KR101703564B1 - 혈관 정보를 포함하는 의료 영상을 디스플레이하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

시술 전 촬영된(pre-operative) CT(Computed Tomography) 영상을 시술 중 촬영된(intra-operative) 실시간 X-ray 영상에 정합하여 디스플레이하는 장치 및 방법이 개시된다. 개시된 디스플레이 장치는 시술 전 촬영된 CT 영상을 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상에 정합하고, 정합된 영상을 다시 실시간 X-ray 영상에 정합하여 디스플레이 한다. 개시된 장치 및 방법에 따르면, 실시간 X-ray 영상에 3차원 혈관 정보를 표시할 수 있어 시술의 편의와 안정성을 높일 수 있다.

Description

혈관 정보를 포함하는 의료 영상을 디스플레이하는 장치 및 방법 {APPRATUS AND METHOD FOR DISPLAYING MEDICAL IMAGES INCLUDING INFORMATION OF VASCULAR STRUCTURE}

본 발명은 의료 영상을 디스플레이하는 기술에 관한 것으로, 상세하게는 혈관 조영술이나 스텐트 시술 시 혈관의 정확한 위치와 방향을 찾는 데에 도움을 줄 수 있는 의료 영상 디스플레이 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명은 산업통상자원부부 및 한국산업기술평가관리원의 산업융합원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 10044910, 과제명: 다중의료영상을 활용한 3차원 초정밀 시뮬레이션 기반 심,혈관 질환 진단-치료지원 통합소프트웨어 시스템 개발].

최근 서구식 식생활, 평균수명의 연장, 운동부족 등의 원인으로 관상동맥 질환이 급격하게 증가하고 있다. 관상동맥 질환은 관상동맥이 협착(stenosis)으로 인해 좁아지거나 폐쇄되어 심근에 대사요구를 충족시키지 못하여 발생하는 질환이다. 대표적 치료방법으로 금속 그물망인 스텐트(stent)를 병변에 삽입/식립(implant)하여 전개시킴으로써 협착을 완화시키는 스텐트 삽입술/식립술이 이용되고 있다. 스텐트 삽입술/식립술은 비수술적 치료방법으로 최소한의 절개와 마취, 침습적 조작을 이용하기 때문에 환자가 느끼는 육체적, 정신적, 경제적 부담이 적다는 장점이 있다. 하지만 시술 과정에서 의료진이 2D XA(X-ray Angiogram) 영상에 의존하므로, 시술하고자 하는 혈관의 삼차원 구조 파악은 의료진의 직관과 촉감적 피드백에 좌우되기 때문에 고난도 시술의 정확성을 담보하기 어렵다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 시술 중 획득되는 2D XA 영상과 시술 전 획득된 3D CTA(Computed Tomography) 영상을 정합하여 시술 중 실시간으로 보여줄 수 있는 시술보조기술에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다.

일 례로 미국등록특허공보 제8,831,303호 "DETECTION AND TRACKING OF INTERVENTIONAL TOOLS"에 시술 중(intra-operative) 2D XA 영상과 시술 전(pre-operative) 3D CT 영상 간의 정합을 통한 시술보조기술이 소개된다. 상기 선행기술은 3D CT 영상을 2D로 투영한 영상(2D projected image)과 시술 중 2D 실시간 동영상(fluoroscopic image) 간의 차이 맵(discrepancy map)을 통하여 영상 간 정합의 정확도를 높이고자 한다.

그러나 상기 선행기술에 의하더라도 3D CT 영상을 2D로 투영한 영상에서 깊이 정보(depth information)가 소실되는 문제점이 있으며, 이는 시술자의 혈관에 대한 가시성(visibility)을 크게 떨어뜨리는 원인이 된다.

미국등록특허공보 제8,831,303호 "DETECTION AND TRACKING OF INTERVENTIONAL TOOLS" (등록일: 2014. 09. 09)

"수술 중 촬영된 2D XA 영상과 수술 전 촬영된 3D CTA 영상의 고속 강체 정합 기법", Journal of Korea Multimedia Society Vol. 16, No.12, Taeyong Park 외 (공개일: 2013년 12월)

기존 선행기술들의 연구는 주로 2D-3D 정합 과정에서 강체 정합 또는 비강체 정합 과정을 가속화하기 위한 알고리즘 개선에 초점이 맞추어져 왔다. 그러나 최근 컴퓨팅 파워의 급속한 발전으로 인하여 2D-3D 정합 시간은 비약적으로 단축되었다.

시술 과정에서 시술자는 3D 영상으로부터 얻어진 혈관 정보의 3D 정보, 즉, 깊이 정보(depth information)를 확인하지 못한 채로 2D 실시간 동영상(fluoroscopic image)만을 보면서 시술해야 하므로, 혈관의 입체적인 구조에 대한 정보를 얻기가 쉽지 않았다.

본 발명의 목적은 시술 과정에서 시술자에게 2D 실시간 동영상 위에 3D 영상으로부터 얻어진 3D 혈관 구조 정보를 제공하여 혈관에 대한 최소 침습(minimally invasive) 시술을 지원하고자 하는 것이다.

본 발명의 목적은 2D 실시간 동영상 위에 3D 혈관 구조 정보의 깊이 정보(depth information)를 시술자가 식별하기 쉽도록 오버레이하여 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 목적은 2D 실시간 동영상 위에 3D 혈관 구조 정보를 제공함으로써 혈관 스텐트 시술의 안전성을 높이고자 하는 것이다.

본 발명의 목적은 2D 실시간 동영상 위에 3D 혈관 구조 정보를 시각화하여 제공함으로써 혈관 스텐트 시술의 시간을 단축하고, 환자의 피폭 방사선량을 줄이고자 하는 것이다.

본 발명의 목적은 혈관 스텐트 시술 시, 2D 실시간 동영상 촬영 장비가 탑재된 C-arm의 자동/수동적인 조정을 최소화함으로써 시술 시간을 단축하는 것이다.

본 발명의 목적은 혈관의 3차원 구조 정보에 기반한 혈관 스텐트 시술 계획을 2D 실시간 동영상 위에 시술자가 식별하기 쉽도록 오버레이하여 제공하고자 하는 것이다.

하기의 실시예들의 목적은 조영제(contrast agent)가 투입되지 않은 실시간 영상에서 혈관의 위치를 가상으로 표시하는 것이다.

하기의 실시예들의 목적은 조영제가 투입되지 않은 실시간 영상에 플래닝 단계에서 계획한 스텐트의 위치 및 방향을 표시하는 것이다.

