent-inserted blood vessel analysis system including a stent strut in a blood vessel into which a stent is inserted, a stent for calculating a distance between the stent strut and an inner wall of the blood vessel, To a blood vessel analysis system.

심혈관 중재술에서 혈관 내에 스텐트를 삽입 하는 경우 스텐트의 혈관에 대한 외벽 협착 여부의 파악이 중요한데, 시술 후 혈관 내 스텐트가 잘 협착되었는지 여부를 알아보기 위해 레이저를 이용한 광 간섭성 단층 촬영(OCT, optical coherence tomography)기법이 사용된다. It is important to determine the stenosis of the stenosis of the stenosis in the case of intravascular stent insertion in cardiovascular interventions. To determine whether stenosis of the stent is well stuck after the procedure, laser coherence tomography (OCT), optical coherence tomography technique is used.

또한, 시술 후 스트럿(strut)상에서 신생내막 세포가 자라게 되는데, 이러한 내막 세포의 과잉성장으로 말미암아 혈관이 다시 좁아지게 된다. 따라서 환자의 상태, 스텐트의 구조 및 표면에서 표출되는 약물 성분에 따른 다양한 임상결과를 광 간섭성 단층 촬영 영상을 통하여 판독을 하게 된다. 이를 분석하기 위해 혈관 단면 영상에서 스트럿과 내막 세포의 성장에 의한 신생내막의 두께를 측정하게 되며 통계적 분석을 통하여 정량화한다. In addition, neoplastic endothelial cells grow on the strut after the procedure, and the overgrowth of these endothelial cells causes narrowing of the blood vessels again. Therefore, various clinical results according to the patient's condition, stent structure, and drug component displayed on the surface are read through optical coherence tomography. In order to analyze this, thickness of neointimal membrane due to growth of struts and endothelial cells in vascular section images is measured and quantified through statistical analysis.

그러나 현재 이러한 영상 분석은 숙련된 작업자에 의한 수동 작업을 통하여 이루어 지고 있다. 그러나 수동작업은 매우 느릴 뿐만 아니라 작업자별로 다른 결과를 도출하는 오류를 범할 경우가 많다. 따라서 이러한 혈관 단면 영상을 기반으로 스텐트 스트럿과 혈관 내벽의 거리 측정 작업을 자동적으로 정확하게 측정하는 시스템 개발이 필요하다.
However, this image analysis is being done through manual work by skilled workers. However, manual work is not only very slow, but also often leads to errors that lead to different results for each worker. Therefore, it is necessary to develop a system that automatically and precisely measures the distance between the stent strut and the inner wall of the vessel based on the cross-sectional image of the vessel.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 혈관 단층 이미지상에서 스텐트 영역의 분할 과정 없이 스트럿좌표를 신속하게 산출할 수 있고, 국소영역을 기반으로 하여 혈관 내벽 좌표를 정확하게 산출할 수 있으며, 산출된 스트럿 좌표 및 혈관 내벽 좌표를 통하여 그 거리를 신속하게 산출할 수 있는 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템을 제공하는 데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to quickly calculate strut coordinates without segmentation of a stent region on an angiographic image, to accurately calculate inner wall coordinates of a vessel based on a local region, The present invention provides a blood vessel analysis system having a stent inserted therein that can quickly calculate the distance through inner wall coordinates.

본 발명의 일 양태에 따르면 스텐트가 삽입된 혈관 내부를 촬영하여 복수개의 단층 이미지를 제공하는 이미지 제공부; 상기 복수개의 단층 이미지 상에서 스텐트 스트럿의 위치 좌표를 산출하는 스트럿 위치 산출부; 상기 복수개의 단층 이미지 상에서 혈관 내벽의 경계 정보를 산출하는 혈관 경계 정보 산출부 및 상기 스트럿의 위치 좌표 및 상기 경계 정보를 이용하여 상기 스트럿과 상기 혈관 내벽과의 거리를 산출하는 혈관-스트럿 거리 산출부를 포함하는 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image providing apparatus, comprising: an image providing unit for photographing an inside of a blood vessel into which a stent is inserted to provide a plurality of tomographic images; A strut position calculation unit for calculating position coordinates of a stent strut on the plurality of tomographic images; A vein-boundary-distance calculation unit for calculating boundary information of the inner wall of the blood vessel on the plurality of tomographic images, and a vein-strut distance calculation unit for calculating the distance between the strut and the inner wall of the vein using the coordinates of the strut and the boundary information And the stent is inserted into the blood vessel analysis system.

상기 스트럿 위치 산출부는, 상기 단층 이미지에 대한 극좌표 변환을 수행하는 극좌표 변환부; 극좌표계상에서 상기 단층 이미지의 평균 밝기(mean intensity)값을 연산하는 평균 밝기 연산부; 상기 평균 밝기값을 이용하여 상기 스트럿의 각도(θ)축 좌표를 산출하는 각도 좌표 산출부; 상기 산출된 각도축 좌표를 이용하여 상기 스트럿의 거리(r)축 좌표를 산출하는 거리 좌표 산출부를 포함하여 구성될 수 있다.Wherein the strut position calculating unit comprises: a polar coordinate transforming unit for performing polar coordinate transformation on the tomographic image; An average brightness calculating unit for calculating a mean intensity value of the tomographic image in the polar coordinate system; An angle coordinate calculation unit for calculating an angle axis coordinate of the strut using the average brightness value; And a distance coordinate calculation unit for calculating the distance (r) axis coordinates of the strut using the calculated slaughter axis coordinates.

