KR101012506B1 - 디지털 엑스레이 촬영방법 및 엑스레이 촬영장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 엑스레이 촬영방법 및 엑스레이 촬영장치에 관한 것으로, 기존의 엑스레이촬영을 위한 엑스레이 전용의 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라로부터 탈피하여 셔터가 구비된 일반 디지털 카메라를 이용한 엑스레이 촬영방법 및 장치가 개시된다. 이러한 디지털 카메라는 외부로 노출된 원격 셔터조절단자를 이용하여 카메라 셔터 스위치와 엑스레이 조사장치의 타이머 스위치를 연동하여 엑스레이 촬영을 수행한다. 이러한 디지털 카메라는 별도의 장착프레임에 매개되어 엑스레이 암상자(암실박스) 본체에 탈장착 가능하게 결합되며, 엑스레이 영상을 획득하고자하는 다양한 부위의 크기에 따라 대응되는 다양한 사이즈의 암상자 본체에 용이하게 결합 또는 해제된다. 또한 종래 엑스레이 전용 카메라와 달리 디지털 카메라가 적용됨에 따라 셔터가 존재되며, 이러한 셔터의 스위치를 작동하는 조건 하에서 엑스레이 피폭량을 최소화하기 위한 촬영방법이 수행된다. 이를 위해 지연 타이머부를 이용하여 셔터의 노출시간 내에 엑스레이가 조사되도록 함으로써 엑스레이의 조사시간을 최소화하여 수행된다.

본 발명에 따르면, 디지털 카메라를 사용하므로 현재 공지되어 있는 엑스레이 전용 CCD 카메라 보다 카메라의 성능과 기능면에서 우수하고, 또한 규격화된 제품으로서 타 엑스레이 장치와 호환성이 보장되므로 대량 생산으로 인해 가격이 저렴해지며 A/S시 유지보수가 용이하고, 노광의 거리가 보다 감소하여 엑스레이 조사량을 최소화할 수 있으므로 인체에 조사되는 엑스레이 피폭량을 줄일 수 있다.

Description

디지털 엑스레이 촬영방법 및 엑스레이 촬영장치{Method for photographing X-ray in digital and apparatus thereof}

본 발명은 엑스레이 촬영방법 및 엑스레이 촬영장치에 관한 것으로, 일반 디지털 카메라 및 엑스레이 암상자(X-ray black box)를 이용함에 있어서, 탈장착이 가능한 디지털 카메라의 결합구성으로 인하여 유지보수가 용이하고, 디지털 카메라의 발달과 더불어 카메라의 교환과 대체가 용이하며, 엑스레이 촬영장치의 제조가 간단하여 충분한 생산성을 확보하면서도 고해상도의 엑스레이 사진을 획득할 수 있으며, 아울러 피사체인 사람의 인체에 해로운 엑스레이의 피폭량을 최소화시키는 디지털 엑스레이 촬영방법 및 촬영장치를 제공한다.

현재 시중에서 사용하고 있는 엑스레이 전용 CCD 카메라는 엑스레이 영상이 발생되는 암상자 내부에 위치하여 일체형으로서의 엑스레이 촬영장치로 유통되고 있으나, 일반 인물이나 사물을 촬영할 수 있는 일반 디지털 카메라는 상기 엑스레이 전용 CCD 카메라보다 성능과 기능면에서 월등히 앞서 있으며(성능비교는 아래 [표 1]참조), 시장규모에 따른 대량생산으로 인하여 가격도 현저히 낮으며, A/S 발생시 충분한 부품공급과 규격화된 제품으로 호환성이 보장되는 등 엑스레이 전용 카메라보다 모든 면에서 월등히 앞선다. 그러나 종래에는 엑스레이 촬영 시스템과 디지털카메라와의 연계 회로도를 고안하지 못하여 일반 디지털 카메라를 엑스레이 영상 촬영시에 사용하지 못하였다. 본 발명은 디지털 카메라의 셔터스위치와 엑스레이 조사타이머 스위치를 연계하여, 엑스레이 작동 스위치를 한 번만 동작시키면 카메라 셔터 스위치도 자동으로 동작되어 엑스레이 영상의 촬영이 이루어지는 촬영방법을 제안한다.

의료계에 있어서 X-선 촬영의 비중이 중요하다는 것은 공지의 사실이다. X-선 촬영은 체내정보를 가능한한 모두 사진에 묘사하는 것으로서 고화질의 영상을 위해 노력하고 있다. 또한, 동일한 1회의 방사선을 조사하더라도 사용하는 장비의 성능 등의 촬영조건에 따라 환자가 받는 피폭선량은 많은 차이를 나타낼 수 있으며, 이것은 관전압, 관전류, 조사시간 또는 엑스레이 암상자의 성능 등의 요인으로부터 기인되고 더욱 중요하게는 엑스레이의 촬영 기기인 카메라의 성능의 요인으로부터 기인한다.

지금까지는 X-선 촬영에서 엑스레이 필름(X-ray Film)을 사용하였으나 최근에는 점차 디지털화 영상방법으로서 X-선을 촬영하는 방향으로 발전되어 가고 있다. 그러나 디지털화 영상의 과다한 개발비 비용으로 영상화 기계의 원가상승이 발생하고 이는 곧 수요자에게 고가의 가격 문제로 돌아가게 된다. 일부 대형병원과 경제적 여유가 있는 일부 병의원을 제외하고는, 디지털 엑스레이 촬영장치의 보급률이 현저히 낮은것이 현실이며, 나아가 디지털 엑스레이 장치의 기술적 문제로서 기계의 견고성과 A/S 발생시 대체능력 등도 아직 해결해야할 문제이다.

