KR20250070931A - Method, appatus, and computer program for creating artificial intelligence models to predict blood flow data - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예를 따르는 서버에서, 혈류 데이터를 예측하는 인공지능 모델을 생성하는 방법은, 혈류 예측 모델의 구조를 설정하는 단계; 3차원 의료 이미지로부터 주요 혈관에 대응하는 포인트 클라우드 형태의 혈관 데이터를 생성하고, 상기 혈관 데이터의 경계 영역을 특정하고, 상기 경계 영역의 혈류 값을 획득하고, 임의의 영역에 대한 포인트 클라우드의 위치 및 상기 영역 경계의 혈류 값을 상기 혈류 예측 모델의 학습 데이터로 마련하는 단계; 및 상기 경계 영역이 아닌 다른 영역의 혈류값을 레이블 또는 마스크로 설정하여 상기 혈류 예측 모델을 학습하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In a server according to an embodiment of the present invention, a method for generating an artificial intelligence model for predicting blood flow data is characterized by including the steps of: setting a structure of a blood flow prediction model; generating blood vessel data in the form of a point cloud corresponding to a major blood vessel from a three-dimensional medical image, specifying a boundary area of the blood vessel data, obtaining a blood flow value of the boundary area, and providing a location of a point cloud for an arbitrary area and a blood flow value of the boundary area as learning data of the blood flow prediction model; and setting a blood flow value of an area other than the boundary area as a label or mask to learn the blood flow prediction model.
Description
본 발명은 혈류 데이터를 예측하는 인공지능 모델을 생성하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. The present invention relates to a method, device and computer program for generating an artificial intelligence model for predicting blood flow data.
현대 의학에서 효과적인 질병의 진단 및 환자의 치료를 위해 의료 영상은 매우 중요한 도구이다. 또한, 영상 기술의 발달로 더욱 정교한 의료 영상 데이터가 생성되게 되었다. 이에 따라 데이터의 양이 점차 방대해지고 있어 의료 영상 데이터를 인간의 시각에 의존하여 분석하는 데 어려움이 많다. 이에, 최근 십여 년 동안 임상 의사 결정 지원 시스템 및 컴퓨터 보조 판독 시스템은 의료 영상 자동 분석에 있어서 필수적인 역할을 수행하여 왔다.In modern medicine, medical images are very important tools for effective disease diagnosis and patient treatment. In addition, with the development of imaging technology, more sophisticated medical image data has been generated. Accordingly, the amount of data is becoming increasingly large, making it difficult to analyze medical image data by relying on human vision. Accordingly, clinical decision support systems and computer-aided interpretation systems have played an essential role in automatic medical image analysis over the past decade.
종래의 임상 의사 결정 지원 시스템 또는 컴퓨터 보조 판독 시스템은 병변 영역을 검출하여 표시하거나 판독 정보를 의료진 또는 의료 종사자 등(이하 사용자)에게 제공하는 기능을 수행한다. Conventional clinical decision support systems or computer-aided interpretation systems perform the function of detecting and displaying lesion areas or providing interpretation information to medical staff or medical practitioners (hereinafter referred to as users).
일례로, 한국 공개특허 제10-2017-0017614호에 개시된 '의료 영상 기반의 질환 진단 정보 산출 방법 및 장치'에서는, 분석 대상 객체가 촬영된 관심 영역을 검출하고, 변동계수를 산출하고, 변동계수 이미지를 작성하고 이를 기준 샘플과 비교하는 단계를 포함하고 컴퓨터 단층 촬영 장치 및 초음파 영상 촬영 장치 등을 통해 획득된 의료 영상을 활용하여 환자의 질환 정도를 진단하는 효과를 언급하고 있다.For example, in the 'Method and device for generating disease diagnosis information based on medical images' disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2017-0017614, the method includes detecting a region of interest in which an analysis target object is photographed, calculating a coefficient of variation, creating a coefficient of variation image, and comparing it with a reference sample, and mentions the effect of diagnosing the degree of a patient's disease by utilizing medical images acquired through a computed tomography device, an ultrasound imaging device, etc.
근래에 딥러닝(Deep Learning)과 같은 기계 학습(Machine Learning)을 기반으로 하는 인공지능(Artificial Intelligence; AI) 기술은 의료 영상을 분석하고 프로세싱하는 분야에서 비약적인 발전을 가져오고 있다. 의료 영상에서의 딥러닝 기술은 이미지 분석, 진단, 치료, 예측 등 다양한 작업에 적용된다. 예를 들어 딥러닝 기반의 보조 진단 시스템은 뇌혈관 질환, 예컨대 뇌동맥류와 같은 질환을 진단하는데 적용되고 있다. Recently, artificial intelligence (AI) technology based on machine learning such as deep learning has made great strides in the field of analyzing and processing medical images. Deep learning technology in medical images is applied to various tasks such as image analysis, diagnosis, treatment, and prediction. For example, deep learning-based auxiliary diagnosis systems are being applied to diagnosing cerebrovascular diseases such as cerebral aneurysms.
본 발명은 혈류 데이터를 예측하기 위한 인공지능 모델의 생성 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. 나아가 본 발명은 혈관 그래프와 상기 인공지능 모델을 이용하여 혈류 데이터를 예측하는 시스템 및 이의 실행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 3차원 혈관 이미지로부터 주요 혈관에 대한 좌표와 구조 정보가 포함된 혈관 그래프를 생성 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. The present invention aims to provide a method for generating an artificial intelligence model for predicting blood flow data. Furthermore, the present invention aims to provide a system for predicting blood flow data using a blood vessel graph and the artificial intelligence model, and a method for executing the same. In addition, the present invention aims to provide a method for generating a blood vessel graph including coordinates and structural information for major blood vessels from a three-dimensional blood vessel image.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The purposes of the present invention are not limited to the purposes mentioned above, and other purposes and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. In addition, it will be easily understood that the purposes and advantages of the present invention can be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
본 발명의 실시예를 따르는 서버에서, 혈류 데이터를 예측하는 인공지능 모델을 생성하는 방법은, 혈류 예측 모델의 구조를 설정하는 단계; 3차원 의료 이미지로부터 주요 혈관에 대응하는 포인트 클라우드 형태의 혈관 데이터를 생성하고, 상기 혈관 데이터의 경계 영역을 특정하고, 상기 경계 영역의 혈류 값을 획득하고, 임의의 영역에 대한 포인트 클라우드의 위치 및 상기 영역 경계의 혈류 값을 상기 혈류 예측 모델의 학습 데이터로 마련하는 단계; 및 상기 경계 영역이 아닌 다른 영역의 혈류값을 레이블 또는 마스크로 설정하여 상기 혈류 예측 모델을 학습하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In a server according to an embodiment of the present invention, a method for generating an artificial intelligence model for predicting blood flow data is characterized by including the steps of: setting a structure of a blood flow prediction model; generating blood vessel data in the form of a point cloud corresponding to a major blood vessel from a three-dimensional medical image, specifying a boundary area of the blood vessel data, obtaining a blood flow value of the boundary area, and providing a location of a point cloud for an arbitrary area and a blood flow value of the boundary area as learning data of the blood flow prediction model; and setting a blood flow value of an area other than the boundary area as a label or mask to learn the blood flow prediction model.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 혈류 데이터를 예측하기 위한 인공지능 모델을 생성할 수 있다. 나아가 본 발명에 의하면 3차원 혈관 이미지로부터 주요 혈관에 대한 좌표와 구조 정보가 포함된 혈관 그래프를 생성하고, 상기 혈관 그래프와 혈류 예측 인공지능 모델을 이용하여 혈류 데이터를 연산할 수 있다. According to the present invention as described above, an artificial intelligence model for predicting blood flow data can be generated. Furthermore, according to the present invention, a blood vessel graph including coordinates and structural information for major blood vessels can be generated from a three-dimensional blood vessel image, and blood flow data can be calculated using the blood vessel graph and the blood flow prediction artificial intelligence model.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 데이터 예측 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 데이터 예측 시스템의 일 동작을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 데이터 예측 시스템의 일 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 의료 이미지 처리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 의료 이미지 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈관 그래프 생성 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10 내지 도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈관 그래프 생성 장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 예측을 위한 인공지능 모델의 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 내지 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 예측을 위한 인공지능 모델의 구조 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따르는 혈류를 예측하는 인공지능 모델을 생성하는 서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 1 is a diagram for explaining a blood flow data prediction system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an operation of a blood flow data prediction system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining an operation of a blood flow data prediction system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating one embodiment of a three-dimensional medical image processing method according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 5 to 8 are exemplary diagrams for explaining the operation of a three-dimensional medical image processing device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart illustrating one embodiment of a method for generating a blood vessel graph according to one embodiment of the present invention.
Figures 10 to 14 are exemplary diagrams for explaining the operation of a blood vessel graph generation device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining a method for generating an artificial intelligence model for blood flow prediction according to one embodiment of the present invention.