상기 각도 좌표 산출부는 상기 평균 밝기값에 대하여 각도(θ) 변수에 대한 2차 편미분(2nd partial derivative)을 수행하고, 상기 각도(θ) 변수에 대한 2차 편미분값이 기 설정된 임계값 및 인접 픽셀의 2차 편미분값 보다 큰 경우 해당 지점의 각도(θ)값을 스트럿의 각도(θ)좌표로 산출할 수 있다.The angular coordinate calculator performs a 2nd partial derivative with respect to the angle parameter with respect to the average brightness value and calculates a second partial derivative with respect to the angle? The angle? Of the corresponding point can be calculated as the angle? Of the strut.

상기 거리 좌표 산출부는, 상기 산출된 각도좌표를 극좌표로 변환된 단층 이미지에 대입하여 거리(r) 변수에 대한 2차 편미분을 수행하고, 상기 거리(r) 변수에 대한 2차 편미분값이 최소가 되는 거리(r)값을 스트럿의 거리(r)좌표로 산출할 수 있다.Wherein the distance coordinate calculator calculates a second partial differentiation with respect to a distance r variable by substituting the calculated angular coordinates into a tomographic image transformed into a polar coordinate system, and if the second partial differential value with respect to the distance (r) (R) of the strut can be calculated by the distance (r) coordinates of the strut.

상기 혈관 경계 정보 산출부는, 상기 단층 이미지를 각도(θ)축에 대하여 상하로 양분하는 곡선을 설정하는 곡선 설정부; 상기 곡선에 각도 축을 따라 등간격으로 제어 포인트를 설정하는 제어 포인트 설정부; 상기 제어 포인트 각각을 중심으로 일정 크기의 국소영역(local region)을 설정하는 국소영역 설정부; 상기 국소영역 내에서 상기 곡선을 경계로 구분되는 두 개 영역의 밝기 값의 차를 이용하여 거리 축을 따라 상기 혈관 내벽의 경계 좌표를 산출하는 혈관 내벽 경계 좌표 산출부를 포함하여 구성될 수 있다.Wherein the blood vessel boundary information calculation unit comprises: a curve setting unit that sets a curve that bisects the tomographic image up and down with respect to the angle? Axis; A control point setting unit for setting control points at regular intervals along the angle axis in the curve; A local region setting unit for setting a local region having a predetermined size around each of the control points; And an inner vessel wall boundary coordinate calculator for calculating a boundary coordinate of the inner wall of the blood vessel along a distance axis using a difference between brightness values of the two regions divided by the curve in the local region.

상기 혈관 내벽 경계 좌표 산출부는, 상기 제어 포인트의 거리 축의 좌표를 변수로 하여 상기 국소영역 내부에서의 제어 포인트의 거리 축 좌표에 대한 에너지 함수(energy functional)를 연산하는 함수 연산부; 상기 에너지 함수의 기울기 벡터(gradient vector)를 산출하는 기울기 벡터 산출부 및 상기 기울기 벡터에 최속 강하법(steepest descent method)을 적용하여 상기 에너지 함수의 최솟값을 검출하여 각 제어 포인트에 대한 상기 혈관 내벽의 거리 방향의 경계 좌표를 산출하는 혈관 내벽 경계 좌표 산출부를 더 포함하여 구성될 수 있다.The inner vessel wall boundary coordinate calculating unit may include a function calculating unit for calculating an energy function for distance axis coordinates of the control point in the local region using coordinates of the distance axis of the control point as a variable; A slope vector calculating unit for calculating a gradient vector of the energy function and a steepest descent method for the slope vector to detect the minimum value of the energy function to calculate the energy function of the inner wall And an inner vessel wall boundary coordinate calculation unit for calculating the boundary coordinates of the distance direction.

상기 혈관 내벽 경계 좌표 산출부는 상기 혈관 내벽의 거리 방향 경계 좌표를 대입한 각 제어 포인트를 스플라인으로 연결하여 혈관 내벽 경계 전체의 좌표를 산출할 수 있다. The inner vessel wall boundary coordinate calculator may calculate the coordinates of the entire inner wall boundary of the blood vessel by connecting each control point to which the boundary direction coordinates of the inner wall of the vessel are substituted by the spline.

상기 혈관-스트럿 거리 산출부는 상기 스트럿 좌표와 상기 혈관 내벽의 경계 좌표를 원래의 데카르트(Cartesian) 좌표로 옮긴 후, 스트럿 좌표를 중심으로 한 복수개의 원을 형성하고, 상기 경계 정보를 이용하여 상기 복수개의 원 중 상기 혈관 내벽에 접하는 가장 작은 원의 반지름을 상기 스트럿과 상기 혈관 내벽과의 거리로 산출할 수 있다.
The vein-strut distance calculator moves the strut coordinates and the boundary coordinates of the inner wall of the vessel to original Cartesian coordinates, forms a plurality of circles centered on the strut coordinates, The radius of the smallest circle in contact with the inner wall of the blood vessel can be calculated as the distance between the strut and the inner wall of the blood vessel.

본 발명인 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템은 혈관 단층 이미지 상에서 스텐트 영역의 분할 과정 없이 스트럿 좌표를 신속하게 산출할 수 있고, 국소영역을 기반으로 하여 혈관 내벽 좌표를 정확하게 산출할 수 있으며, 산출된 스트럿 좌표 및 혈관 내벽 좌표를 통하여 그 거리를 신속하게 산출할 수 있다.
The stent-inserted vessel analysis system of the present invention can quickly calculate strut coordinates without dividing the stent region on the blood vessel tomographic image, accurately calculate the inner vessel wall coordinates based on the local region, calculate the calculated strut coordinates And the distance can be quickly calculated through the inner wall coordinate of the blood vessel.

