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구조적 분석을 이용한 치과용 디지털 X-ray 영상에서의 골조직 변화 검출에 관한 연구
Bone loss Detection in Dental Digital X-ray Image by Structure Analysis 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part B. Part B, v.11B no.3, 2004년, pp.275 - 280  

안용학 (경희대학교 대학원 전자계산공학과) ,  채옥삼 (경희대학교 전자계산공학과)

초록
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본 논문은 디지털 방사선 영상에 영상처리기법을 이용하여 기존의 수동적인 방법으로 개인차를 유발했던 차영상 진단방법을 자동화하는 알고리즘 방법을 제안한다. 이를 위해 차영상 획득 이전에 수행될 투 영상의 정렬방법과 치과용 디지털 방사선영상내의 구조적 특징을 이용하여 관심영역을 선정할 수 있는 방법론을 제안하고, 이를 이용하여 영역에 대한 차정보 표시 및 이에 대한 수치적 근거를 제시함으로써 기존의 방법이 갖지 못한 결과의 일관성 및 객관성을 갖도록 하였다. 구현결과 인간의 시각으로 판별하기 어려운 미세한 차이의 표시 및 환부의 이상발생여부를 확연히 구분할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose automatic subtraction radiography algorithms to overcome conventional subtraction radiography's defects by applying image processing technique. In order to reach these goals, this paper suggests the image alignment method that is necessary for getting subtraction image and ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 방법으로는 변화부위의 검출이 매우 어렵다. 논문에서는 미세한 차를 더 크게 함으로써 영역분리에 대한 정보를 획득할 수 있는 누적(summation) 기법을 제안한다. 누적기법의 주목적은 잇몸의 시작 위치를 구별함으로써 관심 영역을 획득하는 것으로, 좀 더 신뢰성있는 결과를 갖기 위해서는 영상이 회전되었을 경우 회전기울기에 맞추어 누적 기법을 수행하는 것이다.
  • 본 논문에서는 영상 정렬의 가능성을 줄여 정렬 속도를 높이기 위해서 이미 계산된 임플란트의 경계선 정보가 이용된다. 임플란트의 경계선은 비교적 정확한 임플란트의 방위(orientation)와 위치(position) 정보를 제공함으로 두 영상의 정렬시 계산수를 현저히 줄일 수 있다.
  • 본 논문에서는 치과용 X-ray 영상에 대한 분석을 통해 임플란트 이식 수술 후 발생하는 주위 골조직의 변화를 빠르게 인식하고 대처하는 것이 주목적이다. 그러나 입력 환경의 변화로 인해서 전체 영상을 대상으로 하는 정합은 정확도가 떨어지고, 이렇게 얻어진 차영상에서 변화 부위를 구분하기 위한 임계치 결정도 매우 어렵다.
  • 본 논문이 대상으로 하는 치과용 X-ray 영상에 대한 Subtraction Radiography 방법은 인공치아, 즉 임플란트(implant) 이식시술 후 시간이 경과하면서 임플란트 fixture의 영향으로 주위 골조직에 변화가 생기는 경우가 발생하는데, 이러한 경우 변화의 발생 여부를 빠르게 인식하여 대처하는 것을 목적으로 한다. 즉, 시간에 따라 변화하는 골조직에 대한 변화량을 인식하는 것이 가장 중요한 점이 된다.
  • 따라서 일반적인 임계치 방법으로 차영상에서 주위염을 분리하는 것은 거의 불가능하다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해서 치아구조 분석과정에서 구해진 근사적인 잇몸 경계 정보를 바탕으로 배경과 잇몸을 분리하기 위한 국부적인 임계치를 계산한다. 현 영상에서의 배경과 잇몸 밝기정보에 근거한 임계치를 사용함으로써 미세한 변화를 갖는 주위염 부위를 검출할 수 있다.
  • 본 연구에서는 치과용 디지털 X-ray 영상에서 Subtraction Radiography< 통한 임플란트 주위염 검출방안을 제시하였다. 제안된 방법은 임플란트의 구조적 분석을 통하여 예상되는 환부를 분리하고, 분리된 환부영역을 중심으로 에지 기반 정합을 수행함으로써 실제 환부의 이상에 의해 발생할 수 있는 정보 이외의 촬영기기의 프로젝션 방향 및 주변 환경 등에 의한 차정보가 표시되는 문제점을 해결하고, 기존의 수동적인 방법을 통한 결과의 객관성 및 통일성, 정확성에 대한 문제를 해결하였다.
  • 영상 정렬은 두 영상의 신뢰성 있는 차정보를 얻기 위한 중요한 절차로, 실제 시간차를 두고 촬영된 두 영상내의 구조물이 약간의 위치 및 방위의 차를 가짐으로 이러한 구조물의 위치 및 방위차를 조절하여 정확히 매칭시키는 것을 목적으로 한다.
  • 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 먼저 임플란트의 구조적 정보를 추출하고 이 정보를 바탕으로 보다 신속하고 정확하게 정합과 차영상 생성을 수행할 수 있는 방안을 제안한다. 또한, 변화량이 작은 이상부위의 특성을 감안하여 구조적 정보를 바탕으로 이상부위의 위치와 경계 영역을 예측하고 관심영역을 분리하여 해당 영역에 대한 차정보만을 표시할 수 있는 방안을 제안한다.
  • 이러한 연구를 통해 본 논문은 최근 그 사용도가 점차 증가하는 디지털 방사선 영상에 대한 진단의 자동화를 꾀하였고, 영상정렬에서의 GHT 적용, 영역분리에 있어 Summation 방법 및 직선 선분 추출과 같은 특수용도의 영상에 대해 영상이 갖는 특징을 이용하여 문제를 해결하는 방법론을 제시하였다.
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참고문헌 (17)

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  16. 이원혁, 안성진, 정진욱, '계층적 관리 구조를 갖는 정보 자원 관리 시스템의 설계 및 구현', 정보처리학회논문지, 2001 

  17. '체계적인 컴퓨터비젼알고리즘 관리와 재사용을 위한 영상이해환경에 대한 연구', 최종(2차년도) 연구개발 보고서, 과학재단, 1995 

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