KR102106784B1 - 엑스레이 이미지 획득 시 콜리메이터의 제어 방법 및 장치 - Google Patents

엑스레이 이미지 획득 시 콜리메이터의 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엑스레이 이미지 획득 시 콜리메이터의 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 전자장치가 획득된 제1 엑스레이 이미지에서 피사체를 기준으로 관심영역을 설정하는 단계, 전자장치가 관심영역에 포함된 피사체에서 복수개의 특징점을 추출하는 단계, 전자장치가 추출된 복수개의 특징점과 제1 엑스레이 이미지 이후에 획득된 제2 엑스레이 이미지에서 추출된 복수개의 특징점을 비교하여 피사체의 이동값을 산출하는 단계 및 전자장치가 산출된 이동값을 기반으로 콜리메이터의 위치를 제어하는 단계를 포함할 수 있고, 다른 실시 예로도 적용이 가능하다.

Description

엑스레이 이미지 획득 시 콜리메이터의 제어 방법 및 장치{Method and Apparatus for Controlling of Collimator When Acquiring an X-ray Image}
본 발명은 엑스레이 이미지 획득 시 콜리메이터의 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 획득된 엑스레이 이미지에서 설정한 관심영역을 기준으로 콜리메이터의 위치를 제어하는 엑스레이 이미지 획득 시 콜리메이터의 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
의료용 진단 기기로 사용되는 엑스레이 투과 촬영 장치는 엑스레이(X-ray)를 이용하여 생체 내부를 촬영하는 의료 장비이다. 엑스레이를 이용한 촬영 장치는, 엑스레이 튜브(또는 엑스레이 소스)에서 방출된 엑스레이를 피사체에 투과시키고, 투과된 엑스레이의 강도 차이를 엑스레이 디텍터에서 검출하여 피사체의 내부 구조를 파악하는 것을 기본 원리로 한다. 엑스레이를 이용한 촬영 장치는 피사체의 밀도, 피사체를 구성하는 원자의 원자번호에 따라 엑스레이의 투과율이 달라지는 원리를 이용하여 피사체의 내부 구조를 손쉽게 파악할 수 있다는 장점이 있다.
엑스레이를 이용한 촬영 장치는 일반적으로 엑스레이 촬영을 하는 촬영자 및 환자 모두의 엑스레이 피폭량을 감소시키기 위해 콜리메이터를 사용한다. 즉, 촬영자는 콜리메이터의 위치를 조절하여 환자의 신체 중 필요하지 않은 부분이 엑스레이에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 환자의 신체 중 엑스레이 이미지를 획득해야 하는 위치를 기준으로 촬영자가 직접 콜리메이터의 위치를 조절하면서 피폭되거나 콜리메이터 설정 후 환자의 움직임으로 인해 콜리메이터 재설정으로 인한 추가 엑스레이에 환자와 촬영자 모두 노출될 수 있는 문제점이 있다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시 예들은 환자의 동일한 신체 부위를 포함하는 연속된 엑스레이 이미지에서 관심영역을 설정하고, 관심영역을 기준으로 환자의 움직임에 따라 콜리메이터의 위치를 제어할 수 있는 엑스레이 이미지 획득 시 콜리메이터의 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스레이 이미지 획득 시 콜리메이터의 제어 방법은, 전자장치가 획득된 제1 엑스레이 이미지에서 피사체를 기준으로 관심영역을 설정하는 단계, 상기 전자장치가 상기 관심영역에 포함된 상기 피사체에서 복수개의 특징점을 추출하는 단계, 상기 전자장치가 상기 추출된 복수개의 특징점과 상기 제1 엑스레이 이미지 이후에 획득된 제2 엑스레이 이미지에서 추출된 복수개의 특징점을 비교하여 상기 피사체의 이동값을 산출하는 단계 및 상기 전자장치가 상기 산출된 이동값을 기반으로 콜리메이터의 위치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 관심영역을 설정하는 단계는, 상기 전자장치는 상기 제1 엑스레이 이미지를 이진화하는 단계, 상기 전자장치는 상기 이진화된 이미지에서 상기 피사체의 중심점을 산출하는 단계, 상기 전자장치는 상기 중심점을 기준으로 상기 피사체의 위치 및 방향정보를 산출하는 단계 및 상기 전자장치는 상기 위치 및 방향정보를 기준으로 상기 관심영역을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 관심영역을 설정하는 단계 이후에, 상기 제1 엑스레이 이미지에서 콜리메이터의 복수의 날에 의해 생성될 콜리메이터 영역을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 콜리메이터 영역을 설정하는 단계는, 상기 전자장치가 상기 관심영역의 위치 및 방향정보를 고려하여 상기 콜리메이터 영역과 상기 관심영역을 비교하는 단계, 상기 전자장치가 상기 콜리메이터 영역이 상기 관심영역을 기준으로 임계치이상 크거나 작으면 상기 복수의 날에 대한 위치 조절이 필요한 것으로 확인하는 단계 및 상기 전자장치는 상기 복수의 날에 대한 위치 조절이 필요함을 알리는 메시지를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이동값을 산출하는 단계는, 상기 전자장치는 상기 피사체에서 추출된 복수개의 특징점과 상기 제2 엑스레이 이미지에 포함된 상기 피사체에서 추출된 복수개의 특징점을 비교하는 단계, 상기 전자장치는 상기 비교결과를 기반으로 상기 제2 엑스레이 이미지에 포함된 상기 피사체에 대한 복수개의 특징점의 이동 방향 및 이동 거리를 포함하는 상기 이동값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전자장치가 상기 산출된 이동값을 기반으로 상기 콜리메이터의 위치 제어 필요 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
또한, 콜리메이터의 위치를 제어하는 단계는, 상기 이동값을 기반으로 상기 콜리메이터의 이동 방향 및 이동 거리를 제어하는 단계인 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스레이 이미지 획득 시 콜리메이터 제어를 수행하는 전자장치는, 콜리메이터를 포함하여 피사체에 대한 엑스레이 이미지를 촬영하는 엑스레이 촬영장치와 통신을 수행하는 통신부 및 상기 엑스레이 촬영장치로부터 수신된 제1 엑스레이 이미지에서 관심영역을 설정하고, 상기 관심영역에 포함된 상기 피사체에서 복수개의 특징점을 추출하고, 상기 복수개의 특징점과 상기 제1 엑스레이 이미지 이후에 획득된 제2 엑스레이 이미지에서 추출된 복수개의 특징점과 비교하여 상기 피사체의 이동값을 산출하고, 상기 이동값을 기반으로 상기 콜리메이터의 위치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는, 상기 제1 엑스레이 이미지를 이진화하고, 상기 이진화된 이미지에서 상기 피사체의 중심점을 산출하고, 상기 중심점을 기준으로 상기 피사체의 위치 및 방향정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는, 상기 피사체의 위치 및 방향정보를 고려하여 상기 관심영역을 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는, 상기 콜레메이터의 복수의 날에 의해 생성될 콜리메이터 영역과 상기 관심영역을 비교하고, 상기 비교결과에 따라 상기 복수의 날에 대한 위치 조절의 필요여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는, 상기 콜리메이터 영역이 상기 관심영역을 기준으로 임계치이상 크거나 작으면 상기 복수의 날에 대한 위치 조절이 필요함을 알리는 알림 메시지를 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는, 상기 피사체에서 추출된 복수개의 특징점과 상기 제2 엑스레이 이미지에 포함된 상기 피사체에서 추출된 복수개의 특징점을 비교하여 제2 엑스레이 이미지에 포함된 상기 피사체에 대한 복수개의 특징점의 이동 방향 및 이동 거리를 포함하는 상기 이동값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는, 상기 산출된 이동값을 기반으로 상기 콜리메이터의 이동 방향 및 이동 거리를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 엑스레이 이미지 획득 시 콜리메이터의 제어 방법 및 장치는, 환자의 동일한 신체 부위를 포함하는 연속된 엑스레이 이미지에서 관심영역을 설정하고, 관심영역을 기준으로 환자의 움직임에 따라 콜리메이터의 위치를 추가 조작함으로써 불필요한 엑스레이에 노출되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 엑스레이 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 콜리메이터를 제어하기 위한 전자장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 콜리메이터를 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시 예에 따른 엑스레이 이미지에서 관심영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따른 엑스레이 이미지에서 특징점을 기반으로 콜리메이터를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 엑스레이 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 엑스레이 시스템(10)은 엑스레이 촬영장치(100) 및 전자장치(200)를 포함한다. 이때, 엑스레이 촬영장치(100)는 콜리메이터(110), 엑스레이 소스(미도시), 엑스레이 디텍터(미도시), 디텍터 표면(미도시), 피사체를 지지하는 테이블(미도시) 등 다양한 장치들로 구성될 수 있다.
엑스레이 촬영장치(100)는 피사체에 대한 엑스레이 이미지를 촬영하여 전자장치(200)로 전송한다. 이를 위해, 엑스레이 촬영장치(100)는 콜리메이터(110)를 포함한다. 이때, 콜리메이터(110)는 엑스레이의 조사구에 부착되는 장치로, 조사구에 형성된 납이나 텅스텐 등으로 형성된 복수의 날(blade)의 위치를 조절하여 환자의 신체 부위 중 엑스레이 이미지가 필요하지 않은 신체 부위가 엑스레이에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
엑스레이 촬영장치(100)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 획득된 엑스레이 이미지를 전자장치(200)로 전송할 수 있다. 이를 위해, 엑스레이 촬영장치(100)는 5G(fifth generation mobile telecommunication), LTE-A(long term evolution-advanced), LTE(long term evolution), WCDMA(wideband code division multiple access) 및 wifi(wireless fidelity) 등의 무선 통신을 수행할 수 있다. 또한, 엑스레이 촬영장치(100)는 USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), DVI(digital video interactive) 케이블 등의 유선 통신을 수행할 수 있다.
엑스레이 촬영장치(100)는 전자장치(200)로부터 콜리메이터(110)에 대한 위치 제어 신호가 수신되면, 수신된 위치 제어 신호를 기반으로 콜리메이터(110)의 위치를 이동한다. 이때, 위치 제어 신호는 콜리메이터(110)의 이동 방향 및 이동 거리에 대한 이동값을 포함할 수 있다.
전자장치(200)는 엑스레이 촬영장치(100)와 무선 또는 유선 통신을 통해 엑스레이 촬영장치(100)로부터 엑스레이 이미지를 수신한다. 전자장치(200)는 엑스레이 이미지의 분석을 통해 엑스레이 촬영장치(100)에 구비된 콜리메이터(110)의 위치 조절이 필요하면, 콜리메이터(110)에 대한 위치 제어 신호를 엑스레이 촬영장치(100)로 전송한다. 전자장치(200)의 동작은 하기의 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 콜리메이터를 제어하기 위한 전자장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전자장치(200)는 통신부(210), 입력부(220), 표시부(230), 메모리(240) 및 제어부(250)를 포함한다.
통신부(210)는 엑스레이 촬영장치(100)와 통신을 수행한다. 이를 위해, 통신부(210)는 5G(fifth generation mobile telecommunication), LTE-A(long term evolution-advanced), LTE(long term evolution), WCDMA(wideband code division multiple access) 및 wifi(wireless fidelity) 등의 무선 통신을 수행할 수 있다. 또한, 통신부(210)는 USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), DVI(digital video interactive) 케이블 등의 유선 통신을 수행할 수 있다.
입력부(220)는 전자장치(200)의 사용자의 입력에 대응하여, 입력데이터를 발생시킨다. 입력부(220)는 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패널(touch panel), 조그 셔틀(jog & shuttle), 센서(sensor), 터치 키(touch key) 및 메뉴 버튼(menu button) 등을 포함한다.
표시부(230)는 전자장치(200)의 동작에 따른 표시 데이터를 표시한다. 표시부(230)는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical systems) 디스플레이 및 전자 종이(electronic paper) 디스플레이를 포함한다. 표시부(230)는 입력부(220)와 결합되어 터치 스크린(touch screen)으로 구현될 수 있다.
메모리(240)는 전자장치(200)의 동작 프로그램들을 저장한다. 메모리(240)는 엑스레이 이미지에서 관심영역을 설정하기 위한 알고리즘, 관심영역에 포함된 피사체에서 복수개의 특징점을 추출하기 위한 알고리즘, 추출된 특징점에 대한 이동값을 산출하는 알고리즘 등을 저장할 수 있다.
제어부(250)는 엑스레이 촬영장치(100)로부터 수신된 제1 엑스레이 이미지에서 피사체를 기반으로 관심영역을 설정하고, 관심영역에 포함된 피사체에서 복수개의 특징점(이하, 제1 특징점이라 함)을 추출한다. 제어부(250)는 추출된 제1 특징점과 제1 엑스레이 이미지 이후에 획득된 제2 엑스레이 이미지에서 추출된 복수개의 특징점(이하, 제2 특징점이라 함)을 비교한다. 제어부(250)는 비교결과에 따라 제1 특징점에서 제2 특징점으로 이동한 이동값을 산출한다. 제어부(250)는 산출된 이동값을 기반으로 피사체의 이동여부를 확인하고, 피사체의 이동에 따라 콜리메이터(110)의 위치를 제어한다.
보다 구체적으로, 제어부(250)는 입력부(220)를 통해 엑스레이 이미지를 촬영하기 위한 촬영신호가 수신되면 엑스레이 촬영을 수행하여 엑스레이 이미지를 획득하도록 엑스레이 촬영장치(100)를 제어한다. 제어부(250)는 엑스레이 촬영장치(100)에서 획득된 제1 엑스레이 이미지에서 관심영역(ROI: region of interest)를 설정한다. 관심영역을 설정하기 위해 제어부(250)는 제1 엑스레이 이미지를 이진화한다. 이를 통해, 제어부(250)는 제1 엑스레이 이미지에서 피사체를 보다 선명하게 보정할 수 있다. 이때, 피사체는, 엑스레이 이미지의 촬영이 필요한 부분을 의미한다. 제어부(250)는 이진화된 이미지에서 피사체의 중심점을 산출한다. 제어부(250)는 산출된 중심점을 기준으로 제1 엑스레이 이미지 내에서 피사체의 위치 및 방향 정보를 산출한다. 제어부(250)는 산출된 위치 및 방향 정보를 기반으로 관심영역을 설정한다.
제어부(250)는 엑스레이 촬영장치(100)에 구비된 콜리메이터(110)의 복수의 날에 의해 생성될 콜리메이터 영역을 설정하고, 콜리메이터 영역과 관심영역을 비교한다. 즉, 제어부(250)는 콜리메이터 영역이 관심영역을 기준으로 임계치 이상 차이가 나면, 콜리메이터(110)의 복수의 날의 위치 조절이 필요한 것으로 이에 대한 메시지를 표시부(230)에 표시한다. 이때, 임계치는 5%로, 예컨대, 제어부(250)는 콜리메이터 영역이 관심영역을 기준으로 95% 내지 105% 사이에 포함되지 않으면, 복수의 날의 위치 조절이 필요한 것으로 확인할 수 있다. 아울러, 상기 임계치는 엑스레이 촬영장치(100)의 사용자 또는 엑스레이 촬영장치(100)의 제조사에 의해 변경이 가능한 수치이다.
제어부(250)는 복수의 날의 조절이 완료됨이 확인되면 엑스레이 이미지에서 포함된 피사체에서 특징점들(이하, 제1 특징점이라 함)을 추출한다. 이때, 제어부(250)는 입력부(220)에 의해 복수의 날의 조절완료 신호를 수신할 수 있고, 엑스레이 촬영장치(100)로부터 조절완료 신호를 수신할 수 있다.
제어부(250)는 제1 엑스레이 이미지에 포함된 피사체에서 제1 특징점을 추출한다. 제어부(250)는 관심영역을 구성하는 픽셀들의 명암값을 기준으로 에지 성분을 산출한다. 제어부(250)는 산출된 에지 성분들 중에서 임계치 이상의 에지 성분들을 산출한다. 예컨대, 제어부(250)는 관심영역을 구성하는 픽셀들의 명암값의 평균값을 산출하고, 평균값 이상의 명암값을 갖는 픽셀들을 추출한다. 제어부(250)는 추출된 픽셀을 기준으로 특정 크기(예컨대, 32x32)를 제1 특징점으로 추출할 수 있다. 제어부(250)는 제1 엑스레이 이미지가 획득된 이후에 연속적으로 제2 엑스레이 이미지가 획득되면, 제어부(250)는 제2 엑스레이 이미지에 포함된 피사체에서 제2 특징점을 추출하고, 제1 특징점과 제2 특징점을 비교한다. 제어부(250)는 비교결과에 따라, 제1 특징점을 기준으로 하는 제2 특정점의 이동에 따른 이동값을 산출한다. 이때, 이동값은 제2 특징점의 이동에 따른 이동 방향 및 이동 거리를 포함할 수 있다. 제어부(250)는 산출된 이동값을 기준으로 콜리메이터(110)의 제어 필요여부를 확인한다. 제어부(250)는 제2 특징점의 이동값이 제1 특징점을 기준으로 임계치(예컨대, 5%)이상 차이가 나면 콜리메이터(110)의 제어가 필요한 것으로 확인하여 콜리메이터(110)의 위치를 제어한다. 이를 위해, 제어부(250)는 콜리메이터(110)의 위치를 제어하기 위한 위치 제어 신호를 엑스레이 촬영장치(100)로 전송한다. 이때, 위치 제어 신호는 제2 특징점의 이동값을 기반으로 콜리메이터(110)의 이동 방향 및 이동 거리를 포함한다. 아울러, 상기 임계치는 엑스레이 촬영장치(100)의 사용자 또는 엑스레이 촬영장치(100)의 제조사에 의해 변경이 가능한 수치이다.
이와 같이, 본 발명은 환자가 촬영부위를 움직이는 경우, 촬영 자세가 변경되는 경우, 외부에 의해 환자의 촬영부위에 움직임이 발생되는 경우 등 다양한 이유로 인해 환자의 촬영부위에 변동이 생기는 경우에 콜리메이터(110)의 위치를 제어할 수 있다. 이로 인해, 엑스레이 촬영에 불필요한 신체부위가 엑스레이에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 콜리메이터를 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 301단계에서 제어부(250)는 입력부(220)를 통해 엑스레이 이미지를 촬영하기 위한 촬영신호의 수신여부를 확인한다. 301단계의 확인결과, 촬영신호가 수신되면 제어부(250)는 303단계를 수행하고, 촬영신호가 수신되지 않으면 제어부(250)는 촬영신호의 수신을 대기한다. 303단계에서 제어부(250)는 엑스레이 촬영을 수행하고, 제1 엑스레이 이미지를 획득하도록 엑스레이 촬영장치(100)를 제어한다.
305단계에서 제어부(250)는 제1 엑스레이 이미지에서 관심영역(ROI: region of interest)를 설정한다. 보다 구체적으로, 제어부(250)는 제1 엑스레이 이미지를 이진화한다. 이를 통해, 제어부(250)는 제1 엑스레이 이미지에서 피사체를 보다 선명하게 보정할 수 있다. 이때, 피사체는, 엑스레이 이미지의 촬영이 필요한 부분을 의미한다. 제어부(250)는 이진화된 이미지에서 피사체의 중심점을 산출한다. 제어부(250)는 산출된 중심점을 기준으로 제1 엑스레이 이미지 내에서 피사체의 위치 및 방향 정보를 산출한다. 제어부(250)는 산출된 위치 및 방향 정보를 기반으로 관심영역을 설정한다.
307단계에서 제어부(250)는 엑스레이 촬영장치(100)에 구비된 콜리메이터(110)의 복수의 날에 의해 생성될 콜리메이터 영역을 설정하고, 콜리메이터 영역과 관심영역을 비교한다. 309단계에서 제어부(250)는 콜리메이터 영역이 관심영역을 기준으로 임계치 이상 차이가 나면, 콜리메이터(110)의 복수의 날의 위치 조절이 필요한 것으로 확인하여 311단계를 수행한다. 이때, 임계치는 5%로, 제어부(250)는 콜리메이터 영역이 관심영역을 기준으로 95% 내지 105% 사이에 포함되지 않으면, 콜리메이터(110)의 복수의 날의 위치 조절이 필요한 것으로 확인할 수 있다.
311단계에서 제어부(250)는 복수의 날에 대한 위치 조절 메시지를 표시부(230)에 표시하고, 복수의 날의 조절이 완료됨이 확인되면 315단계를 수행하고, 복수의 날의 조절이 완료됨이 확인되지 않으면 313단계를 재수행할 수 있다. 이때, 제어부(250)는 입력부(220)에 의해 복수의 날의 조절완료 신호를 수신할 수 있고, 엑스레이 촬영장치(100)로부터 조절완료 신호를 수신할 수 있다.
반대로, 제어부(250)는 콜리메이터 영역이 관심영역을 기준으로 임계치 내에 포함되면, 즉, 콜리메이터 영역이 관심영역을 기준으로 95% 내지 105% 사이에 포함되면 콜리메이터(110)의 복수의 날의 위치 조절이 필요하지 않은 것으로 확인하여 315단계를 수행한다.
315단계에서 제어부(250)는 제1 엑스레이 이미지와 연속적으로 획득되는 제2 엑스레이 이미지의 획득 여부를 확인한다. 315단계의 확인결과, 제2 엑스레이 이미지가 연속적으로 획득되면 제어부(250)는 317단계를 수행하고, 연속적으로 획득되지 않으면 327단계를 수행한다. 317단계에서 제어부(250)는 제1 엑스레이 이미지에 포함된 피사체의 특징점들(이하, 제1 특징점이라 함)을 추출하고, 제2 엑스레이 이미지에 포함된 피사체의 특징점들(이하, 제2 특징점이라 함)을 추출하고, 이를 메모리(240)에 저장한다. 또한, 제어부(250)는 제1 엑스레이 이미지에서 설정된 관심영역을 구성하는 픽셀들의 명암값을 기준으로 에지 성분을 산출한다. 제어부(250)는 산출된 에지 성분들 중에서 임계치 이상의 에지 성분들을 산출한다. 예컨대, 제어부(250)는 관심영역을 구성하는 픽셀들의 명암값의 평균값을 산출하고, 평균값 이상의 명암값을 갖는 픽셀들을 추출한다. 제어부(250)는 추출된 픽셀을 기준으로 특정 크기(예컨대, 32x32)를 제1 특징점으로 추출할 수 있다. 아울러, 제어부(250)는 제1 특징점을 추출하는 방식과 동일한 방식으로 제2 엑스레이 이미지에 포함된 피사체의 제2 특징점을 추출할 수 있다.
319단계에서 제어부(250)는 제1 특징점과 제2 특징점을 비교하고, 321단계를 수행한다. 321단계에서 제어부(250)는 제1 특징점을 기준으로 제2 특징점의 이동값을 산출한다. 이때, 이동값은 제1 특징점을 기준으로 제2 특징점의 이동 방향 및 이동 거리를 포함할 수 있다. 323단계에서 제어부(250)는 산출된 이동값을 기준으로 콜리메이터(110)의 제어 필요여부를 확인한다. 323단계의 확인결과, 제2 특징점의 이동값이 제1 특징점을 기준으로 임계치(예컨대, 5%) 이상 차이가 나면 제어부(250)는 콜리메이터(110)의 제어가 필요한 것으로 확인하여 325단계를 수행한다. 반대로, 이동값이 임계치 미만인 경우 제어부(250)는 콜리메이터(110)의 제어가 필요하지 않을 것으로 확인하여 327단계를 수행한다.
325단계에서 제어부(250)는 콜리메이터(110)의 위치를 제어한다. 이를 위해, 제어부(250)는 콜리메이터(110)의 위치를 제어하기 위한 위치 제어 신호를 엑스레이 촬영장치(100)로 전송한다. 이때, 위치 제어 신호는 321단계에서 확인된 제2 특징점의 이동값을 기반으로 콜리메이터(110)의 이동 방향 및 이동 거리를 포함한다. 327단계에서 제어부(250)는 입력부(220)로부터 엑스레이 촬영에 대한 종료 신호가 수신되면 상기 프로세스를 종료하고, 종료 신호가 수신되지 않으면 315단계로 회귀하여 엑스레이 촬영이 종료될 때까지 상기의 단계들을 재수행할 수 있다. 따라서, 본 발명은 환자가 촬영부위를 움직이는 경우, 촬영 자세가 변경되는 경우, 외부에 의해 환자의 촬영부위에 움직임이 발생되는 경우 등 다양한 이유로 인해 환자의 촬영부위에 변동이 생기는 경우에 콜리메이터(110)의 위치를 제어할 수 있다. 이로 인해, 엑스레이 촬영에 불필요한 신체부위가 엑스레이에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시 예에 따른 엑스레이 이미지에서 관심영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 도 4a는 엑스레이 촬영장치(100)에서 촬영된 피사체(401)와 배경(403)을 포함하는 제1 엑스레이 이미지(400)이다. 이때, 피사체는, 엑스레이 이미지의 촬영이 필요한 부분을 의미하며, 환자의 오른손을 의미할 수 있다. 제어부(250)는 도 4a와 같은 제1 엑스레이 이미지(400)를 이진화하여 도 4b와 같은 이진화 이미지(410)로 변환할 수 있다. 이진화 이미지(410)는 제1 엑스레이 이미지(400)에서의 피사체(401)가 검은색의 피사체(411)로 표시되고, 제1 엑스레이 이미지(400)에서의 배경(403)이 하얀색의 배경(413)으로 표시될 수 있다.
제어부(250)는 도 4c와 같이 이진화 이미지(410)를 이용하여 피사체(411)의 중심점(c)을 산출한다. 제어부(250)는 중심점(c)을 기반으로 이진화 이미지(410) 내에서 피사체(411)의 위치 및 방향 정보를 추출한다. 제어부(250)는 하기의 수학식 1을 이용하여 피사체의 중심점(c)을 산출한다.
Figure 112018030728058-pat00001
(단, x는 x축의 좌표값, y는 y축의 좌표값)
또한, 제어부(250)는 산출된 중심점(c)을 기반으로 피사체(411)의 위치 및 기울기를 산출한다. 제어부(250)는 산출된 피사체(411)의 위치 및 기울기를 이용하여 도 4d와 같이 관심영역(415)을 설정한다. 이때, 관심영역(415)은 피사체(401)를 포함하되, 불필요한 신체의 일부를 제외할 수 있는 정도의 크기로 설정될 수 있다. 아울러, 콜리메이터(110)의 복수의 날의 개수에 따라 사각형을 포함하는 다각형의 형태로 관심영역(415)을 기준으로 임계치 내에 포함되도록 콜리메이터 영역이 설정될 수 있다. 예를 들어, 콜리메이터 영역이 관심영역(415)을 기준으로 임계치 내에 포함되도록 복수의 날을 조절하여 콜리메이터 영역을 설정할 수 있다. 즉, 제어부(250)는 콜리메이터 영역이 관심영역(415)을 기준으로 95% 내지 105% 사이에 포함되도록 복수의 날을 조절할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따른 엑스레이 이미지에서 특징점을 기반으로 콜리메이터를 제어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4d 및 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 제어부(250)는 도 5a와 같이 피사체(501)와 배경(503)을 포함하는 제2 엑스레이 이미지(500)에서 제2 특징점들(511)을 추출한다. 보다 구체적으로, 제어부(250)는 피사체(501)의 에지(edge)성분을 산출한다. 제어부(250)는 관심영역을 구성하는 픽셀들의 명암값을 기준으로 에지 성분을 산출한다. 제어부(250)는 산출된 에지 성분들 중에서 임계치 이상의 에지 성분들을 산출한다. 예컨대, 제어부(250)는 관심영역을 구성하는 픽셀들의 명암값의 평균값을 산출하고, 평균값 이상의 명암값을 갖는 픽셀들을 추출한다. 제어부(250)는 추출된 픽셀을 기준으로 특정 크기(예컨대, 32x32)를 제2 특징점들(511)로 추출할 수 있다.
제어부(250)는 제2 엑스레이 이미지(500) 획득 이전에 획득된 엑스레이 이미지 즉, 도 4a에서 획득된 제1 엑스레이 이미지(400)에 포함된 피사체(401)에서 도 5a와 같은 방법을 이용하여 제1 특징점들(411)을 추출한다.
제어부(250)는 도 5b에서와 같이 추출된 제1 특징점들(411)과 제2 특징점들(511)을 비교하여, 제2 특징점들(511) 각각의 이동값을 산출한다. 이때, 이동값은 제1 특징점들(411) 각각을 기준으로 제2 특징점들(511) 각각의 이동 방향 및 이동 거리를 의미한다.
제어부(250)는 산출된 제2 특징점들(511)의 이동값이 제1 특징점들(411)의 위치를 기준으로 임계치(예컨대, 5%) 이상 차이가 나면, 제2 특징점들(511)의 이동 방향 및 이동 거리에 맞추어 콜리메이터(110)를 이동하도록 위치 제어 신호를 엑스레이 촬영장치(100)로 전송한다. 이를 통해, 도 5c와 같이 제1 엑스레이 이미지(400)의 피사체(401)에 맞추어져 있던 콜리메이터 영역(415)이 도 5a의 제2 엑스레이 이미지(500)의 피사체(501)에 맞추어지도록 콜리메이터 영역(515)이 이동될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (14)

  1. 전자장치가 획득된 제1 엑스레이 이미지를 이진화하고, 상기 이진화된 이미지에서 상기 피사체의 중심점을 산출하고, 상기 산출된 중심점을 기준으로 피사체의 위치 및 방향정보를 산출하는 단계;
    상기 전자장치가 상기 위치 및 방향정보를 기준으로 상기 제1 엑스레이 이미지에서의 관심영역을 설정하는 단계;
    상기 전자장치가 상기 관심영역에 포함된 상기 피사체에서 복수개의 특징점을 추출하는 단계;
    상기 전자장치가 상기 추출된 복수개의 특징점과 상기 제1 엑스레이 이미지 이후에 획득된 제2 엑스레이 이미지에서 추출된 복수개의 특징점을 비교하여 상기 피사체의 이동값을 산출하는 단계; 및
    상기 전자장치가 상기 산출된 이동값을 기반으로 콜리메이터의 위치를 제어하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 관심영역을 설정하는 단계 이후에,
    상기 제1 엑스레이 이미지에서 콜리메이터의 복수의 날에 의해 생성될 콜리메이터 영역을 설정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 콜리메이터 영역을 설정하는 단계는,
    상기 전자장치가 상기 관심영역의 위치 및 방향정보를 고려하여 상기 콜리메이터 영역과 상기 관심영역을 비교하는 단계;
    상기 전자장치가 상기 콜리메이터 영역이 상기 관심영역을 기준으로 임계치이상 크거나 작으면 상기 복수의 날에 대한 위치 조절이 필요한 것으로 확인하는 단계; 및
    상기 전자장치는 상기 복수의 날에 대한 위치 조절이 필요함을 알리는 메시지를 출력하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이동값을 산출하는 단계는,
    상기 전자장치는 상기 피사체에서 추출된 복수개의 특징점과 상기 제2 엑스레이 이미지에 포함된 상기 피사체에서 추출된 복수개의 특징점을 비교하는 단계;
    상기 전자장치는 상기 비교결과를 기반으로 상기 제2 엑스레이 이미지에 포함된 상기 피사체에 대한 복수개의 특징점의 이동 방향 및 이동 거리를 포함하는 상기 이동값을 산출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전자장치가 상기 산출된 이동값을 기반으로 상기 콜리메이터의 위치 제어 필요 여부를 확인하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 콜리메이터의 위치를 제어하는 단계는,
    상기 이동값을 기반으로 상기 콜리메이터의 이동 방향 및 이동 거리를 제어하는 단계인 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어 방법.
  8. 콜리메이터를 포함하여 피사체에 대한 엑스레이 이미지를 촬영하는 엑스레이 촬영장치와 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 엑스레이 촬영장치로부터 수신된 제1 엑스레이 이미지를 이진화하고, 상기 이진화된 이미지에서 상기 피사체의 중심점을 산출하고, 상기 중심점을 기준으로 상기 피사체의 위치 및 방향정보를 산출하고, 상기 피사체의 위치 및 방향정보를 고려하여 관심영역을 설정하고, 상기 관심영역에 포함된 상기 피사체에서 복수개의 특징점을 추출하고, 상기 복수개의 특징점과 상기 제1 엑스레이 이미지 이후에 획득된 제2 엑스레이 이미지에서 추출된 복수개의 특징점과 비교하여 상기 피사체의 이동값을 산출하고, 상기 이동값을 기반으로 상기 콜리메이터의 위치를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어를 수행하는 전자장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 콜리메이터의 복수의 날에 의해 생성될 콜리메이터 영역과 상기 관심영역을 비교하고, 상기 비교결과에 따라 상기 복수의 날에 대한 위치 조절의 필요여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어를 수행하는 전자장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 콜리메이터 영역이 상기 관심영역을 기준으로 임계치이상 크거나 작으면 상기 복수의 날에 대한 위치 조절이 필요함을 알리는 알림 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어를 수행하는 전자장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 피사체에서 추출된 복수개의 특징점과 상기 제2 엑스레이 이미지에 포함된 상기 피사체에서 추출된 복수개의 특징점을 비교하여 제2 엑스레이 이미지에 포함된 상기 피사체에 대한 복수개의 특징점의 이동 방향 및 이동 거리를 포함하는 상기 이동값을 산출하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어를 수행하는 전자장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 산출된 이동값을 기반으로 상기 콜리메이터의 이동 방향 및 이동 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 콜리메이터 제어를 수행하는 전자장치.
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