가상 대장내시경(virtual colonoscopy)은 컴퓨터단층촬영(computed tomography) 영상으로부 터 대장의 형상을 입체적으로 재구성하여 대장 내부의 종양을 빠르고, 쉽게 진단할 수 있는 방법으로서, 기존의 침습적인 대장 진단법의 단점을 보완한 방법이다. 효과적인 임상 진단을 위해서는 가상 대장내시경을 위한 탐색 경로를 빠르고 정확하게 생성할 필요가 있으며, 이를 위하여 몇 가지 방식이 개발되어 사용되고 있다. 그러나 기존의 방법들은 거리맵 등의 자료구조를 전처리 단계에 미리 생성하여야 하고, 경로를 구성하는 모든 점들에 대하여 방대한 양의 위치 계산이 필요하므로 긴 연산 시간이 소요된다. 본 논문에서는 이러한 연산시간을 크게 단축시킬 수 있는 가시성을 이용한 자동 경로 생성법을 제안하였다. 본 제안 방법에는 거리맵 계산 둥의 전처리 과정이 필요 없으며, 탐색 경로를 표현하는 곡선의 모든 점이 아닌 곡선을 대표하는 소수의 제어점(control point)을 생성하는 방법으로 계산량을 줄여 경로 생성 시간을 단축하였다. 또한, 가시성에 기반을 두어 경로를 생성하기 때문에 자연스러운 가상 카메라의 움직임이 가능하고, 가상 탐사에 편리하고, 정확한 경로를 생성할 수 있다. 이 방법은 가상 대장내시경 이외에도 다양한 종류의 곡관 내부의 가상 탐사에 응용될 수 있다.
Virtual colonoscopy is an easy and fast method to reconstruct the shape of colon and diagnose tumors inside the colon based on computed tomography images. This is a non-invasive method, which resolves weak points of previous invasive methods. The path for virtual colonoscopy should be generated rapidly and accurately for clinical examination. However, previous methods are computationally expensive because the data structure such as distance map should be constructed in the preprocessing and positions of all the points of the path needs to be calculated. In this paper, we propose the automatic path generation method based on visibility to decrease path generation time. The proposed method does not require preprocessing and generates small number of control points representing the Path instead of all points to generate the path rapidly. Also, our method generates the path based on visibility so that a virtual camera moves smoothly and a comfortable and accurate path is calculated for virtual navigation. Also, our method can be used for general virtual navigation of various kinds of pipes.
