KR102203644B1 - 엑스선 영상 생성 방법, 엑스선 영상 생성 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

엑스선 영상 생성 방법, 엑스선 영상 생성 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엑스선 영상 생성 방법, 엑스선 영상 생성 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 개시된다. 본 발명의 엑스선 제너레이터부 및 센서부를 포함하는 엑스선 영상 생성 장치에서 수진자의 두부(頭部)를 촬영하여 엑스선 영상을 생성하는 방법은, 상기 두부의 제1 측면 상의 제1 위치에 대응하도록 상기 센서부의 위치를 정렬하는 정렬 단계; 상기 센서부가, 상기 제1 측면 또는 상기 제1 측면의 반대 방향에 있는 상기 두부의 제2 측면 상의 제2 위치에 대응하는 위치까지, 상기 두부의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제1 이동 궤적을 따라 상기 두부를 촬영하는 제1 나선 이동 단계; 상기 센서부가, 상기 두부의 대칭면에 대하여 상기 제2 위치와 대칭을 이루는 제3 위치에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축을 기준으로 하는 회전 운동을 하는 제2 이동 궤적을 포함하는 이동 궤적을 따라 이동하는 수평 이동 단계; 상기 센서부가, 상기 두부의 대칭면에 대하여 상기 제1 위치와 대칭을 이루는 제4 위치에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제3 이동 궤적을 따라 상기 두부를 촬영하는 제2 나선 이동 단계; 및 상기 센서부의 촬영을 통해 획득된 영상 데이터에 대하여 스티칭(stitching) 및 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하여 엑스선 영상을 생성하는 영상 생성 단계를 포함하고, 상기 영상 생성 단계는, 상기 영상 데이터 중 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동궤적이 교차하는 위치에서 각각 획득된 데이터들이 상호 일치하는지를 판단하는 과정; 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하는 경우, 상기 엑스선 영상을 생성하는 과정; 및 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하지 않는 경우, 상기 스티칭(stitching) 및 상기 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하기 전에 상기 영상 데이터를 보정하는 과정을 포함한다.

Description

엑스선 영상 생성 방법, 엑스선 영상 생성 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{Method and Apparatus for generating x-ray image, computer-readable recording medium}
본 발명은 엑스선 영상 생성 방법, 엑스선 영상 생성 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
의료 기술 분야에서 많이 이용되고 있는 엑스선(X-ray) 영상 생성 장치는 엑스선을 인체에 조사하고, 인체 내부에 대한 영상을 획득하고 있다. 이를 통해 인체 내부의 이상을 검출한다.
특히 치과에서 주로 사용되는 파노라마 촬영 장치는 영상 생성의 목적물인 치아 및 치조골의 영상을 하나의 이차원 평면에 생성할 수 있어, 교정치료의 예후 판단, 치아의 맹출 상태 확인, 치조골의 높이 확인 등 다양한 진단 목적에 요긴하게 활용되고 있다.
파노라마 촬영 장치는 제너레이터로부터 발생된 엑스선을 조사하고, 수진자의 신체를 일부 투과하거나 또는 투과하지 않고 도달하는 방사선을 상기 제너레이터와 마주보는 디텍터(센서)를 통해 수광한다. 그 다음, 수광된 방사선을 전기적 신호로 변환시켜 투영 데이터를 획득한다. 특히 파노라마 촬영 장치는, 회전축을 중심으로 상기 제너레이터와 디텍터를 회전시키면서 방사선을 연속 조사 및 수광하여 다수의 프레임으로 이루어지는 투영 데이터를 생성할 수 있다.
이러한 투영 데이터 획득 방법은 한 번의 촬영으로 모든 치아 및 해부학적 구조물의 상태를 전부 검사할 수 있고, 낮은 방사선량 및 빠른 영상화 시간 등의 장점을 가진다. 상기 투영 데이터는 스티칭(stitching) 또는 재구성(reconstruction) 과정을 거쳐 파노라마 영상으로 변환된다. 이 파노라마 영상은 평면에 환자의 치열의 이미지를 모두 담고 있어 치과 진단에 요긴하게 활용된다.
