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KR101645966B1 - Apparatus for detecting vessel and tracing method of the same of - Google Patents

Apparatus for detecting vessel and tracing method of the same of Download PDF

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KR101645966B1
KR101645966B1 KR1020150089113A KR20150089113A KR101645966B1 KR 101645966 B1 KR101645966 B1 KR 101645966B1 KR 1020150089113 A KR1020150089113 A KR 1020150089113A KR 20150089113 A KR20150089113 A KR 20150089113A KR 101645966 B1 KR101645966 B1 KR 101645966B1
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South Korea
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beige
curves
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body image
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장혁재
심학준
한동진
전병환
정성희
홍영택
장영걸
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 혈관 검출 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 혈관 검출 장치는 컴퓨터 단층 촬영 장치가 촬영한 3차원 인체 영상을 입력 받는 입력부; 상기 3차원 인체 영상과 혈관을 표시하기 위한 표시 장치; 및 복수의 3차 베이지 곡선을 이용하여 상기 입력부에 입력된 상기 3차원 인체 영상에서 혈관을 검출하여 상기 표시 장치가 상기 3차원 인체 영상과 상기 검출된 혈관을 표시하게 하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a blood vessel detection device, and a blood vessel detection device according to the present invention includes an input unit for receiving a three-dimensional human body image captured by a computer tomography apparatus; A display device for displaying the three-dimensional human body image and blood vessels; And a controller for detecting a blood vessel in the 3D human body image input to the input unit using a plurality of third-order beige curves, and causing the display unit to display the 3D human body image and the detected blood vessel.

Description

혈관 검출 장치 및 이의 혈관 검출 방법{Apparatus for detecting vessel and tracing method of the same of}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a blood vessel detecting apparatus,

본 발명은 컴퓨터 단층 촬영 영상에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컴퓨터 단층 촬영 영상에서 혈관을 검출하는 혈관 검출 장치 및 이의 혈관 검출 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a computer tomography image, and more particularly, to a blood vessel detection apparatus and a blood vessel detection method for detecting blood vessels in a computed tomography image.

일반적으로 컴퓨터 단층 촬영(CT: computed tomography) 장치는 엑스선 발생 장치, 엑스선 검출기와 DAS(data acquisition system)로 이루어진 데이터 수집 장치 및 영상 구성 장치를 포함한다.Generally, a computed tomography (CT) apparatus includes an X-ray generator, a data acquisition device composed of an X-ray detector and a DAS (data acquisition system), and an imaging device.

이러한 컴퓨터 단층 촬영 장치는 엑스선 발생장치로 일정량의 엑스선이 인체를 투과하게 하고, 데이터 수집 장치로 인체를 투과된 엑스선의 량을 측정하여 디지털 영상 신호로 변환하고, 영상 구성 장치로 디지털 영상 신호를 재구성하여 인체 단층 영상 또는 3차원 인체 영상을 만들어 낸다.Such a computerized tomography apparatus allows an X-ray generator to transmit a predetermined amount of X-rays through a human body, converts the amount of X-rays transmitted through the human body into a digital image signal by a data acquisition device, reconstructs a digital image signal To produce a human tomographic image or a three-dimensional human body image.

컴퓨터 단층 촬영 장치에 의해 만들어진 인체 단층 영상 또는 3차원 인체 영상은 심장 질환 또는 뇌 질환과 같은 병변(病變)을 검출하는 데에 사용된다.A human tomographic image or a three-dimensional human body image produced by a computer tomography apparatus is used for detecting a lesion such as a heart disease or a brain disease.

한편, 심장 질환 또는 뇌 질환을 검출하기 위해서는 혈관의 기하학적 정보와 혈관이 놓인 위치를 정확하게 검출하는 것이 요구된다. 이와 같은 요구에 따라 일본공개특허공보 제1997-330413호에 종래의 혈관 검출 방법의 일례가 개시되어 있다.On the other hand, in order to detect a heart disease or brain disease, it is required to accurately detect the geometric information of the blood vessel and the position of the blood vessel. In accordance with this demand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1997-330413 discloses an example of a conventional blood vessel detection method.

이하, 상기 공보에 개시된 종래의 혈관 검출 방법을 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional blood vessel detecting method disclosed in the above publication will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래의 혈관 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional blood vessel detecting method.

도 1을 참조하면, 종래의 혈관 검출 방법은 혈관(V) 내부의 일 지점을 시작 점(S)으로 선택하고, 선택된 시작 점(S)을 중심으로 일정한 길이(D1)를 갖는 직선(L)을 방사형으로 늘어 놓고, 직선(L)의 평균 농도 값을 계산하고, 극대치의 평균 농도 값을 갖는 직선의 방사 방향(D)을 따라 혈관을 검출한다.Referring to FIG. 1, a conventional blood vessel detecting method includes selecting a point within a blood vessel V as a starting point S, calculating a straight line L having a predetermined length D1 around a selected starting point S, The average concentration value of the straight line L is calculated and the blood vessel is detected along the radial direction D of the straight line having the average concentration value of the maximum value.

