KR20160065696A - 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치 및 이를 이용한 인체 촬영 방법 - Google Patents

복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치 및 이를 이용한 인체 촬영 방법 Download PDF

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이종하
박형섭
윤혁준
이윤정
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Abstract

본 발명은 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 제1 방향(X)을 따라 배열되고 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향(Y)을 회전축으로 하여 서로 다른 촬영 각도를 갖도록 경사지는 복수의 카메라를 포함하는 영상 촬영부(200); 상기 회전축을 중심으로 하는 회전 방향을 따라 굴곡되고 상기 카메라가 배치되는 회전 이동 제어부(310)와, 상기 제2 방향을 따라 이동하는 상기 회전 이동 제어부를 가이드하는 선형 이동 제어부(320)를 포함하는 위치 제어부(300); 및 상기 영상 촬영부 및 위치 제어부에 전기적으로 연결되어 상기 카메라, 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부의 동작을 제어하는 시스템 제어부(100)를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 이용한 인체 촬영 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 (1) 침상에 놓인 인체를 신장 방향에 수직하게 자르는 가상의 단면 상에서 상기 인체의 신장 방향을 회전축으로 하여 상기 인체를 서로 다른 각도로 촬영하도록 소정의 곡률로 굴곡되게 복수의 카메라를 배치하는 단계; (2) 상기 카메라를 이용하여 상기 인체를 상기 가상의 단면 상에서 서로 다른 각도로 촬영하는 단계; (3) 상기 카메라가 배치되는 상기 가상의 단면을 상기 인체의 신장 방향을 따라 점진적으로 이동시키는 단계; 및 (4) 상기 이동된 가상의 단면 상에 배치된 상기 카메라를 이용하여 상기 인체를 서로 다른 각도로 촬영하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치 및 이를 이용한 인체 촬영 방법에 따르면, 의료 훈련용 인체 촬영 장치가, 제1 방향을 따라 배열되고 제1 방향에 수직하는 제2 방향을 회전축으로 하여 서로 다른 촬영 각도를 갖도록 경사지는 복수의 카메라를 포함하는 영상 촬영부와, 카메라가 배치되고 회전축을 중심으로 하는 회전 방향을 따라 굴곡되는 회전 이동 제어부 및 제2 방향을 따라 이동하는 회전 이동 제어부를 가이드하는 선형 이동 제어부를 포함하는 위치 제어부와, 영상 촬영부 및 위치 제어부에 전기적으로 연결되어 카메라, 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부의 동작을 제어하는 시스템 제어부를 포함함으로써, 고가의 의료 장비 없이도 컴퓨터 단층 촬영 장치를 모사하여 침상에 놓인 인체를 3차원으로 촬영할 수 있고, 촬영 위치를 사용자의 조작에 의해 용이하게 변경시킬 수 있으며, 카메라를 이용하여 촬영함에 따라 X선 노출 없이 건강에 대한 위험성을 제거할 수 있다.

Description

복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치 및 이를 이용한 인체 촬영 방법{A HUMAN BODY SCANNING DEVICE USING A PLURALITY OF CAMERAS FOR MEDICAL TRAINING AND A METHOD OF SCANNING HUMAN BODY USING THE DEVICE}
본 발명은 인체 촬영 장치 및 이를 이용한 촬영 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치 및 이를 이용한 인체 촬영 방법에 관한 것이다.
숙련된 의료 전문 인력을 양성하기 위해서는 의료 교육 기관에서부터 의료 현장에서 발생할 수 있는 여러 상황들을 가급적 동일하게 경험시키는 것이 중요하다. 예를 들어, 실제의 의료 현장에서는 환자를 진단하거나 수술하는 과정에서 고가의 최첨단 의료 장비들이 투입되는 경우가 많이 있다. 이러한 의료 현실에 부합하기 위하여, 의료 교육 기관에서 의료 훈련을 위하여 수행되는 실습에는 X-Ray 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 장치 등이 사용될 수 있다.
이러한 첨단 장비를 의료 교육 기관에서 직접 사용함으로써 사람의 체내 구조를 정밀하게 관측하여 훈련할 수 있고, 촬영된 영상으로부터 피드백을 받아 실질적인 훈련을 진행할 수 있는 장점이 있다.
