KR20160038297A - 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법 - Google Patents

의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160038297A
KR20160038297A KR1020140130900A KR20140130900A KR20160038297A KR 20160038297 A KR20160038297 A KR 20160038297A KR 1020140130900 A KR1020140130900 A KR 1020140130900A KR 20140130900 A KR20140130900 A KR 20140130900A KR 20160038297 A KR20160038297 A KR 20160038297A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
posture
subject
image
information
dimensional
Prior art date
Application number
KR1020140130900A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102313801B1 (ko
Inventor
김재철
Original Assignee
(주)바텍이우홀딩스
주식회사바텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)바텍이우홀딩스, 주식회사바텍 filed Critical (주)바텍이우홀딩스
Priority to KR1020140130900A priority Critical patent/KR102313801B1/ko
Publication of KR20160038297A publication Critical patent/KR20160038297A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102313801B1 publication Critical patent/KR102313801B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46—Arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/467—Arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • A61B6/469—Arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means for selecting a region of interest [ROI]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/51—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for dentistry

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

본 발명은 깊이 카메라(Depth camera)를 통해 피검자에 대한 3차원 공간 좌표 정보를 획득하고, 획득된 피검자에 대한 공간 좌표 정보를 이용해 피검자를 바른 자세로 교정할 수 있도록 가이드하는, 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 피검자의 제 1 신체를 촬영하여, 상기 제 1 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 영상 데이터를 획득하는 깊이 카메라, 상기 제 1 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 1 신체의 기울기를 측정하는 제 1 신체 기울기 측정부, 상기 제 1 신체의 기울기를 기설정된 제1 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 자세 판단부, 및 상기 자세 판단부에 의해 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 정보 제공부를 포함할 수 있다.

Description

의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법{Apparatus and method for guiding correct posture of medical image system}
본 발명은 의료 영상 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 의료 영상 시스템에서의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
의료 영상 시스템은 생체의 영상을 제공하는 시스템으로서, 다양한 분야에서 이용되고 있다. 상기 의료 영상 시스템은 MRI(Magnetic Resonance Image), CT(Computed Tomography), PET(Positron Emission Tomography), 치과용 파노라마(Panorama) 촬영장치 등을 포함한다.
이하, 설명의 편의를 위해 CT를 예로 들어 설명하면, CT 촬영 시스템은 엑스선(X-Ray)을 일정한 각도로 회전시키면서 피검체에 조사하고, 피검체를 투과한 엑스선을 센서 등의 검출기로 수집한 후, 그 수집된 엑스선 데이터를 재구성하여 3차원의 영상으로 나타내는 시스템이다.
이러한 CT 촬영 시, 피검자의 자세가 한쪽으로 기울어져 있는 등 비뚤어진 상태로 촬영이 이루어진다면, 이는 획득된 영상의 품질 저하로 이어질 것이다. 즉, 촬영 시 피검자의 자세가 바르지 않은 상태로 획득된 의료 영상은 품질의 저하를 피할 수 없고, 이렇게 품질이 저하된 의료 영상은 오진의 원인이 되기도 한다.
그렇기 때문에 촬영자는 피검자의 자세를 바르게 한 후 촬영할 필요가 있는데, 숙련되지 않은 촬영자는 피검자의 자세를 바르게 하지 못한 채 촬영을 하여 품질이 저하된 의료 영상을 획득하게 되는 문제가 빈번하게 발생하고 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제 중 하나이다.