엑스레이 촬영시, 필름을 사용할 때나 디지털화 영상을 사용할 때나 모두 궁극적인 목표는 저용량의 X-선을 사용하여 고화질의 X-선 영상을 얻는 것이다. 따라서 이상적인 X-선 촬영방법을 구성요소별로 대별해서 생각하면 ① X-선을 발생시키는 장치, ② X-선을 영상으로 변환시키는 장치, ③ 변화시킨 영상을 선명하고 섬세하게 표현할 수 있는 컴퓨터와 모니터의 성능이 뒷받침되어야 훌륭한 엑스레이 영상을 얻을 수 있다.

전 세계적으로 현재까지 디지털화 X-RAY 영상을 얻는 방법은 대략 3가지로 압출할 수 있다. ① 첫번째 방법은 X-선 신호를 영상신호로 변화시켜 모니터화 하는 DDR(Detector for Digital Radiography) 방법과, ② 둘째 X-선 영상을 SCREEN에 저장하였다 레이저 프린터로 스캐닝하여 모니터화하는 방법과, ③ X-RAY 암상자에 나타나는 X-RAY 영상을 디지털카메라를 사용하여 모니터화하는 CDR(Computed Digital Radiography) 방법 등이다. 상기 ①,②번의 엑스레이 촬영 시스템의 개발은 너무 많은 개발비의 비용이 소요되는 것이 단점이다. 따라서 수요자의 자금 부담이 많아 보급률이 현저히 저하되어 있다. 현재 시중에 일부 유통되고 있는 X-RAY 전용 CCD 카메라는 소량의 생산과 기술 부족으로, 고해상도와 저용량의 X-선 촬영의 영상화가 어렵고 A/S발생시 대체능력도 부족하며, 또한 고가의 원가의 제작비로 병의원에 보급률도 어려워진다. 보다 구체적으로, 현재 디지털 카메라는 그 자체의 기술의 발전속도가 여타 전자제품보다 빠르게 발전하고 있으며 특히 화질과 해상도 및 어두운 곳의 촬영기능이 더욱더 발전 되어가고 있으나, X-RAY 전용 CCD 카메라는 카메라의 전문 회사에서 제작한 제품이 아닐뿐더러 단순 X-RAY 촬영에만 사용하게 되어 있어 카메라 자체에 대한 기술 부족으로 일반 디지털 카메라의 성능과 기능을 능가하기는 어려운 실정이다.(아래 디지털카메라와 X-RAY 전용 CCD 카메라의 성능비교표(표 [1]) 참조))

결국 엑스레이 촬영장치 내의 디지털 카메라는 그 자체만으로 탈장착되고 이것을 제어하기 위한 제어 수단인 인터페이스를 통해 독립된 하드웨어로서 그 경계가 확실히 구분되어야 할 것이 필요하며, 이를 통해 엑스레이 촬영장치의 오류 발생시 어느 하드웨어에서 발생한 오류인지를 신속하게 판단하고 다른 우수한 카메라로 교체할 수 있는 것이 필요한데 종래의 엑스레이 촬영시스템에서는 이를 수행하기 위한 어떤 방법도 제공하지 못하고 있다.

아울러 성능이 우수한 독립된 디지털 카메라로 대체되었다 하더라도 추가적으로 개선해야 할것은 X-RAY 암상자의 형광판과 카메라간의 노광의 거리를 최대한 좁히는 문제를 해결해야 한다. 현재 시중에 사용되고 있는 X-RAY 전용 CCD 카메라는 일정한 암상자 면적(최대 가로 38㎝(15″)×세로 46㎝(18″)의 국제 규격)에서 아무리 근접 렌즈를 사용하더라도 암상자와 카메라간의 노광의 거리를 약 100 ~ 130cm 이상 줄일 수 없었다. 그러나 후술하겠지만 본 발명에서는 상기와 같은 크기의 암상자 면적에서 노광의 거리를 55cm 까지 줄일 수 있다.

이에 본 발명은 CDR 방법(③번 방법)을 택하면서 X-RAY 영상화 개발을 전개하고자 한다. 본 발명에서 고화질의 영상과 저용량의 X-선조사의 효과를 도출함에 있어서 X-선 조사장치의 성능과 모니터 및 컴퓨터의 성능은 제외한다. 즉, X-선 조사장치의 성능과 모니터 및 컴퓨터에 대한 제품의 성능은 동일하다는 전제하에 본 발명의 특징인 X-RAY 암상자와 상기 암상자에 형성된 영상을 촬영하는 디지털 카메라에 대하여 설명하고자 한다.

참고로, 일반 디지털 카메라와 엑스레이 전용 CCD 카메라의 성능을 비교하면 다음 [표 1]과 같다.