그런데, 종래의 혈관 검출 방법은 단순히 직선 방향을 따라 혈관을 검출하고 있다. 이에 따라, 종래의 혈관 검출 방법으로 3차원 인체 영상에서 임으로 굽어진 혈관과 주 혈관에서 분기되는 분기 혈관을 정확하게 검출할 수 없는 문제점이 있다. 즉, 단순히 직선의 방사 방향을 따라 혈관을 검사하는 경우, 3차원 인체 영상에서 임으로 굽어진 혈관의 벽과 검출하고 있는 혈관에서 분기된 분기 혈관의 벽을 검출하고 있는 혈관의 벽으로 인식할 수 있기 때문이다.However, the conventional blood vessel detecting method simply detects blood vessels along a straight line. Accordingly, there is a problem that the conventional blood vessel detection method can not accurately detect the blood vessels bending in the three-dimensional human body image and the branching blood vessels branching from the main blood vessel. In other words, in the case of examining a blood vessel along a radial direction of a straight line, it can be recognized as a wall of a vein which is curved in a three-dimensional human body image and a wall of a vein branching from a branching vein Because.

일본공개특허공보 제1997-330413호(발명의 명칭: 혈관 검출 처리 방법, 공개일자: 1997년 12월 22일)Japanese Patent Application Laid-Open No. 1997-330413 (entitled " Vessel Detection Processing Method, Disclosure Date: December 22, 1997)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 3차원 인체 영상에서 임의로 굽어진 혈관과 검출하고 있는 혈관에서 분기된 분기 혈관을 정확하게 검출할 수 있는 혈관 검출 장치 및 이의 혈관 검출 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a blood vessel detecting apparatus capable of accurately detecting a blood vessel bending arbitrarily in a three-dimensional human body image and a branching blood vessel branching from a detected blood vessel, And a method for detecting the blood vessel.

상기의 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성 하기 위한 본 발명에 따른 혈관 검출 장치는 컴퓨터 단층 촬영 장치가 만든 3차원 인체 영상을 입력 받는 입력부; 상기 3차원 인체 영상과 혈관을 표시하기 위한 표시 장치; 및 복수의 3차 베이지 곡선을 이용하여 상기 입력부에 입력된 상기 3차원 인체 영상에서 혈관을 검출하여 상기 표시 장치가 상기 3차원 인체 영상과 검출된 혈관을 표시하게 하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a blood vessel detecting apparatus comprising: an input unit for inputting a three-dimensional human body image created by a computer tomography apparatus; A display device for displaying the three-dimensional human body image and blood vessels; And a controller for detecting blood vessels in the three-dimensional human body image input to the input unit using a plurality of third-order beige curves, and causing the display device to display the detected blood vessel with the three-dimensional human body image.

여기서, 상기 제어부는 상기 복수의 3차 베이지 곡선을 생성하고, 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 시작 점을 상기 입력부에 입력된 상기 3차원 인체 영상의 일 지점에 위치시키고, 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각이 지나는 상기 3차원 인체 영상을 이루는 점들을 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각에 매칭하고, 상기 3차원 인체 영상을 이루는 점들이 매칭된 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 혈관 구조 유사도를 산출하고, 상기 복수의 3차 베이지 곡선 중 일정한 값 이상의 혈관 구조 유사도를 갖는 3차원 베이지 곡선들을 선택하고, 선택된 상기 3차 베이지 곡선들을 그룹핑하고, 상기 표시 장치가 상기 3차원 인체 영상에 상기 그룹핑된 3차 베이지 곡선이 혈관으로서 표시되는 영상을 표시하게 하는 것일 수 있다.The control unit may generate the plurality of third beige curves, position the starting point of each of the plurality of third beige curves at one point of the three-dimensional human body image input to the input unit, Dimensional beauties of each of the plurality of third beige curves in which the points constituting the three-dimensional human body image are matched to each of the plurality of third beige curves, Selecting three-dimensional beige curves having a blood vessel structural similarity greater than a predetermined value among the plurality of third-order beige curves, grouping the selected third-order beige curves, and displaying the grouped bead curves in the grouped three- The third beige curve may be to display an image displayed as a blood vessel.

다른 측면에서 혈관 검출 장치의 혈관 검출 방법은 입력부가 컴퓨터 단층 촬영 장치가 만든 3차원 인체 영상을 입력 받는 단계; 제어부가 복수의 3차 베이지 곡선을 생성하는 단계; 상기 제어부가 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 시작 점을 상기 입력부에 입력된 상기 3차원 인체 영상의 일 지점에 위치시키는 단계; 상기 제어부가 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각이 지나는 상기 3차원 인체 영상을 이루는 점들을 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각에 매칭하는 단계; 상기 제어부가 상기 3차원 인체 영상을 이루는 점들이 매칭된 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 혈관 구조 유사도를 산출하는 단계; 상기 제어부가 상기 복수의 3차 베이지 곡선 중 일정한 값 이상의 혈관 구조 유사도를 갖는 3차 베이지 곡선들을 선택하는 단계; 상기 제어부가 상기 선택된 복수의 3차 베이지 곡선들을 그룹핑하는 단계; 및 상기 제어부가 표시 장치가 상기 3차원 인체 영상에 상기 그룹핑된 상기 3차 베이지 곡선들이 혈관으로서 표시되는 영상을 표시하게 하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a blood vessel detecting method of a blood vessel detecting apparatus including: inputting a three-dimensional human body image created by a computer tomography apparatus; The control unit generating a plurality of third-order beige curves; Positioning the start point of each of the plurality of third beige curves at one point of the three-dimensional human body image input to the input unit; Matching the points constituting the 3D human body image through each of the plurality of third beige curves to each of the plurality of third beige curves; Calculating the similarity of the vein structures of each of the plurality of third beige curves matched with the points constituting the three-dimensional human body image; The control unit selecting third beige curves having a blood vessel structural similarity greater than a predetermined value among the plurality of third beige curves; Grouping the selected plurality of tertiary beige curves by the control unit; And causing the display unit to display an image in which the third-order beige curves grouped into the three-dimensional human body image are displayed as blood vessels by the display unit.