따라서 본 발명의 실시예는 깊이 카메라(Depth camera)를 통해 피검자에 대한 3차원 공간 좌표 정보를 획득하고, 획득된 피검자에 대한 공간 좌표 정보를 이용해 피검자를 바른 자세로 교정할 수 있도록 가이드하는, 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있을 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 피검자의 제 1 신체를 촬영하여, 상기 제 1 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 영상 데이터를 획득하는 깊이 카메라, 상기 제 1 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 1 신체의 기울기를 측정하는 제 1 신체 기울기 측정부, 상기 제 1 신체의 기울기를 기설정된 제1 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 자세 판단부, 및 상기 자세 판단부에 의해 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 정보 제공부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 깊이 카메라는 상기 피검자의 제 2 신체를 더 촬영하여 상기 제 2 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 2 영상 데이터를 더 획득하고, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 장치는 상기 획득된 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 2 신체의 기울기를 측정하는 제 2 신체 기울기 측정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, (a) 피검자의 제 1 신체를 촬영하여, 상기 제 1 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 영상 데이터를 획득하는 단계, (b) 상기 획득된 제 1 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 1 신체의 기울기를 측정하는 단계, (c) 상기 제 1 신체의 기울기를 기설정된 제1 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 단계, 및 (d) 상기 (c) 단계에서 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 상기 (d) 단계 전, (a1) 상기 피검자의 제 2 신체를 촬영하여, 상기 제 2 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 2 영상 데이터를 획득하는 단계, (b1) 상기 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 2 신체의 기울기를 측정하는 단계, (c1) 상기 제 2 신체의 기울기를 기설정된 제2 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 (d) 단계는 상기 (c) 및 (c1) 단계에서 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 깊이 카메라를 통해 피검자에 대한 3차원 공간 좌표 정보를 획득하고, 획득된 공간 좌표 정보를 이용해 피검자를 바른 자세로 교정할 수 있도록 가이드하여, 피검자의 자세를 바르게 한 후 의료 영상 촬영을 수행함으로써, 우수한 품질의 의료 영상을 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 촬영 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 피검자의 얼굴 및 상체에 대한 기울기 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 피검자의 얼굴 및 상체 기울기의 계산을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 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 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CT 촬영 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 참고로, CT 촬영 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치가 적용 가능한 의료 영상 시스템의 일례인 바, 편의상 피검자의 두부를 촬영하는 치과용 CT 촬영 장치인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치(100)는 깊이 카메라(depth camera)(110), 제 1 신체 기울기 측정부(120), 제 2 신체 기울기 측정부(130), 자세 판단부(140) 및 정보 제공부(150)를 포함한다. 여기서, 깊이 카메라(110)는 피검자의 제 1 및 제 2 신체의 일례로서 얼굴 및 몸체를 촬영할 수 있도록 CT 촬영 장치(200)의 칼럼(column)(210)에 1개 이상 배치되고, 제 1 신체 기울기 측정부(120)는 좌우 기울기 측정부(121) 및 앞뒤 기울기 측정부(122)를 포함할 수 있다.
깊이 카메라(110)는 물체에 조사된 광 신호가 반사되어 돌아오는 시간차(time of flight, TOF)에 기초하여, 촬영된 물체에 대한 픽셀 별 깊이 정보(즉, 거리 정보)를 가지는 영상 데이터를 획득할 수 있는 카메라를 말한다. 여기서, 획득한 깊이 정보를 Z 좌표 값으로 하여, 촬영된 물체에 대한 3차원 공간 좌표 (X, Y, Z)를 알 수 있다. 상기 깊이 카메라(110)는 물체에 광 신호를 조사하기 위한 광원(예를 들어, LED)을 포함할 수 있다.
자세 교정 가이드 장치(100)에 대하여 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다. 참고로, 이하에서 피검자의 제 1 신체는 촬영대상영역(FOV : Field Of View)의 일부 또는 전부에 해당되는 신체부위를 지칭하고, 제 2 신체는 제 1 신체의 의료영상품질에 직간접적인 영향을 미칠 수 있는 인접신체부위를 지칭하는 바, 일례로 제 1 신체는 얼굴이고 제 2 신체는 몸체인 경우로 살펴본다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치는 제 1 신체의 기울기를 측정하여 피검자의 자세를 판단하는 것을 일 특징으로 하되, 바람직하게는 제 2 신체의 기울기를 추가적으로 측정하여 피검자의 자세판단에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 것을 또 다른 특징으로 한다. 따라서 아래에서는 본 발명이 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 장치가 제 1 및 제 2 신체, 즉 얼굴과 몸체의 기울기를 모두 측정하여 피검자의 자세를 판단하는 것으로 설명하지만, 필요에 따라서는 제 1 신체 즉, 얼굴의 기울기만 측정하여 피검자의 자세를 판단하는 것도 가능함은 물론이다.
