1. 서 론
일반적인 의료 시스템은 환자가 직접 병원을 방문 하였을 때 를 중심으로 하여 의료 서비스가 제공되어 진다. 그러나 자연 재해, 천재지변과 같은 갑작스런 환자 발생으로 인한 응급 이 동 상황 이거나 선박이나 배와 같은 이동중인 상황에서 처치 시간이 생명과 연결되는 응급 환자가 발생할 경우 환자의 방 문 시 병원에서 이루어지는 서비스와는 다른 형태의 의료 서 비스가 필요하며 또한 도서 및 산간벽지와 같이 즉각적인 의 료처치가 불가능한 의료 사각 지대의 주민에 대해서도 새로운
형태의 의료 서비스 시스템이 필요하다.
이에 본 연구에서는 Mobile 기기 중 하나인 PDA를 이용하 여 이동 중인 환자의 영상과 정보를 다른 장소의 진료자가 공 유함으로써 응급 조치가 가능하도록 하는 이동형 응급 의료 영 상 조회 시스템을 구현하고자 한다.
2. 본 론 2.1. 개발 환경
● 응급 영상 조회 시스템 적용 플랫폼
Embedded System(Microsoft Pocket PC 3.0)
● 응급 영상 조회 시스템 적용 장치:
Pocket PC H5400 (장치 모델명)
Intel PXA 250 (Processor), 318M (Memory) 240×320 (Resolution), 16 bit Color Depth
PDA를 이용한 이동형 응급 의료영상 조회 시스템의 구현에 관한 연구
조정진・김동선・신동규・김동윤 연세대학교 의공학과
A Study on the Development of Mobile Emergency Medical Image Management System Using Personal Digital Assistance
J.J. Jo, D.S. Kim, D.K. Shin, D.Y. Kim Department of Biomedical Engineering, Yonsei University
= Abstract =
In this study, we developed the medical image management system which uses Personal Digital Assistance (PDA) as a mobile device for the patients in an emergency environment. The proposed PDA medical image management system supports Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) Standard and provides imaging viewing, processing, filtering, annotation functions.
Key words: PDA(Personal Digital Assistance)
DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine) Mobile Emergency System
통신저자: 김동윤, (220-710) 강원도 원주시 흥업면 매지리 234 연세대학교 원주캠퍼스 백원관 202
Tel: 033-760-2434, Fax: 033-762-3743 E-mail: [email protected]
본 연구는 2002년도 의료공학융합기술개발사업 (02-PJ3-PG6- EV08-0001)의 지원에 의해 이루어졌음.
● 개발 툴 및 언어
Microsoft Visual Studio.NET 2003 C#.NET, ASP.NET, XML
2.2. 시스템 구조 및 주요 모듈
본 연구에서 구현 하고자 하는 PDA를 이용한 응급 의료 영 상 조회 시스템은 조회하고자 하는 응급 환자의 촬영 영상이 저장되어 있는 Archiving Server와 저장된 촬영 영상을 Archiving Server 로부터 전송 받기 위한 Transformation module 그리고 전송 받은 영상을 조회하기 위한 Mobile Viewing application로 구성되어 있다. 본 연구에서 제안한 응 급 의료 영상 조회 시스템의 구조도는 Fig. 1과 같다.
● Archiving Server
각종 촬영 장비로부터 촬영된 환자의 영상과 환자 의 정보 를 저장하는 Server 이다. Fig. 1의[촬영 영상의 저장서버]에 해당 한다.
● Transformation Module
PDA에서 환자의 영상을 조회하고자 할 때 Archiving Server 에 저장된 환자의 촬영 영상을 PDA에 전달하기 위한 Module 이다. 현재는 PDA의 IE(Internet Explorer)을 통해서 Fig. 1의 [응급 시스템을 위한 웹 서버]에 접속 하여 영상을 다운/업로 드 하는 Web Server/Client 형태로써 제공 된 다. IE를 통해 접속한 영상 검색 Web Page 는 환 자의 이름과 ID를 이용하 여 검색 할 수 있다.
● Mobile Viewing Application
전송 받은 영상을 PDA에서 조회하기 위해 사용되는 Viewing Application 이다. DICOM 형식을 따르는 의료 영상을 조회하 기 위해서 DICOM Encoding/Decoding 기능이 필요하며, DICOM Encoding/Decoding을 통해 읽어 들인 영상 정보와 각 종 Overlay 정보를 245×320의 해상도에 맞춰 Display 하기 위한 Image Display 기능이 필요하다. 그리고 Display 된 영상 을 조작하기 위한 각종 영상 처리 기능을 제공하여야 한다. 이 에 본 연구에서는 각 기능을 분리 시켜 독립적인 기능을 가진 Module 들을 구현 하였으며 구현된 Module 들은 사용자에게 각종 메뉴와 같은 GUI를 제공하는 Image Viewing Module에 서 호출하는 Mobile Viewing Application을 구현하였다.