도1 은 본 발명의 일실시예에 따른 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템의 블록도,
도2 는 본 발명의 일실시예에 따른 스트럿 위치 산출부의 블록도,
도3 은 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 경계 정보 산출부의 블록도,
도4 는 본 발명의 일실시예에 따른 극좌표 변환을 설명하기 위한 도면,
도5 는 본 발명의 일실시예에 따른 스트럿의 각도 좌표 산출과정을 설명하기 위한 도면,
도6 은 본 발명의 일실시예에 따른 스트럿의 거리 좌표 산출과정을 설명하기 위한 도면 및
도7 은 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 경계 좌표 산출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram of a blood vessel analysis system having a stent inserted therein according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a strut position calculating unit according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram of a blood vessel boundary information calculation unit according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram for explaining polar coordinate transformation according to an embodiment of the present invention,
5 is a view for explaining a process of calculating angle coordinates of a strut according to an embodiment of the present invention;
6 is a view for explaining the calculation of distance coordinates of a strut according to an embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a view for explaining a procedure of calculating a vessel boundary coordinate according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도1 은 본 발명의 일실시예에 따른 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템의 블록도, 도2 는 본 발명의 일실시예에 따른 스트럿 위치 산출부의 블록도, 도3 은 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 경계 정보 산출부의 블록도, 도4 는 본 발명의 일실시예에 따른 극좌표 변환을 설명하기 위한 도면, 도5 는 본 발명의 일실시예에 따른 스트럿의 각도 좌표 산출과정을 설명하기 위한 도면, 도6 은 본 발명의 일실시예에 따른 스트럿의 거리 좌표 산출과정을 설명하기 위한 도면 및 도7 은 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 경계 좌표 산출 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a block diagram of a strut position calculating unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view for explaining polar coordinate transformation according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view for explaining a process of calculating angular coordinates of a strut according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view for explaining the calculation of distance coordinates of a strut according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view for explaining a process of calculating a vessel boundary coordinate according to an embodiment of the present invention.

도1 을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템은 스텐트가 삽입된 혈관 내부를 촬영하여 복수개의 단층 이미지를 제공하는 이미지 제공부(10), 복수개의 단층 이미지 상에서 스텐트 스트럿의 위치 좌표를 산출하는 스트럿 위치 산출부(20), 복수개의 단층 이미지 상에서 혈관 내벽의 경계 정보를 산출하는 혈관 경계 정보 산출부(30) 및 스텐트 스트럿의 위치 좌표 및 경계 정보를 이용하여 스텐트 스트럿과 경계 정보 사이의 거리를 연산하는 연산부를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a blood vessel analysis system with a stent according to an embodiment of the present invention includes an image providing unit 10 for photographing an inside of a blood vessel into which a stent is inserted to provide a plurality of tomographic images, A stent position calculation unit 20 for calculating the position coordinates of the stent strut, a blood vessel boundary information calculation unit 30 for calculating the boundary information of the inner wall of the blood vessel on the plurality of tomographic images, and the stent strut position coordinate and boundary information, And calculating a distance between the strut and the boundary information.

먼저, 이미지 제공부(10)는 스텐트가 삽입된 혈관의 복수개의 단층 이미지를 촬영하여 제공할 수 있다.First, the image providing unit 10 may photograph and provide a plurality of tomographic images of a blood vessel into which a stent is inserted.

이미지 제공부(10)는 예를 들면, 혈관내의 단층 이미지를 제공하기 위하여 혈관내 초음파(IVUS, intravascular ultrasound) 또는 광간섭성 단층촬영(OCT, optical coherence tomography) 기법을 이용하여 복수개의 단층 이미지를 촬영하여 제공할 수 있다.The image providing unit 10 may include a plurality of tomographic images using IVUS, intravascular ultrasound, or optical coherence tomography (OCT) to provide a tomographic image in a blood vessel, for example. Can be provided by photographing.

혈관내 초음파 기법은 가청 주파수 20kHz를 넘는 40MHz 초음파를 사용하여 세포 조직에서 반사되어 나오는 초음파를 이미지화하여 세포 조직을 분석하고 혈관의 내강, 죽상 경화반, 그리고 혈관벽의 변화에 관한 직접적이고 자세한 정보들을 제공한다. 또한 광간섭성 단층 촬영 기법은 초음파 기법과 같이 레이저에서 나오는 빛을 이용하여 세포 조직에서 반사되는 빛을 이미지화하는 의료영상 기법으로 분해능이 ~15μm에 이르므로 ~100μm 두께의 스텐트 스트럿(Stent Strut)이 혈관 내에서 잘 협착 되었는지 여부에 대한 고해상도의 단면 영상을 제공한다.Intravascular ultrasound technique uses ultrasonic wave of 40MHz exceeding audible frequency 20kHz to image ultrasound reflected from cell tissue to analyze cell tissue and provide direct and detailed information on changes in vessel lumen, atherosclerotic plaque, and vessel wall do. The optical coherence tomography is a medical imaging technique that images light reflected from a cell tissue using light emitted from a laser, such as an ultrasound technique. Since the resolution is ~ 15 μm, a ~100 μm thick stent strut And provides a high-resolution cross-sectional image of whether the lesion is well stuck in the blood vessel.

이미지 제공부(10)는 혈관내에 삽입되어 모노레일(monorail)법을 이용하여 혈관의 길이방향으로 이동하면서 복수개의 단층 이미지를 촬영한다. 이미지 제공부(10)는 모노레일 법을 이용하여 혈관의 길이방향으로 이동하면서 예를 들어, 0.06 내지 0.2mm 간격으로 촬영한 복수개의 단층 이미지를 제공할 수 있다. The image providing unit 10 is inserted into a blood vessel and takes a plurality of tomographic images while moving in the longitudinal direction of the blood vessel using a monorail method. The image providing unit 10 may provide a plurality of tomographic images taken at intervals of 0.06 to 0.2 mm while moving in the longitudinal direction of the blood vessel using the monorail method.