예시적 실시예에 따르면, 환자의 3차원 해부학적 정보(anatomical information)를 포함하는 제1 의료 영상과 상기 환자의 혈관에 조영제(contrast agent)가 투여된 후 얻어진 제2 의료 영상 간의 영상 정합을 실행하여 상기 환자의 3차원 혈관 정보를 포함하는 제1 해부학적 정보를 생성하는 제1 영상 처리부; 상기 환자에 대하여 얻어진 제3 의료 영상을 수신하는 획득부; 및 상기 제1 해부학적 정보를 상기 제3 의료 영상에 정합하고, 상기 제3 의료 영상 위에 상기 제1 해부학적 정보가 오버레이(overlay)된 제4 의료 영상을 생성하는 제2 영상 처리부를 포함하는 의료 영상 디스플레이 장치가 제공된다.

제1 의료 영상은 시술 전(pre-operative) 3D 의료 영상으로서, CT 영상, MR 영상을 포함할 수 있다. 제2 의료 영상은 조영제가 투여된 후 일정 시간 동안 얻어지는 실시간 동영상(fluoroscopic image)으로, 스탠다드 동영상 또는 레퍼런스 동영상이라 부를 수 있다.

제3 의료 영상은 조영제가 투여되지 않은 채로 실제 시술이 진행되는 동안 실시간으로 얻어지는 동영상을 의미하며, 제4 의료 영상은 본 발명의 실시예에 따라 시술이 진행되는 동안 디스플레이될 의료 영상을 의미한다.

이 때, 제2 영상 처리부는 제1 해부학적 정보의 깊이 정보(depth information)를 포함하는 제4 의료 영상을 생성할 수 있다.

여기서, 제2 영상 처리부는 상기 혈관에 식립(implanted)될 스텐트(stent)의 위치 또는 방향에 대한 정보를 포함하는 제4 의료 영상을 생성하고, 디스플레이할 수 있다.

그리고, 상기 혈관에 식립될 스텐트의 위치 또는 방향에 따라 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력을 시뮬레이션하는 시뮬레이션부를 더 포함하고, 상기 제2 영상 처리부는 상기 시뮬레이션된 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력에 대한 정보를 포함하는 제4 의료 영상을 실시간 X-ray 동영상 위에 오버레이하여 디스플레이 할 수 있다.

또한, 조영제를 투여한 후 얻어지는 스탠다드 X-ray 동영상은 시간의 경과에 따른 상기 혈관의 변동에 대한 정보를 포함할 수 있다. 제1 영상 처리부는 시간의 경과에 따른 혈관의 변동에 대한 정보를 포함하는 제1 해부학적 정보를 생성할 수 있다.

여기서, 상기 혈관의 변동에 대한 정보를 이용하여 상기 3차원 혈관 정보를 포함하는 제1 해부학적 정보를 스탠다드 X-ray 동영상에 매칭되는 모델로 변형하는 모델링부를 더 포함하고, 상기 제1 영상 처리부는 스탠다드 X-ray 동영상에 매칭된 모델을 이용하여 영상 정합을 실행할 수 있다.

그리고, 상기 모델링부는 상기 3차원 혈관 정보를 포함하는 제1 해부학적 정보를 상기 환자의 실시간 X-ray 동영상에 매칭되는 모델로 변형하고, 상기 제2 영상 처리부는 상기 실시간 X-ray 동영상에 매칭되는 모델을 이용하여 제1 해부학적 정보와 실시간 X-ray 동영상을 정합할 수 있다.

또한, 상기 제2 영상 처리부는 상기 제1 해부학적 정보 중 혈관의 깊이(depth) 정보에 기반하여 상기 혈관에 대한 디스플레이 속성을 결정할 수 있다.

또 다른 예시적 실시예에 따르면, 환자의 3차원 해부학적 정보를 포함하는 제1 의료 영상을 획득하는 단계; 상기 환자의 혈관에 조영제가 투여된 후 얻어진 제2 의료 영상을 획득하는 단계; 상기 제1 의료 영상과 상기 제2 의료 영상 간의 영상 정합을 실행하여 상기 환자의 3차원 혈관 정보를 포함하는 제1 해부학적 정보를 생성하는 단계; 상기 환자에 대하여 얻어진 제3 의료 영상을 수신하는 단계; 및 상기 제1 해부학적 정보를 상기 제3 의료 영상에 정합하고, 상기 제3 의료 영상 위에 상기 제1 해부학적 정보가 오버레이된 제4 의료 영상을 생성하는 단계를 포함하는 의료 영상 디스플레이 방법이 제공된다.

이때, 제4 의료 영상을 생성하는 단계는 제1 해부학적 정보의 깊이 정보를 포함하는 제4 의료 영상을 생성할 수 있다.

여기서, 3차원 혈관 정보에 기초하여 혈관에 스텐트를 식립할 계획(plan)을 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때 제4 의료 영상을 생성하는 단계는 상기 계획에 따라 상기 혈관에 식립(implanted)될 스텐트의 위치 또는 방향 중 적어도 하나 이상에 대한 정보를 포함하는 상기 제4 의료 영상을 생성할 수 있다.

그리고, 상기 스텐트의 위치 또는 방향에 따라 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력을 시뮬레이션하는 단계 및 상기 시뮬레이션된 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력을 상기 실시간 X-ray 동영상 위에 오버레이하여 제4 의료 영상을 생성하고, 이를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 스탠다드 X-ray 동영상은 시간의 경과에 따른 상기 혈관의 변동에 대한 정보를 포함할 수 있다. 제1 해부학적 정보를 생성하는 단계는 시간의 경과에 따른 상기 혈관의 변동에 대한 정보를 포함하는 상기 제1 해부학적 정보를 생성할 수 있다.

여기서, 상기 스탠다드 X-ray 동영상으로부터 혈관의 변동에 대한 정보를 추출하는 단계; 및 추출된 혈관의 변동에 대한 정보를 이용하여 상기 3차원 혈관 정보를 포함하는 제1 해부학적 정보를 상기 스탠다드 X-ray 동영상에 매칭되는 모델로 변형하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 해부학적 정보를 생성하는 단계는 상기 스탠다드 X-ray 동영상에 매칭된 모델을 이용하여 영상 정합을 실행할 수 있다. 제1 해부학적 정보는 혈관의 변동에 대한 정보를 포함하도록 생성될 수 있다.

그리고, 상기 3차원 혈관 정보를 상기 환자의 실시간 X-ray 동영상에 매칭되는 모델로 변형하는 단계를 더 포함하고, 상기 제4 의료 영상을 생성하는 단계는 상기 실시간 X-ray 동영상에 매칭되는 모델을 이용하여 제1 해부학적 정보와 실시간 X-ray 동영상을 정합할 수 있다.

또한, 제4 의료 영상을 생성하는 단계는 상기 제1 해부학적 정보 중 혈관의 깊이(depth) 정보에 기반하여 상기 혈관에 대한 디스플레이 속성을 결정하는 단계; 및 결정된 디스플레이 속성이 반영된 혈관 영상을 포함하는 상기 제4 의료 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 시술 과정에서 시술자에게 2D 실시간 동영상 위에 3D 영상으로부터 얻어진 3D 혈관 구조 정보를 제공하여 혈관에 대한 최소 침습(minimally invasive) 시술을 지원할 수 있다.