일반 디지털 카메라	엑스레이 전용 CCD 카메라
① 화소수(pixcle) 최고21,100,000 ② 감도보상기능(ISO) 200, 400, 800 1600, 3200, 6400, 12800, 25600 등 ③ 특수렌즈 교환기능 : 가능 ④ 영상저장능력 : 카메라 자체 칩으로 가능하며 컴퓨터에도 동시 저장가능 ⑤ 본발명에서 X-RAY 암상자 외부에 카메라를 장착하여 촬영조건을 변화시킬 수 있음 ⑥ 대량의 생산으로 생산원가가 저렴하여 수요자에게 저가로 공급할수 있음 ⑦ 규격화로, A/S 발생시 유지보수 원할함	① 최고 화소수 16,000,000 ② 없음 ③ 없음 ④ 컴퓨터에만 저장가능 ⑤ 카메라가 암상자 내부에 고정되어 있어 기능을 조작할수 없음 ⑥ 한정된 생산으로 인한 높은 원가로 저가에 공급할수 없음 ⑦ 유지보수 원활하지 못함

전술된 바와 같이, 현재 고시되어 있는 엑스레이 전용 CCD 카메라는 렌즈를 통하여 센서에 엑스레이 영상만을 입력시키는 단순 기술을 사용하였기 때문에, 사진 영상에 필요한 여러가지의 성능과 기능면에서 일반 디지털 카메라에 비하여 턱없이 기술이 부족하다. 예를 들어, 감도(ISO)보상 문제, 색수차 줄임 렌즈 문제, 영상 저장 능력 문제, 영상 흔들림 방지 문제, 영상의 근접 촬영시 렌즈 문제 등이 그러하다. 또한 규격화되어 다른 엑스레이 장치와의 호환성 문제 및 A/S 발생시의 교체 문제, 소량생산으로 인한 생산원가 부담 등 엑스레이 전용 CCD 카메라는 많은 문제점이 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 일반 디지털 카메라 및 엑스레이 암상자를 이용함에 있어서, 탈장착이 가능한 디지털 카메라의 결합구성으로 인하여 유지보수가 용이하고, 디지털 카메라의 발달과 더불어 카메라의 교환과 대체가 용이하며, 엑스레이 촬영장치의 제조가 간단하여 충분한 생산성을 확보하면서도 고해상도의 엑스레이 사진을 획득할 수 있으며, 아울러 엑스레이의 피폭량을 최소화시키는 디지털 엑스레이 촬영방법 및 촬영장치를 제공하는 것이다.

이를 위한 본 발명은 엑스레이촬영을 위한 엑스레이 전용의 CCD 카메라로부터 탈피하여 셔터가 구비된 일반 디지털 카메라가 엑스레이 촬영장치에 적용된다.

일반 디지털 카메라가 장착됨으로써 획득되는 이득은, 상기 디지털 카메라가 독립된 하드웨어로서 구비된다는 것이다. 즉, 탈장착(脫裝着)이 용이하여, 입식(立式)이나 와식(臥式) 촬영장치로 용이하게 분해/장착이 수행될 수 있다. 또한, 카메라의 초점거리, 감도, 조리개 등을 외부에서 조절할 수 있으므로 다양한 사이즈의 촬영이 수행 가능해지고, 독립된 하드웨어인 카메라의 교환, 대체가 용이해진다.

상기 기술적 과제는 본 발명의 일 실시예에 따라, X-RAY 촬영 스위치만 동작시키면 X-RAY의 조사 보다 먼저 카메라의 셔터가 개방된 다음, 바로 뒤에 X-RAY 조사가 정해진 시간만큼 조사되고 카메라셔터가 닫히게 하는 촬영방법에 의해 해결된다.

X-RAY 촬영시간은 X-RAY 기계용량과 환자부위 및 기타 촬영 기구사용 등에 따라 달라지지만 어떠한 환자의 부위별 X-RAY 촬영이라도 X-RAY 촬영 시간이 1/100 ~ 3.0 sec 이상을 초과하는 경우는 없다. 만약 사람이 직접 카메라 셔터를 눌러 인물이나 사물의 촬영하는 경우라면 0.01 ~ 3.0 sec 사이에 암상자에 나타나는 X-RAY 영상을 촬영하기는 실제로 불가능하다. 그러나 본 발명은 암상자와 디지털 카메라의 결합 구성 및 이를 컨트롤하는 인터페이스를 이용하여 아무리 짧은 시간이나 또한 3 sec 이상 소요되는 X-RAY 영상도 촬영할 수 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따라, 다음과 같은 효과가 인정한다.

① 먼저, 일반 디지털 카메라가 엑스레이 장치에 독립된 하드웨어로서 암상자에 탈장착가능하게 결합되고, 원격셔터조절단자를 통해 스위치 및 타이머부에 연 결되어 제어됨으로써, 엑스레이 장치에서 디지털 카메라만을 교체하거나 대체하기가 용이하고 이로 인해 엑스레이 장치의 생산성이 향상되는 효과가 있다.

② 아울러 타이머부를 통해 카메라 셔터의 조작범위 시간 내에만 엑스레이가 조사되는 구조로서, 이렇게 엑스레이 조사시간이 단축되어 인체의 엑스레이 피폭량이 감소되는 효과가 있다.

③ 또한 엑스레이 암상자의 형광판과 카메라와의 거리인 노광의 거리를 최소화시킴으로써, 엑스레이 영상을 얻기 위해 필요한 엑스레이 피폭에너지를 감소시켜 엑스레이의 인체 피폭량이 감소되는 효과가 있다.

④ 여기에 촬영거리가 근접되어 암실박스의 크기 또한 줄어듦으로써 엑스레이 촬영장치의 크기가 감소되어 X-RAY 촬영실의 공간활용에 유리하고, 복수개의 카메라를 이용한 퍼즐 방식의 촬영상 획득으로 인하여 1개의 카메라를 사용할 때 보다 2개, 4개 이상의 복수개의 카메라 수만큼 화소수가 배가 되어 고해상도의 파노라마 영상을 획득할 수 있다.

