기울기 벡터 플로우를 이용한 뇌출혈의 3차원 모델링

3D Modeling of Cerebral Hemorrhage using Gradient Vector Flow

뇌손상에서 생존자의 경우 지속적인 장애를 유발하고 뇌출혈에 따른 경막외 혈종(EDH) 및 경막하 혈종(SDH)은 주요 임상 질환 중 하나라고 볼 수 있다. 본 연구에서는 컴퓨터단층검사(CT; Computed Tomography) 영상을 기반으로 뇌출혈에 따른 혈종을 자동 분할하고 3차원으로 모델링하고자 하였다. 혈종의 자동 분할을 위해서 개선된 GVF(gradient vector flow) 알고리즘을 구현하였다. 영상으로부터 경사 벡터를 계산과 반복계산을 거친 후 자동 분할을 하고 분할 좌표를 이용해서 3차원 모델을 생성하였다. 실험결과, 혈종의 경계에 대해서 정확하게 분할 성공하였다. 경계 부분과 얇은 혈종부분에서도 결과가 좋은 것으로 나타났고, 3차원 모델을 통해서 여러 방향에서 혈종의 강도, 확산 방향, 면적 등을 알 수 있었다. 본 연구에서 개발 한 뇌출혈 부위의 평면정보와 3차원 모델은 의료진에게 보조적인 진단자료로서 활용 될 수 있을 것으로 판단한다.

Brain injury causes persistent disability in survivors, and epidural hematoma(EDH) and subdural hematoma (SDH) resulting from cerebral hemorrhage can be considered one of the major clinical diseases. In this study, we attempted to automatically segment and hematomas due to cerebral hemorrhage in three dimensions based on computed tomography(CT) images. An improved GVF(gradient vector flow) algorithm was implemented for automatic segmentation of hematoma. After calculating and repeating the gradient vector from the image, automatic segmentation was performed and a 3D model was created using the segmentation coordinates. As a result of the experiment, accurate segmentation of the boundaries of the hematoma was successful. The results were found to be good even in border areas and thin hematoma areas, and the intensity, direction of spread, and area of the hematoma could be known in various directions through the 3D model. It is believed that the planar information and 3D model of the cerebral hemorrhage area developed in this study can be used as auxiliary diagnostic data for medical staff.