KR20120138473A - 입체 엑스레이 영상을 제공하는 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

입체 엑스레이 영상을 제공하는 방법 및 시스템에 있어서, 환자의 피검 부위에 대해 여러 각도에서 촬영된 엑스레이 영상들을 이용하여 사용자가 원하는 시점(viewpoint)에 대응되는 3차원 엑스레이 영상을 생성하고, 표시한다.

Description

입체 엑스레이 영상을 제공하는 방법 및 시스템{Method and system for providing stereoscopic X-ray image}
다양한 각도에서 획득된 멀티 뷰(multi-view) 엑스레이 영상을 이용하여 입체 엑스레이 영상을 제공하는 방법 및 시스템을 개시한다.
엑스레이 기술은 의료 분야, 산업 분야, 과학 분야 등에서 실용적인 용도로 사용되고 있다. 특히, 의료 분야에서 엑스레이는 환자의 건강을 진단하는 도구로써 사용되고 있다. 엑스레이는 인체의 해부학적 구조를 가시화시킬 수 있으므로, 인체 내부의 병리현상, 질병 또는 비정상적인 해부학적 구조를 파악하기 위해 사용된다. 하지만, 엑스레이 기술의 유용성은 인체 내부의 구조에 대한 3차원 정보를 제공하기 어렵다는 점에 한계가 있다. 즉, 기존의 엑스레이 영상은 필름이나 이미지 센서를 이용한 2차원 영상일 뿐이므로, 의료 분야에서 인체 내부를 검사할 때 입체감이나 현실감이 떨어지는 문제점이 있었다. 그러므로, 최근에는 환자가 방사선에 제한적으로 노출되도록 하면서 비교적 사용이 간단한 방법으로 환자 신체 내부의 3차원 정보를 추출하기 위한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 다양한 각도에서 획득된 멀티 뷰(multi-view) 엑스레이 영상을 이용하여 인간의 양안시차에 기초한 입체 엑스레이 영상, 특히 3차원 엑스레이 영상을 제공하는 방법 및 시스템을 제공하는데 있다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 데 있다. 본 실시예가 해결하려는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
일 측면에 따르면, 입체 엑스레이 영상 제공 방법은 환자의 피검 부위의 주위를 회전하는 동안, 상기 피검 부위에 대하여 각각의 회전 각도에서 촬영된 엑스레이 영상들을 획득하는 단계; 상기 피검 부위에 대한 시점(viewpoint)의 정보가 입력된 경우, 상기 획득된 엑스레이 영상들 중 상기 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들을 이용하여 3차원 엑스레이 영상을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 3차원 엑스레이 영상을 표시하는 단계를 포함한다.
다른 일 측면에 따르면, 입체 엑스레이 영상 제공 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또 다른 일 측면에 따르면, 입체 엑스레이 영상 제공 시스템은 환자의 피검 부위의 주위를 회전하면서, 상기 피검 부위에 대하여 각각의 회전 각도에서 촬영된 엑스레이 영상들을 획득하는 영상 획득 장치; 상기 피검 부위에 대한 시점(viewpoint)의 정보가 입력된 경우, 상기 획득된 엑스레이 영상들 중 상기 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들을 이용하여 3차원 엑스레이 영상을 생성하는 영상 생성 장치; 및 상기 생성된 3차원 엑스레이 영상을 표시하는 표시 장치를 포함한다.
상기된 바에 따르면, 환자의 피검 부위에 대해 다양한 각도에서 획득된 엑스레이 영상을 이용하여 생성된 3차원 엑스레이 영상이 의사 등과 같은 검진자에게 제공됨으로써 검진자가 인체 내부의 중첩된 조직에 의해 가려진 종양의 위치, 크기 및 깊이 정보 등을 파악할 수 있으므로, 검진자의 엑스레이 영상을 이용한 진단의 정확도를 높일 수 있고 이를 기초로 정확한 처방 및 치료를 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예예 따른 입체 엑스레이 영상 제공 시스템의 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 영상 획득 장치의 동작을 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상 획득 장치의 동작을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 생성 장치의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 양안에 대응되는 피검 부위의 엑스레이 영상들을 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 영상 생성 장치에서 생성된 3차원 엑스레이 영상을 도시한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 5a와 다른 시점에 대응되는 3차원 엑스레이 영상을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 엑스레이 영상을 제공하는 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 엑스레이 영상을 생성하는 방법의 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하도록 하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시예예 따른 입체 엑스레이 영상 제공 시스템의 구성도이다. 도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 입체 엑스레이 영상 제공 시스템(1)은 영상 획득 장치(10), 입력 장치(20), 영상 생성 장치(30) 및 표시 장치(40)로 구성된다.