도2 를 참조하면, 스트럿 위치 산출부(20)는 상기 단층 이미지에 대한 극좌표 변환을 수행하는 극좌표 변환부(21), 극좌표계상에서 상기 단층 이미지에서 평균 밝기(mean intensity)값을 연산하는 평균 밝기 연산부(22), 상기 평균 밝기값을 이용하여 상기 스트럿의 각도(θ)축 좌표를 산출하는 각도 좌표 산출부(23), 상기 산출된 각도(θ)축 좌표를 이용하여 상기 스트럿의 거리(r)축 좌표를 산출하는 거리 좌표 산출부(24)를 포함하여 구성될 수 있다.2, the strut position calculating unit 20 includes a polar coordinate transforming unit 21 for performing polar coordinate transformation on the tomographic image, an average brightness calculating unit 23 for calculating a mean intensity value in the tomographic image on the polar coordinate system, An angle coordinate calculator 23 for calculating an angle axis of the strut by using the average brightness value, an angle calculator 23 for calculating a distance of the strut r And a distance coordinate calculation unit 24 for calculating the axis coordinates.

극좌표 변환부(21)는 입력받은 단층 이미지를 극좌표로 변환할 수 있다. 이미지 제공부(10)로부터 제공되는 이미지는 일반적으로 데카르트 좌표계(Cartesian coordinate)를 기준으로 구성이 되어 있는데, 극좌표 변환부(21)는 입력받은 복수개의 단층 이미지 각각에 대한 좌표변환을 수행함으로써 극좌표를 기준으로 한 단층 이미지로 변환할 수 있다.The polar coordinate conversion unit 21 can convert the inputted tomographic image into polar coordinates. The image provided from the image data providing unit 10 is generally based on Cartesian coordinates. The polar coordinate transforming unit 21 performs coordinate transformation on each of a plurality of inputted tomographic images, It can be converted into a tomographic image based on the reference.

도4 를 참조하면, 이미지 제공부(10)로부터 제공받은 이미지(a)는 데카르트 좌표계를 기준으로 혈관의 실제 단면을 보여준다. 극좌표 변환에 의하여 변환된 이미지(b)는 이미지의 중심점으로부터의 거리(r)와 상기 중심점으로부터 연장된 기준선을 기준으로 한 각도(θ)을 좌표축으로 하여 설정될 수 있다.Referring to FIG. 4, the image a provided from the image providing unit 10 shows an actual cross-section of the blood vessel based on the Cartesian coordinate system. The image b transformed by the polar coordinate conversion can be set with the coordinate axis as an angle? With respect to the distance r from the center point of the image and the reference line extending from the center point.

평균 밝기 연산부(22)는 극좌표계로 변환된 단층 이미지 상에서 평균 밝기값 연산을 수행할 수 있다. 평균 밝기 연산부(22)는 하기의 수학식 1에 따라 평균 밝기값의 연산을 수행할 수 있다.The average brightness calculator 22 may perform an average brightness value calculation on the tomographic image converted into the polar coordinate system. The average brightness calculator 22 may calculate an average brightness value according to the following equation (1).

Figure 112013004030825-pat00001
Figure 112013004030825-pat00001

여기서,

Figure 112013004030825-pat00002
는 각도 축의 하한과 상한,
Figure 112013004030825-pat00003
는 거리 축의 하한과 상한,
Figure 112013004030825-pat00004
는 극좌표상의 이미지, Gσ는 표준편차 σ의 가우스 커널(Gaussian kernel)이다. 초음파나 광간섭성 단층촬영 이미지는 스페클에 의해 1차 또는 2차 미분을 계산할 때, 심한 오차가 발생하므로 이미지를 부드럽게 하기 위해서 가우스 커널(Gσ)등을 이용한 영상 처리를 하여 영상 노이즈를 감소시킨다.here,
Figure 112013004030825-pat00002
The lower limit and upper limit of the angle axis,
Figure 112013004030825-pat00003
The lower limit and upper limit of the distance axis,
Figure 112013004030825-pat00004
Is an image, σ G on the polar coordinates is the Gaussian kernel (Gaussian kernel) of the standard deviation σ. In calculating ultrasound or optical coherence tomography images by primary or secondary differentials due to speckle, severe errors occur. Therefore, in order to smooth the image, image processing using Gaussian kernel (G σ ) .

각도 좌표 산출부(23)는 하기의 수학식 2내지3에 따라 상기 평균 밝기값에 대하여 각도(θ) 변수에 대한 2차 편미분(2nd partial derivative)을 수행하고, 상기 각도(θ) 변수에 대한 2차 편미분값이 기 설정된 임계값(Θ)보다 크고 국소 최댓값(local maximum)인 경우 해당 지점의 각도(θ)값을 스트럿의 각도(θ)축 좌표로 산출할 수 있다.The angular coordinate calculation unit 23 performs a second partial derivative with respect to the angle? Variable with respect to the average brightness value according to the following Equations 2 to 3, If the second-order partial differential value is greater than the predetermined threshold value (Θ) and is local maximum, the angle (θ) of the corresponding point can be calculated as the angle (θ) axis of the strut.

Figure 112013004030825-pat00005
Figure 112013004030825-pat00005

Figure 112013004030825-pat00006
Figure 112013004030825-pat00006

여기서, Θ는 기 설정된 임계값으로 실험적으로 최적화된 값을 산출할 수 있다. 일반적으로 스텐트 스트럿에서의 2차 편미분 값은 가이드 와이어(guide wire)에 의해서 발생하는 그림자의 양쪽 끝에서의 2차 편미분 값들 중에서 작은 값보다 큰 경향을 나타낸다. 따라서 이를 이용하여 임계값을 설정하는 것이 가능하다. ε은 픽셀의 숫자를 의미하며 2차 편미분 값이 국소 최댓값인지를 비교하기 위한 인접 픽셀의 숫자에 따라 1 내지 3의 크기로 설정될 수 있다.Here, &thetas; can calculate a value experimentally optimized to a preset threshold value. Generally, the secondary partial differential value in the stent strut shows a tendency to be larger than a small value among the secondary partial differential values at both ends of the shadow generated by the guide wire. Therefore, it is possible to set a threshold value using this. ? denotes the number of pixels and can be set to a size of 1 to 3 according to the number of adjacent pixels for comparing the secondary partial differential value with the local maximum value.

