KR20110025263A - 다면 내시경과 다면 내시경의 영상 표시 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 환자의 장기에 삽입되는 내시경 모듈에 서로 다른 촬영 각도를 갖도록 복수의 카메라를 다면으로 배치하고, 다면 배치된 카메라에 의해 각각 촬영된 영상을 하나의 모니터 화면을 통해 동시에 표시할 수 있도록 하는 다면 내시경과 다면 내시경의 영상 표시 시스템을 제공한다.
이를 위해 본 발명은 환자의 장기에 내시경 모듈을 삽입하여 병변 여부를 관찰하기 위한 내시경의 영상 표시 시스템에 있어서, 상기 내시경 모듈의 전면 중앙부를 중심으로 공통적으로 전방을 향함과 동시에 서로 다른 각도의 측면 방향으로 각각 경사지도록 배치되어, 각 경사면의 경사 방향을 따라 전방 및 특정 측면 방향을 각각 촬영하는 복수의 내시경 카메라와, 상기 복수의 내시경 카메라로부터 각각 다른 방향에서 촬영된 복수의 영상 신호를 각각 개별 영상신호 처리하는 복수의 영상 처리부, 상기 복수의 영상 처리부로부터 각각 영상신호 처리된 각기 다른 방향의 촬영 영상 신호를 멀티플렉싱하여 출력하는 멀티플렉서 및, 상기 멀티 플렉서를 통한 각기 다른 방향의 촬영 영상 신호를 하나의 화면에 동시 표시하는 영상 모니터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 환자의 환부에 대해 각기 다른 방향을 촬영하도록 내시경을 다면으로 배치함에 의해 환부의 관찰 시야각을 넓힐 수 있도록 하는 다면 내시경과 다면 내시경의 영상 표시 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 환자의 식도, 위장, 대장, 직장 등과 같이 수술이나 부검을 통해 직접적으로 병변을 볼 수 없는 장기에 대해서는, 카메라가 장착된 기구를 관찰하도록 하는 내시경 장치가 이용되고 있다.
이러한 내시경 장치는 일반적으로 사용되는 종류로서, 기관지경(氣管支鏡), 식도경(食道鏡), 위경(胃鏡), 십이지장경(十二指腸鏡), 직장경(直腸鏡), 방광경(膀胱鏡), 복강경(腹腔鏡), 흉강경(胸腔鏡), 종격경(縱隔鏡), 심장경(心臟鏡) 등과 같이 인체의 장기 부위 별로 특화된 내시경이 개발되어 있다.
이러한 내시경 장치는, 1개의 통으로 되어 있는 직달경(直達鏡)을 통해 장기를 직접 육안으로 볼 수 있는 방식과, 렌즈시스템을 이용하여 환부를 관찰할 수 있도록 하는 방식으로부터 발전하여, 최근에는 소형 카메라를 직접 장기에 삽입하는 방식이 주로 이용되고 있다.
소형 카메라를 직접 장기에 삽입하는 내시경 장치의 경우에는, 장기 안으로 소형 카메라를 삽입하여 직접 장기의 점막, 내벽 등을 다양하게 촬영 및 기록하여 장기의 미세한 병변까지 조기에 발견, 진단할 수 있도록 되어 있다.
그러나, 이러한 소형 카메라를 이용하는 내시경 장치의 경우에는, 한대의 카메라만이 내시경의 전방에 장착되어 있어서 해당 소형 카메라가 제공할 수 있는 최대 시야각 범위 내의 환부에 대해서만 병변 관찰이 가능하도록 되어 있기 때문에, 내시경이 향하는 정면 주변의 환부에 대해서는 미세한 관찰이 어렵다는 문제점이 있다.