여기서, 상기 복수의 3차 베이지 곡선을 생성하는 단계는, [수학식 1]과 같이 정의되는 3차 베이지 곡선 함수에 3차원 시작 점, [수학식 2]와 같이 정의되는 제1 및 제2 3차원 제어 점 및 3차원 종점을 대입하여 상기 복수의 3차 베이지 곡선을 생성하는 것일 수 있다.Here, the step of generating the plurality of third-order beige curves may include the steps of: generating a three-dimensional bead curve function defined by Equation (1) as a three-dimensional starting point, first and second Dimensional control point and a three-dimensional end point to generate the plurality of third-order beige curves.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112015067679454-pat00155
Figure 112015067679454-pat00155

여기서, B(t)는 3차 베이지 곡선 함수이고, P는 3차원 시작 점이고, C1은 제1 3차원 제어 점이고, C2는 제2 3차원 제어 점이고, E는 3차원 종점이고, t는 변수이다.Here, B (t) is a tertiary beige curve function, P is a jeomyigo start 3d, C 1 is the end point the first three-dimensional control jeomyigo, C 2 is the second 3D control jeomyigo, E is 3-D, t is Variable.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112015067679454-pat00156
Figure 112015067679454-pat00156

삭제delete

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여기서, C1은 구면 좌표계에서의 제1 3차원 제어 점이고, C2는 구면 좌표계에서의 제2 3차원 제어 점이고, E는 구면 좌표계에서의 3차원 종점이고,

Figure 112015067679454-pat00025
는 구면 좌표계에서의 편각이고,
Figure 112015067679454-pat00027
는 구면 좌표계에서의 방위각이고,
Figure 112015067679454-pat00029
는 구면 좌표계에서의 시작 점(P)에서의 거리이고,
Figure 112015067679454-pat00031
는 구면 좌표계에서의 시작 점(P)에서 종점(E)까지의 거리이고,
Figure 112015067679454-pat00033
와
Figure 112015067679454-pat00035
는 시작 점(P)에서 제1 3차원 제어점(C1)과 제2 3차원 제어점(C2) 집합을 구성하기 위한 범위를 정의하는 거리이다.Where C 1 is the first three-dimensional control point in the spherical coordinate system, C 2 is the second three-dimensional control point in the spherical coordinate system, E is the three-dimensional end point in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00025
Is the declination angle in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00027
Is the azimuth angle in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00029
Is the distance from the starting point P in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00031
Is the distance from the start point P to the end point E in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00033
Wow
Figure 112015067679454-pat00035
Dimensional control point (C1) and the second three-dimensional control point (C2) at the start point (P).

또한, 상기 3차원 인체 영상을 이루는 점들이 매칭된 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 혈관 구조 유사도를 산출하는 단계는, [수학식 3]에 제1 내지 제3 혈관 구조 유사 파라미터를 대입하여 산출하는 것일 수 있다.The calculating of the vascular structure similarity of each of the plurality of third beige curves matched with the points constituting the three-dimensional human body image may be performed by substituting the first to third vascular structure similar parameters into [Equation 3] .

[수학식 3] &Quot; (3) "

Figure 112015060784308-pat00037
Figure 112015060784308-pat00037

여기서,

Figure 112015067679454-pat00038
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij)의 혈관 구조 유사도이고, w1, w2, w3는 실험적으로 얻어지는 가중치이고, s는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 상에 위치한 점들의 세기 표준 편차를 나타내는 제1 혈관 구조 유사 파라미터이고, d는 아래의 [수학식 4]와 같이 표현되는 제2 혈관 구조 유사 파라미터이고, l은 아래의 [수학식 5]와 같이 표현되는 제3 혈관 구조 유사 파라미터이다.here,
Figure 112015067679454-pat00038
Is the vasculature degree of similarity between an i-th third beige curve (c ij) with j points, w 1, w 2, w 3 is the experimental weight obtained by, s is the i-th third beige curve with j points (c ij ), d is a second vascular structure-like parameter represented by the following equation (4), and l is a second vascular structure similar parameter represented by the following equation 5]. ≪ / RTI >

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112015060784308-pat00040
Figure 112015060784308-pat00040

여기서, d는 제2 혈관 구조 유사 파라미터이고,

Figure 112015067679454-pat00041
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(ci) 상에 놓인 k번째 점의 세기 값이고,
Figure 112015067679454-pat00043
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 이전의 단계에서 추정된 곡선에 놓인 점들의 평균 세기 값이다.Here, d is the second vascular structure-like parameter,
Figure 112015067679454-pat00041
Is the intensity value of the k-th point lying on the i-th tertiary beige curve (c i ) having j points,
Figure 112015067679454-pat00043
Is the average intensity value of the points lying on the curve estimated at the stage before the i-th third beige curve (c ij ) having j points.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112015060784308-pat00045
Figure 112015060784308-pat00045

여기서, l은 제3 혈관 구조 유사 파라미터이고,

Figure 112015067679454-pat00046
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 상에서 k번째 점까지의 호의 길이이고,
Figure 112015067679454-pat00048
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 상에서 k+1번째 점까지의 호의 길이이다.Where l is the third vessel structural similarity parameter,
Figure 112015067679454-pat00046
Is the length of the arc up to the k-th point on the i-th tertiary beige curve (c ij ) having j points,
Figure 112015067679454-pat00048
Is the length of the arc up to the (k + 1) th point on the i-th tertiary beige curve (c ij ) having j points.