그러나 이러한 고가의 의료 장비를 의료 교육 현장에서 실습용으로 사용하는 경우, 간단한 실습을 위해서도 피실험자가 X선에 노출됨으로써 다량의 방사선이 신체에 누적될 수 있는 악영향이 있다. 또한, 의료 훈련생들의 미숙한 조작에 의해 고가의 장비가 기능 고장되거나 훼손되는 경우, 장비의 수리를 위하여 막대한 비용이 발생하는 문제가 있다.
이와 관련하여, 공개특허공보 제10-2014-0010895호(2014.01.27.), 공개특허공보 제10-2004-0010297호(2004.01.31.) 등에서는 컴퓨터 단층 촬영 장치(Computed Tomography)에 대한 기술을 개시하고 있으나, 의료 훈련을 위하여 사용될 수 있고 실제의 컴퓨터 단층 촬영 장치를 대신할만한 적절한 의료 훈련용 장치에 대한 기술은 여전히 개시되지 않은 한계가 있다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 의료 훈련용 인체 촬영 장치가, 제1 방향을 따라 배열되고 제1 방향에 수직하는 제2 방향을 회전축으로 하여 서로 다른 촬영 각도를 갖도록 경사지는 복수의 카메라를 포함하는 영상 촬영부와, 카메라가 배치되고 회전축을 중심으로 하는 회전 방향을 따라 굴곡지는 회전 이동 제어부 및 제2 방향을 따라 이동하는 회전 이동 제어부를 가이드하는 선형 이동 제어부를 포함하는 위치 제어부와, 영상 촬영부 및 위치 제어부에 전기적으로 연결되어 카메라, 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부의 동작을 제어하는 시스템 제어부를 포함함으로써, 고가의 의료 장비 없이도 컴퓨터 단층 촬영 장치를 모사하여 침상에 놓인 인체를 3차원으로 촬영할 수 있고, 촬영 위치를 사용자의 조작에 의해 용이하게 변경시킬 수 있으며, 카메라를 이용하여 촬영함에 따라 X선 노출 없이 건강에 대한 위험성을 제거할 수 있는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치 및 이를 이용한 인체 촬영 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치는,
의료 훈련용 인체 촬영 장치로서,
제1 방향을 따라 배열되고 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향을 회전축으로 하여 서로 다른 촬영 각도를 갖도록 경사지는 복수의 카메라를 포함하는 영상 촬영부;
상기 회전축을 중심으로 하는 회전 방향을 따라 굴곡되고 상기 카메라가 배치되는 회전 이동 제어부와, 상기 제2 방향을 따라 이동하는 상기 회전 이동 제어부를 가이드하는 선형 이동 제어부를 포함하는 위치 제어부; 및
상기 영상 촬영부 및 위치 제어부에 전기적으로 연결되어 상기 카메라, 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부의 동작을 제어하는 시스템 제어부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 영상 촬영부는 3대 이상의 카메라를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는,
상기 복수의 카메라는 상기 회전축을 향하여 영상을 촬영하도록 배치되게 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 회전 이동 제어부는,
상기 복수의 카메라가 순차적으로 배치되도록 소정 곡률로 굴곡되는 회전 방향 연장부; 및
상기 복수의 카메라를 상기 회전 방향 연장부에 각각 결합시키는 카메라 결합부를 포함하여 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는,
상기 카메라 결합부는 상기 시스템 제어부로부터 제공되는 회전 이동 제어 신호에 기초하여 상기 회전 방향 연장부 상에서 상기 회전 방향을 따라 이동 가능하게 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 선형 이동 제어부는,
상기 회전 이동 제어부보다 높은 위치에서 상기 제2 방향을 따라 연장되며 상기 회전 방향 연장부를 지탱하는 선형 가이드부; 및
상기 선형 가이드부와 상기 회전 방향 연장부를 결합시키는 가이드 결합부를 포함하여 구성될 수 있다.