거리 좌표 산출부(24)는 하기의 수학식 4에 따라 상기 산출된 각도축 좌표를 가우스 커널(Gσ)등을 이용하여 영상 처리를 한 극좌표 이미지에 대입하여 거리(r) 변수에 대한 2차 편미분을 수행하고, 상기 거리(r) 변수에 대한 2차 편미분값이 최소가 되는 거리(r)값을 스트럿의 거리(r)축 좌표로 산출할 수 있다. 이때, 2차 편미분을 수행하기 전에 영상 노이즈를 줄이기 위하여 다양한 필터함수를 적용할 수 있다.The distance coordinate calculator 24 substitutes the calculated sphygmomanometer coordinates into a polar coordinate image subjected to image processing using a Gaussian kernel G σ or the like according to the following equation (4) And the distance r at which the second-order partial differential value with respect to the distance (r) variable becomes minimum can be calculated as the distance (r) axis coordinates of the strut. In this case, various filter functions can be applied to reduce image noise before performing the second-order partial differentiation.

Figure 112013004030825-pat00007
Figure 112013004030825-pat00007

도5 를 참조하면, 스트럿이 위치한 지점에서 평균 밝기값은 국소 최소 피크값을 가지고 있으며, 2차 편미분 값은 기 설정된 임계값을 초과하는 것을 알 수 있다. 따라서, 기 설정된 편미분값을 초과하는 지점 중에서 국소 최대의 미분값을 갖는 지점을 스트럿의 각도좌표로 산출할 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the average brightness value at the location where the strut is located has the local minimum peak value, and the secondary partial differential value exceeds the preset threshold value. Accordingly, a point having a local maximum maximum differential value among the points exceeding a predetermined partial differential value can be calculated as angle coordinates of the strut.

혈관에서 스트럿을 검출하기 위한 방법으로 기존에는 경사도(gradient)를 이용한데 반하여, 본 발명에서는 2차 도함수를 사용하였다. 이는 곡선의 곡률을 이용하는 것으로 평균 밝기값의 그래프에서 폭이 좁은 스텐트 스트럿의 위치를 보다 정확하게 검출할 수 있다는 효과가 있다.As a method for detecting a strut in a blood vessel, a gradient is used, while a second derivative is used in the present invention. This makes it possible to more accurately detect the position of the narrower stent strut in the graph of the average brightness value by using the curvature of the curve.

도6 을 참조하면, 각도 좌표 산출부(23)에 의하여 산출된 각도좌표(θ1)상에서 거리축에 대한 2차 편미분값을 연산하고, 2차 편미분값이 최소가 되는 지점을 스트럿의 거리 좌표(r1)로 산출하였다.6, the second partial differential value for the distance axis is calculated on the angular coordinate (? 1 ) calculated by the angular coordinate calculator 23, and the point at which the secondary partial differential value becomes minimum is set as the distance coordinate (r 1 ).

도3 을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 경계 정보 산출부(30)는 단층 이미지를 각도(θ)축에 대하여 상하로 양분하는 곡선을 설정하는 곡선 설정부(31), 상기 곡선에 각도 축을 따라 등간격으로 제어 포인트를 설정하는 제어 포인트 설정부(32), 상기 제어 포인트 각각을 중심으로 일정 크기의 국소영역을 설정하는 국소영역 설정부(33), 상기 국소영역 내에서 상기 곡선을 경계로 구분되는 두 개 영역의 밝기값의 차를 이용하여 거리 축을 따라 상기 혈관 내벽의 경계 좌표를 산출하는 혈관 내벽 경계 좌표 산출부(35)를 포함하여 구성될 수 있다.3, a blood vessel boundary information calculation unit 30 according to an embodiment of the present invention includes a curve setting unit 31 for setting a curve that bisects a tomographic image with respect to an angle axis, , A local region setting unit (33) for setting a local region having a predetermined size centered on each of the control points, a control point setting unit (32) for setting a control point at regular intervals along an angle axis, And an inner vessel wall boundary coordinate calculator 35 for calculating a boundary coordinate of the inner wall of the blood vessel along the distance axis using a difference between the brightness values of the two regions.

먼저, 혈관 경계를 추출하기 위하여서는 이미지상의 스텐트 스트럿을 제거하여야 한다. 이는 스트럿 위치 산출부(20)에서 산출한 스트럿 위치 좌표를 이용하여 단층 이미지상에서 해당 좌표를 마스크(masking)처리 함으로써 가능하다.First, the stent strut on the image should be removed to extract the vascular boundary. This can be achieved by masking the coordinates on the tomographic image using the strut position coordinates calculated by the strut position calculation unit 20. [

곡선 설정부(31)는 각도(θ)축에 대하여 단층 이미지를 상하로 양분하는 연속적인 곡선(C)을 설정할 수 있다. 곡선 설정부(31)에 의하여 단층 이미지는 곡선(C)의 위쪽 영역과 아래쪽 영역으로 분할된다. 곡선 설정부(31)는 예를 들면 혈류 영역과 혈관벽 영역을 기준으로 임의의 곡선(C)을 단층 이미지상에 형성함으로써 곡선을 설정할 수 있다.The curve setting unit 31 can set a continuous curve C that bisects the tomographic image with respect to the angle? Axis. The tomographic image is divided by the curve setting section 31 into the upper region and the lower region of the curve C. [ The curve setting unit 31 can set a curve by forming an arbitrary curve C on the tomographic image based on, for example, the blood flow region and the blood vessel wall region.