상기와 같은 본 발명에 따른 혈관 검출 장치 및 이의 혈관 검출 방법에 의하면, 3차원 인체 영상에서 임의로 굽어진 혈관과 검출하고 있는 혈관에서 분기된 분기 혈관을 정확하게 검출할 수 있게 된다.According to the blood vessel detecting apparatus and the blood vessel detecting method of the present invention as described above, it is possible to accurately detect a blood vessel bending arbitrarily in a three-dimensional human body image and a branching blood vessel branching from the detected blood vessel.

도 1은 종래의 혈관 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치의 혈관 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치의 혈관 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional blood vessel detecting method.
2 is a block diagram illustrating a blood vessel detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a blood vessel detecting method of a blood vessel detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 to 7 are views for explaining a blood vessel detecting method of a blood vessel detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which are intended to illustrate the present invention in a manner that will be readily apparent to those skilled in the art, And this does not mean that the technical idea and scope of the present invention are limited.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a blood vessel detecting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a blood vessel detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치(100)는 컴퓨터 단층 촬영 장치가 만든 3차원 인체 영상을 입력 받는 입력부(110), 3차원 인체 영상과 혈관을 표시하기 위한 표시 장치(120) 및 복수의 3차 베이지 곡선을 이용하여 입력부(110)에 입력된 3차원 인체 영상에서 혈관을 검출하여 표시 장치(120)가 3차원 인체 영상과 검출된 혈관을 표시하게 하는 제어부(130)를 포함할 수 있다.2, a blood vessel detecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an input unit 110 for receiving a 3D human body image created by a computer tomography apparatus, a display for displaying a 3D human body image and a blood vessel, A controller 120 for detecting a blood vessel in the three-dimensional human body image input to the input unit 110 using the apparatus 120 and a plurality of third-order beige curves and displaying the three-dimensional human body image and the blood vessel detected by the display apparatus 120 130).

컴퓨터 단층 촬영 장치는 3차원 인체 영상을 출력하는 일반적인 컴퓨터 단층 촬영 장치로 구현될 수 있다.The computer tomography apparatus can be implemented by a general computer tomography apparatus that outputs a three-dimensional human body image.

입력부(110)는 컴퓨터 단층 촬영 장치에 직접 연결되어 컴퓨터 단층 촬영 장치로부터 3차원 인체 영상을 직접 입력 받거나, 컴퓨터 단층 촬영 장치가 촬영한 3차원 인체 영상을 저장한 저장 장치로부터 입력 받을 수 있다. 여기서, 저장 장치에는 USB(universal serial bus) 메모리, 광디스크와 같이 영상을 저장할 수 있는 모든 저장 장치가 포함된다.The input unit 110 may be directly connected to the computed tomography apparatus to directly receive the three-dimensional human body image from the computerized tomography apparatus, or may receive input from a storage device that stores the three-dimensional human body image captured by the computerized tomography apparatus. Here, the storage device includes all storage devices capable of storing images such as a universal serial bus (USB) memory and an optical disk.

표시 장치(120)는 엘씨디(LCD: liquid crystal display), 피디피(PDP: plasma display panel)와 같이 영상을 표시할 수 있는 일반적인 표시 장치로 구현될 수 있다. 이러한 표시 장치(120)는 입력부(110)에 입력된 3차원 인체 영상과 제어부(130)에 의해 검출된 혈관을 표시한다.The display device 120 may be implemented as a general display device capable of displaying an image, such as an LCD (liquid crystal display) or a PDP (plasma display panel). The display device 120 displays the three-dimensional human body image input to the input unit 110 and the blood vessel detected by the control unit 130.

제어부(130)는 복수의 3차 베이지 곡선을 생성하고, 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 시작 점을 상기 입력부(110)에 입력된 3차원 인체 영상의 일 지점에 위치시키고, 복수의 3차 베이지 곡선 각각이 지나는 3차원 인체 영상을 이루는 점들을 복수의 3차 베이지 곡선 각각에 매칭하고, 3차원 인체 영상을 이루는 점들이 매칭된 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 혈관 구조 유사도를 산출하고, 복수의 3차 베이지 곡선 중 일정한 값 이상의 혈관 구조 유사도를 갖는 3차 베이지 곡선들을 선택하고, 선택된 3차 베이지 곡선들을 그룹핑하고, 표시 장치(120)가 3차원 인체 영상에 그룹핑된 복수의 3차 베이지 곡선이 혈관으로서 표시되는 영상을 표시하게 한다.The control unit 130 generates a plurality of third beige curves, positions the start points of each of the plurality of third beige curves at one point of the three-dimensional human body image input to the input unit 110, The points of the three-dimensional human body image passing through each of the curves are matched to each of a plurality of third beige curves, the similarity degree of each of the plurality of third beige curves matched with the points constituting the three-dimensional human body image is calculated, Third beige curves having a blood vessel structural similarity greater than a certain value among the third beige curves are selected, and the selected third beige curves are grouped. When the display device 120 displays a plurality of third beige curves grouped into a three-dimensional human body image Thereby displaying an image displayed as a blood vessel.

