KR101457160B1 - 레이저 인터락 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

레이저 인터락 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 레이저 인터락 시스템 및 그 제어방법은 검사자와 피검사자가 보안경을 제대로 작용한 경우 또는 광음향 영상 장치가 실제로 사용되는 경우에만 레이저가 발생되도록 함으로써 검사자와 피검사자의 눈을 보호하고, 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있는 레이저 인터락 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 레이저 인터락 시스템은, 사용자와 보안경의 접촉 여부를 감지하는 감지부; 레이저를 발생시키는 광원부; 및 상기 감지부로부터 출력되는 출력값에 기초하여 상기 보안경이 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 광원부의 레이저 발생을 온/오프하는 인터락 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.

Description

레이저 인터락 시스템 및 그 제어 방법{LASER INTERLOCK SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 초음파/광음향 영상 장치의 사용 시 특정 조건에서 레이저를 인터락(interlock) 시키는 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
의료 영상 장치는 초음파, 레이저, 엑스선 등의 대상체에 대한 투과, 흡수 또는 반사 특성 등을 이용하여 대상체에 대한 영상을 획득하고, 이를 진단에 이용할 수 있는 장치로서, 초음파 영상 장치, 광음향 영상 장치, 엑스선 영상 장치 등을 포함한다.
광음향 영상 장치에서 조사되는 레이저는 나노 단위의 짧은 파장을 가지므로, 상기 레이저가 검사자나 피검사자의 눈에 직접 노출될 경우 시신경의 손상 등이 발생할 수 있다.
따라서, 검사자나 피검사자가 보안경을 제대로 착용했을 때 또는 광음향 영상 장치가 실제로 사용될 때에만 레이저가 조사되도록 제어할 수 있는 시스템이 요구된다.
본 발명의 일 측면에 따른 레이저 인터락 시스템 및 그 제어방법은 검사자와 피검사자가 보안경을 제대로 작용한 경우 또는 광음향 영상 장치가 실제로 사용되는 경우에만 레이저가 발생되도록 함으로써 검사자와 피검사자의 눈을 보호하고, 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있는 레이저 인터락 시스템 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 레이저 인터락 시스템은, 사용자와 보안경의 접촉 여부를 감지하는 감지부; 레이저를 발생시키는 광원부; 및 상기 감지부로부터 출력되는 출력값에 기초하여 상기 보안경이 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 광원부의 레이저 발생을 온/오프하는 인터락 신호를 생성하는 제어부를 포함한다.
상기 감지부는, 상기 보안경의 코받침에 장착될 수 있다.
상기 감지부는, 정전용량(capacitive) 센서를 포함할 수 있다.
상기 감지부는, 제1기판; 상기 기판에 형성되는 접지 전극; 상기 측정 전극 위에 접합되는 제2기판; 및 상기 제2기판에 형성되는 측정 전극을 포함할 수 있다.
상기 감지부는, 좌측 측정부와 우측 측정부를 포함하고, 상기 좌측 측정부와 상기 우측 측정부는 각각 제1기판; 상기 기판에 형성되는 접지 전극; 상기 측정 전극 위에 접합되는 제2기판; 및 상기 제2기판에 형성되는 측정 전극을 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 좌측 측정부와 우측 측정부의 출력값에 기초하여 상기 보안경이 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하는 상태 판단부; 및 상기 상태 판단부의 판단 결과가 상기 보안경이 정상적으로 착용된 것을 나타내면, 상기 광원부에 대한 인터락 해지 신호를 생성하는 인터락 신호 생성부를 포함할 수 있다.
상기 상태 판단부는, 상기 좌측 측정부와 우측 측정부의 출력값이 각각 미리 설정된 제1기준값 이상이면, 상기 보안경이 정상적으로 착용된 것으로 판단할 수 있다.
상기 상태 판단부는, 상기 좌측 측정부와 우측 측정부의 출력값이 각각 미리 설정된 기준값 이상이고, 상기 출력값이 미리 설정된 기준시간 이상 유지되면 상기 보안경이 정상적으로 착용된 것으로 판단할 수 있다.
상기 상태 판단부는, 상기 보안경에 장착되고, 상기 인터락 신호 생성부는, 복수의 보안경에 각각 장착된 복수의 상태 판단부로부터 해당 보안경이 정상적으로 착용되었는지에 관한 판단 결과를 전송받을 수 있다.
상기 인터락 신호 생성부는, 상기 복수의 상태 판단부로부터 전송받은 판단 결과가 모두 해당 보안경이 정상적으로 착용된 것을 나타내는 경우에 상기 광원부에 대한 인터락 해지 신호를 생성할 수 있다.
초음파/광음향 영상 장치에서 발생되는 레이저를 제어하는 레이저 인터락 시스템은, 대상체와 프로브의 접촉을 감지하는 감지부; 상기 레이저를 발생시키는 광원부; 및 상기 감지부로부터 출력되는 출력값에 기초하여 상기 광원부의 레이저 발생을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 감지부는, 상기 프로브에 장착되며 스위치 형태로 구현될 수 있다.
상기 감지부는, 상기 프로브와 상기 대상체의 접촉 여부에 따라 스위치의 온/오프 여부가 달라질 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지부의 출력값이 상기 프로브와 상기 대상체가 접촉한 것을 나타내는 경우, 상기 광원부를 온(on) 시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지부의 출력값이 상기 프로브와 상기 대상체가 접촉하지 않은 것을 나타내는 경우, 상기 광원부를 오프(off) 시킬 수 있다.
상기 감지부는, 상기 프로브의 헤드 부분에 장착되며 정전용량 센서로 구현될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지부의 출력값에 기초하여 상기 프로브와 상기 대상체의 접촉 여부를 판단하고, 상기 판단결과에 따라 상기 광원부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 프로브에 장착될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지부의 출력값이 미리 설정된 기준값 이상이면 상기 대상체와 상기 프로브가 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 상태 판단부의 판단 결과가 상기 대상체와 상기 프로브가 접촉한 것을 나타내는 경우, 상기 광원부를 온(on) 시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 상태 판단부의 판단 결과가 상기 대상체와 상기 프로브가 접촉하지 않은 것을 나타내는 경우, 상기 광원부를 오프(off) 시킬 수 있다.
상기 감지부는, 상기 프로브에서 펄스 신호가 발생되지 않는 시점에서 감지 동작을 실행할 수 있다.
상기 감지부는, 제1기판; 상기 기판에 형성되는 접지 전극; 상기 측정 전극 위에 접합되는 제2기판; 및 상기 제2기판에 형성되는 측정 전극을 포함할 수 있다.