본 발명에 따르면 2D 실시간 동영상 위에 3D 혈관 구조 정보의 깊이 정보(depth information)를 시술자가 식별하기 쉽도록 오버레이하여 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면 2D 실시간 동영상 위에 3D 혈관 구조 정보를 제공함으로써 혈관 스텐트 시술의 안전성을 높일 수 있다.

본 발명에 따르면 2D 실시간 동영상 위에 3D 혈관 구조 정보를 시각화하여 제공함으로써 혈관 스텐트 시술의 시간을 단축하고, 환자의 피폭 방사선량을 줄일 수 있다.

본 발명에 따르면 혈관 스텐트 시술 시, 2D 실시간 동영상 촬영 장비가 탑재된 C-arm의 자동/수동적인 조정을 최소화함으로써 시술 시간을 단축할 수 있다.

본 발명에 따르면 혈관의 3차원 구조 정보에 기반한 혈관 스텐트 시술 계획을 2D 실시간 동영상 위에 시술자가 식별하기 쉽도록 오버레이하여 제공할 수 있다.

하기의 실시예들에 따르면, 조영하지 않은 실시간 영상에서 혈관의 위치를 가상으로 표시할 수 있다.

하기의 실시예들에 따르면, 조영하지 않은 실시간 영상에 플래닝 단계에서 계획한 스텐트의 위치 및 방향을 표시할 수 있다.

도 1은 예시적 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 스텐트 삽입 시술을 설명한 도면이다.
도 3은 예시적 실시예에 따라서, CT 영상을 실시간 X-ray 영상과 매칭하여 혈관 정보를 실시간 X-ray 영상에 위에 오버레이 하여 디스플레이한 것을 도시한 도면이다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 또 다른 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 6은 또 다른 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 7는 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 방법을 도시한 도면이다.
도 8은 또 다른 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 방법을 도시한 도면이다.
도 9는 또 다른 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 또 다른 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 또 다른 예시적 실시예에 따라서, CT 영상을 실시간 X-ray 영상과 매칭하여 혈관 정보를 실시간 X-ray 영상에 위에 오버레이 하여 디스플레이한 것을 도시한 도면이다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 예시적 실시예에 따른 영상 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.

C-arm(110)은 수술실과 같이 제한된 좁은 공간에서 사용되는 이동식 X-ray 투시 촬영 장치이다. C-arm(110)은 반원 형태의 암(130, Arm)을 제품의 명칭으로 하고 있으며, 반원 형태의 암(130)의 종단에는 X-ray 촬영 장치(121, 122)를 구비한다.

C-arm(110)은 다른 X-ray 검사 장비에 비해 극히 미량의 X-ray를 투과할 수 있어 환자와 시술 의사에게 모두 선호되고 있다.

C-arm(110)은 미량의 X-ray를 투과할 수 있어 환자의 상태를 실시간 X-ray 영상으로 촬영할 수 있으며, 촬영된 실시간 X-ray 영상은 의료 영상 디스플레이 장치(140)를 통해 디스플레이 될 수 있다. CT(Computed Tomography), MRI(Magnetic Resonance Imaging)등은 환자의 상태를 실시간으로 촬영할 수 없으나, 도 1에 도시된 C-arm(110)은 환자의 상태를 실시간 X-ray 영상으로 촬영할 수 있다. 따라서, 의사는 수술 중 환자의 상태, 수술의 진행 현황 등을 파악하기 위하여 의료 영상 디스플레이 장치(140)를 통해 디스플레이되는 실시간 X-ray 영상을 참고할 수 있다.

다만, 일반적인 실시간 X-ray 영상은 환자의 혈관 정보를 포함하고 있지 않으므로, 의사가 스텐트 삽입 시술 등을 하기 위하여 환자의 혈관 정보를 참고하기 위해서는 C-arm을 이용한 실시간 X-ray 영상이 아닌, CT 영상 또는 조영제를 투여한 환자의 X-ray영상을 이용해야만 하였다. 그러나, CT 영상 또는 조영제를 투여한 환자의 X-ray영상은 시술 중에 촬영된 화면이 아니라, 시술 전의 환자를 촬영한 화면이다. 따라서, 시술 과정 또는 시술에 따른 결과를 반영하지 못하여, 의사가 실시간 X-ray영상을 통하여 수술의 성공 여부를 판단하기에는 어려움이 있었다.

도 2는 예시적 실시예에 따른 스텐트 삽입 시술을 설명한 도면이다.

도 2의 (a)는 혈관이 좁아지지 않은 정상적인 혈관(211, 212)을 도시한 도면이다. 도 2의 (a)에서, 혈관(211, 212)은 서로 일정한 간격을 두고 이격되어 혈액이 흐를 수 있는 공간을 유지한다.

도 2의 (b)는 혈관이 좁아진 비정상적인 혈관(221, 222)을 도시한 도면이다. 일측에 따르면, 동맥 내부의 내피 세포가 손상되거나, 동맥 경화증 등이 진행되면 도 2의 (b)와 같이 혈관(221, 222)이 좁아진다. 혈관(221, 222)이 좁아지면 혈액이 흐르기 어려워 혈관 내부의 압력이 높아진다. 또한 도 2의 (b)와 같이 혈관(221, 222)이 좁아지면 심근경색으로 발전할 수도 있어 치료가 필요하다.

도 2의 (c)는 스텐트(240)가 삽입된 혈관(231, 232)을 도시한 도면이다.

도 2의 (b)와 같이 혈관(221, 222)이 좁아진 경우, 스텐트를 삽입하는 시술을 통해 혈관(231, 232)을 넓힐 수 있다. 일측에 따르면, 심혈관 조영술 등을 이용하여 협착된 혈관을 찾아낸 후 혈관 안으로 도관을 삽입할 수 있다. 삽입된 도관을 이용하여 도 2의 (c)와 같이 스텐트(240)를 삽입할 수 있다. 스텐트(240)는 금속망의 일종으로서, 협착이 발생한 부분에 삽입되어 재협착을 방지하는 역할을 수행한다.

도 2의 (c)와 같이 스텐트(240)가 삽입된 경우, 혈관(231, 232) 사이가 다시 넓어지고, 혈관 내부의 압력이 낮아지는 효과가 있다.

도 3은 예시적 실시예에 따라서, CT 영상을 실시간 X-ray 영상과 매칭하여 혈관 정보를 실시간 X-ray 영상에 위에 오버레이 하여 디스플레이한 것을 도시한 도면이다.