Figures 16 and 17 are drawings for explaining the structure and operation of an artificial intelligence model for blood flow prediction according to one embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram illustrating the configuration of a server that generates an artificial intelligence model for predicting blood flow according to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-mentioned objects, features and advantages will be described in detail below with reference to the attached drawings, so that those with ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is judged that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 예측 시스템을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a drawing for explaining a blood flow prediction system according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 혈류 예측 시스템은 3차원 의료 이미지 처리 장치(100), 혈관 그래프 생성 장치(200) 및 혈류 예측 장치 (300)를 포함한다. 도 1에서는 혈류 예측 시스템이 복수의 장치를 포함하는 것으로 도시되어 있지만 이는 설명의 편의를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되어 해석될 수 없다. 즉, 본 발명의 실시예를 따르는 혈류 예측 시스템은 각 기능을 수행하는 모듈이 단수 또는 복수의 장치에서 실행되거나 또는 가상화 환경에서 실행될 수 있다. Referring to FIG. 1, the blood flow prediction system includes a three-dimensional medical image processing device (100), a blood vessel graph generation device (200), and a blood flow prediction device (300). Although the blood flow prediction system is illustrated as including a plurality of devices in FIG. 1, this is for convenience of explanation and the present invention cannot be interpreted as being limited thereto. That is, the blood flow prediction system according to an embodiment of the present invention may be executed in a single or multiple devices for each function, or may be executed in a virtualized environment.
3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 3차원 의료 이미지로부터 주요 혈관에 대한 3차원 혈관 이미지를 생성할 수 있다. A 3D medical image processing device (100) can generate a 3D blood vessel image of a major blood vessel from a 3D medical image.
먼저, 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 3차원 의료 이미지를 수신하면 3차원 의료 이미지의 픽셀 값을 분석하여 혈관 픽셀 포인트 및 좌표를 추출할 수 있다. 예를 들어 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 3차원 의료 이미지에서 임의의 픽셀 값이 미리 설정된 임계 값 이상인 경우 혈관에 해당하는 것으로 판단하고 혈관 픽셀 포인트를 특정하고 혈관 픽셀 포인트의 좌표 정보를 추출할 수 있다. First, when the 3D medical image processing device (100) receives a 3D medical image, it can analyze the pixel values of the 3D medical image to extract blood vessel pixel points and coordinates. For example, when any pixel value in the 3D medical image is greater than a preset threshold value, the 3D medical image processing device (100) can determine that it corresponds to a blood vessel, specify a blood vessel pixel point, and extract coordinate information of the blood vessel pixel point.
상기의 실시예에서, 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 픽셀 값이 미리 결정된 임계 값 이상이면 해당 픽셀의 좌표를 추출하고, 픽셀 좌표를 이용하여 혈관 픽셀 좌표 테이블을 생성할 수 있다. 이후 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 혈관 픽셀 좌표 테이블을 기초로 혈관 포인트를 좌표계 상에 표시하여 전체 혈관의 좌표계를 생성할 수 있다. In the above embodiment, the 3D medical image processing device (100) can extract the coordinates of a pixel if the pixel value is greater than or equal to a predetermined threshold value, and can create a blood vessel pixel coordinate table using the pixel coordinates. Thereafter, the 3D medical image processing device (100) can display blood vessel points on a coordinate system based on the blood vessel pixel coordinate table to create a coordinate system of the entire blood vessel.
3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 좌표계 상에 표시된 혈관 픽셀 포인트에서 주요 혈관 부분을 크롭(crop)할 수 있다. A 3D medical image processing device (100) can crop a major blood vessel portion from a blood vessel pixel point displayed on a coordinate system.
이후 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 혈관 픽셀 포인트에 대한 클러스터링을 수행하고 노이즈 및/또는 미세 혈관 픽셀을 필터링할 수 있다. Thereafter, the 3D medical image processing device (100) can perform clustering on blood vessel pixel points and filter out noise and/or fine blood vessel pixels.
본 발명의 실시예를 따르면, 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 혈관 픽셀 포인트의 거리, 밀도 및/또는 속성 정보 중 적어도 하나 이상을 기반으로 클러스터링을 수행하여 혈관 픽셀 포인트를 클러스터로 그룹화할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a three-dimensional medical image processing device (100) can group blood vessel pixel points into clusters by performing clustering based on at least one of distance, density, and/or attribute information of blood vessel pixel points.
이후 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 임의의 클러스터에 포함된 혈관 픽셀 포인트 개수를 임계값과 비교하여 임계값 이하인 클러스터를 삭제하는 제1 필터링을 수행할 수 있다. 필터링은 혈관 포인트 개수가 임계값 이하인 클러스터에 해당하는 픽셀 포인트를 혈관 좌표계에서 제거하는 방식으로 수행할 수 있다. 이를 통해 주요 혈관 주변의 노이즈를 제거할 수 있다.Thereafter, the 3D medical image processing device (100) can perform first filtering to compare the number of blood vessel pixel points included in any cluster with a threshold value and delete clusters that are less than the threshold value. Filtering can be performed by removing pixel points corresponding to clusters that have a number of blood vessel points less than the threshold value from the blood vessel coordinate system. Through this, noise around major blood vessels can be removed.
3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 제1 필터링된 혈관 픽셀 포인트에 대해 이들의 거리, 밀도 및 속성 정보 중 적어도 하나를 기반으로 클러스터링을 다시 수행하여 혈관 픽셀 포인트를 클러스터로 그룹화할 수 있다. A 3D medical image processing device (100) can group blood vessel pixel points into clusters by re-clustering the first filtered blood vessel pixel points based on at least one of their distance, density, and attribute information.
이후 3차원 이미지 처리 장치(100)는 임의의 클러스터에 포함된 혈관 픽셀 포인트를 제외하고 나머지 클러스터를 삭제하는 제2 필터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 필터링은 가장 큰 클러스터 이외의 클러스터에 해당하는 픽셀 포인트를 혈관 좌표계에서 제거하는 방식으로 수행할 수 있다. 이를 통해 미세 혈관을 제거할 수 있다. Thereafter, the 3D image processing device (100) can perform a second filtering operation to delete the remaining clusters except for the blood vessel pixel points included in any cluster. For example, the filtering operation can be performed by removing pixel points corresponding to clusters other than the largest cluster from the blood vessel coordinate system. This can remove microvessels.
본 발명의 다른 실시예를 따르면 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 혈관 픽셀 포인트의 클러스터링 및/또는 필터링을 다양한 알고리즘을 사용하여 수행할 수 있으며, 본 발명은 클러스터링 및/또는 필터링 알고리즘을 제한하여 해석될 수 없다. According to another embodiment of the present invention, a three-dimensional medical image processing device (100) can perform clustering and/or filtering of blood vessel pixel points using various algorithms, and the present invention cannot be interpreted by limiting the clustering and/or filtering algorithms.
예를 들어. 혈관 픽셀 포인트를 K개의 클러스터로 그룹화하며, 각 클러스터의 중심을 계산하고 혈관 픽셀 포인트를 가장 가까운 중심을 가지는 클러스터에 할당하는 방식으로 클러스터링을 수행할 수 있다. 또 다른 예로 혈관 픽셀 포인트에 대한 유사도 행렬을 이용하여 클러스터를 형성할 수도 있다. 이후 클러스터를 수정하거나 제거하는 방식으로 혈관 주변의 노이즈, 미세 혈관에 대한 필터링을 수행할 수 있다. For example, clustering can be performed by grouping blood vessel pixel points into K clusters, calculating the center of each cluster, and assigning the blood vessel pixel points to the cluster with the closest center. Another example is to form clusters using a similarity matrix for blood vessel pixel points. Afterwards, filtering for noise and microvessels around blood vessels can be performed by modifying or removing clusters.
본 발명의 실시예에 따라 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)가 클러스터링을 통한 필터링을 수행하면 노이즈 및 미세 혈관이 제거된 혈관 픽셀 포인트가 혈관 좌표계에 형성되며, 이를 통해 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 3차원 혈관 이미지를 생성할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, when a 3D medical image processing device (100) performs filtering through clustering, blood vessel pixel points with noise and fine blood vessels removed are formed in a blood vessel coordinate system, and through this, the 3D medical image processing device (100) can generate a 3D blood vessel image.
혈관 그래프 생성 장치(200)는 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)에서 생성한 3차원 혈관 이미지를 기반으로 혈관 그래프를 생성할 수 있다. A blood vessel graph generation device (200) can generate a blood vessel graph based on a three-dimensional blood vessel image generated by a three-dimensional medical image processing device (100).
혈관 그래프 생성 장치(200)는 3차원 혈관 이미지를 복수의 레이어로 분할하고, 각 레이어 별 혈관 픽셀 포인트의 좌표 값을 확인할 수 있다. 이때 레이어는 2차원으로 생성하는 것이 적절하다. The blood vessel graph generation device (200) can divide a three-dimensional blood vessel image into multiple layers and check the coordinate values of blood vessel pixel points for each layer. At this time, it is appropriate to generate the layers in two dimensions.
