KR20190014368A - 의료용 영상 촬영 장치 - Google Patents

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Abstract

캡슐 내시경이 개시된다. 렌즈 초점에 맺힌 영상을 촬영하는 카메라(110); 전송 거리가 짧게 선택된 무선 통신 모듈(120); 및 촬영된 영상을 무선 통신 모듈(120)을 통해 전송 제어하는 제어부(130)를 포함하고, 카메라(110), 무선 통신 모듈(120) 및 제어부(130)는 일정 전원 용량을 가지는 배터리로부터 전원을 공급받고, 사람이 복용 가능한 캡슐 크기로 제작되고, 무선 통신 모듈(120)은 신호 세기가 일정 크기 이하이고, 근거리에 위치하는 외부 서버(300)로 영상을 전송하고, 외부 서버(300)는 영상을 수신하여 저장하고 의사에게 메모리에 저장된 영상을 제공한다. 따라서 근거리에 위치하는 외부 서버로 영상을 전송할 정도로 무선 신호 세기가 작아서 해킹으로 인한 개인 정보 노출을 방지할 수 있고, 데이터 전송 에러율과 데이터 요구 속도에 따라 데이터 전송 속도를 제어해서 무선 환경이 변화하더라도 원하는 영상 데이터를 외부 서버로 전송하는 장점이 있고, 자력에 따라 카메라를 이동시켜 사람 장 내 영상을 촬영함으로써 의사의 진단 효율을 증가시키는 효과가 있다.