도 1에 도시된 입체 엑스레이 영상 제공 시스템(1)은 본 실시예와 관련된 구성 요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
입체 엑스레이 영상 제공 시스템(1)은 환자의 피검 부위(2)에 대한 3차원 엑스레이 영상을 제공하는 시스템이다. 이하의 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여, 환자의 피검 부위(2)는 환자의 유방 부위인 것으로 가정하여 설명하도록 하겠다. 즉, 입체 엑스레이 영상 제공 시스템(1)은 마모그래피 시스템(mammography system)에 해당되는 것으로 설명하겠으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 본 실시예는 환자의 유방 부위 외의 환자의 다른 신체 부위에 대한 의료용 3차원 엑스레이 영상을 제공하는 시스템일 수 있음을 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
엑스레이(x-ray)는 진공 방전에 있어서 음극에서 고속으로 튀어나오는 전자 선(electron ray)을 중금속에 충돌시키면 발생되는 파장이 짧은 전자파로써, 물체에 대하여 투과도가 매우 강할 뿐 아니라 형광 작용이 있다. 따라서, 피검 부위(2)에 엑스레이를 조사할 경우 엑스레이의 일부는 피검 부위(2)에 흡수되어 감쇠(attenuation)되기 때문에 피검 부위(2) 내부의 밀도나 두께 등의 변화를 획득해 낼 수 있다. 영상 획득 장치(10)는 엑스레이의 이와 같은 특성을 이용하여 피검 부위(2) 내부의 형태, 구조를 나타내는 2차원 엑스레이 영상을 획득한다.
영상 획득 장치(10)는 환자의 피검 부위(2)의 주위를 회전하면서, 피검 부위(2)에 대하여 각각의 회전 각도에서 촬영된 엑스레이 영상들을 획득한다. 영상 획득 장치(10)는 적어도 1개의 엑스레이 발생부를 구비하여 엑스레이 영상들을 획득한다.
여기서, 각각의 회전 각도에서 촬영된 엑스레이 영상들은 동일한 엑스레이의 선량(dose)의 조건으로 촬영된다. 일반적으로 엑스레이는 엑스레이의 강도를 나타내는 엑스레이 선량에 따라 피검 부위(2)를 투과할 수 있는 정도가 달라진다. 따라서, 사용자는 촬영이 시작되기 전에 촬영하고자 하는 선량의 조건을 입력 장치(20)를 통해 입력한다. 선량의 조건은 촬영이 시작되기 전 입력 장치(20)를 통한 사용자의 입력에 의해 변경될 수 있다. 이와 같이 영상 획득 장치(10)가 피검 부위(2)에 여러 조건의 선량들에 따라 엑스레이 빔을 조사하는 경우, 각각의 경우마다 투과 정도가 다른 엑스레이 영상들이 획득될 수 있다.
영상 획득 장치(10)의 동작은 도 2a 및 2b를 참고하여, 보다 자세하게 설명하도록 하겠다. 본 실시예에 따른 영상 획득 장치(10)는 엑스레이 발생부 및 엑스레이 검출부를 포함하나, 이에 대해서는 도 1에 따로 도시되지 않았다. 하지만, 영상 획득 장치(10)에 대한 설명 중, 엑스레이 빔을 조사하는 엑스레이 발생부, 투과된 엑스레이 빔을 검출하는 엑스레이 검출부 등과 같은 일반적인 구성 요소들의 내부 구조 등에 대한 일반적인 설명은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로 생략하도록 하겠다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 영상 획득 장치의 동작을 도시한 도면이다. 도 2a를 참고하면, 이하에서 설명할 도 2b의 제 2 실시예와 달리, 영상 획득 장치(10)는 1개의 엑스레이 발생부 A(201)를 구비한다.
엑스레이 발생부 A(201)는 환자의 피검 부위(203) 주위를 회전하면서, 엑스레이 빔을 조사한다. 그리고, 엑스레이 검출부(202)는 회전하는 동안 투과된 엑스레이 빔을 검출하고, 검출된 결과에 따라 엑스레이 영상을 획득한다. 이와 같이 엑스레이 검출부(202)에서 검출된 결과에 기초하여 획득된 엑스레이 영상은 도 3에 도시된 2차원 영상 처리부(3210)에서 2차원 엑스레이 영상으로 처리된다.
보다 상세하게 설명하면, 엑스레이 발생부 A(201)는 피검 부위(203)를 축으로 회전하면서, 각각의 회전 각도에서 피검 부위(203)에 엑스레이 빔을 조사한다. 예를 들면, 엑스레이 발생부 A(201)는 어느 하나의 회전 각도(204)에서 정지하여 엑스레이 빔을 조사하고, 그리고 나서 엑스레이 발생부 A(201)는 다른 하나의 회전 각도(205)에서 정지하여 엑스레이 빔을 조사한다. 이와 같은 회전 각도(204, 205)는 사용 환경에 맞게 사용자에 의해 임의로 설정되고 변경될 수 있다.
엑스레이 검출부(202)는 이와 같이 조사된 엑스레이 빔들을 각각 검출하고, 검출된 엑스레이 빔에 기초하여 엑스레이 영상을 획득한다. 이 때, 엑스레이 검출부(202)는 획득된 엑스레이 영상이 어느 회전 각도에서 획득된 엑스레이 영상인지에 대한 정보를 매핑(mapping)한다.
다음으로, 도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 영상 획득 장치의 동작을 도시한 도면이다. 도 2b를 참고하면, 앞서 설명한 도 2a의 제 1 실시예와 달리, 영상 획득 장치(10)는 2개의 엑스레이 발생부 A(211) 및 엑스레이 발생부 B(212)를 구비한다. 여기서, 엑스레이 발생부 A(211) 및 엑스레이 발생부 B(212) 사이의 거리는 인간의 양안시차에 해당되는 거리일 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않는다. 본 실시예에서 엑스레이 발생부의 개수는 이에 제한되지 않고, 적어도 2개 이상일 수도 있다. 즉, 제 2 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 2개만 도시되었다.
엑스레이 발생부 A(211) 및 엑스레이 발생부 B(212)는 환자의 피검 부위(214) 주위를 회전하면서, 엑스레이 빔을 조사한다. 도 2a의 제 1 실시예와 달리, 엑스레이 발생부 A(211) 및 엑스레이 발생부 B(212)는 한 쌍(pair)의 엑스레이 빔들을 동시에 조사한다. 그리고, 엑스레이 검출부(213)는 회전하는 동안 투과된 엑스레이 빔들을 검출하고, 검출된 결과에 따라 한 쌍의 엑스레이 영상들을 동시에 획득한다. 따라서, 영상 획득 장치(10)가 2 이상의 엑스레이 발생부들을 구비하는 경우에는 영상 획득 장치(10)는 적어도 한 쌍의 엑스레이 영상들을 동시에 획득한다.
보다 상세하게 설명하면, 엑스레이 발생부 A 및 B(211, 212)의 쌍(pair)은 피검 부위(214)를 축으로 같이 회전하고, 엑스레이 발생부 A 및 B(211, 212) 각각은 각각의 회전 각도에서 피검 부위(214)에 엑스레이 빔을 조사한다. 예를 들면, 엑스레이 발생부 A(211)는 어느 하나의 회전 각도(215)에서 엑스레이 빔을 조사하고, 이와 동시에 엑스레이 발생부 B(212)는 이 회전 각도(215)에서 엑스레이 빔을 조사한다. 그리고 나서, 엑스레이 발생부 A 및 B(211, 212)의 쌍(pair)은 다른 하나의 회전 각도에서 동일한 방법으로 엑스레이 빔을 조사한다.
엑스레이 검출부(213)는 이와 같이 엑스레이 발생부 A 및 B(211, 212) 각각에서 조사된 엑스레이 빔들을 각각 검출하고, 검출된 엑스레이 빔들에 기초하여 엑스레이 영상들을 획득한다. 이 때, 엑스레이 검출부(202)는 획득된 엑스레이 영상들 각각이 어느 회전 각도에서 획득된 엑스레이 영상인지에 대한 정보를 매핑한다.
이와 같은 도 2a의 제 1 실시예 및 도 2b의 제 2 실시예에 따라, 영상 획득 장치(10)는 피검 부위(2)의 다양한 회전 각도에서의 엑스레이 영상들을 획득한다. 비록, 이와 같이 획득된 엑스레이 영상들은 2차원 영상들에 해당되지만, 이는 본 실시예에 따른 도 1의 영상 생성 장치(30)에 의해 3차원 엑스레이 영상을 생성하는데 기초가 된다.
다시 도 1을 참고하면, 영상 생성 장치(30)는 3차원 엑스레이 영상을 생성한다. 보다 상세하게 설명하면, 피검 부위(2)에 대한 시점(viewpoint)의 정보가 입력된 경우, 획득된 엑스레이 영상들 중 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들을 이용하여 3차원 엑스레이 영상을 생성한다. 여기서, 시점은 피검 부위(2)에 대해 의사, 검진자와 같은 사용자가 보고자하는 방향에 대한 정보를 포함한다.
입력 장치(20)는 사용자로부터 피검 부위(2)에 대해 사용자가 보고자하는 방향을 나타내는 시점에 대한 정보를 입력받는다. 또한, 입력 장치(20)는 앞서 설명한 바와 같이 촬영할 엑스레이의 선량(dose)의 조건도 입력받을 수 있다. 영상 생성 장치(30)는 사용자가 입력 장치(20)를 통해 입력한 시점 및 선량(dose) 중 적어도 하나에 대응되는 3차원 엑스레이 영상을 생성한다. 여기서, 입력 장치(20)는 일반적으로 알려진 키보드, 마우스, 터치 화면, 음성 인식 등의 모든 정보 입력 수단을 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 생성 장치의 상세 구성도이다. 도 3을 참고하면, 영상 생성 장치(30)는 영상 저장부(310) 및 영상 처리부(320)로 구성되고, 영상 처리부(320)는 2차원 영상 처리부(3210) 및 3차원 영상 처리부(3211)로 구성된다.
여기서, 영상 처리부(320)는 하나 또는 복수 개의 프로세서에 해당한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
2차원 영상 처리부(3210)는 영상 획득 장치(도 1의 10)에서 획득된 엑스레이 영상들을 처리하여 2차원 엑스레이 영상을 생성하는 장치이다. 2차원 영상 처리부(3210)는 2차원 엑스레이 영상을 생성하여 영상 저장부(310)로 전송한다. 이와 같은 2차원 영상 처리부(3210)에서 영상을 처리하는 과정은 단순하게 2차원 엑스레이 영상을 처리하는 것으로써 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 방법이므로, 자세한 설명은 생략하도록 하겠다.
영상 저장부(310)는 생성된 2차원 엑스레이 영상을 일괄적으로 모두 저장한다. 즉, 영상 저장부(310)는 3차원 영상 처리부(3211)에서 3차원 엑스레이 영상을 생성하기 이전에, 영상 획득 장치(10)에서 획득된 엑스레이 영상들을 모두 저장한다. 그리고, 저장이 모두 완료된 경우, 이후에 영상 저장부(310)는 3차원 영상 처리부(3211)에서 필요한 엑스레이 영상들만 3차원 영상 처리부(3211)로 전송한다.
본 실시예에 따른 영상 생성 장치(30)는 양안시차(binocular disparity)에 기초한 3차원 엑스레이 영상을 생성한다. 특히, 3차원 엑스레이 영상의 생성 과정은 3차원 영상 처리부(3211)가 담당한다.
3차원 영상 처리부(3211)는 사용자로부터 시점의 정보가 입력된 경우, 저장된 엑스레이 영상들 중 입력된 시점에 대응되는 엑스레이 영상들을 독출하여 3차원 엑스레이 영상으로 처리하고, 3차원 엑스레이 영상을 생성한다. 여기서, 입력된 시점에 대응되는 엑스레이 영상들은 획득된 엑스레이 영상들 중 사용자의 양안(both eyes) 각각에 대응되는 적어도 한 쌍(pair)의 엑스레이 영상들이다.
본 실시예에 따라 3차원 영상 처리부(3211)에서 3차원 엑스레이 영상을 처리하는 원리에 대한 설명은 다음과 같다.
인간의 두 눈은 가로 방향으로 약 65㎜ 떨어져서 존재하므로, 양안시차가 존재한다. 여기서, 입체감은 양안시차로 인해 생긴다. 보다 상세하게 설명하면, 양안 각각은 서로 약간 다른 2차원의 상을 보게 되고, 이 두 상은 망막을 통해 뇌로 전달된다. 뇌는 두 상을 정확히 서로 합성 처리하여 3차원 영상의 원근감과 실재감을 재생하여 인간에게 입체감을 느끼게 한다. 이와 같은 현상을 스테레오스코피(Stereoscopy)라 일컫는다.
예를 들면, 3차원 입체 영화를 촬영하는 경우, 인간이 양안으로 물체를 바라볼 때와 같이 두 대의 촬영기로 영화 장면을 좌, 우에서 동시에 촬영한다. 촬영된 두 개의 필름의 장면들은 좌, 우로 약간의 차이를 보인다. 이 두 필름이 동시에 영사되는 동안 각각의 필름의 장면을 각각의 눈이 인지하게 되면 뇌에서는 입체감을 느낄 수 있다.
한 화면에서 두 장면이 동시에 상영되는 동안 좌, 우의 각각의 눈에 서로 다른 장면을 인지하여 입체감을 느끼게 하는 방법에는 여러 가지가 있다. 그 중에는 편광 필터를 이용하는 방식, 애너글리프(anaglyph) 방식 등 여러 가지가 있다. 대표적으로 편광 필터를 이용하는 방식은 다음과 같다.
편광 필터를 이용한 3차원 입체 영화는 서로 다른 방향의 편광 필터를 통과한 두 개의 영상을 화면에 영사한다. 관객 역시 편광 필터를 갖춘 안경을 쓰고 영화를 관람해야 입체 영상을 즐길 수 있다. 이 때, 안경의 오른쪽 렌즈와 왼쪽 렌즈에 사용되는 편광 필터는 편광 방향이 서로 90도 어긋나 있다. 편광 필터는 다른 방향으로 편광된 빛은 통과시키지 못하므로, 관객은 우안과 좌안으로 차이가 있는 영상을 보게 되어 뇌는 상영된 영상을 입체적으로 지각하게 된다.
이외에도, 3차원 입체 영상을 구현하는 방식에는 안경을 이용하지 않는, 렌티큘러(lenticular) 렌즈 방식, 패럴렉스 베리어(parallax barrier) 방식, 집적 영상, 체적 영상, 홀로그램 방식 등이 있다. 앞서 설명된 3차원 입체 영화를 구현하는 방법들은 본 실시예의 이해를 돕기 위한 것이고, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 보다 자세한 설명은 생략하도록 하겠다.
본 실시예에 따른 3차원 영상 처리부(3211)는 앞서 설명한 양안시차에 기초한 3차원 입체 영화의 구현 방법들을 이용한다.
보다 상세하게 설명하면, 영상 저장부(310)에 저장되어 있는 엑스레이 영상들은 피검 부위(도 1의 2)의 주위를 회전하면서 촬영되고 획득된 영상들이기 때문에, 이 중 적어도 한 쌍(pair)씩은 양안시차에 대응되는 영상들에 해당된다. 예를 들어 양안시차가 65㎜라 가정하면, 저장된 엑스레이 영상들 중 엑스레이 발생부의 위치 사이의 거리가 65㎜가 되는 각도에서 획득된 한 쌍의 엑스레이 영상들은 좌, 우 눈에 대응되는 영상들에 해당된다.
그러므로, 3차원 영상 처리부(3211)는 이와 같이 양안에 대응되는 적어도 한 쌍의 엑스레이 영상들을 영상 저장부(310)로부터 독출하여 3차원 엑스레이 영상을 생성한다.