도 3의 (a)는 실시간 X-ray 영상(310) 위에 혈관 정보(320)가 오버레이하여 디스플레이된 것을 도시한 것이다. 여기서 실시간 X-ray 영상(310)은 스텐트 삽입 시술 등 의사의 시술 도중(intra-operative) C-arm을 이용하여 촬영된 실시간 동영상이다. 또한, 혈관 정보(320)는 시술 전(pre-operative) 촬영된 CT 영상으로부터 추출된 혈관 정보로서, 혈관의 방향, 굵기 등을 나타낼 수 있다. 특히, 도 3의 (a)에서는 혈관의 굵기 등 그 모양이 그대로 드러나도록 실시간 X-ray 영상(310) 위에 오버레이되었다.

일측에 따르면, 시술 전 계획된 스텐트(330)에 대한 정보(스텐트 시술 계획 정보)가 실시간 X-ray 영상 위에 오버레이하여 디스플레이 될 수 있다. 여기서, 스텐트(330)에 대한 정보는 스텐트의 위치, 방향, 종류에 대한 정보를 포함할 수 있다.

도 3의 (b)는 실시간 X-ray 영상(340) 위에 혈관 정보(350)가 오버레이하여 디스플레이된 것을 도시한 것이다. 도 3의 (b)에서는 혈관의 굵기에 대한 정보가 삭제되고, 오직 혈관의 중심선(centerline, 350)만이 추출되어 실시간 X-ray 영상(340)위에 오버레이 되었다.

도 3의 (b)에서도, 시술 전 계획된 스텐트(360)에 대한 정보가 오버레이되었다.

도 3에 도시된 바와 같이 실시간 동영상에 환자의 혈관 정보 및 스텐트에 대한 정보를 오버레이하여 디스플레이 한다면, 의사는 의료 영상 디스플레이 장치에 디스플레이된 실시간 X-ray 영상 만으로도 시술에 충분한 정보를 얻을 수 있다. 따라서, 시술에 좀더 집중할 수 있고, 시술의 성공 여부를 간단히 파악할 수 있어 시술의 편의와 안정성을 높일 수 있다.

도 1 내지 도 3에서는 시술 전 3D 영상의 예로 CT 영상이 제시되었으나, 3D 해부학적 구조 정보를 제공할 수 있는 모달리티(modality)라면 제한 없이 적용 가능하며, 자기 공명(MR) 영상 또한 시술 전 3D 영상의 예시로서 가능하다.

또한 도 1 내지 도 3에서는 혈관 내에 스텐트를 식립(implant)하는 실시예가 도시되었으나, 본 발명의 사상은 이에 국한되지 않는다. 혈관 뿐만 아니라 림프관, 식도, 대장(colon) 등 관상의 조직(tubular structure)에 대해서는 본 발명의 사상이 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하게 이해될 것이다. 이하의 실시예에서는 설명의 편의 상 혈관을 중심으로 본 발명의 사상을 설명하기로 한다.

도 4는 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치를 도시한 도면이다. 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치(400)는 프로세서(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 프로세서는 제1 획득부(410), 정합부(420), 제2 획득부(430) 및 영상 처리부(440)를 포함할 수 있다.

제1 획득부(410)는 조영제(contrast agent)를 투여한 환자의 X-ray 영상, 즉, 스탠다드 X-ray 동영상을 획득한다. 조영제는 위, 장관, 혈관, 뇌척수강, 관절강 등에 투입하여 MRI 촬영이나 CT 촬영, X-ray 촬영과 같은 방사선 검사 시에 조직이나 혈관을 잘 볼 수 있도록 각 조직의 X선 흡수차를 인위적으로 크게 함으로써, 영상의 대조도를 크게 해주는 약품이다. 따라서, 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상은 조영제를 투여한 부분이 조영제를 투여하지 않은 부분과 대조되어 촬영된다.

일측에 따르면, 제1 획득부(410)는 혈관에 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상을 획득할 수 있다. 이 경우, X-ray 영상에는 환자의 혈관 형상이 다른 부분과는 대조되어 명확히 나타난다.

일측에 따르면, 제1 획득부(410)는 혈관에 조영제를 투여한 환자의 X-ray 동영상을 획득할 수 있다. 이 경우에, 제1 획득부(410)가 획득한 X-ray 동영상은 조영제가 혈관의 형상을 따라서 혈관에 퍼지는 영상이 포함될 수 있다.

조영제를 투여한 환자의 X-ray 동영상은 미리 결정된 시간 동안 촬영된다. 촬영 시간 동안 환자는 호흡, 맥박, 움직임 등으로 인하여 환자의 혈관 위치 등이 변동될 수 있다. 여기서, 호흡과 맥박에 따른 변동은 주기적인 변동으로, 환자의 움직임으로 인한 변동은 비주기적인 변동으로 구분할 수 있다.

따라서, 조영제를 투여한 X-ray 영상은 시간의 경과에 따른 혈관의 변동에 대한 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 혈관의 변동에 대한 정보는 변동의 범위, 변동의 주기, 변동의 중심 위치 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 최대 호흡기와 최소 호흡기에서 혈관의 위치, 혈관의 형태 등에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한 혈관은 최대 호흡기와 최소 호흡기 각각에서 항상 일정한 모습을 보이는 것은 아니므로, 최대 호흡기에서의 혈관의 위치와 움직임, 형태의 범위, 또한 최소 호흡기에서의 혈관의 위치와 움직임, 형태의 범위 등에 대한 정보가 포함될 수 있다. 혈관의 변동에 대한 예비적인 신호는 심전도(ECG), 또는 근전도(EMG)와 같은 부가적인 센서를 통해서 얻을 수 있다.

또한, 제1 획득부(410)는 환자의 3차원 혈관 정보가 포함된 CT 영상을 획득할 수 있다. 여기서, CT 영상은 컴퓨터 단층 촬영 기법을 이용하여 촬영된 영상이다. 컴퓨터 단층 촬영 기법을 이용하면 일반적인 X-ray 영상과는 달리 환자를 가로로 자른 횡단면상의 영상이 획득되며, 이를 컴퓨터를 이용하여 합성하면 환자의 신체에 대한 3차원 정보를 획득할 수 있다. 특히, 제1 획득부(410)가 획득한 CT 영상은 환자의 3차원 혈관 정보가 포함될 수 있다.

제1 획득부(410)는 환자의 3차원 혈관 정보가 포함된 CT 영상에 기반하여 생성된 스텐트 시술 계획(plan) 정보를 획득할 수 있다. 스텐트 시술 계획은 스텐트의 종류, 크기, 재질, 유연성 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한 스텐트 시술 계획은 혈관 내에 스텐트가 식립될 위치에 대한 정보를 더 포함할 수 있으며, 스텐트를 부풀리는 압력에 대한 정보를 포함할 수 있다.