먼저, 깊이 카메라(110)는 피검자의 얼굴 및 몸체를 촬영하여, 상기 피검자의 얼굴 및 몸체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 상기 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 및 제 2 영상 데이터를 획득한다. 이때, 1개의 깊이 카메라(110)로 얼굴과 몸체를 동시에 촬영할 수도 있고, 2개 이상의 깊이 카메라(110)로 얼굴과 몸체를 각각 동시에 촬영할 수도 있다.
제 1 신체 기울기 측정부(120) 및 제 2 신체 기울기 측정부(130)는 깊이 카메라(110)로부터 피검자의 얼굴 및 몸체에 대한 제 1 및 제 2 영상 데이터를 전달받아, 그 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여 피검자의 얼굴 기울기 및 상체 기울기를 측정한다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 피검자의 얼굴 및 상체에 대한 기울기 측정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3a 및 3b를 참조하여 얼굴 및 상체 기울기를 측정하는 과정에 대해 아래에서 살펴본다.
먼저, 제 1 신체 기울기 측정부(120)는 피검자의 얼굴에 대한 제 1 영상 데이터에 기초하여 얼굴 영역을 검출한다. 얼굴 영역 검출은 얼굴 인식 분야에서 널리 사용되는 알고리즘인 SVM(support vector machine)을 이용해 수행할 수 있다.
SVM으로 얼굴 영역을 검출하는 과정에 대해 개략적으로 설명하면, SVM은 얼굴 검출 기준값을 생성하는 과정과 생성된 얼굴 검출 기준값을 이용하여 얼굴을 검출하는 과정으로 나누어진다.
얼굴 검출 기준값의 생성은 다수의 얼굴 데이터베이스를 수집하고, 수집된 얼굴 데이터베이스에 대해 SVM을 이용하여 학습하고, 학습과정에서 서포트 벡터(support vector)를 추출하는 과정을 의미한다. 이 추출된 서포트 벡터로부터 얼굴 검출 기준값이 생성된다.
이렇게 생성된 얼굴 검출 기준값에 대해 새로 입력된 얼굴 영상으로부터 추출한 서포트 벡터를 매칭함으로써 얼굴 영역을 검출할 수 있다.
좌우 기울기 측정부(121)는 검출된 얼굴 영역에서, 적어도 2개의 제 1 특징영역, 일례로 2개의 눈 영역을 검출한다. 여기서, 실제로 촬영하여 데이터화한 다양한 눈 영상들의 평균을 이용한 템플릿(template) 매칭을 수행함에 의해 눈 영역을 검출할 수 있다.
앞뒤 기울기 측정부(121)는 검출된 각 눈 영역의 중심을 연결하는 가상의 제1 선분(310)을 설정하고, 상기 제1 선분(310)의 중심 지점에서 아래쪽으로 수직하게 기설정된 거리만큼 이격된 제 2 특징영역, 일례로 피검자의 턱 부위에 가상의 점(320)을 설정한다.
예를 들면, 피검자의 각 눈 영역의 중심을 연결하는 제1 선분(310)의 길이를 측정하여, 그 길이를 D1이라고 지정한다.
그리고 제1 선분(310)의 중심 지점에 해당하는 좌표에서 아래쪽으로 제1 선분(310)에 수직하게 거리 H1=(4/3)*D1로 이격된 지점의 좌표를 검출하여, 해당 좌표를 턱 부위에 해당하는 가상의 점(320)으로 설정한다.
한편, 제 2 신체 기울기 측정부(130)는 피검자의 얼굴 및 몸체에 대한 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 피검자의 얼굴의 특정 부위와 몸체의 특정 부위를 각각 관심영역(region of interest, ROI)으로서 설정한다.
예를 들어, 두 눈을 연결하는 제1 선분(310)을 상측의 일변으로 하는 정사각형으로써 얼굴 부위의 관심영역을 설정한다.
그리고 몸체 부위의 관심영역은 다음과 같이 설정한다.
