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다단계 심층 강화학습을 이용한 3차원 형태-해부학적 기준점 검출 방법 및 장치

  • 기술번호 : KST2022011211
  • 담당센터 : 서울서부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-6124-6930
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 다단계 심층 강화학습을 이용한 3차원 형태-해부학적 기준점 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방법은 3차원 영상 데이터에 볼륨 렌더링을 수행하여 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 생성하는 단계, 상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하고, 상기 2차원 좌표값을 기초로 구해지는 상기 3차원 영상 데이터의 1차원 프로파일을 기초로 상기 기준점에 대응하는 나머지 1차원 좌표값을 구하는 단일-스테이지 DRL 적용 단계 - 상기 1차원 프로파일은 상기 2차원 뷰 영상에 수직이면서 상기 2차원 좌표값에 대응하는 점을 지나는 축에서의 3차원 영상 데이터 값으로 이루어짐 -, 및 상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하고, 상기 구해진 2차원 좌표값을 기초로 정해지는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하는 것을 반복하여 기준점을 검출하는 멀티-스테이지 DRL 적용 단계를 포함한다.
Int. CL A61B 6/00 (2006.01.01) A61B 6/03 (2006.01.01) G16H 30/40 (2018.01.01) G16H 50/20 (2018.01.01) G06T 15/08 (2011.01.01) G06T 7/00 (2017.01.01)
CPC A61B 6/5217(2013.01) A61B 6/501(2013.01) A61B 6/466(2013.01) A61B 6/032(2013.01) G16H 30/40(2013.01) G16H 50/20(2013.01) G06T 15/08(2013.01) G06T 7/0012(2013.01) G06T 2207/20081(2013.01) G06T 2207/10081(2013.01)
출원번호/일자 1020200177192 (2020.12.17)
출원인 연세대학교 산학협력단, 기초과학연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2022-0086937 (2022.06.24) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2020.12.17)
심사청구항수 21

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 연세대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 서대문구
2 기초과학연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이상휘 서울특별시 양천구
2 강성호 세종특별자치시 마음로 ***,
3 전기완 대전광역시 유성구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인명인 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로*길 **, *층(역삼동, 두원빌딩)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2020.12.17 수리 (Accepted) 1-1-2020-1372913-46
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2021.12.15 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
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번호 청구항
1 1
3차원 영상 데이터에 볼륨 렌더링을 수행하여 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 생성하는 단계,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하고, 상기 2차원 좌표값을 기초로 구해지는 상기 3차원 영상 데이터의 1차원 프로파일을 기초로 상기 기준점에 대응하는 나머지 1차원 좌표값을 구하는 단일-스테이지 DRL 적용 단계 - 상기 1차원 프로파일은 상기 2차원 뷰 영상에 수직이면서 상기 2차원 좌표값에 대응하는 점을 지나는 축에서의 3차원 영상 데이터 값으로 이루어짐 -, 및상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하고, 상기 구해진 2차원 좌표값을 기초로 정해지는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하는 것을 반복하여 기준점을 검출하는 멀티-스테이지 DRL 적용 단계를 포함하고,기준점 특성에 따라 상기 단일-스테이지 DRL 적용 및 상기 멀티-스테이지 DRL 적용 중 하나를 선택적으로 적용하는 3차원 기준점 검출 방법
