복합 동적 객체의 파라미터 측정 및 가시화

Abstract

삼차원 가시화는 공간적으로 얻어진 데이터의 입체적인 분석을 위해 사용되는 효과적인 방법으로서 과학, 공학, 의료 등에서의 그 활용분야가 다양하다. 그러나, 삼차원 가시화는 대부분 단일의 정적인 객체를 대상으로 하고 있어, 복잡한 형태의 움직임이 있는 객체를 표현하기에는 충분하지 않다. 특히, 두개 이상의 객체가 안과 밖을 이루면서 객체 자체의 형태 변형이 지역적으로 다르고 각각의 움직임 또한 서로 다른 복잡한 움직임을 갖는 객체의 경우, 분석에 필요한 파라미터 설정과 별도의 가시화 방법이 필요하다. 즉, 내외벽 모델 간의 공간적 관계, 객체의 움직임 등의 특성을 표현할 수 있는 파라미터를 정하여 측정하는 과정과 이에 대한 가시화가 요구된다. 본 논문에서는 위와 같은 특성을 갖는 객체를 복합 동적 객체라 칭하고, 실제적인 응용을 위하여 이러한 특성을 가지는 객체로서 심장의 좌심실 모델을 이용하였다. 좌심실은 내벽과 외벽으로 구성된 복합적인 동적 객체로서, 이를 분석하기 위한 파라미터로는 두께와 두께 변화를 측정하였다. 특히, 파라미터 측정 방법에 있어서 기존 방법의 문제점인 추이 분석의 어려움, 사용 모델에 대한 제한 등을 개선하기 위해 타원체를 이용하는 방법을 제안하고 이를 구현하였다. 또한, 이 결과를 색채가시화하여 하나의 영상에서 객체의 움직임을 설명할 수 있도록 하였다. 구현된 방법은 심장 영상 분석 시스템에 연동하여 임상에서 사용되는 의료 영상 분석에 직접 활용될 수 있도록 하였다. 시스템의 인터페이스는 다각적인 분석이 가능하도록 4개의 화면으로 구성하였으며, 가시적인 분석 외에도 정량적 분석을 위한 그래프를 제공하도록 하였다.;A three dimensional visualization is an effective method to visually display, enhance and manipulate information to allow better understanding of the data, which is the output of high-volume data sources, and also an aid to scientific and engineering analysis. However, the three dimensional visualization is generally targeted for one static object. So it is not sufficient to describe and represent the dynamic object. Especially, when more than two objects consist of the inner and outer part, their shape deformation depends on the region, and the motion of each object is so complex and individual that extraordinary visualization technique and parameter setting are required for precise analysis. That is, a proper parameter which represents the spatial relationship between inner and outer object, the motion of the object should be chosen for the assessment and it could be visualized. In this thesis, the object which has the characteristic above is defined as complex dynamic object, the left ventricular model is adopted as an example for the practical application. The left ventricle is an complex dynamic object composed of inner and outer wall and its dynamic motion can be analyzed by observing the two parameters, which are wall thickness and thickening. The state of art for the assessment of the parameters is limited by the difficulty of the follow-up analysis, the number of the adoptable model available. To improve the problem listed above, it is proposed and implemented to use an ellipsoid in this thesis. The results are also visually displayed as a color-coded surface of the ventricle in one view, which is enough to explain the motion of the object. The implemented method can be added to upgrade the cardio-image analyzing system-Cardiac Station and directly applied to the medical image analysis performed clinically. The system interface has four views for variable analysis and graph for quantitative analysis as well as visual analysis is provided.