초음파/광음향 영상 장치에서 발생되는 레이저를 제어하는 레이저 인터락 시스템은, 대상체에 관한 초음파 데이터를 획득하는 초음파 데이터 획득부; 상기 레이저를 발생시키는 광원부; 및 상기 획득된 초음파 데이터에 기초하여 상기 광원부를 온/오프시키는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 획득된 초음파 데이터를 이용하여 상기 대상체와 프로브의 접촉 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 광원부를 온/오프시킬 수 있다.
상기 제어부는, 상기 획득된 초음파 데이터를 이용하여 2차원 초음파 영상을 형성하는 영상 형성부; 상기 2차원 초음파 영상에서 상기 대상체의 윤곽을 검출하는 윤곽 검출부; 및 상기 검출된 대상체의 윤곽을 상기 대상체에 대응되는 윤곽 샘플 정보와 비교하여 윤곽의 차이를 산출하는 상태 판단부를 포함할 수 있다.
상기 상태 판단부는, 상기 산출된 윤곽의 차이가 미리 설정된 기준값 미만이면, 상기 대상체와 상기 프로브가 접촉한 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 상태 판단부에서 상기 대상체와 상기 프로브가 접촉한 것으로 판단하면, 상기 광원부를 온 시키는 광원 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 의료기기는 상기 레이저 인터락 시스템 중 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 레이저 인터락 시스템 및 그 제어방법에 의하면 검사자와 피검사자가 보안경을 제대로 작용한 경우 또는 광음향 영상 장치가 실제로 사용되는 경우에만 레이저가 발생되도록 함으로써 검사자와 피검사자의 눈을 보호하고, 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다.
도 1에는 광음향 영상화 기술 또는 광음향/초음파 영상화 기술을 이용하여 대상체를 진단하는 모습을 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 3에 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템의 감지부가 장착된 보안경의 외관도가 도시되어 있다.
도 4a 및 도 4b에는 정전용량 센서로 구현되는 감지부의 측면도가 도시되어 있다.
도 5a에는 정전용량이 출력되는 감지부를 나타낸 측면도가 도시되어 있고, 도 5b에는 감지부로부터 출력되는 정전용량 값의 변화를 나타내는 그래프가 도시되어 있다.
도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 있어서 제어부의 구성이 구체화된 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 있어서, 제어부의 일부 구성이 장착된 보안경의 외관도가 도시되어 있다.
도 8에는 복수의 보안경의 상태에 따라 레이저의 인터락을 제어하는 레이저 인터락 시스템에 관한 전체 구성도가 도시되어 있다.
도 9에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 10a 내지 도 10c에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 사용되는 프로브와 프로브에 장착되어 기계적인 방식으로 접촉을 감지하는 감지부를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도 11에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 12a 및 도 12b에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템(300)에 사용되는 프로브(360)와 프로브(360)에 장착되어 전기적인 방식으로 접촉을 감지하는 감지부(310)를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
도 13에는 대상체에 관한 초음파 데이터를 이용하여 프로브와 대상체의 접촉 여부를 판단하는 레이저 인터락 시스템의 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 14에는 초음파 데이터 획득부의 구성이 구체화된 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 15에는 제어부의 구성이 구체화된 제어 블록도가 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하도록 한다.
대상체의 진단을 위한 의료 영상 기술로서, 초음파 영상화 기술이 널리 사용되고 있으며 최근에는 대상체의 초음파 특성과 광음향 특성을 결합한 광음향 영상화 기술이 개발되어 다양한 진단 영역에서 적용되고 있다.
광음향 영상화 기술(PAI: Phto Acoustic Imaging)은 초음파 영상의 높은 공간 분해능과 광 영상의 높은 광대조비를 결합하는 방식으로 생체조직의 영상화에 적합한 기술이다. 나노 단위의 짧은 파장을 갖는 레이저를 생체 조직에 조사하면, 레이저의 짧은 전자기 펄스가 생체 조직에 흡수됨에 따라, 초기 초음파의 발생원으로 작용하는 조직 부위에서 열탄성 팽창(thermo-elastic expansion)에 의해 순간적인 초음파가 발생하고, 이렇게 형성된 초음파들은 생체 조직의 표면에 다양한 지연을 가지고 도달하게 되는데, 이를 영상화 한 것이 광음향 영상이다.
초음파 영상화 기술은 초음파를 이용하여 인체 내의 병변을 진단하는 기술로서 이미 확립된 의료 영상 기술이다. 초음파 영상은 대상체 내부의 단면 영상을 표시 B-모드 영상, 대상체의 탄성 정보를 나타내는 탄성 영상, 대상체의 특정 부분에 대한 생체 정보를 나타내는 M-모드 영상, 실시간으로 혈류를 시각화한 컬러 도플러 영상 등으로 나타낼 수 있다.
광음향 영상은 초음파 영상과 결합되어 사용될 수 있는바, 예를 들어 대상체의 특정 부위에 초음파를 조사하여 초음파 영상을 얻고, 동일한 특정 부위에 레이저를 조사하여 광음향 영상을 얻어 두 영상을 비교, 분석하여 특정 부위에 대한 해부학적 구조와 광흡수율을 동시에 파악할 수 있게 된다.
이하 상술할 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 광음향 영상 장치와 초음파 영상 장치가 결합된 장치를 초음파/광음향 영상 장치라 하기로 한다. 또한, 본 발명의 일 측면에 따른 레이저 인터락(interlock) 시스템은 단일 광음향 영상 장치에도 적용될 수 있고, 레이저를 사용하는 일반적인 의료기기에도 적용될 수 있으며, 광음향 영상 장치와 초음파 영상 장치가 결합된 초음파/광음향 영상 장치에도 적용될 수 있으나, 이하 상술할 실시예에서는 구체적인 설명을 위하여 레이저 인터락 시스템이 초음파/광음향 영상 장치에 적용되는 것으로 한다.
도 1에는 광음향/초음파 영상 장치를 이용하여 대상체를 진단하는 모습을 나타낸 도면이 도시되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 광음향 영상을 획득하기 위해서는 대상체(30)에 매우 짧은 파장의 레이저를 조사해야 하는바, 이러한 레이저가 안구에 직접 노출될 경우 시신경 손상 등의 피해가 발생할 수 있다.
따라서, 초음파/광음향 영상 장치(50)를 이용하여 대상체(30)를 진단하는 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 검사자(20)와 대상체(30) 모두 보안경(10)을 착용해야 한다.