⑤ 기존에 개발되어 있는 X-RAY 전용 CCD 카메라에는 감도(ISO)기능이 없어 어두운 곳에서 촬영할 수 있는 기능이 없다. 따라서 X-RAY 영상을 촬영시 형광판에 나타나는 영상을 밝게 촬영하기 위하여는 X-RAY 조사량을 많이 조사하여야 하기 때문에 불필요하게 X-RAY 피복량을 증가시키고, X-RAY 장치에 그만큼 무리한 부담이 주게 되지만, 본 발명의 엑스레이 촬영장치에서는 감도 기능으로서 ISO를 200 ~ 25600까지 올려줄 수 있어, 저용량으로 X-RAY를 조사하더라도 밝은 X-RAY 촬영상을 획득할 수 있다.

⑥ X-RAY 전용 CCD 카메라에서는 처음 설계한 렌즈만을 사용할 수 있어 암상자 거리를 줄일 수 없고, 밝기가 좋은 렌즈로 교환하기 어려우며 형광판에 나타나는 스펙트럼(색수차) 빛을 차단할 수 있는 특수 렌즈나 필터를 사용할 수 없어 양질의 X-RAY 촬영을 할 수 없다. 그러나 본 발명의 엑스레이 촬영장치에서는 밝은 렌즈 또는 암상자 거리를 줄일 수 있는 근접 촬영 렌즈나 스펙트림 빛을 차단해주는 특수 렌즈를 대체하여 사용할 수 있어 X-RAY 전용 CCD 카메라보다 좋은 영상을 획득할 수 있다.

⑦ X-RAY 전용 CCD 카메라는 컴퓨터에서만 영상저장을 할 수 있으나 본 발명의 엑스레이 촬영장치에서는 카메라 메모리 칩(chip) 자체에도 저장할 수 있으며, 또한 컴퓨터의 HDD에도 저장할 수 있으므로 영상데이터의 보존에 있어서 보다 안전성, 보안성이 우수하다.

⑧ X-RAY 전용 CCD 카메라는 각각의 제조회사에 따라 설계하였기 때문에 A/S 발생시 대체능력이나 부품 공급의 미달로 유지보수에 필요한 시간, 가격에 문제가 많으나, 본 발명의 엑스레이 촬영장치에서는 대량 생산되는 일반 디지털 카메라로 인한 원가 절감과 규격품으로 인한 호환성이 보장되므로 A/S 발생시 대처능력이 보다 뛰어나다는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 디지털 엑스레이(digital X-ray) 촬영방법은, 디지털 카메라를 이용하여 X-선 영상이 발생되는 암상자의 외부에 상기 디지 털 카메라가 노출되도록 상기 디지털 카메라를 상기 암상자의 일측면에 탈착식(脫着式)으로 부착하는 단계와 상기 부착된 디지털 카메라의 셔터 스위치와 상기 X-선를 조사하는 조사장치의 타이머 스위치를 연동하여, 상기 디지털 카메라 셔터가 개방되는 단계와 상기 디지털 카메라 셔터가 개방된 후, 소정의 시간 이후에 상기 X-선의 조사장치가 작동하도록 상기 조사장치의 동작을 지연시키는 단계와 상기 X-선의 조사장치가 지연된 후, 상기 조사장치에 의해 X-선이 조사되는 단계와 상기 X-선이 조사되고 난 후, 상기 디지털 카메라의 셔터가 차단되는 단계와 상기 디지털 카메라의 센서를 통해 감지된 상기 X-선에 의한 영상을 디지털 화면으로 디스플레이하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 암상자 및 디지털 카메라가 적용된 엑스레이 촬영장치의 일 구현예를 나타낸 개념도이다.

X-선 촬영실 내부에 설치되는 엑스레이 촬영 시스템을 간단하게 설명하면, X-선 조사장치(100)와 투과된 X-선이 투영되는 암상자(16) 및 암상자 내부에 구비된 형광판에 나타난 영상을 암중 촬영하는 디지털 카메라(10)로 이루어진다. 즉, X-선 조사장치(100)에서 방사된 X-선이 상기 X-선 조사장치(100)와 암상자(16) 사이에 위치한 피사체를 투과하여, 암상자(16)의 일측면에 구비된 형광판에서 X-선에 반응한 영상을 일으키고 이때 X-선은 가시광선으로 변환되며, 이것을 카메라(16)가 촬영하여 최종적으로 엑스레이 영상을 획득한다.

도 1을 참조하면, 입식(立式) 촬영장치와 와식(臥式) 촬영장치가 나타나 있다. 입식/와식 촬영장치의 목적에 맞는 크기가 서로 다른 각각의 암상자(16)에는 디지털 카메라(10)가 장착될 수 있으며, 또한 본 발명의 일 실시예와 같이 하나의 디지털 카메라(10)를 이용하여 여러 크기의 암상자(16)에 적용시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 탈장착이 가능한 엑스레이 촬영장치이므로 와식 촬영시 사용한 카메라(10)를 탈착하여 본 발명에 일 실시예에 따라, 다른 입식 촬영의 암상자(16)에 장착하여 계속해서 사용할 수 있다. 이때, 피사체의 엑스레이 촬영을 위해 작동 스위치(14)와 연계된 스위치 연동회로장치(26) 및 암상자(16)의 달라진 크기에 따른 초점조절의 기능에 대해서는 후술한다.

피사체의 엑스레이 영상을 촬영하는 간략한 예를 가정해보면, 먼저 피사체가 암상자(16)와 X-RAY 조사장치(100) 사이에 위치한 후, 작동 스위치(14)를 동작시키면 X-RAY 장치 타이머(18)에서 지정된 시간만큼 X-선이 조사장치(100)로부터 조사되고, 카메라(10)에 의해 촬영된 영상은 출력장치인 컴퓨터(38)를 통해 디스플레이된다.

