KR102388282B1

KR102388282B1 - 씨암용 영상 처리 장치

Info

Publication number: KR102388282B1
Application number: KR1020200058998A
Authority: KR
Inventors: 박상호
Original assignee: 박상호
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2022-04-18
Also published as: US11612373B2; US20210353242A1; KR20210142315A

Abstract

씨암(C-arm)용 영상 처리 장치에 관한 것이며, 씨암용 영상 처리 장치는, 테이블 상에 위치한 피검자의 뼈를 향해 방사선을 조사하고, 상기 뼈를 투과한 방사선을 검출하여 상기 뼈에 대한 투영 영상을 생성하는 씨암(C-arm)을 미리 설정된 경로를 따라 이동시키는 이동 제어부; 이동되는 상기 씨암에 의하여 미리 설정된 간격마다 생성된 복수의 투영 영상을 획득하는 영상 획득부; 및 획득된 상기 복수의 투영 영상을 통합한 통합 투영 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함하고, 상기 미리 설정된 간격은, 획득하는 상기 복수의 투영 영상의 연결을 통해 연속적인 파노라마 영상의 생성이 가능한 간격일 수 있다.

Description

씨암용 영상 처리 장치 {IMAGE PROCESSING APPARATUS FOR C-ARM}

본원은 씨암용 영상 처리 장치에 관한 것이다. 특히, 본원은 씨암(C-arm)을 이용한 척추 수술 중 다분절 척추 영상을 한 화면으로 투영하기 위한 파노라마 사진 촬영 기법을 도입한 씨암용 영상 처리 장치에 관한 것이다.

엑스선 영상 장치는 피검체에 엑스선을 조사하고 피검체를 투과한 엑스선을 이용하여 피검체의 내부 영상을 획득할 수 있는 장치이다. 피검체를 구성하는 물질의 특성에 따라 엑스선의 투과성이 다르므로, 피검체를 투과한 엑스선의 세기 또는 강도를 검출하여 피검체의 내부구조를 영상화할 수 있다. 엑스선 영상 장치 중 엑스레이 촬영실에서 사용하는 엑스레이 촬영장치는 고정형이고, 수술실에서 사용하는 것은 이동형이다.

이동형 엑스레이 촬영장치는 그 형상이 C자 모양이라 하여 씨암(C-arm), C형 엑스선 투시장치 등으로 불리운다. 씨암은 병원 수술실에서 골절 환자, 디스크 환자나 척추 관련 환자 등을 수술할 때 뼈를 맞추거나 나사 또는 핀을 박을 때, 또는 여러 각도로 뼈의 구조를 본다든지 골절의 도수정복(수술을 하지 않고 뼈를 맞추는 일)을 할 때 정복(整復)이 잘 되었는지 등을 볼 때 엑스레이를 촬영하여 컴퓨터로 영상을 처리해서 모니터에 실시간으로 동영상처럼 볼 수 있도록 해주는 장비이다. 이러한 씨암은 특히 정형외과나 신경외과 수술에서 꼭 필요한 장비이며, 일반적인 X-ray 촬영 기기와 대비하여 선명도가 훨씬 좋은 특성을 갖는다.

일반 X-ray 촬영에서는 X-선 센서가 고정된 상태에서 환자의 촬영부위 위치를 조정함으로써 촬영이 이루어지는 반면, 씨암의 경우에는 환자가 수술대 위에 고정되어 위치한 상태에서 씨암의 위치를 조정함으로써 촬영이 이루어지게 된다.

씨암은 척추관 협착증, 척추수술 후 관절증, 각종 디스크 수술 중 병변의 유무와 크기 및 위치 등을 실시간으로 투시 촬영할 수 있는 외과 수술용 이동형 X-ray기기라 할 수 있다.

도 1은 일반적인 씨암의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 씨암을 통해 획득되는 투영 영상의 예를 나타낸 도면이다. 특히, 도 2는 피검자의 일부 척추 부위에 대한 투영 영상의 예를 나타낸다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적으로 씨암은 방사선 발생 장치를 이용해 생성된 X-선을 연속적으로 방사하여 그 결과를 CCD(Charge Coupled Device. 전자결합소자) 카메라를 통해 디지털화 시켜 모니터에 출력하고, 그 데이터 값을 컴퓨터에 저장할 수 있다.

씨암은 일반적으로 9인치 정도되는 크기의 검출기(detector, 방사선 검출기)에 투영된 영상을 보여주게 되므로, 일예로 도 2에 도시된 바와 같이 좁고 한정된 크기의 구조물에 대한 영상을 얻을 수 있다.

일반적으로 팔다리 관절이나 팔다리 뼈의 골절 등 정형외과적 수술에서는, 씨암을 통해 획득된 투영 영상인 씨암 영상을 토대로 좁은 부위만 관찰하는 것이 크게 문제가 되지 않는다. 그러나, 다분절 척추 수술을 시행할 때에는 경우에 따라 척추 전체를 한 화면으로 보면서 척추의 각도를 측정하거나 원하는 척추의 위치를 확인해야 하는 경우가 있으나, 통상적인 씨암 영상을 이용하여서는 이러한 원하는 정보를 얻을 수가 없는 문제가 있다.

다시 말해, 다분절 척추 수술시에는 전체적인 척추의 각도나 원하는 척추의 위치를 확인해야 하는 경우가 있어, 전체적인 척추의 관찰을 가능하게 하는 전체 척추 영상을 필요로 하기도 하나, 종래의 씨암을 통해 획득되는 영상(즉, 9인치 정도되는 제한된 영역에 한한 영상인 종래의 씨암 영상)을 통해서는 전체 척추의 관찰이 불가능하여 전체적인 척추의 각도 등의 정보를 얻을 수 없는 문제가 있다.

현재는 수술 중 다분절 영상을 얻을 수 없으며, 수술 후에 영상의학과에서 다시 촬영을 해서 수술 결과를 확인해야 하기 때문에, 만약 문제가 확인이 되는 경우에도 즉시 해결할 수 없는 심각한 문제가 있다. 이 때문에 집도의는 수술 후 영상의학과에서 재검사를 시행한 영상 결과를 확인하기 전까지는 정확한 상황을 파악할 수 없어 매우 불안하며, 환자 입장에서는 수술 중 인지하지 못한 문제가 발생하였을 위험성을 감수할 수 밖에 없다.

다시 말해, 현재로서는 수술 중 다분절 영상을 얻을 수 있는 마땅한 기술이 없는 실정이고, 종래에 수술이 잘 되었는지 확인하기 위해서는 수술이 수행한 이후에 영상의학과에서 다시 촬영을 수행하고, 다시 촬영된 영상을 토대로 수술 결과를 확인함으로써 이루어질 수 있었기 때문에, 집도의는 재촬영 영상을 확인하기 전까지 수술이 잘 되었는지를 알 수 없어 매우 불안해 할 수 밖에 없었다. 또한, 수술 중 다분절 영상의 획득이 어려움에 따라, 수술 중 문제가 발생하였을 때 즉시 문제를 해결할 수 없으며, 경우에 따라 다시 전신마취를 시행하고 재수술을 해야 하는 곤란한 상황이 발생할 수 있다.

또한, 종래에는 전체 척추 부분에 대한 씨암 영상을 획득하고자 할 경우, 사용자가 피검자의 척추의 분절을 아래쪽에서 위쪽으로 하나하나씩 일일이 세어 올라가면서 다수의 영상 촬영을 반복 수행해야 하며, 이는 사용자로 하여금 번거로움을 야기함과 동시에 방사선 피폭의 위험성이 높아지게 된다.

또한, 종래에는 시술자가 수동으로 씨암의 위치를 이동시키면서 씨암 영상을 획득하기 때문에, 획득된 복수의 영상 간의 중복된 영역이 크게 발생하여 불필요한 영상 획득이 이루어지거나, 혹은 두 영상 간에 서로 겹치지 않게 영상 촬영이 이루어짐에 따라 영상으로 확인되지 않은 뼈 부위가 존재하는 경우가 발생할 수 있었다. 이러한 경우 씨암 영상을 다시 획득하기 위해 반복적인 재촬영이 필요하게 되며, 이는 또한 피검자로 하여금 방사선 노출량(방사선량)을 증가시키고, 수술 시간을 지연시키는 등의 문제가 따른다.

이에, 다분절 척추 수술 중 문제 발생을 수술실에서 즉시 파악하여 교정할 수 있도록 제공할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국공개특허공보 제10-2015-0124262호에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 씨암을 통해 획득되는 영상의 경우 제한된 센서 크기로 인해 전체 척추의 관찰이 불가능하여 전체적인 척추의 형상이나 각도를 확인할 수 없었던 문제를 해소할 수 있는 씨암용 영상 처리 장치를 제공하려는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래에 수술 중 다분절 영상을 얻을 수 없어 수술 후에 영상의학과에서 다시 촬영을 해서 수술 결과를 확인해야 하고, 이 때문에 집도의는 수술 후 영상의학과에서 재검사를 시행한 영상 결과를 확인하기 전까지 수 시간 공백기간 동안 매우 불안해 할 수 밖에 없던 문제와 환자의 재수술 위험성을 해소할 수 있는 씨암용 영상 처리 장치를 제공하려는 것을 목적으로 한다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수술 중 다분절 영상을 획득 가능하도록 하고, 시술자의 편의성을 향상시키며, 피검자에 대한 방사선 노출량을 최소화시키고, 수술 시간의 단축을 가능하게 하는 씨암용 영상 처리 장치를 제공하려는 것을 목적으로 한다.