2 2
제 1 항에서,상기 심층 강화학습 에이전트는 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 기준점에 대응하는 특징점을 검출하도록 심층 강화학습 알고리즘으로 훈련된 3차원 기준점 검출 방법
3 3
제 2 항에서,상기 단일-스테이지 DRL 적용 단계는,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 통해 상기 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하는 단계, 및상기 나머지 1차원 좌표값에 대응하는 상기 3차원 영상 데이터의 1차원 프로파일에서 1차 도함수 값을 이용하여 검출되는 경계점으로 상기 나머지 1개의 좌표값을 구하는 단계를 포함하는 3차원 기준점 검출 방법
4 4
제 2 항에서,상기 단일-스테이지 DRL 적용 단계는,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 통해 상기 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하는 단계, 및상기 나머지 1차원 좌표값에 대응하는 상기 3차원 영상 데이터의 1차원 프로파일을 아래 수학식을 이용하여 변환하는 단계, 그리고상기 변환된 프로파일에 비선형 확산방정식을 적용하여 잡음이 감소한 프로파일에 1차 도함수를 취한 후 최대 기울기가 있는 위치를 상기 나머지 1차원 좌표값으로 구하는 단계를 포함하고, 여기서 x는 상기 3차원 영상 데이터 값, L은 상기 3차원 영상 데이터 값 범위의 중심, W는 스케일 값인 3차원 기준점 검출 방법
5 5
제 2 항에서,상기 멀티-스테이지 DRL 적용 단계는,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 투영 뷰 영상에서 제1 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 상기 기준점에 대응하는 제1 2차원 좌표값을 구하는 단계; 그리고상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 제1 절단 뷰 영상에서 제2 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 상기 기준점에 대응하는 제2 2차원 좌표값을 구하는 단계 - 상기 제1 절단 뷰 영상은 상기 제1 2차원 좌표값에 의해 정해지는 평면에 대응함 - ;를 포함하는 3차원 기준점 검출 방법
6 6
제 5 항에서,상기 제1 2차원 좌표값 중에서 상기 제2 2차원 좌표값에 포함되지 않은 좌표값과 상기 제2 2차원 좌표값으로 상기 기준점에 대응하는 3차원 좌표값을 구하는 3차원 기준점 검출 방법
7 7
제 5 항에서,상기 멀티-스테이지 DRL 적용 단계는,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 제2 절단 뷰 영상에서 제3 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 상기 기준점에 대응하는 제3 2차원 좌표값을 구하는 단계 - 상기 제2 절단 뷰 영상은 상기 제2 2차원 좌표값에 의해 정해지는 평면에 대응함 - ;를 더 포함하는 3차원 기준점 검출 방법
8 8
제 1 항에서,상기 3차원 영상 데이터는,CT(Computed Tomography), CBCT(Cone Beam Computed Tomography), MRI(Magnetic resonance imaging), PET(Positron Emission Tomography), 및 SPECT(Single-Photon Emission Computed Tomography) 중 어느 하나인 3차원 기준점 검출 방법
9 9
제 2 항에서,상기 기준점 특성은 미리 정해져 있는 3차원 기준점 검출 방법
10 10
제 2 항에서,상기 3차원 영상 데이터는,환자 두부(skull) 혹은 신체 타부위를 촬영하여 획득한 것인 3차원 기준점 검출 방법
11 11
3차원 영상 데이터에 볼륨 렌더링을 수행하여 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 생성하는 명령어 세트,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하고, 상기 2차원 좌표값을 기초로 구해지는 상기 3차원 영상 데이터의 1차원 프로파일을 기초로 상기 기준점에 대응하는 나머지 1차원 좌표값을 구하는 단일-스테이지 DRL 적용 단계를 수행하는 명령어 세트 - 상기 1차원 프로파일은 상기 2차원 뷰 영상에 수직이면서 상기 2차원 좌표값에 대응하는 점을 지나는 축에서의 3차원 영상 데이터 값으로 이루어짐 -, 및상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하고, 상기 구해진 2차원 좌표값을 기초로 정해지는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하는 것을 반복하여 기준점을 검출하는 멀티-스테이지 DRL 적용 단계를 수행하는 명령어 세트를 포함하고,기준점 특성에 따라 상기 단일-스테이지 DRL 적용 및 상기 멀티-스테이지 DRL 적용 중 하나를 선택적으로 적용하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