도 2A 및 도 2B는 카메라가 암상자의 내/외부에 장착됨에 따른 비교도이며, 특히 도 2B는 암상자 크기를 줄이기 위해 밀러를 사용한 경우에 영상 굴절 방식과 X-RAY 보호연판을 부착한 예시 도면이다.

도 2A에는 본 발명과 같은 일반 디지털 카메라를 이용한 암상자의 구조 및 X-RAY 전용 CCD 카메라를 이용한 암상자의 구조가 함께 나타나 있다. 그림과 같이 화살표 방향으로 X-선이 조사되어 들어오면 ①X-RAY GRID를 통해 ②X-RAY 형광지에 상(像)이 맺히게 된다. 한편 ③X-RAY 연유리를 통해 카메라 렌즈를 X-RAY로부터 보호할 수 있다. 노광의 거리는 암상자 내부의 형광판으로부터 카메라 렌즈까지의 거리(A)와 카메라 렌즈로부터 카메라 내부의 센서까지의 초점거리(B)로 구성된다. 이때, 암상자의 길이(크기)는 X-선 소스의 세기(출력)나 대상물의 크기, 카메라의 성능 등에 의해 결정된다.

이때, 암상자(16)에서 카메라(10)를 보호하기 위하여, 카메라와 형광판 사이에 연유리로써 엑스레이를 차단시키는 방법과 연유리를 사용하지 않고 밀러(mirror)를 사용하여 노광을 90도 변화시키는 방법으로 암실처리를 수행할 수도 있다. 도 2 B를 참조하면, 연유리를 사용하지 않고 밀러를 이용하여 노광의 각도를 직각(90도)으로 변화시키는 암상자의 구조가 나타나 있다. 이때, X-선으로부터 렌즈와 센서를 보호하기 위한 연판을 부착할 수도 있으며, 연판두께는 1.0mm 이상이 되어야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 디지털 카메라와 가장 근접 촬영할 수 있는 렌즈의 발달로 암상자 형광판과 카메라 간의 거리가 단축되므로 암사자의 크기가 줄어들 수 있다.

도 2에 나타난 본 발명에 따른 암상자 구조를 참조하면, 탈장착이 가능한 카메라(10)로 인하여 도 3의 원격셔터조절단자(12)의 연결만 있으면 카메라의 교환이 가능하므로, 디지털 카메라 시장의 발전속도에 맞추어 고성능의 카메라 교체가 용이하고, 카메라의 고장시에도 마찬가지로 교환이 용이해진다. 즉, 디지털 카메라는 암상자와 독립된 하드웨어로 취급되며 그 교체 또는 대체가 용이해지는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, X-선 조사로부터 카메라 촬영까지의 순서를 살펴보면 하기와 같은 순서로 진행된다. 도 3을 참조하여 설명하면, 도 3은 본 발명 의 일 실시예에 따른 디지털 카메라(10)의 셔터 스위치와 엑스레이 촬영 타이머(18)의 스위치를 연계하는 스위치 연동회로장치의 회로 구현예이다. 먼저 피사체의 엑스레이 촬영을 위해 작동 스위치(14)를 작동시키면 원격셔터조절단자(12)를 통해 디지털 카메라(10)의 셔터가 먼저 열려지고, 지연시간이 설정된 지연 타이머(24) 스위치가 촬영기의 타이머(18)를 동작시켜 엑스레이 조사장치(100)에서 환부 부위별에 따라 필요한 촬영 시간만큼 엑스레이 조사를 하는 동안, 암상자(16) 내부의 형광판에서 일어난 영상을 카메라(10) 센서가 캡쳐하고 카메라(10)의 셔터는 닫히게 되는 순서의 촬영방법이다. 즉, 엑스레이 작동 스위치 작동-> 카메라 셔터 개방-> 엑스레이 조사-> 카메라 셔터 폐쇄라는 일련의 동작이 수행되면서 촬영이 끝나는 촬영방법이다. 여기서 짧은 엑스레이 촬영시에는 카메라 셔터의 개방 이후에 엑스레이가 조사되는 것이 바람직하나, 그 외 경우에 카메라 셔터 개방 및 엑스레이 조사가 동시에 일어나는 것도 포함한다.

상기 방법을 수행하기 위하여는 카메라(10)의 수동식 셔터 스위치를 전자식이나 또는 무선식으로 변경해야하며, 엑스레이 지연 타이머(24)를 거쳐 엑스레이 장치 타이머(18)를 작동시켜 엑스레이 촬영 타이밍을 맞출 수 있어야한다. 이에 대하여 필요한 컨트롤 인터페이스는 도 3에 나타난 연계 회로도와 같다.

X-RAY 촬영시간은 X-RAY 기계용량과 환자부위 및 기타 촬영 기구사용 등에 따라 달라지지만 X-RAY 촬영 시간이 1/100 ~ 3.0 sec 이상을 초과하는 경우는 없다는 사실에 본 발명은 착안한다. 단, 이때 카메라 셔터 개방시간은 X-RAY 장치에 따라 달라지지만 조사되는 X-RAY 시간보다 카메라 셔터 타임시간은 적어도 같거나 길게 입력시켜 줘야 한다. 예를 들어, 환자부위가 X-RAY 조사시간이 1.0초가 필요한 X-RAY 촬영이라면, 카메라 셔터 개방 시간을 1.0 ~ 3.0초로 입력하여 X-RAY 촬영이 끝난 뒤에 카메라 셔터가 닫히면서 X-RAY 촬영이 이루어지게 한다.