먼저, 제1 선분(310)의 중심 지점에 해당하는 좌표에서 아래쪽으로 제1 선분(310)에 수직하게 기설정된 거리(H2)로 이격된 지점의 좌표를 검출하고, 해당 좌표를 중심으로 제1 선분(310)에 평행하며 제1 선분(310)과 길이가 동일한 제2 선분(330)을 설정한다.
그 후, 제2 선분(330)을 상측의 일변으로 하는 정사각형으로써 몸체 부위의 관심영역을 설정한다.
여기서, 제1 선분(310)으로부터 제2 선분(330)까지의 수직한 거리 H2는 사전에 피검자를 촬영한 제 1 및 제 2 영상 데이터로부터 제1 선분(310)의 중심 지점에 해당하는 좌표에서 아래쪽으로 제1 선분(310)에 수직한 직선 상에서 흉부에 해당하는 지점을 지정하고, 제1 선분(310)의 중심 지점으로부터 해당 지점까지의 거리를 측정한 값으로 결정할 수 있다.
또한, 제1 선분(310)으로부터 제2 선분(330)까지의 수직한 거리 H2는 피검자의 신장별로 여러 개의 값으로 분류하여 저장해 놓을 수 있다.
그러면 영상 촬영 전에 피검자의 신장을 입력함으로써, 피검자의 신장에 대응하여 미리 설정된 거리 H2가 선택되고, 그에 따라 얼굴 부위 및 몸체 부위의 관심영역을 설정할 수 있다.
도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 얼굴 및 상체 기울기의 계산을 설명하기 위한 도면이다.
이하 도 4a를 참조하여, 피검자의 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 경우의 기울기의 계산을 설명하기로 한다.
좌우 기울기 측정부(121)는 피검자의 두 눈을 연결하는 제1 선분(310)의 기울어진 각도(θ)를 계산하여, 피검자의 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 기울기를 구한다.
예를 들어, X-Y평면으로 표현하면, 제1 선분(310)을 형성하는 두 눈의 중심점들 중, 낮은 쪽 점의 좌표 (Xa, Ya)를 제1 꼭지점(a)으로 지정하고, 높은 쪽 점의 좌표 (Xb, Yb)를 제2 꼭지점(b)으로 지정하고, 점 b의 X좌표 값과 점 a의 Y좌표 값을 가지는 (Xb, Ya)를 제3 꼭지점(c)으로 지정하여 직각 삼각형을 형성할 수 있다.
그러면, 선분 ab와 선분 ac 사이의 각도(θ)는 피검자의 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 각도로 볼 수 있고, 그 각도(θ)는 하기의 [수학식 1]을 통해 구할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, A는 선분 ac의 길이이고, B는 선분 ab의 길이이며, C는 선분 bc의 길이이다.
자세 판단부(140)는 상기 [수학식 1]을 통해 계산된 각도(θ)를 기설정된 임계치(threshold)와 비교하여 상기 임계치를 초과하면 자세가 바르지 못하다고 판단한다.
정보 제공부(150)는 상기 임계치를 초과한 값을 실시간으로 출력하여 사용자에게 피검자의 자세에 대한 정보를 제공한다.
한편, 피검자의 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 기울기는 제1 선분(310)의 양단의 Y좌표 차이 값에 의해서도 구할 수 있다.
예를 들어, 제1 선분(310)을 형성하는 두 눈의 중심점들 중, 낮은 쪽 점의 좌표 Ya와 높은 쪽 점의 좌표 Yb를 비교하여 차이 값에 의해 기울기를 판단할 수도 있다.
이하 도 4b를 참조하여, 피검자의 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 경우의 기울기의 계산을 설명하기로 한다.
앞뒤 기울기 측정부(122)는 피검자의 두 눈을 연결하는 제1 선분(310)의 중심에 해당하는 픽셀의 공간 좌표 값과 턱 부위에 설정된 점(320)에 해당하는 픽셀의 공간 좌표 값을 이용해 피검자의 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 기울기를 구한다.