이러한 제어부(130)에 대한 더욱 상세한 기능은 후술되는 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치의 혈관 검출 방법에 대한 설명에 의해 명확해질 것이다.A more detailed function of the controller 130 will be described with reference to a blood vessel detecting method of a blood vessel detecting apparatus according to an embodiment of the present invention described below.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치의 혈관 검출 방법을 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a blood vessel detecting method of a blood vessel detecting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치의 혈관 검출 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치의 혈관 검출 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a blood vessel detecting method of a blood vessel detecting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 7 illustrate a blood vessel detecting method of the blood vessel detecting apparatus according to an embodiment of the present invention .

도 3을 참조하면, 우선, 입력부(110)는 컴퓨터 단층 촬영 장치가 만든 3차원 인체 영상을 입력 받는다(301). 여기서, 입력부(110)는 컴퓨터 단층 촬영 장치에 직접 연결되어 3차원 인체 영상을 입력 받거나, 컴퓨터 단층 촬영 장치에 의해 3차원 인체 영상을 저장한 저장 장치로부터 입력 받을 수 있다.Referring to FIG. 3, first, the input unit 110 receives a three-dimensional human body image created by a computed tomography apparatus (301). Here, the input unit 110 may be directly connected to the computed tomography apparatus to receive a three-dimensional human body image, or may be input from a storage device storing a three-dimensional human body image by a computerized tomography apparatus.

제어부(130)는 도 4에서 도시되는 바와 같은 혈관의 구조와 유사한 복수의 3차 베이지 곡선(cubic bezier curves)을 생성한다(302).The controller 130 generates a plurality of cubic bezier curves 302 similar to the structure of the blood vessel as shown in FIG.

즉, 제어부(130)는 아래의 [수학식 1]과 같이 정의되는 3차 베이지 곡선 함수에 3차원 시작 점(start point)(P), [수학식 2]와 같이 정의되는 제1 및 제2 3차원 제어 점(control point)(C1, C2) 및 3차원 종점(end point)(E)을 대입하여 복수의 3차 베이지 곡선(B(t))을 생성한다.That is, the control unit 130 calculates a three-dimensional beige curve function defined by Equation (1) below as a three-dimensional start point (P), first and second A plurality of third-order beige curves B (t) are generated by substituting the three-dimensional control points (C 1 , C 2 ) and the three-dimensional end point (E)

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112015067679454-pat00157
Figure 112015067679454-pat00157

여기서, B(t)는 3차 베이지 곡선 함수이고, P는 3차원 시작 점이고, C1은 제1 3차원 제어 점이고, C2는 제2 3차원 제어 점이고, E는 3차원 종점이고, t는 변수이다.Here, B (t) is a tertiary beige curve function, P is a jeomyigo start 3d, C 1 is the end point the first three-dimensional control jeomyigo, C 2 is the second 3D control jeomyigo, E is 3-D, t is Variable.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112015067679454-pat00158
Figure 112015067679454-pat00158

삭제delete

삭제delete

여기서, C1은 구면 좌표계에서의 제1 3차원 제어 점이고, C2는 구면 좌표계에서의 제2 3차원 제어 점이고, E는 구면 좌표계에서의 3차원 종점이고,

Figure 112015067679454-pat00074
는 구면 좌표계에서의 편각이고,
Figure 112015067679454-pat00076
는 구면 좌표계에서의 방위각이고,
Figure 112015067679454-pat00078
는 구면 좌표계에서의 시작 점(P)에서의 거리이고,
Figure 112015067679454-pat00080
는 구면 좌표계에서의 시작 점(P)에서 종점(E)까지의 거리이고,
Figure 112015067679454-pat00082
와
Figure 112015067679454-pat00084
는 시작 점(P)에서 제1 3차원 제어점(C1)과 제2 3차원 제어점(C2) 집합을 구성하기 위한 범위를 정의하는 거리이다.Where C 1 is the first three-dimensional control point in the spherical coordinate system, C 2 is the second three-dimensional control point in the spherical coordinate system, E is the three-dimensional end point in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00074
Is the declination angle in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00076
Is the azimuth angle in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00078
Is the distance from the starting point P in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00080
Is the distance from the start point P to the end point E in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00082
Wow
Figure 112015067679454-pat00084
Dimensional control point (C1) and the second three-dimensional control point (C2) at the start point (P).

한편, 제어부(130)에 의해 생성된 3차 베이지 곡선(B(t))은 시작 점, 제어 점 및 종점이 3차원 공간 상의 점들로 이루어져3차원 상의 곡선이 된다.On the other hand, the third-order beige curve B (t) generated by the control unit 130 is a three-dimensional curve on the basis of the start point, the control point, and the end point.