이후 혈관 그래프 생성 장치(200)는 각 레이어 별 혈관 픽셀 포인트를 그룹핑할 수 있다. 각 레이어의 혈관 픽셀 포인트 그룹은 실제 혈관의 일 단면에 해당할 수 있다. Thereafter, the blood vessel graph generation device (200) can group blood vessel pixel points for each layer. The blood vessel pixel point group of each layer can correspond to a cross-section of an actual blood vessel.
이후 혈관 그래프 생성 장치 (200)는 각 그룹의 무게 중심을 계산할 수 있다. 이는 혈관 그래프의 노드를 생성하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예를 따르는 혈관 그래프의 노드는 각 레이어 별 혈관 픽셀 포인트 그룹의 무게 중심으로 설정할 수 있다. 본 발명의 실시예를 따르는 혈관 그래프에서 노드는 실제 혈관의 중심에 해당할 수 있으며, 혈관 그래프의 노드의 반지름은 실제 혈관의 반지름으로 설정하는 것이 적절하다. Thereafter, the blood vessel graph generation device (200) can calculate the center of gravity of each group. This is for generating nodes of the blood vessel graph, and the nodes of the blood vessel graph according to the embodiment of the present invention can be set as the center of gravity of the blood vessel pixel point group for each layer. In the blood vessel graph according to the embodiment of the present invention, the nodes can correspond to the centers of actual blood vessels, and it is appropriate to set the radius of the nodes of the blood vessel graph to the radius of the actual blood vessel.
이후 혈관 그래프 생성 장치(200)는 혈관 그래프 노드들의 연결 정보 (connectivity)를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 임의의 레이어의 혈관 픽셀 포인트의 제1 그룹과 상기 레이어와 인접한 다른 레이어의 혈관 픽셀 포인트의 제2 그룹에 교집합이 있는지를 기준으로 제1 그룹에 대한 노드와 제2 그룹에 대한 노드에 연결 정보를 생성할 수 있다. 각 레이어의 혈관 픽셀 포인트 그룹은 실제 혈관의 일 단면에 해당하며, 인접한 레이어와 교집합이 있다면 실제 혈관이 연결됐기 때문이다.Thereafter, the blood vessel graph generation device (200) can generate connection information (connectivity) of blood vessel graph nodes. More specifically, connection information can be generated for nodes for the first group and nodes for the second group based on whether there is an intersection between a first group of blood vessel pixel points of an arbitrary layer and a second group of blood vessel pixel points of another layer adjacent to the layer. The blood vessel pixel point group of each layer corresponds to a cross-section of an actual blood vessel, and if there is an intersection with an adjacent layer, it is because the actual blood vessel is connected.
이를 통해 혈관 그래프 생성 장치 (200)는 3차원 혈관 이미지에서 노드와 연결 정보를 생성하고 혈관 그래프를 생성할 수 있다. 나아가 혈관 그래프 생성 장치 (200)는 혈관 그래프에서 실제 혈관 반지름을 계산하여 노드 반지름으로 설정할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 실시예를 따라 작성된 혈관 그래프는 혈관의 분기, 연결, 크기 및 위치와 같은 특성이 반영될 수 있다. 이에 대한 구체적인 방법은 첨부된 도면에 대한 설명에서 후술된다. Through this, the blood vessel graph generation device (200) can generate node and connection information from a 3D blood vessel image and generate a blood vessel graph. Furthermore, the blood vessel graph generation device (200) can calculate an actual blood vessel radius from the blood vessel graph and set it as a node radius. Through this, a blood vessel graph created according to an embodiment of the present invention can reflect characteristics such as branching, connection, size, and location of blood vessels. A specific method for this will be described later in the description of the attached drawings.
혈류 예측 장치(300)는 혈관 그래프를 기반으로 임의의 지점의 혈류를 예측할 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 실시예를 따르면, 혈류 예측 장치(300)는 관심 영역 혈관 그래프의 각 노드의 위치와 반지름 정보를 이용하여 임의의 노드의 압력을 예측하는 혈류 예측 모델을 생성할 수 있다. 본 발명의 실시예를 따르는 혈류 예측 모델의 생성 방법은 첨부된 도면에 대한 설명과 함께 후술된다. The blood flow prediction device (300) can predict blood flow at an arbitrary point based on a blood vessel graph. To this end, according to an embodiment of the present invention, the blood flow prediction device (300) can generate a blood flow prediction model that predicts the pressure of an arbitrary node by using the location and radius information of each node of the blood vessel graph of the region of interest. A method for generating a blood flow prediction model according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the attached drawings.
혈류 예측 모델이 준비되면, 혈류 예측 장치(300)는 관심 영역의 혈관 그래프를 특정할 수 있다. 혈류 예측 장치(300)는 관심 영역 혈관 그래프의 종단에 위치한 경계 노드와 안쪽에 위치한 다른 노드를 구분하고, 경계 노드와 다른 노드의 위치 (x,y,z) 및 노드 반지름(r) 정보와 함께 경계 노드의 압력 값 (p)을 획득하여 이를 상기 모델에 입력할 수 있다.When the blood flow prediction model is prepared, the blood flow prediction device (300) can specify a blood vessel graph of the region of interest. The blood flow prediction device (300) can distinguish a boundary node located at the end of the blood vessel graph of the region of interest and another node located inside, and can obtain a pressure value (p) of the boundary node together with information on the location (x, y, z) and node radius (r) of the boundary node and the other node and input this into the model.
혈류 예측 모델은 임의의 노드 (쿼리 노드)의 압력을 예측하고 이를 출력할 수 있으며, 혈류 예측 장치(300)는 임의의 지점의 혈류를 예측할 수 있다. The blood flow prediction model can predict and output the pressure of an arbitrary node (query node), and the blood flow prediction device (300) can predict the blood flow of an arbitrary point.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 데이터 예측 시스템의 일 동작을 도시한 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an operation of a blood flow data prediction system according to one embodiment of the present invention.
본 출원의 일 실시예에 따른 혈류 예측 시스템은 혈류를 예측하는 인공지능 모델 (혈류 예측 모델)을 이용하여, 임의의 영역의 혈류 데이터를 예측할 수 있다. A blood flow prediction system according to one embodiment of the present application can predict blood flow data of an arbitrary area by using an artificial intelligence model (blood flow prediction model) that predicts blood flow.
보다 구체적으로 혈류 예측 시스템은 3차원 의료 이미지로부터 혈관 그래프를 추출할 수 있다. 상기 혈관 그래프는 포인트 클라우드(Point Cloud) 형태이며 포인트들(또는 노드들)을 연결한 1D Network 형태로 구성될 수 있으며, 혈관을 구성하는 노드의 x 좌표, y 좌표, 및 z 좌표로 구성된 좌표 값과 실제 혈관 반지름에 해당하는 노드의 반지름 (r) 정보를 포함할 수 있다. More specifically, the blood flow prediction system can extract a blood vessel graph from a 3D medical image. The blood vessel graph is in the form of a point cloud and can be configured in the form of a 1D network connecting points (or nodes), and can include coordinate values configured as x-coordinates, y-coordinates, and z-coordinates of nodes constituting the blood vessel, and information on the radius (r) of the node corresponding to the actual blood vessel radius.
나아가 혈류 예측 시스템은 혈관 그래프를 학습이 완료된 혈류 예측 모델에 입력할 수 있다. 혈류 예측 모델의 학습 및 구조에 대한 설명은 첨부된 도 15내지 17와 관련하여 보다 구체적으로 후술된다. Furthermore, the blood flow prediction system can input a blood vessel graph into a blood flow prediction model whose learning has been completed. The learning and structure of the blood flow prediction model are described in more detail later with reference to the attached Figures 15 to 17.
혈류 예측 시스템은 혈류 예측 모델의 출력 값을 통해 임의의 지점의 혈압 등 혈류 데이터를 예측할 수 있다. 예를 들어, 혈관 그래프에서 임의의 영역이 특정되면, 혈류 예측 시스템은 해당 영역의 경계를 확인하고, 혈관 그래프에서 경계 노드와 다른 노드의 위치 (x,y,z) 및 노드 반지름(r) 정보를 획득하고, 측정 또는 연산을 통해 경계 노드의 압력값 (p)을 획득하여 이를 혈류 예측 모델에 입력할 수 있다. 혈류 예측 모델은 임의의 노드 (쿼리 노드)의 압력을 예측하고 이를 출력할 수 있으며, 이를 통해 혈류 예측 시스템은 임의의 지점의 혈류를 예측할 수 있다. The blood flow prediction system can predict blood flow data such as blood pressure at an arbitrary point through the output value of the blood flow prediction model. For example, when an arbitrary region is specified in a blood vessel graph, the blood flow prediction system can identify the boundary of the region, obtain the location (x, y, z) and node radius (r) information of the boundary node and other nodes in the blood vessel graph, and obtain the pressure value (p) of the boundary node through measurement or calculation and input it into the blood flow prediction model. The blood flow prediction model can predict the pressure of an arbitrary node (query node) and output it, and through this, the blood flow prediction system can predict blood flow at an arbitrary point.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 데이터 예측 시스템의 일 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 3 is a diagram for explaining an operation of a blood flow data prediction system according to one embodiment of the present invention.