보안경(10)은 레이저 조사 장치(52)에서 조사되는 레이저로부터 안구를 보호해주는 장치로서, 조사된 레이저를 차단하여 안구까지 도달하지 못하도록 한다. 따라서, 보안경(10)은 특정 대역의 파장을 갖는 빛을 흡수할 수 있도록 설계되며, 조사되는 레이저의 파장에 따라 그에 맞는 보안경을 착용한다.
예를 들어, 레이저가 녹색보다 짧은 파장의 가시광 영역에 해당하는 경우에는 보안경은 532nm보다 짧은 파장의 빛을 흡수하도록 설계될 수 있으며, 레이저가 적색 및 적외선 영역에 해당하는 경우에는 보안경은 600nm 이상의 빛을 흡수하도록 설계될 수 있다.
검사자(20)나 대상체(30)가 보안경(10)을 제대로 착용하지 않은 상태에서 레이저가 조사되면 검사자(20)나 대상체(30)의 안구에 손상을 생길 수 있고, 실제 초음파/광음향 영상 장치(50)가 사용되지 않는 경우에 레이저가 조사되면 불필요한 전력소모가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 측면에 따른 레이저 인터락 시스템은 보안경의 정상적인 착용 여부 또는 초음파/광음향 영상 장치의 사용 여부에 따라 레이저를 발생시키는 광원부의 동작을 온/오프 시킨다. 이하 그 실시예들을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템(100)은 보안경과 검사자 또는 대상체의 접촉을 감지하는 감지부(110), 감지부(110)의 감지 결과에 기초하여 보안경이 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하고 그 판단 결과에 따라 레이저의 발생을 온/오프 하는 제어부(120) 및 제어부에 의해 인터락(interlock)이 설정 또는 해지되는 광원부(130)를 포함한다.
광원부(130)는 상이한 파장의 광선을 생성하는 복수의 광원을 포함할 수 있다. 각 광원은 특정 파장성분 또는 그 성분을 포함하는 단색광을 발생시키는 반도체 레이저(LD), 발광다이오드(LED), 고체 레이저 또는 가스 레이저 같은 발광 소자이다. 일 예로서, 대상체의 헤모글로빈 농도를 측정하는 경우에는 약 1,000nm의 파장을 갖는 Nd·YAG 레이저(고체 레이저)나 633nm의 파장을 갖는 He-Ne 가스 레이저를 사용하여 펄스폭이 약 10nsec인 레이저빔을 생성한다. 생체 내의 헤모글로빈 농도는 그 유형에 따라서 광학적인 흡수특성이 다르지만, 일반적으로 600nm에서 1,000nm의 광을 흡수한다. 발광파장이 550~650nm 정도에서는 InGaAIP으로, 발광파장이 650nm~900nm 정도에서는 GaAlAs으로, 또는 발광파장이 900~2,300nm 정도에서는 InGaAs 또는 InGaAsP로 만들어진 LD 또는 LED와 같은 소형 발광소자가 사용될 수 있다. 또한, 비선형 광결정을 사용하여 파장을 변화시킬 수 있는 OPO(Optical Parametrical Oscillators) 레이저가 사용될 수도 있다.
감지부(110)는 보안경에 장착되어 보안경과 인체의 접촉을 감지할 수 있다. 이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 보안경에 장착된 감지부의 구체적인 실시예를 설명하도록 한다.
도 3에 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템의 감지부가 장착된 보안경의 외관도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 감지부(110)는 보안경(140)의 코받침 중 착용자의 코와 맞닿는 부분에 장착될 수 있고, 검사자 또는 대상체가 보안경을 착용하였을 때 검사자 또는 대상체의 코가 감지부(110)와 접촉할 수 있게 된다. 따라서, 검사자나 대상체의 보안경 착용 여부에 따라 감지부(110)의 출력값이 달라지게 된다. 이하, 검사자, 대상체 등 초음파/광음향 영상 장치의 사용 시 보안경 착용 대상이 되는 사람을 모두 통틀어 사용자라 하기로 한다.
감지부(110)는 터치센서에 의해 구현될 수 있다. 일 실시예로서, 정전용량의 변화로부터 인체와의 접촉 여부를 감지하는 정전용량 센서(capacitive sensor)가 감지부로 사용될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에는 정전용량 센서로 구현되는 감지부의 측면도가 도시되어 있다.
도 4a를 참조하면, 감지부(110)는 좌측 측정부(110L)와 우측 측정부(110R)를 포함하고, 각 측정부(110L,110R)는 측정전극(111L,111R) 및 접지전극(112L,112R)을 포함한다. 그리고, 측정전극(111L,111R)과 접지전극(112L,112R)은 각각 제1기판(113L,113R) 및 제2기판(114L,114R) 상에 설치 또는 형성된다. 측정전극(111L,111R) 위에는 연성을 갖는 폴리머(115)를 접합하여 사용자가 보안경을 착용하였을 때, 측정전극(111L,111R)과의 직접적인 접촉에 의한 불편함을 느끼지 않도록 할 수 있다. 폴리머의 접합은 인젝션 몰딩 등을 이용할 수 있으며, 인젝션 몰딩 외에도 다양한 방식에 의해 폴리머와 전극을 접합할 수 있다.
그리고, 좌측 측정부(110L)에 포함되는 접지전극(112L)과 우측 측정부(110R)에 포함되는 접지전극(112R)은 하나로 연결될 수 있으며, 감지부(110)가 보안경(140)에 부착될 때에는 도 4b에 도시된 바와 같이, 보안경의 코받침 형상에 대응되도록 휘어진 상태로 부착될 수 있다.
측정전극(111L,111R)으로는 동판을 사용할 수 있으며, 폴리머(115)로는 폴리 우레탄을 사용할 수 있다. 접촉 감도의 최적화를 위해 측정전극(111L,111R)의 면적은 6 X 15 mm^2로 할 수 있고, 두 측정전극 사이의 간격은 0.5mm로, 폴리머(115)의 두께는 1.5mm로 할 수 있다. 상기 수치 및 재료는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부(110)를 구현하는 하나의 예시에 불과하며, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5a에는 정전용량이 출력되는 감지부를 나타낸 측면도가 도시되어 있고, 도 5b에는 감지부로부터 출력되는 정전용량 값의 변화를 나타내는 그래프가 도시되어 있다.