예를 들어, Z-Y평면으로 표현하면, 피검자의 두 눈을 연결하는 제1 선분(310)의 중심에 해당하는 픽셀의 깊이 정보 값(즉, Z좌표 값)과 Y좌표 값을 가지는 (Za, Ya)를 제1 꼭지점(a)으로 지정하고, 턱 부위에 설정된 점(320)에 해당하는 픽셀의 깊이 정보 값(즉, Z좌표 값)과 Y좌표 값을 가지는 (Zb, Yb)를 제2 꼭지점(b)으로 지정하고, 점 a의 Z좌표 값과 점 b의 Y좌표 값을 가지는 (Za, Yb)를 제3 꼭지점(c)으로 지정하여 직각 삼각형을 형성할 수 있다.
그러면, 선분 ab와 선분 ac 사이의 각도(θ)를 피검자의 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 각도로 볼 수 있고, 그 각도(θ)는 상기 [수학식 1]을 이용해 동일한 방법으로 구할 수 있다.
자세 판단부(140)는 상기 [수학식 1]을 통해 계산된 각도(θ)를 기설정된 제1 기준 각도와 비교하여 그 오차 값이 기설정된 임계치를 초과하면, 자세가 바르지 못하다고 판단한다.
정보 제공부(150)는 상기 임계치를 초과한 값을 실시간으로 출력하여 사용자에게 피검자의 자세에 대한 정보를 제공한다.
여기서, 제1 기준 각도는 사전에 여러 피검자들의 자세를 바르게 했을 때의 얼굴이 기울어진 각도(θ)를 수집하고, 이를 평균한 값으로 설정할 수 있다.
한편, 피검자의 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 기울기는 선분 ab의 양단의 Z좌표 차이 값에 의해서도 구할 수 있다.
예를 들어, 선분 ab의 일단의 점(a)에 해당하는 좌표 Za와 선분 ab의 타단의 점(b)에 해당하는 좌표 Zb를 비교하여 차이 값에 의해 기울기를 판단할 수도 있다.
이하 도 4c를 참조하여, 피검자의 상체가 앞 또는 뒤로 기울어진 경우의 기울기의 계산을 설명하기로 한다.
제 2 신체 기울기 측정부(130)는 피검자의 얼굴에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 공간 좌표 값과 피검자의 몸체에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 공간 좌표 값을 이용해 피검자의 상체가 앞 또는 뒤로 기울어진 기울기를 구한다.
예를 들어, Z-Y평면으로 표현하면, 피검자의 얼굴 부위에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 깊이 정보 값(즉, 평균 Z좌표 값)과 평균 Y좌표 값을 가지는 (Za, Ya)를 제1 꼭지점(a)으로 지정하고, 피검자의 흉부에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 깊이 정보 값(즉, 평균 Z좌표 값)과 평균 Y좌표 값을 가지는 (Zb, Yb)를 제2 꼭지점(b)으로 지정하고, 점 a의 Z좌표 값과 점 b의 Y좌표 값을 가지는 (Za, Yb)를 제3 꼭지점(c)으로 지정하여 직각 삼각형을 형성할 수 있다.
그러면, 선분 ab와 선분 ac 사이의 각도(θ)를 피검자의 상체가 앞 또는 뒤로 기울어진 각도로 볼 수 있고, 그 각도(θ)는 상기의 [수학식 1]을 이용해 동일한 방법으로 구할 수 있다.
자세 판단부(140)는 상기 [수학식 1]을 통해 계산된 각도(θ)를 기설정된 제2 기준 각도와 비교하여 그 오차 값이 기설정된 임계치를 초과하면, 자세가 바르지 못하다고 판단한다.
정보 제공부(150)는 상기 임계치를 초과한 값을 실시간으로 출력하여 사용자에게 피검자의 자세에 대한 정보를 제공한다.
여기서, 제2 기준 각도는 사전에 여러 피검자들의 자세를 바르게 했을 때의 상체가 기울어진 각도(θ)를 수집하고, 이를 평균한 값으로 설정할 수 있다.
한편, 피검자의 상체가 앞 또는 뒤로 기울어진 기울기는 선분 ab의 양단의 Z좌표 차이 값에 의해서도 구할 수 있다.
예를 들어, 선분 ab의 일단의 점(a)에 해당하는 좌표 Za와 선분 ab의 타단의 점(b)에 해당하는 좌표 Zb를 비교하여 차이 값에 의해 기울기를 판단할 수도 있다.