본원은 다분절 척추 수술 중 문제 발생을 수술실에서 즉시 파악하여 교정할 수 있도록 제공하는 씨암용 영상 처리 장치를 제공하려는 것을 목적으로 한다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 씨암(C-arm)용 영상 처리 장치는, 테이블 상에 위치한 피검자의 뼈를 향해 방사선을 조사하고, 상기 뼈를 투과한 방사선을 검출하여 상기 뼈에 대한 투영 영상을 생성하는 씨암(C-arm)을 미리 설정된 경로를 따라 이동시키는 이동 제어부; 이동되는 상기 씨암에 의하여 미리 설정된 간격마다 생성된 복수의 투영 영상을 획득하는 영상 획득부; 및 획득된 상기 복수의 투영 영상을 통합한 통합 투영 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함하고, 상기 미리 설정된 간격은, 획득하는 상기 복수의 투영 영상의 연결을 통해 연속적인 파노라마 영상의 생성이 가능한 간격일 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제2 측면에 따른 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법은, 상술한 제1 측면에 따른 씨암용 영상 처리 장치를 제어하는 방법으로서, (a) 이동 제어부에서, 테이블 상에 위치한 피검자의 뼈를 향해 방사선을 조사하고, 상기 뼈를 투과한 방사선을 검출하여 상기 뼈에 대한 투영 영상을 생성하는 씨암(C-arm)을 미리 설정된 경로를 따라 이동시키는 단계; (b) 영상 획득부에서, 이동되는 상기 씨암에 의하여 미리 설정된 간격마다 생성된 복수의 투영 영상을 획득하는 단계; 및 (c) 영상 처리부에서, 획득된 상기 복수의 투영 영상을 통합한 통합 투영 영상을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 미리 설정된 간격은, 획득하는 상기 복수의 투영 영상의 연결을 통해 연속적인 파노라마 영상의 생성이 가능한 간격일 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 씨암용 영상 처리 장치를 통해 통합 투영 영상을 제공함으로써, 종래의 씨암을 통해 획득되는 영상의 경우 제한된 센서 크기로 인해 전체 척추의 관찰이 불가능하여 전체적인 척추의 형상이나 각도를 확인할 수 없었던 문제를 해소할 수 있다. 즉, 본원은 통합 투영 영상을 제공함으로써 씨암(C-arm)을 이용한 척추 수술 중 다분절 척추 영상이 한 화면 상에 투영되어 표시되도록 제공할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 씨암용 영상 처리 장치를 제공함으로써, 수술 중 다분절 영상을 얻을 수 있어, 종래에 수술 후 영상의학과에서 다시 촬영을 해서 수술 결과를 확인해야 하고, 이 때문에 집도의가 수술 후 영상의학과에서 재검사를 시행한 영상 결과를 확인하기 전까지는 매우 불안해 하던 문제를 해소할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 씨암용 영상 처리 장치를 제공함으로써, 시술자의 편의성을 향상시키며, 피검자에 대한 방사선 노출량을 최소화시키고, 수술 시간의 단축시킬 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 씨암용 영상 처리 장치를 제공함으로써 다분절 척추 수술 중 문제 발생을 수술실에서 즉시 파악하여 교정할 수 있도록 제공할 수 있으며 재수술에 따른 환자의 위험성도 해소할 수 있다.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.

도 1은 일반적인 씨암의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 씨암을 통해 획득되는 투영 영상의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치에 적용되는 씨암의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 일예로 기구 고정 수술을 위한 척추 수술 부위의 방사선 투영 영상의 예를 나타낸다.
도 6은 도 5에 도시된 척추 수술 부위를 종래의 씨암으로 복수의 투영 영상을 획득한 경우의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치에서 복수의 투영 영상을 통합하여 통합 투영 영상을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일반 파노라마 영상의 획득을 위한 카메라 제어 예(a)와 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치에서 생성되는 연속적인 파노라마 영상인 통합 투영 영상의 생성을 위한 씨암의 이동 제어 예(b)를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치에서 고려되는 테이블의 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치에서 고려되는 씨암의 방사선 발생부가 미리 설정된 경로를 따라 이동하는 경우의 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치에서 미리 설정된 경로가 단순 직선 경로로 설정되는 경우에 발생할 수 있는 부적합 투영 영상의 획득 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치에서 영상 분석을 통해 다음 획득되는 투영 영상의 획득을 위한 씨암의 위치를 결정하고, 결정된 씨암의 위치를 기반으로 미리 설정된 경로가 설정된 경우의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법에 대한 동작 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치에 적용되는 씨암(200)의 예를 나타낸 도면이다. 도 4는 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치(100)의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.

이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치(100)를 설명의 편의상 본 장치(100)라 하기로 한다.

또한, 이하 본 장치(100) 내지 씨암(200)을 설명함에 있어서, 도 3의 도면을 기준으로 4시-10시 방향을 전후방향, 2시-8시 방향을 좌우방향, 12시-6시 방향을 상하방향이라 하기로 한다. 다만, 이러한 방향 설정은 본원의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하 설명에서 방사선과 엑스선은 서로 동일한 구성을 의미할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 장치(100)에 고려되는 씨암(C-arm, 200)은 이동형 엑스레이(X-ray) 촬영장치, C형 엑스선 투시장치, 이동형 방사선 투시 영상 장치(C-arm fluoroscopy) 등으로 달리 불리울 수 있다.

본 장치(100)에 고려되는 씨암(200)의 경우, 종래에 공지된 씨암의 구성 내지 향후 개발되는 다양한 씨암의 구성이 적용될 수 있다. 이하에서는 씨암의 구조, 구성, 동작 원리 등에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 3을 참조하여 씨암(200)의 구성을 간단히 살펴보면, 씨암(200)은 본체(10), 씨암 프레임(20), 방사선 발생부(30), 방사선 검출부(40, detector), 디스플레이부(50)를 포함할 수 있다. 방사선 발생부(30)는 방사선 발생기, 엑스선 발생부 등으로 달리 지칭될 수 있고, 방사선 검출부(40)는 방사선 검출기 등으로 달리 지칭될 수 있다.

씨암(200)은 진찰실, 응급실, 투시촬영실, 통증치료실, 수술실 등 다양한 장소에서 피검체를 촬영할 때 방사선(엑스선) 조사 범위가 피검자(1)에 표시되도록 하여 수술자가 방사선 조사 범위를 피할 수 있도록 제공할 수 있다.

본체(10)에는 승강유닛(미도시) 및 제어장치들이 배치되어 있고, 이동의 편의성을 위해 본체(10)의 하면에는 복수의 캐스터(CASTER)가 배치되어 있을 수 있다.

씨암 프레임(20)은 승강유닛과 연결되어 있고, 승강유닛을 기준으로 상하방향과 좌우방향으로 움직일 수 있다. 여기서, 일예로 승강유닛을 기준으로 한 상하방향은 도 3의 도면을 기준으로 12시-6시 방향에 대응하는 상하방향을 의미하고, 승강유닛을 기준으로 한 좌우방향은 도 3의 도면을 기준으로 4시-10시 방향에 대응하는 전후방향을 의미할 수 있다.

뿐만 아니라, 씨암 프레임(20)은 도 3의 도면에서 일예로 테이블(2)을 전방에서 바라본 것을 기준으로 했을 때 테이블(2)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전 가능하도록 움직일 수 있다.

씨암 프레임(20)은 정면에서 바라 보았을 때 그 형상이 "C"형 모양으로 형성되어 있을 수 있다. 씨암 프레임(20)의 일단과 타단은 피검자(1)가 위치하는 테이블(2)을 사이에 두고 서로 마주하도록 이격하여 배치될 수 있다.

피검자(1)는 일예로 사람(인간)일 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니고, 피검자(1)로는 동물 등의 생체, 방사선(엑스선)에 의해 그 내부가 영상화될 수 있는 모든 대상이 적용될 수 있다.

방사선 발생부(30)는 씨암 프레임(20)의 일단에 씨암 프레임(20)과 연결되도록 배치되어 있을 수 있다. 방사선 발생부(30)는 피검자(1)에 대한 방사선(엑스선) 영상을 얻기 위하여 방사선(엑스선)을 발생시켜 피검자(1)를 향해 조사할 수 있다.

방사선 검출부(40, detector)는 씨암 프레임(20)의 타단에 씨암 프레임(20)과 연결되도록 배치되어 있을 수 있다. 방사선 검출부(40)는 테이블(2) 상에 위치한 피검자(1)를 사이에 두고 방사선 발생부(30)와 마주하도록 씨암 프레임(20)의 타단에 배치될 수 있다.

방사선 검출부(40)는 피검자(1)를 투과한 방사선을 검출할 수 있다. 즉, 방사선 검출부(40)는, 방사선 발생부(30)가 피검자(1)를 향하여 조사한 방사선이 피검자(1)를 투과함에 따른 투과된 방사선(피검자를 투과한 방사선)을 검출할 수 있다. 방사선 검출부(40)는 투과된 방사선을 검출하고, 검출된 방사선을 전기적 신호인 방사선(엑스선) 데이터로 변환할 수 있다.

다시 말하자면, 씨암(200)은 테이블(2) 상에 위치한 피검자(1)의 뼈를 향해 방사선을 조사하고, 뼈를 투과한 방사선을 검출하여 뼈에 대한 투영 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 투영 영상은 씨암 영상, 방사선(엑스선) 영상 등으로 달리 표현될 수 있다.

구체적으로, 방사선 발생부(30)는 테이블(2) 상에 위치한 피검자(1)의 체내 뼈를 향하여 방사선을 조사할 수 있다. 방사선 발생부(30)는 방사선을 발생시켜 체내의 뼈를 향해 발생된 방사선을 조사할 수 있다.

방사선 검출부(40)는 피검자(1)의 체내의 뼈를 기준으로 방사선 발생부(30)의 반대편에 위치하고, 체내의 뼈를 투과한 방사선의 검출을 통해 피검자(1)의 체내의 뼈에 대한 투영 영상(투시 영상) 등을 획득할 수 있다. 달리 말해, 방사선 검출부(40)는 피검자(1)의 뼈를 투과한 방사선을 검출하여 뼈에 대한 투영 영상을 생성할 수 있다.

방사선 검출부(40)는 뼈를 투과한 방사선을 센싱하는 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 센서(미도시)는 방사선 발생부(30)를 향하는 방사선 검출부(40)의 단부에 구비될 수 있다.

디스플레이부(50)는 방사선 검출부(40)에 의해 생성된 투영 영상을 방사선 검출부(40)로부터 전달받고, 전달받은 투영 영상을 화면을 통해 외부로 디스플레이(표시)할 수 있다.

이하에서는 상술한 씨암(200)의 설명을 기반으로 하여 본 장치(100)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 장치(100)는 씨암용 영상 처리 장치로서, 일예로 씨암(200)의 본체(10)에 내장된 형태로 마련될 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니고, 본 장치(100)는 씨암(200)과는 분리된 형태의 별도의 것으로 마련될 수 있다.

본 장치(100)와 씨암(200) 간에는 네트워크를 통해 연결될 수 있으며, 이를 통해 본 장치(100)는 씨암(200)의 각종 동작을 제어할 수 있다.

본 장치(100)와 씨암(200) 간에 적용 가능한 네트워크로는, 일예로는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함될 수 있으며, 다만 이에 한정된 것은 아니고, 각종 유/무선 네트워크가 적용될 수 있다.