도 5a를 참조하면, 사용자가 보안경(140)을 착용하지 않은 상태에서는 좌측 측정부(110L)와 우측 측정부(110R)의 측정전극(111L,111R)과 접지전극(112L,112R) 사이의 정전용량(Cp , left,CP , right)이 측정되고, 사용자가 보안경(140)을 착용하여 사용자의 코가 폴리머(115)에 닿으면 사용자의 신체에 형성된 가상 그라운드(ground)에 의해 사용자의 코가 접지전극으로 작용한다. 따라서, 사용자의 코와 측정전극(111L,111R) 사이에 정전용량(Cn , left,Cn , right)이 형성되고, 결과적으로 측정되는 정전용량의 값이 증가하게 되는바, 좌측 측정부(110L)와 우측 측정부(110R)의 출력값인 Ctotal , left 및 Ctotal , right 는 아래의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Ctotal , left = Cp , left + Cn , left
Ctotal , right = CP , right + Cn , right
도 5b에 도시된 바와 같이, 좌측 측정부(110L)의 출력값과 우측 측정부(110R)의 출력값이 미리 정해진 기준값(threshold) 이상을 나타내고, 그 상태가 미리 정해진 기준 시간(ta) 이상 지속되면 사용자가 보안경(140)을 정상적으로 착용한 것으로 판단할 수 있다.
도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 있어서 제어부의 구성이 구체화된 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 제어부(120)는 감지부(110)로부터 정전용량 신호를 획득하고, 획득된 정전용량 신호에 기초하여 보안경(140)의 착용 여부, 즉 보안경의 상태를 판단하는 상태 판단부(121), 보안경의 상태에 기초하여 인터락 신호를 생성하는 인터락 신호 생성부(122) 및 인터락 신호에 따라 광원부(130)를 제어하는 광원 제어부(123)를 포함한다.
상태 판단부(121)는 먼저, 감지부(110)로부터 좌측 측정부(110L)의 출력값과 우측 측정부(110R)의 출력값을 각각 획득한다. 정전용량 측정 채널이 한 개인 경우에는 MUX(Multiplexer)를 이용하여 좌측 측정부(110L)의 출력값과 우측 측정부(110R)의 출력값을 따로 획득할 수 있다.
상태 판단부(121)는 감지부(110)로부터 획득한 출력값에 기초하여 보안경(140)의 상태를 판단한다. 일 실시예로서, 인체가 폴리머(115)에 접촉하였을 때 감지부(110)에서 출력될 수 있는 최소값을 기준값으로 설정하고, 양 측정부(110L,110R)로부터 획득한 출력값이 모두 기준값 이상이면 사용자가 보안경(140)을 착용한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 보안경이 정상적으로 착용되지 않은 경우를 걸러내기 위해 양 측정부(110L,110R)의 출력값이 모두 미리 정해진 기준 시간 이상 유지되는 경우에 사용자가 보안경(140)을 착용한 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 그 결과를 인터락 신호 생성부(122)로 전송한다.
또한, 상태 판단부(121)는 정전용량 획득 동작을 제어하는 것도 가능하다. 구체적으로, 보안경이 정상적으로 착용된 것으로 판단되면 정전용량 신호의 획득을 중지할 수도 있고, 일정 주기로 정전용량 신호를 획득할 수도 있으며, 일정 시간 간격으로 좌측 측정부(110L)의 출력값과 우측 측정부(110R)의 출력값을 번갈아 획득할 수도 있다.
인터락 신호 생성부(122)는 상태 판단부(121)에서 판단한 보안경(140)의 상태에 기초하여 인터락 신호를 생성할 수 있다. 인터락 신호는 인터락 설정 신호 또는 인터락 해지 신호를 의미하는 것으로서, 광원부(130)에 인터락이 설정된 상태에서 인터락을 풀기 위한 신호는 인터락 해지 신호이고, 인터락이 해지된 상태에서 다시 인터락을 걸기 위한 신호는 인터락 설정 신호이다. 일 실시예로서, 광원부(130)에 인터락이 걸린 상태에서 상태 판단부(121)가 보안경(140)이 사용자에 의해 착용된 상태인 것으로 판단하면, 인터락 해지 신호를 생성하여 광원 제어부(123)로 보낸다. 이 때, 생성되는 인터락 신호는 TTL(Transistor To Transistor Logic) 신호일 수 있다.
광원 제어부(123)는 광원부(130)에 인터락이 걸려 있는 상태에서 인터락 해지 신호가 입력되면 광원부(130)를 온 시키고, 광원부(130)에 인터락이 해지되어 있는 상태에서 인터락 설정 신호가 입력되면 광원부(130)를 오프 시킨다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 있어서, 제어부의 일부 구성이 장착된 보안경의 외관도가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 제어부(120)의 구성 요소 중 상태 판단부(121)는 MCU 형태로 보안경(140)에 장착될 수 있다. 따라서, 상태 판단부(121)는 감지부(110)에서 측정한 정전용량 신호를 별도의 신호 처리나 변환 없이 획득하여 바로 이용할 수 있다.
그리고, 상태 판단부(121)에서 판단한 보안경(140)의 상태를 유선 또는 무선으로 인터락 신호 생성부(122)에 전송할 수 있는바, 무선으로 전송하는 경우에는 RF 신호 형태로 변환하여 전송할 수 있다. 다만, 본 발명의 신호 전송 방식이 RF 신호로 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 다양한 무선 통신 방식이 적용될 수 있다.
또한, 보안경(140)에 장착된 감지부(110) 및 MCU에 전원을 공급하기 위한 배터리(141)가 보안경(140) 자체에 장착되도록 하는 것도 가능하다. 이 경우, 별도의 전원선이 보안경(140)에 연결되지 않아도 되는 이점이 있다.
제어부(120)의 나머지 구성 요소는 초음파/광음향 영상 장치의 전체적인 동작을 제어하는 워크스테이션 혹은 콘솔에 설치될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예는 제어부(120)의 각 구성요소들의 장착 또는 설치 위치에 제한을 두지 않으며, 그 기능을 실행할 수 있으면 어느 위치에라도 장착될 수 있다.
도 8에는 복수의 보안경의 상태에 따라 레이저의 인터락을 제어하는 레이저 인터락 시스템에 관한 전체 구성도가 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 하나의 레이저 인터락 시스템(100)에 대해 복수의 보안경(140)이 등록되어 있을 수 있다. 구체적으로, 하나의 초음파/광음향 영상 장치를 사용하는 경우라도, 해당 장치에서 조사되는 레이저의 영향을 받는 사람은 검사자, 대상체, 보조자 등 여럿이 있을 수 있다. 즉, 사용자가 여러 명이 있을 수 있다.
사용자의 수가 3명 이상인 경우를 예로 들면, 복수 개(n≥3)의 보안경(140-1,140-2,...,140-n)에 각각 감지부(110-1,110-2,...,110-n)와 상태 판단부(121-1,121-2,...,121-n)가 장착될 수 있고, 각 보안경(140)의 상태 판단부(121-1,121-2,...,121-n)에서 각 보안경의 상태, 즉 각 보안경(140-1,140-2,...,140-n)이 사용자에 의해 정상적으로 착용되었는지 여부에 대한 판단 결과를 RF 신호 등의 무선 신호로 인터락 신호 생성부(122)에 전송한다.