정합부(420)는 환자의 3차원 혈관 정보가 포함된 CT 영상을 조영제를 투여한 스탠다드 X-ray 영상에 정합한다. 이 때 스탠다드 X-ray 영상에 정합되는 것은 CT 영상 자체일 수도 있으나, CT 영상으로부터 얻어진 3차원 혈관 구조체의 렌더링된 모델일 수도 있다. 또한 스탠다드 X-ray 영상에 정합되는 것은 필요에 따라 관심 영상(ROI) 정보, 혈관 주변의 심장, 폐 등 장기(organ)에 대한 해부학적 정보를 더 포함할 수 있다.

제2 획득부(430)는 환자의 실시간 X-ray 영상을 획득한다. 제1 획득부(410)가 획득하는 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상 및 CT 영상은 시술 전 환자를 촬영한 영상이나, 제2 획득부(430)가 획득한 실시간 X-ray 영상은 시술 시에 C-arm 장비 등을 이용하여 획득한 영상으로서, 시술 중의 환자를 촬영한 영상이라는 점에서 구분된다.

시술 중 장시간 X-ray를 투사할 수 없기에, 실시간 X-ray 영상의 해상도는 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상이나 CT 영상의 해상도에 비하여 낮으며, 환자의 혈관 정보가 포함되어 있지 않다.

영상 처리부(440)는 정합부(420)가 정합한 영상을 실시간 X-ray 영상에 정합하여 실시간 X-ray 영상 위에 혈관 정보를 오버레이하여 디스플레이 한다. 일측에 따르면, 오버레이된 영상은 도 1에 도시된 바와 같이 C-arm 주변에 위치한 디스플레이 장치를 통해 디스플레이 될 수 있다. 이 때 디스플레이 장치에 디스플레이되기 위하여 생성된(오버레이된) 영상은 실시간 X-ray 동영상에 나타나는 혈관 및 환자의 장기에 대한 해부학적 정보를 포함하는 한편, CT 또는 MR 영상으로부터 얻어지는 3D 혈관 구조 정보를 포함하는 보다 정밀한 해부학적 정보를 더 포함할 수 있다.

일측에 따르면, 영상 처리부(440)는 환자의 혈관에 삽입될 스텐트의 위치 또는 방향에 대한 정보를 실시간 X-ray 영상에 오버레이하여 디스플레이 할 수 있다. 의사는 혈관에 삽입될 스텐트의 위치와 실시간 X-ray 영상에 나타난 실제로 삽입된 스텐트의 위치를 비교하여 스텐트 삽입 시술의 성공 여부를 한눈에 파악할 수 있다.

시술을 하는 의사는 디스플레이 장치를 통해 환자의 현재 상태와 환자의 혈관 정보를 한눈에 파악할 수 있다. 따라서 C-arm의 부가적인 조작을 피하고, 시술상의 시행 착오를 줄일 수 있다. 의사가 시술에 집중할 수 있어 전체 시술 시간을 단축하고, 환자의 방사선 노출 선량을 감소시킬 수 있다.

도 4에 도시된 실시예에 따르면, 3차원 혈관 정보가 2차원인 실시간 X-ray 영상에 오버레이되어 디스플레이 된다. 따라서, 영상 처리부(440)는 3차원 혈관 정보 중에서 혈관의 깊이(depth) 정보를 추가적으로 나타낼 수 있다.

종래 기술에 따르면 CT 영상 또는 MR 영상 등을 통하여 얻어진 3차원 혈관 정보를 2차원인 실시간 X-ray 동영상(fluoroscopic image)에 정합하는 과정에서 3차원 혈관 정보의 깊이 정보가 유실된다. 이에 따르면 시술자가 혈관의 2D 투영면에서의 윤곽선만을 구별할 수 있을 뿐, 혈관의 입체적인 경로, 형태, 방향에 대해서는 알기 어렵다. 따라서 통상적으로 시술자는 혈관의 입체적인 경로, 형태, 방향을 확인하고 자신이 시술 중인 카테터(catheter)가 스텐트 시술 계획에 부합하게 진행하고 있는 지에 대한 확인 과정을 가질 필요가 있다. 이러한 확인 과정의 일 예로서 자동적 또는 수동적인 C-arm의 회전, 각도 조정 등을 통하여 실시간 X-ray 동영상의 촬영 각도 및 뷰포인트를 변경하면서 혈관의 입체적인 경로, 형태, 방향 등을 확인할 수 있다.

특히 혈관이 분기되는 지점에서는 혈관의 여러 브랜치(branch) 중 목표하는 브랜치로 카테터가 정확히 유도되어야 하는데, 이를 위하여 C-arm의 조정을 통한 촬영 각도 등의 조정이 빈번하게 일어나는 문제점이 있었다.

시술자가 시술 도중에 C-arm을 수 차례 조정할수록 시술 시간은 길어지고, 환자가 노출되는 방사선량은 증가하게 된다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 시술자는 혈관의 분기점에서 깊이 정보를 확인할 수 있으므로 C-arm의 조정과 같은 부가적인 조작을 피할 수 있다. 예를 들면, 혈관의 분기점에서 시술자에게 가까워지는 혈관 브랜치와 멀어지는 혈관 브랜치를 각각 다른 색상 또는 문양, 윤곽선 등으로 영상 처리하여 실시간 X-ray 동영상 위에 오버레이하면 시술자는 카테터의 진행 방향이 원하는 혈관 브랜치와 일치하는 지 용이하게 확인할 수 있으므로 굳이 C-arm을 부가적으로 조작하지 않고도 시술을 진행할 수 있다.

이에 따라 시술자는 시술 상의 시행 착오를 줄이고 전체 시술 시간을 단축하며 전체적인 방사선 노출 선량을 줄일 수 있다. 방사선 노출 선량을 줄이는 것은 대단히 중요한 것으로, 방사선은 환자만 노출되는 것이 아니라 시술자와 그 주변의 스태프(staff) 모두가 노출되는 것이므로 방사선 노출 선량을 줄일 수 있는 혈관 스텐트 시술 방법의 개발은 대단히 중요한 의미를 가진다.

일측에 따르면, 영상 처리부(440)는 혈관의 깊이 정보에 기반하여 혈관에 대한 디스플레이 속성을 결정할 수 있다. 여기서, 디스플레이 속성은 혈관의 색깔, 무늬, 숫자, 명암, 두께 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 영상 처리부(440)는 결정된 디스플레이 속성에 따라서 혈관의 색깔, 무늬, 숫자, 명암, 두께 중에서 적어도 하나를 달리하여 혈관의 깊이 정보를 나타낼 수 있다.