더욱더 바람직하게는,
상기 가이드 결합부는 상기 시스템 제어부로부터 제공되는 선형 이동 제어 신호에 기초하여 상기 제2 방향을 따라 상기 선형 가이드부 상에서 이동 가능하게 구성될 수 있다.
더욱더 바람직하게는, 상기 회전 이동 제어부는,
상기 시스템 제어부로부터 제공되는 회전 이동 제어 신호에 기초하여 상기 가이드 결합부에 결합된 채 상기 회전축을 중심으로 회전 이동 가능하게 구성될 수 있다.
바람직하게는,
상기 시스템 제어부에 전기적으로 연결되고 상기 영상 촬영부로부터 획득된 영상을 표시하는 표시부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는,
상기 표시부에는 상기 복수의 카메라로부터 촬영된 3-방향 영상이 표시되도록 구성될 수 있다.
더욱더 바람직하게는,
상기 3-방향 영상은, 정면 영상, 좌정면 영상 및 우정면 영상을 포함하여 구성될 수 있다.
더욱더 바람직하게는,
상기 표시부에는 상기 3-방향 영상이 3차원 가상공간에서 조합되어 모사되는 단면 영상 또는 입체 영상이 더 표시되도록 구성될 수 있다.
바람직하게는,
상기 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부는 각각, 상기 시스템 제어부로부터 제공되는 제어 신호에 따라 동작하는 전동 모터를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는,
상기 시스템 제어부를 통해 상기 위치 제어부에 위치 제어 신호를 입력하기 위한 입력부를 더 포함하고,
상기 입력부는, 상기 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부 중 어느 하나에 대해서만 상기 위치 제어 신호가 입력되도록 상기 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부를 스위칭 동작시키도록 구성될 수 있다.
바람직하게는,
상기 영상 촬영부는 상기 회전 이동 제어부 및 상기 선형 이동 제어부 중 적어도 어느 하나가 동작하는 동안 영상을 촬영하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는,
상기 제1 방향은 침상에 배치된 인체의 좌우 방향에 나란하고, 상기 제2 방향은 상기 인체의 상하 방향에 나란하도록 구성될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 이용한 인체 촬영 방법은,
(1) 침상에 놓인 인체를 신장 방향에 수직하게 자르는 가상의 단면 상에서 상기 인체의 신장 방향을 회전축으로 하여 상기 인체를 서로 다른 각도로 촬영하도록 소정의 곡률로 굴곡되게 복수의 카메라를 배치하는 단계;
(2) 상기 카메라를 이용하여 상기 인체를 상기 가상의 단면 상에서 서로 다른 각도로 촬영하는 단계;
(3) 상기 카메라가 배치되는 상기 가상의 단면을 상기 인체의 신장 방향을 따라 점진적으로 이동시키는 단계; 및
(4) 상기 이동된 가상의 단면 상에 배치된 상기 카메라를 이용하여 상기 인체를 서로 다른 각도로 촬영하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는,
상기 단계 (3) 및 단계(4)는 동시에 수행되도록 구성될 수 있다.
바람직하게는,
상기 복수의 카메라는 3대 이상으로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 단계 (2)에서,
상기 카메라는 상기 인체의 정면, 좌정면 및 우정면 영상을 촬영하도록 구성될 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치 및 이를 이용한 인체 촬영 방법에 따르면, 의료 훈련용 인체 촬영 장치가, 제1 방향을 따라 배열되고 제1 방향에 수직하는 제2 방향을 회전축으로 하여 서로 다른 촬영 각도를 갖도록 경사지는 복수의 카메라를 포함하는 영상 촬영부와, 카메라가 배치되고 회전축을 중심으로 하는 회전 방향을 따라 굴곡되는 회전 이동 제어부 및 제2 방향을 따라 이동하는 회전 이동 제어부를 가이드하는 선형 이동 제어부를 포함하는 위치 제어부와, 영상 촬영부 및 위치 제어부에 전기적으로 연결되어 카메라, 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부의 동작을 제어하는 시스템 제어부를 포함함으로써, 고가의 의료 장비 없이도 컴퓨터 단층 촬영 장치를 모사하여 침상에 놓인 인체를 3차원으로 촬영할 수 있고, 촬영 위치를 사용자의 조작에 의해 용이하게 변경시킬 수 있으며, 카메라를 이용하여 촬영함에 따라 X선 노출 없이 건강에 대한 위험성을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치의 구성을 블록 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치가 사용되는 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치의 영상 촬영부 및 위치 제어부를 확대하여 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 사용하여 인체의 흉부 단면 영상을 얻는 모습을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 사용하여 인체의 머리 단면 영상을 얻는 모습을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 이용한 인체 촬영 방법의 흐름을 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치의 구성을 블록 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치는 영상 촬영부(200), 위치 제어부(300) 및 시스템 제어부(100)를 포함하여 구성될 수 있고, 입력부(500) 및 표시부(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 시스템 제어부(100)는 영상 촬영부(200) 및 위치 제어부(300)에 대하여 전원을 공급하기 위한 전원부(110)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치의 각각의 구성에 대해 상세히 설명하도록 한다.