그리고, 인터락 신호 생성부(122)는 복수 개의 보안경이 모두 사용자에 의해 정상적으로 착용된 상태인 경우에는 광원 제어부(123)에 인터락 해지 신호를 전송하고, 그렇지 않은 경우에는 인터락 설정 신호를 생성하여 전송한다.
한편, 초음파/광음향 영상 장치에 등록된 보안경의 개수가 한 개인 경우에는, 상태 판단부(121)에서 출력하는 접촉 여부 판단 결과에 따른 신호가 인터락 신호가 될 수 있으므로, 별도의 인터락 신호 생성부(122)를 구비하지 않는 것도 가능하다.
기본적으로 등록된 보안경의 개수는 일정하더라도, 초음파/광음향 영상 장치의 사용 시마다 사용자의 수가 다를 수 있다. 따라서, 실제로 착용되지 않는 보안경으로부터 출력되는 정전용량 신호에 의해 레이저가 불필요하게 인터락되는 것을 방지하기 위해, 사용자로 하여금 초음파/광음향 영상 장치에 구비된 입력부를 통해 장치의 사용 시 실제 착용되는 보안경을 선택하게 할 수 있다. 여기서, 입력부는 초음파/광음향 영상 장치의 워크스테이션 또는 콘솔에 구비된 것일 수 있다.
이를 위해 각 보안경마다 식별자가 부여될 수 있고, 보안경이 선택되면, 선택된 보안경에 장착된 감지부에서만 정전용량 신호가 획득되고, 보안경의 상태를 나타내는 신호가 인터락 신호 생성부로 전송된다.
또는, 보안경에 별도의 온/오프 버튼을 구비하여 사용자가 상기 버튼을 누른 경우에만 상태 판단부가 동작하도록 하는 것도 가능하다.
상술한 실시예에서는 제어부(120)의 구성 요소 중 상태 판단부(121)가 보안경(140)에 장착되는 것으로 하였으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 본 발명의 실시예는 제어부(120)의 각 구성 요소가 설치되는 위치에 제한을 두지 않는다.
상기 도 2 내지 도 8에 관한 설명에서는 사용자와 보안경의 접촉 여부를 통해 보안경 착용 여부를 판단하고, 보안경이 정상적으로 착용되지 않은 경우에 레이저를 인터락 시키는 실시예를 설명하였다. 이하, 초음파/광음향 영상 장치가 사용되고 있는지 여부에 따라 레이저를 인터락 시키는 레이저 인터락 시스템에 관한 실시예를 설명하도록 한다.
도 9에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템(200)은 프로브와 인체의 접촉을 감지하는 감지부(210), 감지부의 감지 결과에 따라 광원부(230)를 제어하는 제어부(220) 및 제어부(220)에 의해 레이저의 발생이 온/오프되는 광원부(230)를 포함한다.
당해 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템(200)은 초음파/광음향 영상 장치의 사용 여부를 프로브와 대상체의 접촉 여부에 기초하여 판단한다. 즉, 프로브에 대상체가 접촉되면 초음파/광음향 영상 장치를 사용하는 것으로 판단한다. 여기서, 프로브는 초음파를 송수신하는 일반적인 초음파 프로브에 레이저 빔을 조사하는 광섬유 다발(light fiber bundle)을 장착한 프로브일 수 있다.
감지부(210)는 프로브에 장착되어 프로브와 대상체의 접촉을 감지할 수 있다. 접촉을 감지하는 방식으로는 기계적인 방식과 전기적인 방식이 있는바, 당해 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템(200)은 프로브와 대상체의 접촉을 감지함에 있어 기계적인 방식을 적용하는 것으로 한다. 이하, 도면을 참조하여 구체적인 실시예를 설명하도록 한다.
도 10a 내지 도 10c에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 사용되는 프로브와 프로브에 장착되어 기계적인 방식으로 접촉을 감지하는 감지부를 나타낸 단면도가 도시되어 있다. 초음파 및 레이저가 조사되는 면을 정면으로 했을 때, 도 10a 및 도 10c는 프로브를 위에서 내려다 본 단면도이고, 도 10b는 프로브의 정면도이다.
도 10a를 참조하면, 프로브(260)는 초음파 신호를 송수신하는 초음파 프로브(264) 부분과 레이저를 조사하는 광섬유 다발(265)을 포함한다. 초음파 브로브(264) 내부에는 초음파 신호를 전기신호로, 또는 전기신호를 초음파 신호로 변환하는 복수의 변환소자(미도시)가 구비되고, 변환소자의 상측과 하측에 광원부(230)에서 발생된 레이저를 대상체에 전달하는 광섬유 다발(265a,265b)이 구비될 수 있다.
초음파/광음향 영상 장치는 프로브(260)의 내부 소자에 순간적인 고압 신호에 해당하는 pulsar 신호를 가할 수 있고, 안전을 위해 프로브(260)의 내부 소자들은 외부로부터 차폐되어 있다. 또한, 강한 에너지의 레이저를 전달하는 광섬유의 경우, 레이저에 의해 hot spot이 발생하여 손상될 수 있어 교체가 필요한 경우가 있다. 따라서, 당해 실시예에 사용되는 프로브(260)는 초음파 프로브 부분(264), 즉 변환 소자들이 위치하는 부분과 레이저를 전달하는 부분(광섬유 다발)(265a,265b)이 분리되어 있는 것으로 한다.
도 10b와 도 10a를 함께 참조하면, 내부에 복수의 변환소자가 구비된 초음파 프로브(264)를 이동부(263)가 둘러싸고, 이동부(263)는 초음파 프로브(264)에 고정된다. 그리고, 광섬유 다발(265a,265b)의 일단은 이동부(263)에 고정되어 초음파 프로브(264)와 광섬유 다발(265a,265b)의 단부의 거리를 일정하게 유지시켜 준다. 이동부(263)의 외측에는 프로브 핸들(261)이 이동부(263)를 둘러싸는 형태로 형성된다. 이동부(263)와 프로브 핸들(261) 사이에는 이동부(263)의 선형적 이동을 가이드하는 가이드부(262)가 설치되고 제1가이드부(262a)는 프로브 핸들(261)에, 제2가이드부(262b)는 이동부(263)에 장착된다.