그 다음, 제어부(130)는 도 5에서 도시되는 바와 같이, 복수의 3차 베이지 곡선(B(t)) 각각의 시작 점(P)이 3차원 인체 영상을 이루는 점들 중 어느 하나의 점에 일치시킨다(303).5, the control unit 130 determines whether or not the starting point P of each of the plurality of tertiary beige curves B (t) coincides with any one of the points constituting the three-dimensional human body image (303).

그 다음, 제어부(130)은 복수의 3차 베이지 곡선(B(t)) 각각이 지나는 3차원 인체 영상을 이루는 점들을 복수의 3차 베이지 곡선(B(t))에 매칭시킨다(304).Next, the control unit 130 matches the points constituting the three-dimensional human body image through each of the plurality of third beige curves B (t) to a plurality of third beige curves B (t) (304).

그 다음, 제어부(130)는 복수의 3차 베이지 곡선(B(t)) 각각이 지나는 3차원 인체 영상을 이루는 점들이 매칭된 복수의 3차 베이지 곡선(B(t)) 각각에 대한 혈관 구조 유사도를 산출한다(305).Next, the control unit 130 determines whether or not each of the plurality of third beige curves B (t) corresponding to the points forming the three-dimensional human body image passing through each of the plurality of third beige curves B (t) The degree of similarity is calculated (305).

즉, 제어부(130)는 아래의 [수학식 3]에 제1 내지 제3 혈관 구조 유사 파라미터를 대입하여 혈관 구조 유사도를 산출한다.That is, the control unit 130 substitutes the first to third blood vessel structure similar parameters into the following equation (3) to calculate the blood vessel structure similarity.

[수학식 3] &Quot; (3) "

Figure 112015060784308-pat00086
Figure 112015060784308-pat00086

여기서,

Figure 112015067679454-pat00087
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij)의 혈관 구조 유사도이고, w1, w2, w3는 실험적으로 얻어지는 가중치이고, s는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 상에 위치한 점들의 세기 표준 편차를 나타내는 제1 혈관 구조 유사 파라미터이고, d는 아래의 [수학식 4]와 같이 표현되는 제2 혈관 구조 유사 파라미터이고, l은 아래의 [수학식 5]와 같이 표현되는 제3 혈관 구조 유사 파라미터이다.here,
Figure 112015067679454-pat00087
Is the vasculature degree of similarity between an i-th third beige curve (c ij) with j points, w 1, w 2, w 3 is the experimental weight obtained by, s is the i-th third beige curve with j points (c ij ), d is a second vascular structure-like parameter represented by the following equation (4), and l is a second vascular structure similar parameter represented by the following equation 5]. ≪ / RTI >

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112015060784308-pat00089
Figure 112015060784308-pat00089

여기서, d는 제2 혈관 구조 유사 파라미터이고,

Figure 112015067679454-pat00090
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(ci) 상에 놓인 k번째 점의 세기 값이고,
Figure 112015067679454-pat00092
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 이전의 단계에서 추정된 곡선에 놓인 점들의 평균 세기 값이다.Here, d is the second vascular structure-like parameter,
Figure 112015067679454-pat00090
Is the intensity value of the k-th point lying on the i-th tertiary beige curve (c i ) having j points,
Figure 112015067679454-pat00092
Is the average intensity value of the points lying on the curve estimated at the stage before the i-th third beige curve (c ij ) having j points.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112015060784308-pat00094
Figure 112015060784308-pat00094

여기서, l은 제3 혈관 구조 유사 파라미터이고,

Figure 112015067679454-pat00095
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 상에서 k번째 점까지의 호의 길이이고,
Figure 112015067679454-pat00097
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 상에서 k+1번째 점까지의 호의 길이이다.Where l is the third vessel structural similarity parameter,
Figure 112015067679454-pat00095
Is the length of the arc up to the k-th point on the i-th tertiary beige curve (c ij ) having j points,
Figure 112015067679454-pat00097
Is the length of the arc up to the (k + 1) th point on the i-th tertiary beige curve (c ij ) having j points.

그 다음, 제어부(130)는 도 6에서 도시되는 바와 같이, 혈관 구조 유사도가 일정한 값 이상의 혈관 구조 유사도를 갖는 3차 베이지 곡선(B(t))들을 선택한다(306).Next, the control unit 130 selects (306) the tertiary beige curve B (t) having the vein structure similarity degree of which the blood vessel structure similarity degree is equal to or higher than a predetermined value, as shown in FIG.

그 다음, 제어부(130)는 선택된 3 차 베이지 곡선(B(t))들을 그룹핑한다(307).Next, the control unit 130 groups the selected third order beige curves B (t) (307).

그 다음, 제어부(130)는 도 7에서 도시되는 바와 같이, 표시 장치(120)가 3차원 인체 영상에 그룹핑된3 차 베이지 곡선(GB(t))들이 혈관으로서 표시되는 영상을 표시하게 한다(308).7, the control unit 130 causes the display device 120 to display an image in which the tertiary beige curves GB (t) grouped into a three-dimensional human body image are displayed as blood vessels ( 308).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 혈관 검출 장치 및 이의 혈관 검출 방법은 실제 혈관 구조와 유사한 3차원 공간 상에 놓이는 3차 베이지 곡선을 이용함으로써, 3차원 상에서 임의로 굽어진 혈관 및 검출하고 있는 혈관에서 분기된 분기 혈관을 정확하게 검출할 수 있게 된다.As described above, the blood vessel detecting apparatus and the blood vessel detecting method according to an embodiment of the present invention use a third-order beige curve lying on a three-dimensional space similar to an actual blood vessel structure, The branching blood vessel branching from the detected blood vessel can be accurately detected.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 혈관 검출 장치
110: 입력부
120: 표시 장치
130: 제어부100: blood vessel detection device
110: input unit
120: display device
130:

Claims (5)

컴퓨터 단층 촬영 장치가 만든 3차원 인체 영상을 입력 받는 입력부;
상기 3차원 인체 영상과 혈관을 표시하기 위한 표시 장치; 및
복수의 3차 베이지 곡선을 이용하여 상기 입력부에 입력된 상기 3차원 인체 영상에서 혈관을 검출하여 상기 표시 장치가 상기 3차원 인체 영상과 검출된 혈관을 표시하게 하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 복수의 3차 베이지 곡선을 생성하고, 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 시작 점을 상기 입력부에 입력된 상기 3차원 인체 영상의 일 지점에 위치시키고, 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각이 지나는 상기 3차원 인체 영상을 이루는 점들을 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각에 매칭하고, 상기 3차원 인체 영상을 이루는 점들이 매칭된 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 혈관 구조 유사도를 산출하고, 상기 복수의 3차 베이지 곡선 중 일정한 값 이상의 혈관 구조 유사도를 갖는 3차원 베이지 곡선들을 선택하고, 선택된 상기 3차 베이지 곡선들을 그룹핑하고, 상기 표시 장치가 상기 3차원 인체 영상에 상기 그룹핑된 3차 베이지 곡선이 혈관으로서 표시되는 영상을 표시하게 하는 것을 특징으로 하는,
혈관 검출 장치.An input unit for receiving a three-dimensional human body image created by a computer tomography apparatus;
A display device for displaying the three-dimensional human body image and blood vessels; And
And a control unit for detecting blood vessels in the 3D human body image input to the input unit using a plurality of third-order beige curves and causing the display unit to display the detected blood vessel with the 3D human body image,
Wherein the control unit generates the plurality of third beige curves, positions the start point of each of the plurality of third beige curves at one point of the three-dimensional human body image input to the input unit, Dimensional human body image to each of the plurality of third-order beige curves, calculates the similarity of the vein structures of each of the plurality of third-order beige curves matched with the points constituting the three-dimensional human body image Selecting three-dimensional beige curves having a blood vessel structural similarity greater than a predetermined value among the plurality of third-order beige curves, grouping the selected third-order beige curves, and displaying the three- And the beige curve displays an image displayed as a blood vessel.
Blood vessel detection device. 삭제delete 입력부가 컴퓨터 단층 촬영 장치가 만든 3차원 인체 영상을 입력 받는 단계;
제어부가 복수의 3차 베이지 곡선을 생성하는 단계;
상기 제어부가 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 시작 점을 상기 입력부에 입력된 상기 3차원 인체 영상의 일 지점에 위치시키는 단계;
상기 제어부가 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각이 지나는 상기 3차원 인체 영상을 이루는 점들을 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각에 매칭하는 단계;
상기 제어부가 상기 3차원 인체 영상을 이루는 점들이 매칭된 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 혈관 구조 유사도를 산출하는 단계;
상기 제어부가 상기 복수의 3차 베이지 곡선 중 일정한 값 이상의 혈관 구조 유사도를 갖는 3차 베이지 곡선들을 선택하는 단계;
상기 제어부가 상기 선택된 복수의 3차 베이지 곡선들을 그룹핑하는 단계;
상기 제어부가 표시 장치가 상기 3차원 인체 영상에 상기 그룹핑된 상기 3차 베이지 곡선들이 혈관으로서 표시되는 영상을 표시하게 하는 단계를 포함하는 혈관 검출 장치의 혈관 검출 방법.A step of receiving a three-dimensional human body image created by the input unit computed tomography apparatus;
The control unit generating a plurality of third-order beige curves;
Positioning the start point of each of the plurality of third beige curves at one point of the three-dimensional human body image input to the input unit;
Matching the points constituting the 3D human body image through each of the plurality of third beige curves to each of the plurality of third beige curves;
Calculating the similarity of the vein structures of each of the plurality of third beige curves matched with the points constituting the three-dimensional human body image;
The control unit selecting third beige curves having a blood vessel structural similarity greater than a predetermined value among the plurality of third beige curves;
Grouping the selected plurality of tertiary beige curves by the control unit;
Wherein the control unit causes the display unit to display an image in which the third-order beige curves grouped into the three-dimensional human body image are displayed as blood vessels. 청구항 3에 있어서,
상기 복수의 3차 베이지 곡선을 생성하는 단계는,
[수학식 1]과 같이 정의되는 3차 베이지 곡선 함수에 3차원 시작 점, [수학식 2]와 같이 정의되는 제1 및 제2 3차원 제어 점 및 3차원 종점을 대입하여 상기 복수의 3차 베이지 곡선을 생성하는 것을 특징으로 하는 혈관 검출 장치의 혈관 검출 방법.
[수학식 1]
Figure 112015067679454-pat00159

여기서, B(t)는 3차 베이지 곡선 함수이고, P는 3차원 시작 점이고, C1은 제1 3차원 제어 점이고, C2는 제2 3차원 제어 점이고, E는 3차원 종점이고, t는 변수이다.
[수학식 2]
Figure 112015067679454-pat00160

여기서, C1은 구면 좌표계에서의 제1 3차원 제어 점이고, C2는 구면 좌표계에서의 제2 3차원 제어 점이고, E는 구면 좌표계에서의 3차원 종점이고,
Figure 112015067679454-pat00123
는 구면 좌표계에서의 편각이고,
Figure 112015067679454-pat00125
는 구면 좌표계에서의 방위각이고,
Figure 112015067679454-pat00127
는 구면 좌표계에서의 시작 점(P)에서의 거리이고,
Figure 112015067679454-pat00129
는 구면 좌표계에서의 시작 점(P)에서 종점(E)까지의 거리이고,
Figure 112015067679454-pat00131
와
Figure 112015067679454-pat00133
는 시작 점(P)에서 제1 3차원 제어점(C1)과 제2 3차원 제어점(C2) 집합을 구성하기 위한 범위를 정의하는 거리이다.The method of claim 3,
Wherein the step of generating the plurality of tertiary beige curves comprises:
The first and second three-dimensional control points and the three-dimensional end point defined by the following formula (2) are substituted into the third-order beige curve function defined by the following formula (1) And generating a beige curve based on the detection result.
[Equation 1]
Figure 112015067679454-pat00159

Here, B (t) is a tertiary beige curve function, P is a jeomyigo start 3d, C 1 is the end point the first three-dimensional control jeomyigo, C 2 is the second 3D control jeomyigo, E is 3-D, t is Variable.
&Quot; (2) "
Figure 112015067679454-pat00160

Where C 1 is the first three-dimensional control point in the spherical coordinate system, C 2 is the second three-dimensional control point in the spherical coordinate system, E is the three-dimensional end point in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00123
Is the declination angle in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00125
Is the azimuth angle in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00127
Is the distance from the starting point P in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00129
Is the distance from the start point P to the end point E in the spherical coordinate system,
Figure 112015067679454-pat00131
Wow
Figure 112015067679454-pat00133
Dimensional control point (C1) and the second three-dimensional control point (C2) at the start point (P). 청구항 3에 있어서,
상기 3차원 인체 영상을 이루는 점들이 매칭된 상기 복수의 3차 베이지 곡선 각각의 혈관 구조 유사도를 산출하는 단계는,
[수학식 3]에 제1 내지 제3 혈관 구조 유사 파라미터를 대입하여 산출하는 것을 특징으로 하는 혈관 검출 장치의 혈관 검출 방법.
[수학식 3]
Figure 112015067679454-pat00135

여기서,
Figure 112015067679454-pat00136
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij)의 혈관 구조 유사도이고, w1, w2, w3는 실험적으로 얻어지는 가중치이고, s는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 상에 위치한 점들의 세기 표준 편차를 나타내는 제1 혈관 구조 유사 파라미터이고, d는 아래의 [수학식 4]와 같이 표현되는 제2 혈관 구조 유사 파라미터이고, l은 아래의 [수학식 5]와 같이 표현되는 제3 혈관 구조 유사 파라미터이다.
[수학식 4]
Figure 112015067679454-pat00138

여기서, d는 제2 혈관 구조 유사 파라미터이고,
Figure 112015067679454-pat00139
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(ci) 상에 놓인 k번째 점의 세기 값이고,
Figure 112015067679454-pat00141
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 이전의 단계에서 추정된 곡선에 놓인 점들의 평균 세기 값이다.
[수학식 5]
Figure 112015067679454-pat00143

여기서, l은 제3 혈관 구조 유사 파라미터이고,
Figure 112015067679454-pat00144
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 상에서 k번째 점까지의 호의 길이이고,
Figure 112015067679454-pat00146
는 j개의 점을 갖는 i번째 3차 베이지 곡선(cij) 상에서 k+1번째 점까지의 호의 길이이다.
The method of claim 3,
The step of calculating the similarity of the vein structures of each of the plurality of third beige curves matched with the points constituting the three-dimensional human body image,
Wherein the first to third blood vessel structure similar parameters are substituted into Equation (3).
&Quot; (3) "
Figure 112015067679454-pat00135

here,
Figure 112015067679454-pat00136
Is the vasculature degree of similarity between an i-th third beige curve (c ij) with j points, w 1, w 2, w 3 is the experimental weight obtained by, s is the i-th third beige curve with j points (c ij ), d is a second vascular structure-like parameter represented by the following equation (4), and l is a second vascular structure similar parameter represented by the following equation 5]. ≪ / RTI >
&Quot; (4) "
Figure 112015067679454-pat00138

Here, d is the second vascular structure-like parameter,
Figure 112015067679454-pat00139
Is the intensity value of the k-th point lying on the i-th tertiary beige curve (c i ) having j points,
Figure 112015067679454-pat00141
Is the average intensity value of the points lying on the curve estimated at the stage before the i-th third beige curve (c ij ) having j points.
&Quot; (5) "
Figure 112015067679454-pat00143

Where l is the third vessel structural similarity parameter,
Figure 112015067679454-pat00144
Is the length of the arc up to the k-th point on the i-th tertiary beige curve (c ij ) having j points,
Figure 112015067679454-pat00146
Is the length of the arc up to the (k + 1) th point on the i-th tertiary beige curve (c ij ) having j points.
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