더욱이, 특정 장기의 전체 영역을 골고루 관찰하기 위해서는 내시경 장치의 이동 방향을 수시로 전환하여 단일의 소형 카메라를 이용하여 일일이 촬영해야 하므로, 내시경을 통한 병변의 관찰 시간이 길어질 뿐만 아니라, 환자도 큰 고통을 느낄 수 밖에 없다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 환자의 장기에 삽입되는 내시경 모듈에 서로 다른 촬영 각도를 갖도록 복수의 카메라를 다면으로 배치하고, 다면 배치된 카메라에 의해 각각 촬영된 영상을 하나의 모니터 화면을 통해 동시에 표시할 수 있도록 하는 다면 내시경과 다면 내시경의 영상 표시 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다면 내시경에 따르면, 환자의 장기에 내시경 모듈을 삽입하여 병변 여부를 관찰하기 위한 내시경에 있어서, 상기 내시경 모듈의 전면 중앙부에는 일정 조도의 광을 조사하여 카메라의 환부 촬영을 위한 시야를 확보해 주는 광원이 설치되고, 상기 광원의 설치 위치 중앙부를 중심으로 공통적으로 전방을 향하는 경사 방향을 갖고 있음과 동시에 서로 다른 각도의 측면 방향으로 경사진 복수의 경사부가 각각 형성되며, 상기 복수의 경사부에 각 경사면의 경사 방향을 따라 전방 및 특정 측면 방향을 각각 촬영하는 복수의 내시경 카메라가 고정 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다면 내시경을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다면 내시경의 영상 표시 시스템에 따르면, 환자의 장기에 내시경 모듈을 삽입하여 병변 여부를 관찰하기 위한 내시경의 영상 표시 시스템에 있어서, 상기 내시경 모듈의 전면 중앙부를 중심으로 공통적으로 전방을 향함과 동시에 서로 다른 각도의 측면 방향으로 각각 경사지도록 배치되어, 각 경사면의 경사 방향을 따라 전방 및 특정 측면 방향을 각각 촬영하는 복수의 내시경 카메라와, 상기 복수의 내시경 카메라로부터 각각 다른 방향에서 촬영된 복수의 영상 신호를 각각 개별 영상신호 처리하는 복수의 영상 처리부, 상기 복수의 영상 처리부로부터 각각 영상신호 처리된 각기 다른 방향의 촬영 영상 신호를 멀티플렉싱하여 출력하는 멀티플렉서 및, 상기 멀티 플렉서를 통한 각기 다른 방향의 촬영 영상 신호를 하나의 화면에 동시 표시하는 영상 모니터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다면 내시경의 영상 표시 시스템을 제공한다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 인체의 장기를 관찰하기 위한 내시경 모듈에 복수의 소형 카메라를 촬영 초점 및 광각을 고려하여 상호 일정 각도를 갖도록 다면으로 배치하여 환부의 전방 및 측부의 다면 촬영이 가능하도록 하고, 다면 촬영된 각 영상을 하나의 모니터 화면에 동시 출력할 수 있도록 함에 따라, 종래의 단방향 내시경보다 휠씬 더 미세하게 장기의 병변 여부를 관찰할 수 있게 되고, 사용자가 내시경의 방향을 일일이 조정하지 않고서도 장기의 환부 전면에 대한 동시 촬영 및 관찰이 가능하여 내시경 시술에 소요되는 시간이 대폭으로 감소될 수 있다는 효과를 갖게 된다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
즉, 도 1은 본 발명에 따른 다면 내시경의 영상 표시 시스템에 대한 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다면 내시경의 영상 표시 시스템은, 영상 모니터(12)를 갖춘 내시경 영상 표시 장치(10)에 신호 전송 라인(14)을 통해 인체 내부에 직접 삽입되는 내시경 모듈(16)이 연결되어 있는데, 상기 내시경 모듈(16)에는 다방향으로 촬영이 가능한 복수의 내시경 카메라(18,20,22)가 고정적으로 배치되어 있다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 내시경 모듈(16)의 전면 중앙부에 는 일정 조도의 광을 조사하여 각 카메라(18,20,22)의 환부 촬영을 위한 시야를 확보해 주는 광원(24)이 설치된다.