그리고, 도 10c에 도시된 바와 같이, 검사자가 프로브 핸들(261)을 잡은 상태에서 초음파가 송수신되는 면을 대상체의 진단 부위에 대고 누르면 초음파 프로브(264)와 함께 이에 고정된 이동부(263)가 가이드부(262)를 따라 대상체의 반대 방향으로 후퇴한다. 이 때, 프로브 핸들(261)의 단부를 초음파 프로브(264) 쪽으로 휘어지는 형상으로 하고, 프로브 핸들(261)의 단부와 이동부(263)의 단부 사이에 스프링 등의 탄성체(266)를 장착하면 초음파가 조사되는 면에 가해진 압력이 사라질 때 이동부(263)가 다시 제자리로 복귀할 수 있다.
그리고, 탄성체(266)가 장착되지 않은 다른 이동부(263)의 단부에 감지부(210)를 장착할 수 있다. 감지부(210)는 마이크로 스위치 등의 스위치 형태로 구현될 수 있으며, 도 10c에 도시된 바와 같이 초음파가 조사되는 면에 압력이 가해지면서 이동부(263)가 후퇴하면 이동부(263)의 단부에 장착된 스위치(210)가 프로브 핸들(261)의 단부 또는 그 단부에 형성된 구조물에 의해 눌러지게 된다. 따라서, 대상체가 프로브(260)에 접촉하면 스위치가 눌러지고, 접촉하지 않으면 눌러지지 않게 되므로, 대상체와 프로브(260)의 접촉 여부에 따라 감지부(210)의 출력값이 달라지게 된다. 다만, 상기 도 10a 내지 도 10c에 따라 설명한 감지부(210)의 구조는 본 발명의 일 실시예에 불과하고, 감지부의 종류 및 감지부의 장착 위치 등이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
다시 도 9를 참조하면, 제어부(220)는 감지부(210)로부터 출력 신호를 획득하는 신호 획득부(221) 및 감지부(210)의 출력 신호에 따라 광원부(230)를 온/오프 시키는 광원 제어부(222)를 포함한다. 신호 획득부(221)는 감지부(210)의 출력 신호를 실시간으로 획득할 수도 있고, 일정 주기에 따라 획득할 수도 있다.
감지부(210)가 스위치 형태로 구현되는 경우, 스위치가 눌러지면 그로 인한 출력 신호가 신호 획득부(221)로 전송된다. 광원 제어부(222)는 광원부(230)에 인터락이 걸려 있는 상태에서 신호 획득부(221)가 스위치 온 신호를 획득한 경우에는 광원부(230)를 온 시키고, 인터락이 풀려 있는 상태에서 신호 획득부(221)가 스위치 오프 신호를 획득한 경우에는 광원부(230)를 오프 시킨다. 스위치의 출력 신호는 온/오프를 나타내는 신호이므로, 그 자체로 인터락 신호가 될 수 있다.
도 11에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템에 관한 제어 블록도가 도시되어 있다.
당해 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템은 프로브와 대상체의 접촉 여부를 판단하여 레이저의 발생을 온/오프 한다는 점에서 전술한 실시예와 유사하나, 전술한 실시예와 달리 프로브와 대상체의 접촉 여부를 전기적인 방식으로 감지한다.
도 11을 참조하면, 레이저 인터락 시스템(300)은 프로브와 대상체의 접촉을 전기적인 방식으로 감지하는 감지부(310), 레이저를 발생시키는 광원부(330) 및 감지부(310)의 감지 결과에 따라 프로브와 대상체의 접촉 여부를 판단하고 그 판단 결과에 따라 광원부(330)를 제어하는 광원 제어부(320)를 포함한다.
도 12a 및 도 12b에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템(300)에 사용되는 프로브(360)와 프로브(360)에 장착되어 전기적인 방식으로 접촉을 감지하는 감지부(310)를 나타낸 단면도가 도시되어 있다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 프로브(360)는 레이저를 조사하는 광섬유 다발을 포함하는 것이나, 설명의 편의를 위하여 당해 도면에서는 도시를 생략하도록 한다.
앞서 도 4의 실시예에서 설명한 바와 같이, 감지부(310)로서 정전용량 센서를 이용하면 전기적인 방식으로 센서와 대상체 사이의 접촉을 감지할 수 있다. 따라서, 당해 실시예에서는 프로브(360)에 정전용량 센서를 장착하고, 제어부(320)에서 정전용량 센서의 출력값을 분석하여 프로브(360)와 대상체의 접촉 여부를 판단한다.
도 12a를 참조하면, 정전용량 센서로 구현되는 감지부(310)는 프로브(360)의 헤드 부분에 장착될 수 있고, 감지 결과의 신뢰성을 확보하기 위해 프로브(360) 헤드의 좌측 단부와 우측 단부에 각각 감지부(310L,310R)를 장착할 수 있다. 따라서, 감지부(310)는 우측 측정부(310R)와 좌측 측정부(310L)를 포함한다.
도 12b를 참조하면, 우측 측정부(310R)와 좌측 측정부(310L)는 각각 제1기판(312R,312L), 제1기판(312R,312L) 위에 형성된 접지전극(313R,313L), 제2기판(311R,311L), 및 제2기판(311R,311L) 위에 형성된 측정전극(314R,314L)을 포함한다. 그리고, 프로브(360)의 외측을 폴리머 하우징(415R,415L), 예를 들어 우레탄 하우징으로 둘러싸고, 우측 측정부(310R)와 좌측 측정부(310L)가 우레탄 하우징 내부에 고정되도록 할 수 있다. 여기서, 접지전극(313R,313L)과 측정전극(314R,314L) 사이에 형성된 제2기판(311R,311L)은 전하를 저장하는 유전체의 역할을 할 수 있고, 우측 측정부의 접지전극(313R)과 좌측 측정부의 접지전극(313L)은 서로 연결될 수 있다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이 프로브(360) 내부 측의 전극을 접지전극(313R,313L)으로 하면 펄스 발생으로 인한 영향을 최소화할 수 있다.
정전용량은 각 측정부의 접지전극과(313R,313L) 측정전극(314R,314L) 사이에 형성되고, 프로브(360)를 대상체에 접촉하면 대상체와 측정전극(314R,314L) 사이에도 정전용량이 형성된다. 따라서, 프로브(360)와 대상체의 접촉 여부에 따라 감지부(310)의 출력값이 달라진다.
제어부(320)는 감지부(310)의 출력값을 이용하여 대상체와 프로브(360)의 접촉 여부를 판단하는 상태 판단부(321) 및 상태 판단부(321)의 판단 결과에 따라 광원부(330)를 온/오프하는 광원 제어부(322)를 포함한다.