본 장치(100)는 이동 제어부(110), 영상 획득부(120), 영상 처리부(130) 및 분석부(140)를 포함할 수 있다.

이동 제어부(110)는 씨암(200)의 이동을 제어할 수 있다. 이동 제어부(110)는 테이블(2) 상에 위치한 피검자(1)의 뼈를 향해 방사선을 조사하고, 뼈를 투과한 방사선을 검출하여 뼈에 대한 투영 영상을 생성하는 씨암(200)을 미리 설정된 경로를 따라 이동시킬 수 있다.

영상 획득부(120)는 미리 설정된 경로를 따라 이동되는 씨암(200)에 의하여 미리 설정된 간격마다 생성된 복수의 투영 영상을 씨암(200)으로부터 획득할 수 있다.

즉, 씨암(200)은 본 장치(100)의 이동 제어부(110)에 의한 이동 제어에 의해, 미리 설정된 경로를 따라 이동하면서 미리 설정된 간격마다 방사선을 조사할 수 있으며, 이에 응답하여 미리 설정된 간격마다 투영 영상을 생성할 수 있다. 이에 따르면, 씨암(200)은 미리 설정된 경로를 따라 이동하는 중에 미리 설정된 간격마다 투영 영상을 생성함으로써, 미리 설정된 경로를 이동하며 복수의 투영 영상을 생성할 수 있다.

씨암(200)은 생성된 복수의 투영 영상을 본 장치(100)의 영상 획득부(120)로 네트워크를 통해 전송(제공)할 수 있으며, 영상 획득부(120)는 이를 통해 씨암(200)으로부터 복수의 투영 영상을 획득할 수 있다.

씨암(200)은 투영 영상이 생성될 때마다 영상 획득부(120)로 전송할 수 있다. 즉, 씨암(200)은 하나의 투영 영상을 생성한 즉시 영상 획득부(120)로 전송할 수 있다. 이에 따르면, 영상 획득부(120)는 미리 설정된 경로를 따라 이동되는 씨암(200)으로부터, 씨암(200)에 의해 생성된 투영 영상을 미리 설정된 간격마다(미리 설정된 간격으로) 순차적으로 획득할 수 있다.

이때, 미리 설정된 간격은 씨암(200)이 투영 영상을 생성하는 간격, 혹은 영상 획득부(120)가 투영 영상을 씨암(200)으로부터 획득하는 간격을 의미할 수 있다.

이러한 미리 설정된 간격은, 영상 획득부(120)가 씨암(200)으로부터 획득하는 복수의 투영 영상의 연결을 통해 연속적인 파노라마 영상의 생성이 가능한 간격일 수 있다. 여기서, 연속적인 파노라마 영상이라 함은 리니어(Linear) 파노라마 영상을 의미할 수 있다.

또한, 미리 설정된 간격은 미리 설정된 시간 간격을 의미하는 것일 수도 있고, 미리 설정된 거리 간격을 의미하는 것일 수도 있다.

또한, 미리 설정된 경로는, 씨암(200)이 테이블(2)의 전후방향을 따라 이동하도록 설정된 경로일 수 있다. 특히, 미리 설정된 경로는 일예로 씨암(200)이 테이블(2)의 전후방향을 따라 선형으로 이동하도록 설정된 선형 경로일 수 있다.

달리 말해, 미리 설정된 경로는 일예로 씨암(200)이 테이블(2)의 전후방향을 따라 테이블(2)과 수평하게 이동함에 따라 연속적인(리니어) 파노라마 영상의 획득이 가능하게 설정되는 선형 경로를 의미할 수 있다.

영상 처리부(130)는 영상 획득부(120)에서 획득된 복수의 투영 영상을 하나의 단일 영상으로 통합한 통합 투영 영상을 생성할 수 있다.

영상 처리부(130)는 획득된 복수의 투영 영상에 대하여 일예로 특징점 매칭 기법, 이미지 스티칭 기법 등을 적용함으로써, 복수의 투영 영상을 하나로 연결시켜 통합한 통합 투영 영상을 생성할 수 있다. 이러한 통합 투영 영상은 연속적인(리니어) 파노라마 영상으로서, 리니어 파노라마 투영 영상 등으로 달리 지칭될 수 있다.

영상 획득부(120)에서 획득된 투영 영상의 크기(즉, 복수의 투영 영상 각각의 크기)는 씨암(200)의 타단에 마련되어 뼈를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출부(40)의 크기에 의해 결정될 수 있다. 특히, 투영 영상의 크기는 방사선 검출부(40) 내 마련되어 방사선을 센싱하는 센서의 크기에 의해 결정될 수 있다.

일반적으로, 씨암(200)에서 사용되는 방사선 검출부(40)의 크기는 9인치, 12인치의 크기가 적용될 수 있다. 이에 따라, 씨암(200)의 방사선 검출부(40)에 의해 생성된 투영 영상 각각의 크기는 9인치(혹은 12인치)의 크기를 가질 수 있다.

이에 반해, 영상 처리부(130)에서 생성된 통합 투영 영상의 크기는, 복수의 투영 영상(복수개의 투영 영상)을 하나의 단일 영상으로 통합시킨 것임에 따라, 복수의 투영 영상 각각의 크기(일예로 9인치)보다 큰 크기를 가질 수 있다.

또한, 씨암(200)을 통해 방사선 조사가 이루어지는 대상인 피검자(1)의 뼈는 예시적으로 피검자(1)의 척추 뼈 부위를 의미할 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니고, 피검자(1)의 뼈는 피검자(1)의 신체 내 각종 부위의 뼈일 수 있다.

방사선 조사가 이루어지는 피검자(1)의 뼈가 피검자(1)의 척추에 대응하는 뼈(척추 뼈)인 경우, 영상 획득부(120)가 획득하는 복수의 투영 영상 각각은 피검자(1)의 전체 척추 부위 중 일부인 부분 척추 부위를 포함하는 영상이고, 영상 처리부(130)를 통해 생성된 통합 투영 영상은 피검자(1)의 전체 척추 부위를 포함하는 영상일 수 있다.

도 5는 일예로 기구 고정 수술을 위한 척추 수술 부위(A)의 방사선 투영 영상의 예를 나타낸다. 도 6은 도 5에 도시된 척추 수술 부위(A)를 종래의 씨암(C-arm)으로 복수의 투영 영상(I1, I2, I3, I4, I5)을 획득한 경우의 예를 나타낸 도면이다. 도 7은 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치(100)에서 복수의 투영 영상(I1, I2, I3, I4, I5)을 통합하여 통합 투영 영상(TI)을 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

이때, 도 5에서 척추 수술 부위(A)는 예시적으로 피검자(1)의 체내 뼈 중 일예로 제9 흉추에서 골반골까지 해당하는 척추 부위를 의미할 수 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 제9 흉추에서 골반골까지 해당하는 척추 부위(척추 수술 부위, A)에 대하여 기구 고정 수술을 시행하고자 한다고 하자.

이때, 종래의 씨암을 이용하여 해당 척추 수술 부위(A)를 촬영하면, 종래의 씨암의 획득 영상의 크기가 제한적임에 따라(일예로 9인치 정도로 한정적임에 따라) 도 6에 도시된 것과 같이 단편적 영상을 얻을 수 밖에 없었다. 따라서, 이러한 종래의 씨암을 이용하여서는 다분절 척추 수술 결과를 전체적으로 파악하는 데에 어려움이 있다.

다시 말하자면, 도 6은 도 5에 도시된 척추 수술 부위(A)를 종래의 씨암으로 영상 촬영을 수행함에 따라 씨암에 의해 생성된 복수의 투영 영상(I1, I2, I3, I4, I5)의 예를 나타낸다. 달리 표현해, 영상 획득부(120)가 씨암(200)으로부터 획득한 복수의 투영 영상(I1, I2, I3, I4, I5)은 일예로 도 6에 도시된 바와 같을 수 있다.

이에 따르면, 종래의 씨암을 통해 획득되는 영상(I1, I2, I3, I4, I5)을 이용하여서는 종래 씨암의 제한된 영상 크기(9인치의 크기)로 인해, 척추 수술 부위(A) 전체에 해당하는 다분절 척추 수술 결과를 전반적으로 확인(파악)하는 데에 어려움이 따른다.

이에, 본 장치(100)는 종래의 씨암(200)에 파노라마 촬영 기법(특히, 리니어 파노라마 촬영 기법)을 접목시킴으로써, 척추 수술 부위(A) 전체를 전반적으로 확인 가능하도록 복수의 투영 영상을 하나의 단일 투영 영상(통합 투영 영상)으로 통합시킬 수 있다.

구체적으로, 도 7을 참조하면, 본 장치(100)의 영상 처리부(130)는 파노라마 촬영 기법을 사용하여 씨암(200)으로 촬영된 여러장의 단분절 영상들(즉, 복수의 투영 영상)(I1, I2, I3, I4, I5)을 종래에 기 공지되었거나 향후 개발되는 다양한 영상 합성 프로그램을 이용해 전 영상의 기점을 확인하고, 이를 기준으로 각각의 단분절 영상들을 겹쳐 합성할 수 있다.

이를 통해, 영상 처리부(130)는 여러장의 단분절 영상들(즉, 복수의 투영 영상)(I1, I2, I3, I4, I5)을 전체적으로 연결시킨 하나의 단일한 통합 투영 영상(TI)을 생성할 수 있다. 즉, 영상 처리부(1300는 씨암(200)으로부터 획득된 복수의 투영 영상(I1, I2, I3, I4, I5)을 하나의 단일 영상으로 통합시킨 통합된 통합 투영 영상(TI)을 생성할 수 있다. 이러한, 통합 투영 영상(TI)에는 제9 흉추에서 골반골까지 해당하는 척추 부위(척추 수술 부위, A) 전체가 표시될 수 있다.

즉, 영상 처리부(130)는 씨암(200)으로부터 획득된 복수의 투영 영상을 영상 합성 프로그램을 이용하여 전 사진의 기점을 확인하고, 이를 기준으로 각 투영 영상을 겹쳐 합성함으로써, 복수의 투영 영상이 전체적으로 하나로 연결된 단일한 투영 영상으로서 통합 투영 영상을 생성할 수 있다. 이러한 통합 투영 영상은 연속적인(리니어) 파노라마 영상이라 지칭될 수 있다.