한편, 치과에서는 치열 이외에도 턱 관절 등의 영상이 필요한 경우가 있다. 즉, 치열과 턱 관절의 형상을 하나의 영상에서 확인 가능하다면, 이는 치과 진단에서 종합적인 판단을 내리는 데에 큰 도움을 줄 수 있다. 이를 위해서는 영상의 면적을 확대할 필요가 있다.
그러나 상기 센서는 기술적인 측면 또는 가격적인 측면에서 면적을 증가시키는 데에 한계가 있다. 따라서, 상기 센서의 면적이 작은 경우에도 큰 면적의 영상을 얻을 수 있는 센서의 이동 경로 및 상기 이동 경로를 구현할 수 있는 엑스선 영상 생성 장치의 구성이 제안될 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 소면적의 센서를 통해서도 치과 진단에 필요한 부위들의 형상을 하나의 영상에서 확인할 수 있는 엑스선 영상 생성 방법, 엑스선 영상 생성 장치 및 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 촬영 중 수진자의 자세가 일부 변경되더라도 효율적으로 영상을 보정하여 생성할 수 있는 보정 수단을 제공하는 것이다.
더 나아가, 본 발명의 또 다른 목적은 엑스선 촬영 시 중복 촬영되는 면적을 최소화하여 수진자의 신체에 흡수되는 엑스선의 양을 줄이는 수단을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엑스선 제너레이터부 및 센서부를 포함하는 엑스선 영상 생성 장치에서 수진자의 두부(頭部)를 촬영하여 엑스선 영상을 생성하는 방법은, 상기 두부의 제1 측면 상의 제1 위치에 대응하도록 상기 센서부의 위치를 정렬하는 정렬 단계; 상기 센서부가, 상기 제1 측면 또는 상기 제1 측면의 반대 방향에 있는 상기 두부의 제2 측면 상의 제2 위치에 대응하는 위치까지, 상기 두부의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제1 이동 궤적을 따라 상기 두부를 촬영하는 제1 나선 이동 단계; 상기 센서부가, 상기 두부의 대칭면에 대하여 상기 제2 위치와 대칭을 이루는 제3 위치에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축을 기준으로 하는 회전 운동을 하는 제2 이동 궤적을 포함하는 이동 궤적을 따라 이동하는 수평 이동 단계; 상기 센서부가, 상기 두부의 대칭면에 대하여 상기 제1 위치와 대칭을 이루는 제4 위치에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제3 이동 궤적을 따라 상기 두부를 촬영하는 제2 나선 이동 단계; 및 상기 센서부의 촬영을 통해 획득된 영상 데이터에 대하여 스티칭(stitching) 및 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하여 엑스선 영상을 생성하는 영상 생성 단계를 포함하고, 상기 영상 생성 단계는, 상기 영상 데이터 중 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동궤적이 교차하는 위치에서 각각 획득된 데이터들이 상호 일치하는지를 판단하는 과정; 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하는 경우, 상기 엑스선 영상을 생성하는 과정; 및 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하지 않는 경우, 상기 스티칭(stitching) 및 상기 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하기 전에 상기 영상 데이터를 보정하는 과정을 포함한다.
또한, 상기 제1 위치 및 상기 제4 위치는, 각각 상기 두부의 양 턱 관절에 각각 대응하는 위치로 설정되고, 상기 수평 이동 단계에서, 상기 센서부가 상기 제2 이동 궤적을 따라 이동하는 동안 상기 두부의 치열을 촬영할 수 있다.
그리고, 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제2 이동궤적은 그 회전 방향이 동일할 수 있다.
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한편, 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동 궤적은 회전 운동의 방향이 서로 반대일 수 있다.
더 나아가, 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동 궤적은 형상이 동일한 것이 바람직하다.
더 나아가 상기의 엑스선 영상 생성 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엑스선 영상 생성 장치는, 엑스선을 발생시키는 제너레이터부; 수진자의 두부를 통과한 상기 엑스선을 전기적 신호로 변환하는 센서부; 및 상기 센서부가 상기 두부의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 하도록 제어하는 제어부; 및 상기 센서부로부터 상기 전기적 신호를 획득하고, 상기 전기적 신호를 변환하여 영상 데이터를 획득하고, 상기 영상 데이터에 대하여 스티칭(stitching) 및 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하여 엑스선 영상을 생성하는 영상 생성부를 포함하되; 상기 제어부는, 상기 두부의 제1 측면 상의 제1 위치에 대응하도록 상기 센서부의 위치를 정렬하고, 상기 센서부가 상기 제1 측면 또는 상기 제1 측면의 반대 방향에 있는 상기 두부의 제2 측면 상의 제2 위치에 대응하는 위치까지, 상기 두부의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제1 이동 궤적을 따라 상기 두부를 촬영하도록 제어하고, 상기 센서부가 상기 두부의 대칭면에 대하여 상기 제2 위치와 대칭을 이루는 제3 위치에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축을 기준으로 하는 회전 운동을 하는 제2 이동 궤적을 포함한 이동 궤적을 따라 이동하도록 제어하고, 상기 센서부가 상기 두부의 대칭면에 대하여 상기 제1 위치와 대칭을 이루는 제4 위치에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제3 이동 궤적을 그리면서 상기 두부를 촬영하도록 제어하고, 상기 영상 생성부는, 상기 영상 데이터 중 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동궤적이 교차하는 위치에서 각각 획득된 데이터들이 상호 일치하는지를 판단하고, 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하는 경우, 상기 엑스선 영상을 생성하고, 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하지 않는 경우, 상기 스티칭(stitching) 및 상기 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하기 전에 상기 영상 데이터를 보정할 수 있다.
또한, 상기 제1 위치 및 상기 제4 위치는, 각각 상기 두부의 양 턱 관절에 각각 대응하는 위치로 설정되고, 상기 제어부는, 상기 센서부가 상기 제2 이동 궤적을 따라 이동하는 동안 상기 두부의 치열을 촬영하도록 제어하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제2 이동궤적은 그 회전 방향이 서로 동일할 수 있다.
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그리고, 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동 궤적은 회전 운동의 방향이 서로 반대인 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동 궤적은 형상이 동일한 것이 바람직하다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 소면적의 센서를 통해서도 치과 진단에 필요한 부위들의 형상을 하나의 영상에서 확인할 수 있어, 치과 진단 시 종합적인 판단에 도움을 줄 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 촬영 중 수진자의 자세가 일부 변경되더라도 효율적으로 영상을 보정하여 생성할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 엑스선 촬영 시 중복 촬영되는 면적을 최소화하여 수진자의 신체에 흡수되는 엑스선의 양을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 장치를 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은 수진자의 두부를 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 순서도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도 되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 장치를 나타내는 예시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 엑스선 영상 생성 장치(100)는 수진자의 두부(머리)의 해부학적 구조의 형상을 포함하는 엑스선 영상을 생성하는 장치로서, 치과용 파노라마 촬영 장치 또는 치과용 CT 촬영 장치의 형태를 가질 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 장치(100)는 제너레이터부(110)와 센서부(120)를 포함할 수 있으며, 상기 제너레이터부(110)와 센서부(120)는 갠트리(140)라고 불리는 회전 수단의 양 끝단에 부착될 수 있다. 상기 갠트리(140)는 수진자의 두부의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축(130)을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 갠트리(140)가 회전함에 따라, 상기 센서부(120)또한, 상기 기준 축(130)을 중심으로 한 회전 운동을 하는 것이 가능하다.
본 발명에서 회전 운동이라 함은, 특정한 축으로 부터 일정 거리를 유지하면서, 행성의 공전과 같은 형태로 상기 특정한 축의 주위에서 원 운동을 하는 것을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 장치의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 장치(100)는 제어부(150), 제너레이터부(110), 센서부(120)를 기본적으로 포함한다.
또한, 엑스선 영상 생성 장치(100)는제너레이터부(110) 및 센서부(120)가 부착되는 갠트리(140)을 더 포함할 수 있다.
또한, 엑스선 영상 생성 장치(100)는 상기 센서부(120)로부터 전기적 신호를 획득하여 엑스선 영상을 생성하는 영상 생성부(160)를 더 포함할 수 있다.
더 나아가, 상기 센서부(120)가 엑스선 촬영 중 소정의 궤적을 따라 운동을 하도록 구동하는 구동부(170)를 포함할 수 있다. 상기 구동부(170)는 상기 센서부(120)가 상기 기준 축(130)의 방향으로 병진 운동할 수 있도록 하는 병진 구동 수단(171) 및 상기 센서부(120)가 상기 기준 축(130)을 중심으로 회전 운동할 수 있는 회전 구동 수단(172)을 포함할 수 있다.
상기 병진 구동 수단(171)은 회전형 모터와 리니어 가이드를 포함하여 구성하거나, 리니어 모터를 포함하는 방식으로 구현될 수 있다.
또한, 병진 구동 수단(171)은 상기 갠트리(140)의 회전 축의 상단에 부착되어 상기 갠트리(140)가 위 또는 아래 방향으로 병진하도록 구성할 수 있다.
또 다른 실시 예로, 병진 구동 수단(171)은 상기 갠트리(140)를 지지하는 컬럼(기둥)에 부착되어 상기 갠트리(140)가 위 또는 아래 방향으로 병진하도록 구성할 수 있다.
또 다른 실시 예로, 병진 구동 수단(171)은 갠트리(140)와 센서부(120) 사이에 구성되어 상기 센서부(120)만을 상하 병진 운동이 가능하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 회전 구동 수단(172)은 상기 갠트리의 회전축 및 상기 회전축을 회전시키는 액츄에이터(모터)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 3은 수진자의 두부(머리)를 나타내는 예시도이다. 수진자의 두부(400)에서 치과 진단 시 주요하게 다뤄지는 부위는 치열(420)과 턱 관절(410)을 아우른다. 따라서, 치열(420)과 턱 관절(410)의 형상이 하나의 엑스선 영상에 포함되는 것이 바람직하다.
그러나 센서부(120)가 통상적인 파노라마 촬영 장치에 포함되는 소면적 센서인 경우, 회전 운동만 한다면 상기 치열(420)과 턱 관절(410)의 형상을 모두 담기에는 어려움이 따를 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제너레이터부(110) 및 센서부(120)를 포함하는 엑스선 영상 생성 장치(100)에서 수진자의 두부(頭部)(400)를 촬영하여 엑스선 영상을 생성하는 방법은, 상기 두부(400)의 제1 측면 상의 제1 위치(210)에 대응하도록 상기 센서부(120)의 위치를 정렬하는 정렬 단계(S100); 상기 센서부(120)가, 상기 제1 측면 또는 상기 제1 측면의 반대 방향에 있는 상기 두부(400)의 제2 측면 상의 제2 위치(220)에 대응하는 위치까지, 상기 두부(400)의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축(130)을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제1 이동 궤적(310)을 따라 상기 두부(400)를 촬영하는 제1 나선 이동 단계(S200); 상기 센서부(120)가, 상기 두부(400)의 대칭면에 대하여 상기 제2 위치(220)와 대칭을 이루는 제3 위치(230)에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축(130)을 기준으로 하는 회전 운동을 하는 제2 이동 궤적(320)을 포함하는 이동 궤적을 따라 이동하는 수평 이동 단계(S300); 및 상기 센서부(120)가, 상기 두부(400)의 대칭면에 대하여 상기 제1 위치(210)와 대칭을 이루는 제4 위치(240)에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축(130)을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제3 이동 궤적(330)을 따라 상기 두부(400)를 촬영하는 제2 나선 이동 단계(S400)를 포함한다.
상기의 설명에서 특정의 위치에 대응한 센서부(120)의 위치라 함은, 상기 특정의 위치를 촬영하기에 용이한 센서부(120)의 위치인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 특정의 위치에 대응한 센서부(120)의 위치라 함은, 상기 특정의 위치로부터 상기 기준 축(130)에 수선을 그었을 때 상기 수선의 상기 특정의 위치 방향으로의 연장선 상의 일 지점일 수 있다.
이와 같이 회전 운동과 병진 운동을 동시에 하는 궤적을 따라 촬영함으로써, 소면적의 센서부(120)를 이용하여 상기 두부(400)의 상하 방향으로도 폭이 길게 형성된 엑스선 영상을 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기와 같이 회전 운동과 병진 운동을 동시에 한다는 것은 나선형의 형태의 운동을 의미할 수 있다. 다만, 회전의 중심이 되는 두부(400))의 상하 방향의 기준 축의 측면에서 관찰했을 때, 반드시 직선의 형태를 나타낼 필요는 없고, 다소 상하 방향으로 곡선의 형태를 취할 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 방법은 센서부(120)가 순차적으로 나선형의 운동 궤적, 수평 방향의 회전 운동 궤적 및 나선형의 운동 궤적을 따라 수진자의 두부(400)를 촬영함으로써, 상기 두부(400)의 상하 방향으로 긴 엑스선 영상을 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 위치(210) 및 상기 제4 위치(240)는, 각각 상기 두부(400)의 양 턱 관절(410)에 각각 대응하는 위치로 설정되고, 상기 수평 이동 단계에서, 상기 센서부(120)가 상기 제2 이동 궤적(320)을 따라 이동하는 동안 상기 두부(400)의 치열(420)을 촬영할 수 있다.
이와 같은 촬영 궤적을 통해, 소면적의 센서부(120)를 통해서도 수진자의 턱 관절(410) 및 치열(420)의 형상을 모두 포함하는 엑스선 영상을 획득하는 것이 가능하다. 또한 치과 진단에 크게 도움이 되지 않는 정수리, 코, 경추 등의 촬영을 배제함으로써, 수진자가 불필요한 엑스선을 흡수하는 것을 최소화할 수 있다.
그리고, 상기 제1 이동 궤적(310) 및 상기 제3 이동 궤적(330)은 그 회전 방향이 동일할 수 있다. 즉, 도 5 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 이동 궤적(310) 및 제2 이동 궤적(320)의 회전 방향이 동일하도록 설정함으로써, 수진자의 얼굴 주위를 촬영할 수 있다. 이 경우 상기 궤적들(310, 330)의 교차점(340)이 생길 수 있다.
더 나아가, 상기 센서부(120)의 촬영을 통해 획득된 영상 데이터에 대하여 스티칭(stitching) 및 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하여 엑스선 영상을 생성하는 영상 생성 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 스티칭이라 함은, 복수의 영상이 서로 연접하는 부분을 연결하여 하나의 영상으로 정합하는 과정을 의미할 수 있다. 또한, 재구성이라 함은 영상 데이터를 변환하는 과정을 통해 영상을 생성하는 과정을 의미할 수 있다. 상기 재구성 및 스티칭은 치과용 파노라마 영상 또는 치과용 CT 영상의 생성 시에 이용되는 일반적인 과정을 의미하는 용어이다.
또한 상기 영상 생성 단계(S500)는, 상기 영상 데이터 중 상기 제1 이동 궤적(310) 및 상기 제2 이동궤적이 교차하는 위치(340)에서 각각 획득된 데이터들이 상호 일치하는지를 판단하는 과정 및 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하는 경우, 상기 엑스선 영상을 생성하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 영상 생성 단계(S500)는, 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하지 않는 경우, 상기 스티칭(stitching) 및 상기 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하기 전에 상기 영상 데이터를 보정하는 과정을 더 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 교차하는 위치(340)에서 상기 데이터들이 일치하지 않는다면, 상기 수진자가 움직이고 있다고 판단될 수 있다. 이와 같이 수진자가 움직이는 경우라면, 상기 교차하는 위치(340)로부터 소정의 거리 내에 있는 데이터들을 추적하여 일치하는 데이터를 찾아내는 것이 가능하다.
이와 같이 일치하는 데이터를 찾아낸 경우, 상기 데이터들간의 위치의 차이(변위)를 획득하고, 상기 위치의 차이를 기반으로 상기 영상 데이터를 보정하는 것이 가능하다. 보다 구체적으로는 상기 교차하는 위치(340)를 센서부(120)가 지나는 두 번의 순간의 시간 차와 상기 위치의 차이를 이용하여, 시간의 경과에 따른 영상 데이터의 변화 폭을 추정하고, 이러한 변화 폭 만큼 옵셋하여 상기 영상 데이터를 스티칭 또는 재구성하는 방식으로 보정을 하는 것이 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엑스선 영상 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 이동 궤적(310) 및 상기 제3 이동 궤적(330)은 회전 운동의 방향이 서로 반대일 수 있다. 더 나아가, 상기 제1 이동 궤적(310) 및 상기 제3 이동 궤적(330)은 형상이 동일한 것이 바람직하다.
이러한 경우, 상기 제1 이동 궤적(310) 및 상기 제3 이동 궤적(330)은 함께 두줄 나사의 나사선 모양을 이룰 수 있다. 이를 통해, 소면적의 센서부(120)를 가지고도 두부(400)의 상하 방향으로 긴 형상의 엑스선 영상을 획득하는 것이 가능하다. 또한, 1줄 나사선 형태로 촬영하는 경우에 비해, 시간의 변화에 따라 상기 수진자가 움직여 영상이 왜곡되었는지를 판별하는 것이 용이해 진다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엑스선 영상 생성 장치(100)는, 엑스선을 발생시키는 제너레이터부(110); 수진자의 두부(400)를 통과한 상기 엑스선을 전기적 신호로 변환하는 센서부(120); 및 상기 센서부(120)가 상기 두부(400)의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축(130)을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 하도록 제어하는 제어부(150)를 포함하되; 상기 제어부(150)는, 상기 두부(400)의 제1 측면 상의 제1 위치(210)에 대응하도록 상기 센서부(120)의 위치를 정렬하고, 상기 센서부(120)가 상기 제1 측면 또는 상기 제1 측면의 반대 방향에 있는 상기 두부(400)의 제2 측면 상의 제2 위치(220)에 대응하는 위치까지, 상기 두부(400)의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축(130)을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제1 이동 궤적(310)을 따라 상기 두부(400)를 촬영하도록 제어하고, 상기 센서부(120)가 상기 두부(400)의 대칭면에 대하여 상기 제2 위치(220)와 대칭을 이루는 제3 위치(230)에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축(130)을 기준으로 하는 회전 운동을 하는 제2 이동 궤적(320)을 포함한 이동 궤적을 따라 이동하도록 제어하고, 상기 센서부(120)가 상기 두부(400)의 대칭면에 대하여 상기 제1 위치(210)와 대칭을 이루는 제4 위치(240)에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축(130)을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제3 이동 궤적(330)을 그리면서 상기 두부(400)를 촬영하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제1 위치(210) 및 상기 제4 위치(240)는, 각각 상기 두부(400)의 양 턱 관절(410)에 각각 대응하는 위치로 설정되고, 상기 제어부(150)는, 상기 센서부(120)가 상기 제2 이동 궤적(320)을 따라 이동하는 동안 상기 두부(400)의 치열(420)을 촬영하도록 제어하는 것이 바람직하다. 상기 양 턱 관절(410)에 각각 대응하는 위치는 턱 관절(410)을 싸고 있는 피부의 일 지점으로서 상기 턱 관절(410)의 위치를 대표할 수 있는 일 지점인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1 이동 궤적(310) 및 상기 제3 이동 궤적(330)은 그 회전 방향이 서로 동일할 수 있다.
더 나아가, 상기 센서부(120)로부터 상기 전기적 신호를 획득하고, 상기 전기적 신호를 변환하여 영상 데이터를 획득하고, 상기 영상 데이터에 대하여 스티칭(stitching) 및 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하여 엑스선 영상을 생성하는 영상 생성부(160)를 더 포함하고, 상기 영상 생성부(160)는, 상기 영상 데이터 중 상기 제1 이동 궤적(310) 및 상기 제2 이동궤적이 교차하는 위치(340)에서 각각 획득된 데이터들이 상호 일치하는지를 판단하고, 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하는 경우, 상기 엑스선 영상을 생성하는 것이 바람직하다.
상기 영상 생성부(160)는 물리적으로 상기 엑스선 영상 장치(100) 내에 다른 구성들과 함께 배치되어 구성될 수 있고, 또는 상기 영상 생성부(160)의 일부 또는 전체 구성이 상기 엑스선 영상 장치(100)의 다른 구성들과 격리되어 유선 또는 무선 통신 수단에 의해 데이터를 송수신하는 형태로 구성될 수도 있다.
또한 상기 영상 생성부(160)는, 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하지 않는 경우, 상기 스티칭(stitching) 및 상기 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하기 전에 상기 영상 데이터를 보정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제1 이동 궤적(310) 및 상기 제3 이동 궤적(330)은 회전 운동의 방향이 서로 반대인 것이 바람직하다.
더 나아가, 상기 제1 이동 궤적(310) 및 상기 제3 이동 궤적(330)은 형상이 동일한 것이 바람직하다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 제어 방법은 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 서버 또는 기기들에 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 엑스선 영상 생성 장치 110: 제너레이터부
120: 센서부 130: 기준 축
150: 제어부 160: 영상 생성부
170: 구동부 171: 병진 구동 수단
172: 회전 구동 수단
210: 제1 위치 220: 제2 위치
230: 제3 위치 240: 제4 위치
310: 제1 이동 궤적 320: 제2 이동 궤적
330: 제3 이동 궤적
340: 제1 이동 궤적 및 제3 이동 궤적이 교차하는 위치
400: 두부 410: 턱 관절
420: 치열

Claims (15)

  1. 제너레이터부 및 센서부를 포함하는 엑스선 영상 생성 장치에서 수진자의 두부(頭部)를 촬영하여 엑스선 영상을 생성하는 방법에 있어서,
    상기 두부의 제1 측면 상의 제1 위치에 대응하도록 상기 센서부의 위치를 정렬하는 정렬 단계;
    상기 센서부가, 상기 제1 측면 또는 상기 제1 측면의 반대 방향에 있는 상기 두부의 제2 측면 상의 제2 위치에 대응하는 위치까지, 상기 두부의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제1 이동 궤적을 따라 상기 두부를 촬영하는 제1 나선 이동 단계;
    상기 센서부가, 상기 두부의 대칭면에 대하여 상기 제2 위치와 대칭을 이루는 제3 위치에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축을 기준으로 하는 회전 운동을 하는 제2 이동 궤적을 포함하는 이동 궤적을 따라 이동하는 수평 이동 단계;
    상기 센서부가, 상기 두부의 대칭면에 대하여 상기 제1 위치와 대칭을 이루는 제4 위치에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제3 이동 궤적을 따라 상기 두부를 촬영하는 제2 나선 이동 단계; 및
    상기 센서부의 촬영을 통해 획득된 영상 데이터에 대하여 스티칭(stitching) 및 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하여 엑스선 영상을 생성하는 영상 생성 단계를 포함하고,
    상기 영상 생성 단계는,
    상기 영상 데이터 중 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동궤적이 교차하는 위치에서 각각 획득된 데이터들이 상호 일치하는지를 판단하는 과정;
    상기 획득된 데이터들이 상호 일치하는 경우, 상기 엑스선 영상을 생성하는 과정; 및