영상 처리부(440)는 스텐트 시술 계획에 포함된 스텐트에 관한 정보를 실시간 X-ray 영상 위에 오버레이하여, 디스플레이될 영상을 생성할 수 있다. 특히 스텐트의 위치를 혈관과 연동하여 디스플레이하는 것은 시술자에게는 대단히 중요할 수 있는데, 이는 시술자가 목표하는 혈관 위치로 카테터를 정확히 유도하기 위한 네비게이션을 제공하는 것처럼 해석할 수도 있다.

실시간 X-ray 동영상 위에 오버레이될 가상 혈관 영상의 각 부분의 색상 등을 깊이 정보에 기반하여 다르게 나타낼 때에는 가상 혈관 영상의 일정 길이만큼을 세그멘트(segment)로 구분하여 나타낼 수도 있다. 또는 가상 혈관의 중심선을 따라 깊이 값에 해당하는 색상 등을 연속적으로 변화시키는 방법으로 표현할 수도 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 예시적 실시예에 따라서, 혈관의 3차원 구조 정보를 포함하는 해부학적 정보를 실시간 X-ray 영상과 매칭하고, 혈관의 3차원 구조 정보를 실시간 X-ray 영상에 위에 오버레이하여 디스플레이한 것을 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 실시간 X-ray 동영상(1110) 위에 혈관의 3차원 구조 정보(1120)가 오버레이된다.

이 때 혈관의 3차원 구조 정보(1120)는 색상으로 표현된 깊이 정보(depth information)를 포함하여 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 3차원 구조 정보(1120)의 제1 브랜치(1121)와 제2 브랜치(1122)는 서로 다른 깊이 정보를 가지고 있는 만큼, 서로 다른 색상, 명암 또는 무늬로 표시될 수 있다. 이 때, 혈관은 일정 길이의 세그멘트 단위로 구분될 수 있고, 각 세그멘트는 대표 깊이 값에 따라 색상, 명암 또는 무늬 등 디스플레이 속성이 결정될 수 있다. 또는 혈관의 3차원 구조 정보의 각 복셀(voxel)이 가지는 깊이 값에 따라 디스플레이 속성이 표현될 수도 있다. 이 때에는 혈관은 연속적으로 변화하는 디스플레이 속성을 가질 수 있다.

도 11은 깊이 정보를 디스플레이 속성에 반영한 실시예를 도시하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 스텐트 시술 계획에 따른 혈관 시뮬레이션 결과를 반영한 디스플레이 속성에 의한 의료 영상 디스플레이도 가능하다. 즉, 혈관 내의 혈류 속도, 혈관 외벽에 미치는 압력 등을 색상, 명암, 무늬 또는 기호로 표시할 수 있다.

도 5는 또 다른 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치를 도시한 도면이다. 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치(500)는 프로세서를 포함할 수 있으며, 프로세서는 제1 획득부(510), 정합부(520), 제2 획득부(530), 영상 처리부(540) 및 시뮬레이션부(550)를 포함한다.

도 5에서의 제1 획득부(510), 정합부(520), 제2 획득부(530) 및 영상 처리부(540)는 도 4에서의 제1 획득부(410), 정합부(420), 제2 획득부(430) 및 영상 처리부(440)와 유사하게 동작하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

시뮬레이션부(550)는 시술 전 계획된 스텐트의 위치 또는 방향에 따라 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력을 시뮬레이션 한다. 영상 처리부(540)는 시뮬레이션된 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력을 실시간 X-ray 영상 위에 오버레이하여 디스플레이 할 수 있다.

일측에 따르면, 영상 처리부(540)는 시뮬레이션된 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력에 따라 혈관에 대한 디스플레이 속성을 결정할 수 있다. 여기서, 디스플레이 속성은 혈관의 색깔, 무늬, 숫자, 명암, 두께 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 영상 처리부(540)는 결정된 디스플레이 속성에 따라서 혈관의 색깔, 무늬, 숫자, 명암, 두께 중에서 적어도 하나를 달리하여 시뮬레이션 된 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력을 나타낼 수 있다.

도 5에서는 시뮬레이션부(550)가 시술 전 계획된 스텐트의 위치 또는 방향에 따른 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력을 시뮬레이션하는 실시예가 도시되었다. 본 발명의 다른 실시예에 따라서는 외부의 플래닝 시스템 또는 시뮬레이션 시스템에 의하여 플래닝 과정에서 스텐트의 식립에 따른 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력에 대한 시뮬레이션이 실행될 수 있다. 이 때에는 본 발명의 의료 영상 디스플레이 장치는 상기 외부의 플래닝 시스템 또는 시뮬레이션 시스템에 의하여 실행된 시뮬레이션의 결과를 획득할 수 있고, 영상 처리부는 시뮬레이션의 결과를 실시간 X-ray 동영상 위에 오버레이하여 디스플레이할 수 있다.

도 6은 또 다른 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치를 도시한 도면이다. 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 장치(600)는 프로세서를 포함할 수 있으며, 프로세서는 제1 획득부(610), 정합부(620), 제2 획득부(630), 영상 처리부(640), 시뮬레이션부(650) 및 모델링부(660)를 포함한다. 도 6에서의 제1 획득부(610), 정합부(620), 제2 획득부(630) 및 영상 처리부(640)는 도 4에서의 제1 획득부(410), 정합부(420), 제2 획득부(430) 및 영상 처리부(440)와 유사하게 동작하므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

위에서 언급한 바와 같이, 제1 획득부(610)가 획득한 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상은 시간의 경과에 따른 혈관의 변동에 대한 정보를 포함할 수 있다.

모델링부(660)는 혈관의 변동에 대한 정보를 이용하여 CT 영상의 3차원 혈관 정보를 제영제를 투여한 환자의 X-ray 영상에 매칭되는 모델로 변형한다. 이 경우에, 정합부(620)는 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상에 매칭된 모델을 이용하여 CT 영상을 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상에 정합한다.

일측에 따르면, 모델링부(660)는 CT 영상의 3차원 혈관 정보를 제2 획득부(630)가 획득한 실시간 X-ray 영상에 매칭되는 모델로 변형한다. 이 경우에, 영상 처리부(640)는 실시간 X-ray 영상에 매칭된 모델을 이용하여 정합된 영상을 실시간 X-ray 영상에 정합시켜 오버레이 할 수 있다.

영상 처리부(640)는 스텐트 시술 계획 정보에 포함된, 스텐트가 혈관 내에 자리잡은 후에 취하게 되는 형태, 및 위치를 오버레이하고 디스플레이함으로써 시술자에게 스텐트의 깊이 정보를 자세히 표시할 수 있다. 특히 혈관을 따라서 스텐트가 z축 방향으로 나오는 방향인지, 들어가는 방향인지 등의 정보를 파악하는 것은 매우 중요하다. 혈관의 분기점에서 분기되는 혈관 브랜치의 깊이 방향 정보가 주어진다면 시술자는 C-arm의 각도를 회전하거나 촬영 조건을 변경하는 횟수 및 시간을 현저하게 줄일 수 있을 것이다.