도 4의 그림 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나의 암상자에 복수개의 카메라를 사용한 방식(퍼즐방식)을 나타내는 예시 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 엑스레이 촬영방법은 암상자(16)의 내부 일측면에 구비된 엑스레이 형광판의 전체 면적에 대한 엑스레이 촬영 면적을 복수개로 분할하는 단계와 분할된 복수개의 면적 각각에 대응하도록 복수개의 디지털 카메라(10)를 이용하여 퍼즐방식으로 엑스레이 촬영하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 복수개의 면적에 대한 각각의 엑스레이 촬영으로 인하여 상기 엑스레이 형광판으로부터 상기 디지털 카메라의 센서까지의 거리인 노광의 거리 및 상기 엑스레이의 조사시간이 감소하고, 상기 복수개의 디지털 카메라의 수에 비례하여 화소수가 증가하며, 상기 노광의 거리가 감소함으로써 상기 암상자의 전체 크기 또한 축소되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 촬영방법의 일 실시예에 의해 촬영 전체면적을 분할하여 분할된 영역을 다수로 구분하여 복수개의 카메라(10)를 이용하여 퍼즐(puzzle) 방식으로 촬영하고 촬영된 각 분할영역을 조합하여 하나의 엑스레이 영상을 획득하는 파노라마 촬영이 가능해진다.

즉, 분할영역의 촬영시 각 카메라는 협소한 면적만을 담당하므로, 이에 따라 노광의 거리가 더욱 감소되며, 촬영거리의 감소는 종래 대비 형광판의 조도를 밝게 해주는 역할과 같아 엑스레이의 조사에너지를 감소시키게 된다. 엑스레이 조사에너지의 감소는 촬영요구 조도(형광판의 발광량)를 증강시킴으로써 수행된다. 즉, 피사체의 조도는 거리에 반비례하며, 디지털 카메라가 형광판에 발광된 피사체에 근접할수록 형광판의 발광량(조도)이 적어지더라도 충분한 촬영상을 획득할 수 있다. 이때 형광판의 발광량은 조사에너지와 관련되며, 촬영거리가 가까울수록 조사에너지가 감소될 수 있는 것이다. 한편, 이러한 조사에너지 감소를 수행할 경우, 디지털 카메라의 촬영범위는 근접촬영으로 제한되며 촬영획득범위에 한계가 뒤따르지만 본 발명의 일 실시예에서는 상기와 같이 복수개의 카메라를 이용한 분할영역의 촬영이 가능하므로 결국, 본 발명에서는 촬영시간과 암상자 거리를 모두 감소시켜 엑스레이 피폭량을 줄일 수 있게 된다.

따라서, 퍼즐방식의 촬영방법은 엑스레이 조사시간 단축은 물론이고 정해진 암상자 면적에 1개의 카메라로 촬영할때의 화소수보다 2개 이상의 복수개의 카메라로 촬영할 시에는 카메라가 늘어나는 숫자만큼 화소수가 늘어나는 효과가 있어 보다 고해상도의 영상을 얻을 수 있다. 예를 들어, 1600만 화소수의 1개의 카메라보다 2개의 카메라를 사용하는 경우에는 3200만 화소수의 효과가 발생하며, 4개, 8개의 카메라인 경우에는 6400만, 12800만 화소수의 카메라를 사용하는 것과 같은 효과가 발생한다.

이렇게 분할 촬영시에 얻어진 복수개의 분할 영상을 하나의 화면으로 편집하는 작업이 필요한데, 본 발명의 일 실시예에 의하면 디지털 엑스레이 촬영방법은 복수개의 디지털 카메라를 이용하여 퍼즐방식으로 촬영된 각각의 엑스레이 영상을 수집하는 단계와 수집된 복수개의 엑스레이 영상이 파노라마의 화면으로 구성되도록 상기 복수개의 엑스레이 영상을 하나의 화면으로 편집하는 단계를 더 포함한다.

이것이 파노라마 영상이며, 상기와 같은 방법으로 구획된 촬영상을 획득하고 전체로서 조합배치하여 전체 촬영상을 획득한다. 이것은 상기 파노라마 컨트롤 모듈을 통해 수행되며, 이러한 파노라마 화면의 구성은 엑스레이 촬영에 있어서 다른 의미를 갖게된다. 즉, 조사에너지를 저감시키면서도 저해상도 촬영상을 통해 고해상도의 촬영상을 획득할 수 있다는 것이다.

예를 들어, 국부적인 엑스레이 촬영을 수행할 경우에 손이나 발의 작은 부위의 촬영에 있어서, 분할된 일부 구역의 촬영으로도 엑스레이 촬영을 수행할 수 있으며, 가슴이나 전신과 같은 큰 부위에서는 분할된 구역의 전체 촬영으로 고해상도의 엑스레이 영상을 얻을 수 있다는 것이다.

이러한 촬영거리의 감소는 촬영거리에 따라 구비된 암상자의 길이를 축소시키게 되는 것이며, 암상자가 컴팩트하게 구비될 경우에 상술한 바와 같이 판상(plate)으로 구비되어 스탠드형(stand type)이나 베드형(bed type)에 탈장착되게 구비될 수 있다. 결국, 근접(접사) 촬영을 통해 촬영거리를 감소시켜 암상자의 크기가 줄어듦으로써 컴팩트한 촬영장치를 얻을 수 있다. 따라서, 도 1에 나타나 있는 와식 촬영용 테이블에서는 테이블의 높이를 더욱 낮출 수도 있다.

특히, 그림 (b)에 도시된 바와 같이 밀러(mirror) 반사형으로 구성할 경우 암상자 몸체(16)의 측면으로 디지털 카메라(10)가 장착되므로 암상자(16)의 전체길이는 더욱 컴팩트하게 축소될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 크기가 다른 여러 암상자에서 하나의 카메라를 사용하여 촬영할 수 있는 구현예를 나타내는 예시 도면이다.