제어 포인트 설정부(32)는 각도 축을 따라 등간격으로 형성되는 복수개의 제어 포인트를 설정할 수 있다. 제어 포인트가 형성되는 간격은 설정에 의하여 변경될 수 있다. 이 때, 제어 포인트의 각도축 좌표는 (θ1, · · ·, θn)로 표시한다.The control point setting unit 32 can set a plurality of control points formed at equal intervals along the angle axis. The interval at which the control points are formed can be changed by setting. At this time, the coordinates of the respective slaughter axes of the control points are expressed by (? 1 , ...,? N ).

국소영역 설정부(33)는 설정된 제어 포인트 각각을 중심으로 하는 국소영역을 설정할 수 있다. 제어 포인트 p에 대한 국소영역은 Rρ(p)로 표현할 수 있고, 국소영역(Rρ(p))은 원형 또는 직사각형 일 수 있으며, 원의 반경 또는 직사각형의 가로, 세로의 길이를 나타내는 ρ는 설정에 의하여 변경될 수 있다.The local area setting unit 33 can set a local area centered on each set control point. The local region for control point p can be expressed as Rp (p), and the local region Rp (p) can be circular or rectangular, and the radius, or the length of the rectangle, Can be changed by setting.

혈관 내벽 경계 산출부는 상기 제어 포인트의 거리 축 좌표를 변수로하고, 상기 설정된 각각의 국소영역 내에서 상기 곡선을 경계로 구분되는 두 개 영역의 밝기 값의 차를 이용하여 상기 혈관 내벽의 경계 좌표를 산출할 수 있다.The inner vessel wall boundary calculating unit may calculate the boundary coordinates of the inner wall of the vessel using the distance axis coordinates of the control point as a variable and the difference between the brightness values of the two regions, Can be calculated.

도7 을 참조하면 임의의 제어 포인트(Pi)를 중심으로 한 국소영역(Rρ(pi)) 내부에서 곡선(C)을 경계로 구분되는 두 개 영역의 밝기 값의 차 값이 음의 값을 가지면서 가장 작은 지점을 혈류와 혈관 벽 경계의 거리 축 좌표로 산출하였다.With reference to Fig. 7, when any of the control points (P i) a local region in the center (R ρ (p i)) a difference value of the brightness values of the two regions separated by the boundary curve (C) inside the negative And the smallest point was calculated as the coordinates of the distance axis of blood flow and vessel wall boundary.

혈관 내벽 경계를 산출하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다.The process of calculating the inner wall boundary of the blood vessel will be described in detail.

먼저, 단층 이미지상에서의 곡선에 의하여 양분된 곡선의 에너지 함수(E(C))는 하기의 수학식 5에 따라 연산될 수 있다.First, the energy function E (C) of the curve divided by the curve on the tomographic image can be calculated according to the following equation (5).

Figure 112013004030825-pat00008
Figure 112013004030825-pat00008

여기서 |C|는 곡선의 호 길이(arc length)이며, λ는 보정 파라미터(fitting parameter), A_(p)는 국소영역(Rρ(p))내부에서의 곡선(C) 위쪽 영역의 평균 밝기값, A+(p)는 국소영역(Rρ(p))내부에서의 곡선(C) 아래쪽 영역의 평균 밝기값을 의미한다. 여기에서 보정 파라미터(λ)는 [수학식 5]의 첫번째와 두번째 항의 수치적 균형을 맞추어 주는 것으로 영상 혈관 내벽 추출 수작업을 통하여 산출된 평균값을 사용할수 있다.Where | C | is the arc length (arc length) of the curve, λ is the correction parameter (fitting parameter), A_ (p ) is a local region (R ρ (p)) curve (C) the average brightness of the upper area of the inside Value, A + (p) means the average brightness value in the region below the curve C in the local region R ? (P). Here, the correction parameter (?) Matches the numerical balance between the first and second terms in [Equation 5], and the average value calculated through the extraction of the inner wall of the image vessel can be used.

수학식 5의 f(p)는 기울기 벡터 함수로 하기의 수학식 6에 따라 정의된다.F (p) in the equation (5) is defined as a slope vector function according to the following equation (6).

Figure 112013004030825-pat00009
Figure 112013004030825-pat00009

여기서, 임의의 제어포인트의 각도(θ)축 좌표를 고정하고, 각도축 좌표가 고정된 제어포인트에 대해 혈관 내벽의 거리 축 경계좌표를 산출한다고 하면, 국소영역 Rρ(p)이 정사각형일 때, 함수 연산부(36)는 제어 포인트의 거리 축 좌표를 변수로 하여 하기 수학식 7에 따라 국소영역 내부에서의 제어포인트의 거리 축 좌표에 대한 에너지 함수를 연산할 수 있다.Assuming that the angle axis coordinate of arbitrary control points is fixed and the distance axis coordinate of the inner wall of the blood vessel is calculated with respect to the control point to which each slaughter axis coordinate is fixed, when the local area R ? (P) is square , The function calculating unit 36 can calculate an energy function for the distance axis coordinates of the control point in the local region according to the following Equation (7) using the distance axis coordinates of the control point as a variable.

Figure 112013004030825-pat00010
Figure 112013004030825-pat00010

즉, 제어 포인트의 각도 축 좌표가 고정되고, 불연속적으로 형성되는 제어 포인트의 거리 축 좌표가 변수로 사용됨에 따라 수학식 5가 수학식 7로 치환되는 것이다.That is, the angle axis coordinates of the control point are fixed, and the distance axis coordinates of the control point formed discontinuously are used as variables, so that Equation (5) is replaced with Equation (7).