이 경우, 어떠한 엑스레이 영상들을 독출할 것인지에 대해 3차원 영상 처리부(3211)는 입력 장치(20)을 통해 사용자로부터 입력된 시점의 정보를 고려한다. 앞서 설명한 바와 같이, 시점은 피검 부위에 대해 사용자가 보고자하는 방향에 대한 정보를 나타낸다.
3차원 영상 처리부(3211)는 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들을 독출한다. 즉, 3차원 영상 처리부(3211)는, 시점이 나타내는 방향을 기준으로 좌, 우의 엑스레이 발생부의 위치 사이의 거리가 65㎜가 되는 각도를 고려하여 엑스레이 영상들을 독출하고, 3차원 엑스레이 영상을 생성한다. 이와 같이, 3차원 영상 처리부(3211)는 사용자로부터 시점의 정보가 입력된 경우, 저장된 엑스레이 영상들 중 시점에 대응되는 엑스레이 영상들, 즉 양안에 대응되는 적어도 한 쌍의 엑스레이 영상들을 독출하여, 3차원 엑스레이 영상을 생성한다.
3차원 영상 처리부(3211)가 양안에 대응되는 적어도 한 쌍의 독출된 엑스레이 영상들을 합성하는 방법은, 앞서 설명한 3차원 입체 영화를 합성하는 것과 유사하고, 또한 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 자세한 설명은 생략하도록 하겠다.
3차원 영상 처리부(3211)는 위와 같은 방법을 사용하여 3차원 엑스레이 영상을 생성한다.
다시 도 1을 참고하면, 영상 획득 장치(10)는 앞서 설명한 바와 같이, 서로 다른 회전 각도들에서 엑스레이 영상들을 획득하였으므로, 3차원 영상 처리부(3211)는 피검 부위의 다양한 방향에서의 3차원 엑스레이 영상을 생성할 수 있다.
영상 생성 장치(30)는 사용자로부터 입력된 시점이 변경된 경우, 변경된 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들을 이용하여 3차원 엑스레이 영상을 생성한다. 즉, 사용자가 입력 장치(20)를 통해 이리저리 피검 부위(2)의 시점을 변경하는 경우, 영상 생성 장치(30)는 변경된 시점에 따른 3차원 엑스레이 영상을 생성한다.
표시 장치(40)는 생성된 3차원 엑스레이 영상을 표시한다. 표시 장치(40)는 앞서 설명한 바와 같이, 생성된 3차원 엑스레이 영상을 서로 다른 방향의 편광 필터에 통과시켜 표시하는 장치 등으로써, 일종의 모니터에 해당된다. 하지만, 표시 장치(40)는 일반적으로 알려진 3차원 영상을 표시할 수 있는 장치들을 포함할 수 있을 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 양안에 대응되는 피검 부위의 엑스레이 영상들을 도시한 도면이다. 도 4를 참고하면, 좌안(401)에 대응되는 엑스레이 영상(403)과 우안(402)에 대응되는 엑스레이 영상(404)이 도시되어 있다. 각각의 엑스레이 영상(403, 404)은 유방 조직에 관한 영상이고, 유방 조직에는 종양(405)이 존재하고 있다.
3차원 영상 처리부(도 3의 3211)는 영상 저장부(310)에 저장된 엑스레이 영상들 중, 사용자로부터 입력된 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들(403, 404)을 독출한다. 이 엑스레이 영상들(403, 404)은 서로 다른 회전 각도에서 획득되었으므로, 약간의 차이가 있다. 하지만, 엑스레이 영상들(403, 404)은 동일한 조건의 선량들로부터 획득되었으므로, 깊이를 나타내는 시점은 동일한 영상들이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 영상 생성 장치에서 생성된 3차원 엑스레이 영상을 도시한 도면이다. 도 5a를 참고하면, 3차원 엑스레이 영상(501)은 사용자가 편광 필터를 갖춘 안경을 쓰고 보았을 때, 표시 장치(도 1의 40)에 표시된 것이다. 사용자는 양안시차로 인하여 3차원 엑스레이 영상(501)의 입체감을 느낌으로써, 중첩된 조직에 의해 가려진 종양(502)의 위치, 크기 및 깊이 정보 등을 파악할 수 있다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 5a와 다른 시점에 대응되는 3차원 엑스레이 영상을 도시한 도면이다. 도 5b를 참고하면, 도 5a와 비교할 때, 피검 부위에 대한 시점을 변경시킨 경우의 3차원 엑스레이 영상(521)이 도시되어 있다. 시점이 변경되었는바, 표시된 3차원 엑스레이 영상(521)은 도 5a의 3차원 엑스레이 영상(501)과 비교하여 새로운 방향의 시점으로 변경되었다.