본 발명의 일 실시예에서 디지털 카메라(10)가 장착되고, 이것이 암상자본체(16)에 탈장착가능하게 부착됨에 따라, 그럼 (a) 내지 (c)와 같은 다양한 촬영거리(f1,f2,f3)에서의 조정이 수행된다. 이에 따라 하나의 디지털 카메라(10)만으로도 다양한 크기의 암상자(16)에 탈장착되어 다양한 크기의 엑스레이 영상을 획득할 수 있다.

예를 들어, 흉부촬영용의 형광판 면적은 팔목이나 발목의 국부촬영용의 형광판 면적보다 넓으며 촬영거리 역시 길다. 이러한 다양한 사이즈별로 암상자(16)가 마련되더라도, 본 발명의 디지털 카메라(10)는 독립된 하드웨어로서 암상자(16)에 탈장착이 가능하므로, 하나의 디지털 카메라로 복수개의 암상자(16)에 장착되어 동작할 수 있다.

이러한 경우, 다양한 촬영거리에 대응한 디지털 카메라(10)의 초점 등의 기능 설정을 변경하는 동작이 요구된다. 이하, 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 암상자와 카메라의 결합관계 및 초점 조절부를 나타내는 예시 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 디지털 엑스레이 촬영방법은 엑스레이 촬영의 타입에 따라, 암상자 일측면에 표시된 조절부를 통하여 디지털 카메라에 구비된 기능 설정을 변경하는 단계를 더 포함하며, 상기 엑스레이 촬영 타입은 피사체가 지면에 대하여 입식(立式)으로 위치하거나, 상기 피사체가 지면에 대하여 좌식(坐式) 또는 와식(臥式)으로 위치하는 것에 따라 암상자의 내부 일측면에 구비된 엑스레이 형광판의 필요한 면적이 달라지거나, 암상자의 크기가 달라짐에 따라 형광판과 디지털 카메라 사이의 촬영거리가 변화함으로써 촬영 타입이 바뀌는 것을 특징으로 하며, 상기 암상자 일측면에 표시된 조절부는 상기 형광판의 면적 및 촬영거리의 변화로 인하여 상기 디지털 카메라의 촬영 조건을 변경하는 것을 특징으로 한다.

도 6을 참조하면 암상자(16)와 디지털 카메라(10)가 결합되는 상세도가 나타나있다. 장착프레임(22)에는 디지털 카메라(10)와의 탈장착을 위하여 디지털 카메라(10)의 삼각대 체결구와 결합되는 카메라 체결구(28)와 암상자(16)와의 탈장착을 위하여 암상자 체결구(30)가 형성된다. 이때, 장착프레임(22)은 디지털 카메라(10)를 암상자(16)에 고정하는 구조물로서 브라켓(bracket) 등과 같은 개방형의 장착프레임뿐만 아니라 폐쇄형 덮개로서 강체 케이스도 포함한다.

한편, 암상자(16)는 촬영면적에 따라 다수로 구분되어 마련되고, 촬영에 필요한 촬영거리에 따라 각각의 암상자(16)의 일측면에는 초점을 조절할 수 있는 조절부(32)가 매개된 것을 특징으로 한다. 구체적으로 초점 조절부(32)를 살펴보면, 암상자(16)에는 초점거리 표시부(20)가 형성되며, 상기 디지털 카메라는 초점거리 조작부(34)에 결합되어 상기 초점거리 표시부(20)로 초점거리 조작부(34)를 조작하는 조절레버(36)가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 위의 X-RAY 영상을 가장 이상적인 방법으로 디지털화 영상을 얻는 방법으로서, 지금까지 고시되어 있는 X-RAY CCD 전용 카메라 성능으로서는 부족한 점이 많아 불가능하며 오히려 시중에 양산되어 있는 일반 디지털카메 라의 성능이 훨씬 우수하며 규격화되어 다른 기계와 호환성과 A/S발생시 부품조달 및 교환이 용이하며 반대로 가격면에서도 X-RAY 전용 CCD카메라보다 월등히 저렴하다는 장점을 이용한다. 그러나 지금까지는 이런 성능이 우수한 디지털 카메라를 X-RAY 영상촬영에 응용하지 못하였지만 본 발명은 기존 일반디지털 카메라를 X-RAY 촬영타이머 스위치와 연동되게 개발하여 X-RAY 영상을 디지털화 하는 방법을 개발한 것이다.

이와 같이, 본 발명은 기존의 일반 디지털 카메라와 호환되어 유지보수가 용이하고, 또한 디지털 카메라의 발달과 더불어 교환과 대체가 용이하며, 제조가 간단하여 충분한 생산성을 확보하면서도 기성품인 디지털 카메라가 적용되는 조건에서 엑스레이 피폭량을 최소화시키는 엑스레이 촬영방법 및 촬영장치를 제공한다.

한편, 상술한 본 발명의 디지털 엑스레이 촬영방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 당업자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 암상자 및 디지털 카메라가 적용된 엑스레이 촬영장치의 일 구현예를 나타낸 개념도이다.