12 12
3차원 영상 데이터에 볼륨 렌더링을 수행하여 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 생성하는 3차원 볼륨 렌더링 모델 생성부,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하고, 상기 2차원 좌표값을 기초로 구해지는 상기 3차원 영상 데이터의 1차원 프로파일을 기초로 상기 기준점에 대응하는 나머지 1차원 좌표값을 구하는 단일-스테이지 DRL 적용부 - 스테이지 DRL 적용 단계 - 상기 1차원 프로파일은 상기 2차원 뷰 영상에 수직이면서 상기 2차원 좌표값에 대응하는 점을 지나는 축에서의 3차원 영상 데이터 값으로 이루어짐 -, 및상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하고, 상기 구해진 2차원 좌표값을 기초로 정해지는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하는 것을 반복하여 기준점을 검출하는 멀티-스테이지 DRL 적용부를 포함하고,기준점 특성에 따라 상기 단일-스테이지 DRL 적용 및 상기 멀티-스테이지 DRL 적용 중 하나를 선택적으로 적용하는 3차원 기준점 검출 장치
13 13
제 12 항에서,상기 심층 강화학습 에이전트는 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 기준점에 대응하는 특징점을 검출하도록 심층 강화학습 알고리즘으로 훈련된 3차원 기준점 검출 장치
14 14
제 13 항에서,상기 단일-스테이지 DRL 적용부는,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델을 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 통해 상기 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하고, 상기 나머지 1차원 좌표값에 대응하는 상기 3차원 영상 데이터의 1차원 프로파일에서 1차 도함수 값을 이용하여 검출되는 경계점으로 상기 나머지 1개의 좌표값을 구하는 3차원 기준점 검출 장치
15 15
제 13 항에서,상기 단일-스테이지 DRL 적용부는,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 2차원 뷰 영상에서 심층 강화학습 에이전트를 통해 상기 기준점에 대응하는 2차원 좌표값을 구하고, 상기 나머지 1차원 좌표값에 대응하는 상기 3차원 영상 데이터의 1차원 프로파일을 아래 수학식을 이용하여 변환하며, 상기 변환된 프로파일에 비선형 확산방정식을 적용하여 잡음이 감소한 프로파일에 1차 도함수를 취한 후 최대 기울기가 있는 위치를 상기 나머지 1차원 좌표값으로 구하고, 여기서 x는 상기 3차원 영상 데이터 값, L은 상기 3차원 영상 데이터 값 범위의 중심, W는 스케일 값인 3차원 기준점 검출 장치
16 16
제 13 항에서,상기 멀티-스테이지 DRL 적용부는,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델를 구성하는 2차원 투영 뷰 영상에서 제1 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 상기 기준점에 대응하는 제1 2차원 좌표값을 구하고, 상기 3차원 볼륨 렌더링 모델를 구성하는 제1 절단 뷰 영상에서 제2 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 상기 기준점에 대응하는 제2 2차원 좌표값을 구하며, 상기 제1 절단 뷰 영상은 상기 제1 2차원 좌표값에 의해 정해지는 평면에 대응하는 3차원 기준점 검출 장치
17 17
제 16 항에서,상기 제1 2차원 좌표값 중에서 상기 제2 2차원 좌표값에 포함되지 않은 좌표값과 상기 제2 2차원 좌표값으로 상기 기준점에 대응하는 3차원 좌표값을 구하는 3차원 기준점 검출 장치
18 18
제 16 항에서,상기 멀티-스테이지 DRL 적용부는,상기 3차원 볼륨 렌더링 모델 데이터를 구성하는 제2 절단 뷰 영상에서 제3 심층 강화학습 에이전트를 이용하여 상기 기준점에 대응하는 제3 2차원 좌표값을 구하고,상기 제2 절단 뷰 영상은 상기 제2 2차원 좌표값에 의해 정해지는 평면에 대응하는 3차원 기준점 검출 장치
19 19
제 12 항에서,상기 3차원 영상 데이터는,CT(Computed Tomography), CBCT(Cone Beam Computed Tomography), MRI(Magnetic resonance imaging), PET(Positron Emission Tomography), 및 SPECT(Single-Photon Emission Computed Tomography) 중 어느 하나인 3차원 기준점 검출 장치
20 20
제 13 항에서,상기 기준점 특성은 미리 정해져 있는 3차원 기준점 검출 장치
21 21
제 13 항에서,상기 3차원 영상 데이터는,환자 두부(skull) 혹은 신체 타부위를 촬영하여 획득한 것인 3차원 기준점 검출 장치
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