도 8은 일반 파노라마 영상의 획득을 위한 카메라 제어 예(a)와 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치(100)에서 생성되는 연속적인(리니어) 파노라마 영상인 통합 투영 영상의 생성을 위한 씨암(200)의 이동 제어 예(b)를 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 일반적인 파노라마 영상 획득 기법은 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 복수의 카메라를 원형으로 간격을 두고 배치시켜 두고, 이러한 복수의 카메라를 통해 원통형으로 영상 촬영을 수행한다. 이후, 일반적인 파노라마 영상 획득 기법은 이러한 복수의 카메라를 통해 획득된 영상들을 곡면형으로 합성함에 따라, 합성된 영상에서 왜곡이 발생하는 문제가 있다. 이러한 합성 영상 내 왜곡 현상은 영상의 부정확함을 야기함에 따라, 혹여 해당 영상을 수술 영상으로 활용하고자 할 경우에는 수술에 어려움이 있고 매우 치명적인 결과를 낳을 수 있다.

이에 반해, 본 장치(100)의 이동 제어부(110)는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 씨암(200)을 미리 설정된 경로(r)로서 테이블(2)의 전후방향을 따르는 선형 경로(r)를 따라 테이블(2)의 상면과 수평하게 이동시킬 수 있으며, 영상 획득부(120)가 이러한 선형 경로를 따라 이동되는 씨암(200)으로부터 복수의 투영 영상을 획득할 수 있다.

이때, 이동 제어부(110)는 씨암(200)을 미리 설정된 경로(r)를 따라 이동시킴에 있어서, 일예로 씨암(200)의 본체(10)는 고정된 상태에서 씨암 프레임(20)만이 이동되도록 제어할 수 있다. 이러한 씨암 프레임(20)의 이동에 의해, 씨암 프레임(20)의 양단에 마련된 방사선 발생부(30)와 방사선 검출부(40) 역시 함께 이동될 수 있다.

다만, 이에만 한정되는 것은 아니고, 다른 일예로 이동 제어부(110)는 씨암(200)을 미리 설정된 경로(r)를 따라 이동시킴에 있어서, 씨암 프레임(20)과 결합된 본체(10) 전체를 이동시킬 수 있다. 이러한 본체(10)의 이동에 의해 씨암 프레임(20)의 양단에 마련된 방사선 발생부(30)와 방사선 검출부(40) 역시 함께 이동될 수 있다.

본 장치(100)를 설명함에 있어서, 이동 제어부(110)가 씨암(200)을 미리 설정된 경로를 따라 이동시킨다는 것은 씨암(200)의 씨암 프레임(20)을 미리 설정된 경로를 따라 이동시키는 것을 의미할 수 있으며, 결과적으로 씨암 프레임(20)의 양단에 마련된 방사선 발생부(30, Generator)와 방사선 검출부(40, Detector)가 이동되도록 제어하는 것을 의미할 수 있다.

씨암(200)은 미리 설정된 경로(r)를 따라 이동하면서 미리 설정된 간격(g)마다 방사선을 조사함으로써, 미리 설정된 간격(g) 마다 투영 영상을 생성할 수 있다. 영상 획득부(120)는, 씨암(200)이 미리 설정된 경로(r)를 따라 이동하면서 생성한 복수의 투영 영상(즉, 미리 설정된 간격마다 생성된 복수의 투영 영상)을 씨암(200)으로부터 획득할 수 있다.

이후, 영상 처리부(130)는 씨암(200)이 선형 이동함에 따라 획득된 복수의 투영 영상을 합성하여 하나의 단일 영상인 리니어 파노라마 영상으로서 통합 투영 영상(TI)을 생성할 수 있다.

즉, 일반 파노라마 영상에는 획득되는 영상 간의 합성시 왜곡이 발생하는 데에 반해, 본 장치(100)는 씨암(200)을 테이블(2)과 수평하게 선형 이동시키면서 복수의 투영 영상을 획득하고 이를 합성하게 되므로, 영상 간 합성시 왜곡의 발생을 효과적으로 줄일 수 있다.

한편, 분석부(140)는 테이블(2) 상에 위치한 피검자(1)의 신체 특징 정보를 분석할 수 있다.

이때, 미리 설정된 경로는 분석부(140)에 의해 분석된 피검자(1)의 신체 특징 정보에 따라 각기 다르게 설정될 수 있다. 즉, 미리 설정된 경로는 각각의 피검자(1)의 신체 특징 정보에 맞추어, 각 피검자(1) 마다 각기 다르게 설정될 수 있다. 여기서, 신체 특징 정보에는 후술하여 설명하는 척추의 길이에 대한 정보 및 척추의 형상에 대한 정보가 포함될 수 있다.

도 9는 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치(100)에서 고려되는 테이블(2)의 예를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 장치(100)에서 고려되는 테이블(2)의 상면에는, 피검자(1)의 신체 특징 정보 중 특히 척추의 길이 관련 정보를 획득하기 위해, 복수개의 압력센서(3)가 간격을 두고 배치될 수 있다. 이때, 압력센서(3)는 감압센서 등으로 달리 지칭될 수 있다.

분석부(140)는 복수개의 압력센서(3) 각각으로부터 획득된 복수개의 압력 센싱 값의 분석을 통해 테이블(2) 상에 위치한 피검자(1)의 신체 특징 정보로서 척추의 길이를 산출할 수 있다.

테이블(2)의 상면에 복수개의 압력센서(3)가 간격을 두고 배치되어 있음에 따라, 피검자(1)가 테이블(2)의 상면에 누운 경우, 피검자(1)의 신체 구조(체형이나, 키 등)에 따라 복수개의 압력센서(3) 각각으로부터 획득되는 압력 센싱 값들은 각기 다른 값을 가질 수 있다.

이때, 테이블(2) 상의 복수개의 압력센서(3)의 배치 위치와 복수개의 압력센서(3) 각각으로부터 획득되는 복수개의 압력 센싱 값 간의 비율 정보를 이용하면, 테이블(2)의 상면에 위치한 피검자(1)의 키를 대략적으로 추정할 수 있고, 이로부터 테이블(2)의 상면에 위치한 피검자(1)의 척추의 길이 역시 추정(유추)할 수 있다.

따라서, 분석부(140)는 복수개의 압력센서(3) 각각으로부터 획득된 복수개의 압력 센싱 값의 분석을 통해, 복수개의 압력센서(3)의 배치 정보(배치 위치 정보)를 고려하여 복수개의 압력센서(3)로부터 획득된 압력 센싱 값 간의 비율 정보(비)를 산출할 수 있다.

이후, 분석부(140)는 데이터베이스부(150)에 기 저장된 상관 관계 정보를 기반으로 하여, 복수개의 압력 센싱 값의 분석을 통해 산출된 압력 센싱 값 간의 비율 정보(비)로부터 피검자(1)의 신체 특징 정보로서 피검자(1)의 척추의 길이를 산출할 수 있다.

데이터베이스부(150)에는, 복수개의 압력센서(3)로부터 획득된 복수개의 압력 센싱 값 간의 비율 정보(비), 테이블(2)에 대한 복수개의 압력센서(3)의 배치 정보(배치 위치 정보), 및 피검자의 신체 정보(일예로 피검자의 키, 성별, 몸무게, 및 척추 길이에 관한 정보 등) 간의 상관 관계를 분석한 상관 관계 정보가 저장되어 있을 수 있다. 이때, 상관 관계의 분석은 복수의 피검자(복수의 사용자)를 대상으로 하여 이루어진 것일 수 있다.

즉, 데이터베이스부(150)에는 복수의 피검자를 대상으로 "복수개의 압력 센싱 값 간의 비율 정보-복수개의 압력센서의 배치 정보-피검자의 신체 정보" 간의 상관 관계를 분석한 상관 관계 정보(상관 관계 분석 정보)가 기 저장되어 있을 수 있다.

이때, 분석된 상관 관계 정보는 일예로 딥러닝 모델을 이용한 학습을 통해 도출된 정보일 수 있다. 여기서, 딥러닝 모델은, 인공지능(AI) 알고리즘 모델, 기계학습(머신러닝) 모델, 신경망 모델(인공 신경망 모델), 뉴로 퍼지 모델 등을 의미할 수 있다. 또한, 딥러닝 모델은 예시적으로 컨볼루션 신경망(Convolution Neural Network, CNN, 합성곱 신경망), 순환신경망(RNN, Recurrent Neural Network), 딥 신경망(Deep Neural Network) 등 종래에 이미 공지되었거나 향후 개발되는 다양한 신경망 모델이 적용될 수 있다.

즉, 분석부(140)는 복수개의 압력센서(3) 각각으로부터 획득된 복수개의 압력 센싱 값의 분석을 통해 압력 센싱 값 간의 비율 정보(비)를 산출하고, 데이터베이스부(150)에 기 저장된 상관 관계 정보를 토대로 앞서 산출된 압력 센싱 값 간의 비율 정보로부터 피검자(1)의 신체 특징 정보로서 척추의 길이를 산출(유추, 예측)할 수 있다.

피검자의 키가 100cm인지, 160cm인지, 180cm인지 등에 따라, 피검자마다 척추의 길이가 다를 수 있다. 일반적으로 피검자의 키가 클수록 척추의 길이 역시 길 것이다. 이러한 피검자의 키와 척추의 길이 간의 상관 관계 정보 역시 데이터베이스부(150)에 기 저장된 상관 관계 정보에 포함되어 있을 수 있다.

이에 따르면, 피검자의 키에 따라, 복수개의 압력센서(3) 중 압력 센싱 값의 획득이 이루어지는 일부 압력센서들의 위치의 차이 내지 해당 일부 압력센서들 각각의 압력 센싱 값 간의 차이가 있을 수 있다. 따라서, 분석부(140)는 복수개의 압력센서(3) 각각으로부터 획득된 압력 센싱 값의 분석 결과(일예로, 압력 센싱 값 간의 비율 정보)와 데이터베이스부(150)에 기 저장된 상관 관계 정보를 이용하여, 테이블(2) 상에 위치한 피검자(1)의 신체 특징 정보로서 피검자(1)의 척추의 길이를 산출할 수 있다.

이때, 산출된 피검자(1)의 척추의 길이는 앞서 말한 바와 같이 피검자가 누군지에 따라 피검자 마다 각기 다른 값으로 나타날 수 있다. 이에, 본 장치(100)는 분석부(140)에서 산출된 피검자(1)의 척추의 길이를 기초로 미리 설정된 경로를 설정할 수 있다.