본 출원의 일 실시예에 따른 혈류 예측 시스템은 3차원 의료 이미지를 획득하고, 혈관 픽셀 포인트를 추출하여 3차원 혈관 이미지를 생성할 수 있다. 이후 사용자 입력을 통해 관심 영역을 특정하고, 관심 영역의 혈관 그래프를 생성할 수 있다. A blood flow prediction system according to one embodiment of the present application can acquire a three-dimensional medical image, extract blood vessel pixel points, and generate a three-dimensional blood vessel image. Thereafter, a region of interest can be specified through user input, and a blood vessel graph of the region of interest can be generated.
본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 예측 시스템은 3차원 의료 이미지를 획득하고, 혈관 픽셀 포인트를 추출하여 3차원 혈관 이미지를 생성하고, 3차원 혈관 이미지를 이용하여 혈관 그래프를 생성할 수 있다. 이후 사용자 입력을 통해 관심 영역을 특정하고, 미리 생성한 혈관 그래프에서 관심 영역을 추출할 수 있다. A blood flow prediction system according to one embodiment of the present invention can acquire a three-dimensional medical image, extract blood vessel pixel points to generate a three-dimensional blood vessel image, and generate a blood vessel graph using the three-dimensional blood vessel image. Thereafter, a region of interest can be specified through user input, and the region of interest can be extracted from a pre-generated blood vessel graph.
관심 영역의 혈관 그래프는 포인트 클라우드(Point Cloud) 형태이며 포인트들(또는 노드들)을 연결한 1D Network 형태로 구성될 수 있으며, 혈관을 구성하는 노드의 x 좌표, y 좌표, 및 z 좌표로 구성된 좌표 값과 실제 혈관 반지름에 해당하는 노드의 반지름 (r) 정보를 포함할 수 있다. The blood vessel graph of the region of interest is in the form of a point cloud and can be configured in the form of a 1D network connecting points (or nodes), and can include coordinate values composed of the x-coordinate, y-coordinate, and z-coordinate of the nodes constituting the blood vessel, and information on the radius (r) of the node corresponding to the actual blood vessel radius.
나아가 혈류 예측 시스템은 관심 영역 경계의 실제 혈류 데이터 (도 3에서 경계값 p)를 획득할 수 있다. 관심 영역 경계의 실제 혈류 데이터는 예를 들어 관심 영역 경계의 혈압 데이터일 수 있으며, 이는 측정값 또는 알고리즘으로 연산된 예측 값 일 수 있다. Furthermore, the blood flow prediction system can obtain actual blood flow data (boundary value p in Fig. 3) of the boundary of the region of interest. The actual blood flow data of the boundary of the region of interest can be, for example, blood pressure data of the boundary of the region of interest, which can be a measured value or a predicted value calculated by an algorithm.
혈류 예측 시스템은 학습이 완료된 혈류 예측 모델에 관심 영역 혈관 그래프 및 경계 값을 입력하여 임의의 부위에 대한 혈류 데이터를 예측할 수 있다. 예를 들어, 혈류 예측 시스템은 관심 영역의 혈관 그래프에서 경계 노드 및 다른 노드의 위치와 노드 반지름 (x,y,z,r)정보와 함께 경계 값 (p)을 혈류 예측 모델에 입력할 수 있다. 관심 영역에서 임의의 지점이 쿼리 노드로 특정되면, 혈류 예측 모델은 해당 쿼리 노드의 혈류 데이터(P)를 예측할 수 있으며, 이를 통해 혈류 예측 시스템은 임의의 지점의 혈류, 예를 들어 압력과 혈류속도 및 유량을 예측할 수 있다. The blood flow prediction system can predict blood flow data for an arbitrary region by inputting a region of interest blood vessel graph and boundary values into a blood flow prediction model for which learning has been completed. For example, the blood flow prediction system can input the boundary value (p) together with the location of the boundary node and other nodes and the node radius (x, y, z, r) information in the region of interest blood vessel graph into the blood flow prediction model. If an arbitrary point in the region of interest is specified as a query node, the blood flow prediction model can predict the blood flow data (P) of the corresponding query node, and through this, the blood flow prediction system can predict blood flow, such as pressure, blood flow velocity, and flow rate, of an arbitrary point.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 의료 이미지 처리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이며, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 의료 이미지 처리 장치의 동작을 설명하기 위한 예시도이다. FIG. 4 is a flowchart for explaining an embodiment of a three-dimensional medical image processing method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 8 are exemplary diagrams for explaining the operation of a three-dimensional medical image processing device according to an embodiment of the present invention.
도 4을 참조하면, 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 3차원 의료 이미지를 분석하여 픽셀 값을 기초로 혈관에 해당하는 픽셀 좌표를 추출할 수 있다(단계 S410). Referring to FIG. 4, a 3D medical image processing device (100) can analyze a 3D medical image and extract pixel coordinates corresponding to a blood vessel based on pixel values (step S410).
단계 S410에 대한 일 실시예에서, 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 3차원 의료 이미지를 분석하여 임의의 픽셀 값이 미리 결정된 임계 값 이상이면 혈관이라고 판단하여 혈관 픽셀 포인트를 특정하고 혈관 픽셀 포인트의 좌표 정보를 추출할 수 있다. 이후 상기 좌표 정보를 기초로 혈관 포인트를 좌표계 상에 표시하여 전체 혈관의 좌표계를 생성할 수 있다. In one embodiment of step S410, the 3D medical image processing device (100) can analyze the 3D medical image, determine that it is a blood vessel if any pixel value is greater than a predetermined threshold value, specify a blood vessel pixel point, and extract coordinate information of the blood vessel pixel point. Thereafter, based on the coordinate information, the blood vessel point can be displayed on a coordinate system to generate a coordinate system of the entire blood vessel.
예를 들어, 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 도 5의 (a)의 3차원 의료 이미지를 분석하여 도 5의 (b)와 같이 픽셀 값을 기초로 혈관에 해당하는 픽셀 좌표를 추출한 후 도 6의 (a)와 같이 픽셀 좌표 테이블을 생성할 수 있다. 도 6의 (b)와 같이 픽셀 좌표 테이블을 기초로 전체 혈관의 좌표계를 생성할 수 있다. 즉, 좌표계 상에 혈관 픽셀 포인트를 형성하여 전체 혈관의 좌표계를 생성할 수 있다. For example, a 3D medical image processing device (100) can analyze a 3D medical image of (a) of FIG. 5, extract pixel coordinates corresponding to blood vessels based on pixel values as in (b) of FIG. 5, and then generate a pixel coordinate table as in (a) of FIG. 6. A coordinate system of the entire blood vessel can be generated based on the pixel coordinate table as in (b) of FIG. 6. That is, a coordinate system of the entire blood vessel can be generated by forming blood vessel pixel points on the coordinate system.
3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 좌표계 상에 표시한 혈관 픽셀 포인트에서 주요 혈관 부분을 크롭(crop)할 수 있다. (단계 S420). 예를 들어, 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 도 7의 (a)와 같이 좌표계 상에 표시한 전체 혈관의 픽셀 포인트에서, 도 7의 (b)와 같이 이미지 처리의 대상이 되는 주요 혈관 부분을 특정할 수 있다. The 3D medical image processing device (100) can crop a major blood vessel portion from the blood vessel pixel points displayed on the coordinate system. (Step S420). For example, the 3D medical image processing device (100) can specify a major blood vessel portion to be the target of image processing, as in (b) of FIG. 7, from the pixel points of the entire blood vessel displayed on the coordinate system, as in (a) of FIG. 7.
나아가 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 크롭 영역의 혈관 픽셀 포인트에 대한 클러스터링과 필터링을 수행하여 노이즈 및/또는 미세 혈관 픽셀을 제거할 수 있다. (단계 S430) 이를 통해 3차원 혈관 이미지를 생성할 수 있다. (단계 S440)Furthermore, the 3D medical image processing device (100) can perform clustering and filtering on the blood vessel pixel points of the crop area to remove noise and/or fine blood vessel pixels. (Step S430) Through this, a 3D blood vessel image can be generated. (Step S440)
예를 들어 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 혈관 픽셀 포인트의 거리, 밀도 및/또는 속성 정보 중 적어도 하나 이상을 기반으로 클러스터링을 수행하여 혈관 픽셀 포인트를 클러스터로 그룹화할 수 있다. 이후 임의의 클러스터에 포함된 혈관 포인트 개수를 임계값과 비교하여 임계값 이하인 클러스터를 삭제하는 필터링을 수행할 수 있다. 필터링은 혈관 포인트 개수가 임계값 이하인 클러스터에 해당하는 픽셀 포인트를 혈관 좌표계에서 제거하는 방식으로 수행할 수 있다. 이를 통해 주요 혈관 주변의 노이즈를 제거할 수 있다.For example, the 3D medical image processing device (100) may perform clustering based on at least one of distance, density, and/or attribute information of blood vessel pixel points to group blood vessel pixel points into clusters. Thereafter, filtering may be performed to compare the number of blood vessel points included in any cluster with a threshold value and delete clusters less than the threshold value. Filtering may be performed by removing pixel points corresponding to clusters with a number of blood vessel points less than the threshold value from the blood vessel coordinate system. Through this, noise around major blood vessels may be removed.