다시 도 1을 참고하면, 영상 획득 장치(10)는 앞서 설명한 바와 같이, 서로 다른 회전 각도에서 엑스레이 영상을 획득하였으므로, 3차원 영상 처리부(3211)는 피검 부위의 서로 다른 방향에 대한 3차원 엑스레이 영상을 생성할 수 있다. 즉, 사용자의 요구에 의해 피검 부위(2)에 대한 시점이 변경된 경우에도, 변경된 시점에 해당되는 3차원 엑스레이 영상을 생성하여 표시할 수 있다
그러므로, 검진자와 같은 사용자가 인체 내부의 중첩된 조직에 의해 가려진 종양의 위치, 크기 및 깊이 정보 등을 여러 방향에서 파악할 수 있으므로, 검진자의 엑스레이 영상을 이용한 진단의 정확도를 높일 수 있고 이를 기초로 정확한 처방 및 치료를 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 엑스레이 영상을 제공하는 방법의 흐름도이다. 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 입체 엑스레이 영상 제공 방법은 도 1에 도시된 입체 엑스레이 영상 제공 시스템(1)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 1에 도시된 입체 엑스레이 영상 제공 시스템(1)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 입체 엑스레이 영상 제공 방법에도 적용된다.
601 단계에서, 영상 획득 장치(10)은 환자의 피검 부위(2)의 주위를 회전하는 동안, 피검 부위(2)에 대하여 각각의 회전 각도에서 촬영된 엑스레이 영상들을 획득한다.
602 단계에서, 영상 생성 장치(30)는 피검 부위(2)에 대한 시점의 정보가 입력 장치(20)을 통해 입력된 경우, 획득된 엑스레이 영상들 중 입력된 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들을 이용하여 3차원 엑스레이 영상을 생성한다.
603 단계에서, 표시 장치(40)은 생성된 3차원 엑스레이 영상을 표시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 엑스레이 영상을 생성하는 방법의 상세 흐름도이다. 도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 3차원 엑스레이 영상 생성 방법은 도 3에 도시된 영상 생성 장치(30)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 도 3에 도시된 영상 생성 장치(30)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 3차원 엑스레이 영상 생성 방법에도 적용된다.
701 단계에서, 2차원 영상 처리부(3210)는 영상 획득 장치(도 1의 10)가 회전하는 동안 획득된 엑스레이 영상들을 처리하여 2차원 엑스레이 영상들을 생성한다.
702 단계에서, 영상 저장부(310)는 생성된 2차원 엑스레이 영상들을 일괄적으로 모두 저장한다. 2차원 엑스레이 영상들의 저장이 모두 완료된 경우에 703 단계로 진행된다.
703 단계에서, 영상 생성 장치(30)와 연결된 입력 장치(20)는 사용자로부터 피검 부위(2)에 대해 사용자가 보고자하는 시점에 대한 정보를 입력받았는지 판단한다.