또한, 상기 내시경 모듈(16)의 전면에는 상기 광원(24)의 설치 위치인 중앙부를 중심으로 하여 공통적으로 모두 전방을 향하는 경사 방향을 갖되, 서로 다른 각도의 측면 방향을 따라 각각 형성된 제1경사부(19)와, 제2경사부(21), 제3경사부(23)를 갖추고 있고, 각 경사부(19,21,23)에는 각 경사면의 경사 방향을 따라 배치되어 있는 제1내시경 카메라(18), 제2내시경 카메라(20), 제3내시경 카메라(22)가 설치된다.
상기 각 내시경 카메라(18,20,22)는 카메라의 촬영 초점 및 촬영 가능한 각도의 한계 내에서 각 경사부(19,21,23)의 경사 방향을 따라 전방 및 각기 담당하는 측면을 촬영할 수 있도록 되어 있는데, 해당 내시경 모듈(16)의 삽입 형태에 따라 상기 제1경사부(19)가 상방 좌측 방향을 향하는 경우에는, 상기 제1내시경 카메라(18)가 전방의 일부 및 상방 좌측 부분을 촬영할 수 있고, 내시경 모듈(16)의 삽입 형태에 의해 상기 제2경사부(21)가 상방 우측 방향을 향하는 경우에는, 상기 제2내시경 카메라(20)가 전방의 일부 및 상방 우측 부분을 촬영할 수 있으며, 상기 제3경사부(23)가 하측 방향을 향하는 경우에는, 상기 제3내시경 카메라(22)가 전방의 나머지 부분 및 하측 부분을 촬영할 수 있도록 되어 있다.
여기서, 본 발명에서는 내시경 카메라(18,20,22)가 3개 배치되는 것을 일예로 하여 설명하고 있지만, 이에 한정되지는 않는 것으로서 검사할 장기의 종류와, 장기 위치 등에 따라 최소 2개 또는 적어도 4개 이상의 내시경 카메라를 내시경 모 듈에 장착하는 것도 얼마든지 가능함은 물론이다.
그 다음에, 도 3은 본 발명에 따른 다면 내시경의 영상 표시 시스템에 대한 영상 처리 구성을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다면 내시경의 영상 표시 시스템은, 제1∼제3내시경 카메라(18,20,22) 및 광원(24)을 갖춘 내시경 모듈(16)과, 광원 제어부(26), 입력 포트(28), 제1∼제3영상 엔코더(30,32,34), 제1∼제3영상 디코더(36,38,40), 멀티플렉서(42), 영상 모니터(12)를 포함하여 구성된다.
상기 광원 제어부(26)는 사용자의 입력 조작에 따라 상기 광원(24)의 온/오프(On/Off) 제어 및 광량 제어를 수행하기 위한 것이다.
상기 입력 포트(28)는 상기 신호 전송 라인(14)을 통해서 상기 내시경 모듈(16)의 각 내시경 카메라(18,20,22)와 연결되어, 상기 제1∼제3내시경 카메라(18,20,22)로부터 촬영된 영상 신호를 입력받는다.
상기 제1영상 엔코더(30)는 상기 제1내시경 카메라(18)로부터 촬영된 제1영상 신호를 엔코딩하여 디지털 영상 데이터 스트림 형태로 출력하고, 상기 제2영상 엔코더(32)는 상기 제2내시경 카메라(20)로부터 촬영된 제2영상 신호를 엔코딩하여 디지털 영상 데이터 스트림 형태로 출력하며, 상기 제3영상 엔코더(34)는 상기 제3내시경 카메라(22)로부터 촬영된 제3영상 신호를 엔코딩하여 디지털 영상 데이터 스트림 형태로 출력한다.
상기 제1영상 디코더(36)는 상기 제1영상 엔코더(30)로부터의 제1영상신호의 디지털 영상 데이터 스트림을 디코딩하여 영상 출력 가능한 영상 신호 형태로 출력 하고, 상기 제2영상 디코더(38)는 상기 제2영상 엔코더(32)로부터의 제2영상신호의 디지털 영상 데이터 스트림을 디코딩하여 영상 출력 가능한 영상 신호 형태로 출력하며, 상기 제3영상 디코더(40)는 상기 제3영상 엔코더(34)로부터의 제3영상신호의 디지털 영상 데이터 스트림을 디코딩하여 영상 출력 가능한 영상 신호 형태로 출력한다.
상기 멀티플렉서(42)는 상기 제1∼제3영상 디코더(36,38,40)를 통해 각각 디코딩된 제1∼제3영상 신호를 멀티플렉싱하여 상기 영상 모니터(12)에 하나의 내시경 영상 화면으로서 재현되도록 한다.
즉, 상기 영상 모니터(12)에 재현되는 하나의 내시경 영상 화면은, 도 4a에 도시된 바와 같이 상기 제1∼제3내시경 카메라(18,20,22)에서 각각 촬영된 제1∼제3영상 신호가 하나의 화면에 한꺼번에 표시되도록 하되, 각 내시경 카메라(18,20,22)마다 촬영된 제1,제2,제3영상 신호를 화면 영역 별로 구분하여 각각 개별적으로 표시되도록 할 수 있다.
또한, 상기 영상 모니터(12)에 재현되는 하나의 내시경 영상 화면은, 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 제1∼제3내시경 카메라(18,20,22)에서 각각 촬영된 제1∼제3영상 신호가 하나의 화면에 한꺼번에 표시되도록 하되, 각각의 제1, 제2, 제3영상 신호가 서로 교차되어 중첩 표시되도록 함에 의해, 개별적인 내시경 카메라(18,20,22)에 의해 개별 촬영된 영상이 서로 연결된 단일 화면 형태로 재현되도록 할 수 있다.
이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1∼제3영상 엔코더(30,32,34)는 각각 제1∼제3중첩영역 추출부(44,46,48)와, 제1∼제3중첩영역 보상부(50,52,54)를 포함하여 구성되는 바, 각 중첩영역 추출부(44,46,48)는 상대방 영상 엔코더에 구성된 중첩영역 추출부와의 중첩 영역 비교에 의해 각 내시경 카메라(18,20,22) 별로 개별 촬영되었지만 실질적으로 교차되는 영상 신호의 화면 영역을 추출하게 되고, 각 중첩영역 보상부(50,52,54)는 해당 영상 엔코더(30,32,34)에 각각 연결되어 있는 각 중첩영역 추출부(44,46,48)로부터 중첩 영역이 추출된 결과에 따라 중첩 영역에 포함되는 영상 신호분을 감산 처리하거나, 시간적, 공간적 움직임 보상을 수행하여 중첩되지 않은 화면 영역과의 연계적인 연결이 가능하도록 한다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1중첩영역 추출부(44)는 상기 제2영상 엔코더(32)의 제2중첩영역 추출부(46)와, 상기 제3영상 엔코더(34)의 제3중첩영역 추출부(48)와의 영상 교차 부분 비교를 통해서, 해당 제1영상 엔코더(30)에 입력되는 제1내시경 카메라(18)로부터의 제1영상 신호(60)가 제2영상 신호(62)와 교차되는 중첩 영역(66)과, 상기 제3영상 신호(64)와 교차되는 중첩 영역(70), 상기 제2 및 제3영상 신호(62,64)와 공통적으로 교차되는 중첩 영역(72)을 추출하게 된다.
마찬가지로, 상기 제2중첩영역 추출부(46)도 상기 제1영상 엔코더(30)의 제1중첩영역 추출부(44)와, 상기 제3영상 엔코더(34)의 제3중첩영역 추출부(48)와의 영상 교차 부분 비교를 통해서, 해당 제2영상 엔코더(32)에 입력되는 제2내시경 카메라(20)로부터의 제1영상 신호(62)가 제1영상 신호(60)와 교차되는 중첩 영역(66)과, 상기 제3영상 신호(64)와 교차되는 중첩 영역(68), 상기 제1 및 제3영상 신호(60,64)와 공통적으로 교차되는 중첩 영역(72)을 추출하게 된다.
상기 제3중첩영역 추출부(48)도 상기 제3내시경 카메라(22)로부터의 제3영상 신호와 교차되는 제1영상 신호(60), 제2영상 신호(62)에 의한 중첩 영역(70,72)을 각각 추출할 수 있게 된다.
한편, 상기 제1중첩영역 보상부(50)는 상기 중첩영역 추출부(44)로부터의 중첩 영역 추출 결과에 따라, 상기 제2영상 엔코더(32) 또는 상기 제3영상 엔코더(34)로부터의 영상 신호가 해당 중첩 영역에 대해 표시되도록 제1영상 신호(60) 중에서 중첩 영역(66,70,72)을 감산 처리할 수 있도록 하고, 상기 제2중첩영역 보상부(52) 및 제3중첩영역 보상부(54)는 상기 제1영상 신호(60)와의 중첩 영역(66,70,72)에 대한 연계적인 연결 표시를 위해 시간적, 공간적 움직임 보상을 수행한다.
또한, 상기 제2중첩영역 보상부(52)와, 상기 제3중첩영역 보상부(54)에서도 상기 제1중첩영역 보상부(50)로부터의 중첩 영역 감산 처리를 수행할 수 있도록 한다.
여기서, 상기 제1∼제3영상 신호(60,62,64)에서의 중첩 영역(66,70,68,72)에 대한 영상 신호분 감산 처리 및 시간적, 공간적 움직임 보상을 처리하는 중첩영역 보상부에 대한 선택은, 디폴트 설정에 의해 임의적으로 결정될 수 있도록 하거나, 사용자의 설정 조작에 의해 선택적으로 적용할 수 있도록 한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에서는 상기 영상 엔코더(30,32,34)와, 상기 영상 디코더(36, 38,40)가 제1∼제3내시경 카메라(18,20,22)로부터의 촬영 영상을 각기 개별적으로 처리하도록 상호 독립적으로 구성되어 있지만, 본 발명은 이 에 한정되지 않는 것으로서 디지털신호 처리부(Digital Signal Processor; DSP), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등과 같은 영상신호 처리 전용 모듈 형태로 얼마든지 구현할 수 있다.
상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다면 내시경의 영상 표시 시스템에 대한 전체 구성을 나타낸 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 다면 내시경 카메라의 배치 형태를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 다면 내시경의 영상 표시 시스템에 대한 영상 처리 구성을 나타낸 도면,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 다면 내시경에 의해 촬영한 영상이 영상 모니터에 표시되는 상태를 예시적으로 각각 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 다른 예에 따라 다면 내시경 영상의 중첩 영역 처리를 위한 영상 엔코더의 구성을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 예에 따라 중첩된 영상 영역을 갖는 다면 내시경으로부터의 촬영 영상이 영상 모니터에 표시되는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10:내시경 영상 표시 장치, 12:영상 모니터,
14:신호 전송 라인, 16:내시경 모듈,
18:제1내시경 카메라, 20:제2내시경 카메라,
22:제3내시경 카메라, 24:광원,
26:광원 제어부, 28:입력 포트,
30,32,34:영상 엔코더, 36,38,40:영상 디코더,
42:멀티플렉서, 44,46,48:중첩영역 추출부,
50,52,54:중첩영역 보상부.
Claims (6)
- 환자의 장기에 내시경 모듈을 삽입하여 병변 여부를 관찰하기 위한 내시경에 있어서,상기 내시경 모듈의 전면 중앙부에는 일정 조도의 광을 조사하여 카메라의 환부 촬영을 위한 시야를 확보해 주는 광원이 설치되고,상기 광원의 설치 위치 중앙부를 중심으로 공통적으로 전방을 향하는 경사 방향을 갖고 있음과 동시에 서로 다른 각도의 측면 방향으로 경사진 복수의 경사부가 각각 형성되며,상기 복수의 경사부에 각 경사면의 경사 방향을 따라 전방 및 특정 측면 방향을 각각 촬영하는 복수의 내시경 카메라가 고정 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다면 내시경.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 경사부는 전방 및 상방 좌측 방향을 향하여 경사진 제1경사부와, 전방 및 상부 우측 방향을 향하여 경사진 제2경사부, 전방 및 하측 방향을 향하여 경사진 제3경사부를 포함하고,상기 복수의 내시경 카메라는 상기 제1경사부에 배치되어 전방 및 상방 좌측을 촬영하는 제1내시경 카메라와, 상기 제2경사부에 배치되어 전방 및 상방 우측을 촬영하는 제2내시경 카메라, 상기 제3경사부에 배치되어 전방 및 하측을 촬영하는 제3내시경 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 다면 내시경.
- 환자의 장기에 내시경 모듈을 삽입하여 병변 여부를 관찰하기 위한 내시경의 영상 표시 시스템에 있어서,상기 내시경 모듈의 전면 중앙부를 중심으로 공통적으로 전방을 향함과 동시에 서로 다른 각도의 측면 방향으로 각각 경사지도록 배치되어, 각 경사면의 경사 방향을 따라 전방 및 특정 측면 방향을 각각 촬영하는 복수의 내시경 카메라와;상기 복수의 내시경 카메라로부터 각각 다른 방향에서 촬영된 복수의 영상 신호를 각각 개별 영상신호 처리하는 복수의 영상 처리부;상기 복수의 영상 처리부로부터 각각 영상신호 처리된 각기 다른 방향의 촬영 영상 신호를 멀티플렉싱하여 출력하는 멀티플렉서; 및상기 멀티 플렉서를 통한 각기 다른 방향의 촬영 영상 신호를 하나의 화면에 동시 표시하는 영상 모니터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다면 내시경의 영상 표시 시스템.
- 제 3 항에 있어서,상기 복수의 영상 처리부는 상기 복수의 내시경 카메라로부터 각각 촬영된 복수의 영상 신호를 개별 엔코딩하는 복수의 영상 엔코더와, 상기 복수의 영상 엔코더로부터 각각 엔코딩된 영상 신호를 개별 디코딩하여 상기 멀티플렉서에 전송하는 복수의 영상 디코더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다면 내시경의 영상 표시 시스템.
- 제 4 항에 있어서,상기 복수의 영상 엔코더는 상대방 내시경 카메라의 촬영 영상과의 중첩 촬영 영역 비교에 의해 상대방 내시경 카메라와 실질적으로 교차된 영상 신호의 화면 영역을 추출하는 중첩영역 추출부와, 상기 중첩영역 추출부로부터의 중첩 영역 추출 결과에 따라 중첩 영역에 포함되는 영상 신호분을 감산 처리하거나 미중첩 화면 영역과의 연계적 연결을 위한 시간적, 공간적 움직임 보상을 수행하는 중첩영역 보상부를 각각 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다면 내시경의 영상 표시 시스템.
- 제 3 항에 있어서,상기 내시경 모듈의 전면 중앙부에 배치된 상태에서 일정 조도의 광을 조사하여 각 내시경 카메라의 환부 촬영을 위한 시야를 확보해 주는 광원과, 상기 광원의 온/오프 제어 및 광량 제어를 수행하는 광원 제어부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다면 내시경의 영상 표시 시스템.
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2009
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