나아가 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 일차 필터링된 혈관 픽셀 포인트에 대해 이들의 거리, 밀도 및 속성 정보 중 적어도 하나를 기반으로 클러스터링을 다시 수행하여 혈관 픽셀 포인트를 클러스터로 그룹화할 수 있다. 이후 임의의 클러스터에 포함된 혈관 픽셀 포인트를 제외하고 나머지 클러스터를 삭제하는 필터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 필터링은 가장 큰 클러스터 이외의 클러스터에 해당하는 픽셀 포인트를 혈관 좌표계에서 제거하는 방식으로 수행할 수 있다. 이를 통해 미세 혈관을 제거할 수 있다. Furthermore, the 3D medical image processing device (100) can group the blood vessel pixel points into clusters by re-clustering the primary filtered blood vessel pixel points based on at least one of their distance, density, and attribute information. Thereafter, filtering can be performed to delete the remaining clusters except for the blood vessel pixel points included in any cluster. For example, the filtering can be performed in a manner of removing pixel points corresponding to clusters other than the largest cluster from the blood vessel coordinate system. Through this, microvessels can be removed.
예를 들어, 3차원 의료 이미지 처리 장치(100)는 도 8의 (a)와 같이 이미지 처리의 대상이 되는 혈관에서 노이즈와 미세 혈관 픽셀을 제거하여 도 8의 (b)와 같이 3차원 혈관 이미지를 생성할 수 있다.For example, a 3D medical image processing device (100) can generate a 3D blood vessel image as in (b) of FIG. 8 by removing noise and fine blood vessel pixels from a blood vessel that is a target of image processing as in (a) of FIG. 8.
도 9은 본 발명에 따른 혈관 그래프 생성 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 10 내지 도 14은 도 9의 실행 과정을 설명하기 위한 예시도이다. Fig. 9 is a flowchart for explaining one embodiment of a method for generating a blood vessel graph according to the present invention. Figs. 10 to 14 are exemplary diagrams for explaining the execution process of Fig. 9.
도 9를 참조하면, 혈관 그래프 생성 장치(200)는 3차원 혈관 이미지를 복수의 레이어로 분할하고, 각 레이어 별 혈관 픽셀 포인트의 좌표 값을 확인할 수 있다. 이때 레이어는 2차원으로 생성하는 것이 적절하다. (단계 S910). 예를 들어, 혈관 그래프 생성 장치(200)는 도 10의 (a)와 같이 3차원 혈관 이미지를 복수의 레이어로 분할하고, 도 10의 (b)와 같이 각 레이어 별 혈관 픽셀 포인트의 좌표 값을 확인할 수 있다. Referring to Fig. 9, the blood vessel graph generation device (200) can divide a three-dimensional blood vessel image into multiple layers and check the coordinate values of blood vessel pixel points for each layer. At this time, it is appropriate to generate the layers in two dimensions. (Step S910). For example, the blood vessel graph generation device (200) can divide a three-dimensional blood vessel image into multiple layers as in (a) of Fig. 10, and check the coordinate values of blood vessel pixel points for each layer as in (b) of Fig. 10.
이후 혈관 그래프 생성 장치(200)는 각 레이어 별 혈관 픽셀 포인트를 그룹핑하고 (단계 S920) 각 그룹의 무게 중심을 계산할 수 있다. 이는 혈관 그래프의 노드를 생성하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예를 따르는 혈관 그래프의 노드는 각 레이어 별 혈관 픽셀 포인트 그룹의 무게 중심으로 설정할 수 있다. (단계 S930) Afterwards, the blood vessel graph generation device (200) can group blood vessel pixel points for each layer (step S920) and calculate the center of gravity of each group. This is for generating nodes of the blood vessel graph, and nodes of the blood vessel graph according to the embodiment of the present invention can be set as the center of gravity of blood vessel pixel point groups for each layer. (step S930)
예를 들어, 혈관 그래프 생성 장치(200)는 도 11과 같이, 임의의 레이어에서 혈관 픽셀 포인트를 그룹핑하고 그룹의 무게 중심을 혈관 그래프의 노드로 형성할 수 있다. 도 11의 예에서 혈관 픽셀 포인트 그룹은 실제 혈관의 일 단면에 해당하며, 그룹의 무게 중심은 혈관 일 단면의 중심에 해당할 것이다. 따라서 혈관 그래프의 노드의 반지름은 실제 혈관의 반지름으로 설정하는 것이 적절하다.For example, the blood vessel graph generation device (200) can group blood vessel pixel points in an arbitrary layer and form the center of gravity of the group as a node of the blood vessel graph, as shown in FIG. 11. In the example of FIG. 11, the blood vessel pixel point group corresponds to one section of an actual blood vessel, and the center of gravity of the group will correspond to the center of one section of the blood vessel. Therefore, it is appropriate to set the radius of the node of the blood vessel graph to the radius of the actual blood vessel.
이후 혈관 그래프 생성 장치(200)는 혈관 그래프 노드들의 연결 정보 (connectivity)를 생성할 수 있다. (단계 S940) Afterwards, the blood vessel graph generation device (200) can generate connection information (connectivity) of blood vessel graph nodes. (Step S940)
예를 들어, 혈관 그래프 생성 장치(200)는 도 12와 같이 i번째 레이어의 혈관 픽셀 포인트의 그룹과 i번째 레이어와 인접한 i+1번째 레이어의 혈관 픽셀 포인트의 그룹을 확인하고, 도 13와 같이 상기 그룹이 교집합이 있는 경우, 상기 노드들에 연결 정보를 생성할 수 있다. 각 레이어의 혈관 픽셀 포인트 그룹은 실제 혈관의 일 단면에 해당하며, 인접한 레이어와 교집합이 있다면 실제 혈관이 연결된 것으로 해석되기 때문이다. For example, the blood vessel graph generation device (200) can check the group of blood vessel pixel points of the i-th layer and the group of blood vessel pixel points of the i+1-th layer adjacent to the i-th layer as shown in FIG. 12, and if there is an intersection between the groups as shown in FIG. 13, connection information can be generated for the nodes. This is because the blood vessel pixel point group of each layer corresponds to a cross-section of an actual blood vessel, and if there is an intersection with an adjacent layer, it is interpreted that an actual blood vessel is connected.
나아가 혈관 그래프 생성 장치 (200)는 혈관 그래프에서 실제 혈관의 반지름을 계산하여 노드 반지름으로 설정할 수 있다. (단계 S950) Furthermore, the blood vessel graph generation device (200) can calculate the radius of an actual blood vessel in the blood vessel graph and set it as a node radius. (Step S950)
도 14을 참고하며, 3차원 혈관 이미지를 2차원 레이어로 분할한 경우, 단면 반지름은 혈관 픽셀 포인트 그룹의 반경(R0)에 해당한다. 즉, 혈관의 실제 반지름이 아니라 혈관 픽셀 포인트 그룹의 반경(R0)이기 때문에 혈관의 실제 반지름 (r)을 산출할 필요가 있다. 이를 위해, 혈관 픽셀 포인트 그룹에서의 반경(R0)을 cosθ만큼의 변환할 수 있으며, 실제 반지름(r)은 아래의 [수학식 1]에 의해 산출될 수 있다. Referring to Fig. 14, when a 3D blood vessel image is divided into 2D layers, the cross-sectional radius corresponds to the radius (R 0 ) of the blood vessel pixel point group. That is, since it is not the actual radius of the blood vessel but the radius (R 0 ) of the blood vessel pixel point group, it is necessary to calculate the actual radius (r) of the blood vessel. To this end, the radius (R 0 ) of the blood vessel pixel point group can be converted by cosθ, and the actual radius (r) can be calculated by [Mathematical Formula 1] below.
[수학식 1][Mathematical Formula 1]
r = R0 Хcosθr = R 0 Хcosθ
R0: 혈관 픽셀 포인트 그룹의 반경,R 0 : Radius of the blood vessel pixel point group,
r: 혈관의 실제 반지름,r: actual radius of the vessel,
cosθ : [수학식 2]에 의해 산출되며, cosθ: is calculated by [Mathematical Formula 2],
는 인접 레이어의 연결 정보 방향 () 및 해당 레이어의 혈관 픽셀 포인트 그룹의 반경 방향 ()을 이용하여 계산된다. is the direction of connection information of adjacent layers ( ) and the radial direction of the blood vessel pixel point group of that layer ( ) is calculated using .
