1. 3차원영상
의료계에서의 3차원3D 영상화는 환자를 비롯한 3차원 물체로부터 일련의 데이터를 수집하여 컴퓨터로 처리하고 2차원2D 컴퓨터화면에 표시하여 깊이감을 느낄 수 있도록 하는 도구이다. 깊이를 인식하면 영상이 입체적으로 보이게 된다.
과거에 3D 영상화로 인해 탄생한 가상내시경은 뇌, 기관과 기관지, 혈관, 굴, 잘록창자와 같은 구조를 검사하기 위해 관찰자가 이체를 '비행하듯' 살펴보게 하는 기술이다. 또한 3D 의료 재구성 영화클립은 이제 인터넷에서 활용할 수 있다. 이제 관찰자들은 잘록창자와 머리뼈, 뇌, 폐, 몽통, 심장의 동맥을 '비행하듯' 관찰할 수 있게 됐다. 또한 3D 영상화는 조영제를 넣은 혈관검사에 있어서 체적측정나서형컴퓨터단층촬영 데이터와 CT 혈관조영술CTA 로 부터 각각 완전히 새로운 차원의 정보를 얻을 수 있었다. 영상의학에서 3D 영상화는 방사선치료, 수술계획을 위한 머리얼굴영상화, 정형외과, 흉부외과, 혈관조영술, 자기공명영상MRI 에서의 응용기술들을 찾아냈다. 그 밖에도 3D는 고대 이집트 미라를 석고나 붕대의 훼손 없이 시각화하는 데 사용됐다. 나선형 CT의 발전, 이를테면 새로운 다중절편 CT 스캐너와 MRI 기술의 도입은 단층 해부학을 3D 영상으로 발전시키는 결과를 가져왔다. 그 결과 3D 영상화는 대부분의 대규모 영상의학부에서 보편화되었고 연구자들은 계속해서 3D 적용 기술의 가능성을 연구하고 있다. 예를 들어 이미 2002년에 호프만 등은 이집트 미라를 조사하기 위해 3D와 가상 '비행'기술을 '비침습적 연구 도구'로 사용했으며, 피카르트는 CT 큰창자내시경에서 폴립 발견을 목적으로 3D 영상화를 사용하는 것과 관련하여 연구결과를 발표했고, 마카리와 비니는 CT 큰창자내시경의 현재와 미래의 역할에 대해 조사했다. 최근에는 달림플 등이 다중절편 CT 스캐너를 사용하는 3D CT의 기술적 측면을 설명했고, 특히 강도투사 기술에 대해 연구하고 있다. 더불어 롤러 등은 성인의 요관깔때기이음부막힘 연구에서 3D 후처리 기술과 다중절편 CT 스캐너의 유용성에 대해 기술했으며, 파야드등은 소아의 근육뼈대 질병 연구에서 3D 기술의 효과를 설명하고 있다. 또한 베이글만-오드리 등은 광범위한 폐질환을 연구하는 데에 3D를 사용하는 것과 관련해 연구하고 있다. 최근에 파터페커 등과 렐 등, 그리고 실바 등의 여러 연구자들이 각각 CTA에서의 관자뼈검사와 큰 창자내시경에서 가상해부를 위한 3D 연구의 결과를 보고하고 있다. 또한 반스는 연이은 3편의 논문에서 3D 기술을 포함한 의료영상처리의 발전에 대해 조사했다. 반스는 미네소타의 로체스터에 있는 메이요 클리닉의 리차드 로브 박사의 말을 이렇게 인용하고 잇다. "우리는 의료영상화 분야에서 대단히 흥미진진한 시대에 살고 있다. 현재 우리가 활용할 수 있는 의료영상화 분야의 기술 발전 덕분에 세계 인류의 복지에 공헌할 수 있는 흥분된 기회를 갖게 됐다."
CT 3D 영상화의 기본적인 개념들은 방사선사들에게 3D 영상화 시스템과의 상호작용과 그들의 식견을 강화하기 위해 필요한 도구를 제공하고자 하는데 있으며, 현재 3D 영상화 시스템은 병원의 영상화나 치료 관련 부서에서 점점 일반화되고 있는 추세이다.
2. 이론적 근거
3D 영상화의 목적은 체적 CT 스캐너(그리고 MRI와 같은 기타 영상화장치)로 환자에게서 수집한 방대한 양의 데이터를 사용하여 광범위한 임상 응용기술에서 정상적인(qualitative)정보와 정량적인(quantitative)정보를 제공하는 것이다. 정성적인 정보는 관찰자가 3D 영상화의 진단적 가치를 표시하기 위한 특정 업무를 어떻게 수행하는지 비교하기 위해 사용된다. 반면에 정략적인 정보는 3D 영상화 기술의 3가지 파라미터, 즉 3D 영상화 과정의 정밀도(precision), 정확도, 효율송 을 평가하는 데 사용된다.
3. 역사
1970년에 그린리프 등은 양면혈관조영술을 사용하여 심실의 움직임을 표시했다. 곧 CT가 상업적으로 도입되면서 의학 3D 영상에 대한 관심을 다시 한 번 불러 있으켰는데 이는 축적된 일정한 절편두께를 갖고 있는 연속 CT 단명여상이 3D 정보를 생성할수 있음이 분명했기 때문이었다. 이 생각은 3D 영상생성을 위한 특화된 하드웨어와 소프트웨어의 개발과 3D 영상화를 위한 알고리즘의 개발로 이어졌다. 3D 영상화에서의 기술적인 발전은 1970년대 전반에 걸쳐 계속됐고, 1980년대 초에 많은 CT 스캐너는 선택 패키지로서의 3D 소프트웨어를 제공했다. 1980년대 초반, 몇몇 연구자들이 머리얼굴외과, 정형외과, 방사선치료계획, 심장혈관영상화에서 3D 영상화를 사용하면서 그 기술이 임상 응용기술에 유용하다는 것이 밝혀졌다.
3D 영상화의 발전에 있어 1991년까지의 주요 사건들을 요약한 것이다. 오늘날 3D 영상화는 하나의 독립적인 분야로 발전했으며 전처리, 시각화, 조작, 분석 작업과 같은 다양한 영상처리 개념을 이해하도록 요구하고 있다.
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