영상 촬영부(200)는 침상에 배치되는 인체를 촬영하는 부분으로서, 인체를 촬영하기 위한 복수의 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, 영상 촬영부(200)는 3대 이상의 카메라를 포함하여 구성될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는, 영상 촬영부(200)가 3대의 카메라를 포함하는 것으로 설명하도록 한다. 이러한 카메라들은 소정의 회전축을 향하여 영상을 촬영하도록 경사지게 배치될 수 있다. 예를 들어, 3대의 카메라는 일 방향으로 배열되면서, 서로 다른 촬영 각도를 갖도록 경사질 수 있다. 이러한 카메라들의 배치는 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
위치 제어부(300)는 영상 촬영부(200)에 결합되어 영상 촬영부(200)의 촬영 위치를 제어하는 부분으로서, 카메라들의 회전 이동을 제어하기 위한 회전 이동 제어부 및 카메라들의 선형 이동을 제어하기 위한 선형 이동 제어부를 포함하여 구성될 수 있다. 회전 이동 제어부는 카메라들의 촬영 각도가 소정 곡률로 회전되도록 제어하는 부분이고, 선형 이동 제어부는 카메라들의 촬영 영상이 선형적으로 이동되도록 제어하는 부분일 수 있다. 이러한 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부는 후술할 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
시스템 제어부(100)는 영상 촬영부(200) 및 위치 제어부(300)에 각각 전기적으로 연결되는 부분으로서, 영상 촬영부(200)의 촬영 동작 및 위치 제어부(300)의 이동 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 시스템 제어부(100)는 예를 들어, 컴퓨터, 노트북, 데스크톱, 태블릿, 스마트폰, 스마트 워치, PDA 등과 같이, 소정의 프로세서(processor) 및 메모리를 포함하고 상기 프로세서 및 메모리 상에서 동작하는 응용 프로그램을 포함하여 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 시스템 제어부(100)는 영상 촬영부(200) 및 위치 제어부(300)에 대해 전원을 공급하기 위한 제어부(110)를 포함하여 구성될 수 있다.
표시부(400)는 영상 촬영부(200)로부터 촬영된 영상을 시스템 제어부(100)로부터 제공받아 화면 상에 표시하는 부분으로서, 영상 촬영부(200)로부터 촬영되는 영상 자체를 표시하거나, 시스템 제어부(100)에 의해 처리된 영상을 표시하도록 구성될 수 있다.
입력부(500)는 시스템 제어부(100)를 통하여 영상 촬영부(200), 위치 제어부(300), 표시부(400) 등에 대하여 제어 신호를 입력하는 부분으로서, 소정의 사용자 신호를 입력하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력부(500)는 키보드, 마우스, 조이스틱, 터치스크린, 모션 센서 등 얼마든지 다양한 형태의 전기적 신호 입력 장치로 구현될 수 있다.