특히, 본 장치(100)는 복수개의 압력 센싱 값의 분석을 통해 피검자(1)의 척추의 길이가 산출되면, 산출된 척추의 길이에 대응하는 척추 부분의 양 끝점을 각각 미리 설정된 경로의 시작점과 끝점으로 결정하여 미리 설정된 경로를 설정할 수 있다.

이에 따르면, 피검자(1) 마다 산출되는 척추의 길이가 각기 다름에 따라, 이동 제어부(110)에 의해 이동이 제어되는 씨암(200)의 이동 경로인 미리 설정된 경로는, 분석부(140)에서 분석된 피검자(1)의 신체 특징 정보인 피검자(1)의 척추의 길이에 기반하여 각 피검자에 맞추어 각기 다르게 설정될 수 있다.

또한, 분석부(140)는 영상 획득부(120)에서 획득된 투영 영상에 대한 영상 분석을 통해, 피검자(1)의 신체 특징 정보로서 척추의 형상을 더 판단할 수 있다. 여기서, 척추의 형상이라 함은 척추의 굴곡 형태(모양)를 의미할 수 있다. 분석부(140)는 판단된 척추의 형상을 고려하여 테이블(2)에 대한 씨암(200)의 위치를 결정할 수 있다. 특히, 분석부(140)는 판단된 척추의 형상을 고려하여, 씨암(200)의 위치로서 테이블(2)에 대한 씨암(200) 내 방사선 발생부(30)의 위치를 결정할 수 있다.

이때, 미리 설정된 경로는, 척추의 형상을 고려하여 결정된 씨암(200)의 위치를 포함하도록 설정(조정, 보정, 재조정)될 수 있다.

이때, 방사선 발생부(30)와 방사선 검출부(40)는 씨암 프레임(20)의 양단 각각에 고정되어 마련되어 있음에 따라, 방사선 발생부(30)의 위치가 변경되는 경우, 씨암 프레임(20) 및 방사선 검출부(40)의 위치 역시 변경될 수 있다.

이하에서는, 씨암(200)의 위치를 결정하는 것과 관련하여 일예로 설명의 편의상 방사선 발생부(30)의 위치를 결정하는 것을 기준으로 설명하기로 한다. 다만 이에만 한정되는 것은 아니고, 씨암(200)의 위치 결정이라 함은, 방사선 발생부(30)의 위치 결정을 의미하는 것뿐만 아니라, 방사선 검출부(40)의 위치 결정, 씨암 프레임(20)의 위치 결정 혹은 본체(10)의 위치 결정을 의미할 수 있다.

이때, 분석부(140)에 의해 결정되는 씨암(200)의 위치는, 테이블(2)에 대한 씨암(200)의 상대적인 위치(특히, 방사선 발생부의 상대적인 위치)를 의미할 수 있다.

구체적으로, 분석부(140)는 영상 획득부(120)에서 복수의 투영 영상을 순차적으로 획득함에 있어서, 먼저 영상 획득부(120)로부터 첫번째 투영 영상을 획득하였을 때, 영상 획득부(120)에서 획득된 첫번째 투영 영상에 대한 영상 분석(이미지 분석)을 통해 첫번째 투영 영상에서 제1 영역과 제2 영역을 구분할 수 있다.

이때, 제1 영역은 척추(척추 뼈)에 대응되는 영역을 의미하고, 제2 영역은 제1 영역을 제외한 영역을 의미할 수 있다.

이후 분석부(140)는 첫번째 투영 영상에서 식별된 척추(척추 뼈)에 대응되는 영역인 제1 영역을 기초로 하여, 테이블(2)의 전후방향에 대한 제1 영역에 대응하는 척추의 후단부의 굴곡 형태를 척추의 형상으로서 판단할 수 있다.

이후, 분석부(140)는 판단된 척추의 형상과 첫번째 투영 영상에서 식별된 척추 이외의 영역인 제2 영역의 넓이를 고려하여, 첫번째 투영 영상 다음으로 획득되는 두번째 투영 영상의 획득을 위한 씨암(200)의 위치를 결정할 수 있다. 보다 구체적인 설명은 다음과 같다.

도 10은 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치(100)에서 고려되는 씨암(200)의 방사선 발생부(30)가 미리 설정된 경로(r)를 따라 이동하는 경우의 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 특히, 도 10은 테이블(2)을 상측에서 바라보았을 때의 평면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 미리 설정된 경로(r)는, 일예로 씨암(200)의 방사선 발생부(30)가 테이블(2)의 좌우방향에 대한 중심선을 기준으로 테이블(2)의 전후방향을 따라 이동하도록 설정될 수 있다. 즉, 이동 제어부(110)는 방사선 발생부(30)가 일예로 도 10에 도시된 직선 경로인 미리 설정된 경로(r)를 따라 이동되도록 제어할 수 있다.

이때, 씨암(200)은 미리 설정된 경로(r)를 따라 이동하면서, 미리 설정된 간격(g)마다 방사선을 조사함으로써 투영 영상을 생성할 수 있다. 이에 따르면, 씨암(200)은 일예로 미리 설정된 간격(g)마다 투영 영상을 생성함에 있어서, 미리 설정된 경로(r) 상의 복수의 지점(p1, p2, p3, p4)에 대하여 투영 영상을 생성할 수 있다.

이때, 복수의 지점(p1, p2, p3, p4) 간의 간격은 미리 설정된 간격(g)으로서, 상술한 바와 같이 복수의 지점(p1, p2, p3, p4) 각각에서 획득된 투영 영상 간의 연결을 통해 연속적인(리니어) 파노라마 영상의 생성이 가능한 간격일 수 있다.

예시적으로, 씨암(200)이 복수의 지점 중 제1 지점(p1)의 위치에 있을 때 생성된 투영 영상(즉, 씨암 영상)은 도 6에 도시된 제1 투영 영상(I1)과 같을 수 있다. 또한, 씨암(200)이 제2 지점(p2)의 위치에 있을 때 생성된 투영 영상은 도 6에 도시된 제2 투영 영상(I2)과 같고, 제3 지점(p3)의 위치에 있을 때 생성된 투영 영상은 도 6에 도시된 제3 투영 영상(I3)과 같을 수 있다. 제4 지점(p4)의 위치에 있을 때 생성된 투영 영상은 일예로 도 6에 도시된 제4 투영 영상(I4)과 같을 수 있다.

이처럼, 본 장치(100)는, 씨암(200)이 테이블(2)의 전후방향에 대하여 테이블(2)과 수평하게 미리 설정된 경로(r)를 따라 이동하도록 제어하고, 이렇게 이동 제어되는 씨암(200)으로부터 획득된 복수의 투영 영상(I1, I2, I3, I4)을 연결(정합, 통합)시킴에 따라, 도 7의 하측에 도시된 그림과 같이 왜곡 현상의 발생 없이 통합 투영 영상(TI)으로서 피검자(1)의 전체 척추 부위에 대한 단일한 투영 영상을 생성할 수 있다. 본 장치(100)는 이러한 통합 투영 영상(TI)을 디스플레이부(50)를 통해 한 화면 상에 표시되도록 제공할 수 있다.

도 11은 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치에서 미리 설정된 경로(r)가 단순 직선 경로로 설정되는 경우에 발생할 수 있는 부적합(비정상) 투영 영상의 획득 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 피검자(1)마다 척추의 굴곡 정도나 척추의 위치 등에 있어서 다소 차이가 있을 것이다. 그런데, 미리 설정된 경로(r)를 일예로 도 10에 도시된 것과 같이 단순히 테이블(2)의 위치를 기준으로 설정(즉, 테이블의 중심선을 기준으로 직선 경로로 설정)하는 경우에는, 복수의 지점(p1, p2, p3, p4)에서 획득(생성)된 복수의 투영 영상(I1, I2, I3, I4) 중 적어도 일부의 투영 영상에서, 촬영하고자 했던 척추 뼈 부분이 온전히 포함되지 않고 일부만 포함된 상태(즉, 짤린 형태)로 나타날 수 있다.

제2 영상(I2)을 예로 들자면, 촬영하고자 했던 척추 뼈 부분이 온전히 포함되도록 정상 촬영(획득)된 제2 영상은 일예로 도 11의 (a)에 도시된 바와 같을 수 있다.

이에 반해, 미리 설정된 경로(r)가 단순 직선 경로로 설정됨에 따라 포커싱이 잘못되어 비정상적으로 촬영(획득)된 제2 영상은 도 11의 (b)에 도시된 바와 같을 수 있다. 즉, 미리 설정된 경로(r)를 단순 직선 경로로만 설정하는 경우에는 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 촬영하고자 했던 해당 척추 뼈 부분이 온전히 포함되지 않고 일부만이 포함되도록 짤린 형태로의 영상이 획득될 수도 있다.

이처럼, 도 11의 (b)의 영상과 같이 포커싱이 잘못된 비정상 투영 영상의 획득이 이루어진 경우에는, 이를 기반으로 통합 투영 영상의 생성시 결과적으로 전체적인 척추의 각도 등을 확인하는 데에 어려움이 있어, 재촬영을 수행(투영 영상을 다시 획득)해야 하는 불편함이 따른다. 이러한 재촬영은 피검자(1)에 대하여 방사선 노출량(방사선량)을 증가시키고 수술 시간을 지연시키는 등 많은 시간과 자원을 낭비하게 되는 문제가 있다.

이에, 본원은 영상 획득부(120)에서 씨암(200)으로부터 순차적으로 투영 영상을 획득할 때마다, 획득된 투영 영상에 대하여 분석부(140)가 영상 분석을 수행하고, 영상 분석을 통해 해당 투영 영상에서 식별된 척추의 후단부의 굴곡 형태와 척추 이외의 영역의 넓이를 고려해, 분석된 투영 영상 다음의 투영 영상의 획득을 위한 씨암의 위치(즉, 다음 투영 영상의 획득이 이루어지는 씨암의 위치)를 결정할 수 있다. 이후, 결정된 씨암의 위치를 토대로 미리 설정된 경로를 재설정(조정)할 수 있다.

도 12는 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치에서 영상 분석을 통해 다음 획득되는 투영 영상의 획득을 위한 씨암의 위치를 결정하고, 결정된 씨암의 위치를 기반으로 미리 설정된 경로가 설정(조정)된 경우의 예를 설명하기 위한 도면이다. 즉, 도 12에 도시된 미리 설정된 경로(r')는 영상 분석을 토대로 결정된 씨암의 위치를 고려하여 설정(조정, 재설정)된 경로를 나타낸다.

