영상을 사용한 피부 상처 크기 측정

Abstract

현재 병원에 방문이 어려운 상황의 사람들이나 의료소외지역에 생활하는 사람들은 직접 치료 받는 것에 대해 한계가 있어 원격진료의 중요성이 대두되고 있는 시점이다. 이를 활성화시키기 위해서 피부 질환의 경우 영상처리 기술을 사용한 가능한 원격진료 시스템이 구축된다면 원격으로도 의사가 육안으로 판단하는 것과 같은 진단결과를 제공할 수 있다. 그러나 현재 국내에서 MRI (Magnetic resonance imaging), CT (Computed tomography), 초음파 등에 대한 영상처리 시스템 개발은 활발하게 이루어지고 있지만 상처에 대한 영상처리 연구는 많이 부족한 시점이다. 해외에서도 기술은 연구되고 있지만 상처 치료를 위한 원격진료 시스템구축은 부족한 상황이다. 본 논문에서는 상처 영상을 취득하여 상처의 형태, 넓이, 부피정보를 계산할 수 있는 시스템을 구현하였다. 상처의 넓이를 측정하기 위해서 안정적인 상처 segmentation 방법을 제안하였다. 영상으로부터의 상처 분할과 넓이 계산을 정확하기 위하여 패치를 사용하여 영상을 교정하고, 분할을 위한 새로운 피처 영상을 제안하였다. 그 후 패치의 넓이와 비교하여 실제 상처에 대한 넓이를 계산함으로써 각도의 변화에 영향을 받지 않는 상처 넓이 획득 방법을 구현하였다. 상처 영상으로부터 상처의 부피를 측정하기 단계에서는 structured light을 사용하였다. 프로젝터를 이용하여 모형에 패턴을 투영하고 카메라로 영상을 획득하여 진행하였다. 그로부터 상처 형태에 관한 3차원 좌표의 정보를 계산하고, 삼각 측량법을 사용하여 부피를 계산하였다. 이상의 과정을 통해 상처에 대한 영상을 촬영하는 것만으로 원격진료가 가능한 시스템을 만들고, 이에 사용된 segmentation과 3d reconstruction 기술의 정확성을 확인하였다. 본 방법은 시간에 따른 상처의 치유의 정량적 측정을 하는데 도움을 주고, 병원에 직접 방문하기 어려운 환자들을 대상으로 내원치료 여부 판단 등에 사용할 수 있다.;The appearance of a skin wound has important information that can assist the diagnosis of severity, status of recovery, and the prognosis for healing. An accurate diagnosis of wounds in the early stages is significantly important especially for healing a wound without a scar. Non-healing wounds can persist for years, and may cause pain to patients or leave an ugly scar. Automatic measurement of wounds will help dermatologists for precise diagnosis and it can be accomplished by computerized image analysis. And it is also important for building a remote medical examination and treatment system. The first fundamental step for the computerized diagnosis of a wound is the border detection and segmentation of lesions. Calculating the area of a wound is accomplished through segmentation. To enhance the accuracy of segmentation, the image is rectified based on the corners of a reference patch. And then, GVF snake is used to segment the wound. In this paper, a new linear discriminant feature is employed as an external energy of GVF snake. K means algorithm is applied to an input color image for rough classification of wound and skin. The classification result is then used as a training set for LDA to find a discriminating color feature for a wound. Finally, GVF is applied to the absolute value of feature image to find a closed contour of wound. The obtained boundary is robust to illumination, skin color, or characteristics of camera color. The next step is calculating 3-dimensional shape of a wound. In this paper, structured light algorithm is used to obtain 3-D point set of the wound model. 7-bit gray pattern was projected to the wound, and acquire images with a camera. The images are converted to binary images and then encoded to calculate the disparity image. And 3D point is calculated using ray-plane triangulation. Intersection of the camera ray and projector plane is calculated to estimate the 3d position. The volume of wound can be obtained with those 3D points. Delaunay triangulation is applied to those points, and height is obtained which is the length from the triangle to a plane that is assumed to be skin surface. Then volume of a wound can be estimated by calculating the volume of each triangle. Using the proposed methods, area and volume of a wound are calculated through image processing technology. And this system can offer precise information with a simple image acquisition. The proposed method can become the first step to a telemedicine for dermatology.