전술한 바와 같이 제 1 신체 기울기 측정부(120) 및 제 2 신체 기울기 측정부(130)가 기울기를 측정하고, 그에 대해 자세 판단부(140)가 자세가 올바른지 판단하여, 정보 제공부(150)가 제공하는 피검자의 자세에 대한 정보는 모니터 등의 디스플레이 장치에 표시될 수 있고, 사용자는 이를 참고하여 피검자의 자세를 바르게 한 후에 의료 영상 촬영을 수행함으로써, 우수한 품질의 의료 영상을 획득할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자세 교정 가이드 방법의 흐름도로서, 그 구체적인 실시예는 전술한 바와 같으므로 아래에서는 그 동작 절차에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 깊이 카메라가 피검자의 얼굴 및 몸체를 동시에 촬영하여 피검자의 얼굴 및 몸체에 대한 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 및 제 2 영상 데이터를 획득한다(510).
제 1 신체 기울기 측정부가 획득된 제 1 영상 데이터에 기초하여, 피검자의 얼굴 기울기를 측정한다(520).
여기서, 제 1 신체 기울기 측정부는 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 경우와 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 경우에 대해서 기울기를 측정한다.
예를 들어, 피검자의 얼굴이 좌 또는 우로 기울어진 경우, 제 1 신체 기울기 측정부는 획득된 제 1 영상 데이터에 기초하여, 피검자의 두 눈 영역을 검출하고, X-Y평면에서, 상기 각 눈 영역의 중심을 연결하는 선분의 기울어진 각도를 계산하여, 얼굴 기울기를 측정한다.
피검자의 얼굴이 앞 또는 뒤로 기울어진 경우, 제 1 신체 기울기 측정부는 획득된 제 1 영상 데이터에 기초하여, Z-Y평면에서, 상기 검출된 각 눈 영역의 중심을 연결하는 선분의 중심에 해당하는 픽셀의 깊이 정보 값(즉, Z좌표 값) 및 Y좌표 값을 가지는 지점과, 상기 선분의 중심에서 아래쪽으로 직교하여 기설정된 거리만큼 떨어진 지점인 턱 부위에 해당하는 픽셀의 깊이 정보 값(즉, Z좌표 값) 및 Y좌표 값을 가지는 지점을 연결하는 선분의 기울어진 각도를 계산하여, 얼굴 기울기를 측정한다.
그 후, 제 2 신체 기울기 측정부가 획득된 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 피검자의 상체 기울기를 측정한다(530).
예를 들어, 피검자의 상체가 앞 또는 뒤로 기울어진 경우, 제 2 신체 기울기 측정부는 획득된 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 피검자의 얼굴 부위와 몸체 부위에 각각 기설정된 관심영역을 설정하고, Z-Y평면에서, 피검자의 얼굴 부위에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 깊이 정보 값(즉, 평균 Z좌표 값) 및 평균 Y좌표 값을 가지는 지점과, 피검자의 몸체에 설정된 관심영역에 존재하는 픽셀들의 평균 깊이 정보 값(즉, 평균 Z좌표 값) 및 평균 Y좌표 값을 가지는 지점을 연결하는 선분의 기울어진 각도를 계산하여, 상체 기울기를 측정한다.
자세 판단부가 측정된 얼굴 기울기 및 상체 기울기에 의거하여, 피검자의 자세가 올바른지 판단한다(540).
정보 제공부가 자세 판단부에 의해 판단된 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공한다(550).