감지부(310)의 출력값은 상태 판단부(321)에 입력된다. 다시 도 12a를 참조하면, 상태 판단부(321)는 프로브(360) 내부에 MCU 형태로 구비될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예는 제어부(120)의 각 구성요소들의 장착 또는 설치 위치에 제한을 두지 않으며, 그 기능을 실행할 수 있으면 어느 위치에라도 장착될 수 있다.
상태 판단부(321)는 감지부(310)의 출력값에 기초하여 프로브(360)와 대상체의 접촉 여부를 판단하는바, 일 실시예로서 감지부(310)의 출력값이 미리 설정된 기준값 이상인 경우에 프로브(360)가 대상체와 접촉한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 기준값은 인체가 감지부(310)에 접촉하였을 때 출력될 수 있는 최소값으로 할 수 있다.
상태 판단부(321)의 판단 결과에 관한 신호는 그 자체로서 인터락 신호가 될 수 있는 바, 프로브(360)와 대상체의 접촉을 나타내는 신호는 인터락 해지 신호가 되고, 프로브(360)와 대상체의 비접촉을 나타내는 신호는 인터락 설정 신호가 된다. 따라서, 상태 판단부(321)의 판단 결과, 프로브(360)가 대상체가 접촉된 경우에는 광원 제어부(322)가 광원부(330)를 온시키고, 프로브(360)가 대상체와 접촉되지 않은 경우에는 광원 제어부(322)가 광원부(330)를 오프시킨다.
감지부(310)에서의 감지 동작은 프로브(360) 내에 펄스가 발생하지 않는 때에만 수행되는 것이 바람직하다. 따라서, 상태 판단부(321)는 프로브(360) 내에 펄스가 발생하지 않는 때에 감지부(310)로부터 출력값을 획득한다. 예를 들어, 5cm 깊이의 초음파 영상을 얻는 경우, 펄스가 발생되지 않는 시간은 3.3μsec 미만이므로 매우 빠른 시간 내에 감지부(310)로부터 출력값을 획득해야 한다.
이를 위한 일 실시예로서, 감지부(310)에 정전류를 일정시간 동안 공급하여 각 측정부에 형성된 전압을 바로 측정하고, 측정된 전압을 상태 판단부(321) 내에 구비된 비교기에 입력하여 그 결과로부터 프로브(360)와 대상체의 접촉 여부를 판단하는 방식을 사용할 수 있다. 구체적으로, 비교기에 입력되는 문턱 전압을 감지부(310)와 대상체가 접촉한 것으로 볼 수 있는 최소 전압으로 하면, 감지부(310)와 대상체의 접촉 여부에 따라 '0' 또는 '1'의 신호가 출력된다. 비교기에서 출력되는 신호는 인터락 신호가 될 수 있고, 광원 제어부(322)로 전송되어 광원부(330)에 설정된 인터락을 풀어주거나 인터락 상태를 유지시킨다.
상기 도 9 내지 도 12에서 설명한 실시예는 프로브와 대상체의 접촉 여부를 프로브에 장착된 센서를 이용하여 판단하였다. 이하 상술할 실시예에서는 대상체에 관한 초음파 데이터를 이용하여 프로브와 대상체의 접촉 여부를 판단하는 것으로 한다.
도 13에는 대상체에 관한 초음파 데이터를 이용하여 프로브와 대상체의 접촉 여부를 판단하는 레이저 인터락 시스템의 제어 블록도가 도시되어 있고, 도 14에는 초음파 데이터 획득부의 구성이 구체화된 제어 블록도가 도시되어 있으며, 도 15에는 제어부의 구성이 구체화된 제어 블록도가 도시되어 있다.
도 13을 참조하면, 레이저 인터락 시스템(400)은 대상체에 관한 초음파 데이터를 획득하는 초음파 데이터 획득부(410), 획득된 초음파 데이터에 기초하여 프로브와 대상체의 접촉 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 레이저 인터락 신호를 생성하는 제어부(420) 및 인터락 신호에 따라 레이저의 발생이 온/오프 되는 광원부(430)를 포함한다.
초음파 데이터 획득부(410)는 초음파 신호를 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하여 초음파 데이터를 획득한다. 도 14를 참조하면, 초음파 데이터 획득부(410)는 송신신호 형성부(411), 복수의 변환소자를 포함하는 초음파 프로브(412), 빔 포머(413) 및 초음파 데이터 형성부(414)를 포함한다.
송신신호 형성부(411)는 변환소자의 위치 및 집속점을 고려하여 복수의 프레임을 얻기 위한 송신신호를 형성한다. 송신신호 형성부(411)는 프레임에 대한 송신신호의 형성을 반복적으로 수행한다.
초음파 프로브(412)는 송신신호 형성부로부터 송신신호가 제공되면, 송신신호를 초음파 신호로 변환하여 대상체에 송신하고 대상체로부터 반사되는 초음파 에코신호를 수신하여 수신신호를 형성한다. 수신신호는 아날로그 신호이고, 초음파 프로브(412)는 3D 프로브일 수도 있고, 2D 어레이 프로브일 수도 있으며 그 종류에 제한은 없다. 초음파 프로브(412)는 앞서 도 10 내지 도 12에서 설명한 프로브에 포함될 수 있다.
빔 포머(413)는 초음파 프로브(412)로부터 수신신호가 제공되면, 수신신호를 아날로그 디지털 변환하여 디지털 신호를 형성한다. 또한, 빔 포머(413)는 변환소자의 위치 및 집속점을 고려하여 디지털 신호에 시간 지연을 가하여 디지털 신호를 수신집속시켜 수신집속신호를 형성한다.
초음파 데이터 형성부(414)는 빔 포머(413)로부터 수신집속신호가 제공되면, 수신집속신호를 이용하여 초음파 데이터를 형성한다. 초음파 데이터는 RF 또는 IQ(In-phase/Quardrature) 데이터일 수 있다. 또한, 초음파 데이터 형성부(414)는 초음파 데이터를 형성하는데 필요한 다양한 신호 처리(예를 들어, 이득(gain) 조절, 필터링 처리 등)를 수행할 수 있다.
도 15를 참조하면, 제어부(420)는 영상 형성부(421), 윤곽 검출부(422), 상태 판단부(423) 및 광원 제어부(424)를 포함한다.
영상 형성부(421)는 초음파 데이터 획득부로부터 연속적으로 제공되는 초음파 데이터를 이용하여 2차원 초음파 영상을 형성한다. 초음파/광음향 영상 장치에서 3차원 초음파 영상을 형성하는 경우에는, 볼륨 데이터에 기준 단면을 설정하고, 볼륨 데이터 각각에 설정된 기준 단면에 해당하는 2차원 초음파 영상을 형성하는 것도 가능하다. 2차원 초음파 영상은 B 모드 영상일 수 있다.