Fig. 2은 Mobile Viewing Application에서 DICOM 영상을 오 픈하거나, Display 그리고 영상 처리와 같은 Event 가 발생할 때 필요한 Module을 호출하는 Diagram을 나타낸 것 이다.
2.2.1. DICOM Encoding/Decoding Module
Mobile Viewing Application에서 각종 장비로부터 촬영된 환
Fig. 1.이동형 응급 조회 시스템의 구조도
Fig. 2.Mobile Viewing Application 이 각 Module을 호출 하는 Diagram
자의 영상을 조회 및 검색하기 위해서는 의료영상 표준 포맷 인 DICOM 에 대한 Encoding/Decoding 기능을 지원 하여야 한다. Windows system 기반에서 DICOM encoding/ decod- ing을 지원하는 Module(Library)은 DCMTK, Merge사의 Library, Lead Technologies 사의 LeadTools 등 상용 혹은 공 용으로 이미 구현되어 있다. 그러나 Embedded System(Pocket PC) 기반 하에서는 적절한 공용 Module (Library)가 구현되 어 있지 않으므로 본 연구에서는 Fig. 3과 같은 구조를 갖는 DICOM Encoding/Decoding Module을 개발하였다.
3개의 주요 Module로 구성된 DICOM Endcoding/ Decoding Module은 어떤 Transfer Syntax 로 Encoding 된 파일에 대해 서도 Decoding을 지원하나, JPEG lossy/lossless와 같이 압축 된 DICOM 파일에 대해서는 지원을 하지 않는다. 또한 Network 상의 DICOM Send/Receive 와 같은 파일 교환 기능은 지원 되 지 않는다.
◆ Data Set Module
Data Element Module와 Data Dictionary Module를 이용하 여 DICOM Encoding/Decoding을 수행하는 Main Moule
◆ Data Element Module
DICOM 에 명시되어 있는 Element 들의 속성 을 저장하고 관리하는 Module
◆ Data Dictionary Module
DICOM 3.6에 명시되어 있는 Element 들을 XML 문서화 하 여 관리하는 Module
2.2.2. Image Display and Processing Module
DICOM Module을 이용하여 읽어 들인 영상 정보를 출력 장 치에 Display 하기 위하여 Fig. 4와 같은 구조를 갖는 Module 을 개발하였다. PDA를 사용한 의료 영상 조회 시스템이 Embedded System을 기반으로 하며 일반 Workstation 의
Fig. 3.DICOM Encoding/Decoding Module 의 구조
Fig. 4.Image Display and Processing Module
A B
Fig. 5. A. 웹 Page 접속화면 B. 해당 영상 검색
A B
Fig.6. A.의료영상 조회시스템 B.Open 할 영상 리스트
Display 장치에 비해 낮은 해상도(240×320)를 지원하므로 장 치의 특성에 맞추어 영상을 Display 하며, 출력된 영상을 각종 영상 조작 기능을 이용해 정확한 진단을 돕도록 하는 Image Processing 기능을 제공 한다. Image Processing 기능은 많은 연산을 필요로 하는데 반해 PDA 는 연산에 있어 한계를 보여 제한된 기능의 영상 처리를 지원한다.
◆ Image Processing Function
Zoom, Flip, Magnifier, Rotate, Reverse, Inverse Blur Filter, Sharpen Filter, Edge Detection
2.2.3. Image Viewing Module
DICOM Encoding/Decoding Module 과 Image Display and
Fig. 8.영상처리 메뉴 바
A B
Fig. 7. A.256×256의 MR 영상 B.512×512의 CT 영상
A B
C D
Fig. 9. A.Rotate 영상 처리 B.Pan 영상 처리 C.Magnifier 영상 처리 D.Sharpen Filter 영상 처리
Processing Module을 기반으로 하여 영상을 조회하고 Display 된 영상에 대하여 각종 영상 처리와 annotation, 영상 저장을 위한 메뉴 즉 GUI(Graphic User Interface)를 제공하는 Module 이다.
3. 결 론
본 논문에서 제안한 PDA를 이용한 이동형 응급 의료 영상 조회 시스템에서는 DICOM 형식의 의료 영상을 PDA에서 조 회가 가능토록 하며 조회된 영상에 대한 각종 처리 기능 및 annotation 기능을 제공하는 시스템을 구현하였다.