704 단계에서, 3차원 영상 처리부(3211)는 사용자로부터 시점의 정보가 입력된 경우, 저장된 엑스레이 영상들 중 시점에 대응되는 엑스레이 영상들을 독출하여 3차원 엑스레이 영상으로 처리하고, 3차원 엑스레이 영상을 생성한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 실시예에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 입체 엑스레이 영상 제공 시스템 2: 피검 부위
10: 영상 획득 장치 20: 입력 장치
30: 영상 생성 장치 40: 표시 장치
310: 영상 저장부 320: 영상 처리부
3210: 2차원 영상 처리부 3211: 3차원 영상 처리부

Claims (20)

  1. 환자의 피검 부위의 주위를 회전하는 동안, 상기 피검 부위에 대하여 각각의 회전 각도에서 촬영된 엑스레이 영상들을 획득하는 단계;
    상기 피검 부위에 대한 시점(viewpoint)의 정보가 입력된 경우, 상기 획득된 엑스레이 영상들 중 상기 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들을 이용하여 3차원 엑스레이 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 3차원 엑스레이 영상을 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 엑스레이 영상 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는 상기 시점이 변경된 경우 상기 변경된 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들을 이용하여 3차원 엑스레이 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는 양안시차(binocular disparity)에 기초한 3차원 엑스레이 영상을 생성하고,
    상기 시점에 대응되는 엑스레이 영상들은 상기 획득된 엑스레이 영상들 중 사용자의 양안(both eyes) 각각에 대응되는 적어도 한 쌍(pair)의 엑스레이 영상들인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 회전 각도에서 상기 촬영된 엑스레이 영상들은 동일한 엑스레이의 선량(dose)의 조건으로 촬영된 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 선량의 조건은 사용자의 입력에 의해 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시점은 상기 피검 부위에 대해 사용자가 보고자하는 방향에 대한 정보를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는
    상기 획득된 엑스레이 영상들을 저장하는 단계; 및
    사용자로부터 상기 시점의 정보가 입력된 경우, 상기 저장된 엑스레이 영상들 중 상기 시점에 대응되는 엑스레이 영상들을 독출하여 3차원 엑스레이 영상으로 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    사용자로부터 상기 피검 부위에 대해 상기 시점에 대한 정보 및 촬영할 엑스레이의 선량(dose)의 조건 중 적어도 하나를 입력받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 획득하는 단계는 적어도 1개의 엑스레이 발생부를 이용하여 획득하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 획득하는 단계는 2개 이상의 상기 엑스레이 발생부들을 이용하는 경우 상기 엑스레이 발생부들로 적어도 한 쌍(pair)의 엑스레이 영상들을 동시에 획득하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  12. 환자의 피검 부위의 주위를 회전하면서, 상기 피검 부위에 대하여 각각의 회전 각도에서 촬영된 엑스레이 영상들을 획득하는 영상 획득 장치;
    상기 피검 부위에 대한 시점(viewpoint)의 정보가 입력된 경우, 상기 획득된 엑스레이 영상들 중 상기 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들을 이용하여 3차원 엑스레이 영상을 생성하는 영상 생성 장치; 및
    상기 생성된 3차원 엑스레이 영상을 표시하는 표시 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 엑스레이 영상 제공 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 영상 생성 장치는 상기 시점이 변경된 경우 상기 변경된 시점에 대응되는 회전 각도의 엑스레이 영상들을 이용하여 3차원 엑스레이 영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 영상 생성 장치는 양안시차(binocular disparity)에 기초한 3차원 엑스레이 영상을 생성하고,
    상기 시점에 대응되는 엑스레이 영상들은 상기 획득된 엑스레이 영상들 중 사용자의 양안(both eyes) 각각에 대응되는 적어도 한 쌍(pair)의 엑스레이 영상들인 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 각각의 회전 각도에서 상기 촬영된 엑스레이 영상들은 동일한 엑스레이의 선량(dose)의 조건으로 촬영된 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 선량의 조건은 사용자의 입력에 의해 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 시점은 상기 피검 부위에 대해 사용자가 보고자하는 방향에 대한 정보를 나타내는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 영상 생성 장치는
    상기 획득된 엑스레이 영상들을 저장하는 영상 저장부; 및
    사용자로부터 상기 시점의 정보가 입력된 경우, 상기 저장된 엑스레이 영상들 중 상기 시점에 대응되는 엑스레이 영상들을 독출하여 3차원 엑스레이 영상으로 처리하는 3차원 영상 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제 12 항에 있어서,
    사용자로부터 상기 피검 부위에 대해 상기 시점에 대한 정보 및 촬영할 엑스레이의 선량(dose)의 조건 중 적어도 하나를 입력받는 입력 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 영상 획득 장치는 적어도 1개의 엑스레이 발생부를 구비하여 상기 엑스레이 영상들을 획득하고,
    상기 영상 획득 장치는 2개 이상의 상기 엑스레이 발생부들을 이용하는 경우 상기 엑스레이 발생부들로 적어도 한 쌍(pair)의 엑스레이 영상들을 동시에 획득하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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