윤곽 검출부(422)는 2차원 초음파 영상에서 대상체의 윤곽을 검출한다. 윤곽은 소벨(Sobel), 프리윗(Prewitt), 로버트(Robert), 캐니(Canny) 마스크 등과 같은 에지 마스크(edge mask)를 이용하여 검출될 수 있다. 또는, 윤곽은 에지 구조 텐서를 이용한 고유값(eigen value)의 차이로부터 검출될 수도 있다.
상태 판단부(423)는 윤곽 검출부(422)에서 검출된 대상체의 윤곽을 대상체에 대응되는 윤곽 샘플 정보와 비교한다. 대상체에 대응되는 윤곽 샘플 정보는 제어부(420) 내의 메모리에 저장되어 있을 수 있다. 일 실시예로서, 사용자가 대상체의 진단부위에 관한 정보를 입력하면 상태 판단부(423)는 메모리에 저장된 복수의 윤곽 샘플 정보 중에 대상체에 대응되는 윤곽 샘플 정보를 추출하여 검출된 대상체의 윤곽과 비교한다.
추출된 윤곽 샘플 정보와 검출된 대상체의 윤곽의 차이가 미리 설정된 기준값(예를 들어, 70%) 이상이면, 초음파 프로브가 대상체에 접촉되지 않은 것으로 판단하고, 그렇지 않으면 초음파 프로브가 대상체에 접촉된 것으로 판단할 수 있다.
상태 판단부(423)의 판단 결과는 그 자체로 인터락 신호가 될 수 있다. 상태 판단부(423)의 판단 결과에 관한 신호는 광원 제어부(424)로 입력되고, 광원 제어부(424)는 입력된 신호에 따라 광원부(430)의 레이저의 발생을 온/오프 한다. 예를 들어, 광원부(430)에 인터락이 설정되어 있는 경우, 상태 판단부(423)의 판단 결과 초음파 프로브와 대상체가 접촉되어 있으면, 광원 제어부(424)에 입력되는 신호는 인터락 해지 신호가 되고 광원부(430)에 설정된 인터락은 해지되어 레이저가 조사된다. 반대로, 광원부(430)에 인터락이 풀려있는 경우, 상태 판단부(423)의 판단 결과, 초음파 프로브와 대상체가 접촉되어 있으면, 광원 제어부(424)에 입력되는 신호는 인터락 설정 신호가 되고 광원부(430)에 인터락이 설정되어 레이저 조사가 중단된다.
상술한 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템(100,200,300,400)은 보안경의 착용 여부 또는 프로브와 대상체의 접촉 여부에 따라 레이저의 발생을 온/오프 하였는바, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 인터락 시스템은 보안경의 착용 여부와 프로브와 대상체의 접촉 여부를 모두 고려하여 레이저의 발생을 온/오프할 수 있다. 보안경의 착용 여부를 판단하고, 프로브와 대상체의 접촉 여부를 판단하는 것은 전술한 바와 같다.
본 발명의 일 측면에 따른 의료 기기는 지금까지 상술한 레이저 인터락 시스템 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 8에서 설명한 레이저 인터락 시스템을 포함하는 경우의 의료 기기는 각종 레이저 기기, 광음향 영상 장치 또는 초음파/광음향 영상 장치일 수 있다. 도 9 내지 도 15에서 설명한 레이저 인터락 시스템을 포함하는 경우 또는 보안경의 착용 여부와 프로브와 대상체의 접촉 여부를 모두 고려하는 레이저 인터락 시스템을 포함하는 경우의 의료기기는 초음파/광음향 영상 장치일 수 있고, 도 10 내지 도 12에 도시된 프로브를 포함한다.
100,200,300,400 : 레이저 인터락 시스템
110,210,310: 감지부 410 : 초음파 데이터 획득부
120,220,320,420 : 제어부
130,230,330,430 : 광원부

Claims (29)

  1. 사용자와 보안경의 접촉 여부를 감지하는 감지부;
    레이저를 발생시키는 광원부; 및
    상기 감지부로부터 출력되는 출력값에 기초하여 상기 보안경이 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 광원부의 레이저 발생을 온/오프하는 인터락 신호를 생성하는 제어부를 포함하고,
    상기 감지부는,
    상기 사용자와 보안경의 접촉 여부에 따라 출력값이 달라지는 좌측 측정부와 우측 측정부를 포함하는 레이저 인터락 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부는, 상기 보안경의 코받침에 장착되는 레이저 인터락 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 감지부는, 정전용량(capacitive) 센서를 포함하는 레이저 인터락 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 좌측 측정부와 상기 우측 측정부는 각각
    제2기판;
    상기 제2기판에 형성되는 접지 전극;
    상기 접지 전극 위에 접합되는 제1기판; 및
    상기 제1기판에 형성되는 측정 전극을 포함하는 레이저 인터락 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 좌측 측정부와 우측 측정부의 출력값에 기초하여 상기 보안경이 정상적으로 착용되었는지 여부를 판단하는 상태 판단부; 및
    상기 상태 판단부의 판단 결과가 상기 보안경이 정상적으로 착용된 것을 나타내면, 상기 광원부에 대한 인터락 해지 신호를 생성하는 인터락 신호 생성부를 포함하는 레이저 인터락 시스템 .
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상태 판단부는,
    상기 좌측 측정부와 우측 측정부의 출력값이 각각 미리 설정된 제1기준값 이상이면, 상기 보안경이 정상적으로 착용된 것으로 판단하는 레이저 인터락 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상태 판단부는,
    상기 좌측 측정부와 우측 측정부의 출력값이 각각 미리 설정된 기준값 이상이고, 상기 출력값이 미리 설정된 기준시간 이상 유지되면 상기 보안경이 정상적으로 착용된 것으로 판단하는 레이저 인터락 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상태 판단부는, 상기 보안경에 장착되고,
    상기 인터락 신호 생성부는, 복수의 보안경에 각각 장착된 복수의 상태 판단부로부터 해당 보안경이 정상적으로 착용되었는지에 관한 판단 결과를 전송받는 레이저 인터락 시스템 .
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 인터락 신호 생성부는,
    상기 복수의 상태 판단부로부터 전송받은 판단 결과가 모두 해당 보안경이 정상적으로 착용된 것을 나타내는 경우에 상기 광원부에 대한 인터락 해지 신호를 생성하는 레이저 인터락 시스템.
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