[수학식 2][Mathematical formula 2]
: 연결 정보에서 계산된 길이 방향, : 혈관 단면의 반지름 방향, 또는 : Length direction calculated from connection information, : radial direction of the blood vessel cross-section, or
: 연결 정보에서 계산된 길이 방향의 수직 , : 혈관 픽셀 포인트 그룹의 수직 : Perpendicular to the length direction calculated from the connection information, : Vertical of the blood vessel pixel point group
다시 도 9에 대한 설명으로 복귀하면 단계 S960에서 혈관 그래프 생성 장치 (200)는 노드, 연결정보, 노드 반지름을 이용하여 혈관 그래프를 생성할 수 있다. 이는 혈관 구조가 시각적으로 표현된 것으로 혈관의 분기, 연결, 크기 및 위치와 같은 특성에 대한 정보가 압축되며, 혈관의 길이, 지름, 각도, 분기 패턴 및 형태와 같은 파라미터가 포함된 것이다. Returning to the description of FIG. 9, in step S960, the blood vessel graph generation device (200) can generate a blood vessel graph using nodes, connection information, and node radii. This is a visual representation of a blood vessel structure, and information on characteristics such as branching, connection, size, and location of blood vessels are compressed, and parameters such as length, diameter, angle, branching pattern, and shape of blood vessels are included.
도 15은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 예측을 위한 인공지능 모델의 생성 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 16 내지 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 혈류 예측을 위한 인공지능 모델의 구조 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 15 is a drawing for explaining a method for generating an artificial intelligence model for blood flow prediction according to one embodiment of the present invention, and FIGS. 16 and 17 are drawings for explaining the structure and operation of an artificial intelligence model for blood flow prediction according to one embodiment of the present invention.
도 15을 참고하면, 혈류 예측 시스템은 혈류 예측을 위한 인공지능 모델의 학습을 위한 데이터를 수집할 수 있다. (단계 S1501)Referring to Fig. 15, the blood flow prediction system can collect data for learning an artificial intelligence model for blood flow prediction. (Step S1501)
학습 데이터는 도 16와 같이 임의의 영역에 대한 혈관 그래프일 수 있다. 혈관 그래프는 포인트 클라우드(Point Cloud) 형태이며 포인트들(또는 노드들)을 연결한 1D Network 형태로 구성될 수 있으며, 해당 영역의 경계에 해당하는 경계 노드 (1601) 및 경계 노드가 아닌 다른 노드 (1602)를 포함할 수 있다. 나아가 혈관 그래프는 각 노드의 x 좌표, y 좌표, 및 z 좌표로 구성된 좌표 값과 실제 혈관 반지름에 해당하는 노드의 반지름 (r) 정보를 포함할 수 있다. 학습 데이터는 경계 노드 (1601)의 압력 (p)를 포함하며, 다른 노드의 압력 (p)가 레이블 또는 마스크로 설정될 수 있다. The learning data may be a blood vessel graph for an arbitrary region, as shown in Fig. 16. The blood vessel graph is in the form of a point cloud and may be configured in the form of a 1D network connecting points (or nodes), and may include a boundary node (1601) corresponding to the boundary of the region and other nodes (1602) that are not boundary nodes. Furthermore, the blood vessel graph may include coordinate values composed of the x-coordinate, the y-coordinate, and the z-coordinate of each node, and information on the radius (r) of the node corresponding to the actual blood vessel radius. The learning data includes the pressure (p) of the boundary node (1601), and the pressure (p) of other nodes may be set as a label or mask.
나아가 혈류 예측 시스템은 혈류 예측 모델의 인풋 레이어를 설정할 수 있다. (단계 S1502)Furthermore, the blood flow prediction system can set an input layer of a blood flow prediction model. (Step S1502)
본 발명의 실시예를 따르는 혈류 예측 모델의 인풋 레이어는 도 17의 1701과 같이, 제 1 채널, 제 2 채널, 제 3채널로 설정될 수 있다. 제 1 채널은 혈관 그래프에서 쿼리 노드의 좌표값과 반지름 정보 (x,y,z,r)가 입력되며, 제 2 채널은 혈관 그래프에서 경계 노드의 좌표값과 반지름 정보 (x,y,z,r)가 입력되며, 제 3 채널은 경계 노드의 압력값 (p)이 입력될 수 있다. The input layer of the blood flow prediction model according to the embodiment of the present invention can be set to a first channel, a second channel, and a third channel, as in 1701 of Fig. 17. The first channel can input the coordinate value and radius information (x, y, z, r) of the query node in the blood vessel graph, the second channel can input the coordinate value and radius information (x, y, z, r) of the boundary node in the blood vessel graph, and the third channel can input the pressure value (p) of the boundary node.
나아가 혈류 예측 시스템은 혈류 예측 모델의 피처 추출 레이어를 설정할 수 있다. (단계 S1503) Furthermore, the blood flow prediction system can set a feature extraction layer of the blood flow prediction model. (Step S1503)
본 발명의 실시예를 따르는 혈류 예측 모델의 피처 추출 레이어는 도 17의 1702를 참고할 수 있다. A feature extraction layer of a blood flow prediction model according to an embodiment of the present invention can be referenced to 1702 of FIG. 17.
특히 피처 추출 레이어 (1702)는 제 3 채널에서 입력된 경계 노드의 압력값(p)을 노드의 좌표값과 반지름 정보 (x,y,z,r)의 연관성을 반영하기 위하여 (x,y,z,r)에 대응하는 4개의 값으로 분리할 수 있다. 나아가 피처 추출 레이어 1902는 각 채널에서 입력된 (x, y, z, r) 또는 4개로 분리된 압력 (p)을 가중치 (weight)를 공유하는 fully connected layer(FC1, FC2)에 통과시킬 수 있다. In particular, the feature extraction layer (1702) can separate the pressure value (p) of the boundary node input from the third channel into four values corresponding to (x, y, z, r) to reflect the correlation between the coordinate value of the node and the radius information (x, y, z, r). Furthermore, the feature extraction layer 1902 can pass the (x, y, z, r) input from each channel or the pressure (p) separated into four to a fully connected layer (FC1, FC2) that shares weights.
이를 통해 피처 추출 레이어(1702)는 쿼리 노드의 특징을 반영하는 로컬 피처 (1705) 및 경계 노드의 특징을 반영한 바운더리 피처 (1706)를 형성할 수 있다. 이때, 맥스 풀링 레이어 (max pooling layer, 1707)를 적용하여 바운더리 피처 (1706)에서 경계 노드의 입력 순서 정보를 제거하는 것이 적절하다. Through this, the feature extraction layer (1702) can form a local feature (1705) reflecting the characteristics of the query node and a boundary feature (1706) reflecting the characteristics of the boundary node. At this time, it is appropriate to apply a max pooling layer (max pooling layer, 1707) to remove the input order information of the boundary node from the boundary feature (1706).
나아가 혈류 예측 시스템은 피처 스티칭 레이어를 설정할 수 있다. (단계 S1504) Furthermore, the blood flow prediction system can set a feature stitching layer. (Step S1504)
본 발명의 실시예를 따르는 혈류 예측 모델의 피처 스티칭 레이어는 도 17의 1703과 같이, 로컬 피처와 바운더리 피처를 결합하고 이를 fully connected layer(FC1, FC2)에 통과시키는 구조일 수 있다. 이는 전체 채널에 대한 글로벌 피처를 모델이 이해하기 위한 것이다. The feature stitching layer of the blood flow prediction model according to the embodiment of the present invention may have a structure that combines local features and boundary features and passes them to a fully connected layer (FC1, FC2), as in 1703 of Fig. 17. This is for the model to understand global features for all channels.
나아가 혈류 예측 시스템은 혈류 예측 모델의 아웃풋 레이어를 설정할 수 있다. (단계 S1505) 본 발명의 실시예를 따르는 혈류 예측 모델의 아웃풋 레이어는 도 17의 1704과 같이, 쿼리 노드의 압력을 예측하여 출력하도록 설정될 수 있다. Furthermore, the blood flow prediction system can set an output layer of the blood flow prediction model. (Step S1505) The output layer of the blood flow prediction model according to the embodiment of the present invention can be set to predict and output the pressure of the query node, as in 1704 of FIG. 17.
혈류 예측 모델의 학습 데이터가 마련되고, 모델의 구조 설정이 완료되면, 혈류 예측 시스템은 혈류 예측 모델을 학습시킬 수 있다. (단계 S1506) When the learning data of the blood flow prediction model is prepared and the model structure setting is completed, the blood flow prediction system can learn the blood flow prediction model. (Step S1506)
혈류 예측 모델의 생성이 완료되면, 혈류 예측 시스템은 관심 영역의 혈관 그래프를 특정하고, 특정된 혈관 그래프의 종단에 위치한 경계 노드와 안쪽에 위치한 다른 노드를 구분하고, 경계 노드와 다른 노드의 위치 (x,y,z) 및 노드 반지름(r) 정보와 함께 경계 노드의 압력값 (p)을 획득하여 이를 상기 모델에 입력할 수 있다. 혈류 예측 모델은 임의의 노드 (쿼리 노드)의 압력을 예측하고 이를 출력할 수 있으며, 이를 통해 혈류 예측 시스템은 임의의 지점의 혈류를 예측할 수 있다. Once the generation of the blood flow prediction model is completed, the blood flow prediction system can specify a blood vessel graph of the region of interest, distinguish a boundary node located at the end of the specified blood vessel graph and other nodes located inside, and obtain the pressure value (p) of the boundary node together with the location (x, y, z) and node radius (r) information of the boundary node and other nodes and input them into the model. The blood flow prediction model can predict the pressure of an arbitrary node (query node) and output the pressure, through which the blood flow prediction system can predict blood flow at an arbitrary point.
도 18은 본 발명의 실시예에 따르는 혈류를 예측하는 인공지능 모델을 생성하는 서버의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 18 is a block diagram illustrating the configuration of a server that generates an artificial intelligence model for predicting blood flow according to an embodiment of the present invention.
도 18에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서버(1800)는 통신부(1810), 저장부(1830) 및 제어부(1820)를 포함할 수 있으며, 도 18에 도시된 것은 아니지만 입력부와 표시부를 더 포함할 수 있다. 도 18에서 서버(1800)는 통신부(1810), 저장부(1830) 및 제어부(1820)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 각 블록은 물리적으로 분리되어 존재할 수 있다. 예를 들어 저장부(1830)는 가상화된 데이터센터에 존재하고, 통신부(1810)를 통하여 서버(1800)의 제어부(1820)와 연결될 수 있다. As illustrated in FIG. 18, a server (1800) according to an embodiment of the present invention may include a communication unit (1810), a storage unit (1830), and a control unit (1820), and may further include an input unit and a display unit, although not illustrated in FIG. 18. In FIG. 18, the server (1800) is illustrated as including a communication unit (1810), a storage unit (1830), and a control unit (1820), but each block may be physically separated. For example, the storage unit (1830) may exist in a virtualized data center and may be connected to the control unit (1820) of the server (1800) through the communication unit (1810).
통신부(1810)는 서버(1800)의 유무선 통신을 위한 데이터의 송수신 기능을 수행하며, 유무선 채널을 통해 데이터를 수신하여 제어부(1820)로 출력하고, 제어부(1820)로부터 출력된 데이터를 무유선 채널을 통해 전송하는 기능을 수행한다. 특히 본 발명의 실시예를 따르는 통신부(1810)는 3차원 의료 이미지를 수신하는 기능을 수행할 수 있다.The communication unit (1810) performs a data transmission and reception function for wired and wireless communication of the server (1800), receives data through a wired and wireless channel, outputs it to the control unit (1820), and transmits data output from the control unit (1820) through a wireless channel. In particular, the communication unit (1810) according to an embodiment of the present invention can perform a function of receiving a 3D medical image.
저장부(1830)는 서버(1800)의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 본 발명의 실시예를 따르는 저장부(1830)의 데이터 영역은 혈관 픽셀 포인트 좌표, 3차원 혈관 이미지 및 혈관 그래프, 혈관 임의의 지점에서의 혈류값, 예를 들어 압력값을 저장할 수 있다. The storage unit (1830) serves to store programs and data required for the operation of the server (1800), and may be divided into a program area and a data area. The data area of the storage unit (1830) according to an embodiment of the present invention may store blood vessel pixel point coordinates, 3D blood vessel images and blood vessel graphs, blood flow values at any point of the blood vessel, for example, pressure values.
나아가 본 발명의 실시예를 따르는 저장부(1830)의 프로그램 영역은 혈관 이미지에서 임의의 지점의 혈류를 예측하는 인공지능 모델을 저장할 수 있다. 상기 인공지능 모델은 관심 영역 혈관 그래프의 각 노드의 위치와 반지름 정보를 이용하여 임의의 노드의 압력을 예측하는 기능을 수행할 수 있다.Furthermore, the program area of the storage unit (1830) according to the embodiment of the present invention can store an artificial intelligence model that predicts blood flow at an arbitrary point in a blood vessel image. The artificial intelligence model can perform a function of predicting pressure at an arbitrary node by using the location and radius information of each node of the blood vessel graph of the region of interest.
나아가 본 발명의 실시예를 따르는 저장부(1830)의 프로그램 영역은 혈관 그래프를 생성하는 처리를 서버에서 실행시키는 컴퓨터 프로그램을 저장할 수 있다. 상기 컴퓨터 프로그램은 3차원 의료 이미지를 분석하여 픽셀 값을 기초로 혈관에 해당하는 혈관 픽셀 포인트 좌표를 추출하고, 주요 혈관 주변의 노이즈를 제거하고, 3차원 혈관 이미지를 생성하는 기능 및 3차원 혈관 이미지를 복수의 레이어로 분할하고 각 레이어별 혈관 픽셀 포인트 그룹을 혈관 노드로 설정하고 연결 정보를 생성하여 혈관 그래프를 생성하는 기능을 수행할 수 있다. Furthermore, the program area of the storage unit (1830) according to the embodiment of the present invention can store a computer program that executes a process of generating a blood vessel graph on a server. The computer program can perform a function of analyzing a three-dimensional medical image to extract blood vessel pixel point coordinates corresponding to blood vessels based on pixel values, removing noise around major blood vessels, and generating a three-dimensional blood vessel image, and a function of dividing the three-dimensional blood vessel image into a plurality of layers, setting a blood vessel pixel point group for each layer as a blood vessel node, and generating connection information to generate a blood vessel graph.
제어부(1820)는 서버(1800)의 각 구성 요소에 대한 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따르는 제어부(1820)는 혈류 예측 모델의 구조를 설정하고, 모델의 학습을 위한 데이터를 생성할 수 있다. The control unit (1820) controls the overall operation of each component of the server (1800). In particular, the control unit (1820) according to the embodiment of the present invention can set the structure of a blood flow prediction model and generate data for learning the model.
제어부(1820)는 3차원 의료 이미지로부터 주요 혈관에 대응하는 포인트 클라우드 형태의 혈관 데이터를 생성하고, 상기 혈관 데이터의 경계 영역을 특정하고, 경계 영역의 혈류 값을 획득하고, 임의의 영역에 대한 포인트 클라우드의 위치 및 영역 경계의 혈류 값을 특정하여 모델의 학습 데이터를 생성할 수 있다. The control unit (1820) can generate blood vessel data in the form of a point cloud corresponding to a major blood vessel from a three-dimensional medical image, specify a boundary area of the blood vessel data, obtain a blood flow value of the boundary area, and generate learning data for a model by specifying the location of the point cloud for an arbitrary area and the blood flow value of the boundary area.
제어부(1820)는 모델의 구조를 설정할 수 있으며, 모델은 인풋 레이어, 피처 추출 레이어, 아웃풋 레이어 등을 포함할 수 있다. 제어부(1820)는 관심 영역의 혈관 그래프에서 경계 노드의 위치와 반지름 정보가 입력되는 채널, 다른 노드의 위치와 반지름 정보가 입력되는 채널, 및 경계 노드의 혈류 값이 입력되는 채널을 포함하도록 혈류 예측 모델의 인풋 레이어를 설정할 수 있다. 나아가 다른 노드의 특징을 반영하는 로컬 피처 및 경계 노드의 특징을 반영하고, 상기 경계 노드의 입력 순서 정보가 제거된 바운더리 피처를 형성하도록 피처 추출 레이어를 설정할 수 있다. The control unit (1820) can set the structure of the model, and the model can include an input layer, a feature extraction layer, an output layer, etc. The control unit (1820) can set the input layer of the blood flow prediction model to include a channel into which location and radius information of a boundary node in a blood vessel graph of a region of interest are input, a channel into which location and radius information of other nodes are input, and a channel into which blood flow values of boundary nodes are input. Furthermore, a feature extraction layer can be set to form a boundary feature that reflects local features that reflect characteristics of other nodes and characteristics of boundary nodes and from which input order information of the boundary nodes is removed.
제어부(1820)는 혈류 예측 모델의 학습 데이터가 마련되고, 모델의 구조 설정이 완료되면, 혈류 예측 시스템은 혈류 예측 모델을 학습시킬 수 있다. When learning data of a blood flow prediction model is prepared and the structure of the model is set, the control unit (1820) can train the blood flow prediction model.