본 시스템 내에서 의료 영상을 조회하고자 할 때 Fig. 5A와 같이 Explorer 를 이용하여 웹 사이트에 접속한 후 해당 환자 의 이름 혹은 아이디를 이용하여 검색하면 Fig. 5B와 같은 환 자 정보 및 영상 리스트를 볼 수 있다. 검색하고자 하는 해당 영상을 Web Page를 통하여 다운로드 한 후 구현된 의료 영상 조회 시스템을 실행하면 Fig. 6A와 같은 실행 화면이 나타난 다.
Fig. 6B는 Web Page를 통해 다운로드 받은 영상들의 리스 트로[Open] 메뉴를 이용하며 원하는 영상을 클릭하면 아래와 같이 PDA에서 영상 조회가 가능하다. Fig. 7A는 영상 조회의 한 예이다. PDA가 240×320의 해상도를 제공하므로 256×
256의 MR 영상의 디스플레이가 가능하며 보다 큰 사이즈의 영상은 Fig. 7B처럼 스크롤바와 PDA 의 전자펜을 이용하여 영 상을 조회 할 수 있다. Fig. 7B는 512×512의 CT 영상 조회 의 예이다.
본 연구의 의료영상 조회 시스템은 조회된 영상에 대하여 각 종 영상 처리 기능을 제공한다. Fig.8 은 의료영상 조회 시스 템에서 제공하는 각종 영상 처리 메뉴이다. 제공되는 영상 처 리 기능은 Zoom In/Out, Magnifier, Pan, Reverse, Rotate Left/Right, Flip을 비롯하여 Blur Filter, Sharpen Filter 와 Edegd Detection 기능을 제공한다.
Fig. 9A-D에서는 구현된 이동형 의료 영상 조회시스템에서
Display된 영상에 몇 가지 영상 처리를 하기 위한 메뉴 선택과 처리된 결과 영상을 보여 주고 있다.
4. 고 찰
본 연구에 사용된 PDA는 휴대가 용이하며 유선 네트웍 시 스템에 구애 받지 않는 무선 Mobile 장치로써, 음성 통신이 가 능한 곳이라면 언제 어느 곳의 응급 상황에서도 진료자가 환 자의 촬영 영상을 조회할 수 있다. 또한 응급 의료 영상 시스 템에서 제공 되는 annotation 기능으로 환자의 진단에 참여할 수 있으며 영상 조회와 동시에 PDA의 통신기능으로 병원 혹 은 응급 상황 발생 장소로의 실시간 통화가 가능하여 보다 정 확하고 빠른 응급 시스템 제공이 가능하다.
현재의 PDA 는 DICOM 영상의 조회 및 처리를 빠른 속도 로 수행하기에는 Processor 의 연산 처리에 있어 기술적인 한 계를 가지고 있으나 이러한 문제는 관련 기술 발달 속도로 보 아 빠른 시간 내에 응급 시스템 구현에 적합한 수준으로 발전 할 것으로 보인다.
본 연구는 DICOM에서 규약하고 있는 통신상의 파일 전송 에 대해서는 구현하고 있지 않으며 영상 처리에 기능에 있어 서 많은 연산속도가 요구되는 high technical 한 영상 처리기능 역시 구현되지 않았다. 이에 향후 연구에서는 본 시스템에 이 런 기능들을 추가하여 구현하고자 한다.
참 고 문 헌
1. N Nakata, S Kandatsu, J Harada, Streaming Video Using PDA and 3G Wireless Communication for Viewing Large Quantities of Diagnosis Images, RSNA 2002
2. A Wigley, Microsoft .NET Compact Framework, 2003 3. Rafael C.Gonzalez Richard E.Woods, Digital Image
Processing, Prentice Hall, 2002
4. NEMA Digital Imaging and Commuincations in Medicine(DI- COM) Part 3, 4, 5, 6 , NEMA, 2000
대한PACS학회지 2003;9:17-22
=초 록=
본 논문에서는 자연재해나 돌발적인 사고 시에 발생하는 이동중인 응급 상황에서 환자의 의료영상을 조회하기 위한 응급 의료영상 조회 시스템을 Personal Digital Assistance (PDA)를 이용하여 구현하였다. 구현된 응급 의료 영상 조회 시스템은 의료영상 포맷의 표준인 Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM)을 따르 는 영상의 조회를 지원하며, 조회된 영상의 각종 영상 처리 기능과 필터링, 간단한 Annotaion 기능을 지원한다.