입력부(500)는 시스템 제어부(100)를 통하여 영상 촬영부(200)에 대해 영상 촬영 제어 신호를 입력할 수 있다. 또한, 입력부(500)는 시스템 제어부(100)를 통하여 위치 제어부(300)에 대해 위치 제어 신호를 입력할 수 있다. 예를 들어, 입력부(500)는 시스템 제어부(100)를 통하여 회전 이동 제어부 또는 선형 이동 제어부에 대하여 회전 이동 제어 신호 또는 선형 이동 제어 신호를 입력할 수 있다. 실시예에 따라, 입력부(500)를 통해 제공되는 위치 제어 신호는 회전 이동 제어 신호 및 선형 이동 제어 신호 중 어느 하나로만 제공될 수 있다. 이 경우, 입력부(500)는 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부 중 어느 하나가 동작하는 동안에는 다른 하나가 동작되지 않도록 스위칭 신호를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치가 사용되는 모습을 도시한 도면이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치는 복수의 카메라(210, 220, 230), 카메라들이 배치되는 회전 이동 제어부(310), 회전 이동 제어부(310) 상에 배치되는 선형 이동 제어부(320)를 포함하여 구성될 수 있다. 선형 이동 제어부(320)는 기둥 부재(350)에 연결되는 고정 프레임(330)에 의해 고정될 수 있다. 실시예에 따라, 기둥 부재(350)의 소정 높이에는 표시부(400)가 더 배치될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 침상(600)에 배치된 인체(700)에 대하여 사용함으로써, 고가의 의료 장비인 컴퓨터 단층 촬영 장치를 모사하는 의료 훈련용 촬영 장치를 구현할 수 있다.
카메라들(210, 220, 230)은 회전 이동 제어부(310)에 결합되며 제1 방향(X)을 따라 배열될 수 있다. 이때, 카메라들(210, 220, 230)은 상기 제1 방향(X)에 수직하는 제2 방향(Y)을 회전축으로 소정의 곡률을 갖도록 경사지게 배치될 수 있다. 예를 들어, 카메라들(210, 220, 230)은 회전축을 향하여 영상을 촬영하도록 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 카메라들(210, 220, 230)은 각각이, 상기 회전축을 중심으로 소정의 각도로 회전 이동되도록 구성될 수 있다.
회전 이동 제어부(310)는 선형 이동 제어부(320)에 결합되며, 상기 회전축을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전 이동 제어부(310)는 회전축인 제2 방향(Y)을 중심으로 약 θ도 만큼 회전 이동하도록 구성될 수 있다. 그에 따라, 회전 이동 제어부(310)에 결합되는 카메라들(210, 220, 230)의 촬영 방향이 상기 제2 방향(Y)을 중심으로 동일한 각도(θ도)로 변경될 수 있다.
표시부(400)에는 카메라들(210, 220, 230)로부터 촬영되는 영상이 표시될 수 있다. 예를 들어, 표시부(400)에는 3대의 카메라들(210, 220, 230)로부터 촬영되는 서로 다른 각도로 촬영된 3-방향 영상이 표시될 수 있다. 예를 들어, 이러한 3-방향 영상은, 정면 영상, 좌정면 영상(정면과 좌측면 사이의 촬영 각도를 갖는 영상) 및 우정면 영상(정면과 우측면 사이의 각도를 갖는 영상)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 표시부(400)에는 이러한 3-방향 영상 외에, 상기 3-방향 영상을 3차원 가상공간에서 조합하여 모사되는 단면(cross-sectional) 영상, 입체 영상(stereoscopic) 영상 등이 더 표시될 수 있다. 도 2에서는 침상에 배치된 스마트 기기에 대하여 3대의 카메라들(210, 220, 230)에 의해 서로 다른 각도로 촬영되는 3-방향 영상들(420, 430, 440)이 4분할 표시화면에 표시되는 모습이 도시되었다. 4분할 표시화면의 나머지 분할 화면(410)에는 상기 단면 영상, 입체 영상 등이 더 표시될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치의 영상 촬영부 및 위치 제어부를 확대하여 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 영상 촬영부(200)에 포함되는 복수의 카메라들(210, 220, 230)은 각각, 촬영부(211, 221, 235) 및 몸체부(215, 225, 235)를 포함할 수 있다. 또한, 카메라들(210, 220, 230)의 몸체부(215, 225, 235)를 지탱하는 회전 이동 제어부(310)는, 회전 방향 연장부(311) 및 카메라 결합부(313)를 포함할 수 있다. 회전 방향 연장부(311)는 카메라들(210, 220, 230)이 순차적으로 배치되도록 소정 곡률로 굴곡지게 연장될 수 있다. 카메라 결합부(313)는 이러한 카메라들(210, 220, 230)의 몸체부(215, 225, 235)를 회전 방향 연장부(311)에 각각 결합시킬 수 있다. 실시예에 따라, 카메라 결합부(313)는 시스템 제어부(100)로부터 제공되는 회전 이동 제어 신호에 기초하여, 회전 방향 연장부(311) 상에서 회전 방향(θ)을 따라 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
선형 이동 제어부(320)는 카메라들의 배열 방향인 제1 방향(X)에 수직한 제2 방향(Y)을 따라 연장되는 선형 가이드부(321) 및 이러한 선형 가이드부(321)와 회전 방향 연장부(311)를 결합시키는 가이드 결합부(323)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제1 방향(X)은 침상에 배치된 인체의 좌우 방향에 나란하고, 제2 방향(Y)은 인체의 상하 방향에 나란할 수 있다. 선형 가이드부(321)는 회전 방향 연장부(311)보다 높은 위치에서 상기 회전 방향 연장부(311)를 지탱할 수 있다. 가이드 결합부(323)는 시스템 제어부(100)로부터 제공되는 선형 이동 제어 신호에 기초하여 제2 방향(Y)을 따라 선형 가이드부(321) 상에서 이동되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 가이드 결합부(323)는 선형 가이드부(321)의 일단으로부터 타단에 이르기까지 점진적으로 선형 이동할 수 있다. 그에 따라, 가이드 결합부(323)에 결합되는 회전 이동 제어부(310) 및 카메라들(210, 220, 230) 또한, 가이드 결합부(323)의 이동 방향을 따라 점진적으로 선형 이동될 수 있다. 이러한 회전 이동 제어부(310) 및 선형 이동 제어부(320)는 각각, 시스템 제어부(100)로부터 제공되는 제어 신호에 따라 동작하는 전동 모터를 포함할 수 있다.
실시예에 따라서, 회전 이동 제어부(310)는 시스템 제어부(100)로부터 제공되는 회전 이동 제어 신호에 기초하여, 가이드 결합부(323)에 결합된 채 회전축(Y)을 중심으로 회전 이동되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 가이드 결합부(323)에 결합된 회전 방향 연장부(311)가 회전 이동됨에 따라, 카메라들(210, 220, 230)의 촬영 각도가 점진적으로 회전될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 사용하여 인체의 흉부 단면 영상을 얻는 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 사용하여 인체의 머리 단면 영상을 얻는 모습을 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 사용하여 침상(600)에 놓인 인체를 촬영하는 경우, 회전 이동 제어부(310)에 배치되는 복수의 카메라들(210, 220, 230)에 의해 서로 다른 각도로 인체 영상이 촬영될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 인체의 흉부(710)를 가로지르는 가상의 단면 상에서 제1 카메라(210)에 의해 정면 영상이 촬영되고, 제2 카메라(220)에 의해 좌정면 영상이 촬영되며, 제3 카메라(230)에 의해 우정면 영상이 촬영될 수 있다. 또한, 이러한 카메라들(210, 220, 230) 및 회전 이동 제어부(310)가 선형 이동 제어부(320)에 의해 점진적으로 머리 방향으로 이동됨에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 인체의 두부(730)를 가로지르는 가상의 단면 상에서 제1 카메라(210)에 의해 정면 영상이 촬영되고, 제2 카메라(220)에 의해 좌정면 영상이 촬영되며, 제3 카메라(230)에 의해 우정면 영상이 촬영될 수 있다.
실시예에 따라, 이렇게 영상 촬영부(200)에 의해 얻어지는 다방향 영상은, 회전 이동 제어부(310) 및 선형 이동 제어부(320) 중 적어도 어느 하나가 동작할 때에 동시에 촬영될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 이용한 인체 촬영 방법의 흐름을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 이용한 인체 촬영 방법은, 침상에 놓인 인체를 신장 방향에 수직하게 자르는 가상의 단면 상에서 상기 인체의 신장 방향을 회전축으로 하여 상기 인체를 서로 다른 각도로 촬영하도록 소정의 곡률로 굴곡되게 복수의 카메라를 배치하는 단계(S110), 카메라를 이용하여 인체를 가상의 단면 상에서 서로 다른 각도로 촬영하는 단계(S130), 카메라가 배치되는 가상의 단면을 인체의 신장 방향을 따라 점진적으로 이동시키는 단계(S150) 및 이동된 가상의 단면 상에 배치된 카메라를 이용하여 인체를 서로 다른 각도로 촬영하는 단계(S170)를 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에 따라서는, 단계 S150 및 단계 170이 동시에 수행되도록 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안하고 있는 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치 및 이를 이용한 인체 촬영 방법에 따르면, 의료 훈련용 인체 촬영 장치가, 제1 방향을 따라 배열되고 제1 방향에 수직하는 제2 방향을 회전축으로 하여 서로 다른 촬영 각도를 갖도록 경사지는 복수의 카메라를 포함하는 영상 촬영부와, 카메라가 배치되고 회전축을 중심으로 하는 회전 방향을 따라 굴곡되는 회전 이동 제어부 및 제2 방향을 따라 이동하는 회전 이동 제어부를 가이드하는 선형 이동 제어부를 포함하는 위치 제어부와, 영상 촬영부 및 위치 제어부에 전기적으로 연결되어 카메라, 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부의 동작을 제어하는 시스템 제어부를 포함함으로써, 고가의 의료 장비 없이도 컴퓨터 단층 촬영 장치를 모사하여 침상에 놓인 인체를 3차원으로 촬영할 수 있고, 촬영 위치를 사용자의 조작에 의해 용이하게 변경시킬 수 있으며, 카메라를 이용하여 촬영함에 따라 X선 노출 없이 건강에 대한 위험성을 제거할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허 청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 시스템 제어부 110: 전원부
200: 영상 촬영부 210, 220, 230: 카메라
211, 221, 231: 촬영부 215, 225, 235: 몸체부
300: 위치 제어부 310: 회전 이동 제어부
311: 회전 방향 연장부 313: 카메라 결합부
320: 선형 이동 제어부 321: 선형 가이드부
323: 가이드 결합부 330: 고정 프레임
350: 기둥 부재 400: 표시부
500: 입력부 600: 침상
700: 인체 710: 흉부 단면
730: 두부 단면
S110: 침상에 놓인 인체를 신장 방향에 수직하게 자르는 가상의 단면 상에서 인체의 신장 방향을 회전축으로 하여 인체를 서로 다른 각도로 촬영하도록 소정의 곡률로 굴곡되게 복수의 카메라를 배치하는 단계
S130: 카메라를 이용하여 인체를 가상의 단면 상에서 서로 다른 각도로 촬영하는 단계
S150: 카메라가 배치되는 가상의 단면을 인체의 신장 방향을 따라 점진적으로 이동시키는 단계
S170: 이동된 가상의 단면 상에 배치된 카메라를 이용하여 인체를 서로 다른 각도로 촬영하는 단계

Claims (20)

  1. 의료 훈련용 인체 촬영 장치로서,
    제1 방향(X)을 따라 배열되고 상기 제1 방향(X)에 수직하는 제2 방향(Y)을 회전축으로 하여 서로 다른 촬영 각도를 갖도록 경사지는 복수의 카메라(210, 220, 230)를 포함하는 영상 촬영부(200);
    상기 회전축을 중심으로 하는 회전 방향을 따라 굴곡되고 상기 카메라(210, 220, 230)가 배치되는 회전 이동 제어부(310)와, 상기 제2 방향을 따라 이동하는 상기 회전 이동 제어부(310)를 가이드하는 선형 이동 제어부(320)를 포함하는 위치 제어부(300); 및
    상기 영상 촬영부(200) 및 위치 제어부(300)에 전기적으로 연결되어 상기 카메라(210, 220, 230), 회전 이동 제어부(310) 및 선형 이동 제어부(320)의 동작을 제어하는 시스템 제어부(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 촬영부(200)는 3대 이상의 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 카메라(210, 220, 230)는 상기 회전축을 향하여 영상을 촬영하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전 이동 제어부(310)는,
    상기 복수의 카메라가 순차적으로 배치되도록 소정 곡률로 굴곡되는 회전 방향 연장부(311); 및