기울기 벡터 산출부(37)는 하기의 수학식 8에 따라 산출된 에너지 함수에 대한 기울기 벡터를 산출할 수 있다.The slope vector calculator 37 can calculate the slope vector for the energy function calculated according to the following equation (8).

Figure 112013004030825-pat00011
Figure 112013004030825-pat00011

혈관 내벽 경계 좌표 산출부(35)는 하기의 수학식 9에 따라 최속 강하법(steepest descent method)을 적용하여 상기 에너지 함수의 최솟값을 검출하여 각 제어 포인트에 대한 상기 혈관 내벽의 거리 축 경계 좌표를 산출한 후, 산출된 각 제어 포인트를 스플라인으로 연결하여 혈관 내벽의 전체 경계를 산출할 수 있다.The inner vessel wall boundary coordinate calculator 35 detects the minimum value of the energy function by applying a steepest descent method according to the following equation (9) to calculate the distance axis coordinate of the inner wall of the vessel with respect to each control point After calculation, the calculated boundaries of the inner wall of the blood vessel can be calculated by connecting the calculated control points with splines.

Figure 112013004030825-pat00012
Figure 112013004030825-pat00012

최속 강하법을 이용하여 에너지 함수의 (국소) 최솟값을 검출할 때, 각 제어 포인트의 거리 축의 좌표들은 수학식 9에 따라 반복적으로 갱신(update)이 되며, k단계와 k+1단계에서의 거리 축 좌표들 사이의 변화가 허용오차(tolerance) 범위 내에 들어오면 반복 수행을 멈춘다.When detecting the (local) minimum value of the energy function using the lowest drop method, the coordinates of the distance axes of each control point are updated repeatedly according to Equation (9), and the distances in the k- When the change between the axis coordinates falls within the tolerance range, it stops the iteration.

혈관-스트럿 거리 산출부(40)는 스트럿의 위치 좌표 및 경계 정보를 이용하여 상기 스트럿과 상기 혈관 내벽과의 거리를 산출할 수 있다.The vessel-strut distance calculating unit 40 may calculate the distance between the strut and the inner wall of the blood vessel using the position coordinates and boundary information of the strut.

혈관-스트럿 거리 산출부(40)는 스트럿의 위치 좌표 및 혈관 내벽의 경계 좌표를 데카르트 좌표계로 변환하고, 두 좌표간의 직선거리를 산출할 수 있다.The vein-strut distance calculating unit 40 may convert the position coordinates of the strut and the boundary coordinates of the inner wall of the vessel into the Cartesian coordinate system, and calculate the straight line distance between the two coordinates.

이 때, 혈관-스트럿 거리 산출부(40)는 스트럿 좌표를 중심으로 한 복수개의 원을 형성하고, 혈관 내벽의 경계 좌표를 이용하여 복수개의 원 중 혈관 내벽에 접하는 가장 작은 원의 반지름을 스트럿과 혈관 내벽과의 거리로 산출할 수 있다.
In this case, the blood-strut distance calculation unit 40 forms a plurality of circles around the strut coordinates, calculates the radius of the smallest circle in contact with the inner wall of the plurality of circles using the boundary coordinates of the inner wall of the blood vessel, The distance from the inner wall of the blood vessel can be calculated.

본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
As used in this embodiment, the term " portion " refers to a hardware component such as software or an FPGA (field-programmable gate array) or ASIC, and 'part' performs certain roles. However, 'part' is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors. Thus, by way of example, 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components. In addition, the components and components may be implemented to play back one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

100: 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템
10: 이미지 제공부
20: 스트럿 위치 산출부
30: 혈관 경계 정보 산출부
40: 혈관-스트럿 거리 산출부
100: Vascular analysis system with stent inserted
10: image offerer
20: Strut position calculating section
30: blood vessel boundary information calculation unit
40: blood vessel-strut distance calculating unit

Claims (8)