영상 처리부(640)는 스텐트의 깊이 방향 정보와 혈관의 깊이 방향 정보를 함께 표시할 수도 있으며, 혈관의 분기점에 시술자가 주목할 수 있도록 소정의 마커(marker)를 표시할 수도 있다. 또한 스텐트를 주입하기 위하여 예비적으로 인입하는 와이어 또는 카테터의, 계획 내에서의 z 축 상의 방향을 안내하는 정보를 추가하여 디스플레이할 수도 있다.

시뮬레이션부(650)는 가상 혈관의 분획 혈류 예비력(FFR, Fractional Flow Reserve) 등의 정보를 시뮬레이션할 수 있고, 모델링부(660)는 이러한 시뮬레이션된 연산 정보를 통하여 3차원 혈관 구조체의 해부학적 정보를 더욱 풍부한 상태로 업데이트할 수 있다. 특히 혈관 내의 FFR은 시술 과정에서 압력 센서를 체내에 삽입하여 혈관 내 압력을 측정하기도 하는 등의 불편함이 있었으므로, 시뮬레이션부(650)와 모델링부(660)의 협력 동작에 의하여 가상 혈관 내의 FFR 등의 정보를 부가하여 디스플레이할 수 있다면, 압력 센서를 체내에 삽입하는 등 혈관 내 압력 측정 과정을 최소화할 수 있다.

도 7는 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 방법을 도시한 도면이다.

단계(710)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 환자의 CT 영상을 획득한다. 여기서, CT 영상은 컴퓨터 단층 촬영 기법을 이용하여 촬영된 환자의 횡단면상의 영상을 컴퓨터를 이용하여 합성한 것으로, 환자의 3차원 혈관 정보를 포함할 수 있다.

단계(720)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상을 획득한다. 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상은 미리 결정된 시간 동안 촬영되며, 시간의 경과에 따른 혈관의 변동에 대한 정보를 포함할 수 있다.

단계(730)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 환자의 3차원 혈관 정보가 포함된 CT 영상을 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상에 정합한다. 여기서, 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상 및 3차원 혈관 정보가 포함된 CT 영상은 모두 시술 전 환자를 촬영한 영상일 수 있다.

단계(740)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 환자의 실시간 X-ray 영상을 획득한다. 여기서, 환자의 실시간 X-ray 영상은 시술 중의 환자를 촬영한 영상이다.

단계(750)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 단계(720)에서 정합된 영상을 실시간 X-ray 영상에 정합하고, 실시간 X-ray 영상 위에 혈관 정보를 오버레이하여 디스플레이 한다.

일측에 따르면, 단계(750)에서 의료 영상 디스플레이 장치는 환자의 혈관에 삽입될 스텐트의 위치 또는 방향에 대한 정보를 실시간 X-ray 영상에 오버레이하여 디스플레이 할 수 있다. 시술 계획 단계에서 계획된, 스텐트의 위치 또는 방향에 대한 정보가 디스플레이되면 의사는 이를 실시간 X-ray 영상에 나타나는 실제 삽입된 스텐트의 위치 또는 방향에 대한 정보와 비교하여 스텐트 삽입 시술의 성공 여부를 한눈에 파악할 수 있다.

도 8은 또 다른 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 방법을 도시한 도면이다.

도 8의 (a)는 CT 영상을 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상에 정합하는 구체적인 구성을 도시한 도면이다.

단계(810)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 혈관의 변동에 대한 정보를 이용하여 CT 영상의 3차원 혈관 정보를 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상에 매칭되는 모델로 변형한다.

이 경우, 의료 영상 디스플레이 장치는 단계(730)에서, 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상에 매칭된 모델을 이용하여 CT 영상을 조영제를 투여한 환자의 X-ray 영상에 정합할 수 있다.

도 8의 (b)는 정합된 영상을 실시간 X-ray 영상에 정합하여 디스플레이하는 구체적인 구성을 도시한 도면이다.

단계(820)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 3차원 혈관 정보를 환자의 실시간 X-ray 영상에 매칭되는 모델로 변형한다.

이 경우, 의료 영상 디스플레이 장치는 단계(750)에서, 실시간 X-ray 영상에 매칭된 모델을 이용하여 정합된 영상을 실시간 X-ray 영상에 정합시켜 오버레이할 수 있다.

도 9는 또 다른 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 방법을 도시한 도면이다.

도 9의 (a)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 혈관 내에 삽입될 스텐트에 대한 정보를 실시간 X-ray 영상에 오버레이하여 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 단계(910)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 시술전의 계획 단계에서 결정된 스텐트의 위치 또는 방향에 대한 정보를 디스플레이 할 수 있다.

시술 계획 단계에서 계획된, 스텐트의 위치 또는 방향에 대한 정보가 디스플레이되면 의사는 이를 실시간 X-ray 영상에 나타나는 실제 삽입된 스텐트의 위치 또는 방향에 대한 정보와 비교하여 스텐트 삽입 시술의 성공 여부를 한눈에 파악할 수 있다.

도 9의 (b)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 스텐트 삽입 시술 이후의 효과를 실시간 X-ray 영상에 나타낼 수 있다.

단계(920)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 혈관 내에 삽입될 스텐트의 위치 또는 방향에 따른 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력을 시뮬레이션 할 수 있다. 여기서, 혈관 내에 삽입될 스텐트의 위치 또는 방향은 시술전의 계획 단계에서 결정된 것일 수 있다.

단계(930)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 시뮬레이션된 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력을 실시간 X-ray 영상 위에 오버레이하여 디스플레이 할 수 있다. 일측에 따르면, 의료 영상 디스플레이 장치는 시뮬레이션된 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력에 따라서 혈관에 대한 디스플레이 속성을 결정하고, 결정된 디스플레이 속성에 따라서 혈관을 디스플레이함으로써, 시뮬레이션된 혈류 속도 또는 혈관 내부의 압력을 나타낼 수 있다.

도 10은 또 다른 예시적 실시예에 따른 의료 영상 디스플레이 방법을 도시한 도면이다.

도 10에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 3차원 혈관 정보 중에서 혈관의 깊이 정보를 2차원인 실시간 X-ray 영상에 나타낼 수 있다.

단계(1010)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 혈관의 깊이 정보에 기반하여 혈관에 대한 디스플레이 속성을 결정할 수 있다. 여기서, 디스플레이 속성은 혈관의 색깔, 무늬, 숫자, 명암, 두께 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

단계(1010)에서, 의료 영상 디스플레이 장치는 결정된 디스플레이 속성에 따라서 혈관의 색깔, 무늬, 숫자, 명암, 두께 중에서 적어도 하나를 달리하여 혈관의 깊이 정보를 실시간 X-ray 영상에 오버레이하여 디스플레이 할 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 프로그램 인스트럭션, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

110: C-arm 장치
121, 122: X-ray 촬영 장치
130: C-arm
140: 의료 영상 디스플레이 장치

Claims (17)

1. 환자의 3차원 해부학적 정보를 포함하는 제1 의료 영상과 상기 환자의 체내의 관형 조직(tubular structure)에 조영제가 투여된 후 얻어진 제2 의료 영상 간의 영상 정합을 실행하여 정합 영상을 생성하는 정합부;
   상기 환자에 대하여 얻어진 제3 의료 영상을 수신하는 획득부; 및
   상기 정합 영상을 상기 제3 의료 영상에 정합하고, 상기 제3 의료 영상 위에 상기 정합 영상에 포함되는 제1 해부학적 정보가 오버레이된 제4 의료 영상을 생성하는 영상 처리부;
   를 포함하는 의료 영상 디스플레이 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 영상 처리부는
   상기 제1 해부학적 정보의 깊이 정보(depth information)를 포함하는 상기 제4 의료 영상을 생성하는 의료 영상 디스플레이 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 영상 처리부는
   상기 관형 조직에 식립(implanted)될 스텐트의 위치 또는 방향 중 적어도 하나 이상에 대한 정보를 포함하는 상기 제4 의료 영상을 생성하는 의료 영상 디스플레이 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 관형 조직에 식립될 스텐트의 위치 또는 방향에 따라 관형 조직 내의 유체의 속도 또는 관형 조직 내부의 압력을 시뮬레이션하는 시뮬레이션부
   를 더 포함하고,
   상기 영상 처리부는 상기 시뮬레이션된 유체의 속도 또는 관형 조직 내부의 압력에 대한 정보를 포함하는 상기 제4 의료 영상을 생성하는 의료 영상 디스플레이 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 해부학적 정보는 상기 제2 의료 영상으로부터 얻어지는 시간의 경과에 따른 상기 관형 조직의 변동에 대한 정보를 포함하는 의료 영상 디스플레이 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2 의료 영상으로부터 얻어지는 상기 관형 조직의 변동에 대한 정보를 이용하여 상기 제1 해부학적 정보를 상기 제2 의료 영상에 매칭되는 모델로 변형하는 모델링부
   를 더 포함하고,
   상기 정합부는 상기 제2 의료 영상에 매칭된 모델을 이용하여 상기 영상 정합을 실행하는 의료 영상 디스플레이 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 모델링부는 상기 제1 해부학적 정보를 상기 제3 의료 영상에 매칭되는 모델로 변형하고,
   상기 영상 처리부는 상기 제3 의료 영상에 매칭되는 모델을 이용하여 상기 제1 해부학적 정보와 상기 제3 의료 영상을 정합하는 의료 영상 디스플레이 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 영상 처리부는 상기 제1 해부학적 정보 중 상기 관형 조직의 깊이 (depth) 정보에 기반하여 상기 관형 조직에 대한 디스플레이 속성을 결정하는 의료 영상 디스플레이 장치.
9. 의료 영상 디스플레이 장치가 환자의 관형 조직의 3차원 해부학적 정보를 포함하는 제1 의료 영상을 획득하는 단계;
   상기 의료 영상 디스플레이 장치가 상기 환자의 상기 관형 조직에 조영제가 투여된 후 얻어진 제2 의료 영상을 획득하는 단계;
   상기 의료 영상 디스플레이 장치가 상기 제1 의료 영상과 상기 제2 의료 영상 간의 영상 정합을 실행하여 정합 영상을 생성하는 단계;
   상기 의료 영상 디스플레이 장치가 상기 환자에 대하여 얻어진 제3 의료 영상을 수신하는 단계; 및
   상기 의료 영상 디스플레이 장치가 상기 정합 영상을 상기 제3 의료 영상에 정합하고, 상기 제3 의료 영상 위에 상기 정합 영상에 포함되는 제1 해부학적 정보가 오버레이된 제4 의료 영상을 생성하는 단계;
   를 포함하는 의료 영상 디스플레이 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제4 의료 영상을 생성하는 단계는
    상기 제1 해부학적 정보의 깊이 정보를 포함하는 상기 제4 의료 영상을 생성하는 의료 영상 디스플레이 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 의료 영상 디스플레이 장치가 상기 3차원 관형 조직 정보에 기초하여 상기 관형 조직에 스텐트를 식립할 계획(plan)을 획득하는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 제4 의료 영상을 생성하는 단계는
    상기 계획에 따라 상기 관형 조직에 식립(implanted)될 스텐트의 위치 또는 방향 중 적어도 하나 이상에 대한 정보를 포함하는 상기 제4 의료 영상을 생성하는 의료 영상 디스플레이 방법.
12. 제9항에 있어서,
    상기 의료 영상 디스플레이 장치가 상기 관형 조직에 식립될 스텐트의 위치 또는 방향에 따라 관형 조직 내부의 유체의 속도 또는 관형 조직 내부의 압력을 시뮬레이션하는 단계; 및
    상기 의료 영상 디스플레이 장치가 상기 시뮬레이션된 유체의 속도 또는 관형 조직 내부의 압력에 대한 정보를 포함하는 상기 제4 의료 영상을 생성하는 단계
    를 더 포함하는 의료 영상 디스플레이 방법.
13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 해부학적 정보는
    상기 제2 의료 영상으로부터 얻어지는 시간의 경과에 따른 상기 관형 조직의 변동에 대한 정보를 포함하는 의료 영상 디스플레이 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 의료 영상 디스플레이 장치가 상기 제2 의료 영상으로부터 얻어지는 상기 관형 조직의 변동에 대한 정보를 이용하여 상기 제1 해부학적 정보를 상기 제2 의료 영상에 매칭되는 모델로 변형하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 정합 영상을 생성하는 단계는
    상기 제2 의료 영상에 매칭된 모델을 이용하여 상기 영상 정합을 실행하는 의료 영상 디스플레이 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 의료 영상 디스플레이 장치가 상기 3차원 관형 조직 정보를 상기 제3 의료 영상에 매칭되는 모델로 변형하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 제4 의료 영상을 생성하는 단계는
    상기 제3 의료 영상에 매칭되는 모델을 이용하여 상기 제1 해부학적 정보와 상기 제3 의료 영상을 정합하는 의료 영상 디스플레이 방법.
16. 제9항에 있어서,
    상기 제4 의료 영상을 생성하는 단계는
    상기 제1 해부학적 정보 중 상기 관형 조직의 깊이(depth) 정보에 기반하여 상기 관형 조직에 대한 디스플레이 속성을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 디스플레이 속성이 반영된 관형 조직의 영상을 포함하는 상기 제4 의료 영상을 생성하는 단계
    를 포함하는 의료 영상 디스플레이 방법.
17. 제9항 내지 제16항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
    

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