    상기 복수의 카메라를 상기 회전 방향 연장부(311)에 각각 결합시키는 카메라 결합부(313)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 카메라 결합부(313)는 상기 시스템 제어부로부터 제공되는 회전 이동 제어 신호에 기초하여 상기 회전 방향 연장부(311) 상에서 상기 회전 방향을 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 선형 이동 제어부(320)는,
    상기 회전 이동 제어부(310)보다 높은 위치에서 상기 제2 방향을 따라 연장되며 상기 회전 방향 연장부(311)를 지탱하는 선형 가이드부(321); 및
    상기 선형 가이드부(321)와 상기 회전 방향 연장부(311)를 결합시키는 가이드 결합부(323)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가이드 결합부(323)는 상기 시스템 제어부(100)로부터 제공되는 선형 이동 제어 신호에 기초하여 상기 제2 방향을 따라 상기 선형 가이드부(321) 상에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 회전 이동 제어부(320)는,
    상기 시스템 제어부(100)로부터 제공되는 회전 이동 제어 신호에 기초하여 상기 가이드 결합부(323)에 결합된 채 상기 회전축을 중심으로 회전 이동 가능한 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 제어부(100)에 전기적으로 연결되고 상기 영상 촬영부로부터 획득된 영상을 표시하는 표시부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표시부(400)에는 상기 복수의 카메라로부터 촬영된 3-방향 영상(420, 430, 440)이 표시되는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 3-방향 영상은, 정면 영상, 좌정면 영상 및 우정면 영상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 표시부(400)에는 상기 3-방향 영상이 3차원 가상공간에서 조합되어 모사되는 단면 영상 또는 입체 영상(410)이 더 표시되는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 회전 이동 제어부(310) 및 선형 이동 제어부(320)는 각각, 상기 시스템 제어부로부터 제공되는 제어 신호에 따라 동작하는 전동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 시스템 제어부(100)를 통해 상기 위치 제어부(300)에 위치 제어 신호를 입력하기 위한 입력부(500)를 더 포함하고,
    상기 입력부(500)는, 상기 회전 이동 제어부(310) 및 선형 이동 제어부(320) 중 어느 하나에 대해서만 상기 위치 제어 신호가 입력되도록 상기 회전 이동 제어부 및 선형 이동 제어부를 스위칭 동작시키는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 영상 촬영부(200)는 상기 회전 이동 제어부 및 상기 선형 이동 제어부 중 적어도 어느 하나가 동작하는 동안 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향은 침상에 배치된 인체의 좌우 방향에 나란하고, 상기 제2 방향은 상기 인체의 상하 방향에 나란한 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치.
  17. 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 이용하여 인체를 촬영하는 방법으로서,
    (1) 침상에 놓인 인체를 신장 방향에 수직하게 자르는 가상의 단면 상에서 상기 인체의 신장 방향을 회전축으로 하여 상기 인체를 서로 다른 각도로 촬영하도록 소정의 곡률로 굴곡되게 복수의 카메라를 배치하는 단계(S110);
    (2) 상기 카메라를 이용하여 상기 인체를 상기 가상의 단면 상에서 서로 다른 각도로 촬영하는 단계(S130);
    (3) 상기 카메라가 배치되는 상기 가상의 단면을 상기 인체의 신장 방향을 따라 점진적으로 이동시키는 단계(S150); 및
    (4) 상기 이동된 가상의 단면 상에 배치된 상기 카메라를 이용하여 상기 인체를 서로 다른 각도로 촬영하는 단계(S170)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 이용한 인체 촬영 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (3) 및 단계(4)는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 이용한 인체 촬영 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 카메라는 3대 이상인 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 이용한 인체 촬영 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 단계 (2)에서,
    상기 카메라는 상기 인체의 정면, 좌정면 및 우정면 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는, 복수의 카메라를 이용한 의료 훈련용 인체 촬영 장치를 이용한 인체 촬영 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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