도 2A 및 도 2B는 카메라가 암상자의 내/외부에 장착됨에 따른 비교도이며, 특히 도 2B는 암상자 크기를 줄이기 위해 밀러를 사용한 경우에 영상 굴절 방식과 X-RAY 보호연판을 부착한 예시 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 디지털 카메라 셔터 스위치와 엑스레이 촬영 타이머 스위치를 연계하는 스위치 연동회로장치의 회로 구현예이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나의 암상자에 복수개의 카메라를 사용한 퍼즐방식의 엑스레이 촬영장치를 나타내는 예시 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 크기가 다른 여러 암상자에서 하나의 카메라를 사용하여 촬영할 수 있는 구현예를 나타내는 예시 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 암상자와 카메라의 결합관계 및 초점 조절부를 나타내는 예시 도면이다.

상기 몇 개의 도면에 있어서 대응하는 도면 번호는 대응하는 부분을 가리킨다. 도면이 본 발명의 실시예들을 나타내고 있지만, 도면이 축척에 따라 도시된 것은 아니며 본 발명을 보다 잘 나타내고 설명하기 위해 어떤 특징부는 과장되어 있을 수 있다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 디지털 엑스레이(digital X-ray) 촬영방법에 있어서,

   암상자의 내부 일측면에 구비된 엑스레이 형광판의 전체 면적에 대한 엑스레이 촬영 면적을 복수개로 분할하는 단계와;

   상기 분할된 복수개의 면적 각각에 대응하도록 복수개의 디지털 카메라를 이용하여 퍼즐방식으로 엑스레이 촬영하는 단계를 포함하며,

   상기 복수개의 면적에 대한 각각의 엑스레이 촬영으로 인하여 상기 엑스레이 형광판으로부터 상기 디지털 카메라의 센서까지의 거리인 노광의 거리 및 상기 엑스레이의 조사시간이 감소하고, 상기 복수개의 디지털 카메라의 수에 비례하여 화소수가 증가하며, 상기 노광의 거리가 감소함으로써 상기 암상자의 전체 크기 또한 축소되는 것을 특징으로 하는 디지털 엑스레이 촬영방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 복수개의 디지털 카메라를 이용하여 퍼즐방식으로 촬영된 각각의 엑스레이 영상을 수집하는 단계와;

   상기 수집된 복수개의 엑스레이 영상이 파노라마의 화면으로 구성되도록 상기 복수개의 엑스레이 영상을 하나의 화면으로 편집하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 엑스레이 촬영방법.
4. 디지털 엑스레이(digital X-ray) 촬영방법에 있어서,

   엑스레이 촬영의 타입에 따라, 암상자 일측면에 표시된 조절부를 통하여 디지털 카메라에 구비된 기능 설정을 변경하는 단계를 포함하며,

   상기 엑스레이 촬영의 타입은 피사체가 지면에 대하여 입식(立式)으로 위치하거나, 상기 피사체가 지면에 대하여 좌식(坐式) 또는 와식(臥式)으로 위치하는 것에 따라 상기 암상자의 내부 일측면에 구비된 엑스레이 형광판의 필요한 면적이 달라지거나, 상기 암상자의 크기가 달라짐에 따라 상기 엑스레이 형광판과 상기 디지털 카메라 사이의 촬영거리가 변화함으로써 상기 촬영의 타입이 바뀌는 것을 특징으로 하며,

   상기 암상자 일측면에 표시된 조절부는 상기 엑스레이 형광판의 면적 및 촬영거리의 변화로 인하여 상기 디지털 카메라의 촬영 조건을 변경하는 것을 특징으로 하는 디지털 엑스레이 촬영방법.
5. 삭제
6. 디지털 엑스레이(digital X-ray) 촬영장치에 있어서,

   피사체의 엑스레이 촬영을 시작하기 위한 작동 스위치;

   일반 디지털 카메라 및 상기 작동 스위치의 사이에 연결되어 있고, 상기 작동 스위치가 작동될 때 상기 일반 디지털 카메라의 셔터가 열려지도록 조절하는 원격셔터조절단자;

   엑스레이 조사장치에서 환부 부위에 따라 필요한 촬영 시간만큼 엑스레이를 조사하도록 제어하는 엑스레이 촬영 타이머; 및

   상기 작동 스위치가 작동될 때, 사용자에 의해 미리 설정되어 있는 지연시간이 경과한 후에 상기 엑스레이 촬영 타이머가 작동하도록 제어하는 지연 타이머를 포함하고,

   상기 원격셔터조절단자는 상기 작동 스위치가 작동될 때 상기 일반 디지털 카메라 및 상기 작동 스위치를 연결하기 위한 제1 릴레이를 포함하며,

   상기 지연 타이머는 상기 작동 스위치가 작동될 때 상기 제1 릴레이 스위치와 동시에 상기 작동 스위치와 연결하기 위한 제2 릴레이, 및 상기 지연시간이 경과한 후에 상기 엑스레이 촬영 타이머와 연결하기 위한 제1 스위치를 포함하고,

   상기 엑스레이 촬영 타이머는 상기 촬영 시간 동안에 상기 엑스레이 조사장치와 연결하기 위한 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 엑스레이 촬영장치.
7. 제6항에 있어서,

   엑스레이 촬영을 위하여 엑스레이 영상이 발생되는 암상자의 외부에 상기 일반 디지털 카메라가 노출되어 부착되도록 하는 연결구를 구비한 암상자;

   상기 암상자의 연결구를 통하여 상기 암상자 외부의 일측면에 탈착식(脫着式)으로 부착된 일반 디지털 카메라; 및

   상기 일반 디지털 카메라의 센서를 통해 감지된 상기 엑스레이에 의한 영상을 디지털 화면으로 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 디지털 엑스레이 촬영장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 일반 디지털 카메라의 셔터는 상기 엑스레이 촬영 타이머의 촬영 시간이 경과한 후에 폐쇄되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 디지털 엑스레이 촬영장치.

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