사용자는 제공된 피검자의 자세에 대한 정보를 참고하여 피검자의 자세를 바르게 한 후, 의료 영상 촬영을 수행함으로써, 우수한 품질의 의료 영상을 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 피검자의 제 1 신체를 촬영하여, 상기 제 1 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 영상 데이터를 획득하는 깊이 카메라,
    상기 제 1 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 1 신체의 기울기를 측정하는 제 1 신체 기울기 측정부,
    상기 제 1 신체의 기울기를 기설정된 제1 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 자세 판단부, 및
    상기 자세 판단부에 의해 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 정보 제공부
    를 포함하는 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 신체 기울기 측정부는,
    상기 피검자에 대한 2차원 X-Y평면 영상에서 적어도 2개의 좌우측 특징점을 추출하고, 상기 좌우측 특징점들 간의 X-Y좌표 값들의 차이에 기초하여, 상기 제 1 신체의 좌우 기울기를 측정하는 좌우 기울기 측정부, 및
    상기 피검자에 대한 2차원 X-Y평면 영상에서, 적어도 2개의 상하부 특징점을 추출하고, 상기 상하부 특징점들 간의 깊이 정보의 차이에 기초하여, 상기 제 1 신체의 앞뒤 기울기를 측정하는 앞뒤 기울기 측정부
    를 포함하는 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 앞뒤 기울기 측정부는,
    상기 2개의 좌우측 특징점을 연결하는 선분의 중심을 상부 특징점으로 하고, 상기 상부 특징점으로부터 아래쪽으로 상기 선분과 직교하여 기설정된 거리만큼 이격된 지점을 하부 특징점으로 하여, 상기 상하부 특징점 간의 깊이 정보 값의 차이로 상기 제 1 신체의 앞뒤 기울기를 계산하는, 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 깊이 카메라는, 상기 피검자의 제 2 신체를 더 촬영하여 상기 제 2 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 2 영상 데이터를 더 획득하고,
    상기 획득된 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 2 신체의 기울기를 측정하는 제 2 신체 기울기 측정부를 더 포함하는, 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 2 신체 기울기 측정부는,
    상기 피검자에 대한 2차원 X-Y평면 영상에서, 상기 제 1 신체의 특정 부위와 상기 제 2 신체의 특정 부위를 각각 관심영역(region of interest, ROI)으로 설정하고, 상기 제 1 신체의 관심영역의 깊이 정보들의 제1 평균 값과 상기 제 2 신체의 관심영역의 깊이 정보들의 제2 평균 값의 차이로 상기 제 2 신체의 기울기를 측정하는, 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 자세 판단부는,
    상기 제 2 신체의 기울기를 기설정된 제2 임계치와 비교하여 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 기능을 더 수행하는, 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치.
  7. (a) 피검자의 제 1 신체를 촬영하여, 상기 제 1 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 1 영상 데이터를 획득하는 단계,
    (b) 상기 획득된 제 1 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 1 신체의 기울기를 측정하는 단계,
    (c) 상기 제 1 신체의 기울기를 기설정된 제1 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 단계, 및
    (d) 상기 (c) 단계에서 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공하는 단계
    를 포함하는 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (d) 단계 전,
    (a1) 상기 피검자의 제 2 신체를 촬영하여, 상기 제 2 신체에 대한 2차원 X-Y평면 영상에 대응하는 X-Y좌표 값과 영상의 깊이 정보에 대응하는 Z좌표 값으로 이루어진 3차원 공간 좌표 정보를 가지는 제 2 영상 데이터를 획득하는 단계,
    (b1) 상기 제 1 및 제 2 영상 데이터에 기초하여, 상기 제 2 신체의 기울기를 측정하는 단계,
    (c1) 상기 제 2 신체의 기울기를 기설정된 제2 임계치와 비교하여, 상기 피검자의 자세가 올바른지 판단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (d) 단계는 상기 (c) 및 (c1) 단계에서 판단된 상기 피검자의 자세에 대한 정보를 사용자에게 제공하는, 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 방법.