    상기 획득된 데이터들이 상호 일치하지 않는 경우, 상기 스티칭(stitching) 및 상기 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하기 전에 상기 영상 데이터를 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 위치 및 상기 제4 위치는,
    각각 상기 두부의 양 턱 관절에 각각 대응하는 위치로 설정되고,
    상기 수평 이동 단계에서,
    상기 센서부가 상기 제2 이동 궤적을 따라 이동하는 동안 상기 두부의 치열을 촬영하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 이동 궤적 및 상기 제2 이동궤적은 그 회전 방향이 동일한 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동 궤적은 회전 운동의 방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동 궤적은 형상이 동일한 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 방법.
  8. 엑스선을 발생시키는 제너레이터부;
    수진자의 두부를 통과한 상기 엑스선을 전기적 신호로 변환하는 센서부; 및
    상기 센서부가 상기 두부의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 하도록 제어하는 제어부; 및
    상기 센서부로부터 상기 전기적 신호를 획득하고, 상기 전기적 신호를 변환하여 영상 데이터를 획득하고, 상기 영상 데이터에 대하여 스티칭(stitching) 및 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하여 엑스선 영상을 생성하는 영상 생성부를 포함하되;
    상기 제어부는,
    상기 두부의 제1 측면 상의 제1 위치에 대응하도록 상기 센서부의 위치를 정렬하고,
    상기 센서부가 상기 제1 측면 또는 상기 제1 측면의 반대 방향에 있는 상기 두부의 제2 측면 상의 제2 위치에 대응하는 위치까지, 상기 두부의 상하 방향의 직선을 이루는 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제1 이동 궤적을 따라 상기 두부를 촬영하도록 제어하고,
    상기 센서부가 상기 두부의 대칭면에 대하여 상기 제2 위치와 대칭을 이루는 제3 위치에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축을 기준으로 하는 회전 운동을 하는 제2 이동 궤적을 포함한 이동 궤적을 따라 이동하도록 제어하고,
    상기 센서부가 상기 두부의 대칭면에 대하여 상기 제1 위치와 대칭을 이루는 제4 위치에 대응하는 위치까지, 상기 기준 축을 기준으로 하는 병진 및 회전 운동을 동시에 하는 제3 이동 궤적을 그리면서 상기 두부를 촬영하도록 제어하고,
    상기 영상 생성부는,
    상기 영상 데이터 중 상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동궤적이 교차하는 위치에서 각각 획득된 데이터들이 상호 일치하는지를 판단하고, 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하는 경우, 상기 엑스선 영상을 생성하고, 상기 획득된 데이터들이 상호 일치하지 않는 경우, 상기 스티칭(stitching) 및 상기 재구성(reconstruction) 중 어느 하나 이상을 수행하기 전에 상기 영상 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 위치 및 상기 제4 위치는,
    각각 상기 두부의 양 턱 관절에 각각 대응하는 위치로 설정되고,
    상기 제어부는,
    상기 센서부가 상기 제2 이동 궤적을 따라 이동하는 동안 상기 두부의 치열을 촬영하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 이동 궤적 및 상기 제2 이동궤적은 그 회전 방향이 동일한 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동 궤적은 회전 운동의 방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 이동 궤적 및 상기 제3 이동 궤적은 형상이 동일한 것을 특징으로 하는 엑스선 영상 생성 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 6 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 엑스선 영상 생성 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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