후술하는 설명에서 분석부(140)를 설명함에 있어서, 제1 투영 영상에 대하여 설명된 내용은 이하 생략된 내용이라 하더라도 다른 투영 영상 각각에 대한 설명(즉, 복수의 투영 영상 각각에 대한 설명)에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 6 및 도 12를 참조하면, 영상 획득부(120)가 씨암(200)으로부터 첫번째 투영 영상으로써 도 6에 도시된 제1 투영 영상(I1)을 획득했다고 하자. 이때, 분석부(140)는 제1 투영 영상(I1)에 대한 영상 분석을 통해 척추(척추 뼈)에 대응되는 영역인 제1 영역과 척추 이외의 영역인 제2 영역을 구분할 수 있다.

이후, 분석부(140)는 구분된 제1 영역을 기초로, 제1 영역에 대응하는 척추의 후단부의 굴곡 형태를 피검자(1)의 척추 형상으로서 판단할 수 있다. 이때, 도 6에 도시된 제1 투영 영상(I1)의 후측단(이는 테이블의 전후방향에서 후측 방향을 향하는 부분을 의미함)을 보면, 척추의 후단부의 굴곡 형태가 도 6의 도면을 기준으로 하측 방향을 향해 다소 기울어진 형태를 보임을 확인할 수 있다.

또한, 분석부(140)는 구분된 제2 영역을 기초로, 해당 제2 영역의 넓이를 구할 수 있다. 특히, 분석부(140)는 구분된 제2 영역에 대하여, 제1 영역에 대응하는 척추의 축 중심을 기준으로 일측과 타측 각각의 넓이를 구할 수 있다. 여기서, 척추의 축 중심을 기준으로 한 일측이라 함은 일예로 도 6에 도시된 도면을 기준으로 보았을 때 가로로 형성된 척추의 축 중심을 기준으로 그보다 상측에 위치한 부분을 의미할 수 있다. 반면, 척추의 축 중심을 기준으로 한 타측이라 함은 도 6의 도면을 기준으로 척추의 축 중심의 하측 부분을 의미할 수 있다. 후술하는 설명에서, 제2 영역 내 일측의 넓이는 제1 서브 영역의 넓이라 달리 지칭되고, 제2 영역 내 타측의 넓이는 제2 서브 영역의 넓이라 달리 지칭될 수 있다.

분석부(140)는 제1 투영 영상(I1)으로부터 판단된 척추의 형상(즉, 척추의 후단부의 굴곡 형태)과 제2 영역의 넓이(특히, 제1 서브 영역의 넓이와 제2 서브 영역의 넓이)가 미리 설정된 임계 넓이를 충족하는지를 함께 고려하여, 제1 투영 영상(I2) 다음으로 획득되는 다음 두번째 투영 영상인 제2 투영 영상의 획득을 위한 씨암(200)의 위치(특히, 방사선 발생부의 위치)를 결정할 수 있다. 이때, 미리 설정된 임계 넓이

이때, 분석부(140)에 의하여 제1 투영 영상(I1)에서 척추의 후단부의 굴곡이 하측을 향해 다소 기울어진 형태이고, 제1 서브 영역의 넓이와 제2 서브 영역의 넓이 각각이 미리 설정된 임계 넓이 이상인 것으로 분석되었다고 하자. 이러한 경우, 분석부(140)는 제2 투영 영상(I2)의 획득을 위한 방사선 발생부(30)의 위치를, 척추의 후단부의 굴곡 방향을 따라 도 9에서 중심선 상에 위치했던 제2 지점(p2) 대비 하측에 위치하면서도 제1 지점(p1) 보다도 하측에 위치하는 제2 보정 지점(p2')으로 결정(재설정, 조정)할 수 있다.

여기서, 제2 지점(p2) 대비 하측이라 함은 도 12의 도면을 기준으로 하였을 때 6시 방향을 의미하는 것으로서, 실제로는 테이블(2)을 기준으로 좌측 방향을 의미할 수 있다.

이때, 제1 서브 영역의 넓이와 제2 서브 영역의 넓이 각각이 미리 설정된 임계 넓이 이상이라 함은, 제1 투영 영상(I1) 내에서 척추 뼈에 해당하는 부분을 제외한 배경 영역(공간)의 넓이가 소정량 확보되어 있음에 따라, 방사선 발생부(30)를 테이블(2)에 대하여 좌/우/상/하 방향으로 소정 부분 이동시키더라도, 도 11의 (b)에 도시된 것과 같이 척추 뼈 부분이 일부 짤린 상태의 투영 영상이 획득되는 것 없이 온전한 정상 상태의 투영 영상이 획득될 수 있음을 의미할 수 있다.

이처럼, 분석부(140)에 의하여 제2 투영 영상의 획득을 위한 씨암의 위치가 제2 보정 지점(p2')의 위치로 결정되면, 이동 제어부(110)는 제1 지점(p1)에서 제1 투영 영상(I1)을 획득한 씨암(200)의 방사선 발생부(30)를 제2 보정 지점(p2')의 위치로 이동시키도록 제어할 수 있다. 이후, 영상 획득부(120)는 제2 보정 지점(p2')의 위치에서 씨암(200)에 의해 생성된 제2 투영 영상을 씨암(200)으로부터 획득할 수 있다.

이때, 예를 들어 제2 보정 지점(p2')의 위치에서 획득된 제2 투영 영상이 도 6에 도시된 제2 투영 영상(I2)과 같다고 하자. 분석부(140)는 제2 투영 영상(I2)이 획득되면, 제1 투영 영상(I2)에 대한 영상 분석과 마찬가지로 제2 투영 영상(I2)에 대한 영상 분석을 수행하고, 이를 기초로 제2 투영 영상(I2) 다음으로 획득되는 세번째 투영 영상인 제3 투영 영상의 획득을 위한 씨암의 위치를 결정할 수 있다.

이때, 분석부(140)에 의하여 제2 투영 영상(I2)에서 척추의 후단부의 굴곡이 도 6에 도시된 바와 같이 일예로 테이블(2)의 전후방향과 나란한 직선 형태이고, 제2 투영 영상(I2) 내 제1 서브 영역의 넓이와 제2 서브 영역의 넓이 각각이 미리 설정된 임계 넓이 이상인 것으로 분석되었다고 하자. 이러한 경우, 분석부(140)는 제3 투영 영상(I3)의 획득을 위한 방사선 발생부(30)의 위치를 도 12에 도시된 것과 같이 제3 보정 지점(p3')의 위치로 결정할 수 있다. 즉, 분석부(140)는, 제3 투영 영상(I3)의 획득을 위한 방사선 발생부(30)의 위치를 제2 투영 영상(I2) 내 척추의 후단부의 굴곡 방향(즉, 전후방향과 나란한 직선 방향)을 따라 제2 보정 지점(p2')과 전후방향에 대하여 동일 선상에 위치하되, 도 10에서 중심선 상에 위치했던 제3 지점(p3) 대비 하측에 위치하는 제3 보정 지점(p3')으로 결정(재설정, 조정)할 수 있다.

이때, 제2 투영 영상(I2) 내 제1 서브 영역의 넓이와 제2 서브 영역의 넓이 각각이 미리 설정된 임계 넓이 이상인 경우, 제3 보정 지점(p3')의 위치는 제2 보정 지점(p2')의 위치와 대비하여 도 12의 도면을 기준으로 6시 방향 혹은 12시 방향으로(즉, 테이블을 기준으로 좌측방향 혹은 우측방향으로) 소정 거리 이동된 위치로 설정될 수 있다.

만약, 제2 투영 영상(I2) 내 제1 서브 영역의 넓이가 미리 설정된 임계 넓이 미만인 경우, 분석부(140)는 테이블(2)을 기준으로 한 좌우방향에 있어서 방사선 발생부(30)를 좌측 방향(즉, 도 12의 도면을 기준으로 6시 방향)으로 이동시켜 제3 투영 영상을 획득하였을 때, 척추 뼈 부분이 일부 짤린 투영 영상을 획득할 가능성이 있는 것으로 인식하여 제2 보정 지점(p2')의 위치 대비 좌측 방향으로의 이동은 제한하는 한편, 우측 방향으로의 이동만 허용할 수 있다.

반대로, 제2 투영 영상(I2) 내 제2 서브 영역의 넓이가 미리 설정된 임계 넓이 미만인 경우(이때, 제1 서브 영역의 넓이는 미리 설정된 임계 넓이 이상인 경우), 분석부(140)는 테이블(2)을 기준으로 한 좌우방향에 있어서 방사선 발생부(30)를 우측 방향(즉, 도 12의 도면을 기준으로 12시 방향)으로 이동시켜 제3 투영 영상을 획득하였을 때, 척추 뼈 부분이 일부 짤린 투영 영상을 획득할 가능성이 있는 것으로 인식하여 제2 보정 지점(p2')의 위치 대비 우측 방향으로의 이동은 제한하는 한편, 좌측 방향으로의 이동만 허용할 수 있다.

분석부(140)에 의하여 제3 투영 영상의 획득을 위한 씨암의 위치가 제3 보정 지점(p3')의 위치로 결정되면, 이동 제어부(110)는 제2 보정 지점(p2')에서 제2 투영 영상(I2)을 획득한 씨암(200)의 방사선 발생부(30)를 제3 보정 지점(p3')의 위치로 이동시킬 수 있다. 이후, 영상 획득부(120)는 제3 보정 지점(p3')의 위치에서 씨암(200)에 의해 생성된 제3 투영 영상을 씨암(200)으로부터 획득할 수 있다.

이때, 예를 들어 제3 보정 지점(p3')의 위치에서 획득된 제3 투영 영상이 도 6에 도시된 제3 투영 영상(I3)과 같다고 하자. 분석부(140)는 제3 투영 영상(I3)이 획득되면, 제3 투영 영상(I3)에 대한 영상 분석을 수행하고, 이를 기초로 제3 투영 영상(I3) 다음으로 획득되는 네번째 투영 영상인 제4 투영 영상의 획득을 위한 씨암의 위치를 결정할 수 있다.

이때, 분석부(140)에 의하여 제3 투영 영상(I3)에서 척추의 후단부의 굴곡이 도 6에 도시된 바와 같이 상측을 향해 올라가는 기울어진 형태이고, 제3 투영 영상(I3) 내 제1 서브 영역의 넓이와 제2 서브 영역의 넓이 각각이 미리 설정된 임계 넓이 이상인 것으로 분석되었다고 하자.

이러한 경우, 분석부(140)는 제4 투영 영상의 획득을 위한 방사선 발생부(30)의 위치를 도 12에 도시된 것과 같이 제4 보정 지점(p4')의 위치로 결정할 수 있다. 즉, 분석부(140)는, 제4 투영 영상(I4)의 획득을 위한 방사선 발생부(30)의 위치를, 제3 투영 영상(I3) 내 척추의 후단부의 굴곡 방향(즉, 상측을 향해 올라가는 기울어진 굴곡 형태임)을 따라 도 10에서 중심선 상에 위치했던 제4 지점(p4)이 아닌, 제3 보정 지점(p3') 보다 상측에 위치하는 제4 보정 지점(p4')으로 결정(재설정, 조정)할 수 있다.

이때, 도 12에 도시된 일예에서는 제4 보정 지점(p4')이 중심선 대비 상측에 위치하는 것으로 예시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 제3 보정 지점(p3')의 위치 대비 제4 보정 지점(p4')의 위치까지의 이동 정도는, 제3 투영 영상에 대한 영상 분석을 통해 판단된 척추의 형상(척추의 후단부의 굴곡 형태, 굴곡 정도, 굴곡 방향)와 척추 이외의 영역인 제2 영역의 넓이를 고려하여 결정될 수 있다.

이처럼, 분석부(140)는 금번 획득된 금번 투영 영상에 대한 영상 분석 이후, 금번 투영 영상 다음으로 획득되는 다음 투영 영상의 획득을 위한 씨암(200)의 위치를 결정함에 있어서, 금번 투영 영상 내 척추의 후단부의 굴곡 형태를 고려할 뿐만 아니라 척추 이외의 영역으로서 제2 영역의 넓이(특히, 제1 서브 영역의 넓이와 제2 서브 영역의 넓이)가 미리 설정된 임계 넓이 이상인지를 함께 고려하여 다음 투영 영상의 획득을 위한 씨암(200)의 위치를 결정할 수 있다.

다수의 보정 지점(p2', p3', p4')의 위치가 결정됨에 따라, 일예로 도 10과 같이 설정되었던 미리 설정된 경로(r)는 도 12에 도시된 것과 같이 결정된 다수의 보정 지점(p2', p3', p4')을 포함하는(경유하는) 경로(r')로 재설정될 수 있다.

본 장치(100)는 영상 분석을 통해 다음 획득되는 투영 영상의 획득을 위한 씨암의 위치를 결정하고, 결정된 씨암의 위치를 토대로 미리 설정된 경로를 설정(재조정)함으로써, 원했던 촬영 부위(뼈 부위) 이외의 불필요한 영역에 대한 영상 획득의 낭비를 효과적으로 줄일 수 있다. 즉, 본 장치(100)는 씨암의 위치를 토대로 미리 설정된 경로를 설정(재조정, 보정)함으로써, 원했던 촬영 부위(뼈 부위)만 포커스된 유의미한 투영 영상(씨암 영상)의 획득이 가능하다.

분석부(140)는 씨암(200)으로부터 첫번째 투영 영상(I1)을 획득한 이후에, 씨암(200)으로부터 획득되는 복수의 투영 영상(I1, I2, I3, I4) 중 첫번째 투영 영상(I1)을 제외한 나머지 투영 영상(I2, I3, I4)의 획득을 위한 나머지 투영 영상(I2, I3, I4) 각각에 대응하는 씨암(200)의 위치를 결정할 수 있다. 이때, 나머지 투영 영상(I2, I3, I4) 중 어느 하나의 투영 영상에 대응하는 씨암(200)의 위치는, 어느 하나의 투영 영상 이전에 획득된 이전 투영 영상에 대한 영상 분석을 통해 판단된 척추의 형상(특히, 척추의 후단부의 굴곡 형태)과 척추 이외의 영역의 넓이(즉, 제2 영역의 넓이)를 고려하여 결정될 수 있다.

다시 말해, 나머지 투영 영상(I2, I3, I4) 중 제2 투영 영상(I2)의 획득을 위한 씨암의 위치(즉, 제2 보정 지점의 위치)(p2')는 첫번째 투영 영상(I1)의 영상 분석을 기초로 결정될 수 있다. 또한, 나머지 투영 영상(I2, I3, I4) 중 제3 투영 영상(I3)의 획득을 위한 씨암의 위치(즉, 제3 보정 지점의 위치)(p3')는 두번째 투영 영상(I2)의 영상 분석을 기초로 결정될 수 있다.

이러한 본 장치(100)는 씨암(200)이 미리 설정된 경로를 따라 이동되도록 자동 제어할 수 있으며, 이러한 미리 설정된 경로를 따라 이동되는 씨암(200)이 미리 설정된 간격 마다 자동으로 투영 영상을 생성하도록 제어할 수 있다. 이때, 미리 설정된 간격이 연속적인(리니어) 파노라마 영상의 생성이 가능한 간격임에 따라, 본 장치(100)는 씨암(200)을 미리 설정된 경로를 따라 한번(1회) 이동시키는 것만으로, 이로부터 획득된 복수의 투영 영상의 합성을 통해 피검자(1)의 전체 척추 부분의 확인이 가능한 통합 투영 영상을 단일한 한 장의 영상으로서 획득할 수 있다.

이러한 본 장치(100)는, 피검자(1)에 대하여 방사선 노출량(방사선량)을 최소화하면서 피검자(1)의 전체 척추 부분을 나타내는 통합 투영 영상을 생성할 수 있으며, 통합 투영 영상을 보다 빠르게 획득할 수 있다. 본 장치(100)는 생성된 통합 투영 영상을 디스플레이부(50)의 한 화면에 표시할 수 있다. 본 장치(100)는 디스플레이부(50) 상에 표시하는 통합 투영 영상(즉, 복수의 투영 영상이 연결된 리니어 파노라마 투영 영상)으로 하여금, 집도의가 피검자(1)의 전체적인 척추의 각도나 원하는 척추의 위치를 직관적으로 확인 가능하도록 제공할 수 있다.

본 장치(100)는 피검자(1)에 대한 다분절 척추 수술 중 피검자(1)의 전체 척추에 대한 통합영상(즉, 통합 투영 영상)의 획득을 가능하게 할 수 있다. 본 장치(100)는 통합 투영 영상을 제공함으로써, 다분절 척추 수술시 문제가 발생하였을 때 집도의(시술자)가 수술실에서 문제점을 즉시 파악 가능하도록 하고, 이에 따라 문제에 대한 교정이 즉시 이루어지도록 제공할 수 있다.

즉, 본 장치(100)는 다분절 척추 수술 중 전체 척추에 대한 통합 투영 영상을 제공할 수 있음에 따라, 수술실에서 문제점을 파악하여 즉시 교정하라 수 있도록 할 수 있으며, 이로부터 의사(집도의)나 피검자(1, 환자) 모두에게 매우 큰 안전성과 편의성을 제공할 수 있다.

종래의 씨암은, 제한된 센서 크기(일예로 9인치 크기의 방사선 검출부)를 가짐에 따라, 일예로 척추 뼈와 같이 길게 분포(형성)된 척추 부위 전체를 나타내는 투영 영상(씨암 영상)을 획득하는 데에 어려움이 있었으며, 이에 따라 씨암으로부터 획득되는 투영 영상 각각은 척추 전체 부위 중 일부만을 나타내는 부분 척추 부위에 대한 영상일 수 밖에 없었다. 이러한 종래의 씨암을 통해 획득되는 투영 영상은 다분절 척추 수술의 시행시 전체적인 척추의 각도나 원하는 척추의 위치를 확인하는 데에 어려움이 따른다.

이에, 본 장치(100)는 일예로 척추와 같이 길거나 넓게 영역에 걸쳐 분포된 뼈 부위에 대한 투영 영상(씨암 영상)을 한 화면에 담기게 하고자, 씨암(200)으로부터 획득되는 복수의 투영 영상을 통합함으로써 단일한 한 장의 통합 투영 영상(즉, 리니어 파노라마 영상)을 생성할 수 있다. 이러한 통합 투영 영상에 의하면, 척추 전체 부위에 대한 확인이 한눈에 직관적으로 인식 가능하도록 할 수 있다.

이러한 본 장치(100)에 의한 씨암용 영상 처리 기술은, 일예로 척추 뼈와 같이 길거나 넓은 뼈 부위의 영상을 한 화면에 담기 위해 다분절 척추 영상을 촬영(획득)할 수 있는 기술이라 할 수 있다. 즉, 본원은 본 장치(100)의 제공을 통해, 종래의 씨암(200, C-arm) 기기에 파노라마 사진 촬영 기법을 도입하여 다분절 척추 영상을 한 화면에 투영(표시)할 수 있는 기술에 대하여 제안한다. 즉, 본 장치(100)는 통합 투영 영상의 제공을 통해, 일예로 척추(척추 뼈)와 같은 긴 분절의 수술 부위를 한눈에 직관적으로 볼 수 있도록 제공할 수 있다.

또한, 영상 처리부(130)는 생성된 통합 투영 영상을 씨암(200)의 디스플레이부(50)에 표시할 수 있다. 즉, 영상 처리부(130)는 생성된 통합 투영 영상을 디스플레이부(50)의 한 화면 상에 노출되도록 표시할 수 있다.

이때, 영상 처리부(130)는 디스플레이부(50)에 표시된 통합 투영 영상 상의 어느 한 지점에 대하여 사용자 입력이 이루어진 경우, 사용자 입력에 대응하는 어느 한 지점(즉, 사용자 입력이 이루어진 지점)을 문제가 감지된 이상 부위(혹은 재수술이 이루어져야 하는 부위)인 것으로 인식하여, 해당 어느 한 지점에 대응하는 피검자(1)의 체표 상의 위치에 레이저가 조사되도록, 씨암(200)의 일단에 마련된 레이저 조사부(미도시)의 동작을 제어할 수 있다.

여기서, 레이저 조사부(미도시)는 일예로 방사선 발생부(30)와 이웃하도록 마련될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 사용자 입력은 집도의(시술자)에 의한 입력으로서, 일예로 디스플레이부(50)의 화면을 터치하거나 마우스 등으로 클릭하는 등의 입력을 의미할 수 있다.

본 장치(100)는 사용자 입력이 이루어진 부분에 대응되는 피검자(1)의 체표 상의 위치에 레이저를 조사함으로써, 레이저로 하여금 피검자(1)에 대한 다분절 척추 수술 중 이상이 나타난 부위의 위치를 집도의(시술자)에게 가이드할 수 있다.

본 장치(100)를 통해 제공되는 레이저로 하여금, 집도의는 이상이 나타난 부분의 위치를 직관적으로 인식할 수 있으며, 이로부터 이상이 나타난 해당 부분에 대한 재수술 내지 교정이 보다 빠르고 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

본 장치(100)는 피검자(1)의 신체 특징 정보(척추의 길이나 척추의 형상)를 고려하여 씨암(200)이 이동되는 경로인 미리 설정된 경로를 피검자(1) 개개인에 맞추어 맞춤식으로 설정할 수 있고, 이에 따라 피검자(1) 개개인에 맞춤화된 통합 투영 영상인 연속적인 파노라마 영상을 효율적으로 생성해 제공할 수 있다.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.

도 13은 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법에 대한 동작 흐름도이다.

도 13에 도시된 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법은 앞서 설명된 본 장치(100, 씨암용 영상 처리 장치)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 본 장치(100, 씨암용 영상 처리 장치)에 대하여 설명된 내용은 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 13을 참조하여 간단히 살펴보면, 단계S11에서 이동 제어부는, 테이블 상에 위치한 피검자의 뼈를 향해 방사선을 조사하고, 뼈를 투과한 방사선을 검출하여 뼈에 대한 투영 영상을 생성하는 씨암(C-arm)을 미리 설정된 경로를 따라 이동시킬 수 있다.

다음으로, 단계S12에서 영상 획득부는, 단계S11에서 이동 제어부의 이동 제어에 따라 이동되는 씨암에 의하여 미리 설정된 간격마다 생성된 복수의 투영 영상을 씨암으로부터 획득할 수 있다. 이때, 영상 획득부는 복수의 투영 영상을 씨암으로부터 획득함에 있어서, 씨암에 의한 투영 영상의 생성시마다 생성된 투영 영상을 순차적으로 획득할 수 있다.

이때, 미리 설정된 간격은, 씨암으로부터 획득하는 복수의 투영 영상의 연결을 통해 연속적인 파노라마 영상의 생성이 가능한 간격일 수 있다.

다음으로, 단계S13에서 영상 처리부는, 단계S12에서 획득된 복수의 투영 영상을 하나의 단일 영상으로 통합한 통합 투영 영상을 생성할 수 있다. 이때, 통합 투영 영상은 씨암으로부터 획득된 복수의 투영 영상이 전체적으로 연결된 하나의 영상으로서, 리니어 파노라마 영상(리니어 파노라마 투영 영상)이라 달리 지칭될 수 있다.

또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법은, 단계S11 이전에, 분석부에서 피검자의 신체 특징 정보를 분석하는 단계(이하에서는 설명의 편의상 단계S1이라고 함)를 포함할 수 있다.

이때, 단계S1에서 분석부는, 복수개의 압력센서 각각으로부터 획득된 복수개의 압력 센싱 값의 분석을 통해 피검자의 신체 특징 정보로서 척추의 길이를 산출할 수 있다. 이후, 단계S11에서 고려되는 미리 설정된 경로는, 단계S1에서 분석부에 의해 분석된 피검자의 신체 특징 정보에 따라 각기 다르게 설정될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법은, 단계S12이후에(혹은 단계S13 이전에), 분석부가 영상 획득부에서 획득된 투영 영상에 대한 영상 분석을 통해 피검자의 신체 특징 정보로서 척추의 형상을 판단하고, 판단된 척추의 형상을 고려하여 테이블에 대한 씨암의 위치를 결정하는 단계(이하 설명의 편의상 단계S12-1이라 함)를 포함할 수 있다.

이때, 단계S11에서 고려되는 미리 설정된 경로는, 단계S12-1에서 결정된 씨암의 위치를 포함하도록 설정(재설정, 보정, 재조정)될 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법은, 단계S13이후에, 영상 처리부가 생성된 통합 투영 영상을 디스플레이부에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본원의 일 실시예에 따른 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법은, 표시하는 단계 이후에, 디스플레이부에 표시된 통합 투영 영상 상의 어느 한 지점에 대하여 사용자 입력이 이루어진 경우, 어느 한 지점에 대응하는 피검자의 체표 상의 위치에 레이저가 조사되도록 씨암의 일단에 마련된 레이저 조사부의 동작을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S13은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.

본원의 일 실시 예에 따른 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

또한, 전술한 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 씨암용 영상 처리 장치
110: 이동 제어부
120: 영상 획득부
130: 영상 처리부
140: 분석부
150: 데이터베이스부

Claims

씨암(C-arm)용 영상 처리 장치로서,
테이블 상에 위치한 피검자의 뼈를 향해 방사선을 조사하고, 상기 뼈를 투과한 방사선을 검출하여 상기 뼈에 대한 투영 영상을 생성하는 씨암(C-arm)을 미리 설정된 경로를 따라 이동시키는 이동 제어부;
이동되는 상기 씨암에 의하여 미리 설정된 간격마다 생성된 복수의 투영 영상을 획득하는 영상 획득부;
상기 투영 영상에 대한 영상 분석을 수행하는 분석부; 및
획득된 상기 복수의 투영 영상을 통합한 통합 투영 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함하되,
상기 분석부는, 상기 투영 영상에서 척추에 대응되는 영역인 제1 영역 및 척추 이외의 영역인 제2 영역을 식별하고, 상기 제2 영역의 넓이를 고려하여 다음 투영 영상의 획득을 위한 상기 씨암의 위치를 결정하는 것이고,
상기 미리 설정된 경로는, 결정된 상기 씨암의 위치를 포함하도록 재설정되는 것이고,
상기 미리 설정된 간격은, 획득하는 상기 복수의 투영 영상의 연결을 통해 연속적인 파노라마 영상의 생성이 가능한 간격인 것인, 씨암용 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 투영 영상의 크기는, 상기 씨암의 타단에 마련되어 상기 뼈를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출부의 크기에 의해 결정되고,
상기 통합 투영 영상의 크기는 상기 복수의 투영 영상 각각의 크기보다 큰 크기를 갖는 것인, 씨암용 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 미리 설정된 경로는, 상기 씨암이 상기 테이블의 전후방향을 따라 이동하도록 설정된 경로인 것인, 씨암용 영상 처리 장치.
제3항에 있어서,
상기 분석부는, 상기 테이블 상에 위치한 상기 피검자의 신체 특징 정보를 분석하는 것이고,
상기 미리 설정된 경로는, 상기 분석부에 의해 분석된 상기 피검자의 신체 특징 정보에 따라 각기 다르게 설정되는 것인, 씨암용 영상 처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 테이블의 상면에는 복수개의 압력센서가 간격을 두고 배치되고,
상기 분석부는,
상기 복수개의 압력센서 각각으로부터 획득된 복수개의 압력 센싱 값의 분석을 통해 상기 피검자의 신체 특징 정보로서 척추의 길이를 산출하는 것인, 씨암용 영상 처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 분석부는,
상기 영상 획득부에서 획득된 투영 영상에 대한 영상 분석을 통해 상기 피검자의 신체 특징 정보로서 척추의 형상을 더 판단하고, 판단된 상기 척추의 형상을 고려하여 상기 테이블에 대한 상기 씨암의 위치를 결정하며,
상기 미리 설정된 경로는, 상기 결정된 씨암의 위치를 포함하도록 재설정되는 것인, 씨암용 영상 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 분석부는,
상기 영상 획득부에서 획득된 첫번째 투영 영상에 대한 영상 분석을 통해 상기 첫번째 투영 영상에서 식별된 척추에 대응되는 영역인 제1 영역을 기초로 상기 테이블의 전후방향에 대한 상기 제1 영역에 대응하는 척추의 후단부의 굴곡 형태를 상기 척추의 형상으로서 판단하고,
판단된 상기 척추의 형상과 상기 첫번째 투영 영상에서 식별된 척추 이외의 영역인 제2 영역의 넓이를 고려하여 상기 첫번째 투영 영상 다음으로 획득되는 두번째 투영 영상의 획득을 위한 상기 씨암의 위치를 결정하는 것인, 씨암용 영상 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 분석부는,
상기 복수의 투영 영상 중 첫번째 투영 영상을 제외한 나머지 투영 영상의 획득을 위한 상기 나머지 투영 영상 각각에 대응하는 씨암의 위치를 결정하되,
상기 나머지 투영 영상 중 어느 하나의 투영 영상에 대응하는 씨암의 위치는, 상기 어느 하나의 투영 영상 이전에 획득된 이전 투영 영상에 대한 영상 분석을 통해 판단된 척추의 형상과 척추 이외의 영역의 넓이를 고려하여 결정되는 것인, 씨암용 영상 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 영상 처리부는,
생성된 상기 통합 투영 영상을 디스플레이부에 표시하되,
상기 디스플레이부에 표시된 통합 투영 영상 상의 어느 한 지점에 대하여 사용자 입력이 이루어진 경우, 상기 어느 한 지점에 대응하는 상기 피검자의 체표 상의 위치에 레이저가 조사되도록 상기 씨암의 일단에 마련된 레이저 조사부의 동작을 제어하는 것인, 씨암용 영상 처리 장치.
제1항에 따른 씨암(C-arm)용 영상 처리 장치의 제어 방법으로서,
(a) 이동 제어부에서, 테이블 상에 위치한 피검자의 뼈를 향해 방사선을 조사하고, 상기 뼈를 투과한 방사선을 검출하여 상기 뼈에 대한 투영 영상을 생성하는 씨암(C-arm)을 미리 설정된 경로를 따라 이동시키는 단계;
(b) 영상 획득부에서, 이동되는 상기 씨암에 의하여 미리 설정된 간격마다 생성된 복수의 투영 영상을 획득하는 단계;
(c) 분석부에서, 상기 투영 영상에 대한 영상 분석을 수행하는 단계; 및
(d) 영상 처리부에서, 획득된 상기 복수의 투영 영상을 통합한 통합 투영 영상을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 분석을 수행하는 단계는, 상기 투영 영상에서 척추에 대응되는 영역인 제1 영역 및 척추 이외의 영역인 제2 영역을 식별하고, 상기 제2 영역의 넓이를 고려하여 다음 투영 영상의 획득을 위한 상기 씨암의 위치를 결정하는 것이고,
상기 미리 설정된 경로는, 결정된 상기 씨암의 위치를 포함하도록 재설정되는 것이고,
상기 미리 설정된 간격은, 획득하는 상기 복수의 투영 영상의 연결을 통해 연속적인 파노라마 영상의 생성이 가능한 간격인 것인, 씨암용 영상 처리 장치의 제어 방법.