KR1020140130900A 2014-09-30 2014-09-30 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법 KR102313801B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140130900A KR102313801B1 (ko) 2014-09-30 2014-09-30 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140130900A KR102313801B1 (ko) 2014-09-30 2014-09-30 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160038297A true KR20160038297A (ko) 2016-04-07
KR102313801B1 KR102313801B1 (ko) 2021-10-19

Family

ID=55789505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140130900A KR102313801B1 (ko) 2014-09-30 2014-09-30 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102313801B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190035137A (ko) 2017-09-26 2019-04-03 부산가톨릭대학교 산학협력단 의료영상검사의 견관절 촬영용 팔 고정장치
KR20210064999A (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 주식회사 네오펙트 이종의 센서가 구비된 균형 훈련 시스템 및 균형 훈련 시스템에 의해 수행되는 올바른 자세를 판단하기 위한 방법
KR102304946B1 (ko) * 2020-09-11 2021-09-24 김민종 사용자 단말기를 이용한 자세 교정 방법 및 사용자 단말기를 이용한 자세 교정 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005007061A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Canon Inc 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、記憶媒体、及びプログラム
JP2007219765A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Toyota Motor Corp 画像処理装置、その方法、および画像処理用プログラム
KR20100002800A (ko) * 2008-06-30 2010-01-07 한국 한의학 연구원 사상 체질 구분을 위한 3차원 영상 비교 방법
KR20100119363A (ko) * 2009-04-30 2010-11-09 (주)더힘스 학생 건강 체력 평가 시스템용 일체형 측정 장치
JP2014121364A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 放射線断層撮影装置およびプログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005007061A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Canon Inc 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、記憶媒体、及びプログラム
JP2007219765A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Toyota Motor Corp 画像処理装置、その方法、および画像処理用プログラム
KR20100002800A (ko) * 2008-06-30 2010-01-07 한국 한의학 연구원 사상 체질 구분을 위한 3차원 영상 비교 방법
KR20100119363A (ko) * 2009-04-30 2010-11-09 (주)더힘스 학생 건강 체력 평가 시스템용 일체형 측정 장치
JP2014121364A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 放射線断層撮影装置およびプログラム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190035137A (ko) 2017-09-26 2019-04-03 부산가톨릭대학교 산학협력단 의료영상검사의 견관절 촬영용 팔 고정장치
KR20210064999A (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 주식회사 네오펙트 이종의 센서가 구비된 균형 훈련 시스템 및 균형 훈련 시스템에 의해 수행되는 올바른 자세를 판단하기 위한 방법
KR102304946B1 (ko) * 2020-09-11 2021-09-24 김민종 사용자 단말기를 이용한 자세 교정 방법 및 사용자 단말기를 이용한 자세 교정 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기록 매체

Also Published As

Publication number Publication date
KR102313801B1 (ko) 2021-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107789001B (zh) 一种用于成像扫描的摆位方法和系统
US20200268339A1 (en) System and method for patient positioning
US10737118B2 (en) Systems and methods for patient position monitoring
US11576578B2 (en) Systems and methods for scanning a patient in an imaging system
TWI496108B (zh) AR image processing apparatus and method
TWI498580B (zh) 長度量測方法與長度量測裝置
EP2506215B1 (en) Information processing apparatus, imaging system, information processing method, and program causing computer to execute information processing
US20150237325A1 (en) Method and apparatus for converting 2d images to 3d images
JP2014529727A (ja) 自動シーン較正
WO2014002725A1 (ja) ３次元測定方法、装置、及びシステム、並びに画像処理装置
JP2017129567A (ja) 情報処理装置、情報処理方法、プログラム
EP3638122B1 (en) An x-ray radiography apparatus
CN109171789B (zh) 一种用于影像诊断设备的校准方法和校准系统
US10078906B2 (en) Device and method for image registration, and non-transitory recording medium
KR101331640B1 (ko) 혀 입체 정보 추출 장치 및 방법
KR102313801B1 (ko) 의료 영상 시스템의 자세 교정 가이드 장치 및 그 방법
KR102285337B1 (ko) 엑스선 장치의 캘리브레이션 방법 및 장치
US8942782B2 (en) Image display apparatus and recording medium
CN117717367A (zh) 用于站立位计算机断层扫描的辅助摆位系统及方法
JP5336325B2 (ja) 画像処理方法
KR100930594B1 (ko) 안면 영상 촬영장치 및 그의 안면 특징점 검출 방법
US20220183583A1 (en) Subject motion measuring apparatus, subject motion measuring method, non-transitory computer readable medium and imaging system
US10952648B2 (en) Measurement device and measurement method
JP2011118767A (ja) 表情モニタリング方法および表情モニタリング装置
EP4295775A1 (en) Patient monitoring during a scan

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant