DOI QR코드

DOI QR Code

Flexible Background-Texture Analysis for Coronary Artery Extraction Based on Digital Subtraction Angiography

유동적인 배경 텍스쳐 분석을 통한 DSA 기반의 관상동맥 검출

  • 박성호 (메디칼 초음파 연구소) ;
  • 이중재 (숭실대학교 정보미디어기술연구소) ;
  • 이근수 (한경대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 김계영 (숭실대학교 컴퓨터학부)
  • Published : 2005.10.01

Abstract

This paper proposes the extraction of coronary arteries based on DSA(Digital Subtraction Angiography) through a texture analysis of background in the angiography. DSA is a well established modality for the visualization of coronary arteries. DSA involves the subtraction of a mask image - an image of the heart before injection of contrast medium - from live image. However, this technique is sensitive to the movement of background and can result to a wrong detection by the variance of background gray-level intensity between two images. Therefore, this paper solves a structural problem resulted from a background movement bV selecting an image which has the least difference of movement through an analysis of the similarity of background texture and proposes a method to extract only the blood vessel efficiently through local gray-level correction of the selected image. Using the coronary angiogram of 5 patients clinical data, we proved that the proposed method has the lower false-detection rate, approximately $2\%$, and the higher accuracy than the existing methods.

본 논문은 조영 영상에서 유동적인 배경의 텍스쳐 분석을 통한 DSA(Digital subtraction Angiography: 디지털 혈관조영술)기반의 관상동맥 검출방법에 대해 기술한다. DSA 방법은 조영제를 투입하기 전에 촬영된 마스크 영상과 조영제 투입 후의 혈관 대비가 나타나는 라이브 영상과의 차이를 이용하여 빠르게 혈관 영역만을 검출하는 방법이다. 이 방법의 큰 단점은 배경의 움직임에 민감하고, 두 영상간의 지역적인 배경 명암 분포의 변화에 따라 오검출이 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 배경 텍스쳐의 유사도를 분석하여 움직임의 차이가 가장 작은 영상을 선택함으로써 배경의 움직임으로 인한 구조적인 문제를 해결하고, 선택된 영상의 지역적 명암 보정을 통해 혈관 영역만을 효과적으로 추출할 수 있는 방법을 제안한다. 실험 결과에서는 성능 평가를 위하여 다섯 환자의 임상 관상동맥 조영 영상을 사용 하였다. 제안하는 방법은 기존의 방법보다 배경을 혈관으로 인식하는 오 인식률에서 약 $2\%$정도의 안정적인 결과를 보여주며, 정확도는 증가하였음을 알 수 있다.

Keywords

References

  1. 서상호, 유상신, 권혁문, 노형운, '좌관상동맥 분지부 내에서 정상혈류의 속도와 전단응력분포', '95 추계 대한기계학회, pp.490-493, 1995
  2. Zana, F., Klein, J.C. , 'Segmentation of vessel-like patterns using mathmatical morphology and curvature evauation,' IEEE Trans. Medical Imaging. 10. 2000 https://doi.org/10.1109/83.931095
  3. Kostas Haris, Serafim N, Efstrafiadis, 'Model-Based Morphological Segmentation and Labeling of Coronary Angiograms', IEEE Trans. Medical Imaging, Vol.18. No.10, 1999 https://doi.org/10.1109/42.811312
  4. W. R. Brary, 'Digital subrtaction angiography,' IEEE Trans. Nucl. Sci, Vol.NS-29, pp.1176-1180, June, 1982
  5. L. M. Boxt, 'Intravenous digital subtraction angiography of the thoracic and abdominal aorta,' CardioVascular Interventional Radiology, Vol.6, pp.205-213, 1983 https://doi.org/10.1007/BF02552437
  6. L. W. Ludwing, L. A. Verhoeven, J. J. Kersbergen, and T.T. Overtoom, 'Digital subtraction angiography of the plumonary arteries for the dignosis of pulmonary embolism,' Radiology, Vol.147, No.3, pp.639-645, 1983 https://doi.org/10.1148/radiology.147.3.6342028
  7. H. Oung and A. M. Smith, 'Real time motion detection in digital subtraction angiography,' in Proc. Int. Symp, Medical Images and Icons, A. Deurinckx, M. H. Loew, and J. M. S. Prewitt, Eds. Silver Spring, MD: IEEE, pp.336-339, 1984
  8. M. Yanagisiwa, S. Shigemitsu, and T. Akatsuka, 'Registration of locally distorted images by multi window pattern matching and displacement interpolation angiography,' in Proc. IEEE seventh Int. Conf. Pattern Recognition, pp.1288-1291, 1984
  9. V. Leclerc and C. Benchimol, 'Automatic elastic registration od DSA images', in Proc. CAR '87, Berlin, Germany, pp.719-723, 1987
  10. Luong Van Tran, Jack Sklansky, 'Flexible Mask Subtraction for Digital Angiography,' IEEE Trans on Medical Imaging, Vol.11, No.3, 1992
  11. T.M. Buzug and J. Weese, 'Similarity measures for subtraction methods in medical imaging,' in Proc. 18th Ann. Int. Conf. IEEE Engineering Medicine Biology Society, pp.140-141, 1996
  12. Erik H. W. Meijering, Wiro J. Niesse, and Max A. Viergerver, 'Retrospective Motion Correction in Digital Subtraction Angiography: A Review,' IEEE Transaction on Medical Imaging, Vol.18, No.1, January, 1999 https://doi.org/10.1109/42.750248

Cited by

  1. Improvement of Angiogram Quality Using by High Pass Filter vol.8, pp.6, 2014, https://doi.org/10.7742/jksr.2014.8.6.301
  2. PSNR Evaluation of P Company DSA System between Server Display Monitor and Client Display Monitor vol.8, pp.1, 2014, https://doi.org/10.7742/jksr.2014.8.1.43