스텐트가 삽입된 혈관 내부를 촬영하여 복수개의 단층 이미지를 제공하는 이미지 제공부;
상기 복수개의 단층 이미지 상에서 스텐트 스트럿의 위치 좌표를 산출하는 스트럿 위치 산출부;
상기 복수개의 단층 이미지 상에서 혈관 내벽의 경계 정보를 산출하는 혈관 경계 정보 산출부 및
상기 스트럿의 위치 좌표 및 상기 경계 정보를 이용하여 상기 스트럿과 상기 혈관 내벽과의 거리를 산출하는 혈관-스트럿 거리 산출부를 포함하며,
상기 혈관 경계 정보 산출부는,
상기 단층 이미지를 각도(θ)축에 대하여 상하로 양분하는 곡선을 설정하는 곡선 설정부;
상기 곡선에 각도 축을 따라 등간격으로 제어 포인트를 설정하는 제어 포인트 설정부;
상기 제어 포인트를 중심으로 일정 크기의 국소영역(local region)을 설정하는 국소영역 설정부;
상기 국소영역 내에서 상기 곡선을 경계로 구분되는 두 개 영역의 밝기 값의 차를 이용하여 거리 축을 따라 상기 혈관 내벽의 경계 좌표를 산출하는 혈관 내벽 경계 좌표 산출부를 포함하는 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템.
An image providing unit for photographing an inside of a blood vessel into which a stent is inserted to provide a plurality of tomographic images;
A strut position calculation unit for calculating position coordinates of a stent strut on the plurality of tomographic images;
A blood vessel boundary information calculation unit for calculating boundary information of the inner wall of the blood vessel on the plurality of tomographic images;
Strut distance calculating unit for calculating a distance between the strut and the inner wall of the blood vessel using the coordinates of the strut and the boundary information,
The blood vessel boundary information calculation unit calculates,
A curve setting unit for setting a curve that bisects the tomographic image up and down with respect to the angle? Axis;
A control point setting unit for setting control points at regular intervals along the angle axis in the curve;
A local region setting unit for setting a local region having a predetermined size around the control point;
And an inner vessel wall boundary coordinate calculation unit for calculating a boundary coordinate of the inner wall of the blood vessel along the distance axis using a difference between brightness values of two regions divided by the curve in the local region, .
제1항에 잇어서,
상기 스트럿 위치 산출부는,
상기 단층 이미지에 대한 극좌표 변환을 수행하는 극좌표 변환부;
극좌표계상에서 상기 단층 이미지의 평균 밝기(mean intensity)값을 연산하는 평균 밝기 연산부;
상기 평균 밝기값을 이용하여 상기 스트럿의 각도(θ)축 좌표를 산출하는 각도 좌표 산출부 및
상기 산출된 각도축 좌표를 이용하여 상기 스트럿의 거리(r)축 좌표를 산출하는 거리 좌표 산출부를 포함하는 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템.
The method of claim 1,
Wherein the strut position calculating unit
A polar coordinate transformation unit for performing polar coordinate transformation on the tomographic image;
An average brightness calculating unit for calculating a mean intensity value of the tomographic image in the polar coordinate system;
An angle coordinate calculator for calculating an angle axis coordinate of the strut using the average brightness value;
And a distance coordinate calculator for calculating distance (r) axis coordinates of the strut using the calculated sphygmor coordinates.
제2항에 있어서,
상기 각도 좌표 산출부는 상기 평균 밝기값에 대하여 각도(θ) 변수에 대한 2차 편미분(2nd partial derivative)을 수행하고, 상기 각도(θ) 변수에 대한 2차 편미분값이 기 설정된 임계값 보다 크고 국소 최댓값(local maximum)을 가지는 경우 해당 지점의 각도(θ)값을 스트럿의 각도(θ)축 좌표로 산출하는 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the angle coordinate calculation unit performs a second partial derivative with respect to the angle parameter with respect to the average brightness value, and when the second partial differential value with respect to the angle parameter is larger than a predetermined threshold value, A stent for calculating a value of an angle (?) Of the point at an angle (?) Axis of the strut when the local maximum is obtained.
제2항에 있어서,
상기 거리 좌표 산출부는,
상기 산출된 각도축 좌표를 극좌표로 변환된 단층 이미지에 대입하여 거리(r) 변수에 대한 2차 편미분을 수행하고, 상기 거리(r) 변수에 대한 2차 편미분값이 최소가 되는 거리(r)값을 스트럿의 거리(r)축 좌표로 산출하는 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템.
3. The method of claim 2,
The distance coordinate calculator calculates,
A second partial differentiation is performed on a distance r variable by substituting the calculated slaughter axis coordinates into a tomogram transformed into polar coordinates and a distance r to which the second partial differential value with respect to the distance r variable is minimum, (R) axis coordinate of the strut.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 혈관 내벽 경계 좌표 산출부는,
상기 국소영역 내부에서 상기 제어 포인트의 거리 축 좌표를 변수로 하여 상기 제어포인트의 거리 축 좌표에 대한 에너지 함수(energy functional)를 연산하는 함수 연산부;
상기 에너지 함수의 기울기 벡터(gradient vector)를 산출하는 기울기 벡터 산출부 및
상기 기울기 벡터에 최속 강하법(steepest descent method)을 적용하여 상기 에너지 함수의 최솟값을 검출하여 각 제어 포인트에 대한 상기 혈관 내벽의 거리 방향 경계 좌표를 산출하는 혈관 내벽 경계 좌표 산출부를 포함하는 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템.
The method according to claim 1,
The vessel inner wall boundary coordinate calculator calculates,
A function calculating unit for calculating an energy function with respect to the coordinates of the distance axis of the control point, using the distance axis coordinates of the control point as a variable in the local region;
A gradient vector calculating unit for calculating a gradient vector of the energy function;
And an inner vessel wall boundary coordinate calculation unit for calculating a distance direction boundary coordinate of the inner wall of the blood vessel by detecting a minimum value of the energy function by applying a steepest descent method to the slope vector, Blood vessel analysis system.
제6항에 있어서,
상기 혈관 내벽 경계 좌표 산출부는 상기 혈관 내벽의 거리 방향 경계 좌표를 대입한 각 제어 포인트를 스플라인으로 연결하여 혈관 내벽 경계 전체의 좌표를 산출하는 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein the inner vessel wall boundary coordinate calculation unit includes a stent inserted into the inner wall boundary coordinates of the inner wall of the blood vessel and spline each control point having the distance boundary coordinate assigned thereto by spline to calculate the coordinates of the entire inner wall wall boundary.
제1항에 있어서,
상기 혈관-스트럿 거리 산출부는 상기 스트럿 좌표와 상기 혈관 내벽의 경계 좌표를 데카르트 좌표로 변환 후, 스트럿 좌표를 중심으로 한 복수개의 원을 형성하고, 상기 경계 정보를 이용하여 상기 복수개의 원 중 상기 혈관 내벽에 접하는 가장 작은 원의 반지름을 상기 스트럿과 상기 혈관 내벽과의 거리로 산출하는 스텐트가 삽입된 혈관 분석 시스템.
The method according to claim 1,
The vein-strut distance calculator may convert the strut coordinates and the boundary coordinates of the inner wall of the vessel into Cartesian coordinates, form a plurality of circles centered on the strut coordinates, and calculate, using the boundary information, And a stent for calculating a radius of the smallest circle in contact with the inner wall as a distance between the strut and the inner wall of the blood vessel.
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