나아가 제어부 (1820)는 3차원 의료 이미지를 분석하여 픽셀 값을 기초로 혈관에 해당하는 혈관 픽셀 포인트 좌표를 추출하고, 주요 혈관 주변의 노이즈를 제거하고, 3차원 혈관 이미지를 생성하고, 3차원 혈관 이미지를 복수의 레이어로 분할하고 각 레이어별 혈관 픽셀 포인트 그룹을 혈관 노드로 설정하고 연결 정보를 생성하여 혈관 그래프를 생성하는 역할을 수행하며, 상기 혈관 그래프를 제공하도록 통신부(1810)를 제어할 수 있다In addition, the control unit (1820) analyzes a 3D medical image to extract blood vessel pixel point coordinates corresponding to blood vessels based on pixel values, removes noise around major blood vessels, generates a 3D blood vessel image, divides the 3D blood vessel image into multiple layers, sets blood vessel pixel point groups for each layer as blood vessel nodes, and generates connection information to generate a blood vessel graph, and can control the communication unit (1810) to provide the blood vessel graph.
한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Although the invention has been described by way of limited embodiments and drawings, it is not limited to the above embodiments, and various modifications and variations are possible from this description by those skilled in the art to which the invention pertains. Accordingly, the spirit of the invention should be understood only by the scope of the claims set forth below, and all equivalent or equivalent variations thereof will be deemed to fall within the scope of the spirit of the invention.
100: 3차원 의료 이미지 처리 장치
200: 혈관 그래프 생성 장치
300 : 혈류 예측 장치
1800 : 서버
1810 : 통신부
1820 : 제어부
1830 : 저장부100: 3D medical image processing device
200: Vascular Graph Generation Device
300 : Blood Flow Prediction Device
1800 : Server
1810 : Department of Communications
1820 : Control Unit
1830 : Storage Department
Claims (7)
혈류 예측 모델의 구조를 설정하는 단계;
3차원 의료 이미지로부터 주요 혈관에 대응하는 포인트 클라우드 형태의 혈관 데이터를 생성하고, 상기 혈관 데이터의 경계 영역을 특정하고, 상기 경계 영역의 혈류 값을 획득하고, 임의의 영역에 대한 포인트 클라우드의 위치 및 상기 영역 경계의 혈류 값을 상기 혈류 예측 모델의 학습 데이터로 마련하는 단계; 및
상기 경계 영역이 아닌 다른 영역의 혈류값을 레이블 또는 마스크로 설정하여 상기 혈류 예측 모델을 학습하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 모델의 생성 방법. In a method for generating an artificial intelligence model for predicting blood flow data on a server,
Step of setting up the structure of the blood flow prediction model;
A step of generating blood vessel data in the form of a point cloud corresponding to a major blood vessel from a three-dimensional medical image, specifying a boundary area of the blood vessel data, obtaining a blood flow value of the boundary area, and providing the location of the point cloud for an arbitrary area and the blood flow value of the boundary area as learning data for the blood flow prediction model; and
A method for generating an artificial intelligence model, characterized by including a step of training the blood flow prediction model by setting blood flow values in an area other than the above-mentioned boundary area as a label or mask.
임의의 영역에 대한 혈관 그래프에서 경계 노드의 위치와 반지름 정보가 입력되는 제 1 채널, 상기 혈관 그래프에서 다른 노드의 위치와 반지름 정보가 입력되는 제 2 채널, 및 상기 경계 노드의 혈류 값이 입력되는 제 3 채널을 각각 포함하도록 상기 혈류 예측 모델의 인풋 레이어를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
인공지능 모델의 생성 방법. In the first paragraph, the step of setting the structure of the blood flow prediction model is:
A method for predicting blood flow, comprising: setting an input layer of the blood flow prediction model to include a first channel into which location and radius information of a boundary node in a blood vessel graph for an arbitrary region are input, a second channel into which location and radius information of another node in the blood vessel graph are input, and a third channel into which blood flow values of the boundary nodes are input.
How to create an artificial intelligence model.
상기 다른 노드의 특징을 반영하는 로컬 피처 및 상기 경계 노드의 특징을 반영하는 바운더리 피처를 형성하도록 상기 혈류 예측 모델의 피처 추출 레이어를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
인공지능 모델의 생성 방법. In the first paragraph, the step of setting the structure of the blood flow prediction model is:
A method characterized by comprising the step of setting a feature extraction layer of the blood flow prediction model to form a local feature reflecting the characteristics of the other node and a boundary feature reflecting the characteristics of the boundary node.
How to create an artificial intelligence model.
상기 경계 노드의 입력 순서 정보를 제거하여 상기 바운더리 피처를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
인공지능 모델의 생성 방법. In the third paragraph, the step of setting the feature extraction layer of the blood flow prediction model is:
characterized by including a step of forming the boundary feature by removing the input order information of the boundary node.
How to create an artificial intelligence model.
상기 혈관 픽셀 포인트 그룹을 노드로 하여, 상기 3차원 혈관 이미지로부터 혈관 그래프를 생성하는 혈관 그래프 생성 장치; 및
혈류 예측 모델의 구조를 설정하고, 상기 혈관 그래프의 경계 영역을 특정하고, 상기 경계 영역의 혈류 값을 획득하고, 임의의 영역의 위치 및 상기 영역 경계의 혈류 값을 상기 혈류 예측 모델의 학습 데이터로 마련하고, 상기 경계 영역이 아닌 다른 영역의 혈류값을 레이블 또는 마스크로 설정하여 상기 혈류 예측 모델을 생성하는 인공지능 모델 생성 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는
인공지능 모델 생성 시스템.A 3D medical image processing device that analyzes a 3D medical image and extracts blood vessel pixel point coordinates corresponding to the blood vessel based on pixel values to generate a 3D blood vessel image; and
A blood vessel graph generation device that generates a blood vessel graph from the three-dimensional blood vessel image by using the blood vessel pixel point group as a node; and
A blood flow prediction model is generated by setting a structure of a blood flow prediction model, specifying a boundary region of the blood vessel graph, obtaining a blood flow value of the boundary region, providing a location of an arbitrary region and a blood flow value of the boundary region as learning data of the blood flow prediction model, and setting a blood flow value of a region other than the boundary region as a label or mask.
Artificial intelligence model generation system.
3차원 의료 이미지를 수신하는 통신부; 및
혈류 예측 모델의 구조를 설정하고, 상기 3차원 의료 이미지로부터 주요 혈관에 대응하는 포인트 클라우드 형태의 혈관 데이터를 생성하고, 상기 혈관 데이터의 경계 영역을 특정하고, 상기 경계 영역의 혈류 값을 획득하고, 임의의 영역에 대한 포인트 클라우드의 위치 및 상기 영역 경계의 혈류 값을 상기 혈류 예측 모델의 학습 데이터로 마련하고, 상기 경계 영역이 아닌 다른 영역의 혈류값을 레이블 또는 마스크로 설정하여 상기 혈류 예측 모델을 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는
인공지능 모델 생성 서버. In a server that generates an artificial intelligence model that predicts blood flow data, the server,
A communication unit for receiving three-dimensional medical images; and
A blood flow prediction model is set up, and a control unit is included to generate blood flow prediction model by setting up a structure of a blood flow prediction model, generating blood vessel data in the form of a point cloud corresponding to a major blood vessel from the three-dimensional medical image, specifying a boundary area of the blood vessel data, obtaining a blood flow value of the boundary area, providing a location of a point cloud for an arbitrary area and a blood flow value of the boundary area as learning data of the blood flow prediction model, and setting a blood flow value of an area other than the boundary area as a label or mask.
Artificial intelligence model generation server.
혈류 예측 모델의 구조를 설정하는 기능;
3차원 의료 이미지로부터 주요 혈관에 대응하는 포인트 클라우드 형태의 혈관 데이터를 생성하고, 상기 혈관 데이터의 경계 영역을 특정하고, 상기 경계 영역의 혈류 값을 획득하고, 임의의 영역에 대한 포인트 클라우드의 위치 및 상기 영역 경계의 혈류 값을 상기 혈류 예측 모델의 학습 데이터로 마련하는 기능; 및
상기 경계 영역이 아닌 다른 영역의 혈류값을 레이블 또는 마스크로 설정하여 상기 혈류 예측 모델을 학습하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
In a computer program stored in a medium for performing processing to generate an artificial intelligence model that predicts blood flow data,
Ability to set the structure of the blood flow prediction model;
A function of generating vascular data in the form of a point cloud corresponding to a major blood vessel from a 3D medical image, specifying a boundary area of the vascular data, obtaining a blood flow value of the boundary area, and providing the location of the point cloud for an arbitrary area and the blood flow value of the boundary area as learning data for the blood flow prediction model; and
A computer program characterized by performing a function of learning the blood flow prediction model by setting blood flow values in an area other than the above boundary area as a label or mask.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020230157363A KR20250070931A (en) | 2023-11-14 | 2023-11-14 | Method, appatus, and computer program for creating artificial intelligence models to predict blood flow data |
| PCT/KR2024/013511 WO2025105672A1 (en) | 2023-11-14 | 2024-09-06 | Method, apparatus, and computer program for generating artificial intelligence model for predicting blood flow data |
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| KR1020230157363A KR20250070931A (en) | 2023-11-14 | 2023-11-14 | Method, appatus, and computer program for creating artificial intelligence models to predict blood flow data |
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