Description

의료용 영상 촬영 장치{MEDICAL IMAGING DEVICE}
본 발명은 의료용 영상 촬영 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사람 장 내를 촬영하는 캡슐 내시경에 관한 것이다.
캡슐 내시경은 사람이 복용하고 사람 장 내를 촬영하여 외부 서버로 영상을 전송한다. 캡슐 내시경은 사람이 복용 가능한 크기로 제작되며 무선 통신 모듈을 이용한다. 그러나 캡슐 내시경에 사용되는 무선 통신 모듈의 무선 신호 세기가 강해 외부 해킹으로 인한 개인 정보가 노출되는 문제점이 있다.
또한, 캡슐 내시경이 사람 장 내를 이동하면서 영상을 촬영하여 무선 전송하는데 데이터 전송 속도가 일정해서 무선 환경이 변화하는 경우 데이터 에러율이 상승해서 영상이 외부 서버에 정상적으로 수신되지 않는 문제점이 있다.
또한, 캡슐 내시경에 장착된 카메라는 일정 방향으로만 초점을 갖고 있어 캡슐 내시경에 의해 촬영되는 영상 품질이 좋지 않은 문제점이 있다.
등록번호 10-1584542, 캡슐 내시경 공개번호 10-2014-0019874, 캡슐 내시경
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 해킹으로 인한 개인 정보 노출을 예방하고, 무선 환경이 변화하더라도 데이터 전송 품질을 유지하고, 사람 장 내 영상을 다각도로 촬영하는 캡슐 내시경을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 렌즈 초점에 맺힌 영상을 촬영하는 카메라(110); 전송 거리가 짧게 선택된 무선 통신 모듈(120); 및 촬영된 영상을 무선 통신 모듈(120)을 통해 전송 제어하는 제어부(130)를 포함하고, 카메라(110), 무선 통신 모듈(120) 및 제어부(130)는 일정 전원 용량을 가지는 배터리로부터 전원을 공급받고, 사람이 복용 가능한 캡슐 크기로 제작되고, 무선 통신 모듈(120)은 신호 세기가 일정 크기 이하이고, 근거리에 위치하는 외부 서버(300)로 영상을 전송하고, 외부 서버(300)는 영상을 수신하여 저장하고 의사에게 메모리에 저장된 영상을 제공한다.
또한, 카메라(110)는 플래시를 일정 간격으로 터트리면서 일정 간격마다 영상을 촬영한다.
또한, 제어부(130)는 무선 통신 모듈(120)의 데이터 전송 에러율을 참조하여 무선 통신 모듈(120)의 데이터 전송 속도를 제어한다.
또한, 제어부(130)는 데이터 전송 에러율이 낮으면 데이터 전송 속도를 높이고, 데이터 전송 에러율이 높으면 데이터 전송 속도를 낮춘다.
또한, 캡슐 내시경은 일렬로 배열된 자석를 포함하고, 자력을 출력하여 캡슐 내시경을 일정 방향으로 놓이게 하는 코일이 외부에 배치된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 캡슐 내시경을 이용할 경우에는 근거리에 위치하는 외부 서버로 영상을 전송할 정도로 무선 신호 세기가 작아서 해킹으로 인한 개인 정보 노출을 방지할 수 있다.
또한, 데이터 전송 에러율과 데이터 요구 속도에 따라 데이터 전송 속도를 제어해서 무선 환경이 변화하더라도 원하는 영상 데이터를 외부 서버로 전송하는 장점이 있다.
또한, 자력에 따라 카메라를 이동시켜 사람 장 내 영상을 촬영함으로써 의사의 진단 효율을 증가시키는 효과가 있다.
도 1은 캡슐 내시경을 보인 예시도이다.
도 2는 인체 내에 위치하는 캡슐 내시경을 보인 예시도이다.
도 3은 캡슐 내시경의 구성을 보인 블록도이다.
도 4는 무선 통신 모듈을 보인 예시도이다.
도 5는 무선 캠의 구성을 보인 예시도이다.
도 6은 캡슐 내시경이 촬영한 영상을 보인 예시도이다.
도 7은 캡슐 내시경의 동작 방법을 보인 동작 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
캡슐 내시경은 무선 통신 모듈의 무선 신호 세기를 근거리에 위치하는 외부 서버로 데이터를 전송하는데 필요한 정도로 작게 유지해서 해킹으로 인한 개인 정보 노출을 방지한다. 또한 캡슐 내시경은 데이터 전송 속도를 무선 환경 변화와 데이터 요구 속도에 적응하도록 제어해서 외부 서버로 영상이 정상적으로 전달되도록 한다. 캡슐 내시경은 해킹 방지와 데이터 전송 속도를 충족시키는 무선 통신 모듈을 탑재하고 있다. 이러한 무선 특성에 요구되는 무선 통신 모듈은 캡슐 크기로 작게 제작되며 주파수 대역이 고역인 특징을 가진다.
캡슐 내시경은 자력에 의해 다각도로 회전 가능한 카메라를 탑재해서 외부에서 코일로 자력 방향을 제어해서 캡슐 내시경의 카메라를 회전시킬 수 있다. 카메라는 회전하면서 사람 장 내를 촬영하여 의사가 진료하는데 도움을 주도록 캡슐 내시경은 영상을 제공한다.
도 1은 캡슐 내시경을 보인 예시도이다.
캡슐 내시경(100)은 캡슐로 만들어져 사람이 복용하면 식도를 거쳐 장 내를 움직이면서 식도와 장의 상태를 영상으로 찍어서 외부 서버(300)로 전송한다. 캡슐 내시경(100)은 일정 시간 간격으로 영상을 촬영하며 영상을 촬영할 때 플래시를 터뜨린다. 사람이 캡슐 내시경(100)을 복용한 후 밖으로 나올 때까지 걸리는 시간 동안 캡슐 내시경(100)은 계속해서 장 내 사진을 외부 서버(300)로 전송한다. 외부 서버(300)에서 사람 장 내 사진을 보고 사람을 진단할 수 있다.
캡슐 내시경(100)은 사람 장 내의 영상을 찍으므로 영상은 중요한 개인 정보에 해당되어 외부 서버(300)가 다른 서버로 전송이 되어서는 안 된다. 따라서 캡슐 내시경(100)에 사용되는 무선 통신 모듈(120)은 초고속 근접통신 모듈이 사용된다. 초고속 근접통신 모듈은 근거리에서 초고속으로 대용량 데이터 전송에 적합한 장치이다.
캡슐 내시경(100)은 사람 장 내를 움직이므로 통신 환경이 수시로 변화한다. 통신 환경 변화에 대처하는 캡슐 내시경(100)은 데이터 전송 에러율에 따라 데이터 전송 속도를 제어한다. 캡슐 내시경(100)은 데이터 전송 에러율이 낮을 때 데이터 전송 속도를 높이고, 데이터 전송 에러율이 높을 때 데이터 전송 속도를 낮춰 데이터를 안정적으로 외부 서버(300)로 전송할 수 있다.
도 2는 인체 내에 위치하는 캡슐 내시경을 보인 예시도이다.
인체 해부도가 보인다. 캡슐 내시경(100)이 사람 장 내를 움직이면서 외부 서버(300)와 통신한다. 캡슐 내시경(100)은 외부 서버(300)와 통신 채널을 형성하고 형성된 통신 채널을 통해 카메라(110)로 촬영된 영상을 전송한다.
캡슐 내시경(100)이 영상을 촬영할 때 외부 서버(300)에서 획득되는 영상의 획득 주기를 변경할 수 있다. 캡슐 내시경(100)이 사람 장 내를 움직일 때 장 내 어느 위치에 위치함에 따라 갱신되는 영상의 주기가 달라질 수 있다. 이때, 외부 서버(300)는 촬영 주기를 다르게 설정함으로써 캡슐 내시경(100)이 촬영하는 영상의 주기를 다르게 변경할 수 있다.
캡슐 내시경(100)이 영상 주기를 변경함과 함께 코일이 캡슐 내시경(100)의 자석의 방향을 다르게 변경해서 동일 영상이 계속해서 촬영되지 않도록 할 수 있다. 캡슐 내시경(100)의 이동 속도가 느려지면 외부 서버(300)는 영상 주기를 길게 하고, 코일에 의해 형성되는 자력 방향에 변화를 가해 캡슐 내시경(100)의 촬영 각도를 조절할 수 있다. 캡슐 내시경(100)은 조절된 촬영 각도와 영상 주기에 따라 사람 장 내 영상을 촬영하는 것이다.
캡슐 내시경 카메라(110)에 자석을 부착해서 코일의 자력에 의해 카메라(110) 방향이 바뀌도록 할 수 있다. 캡슐 내시경(100)은 캡슐 모양이 놓이는 방향에 따라 위치하지만 자력에 의해 카메라(110) 방향이 변화되면서 카메라(110)에 의해 촬영되는 영상이 달라질 수 있다. 외부 서버(300)는 영상 처리를 통해 카메라(110) 방향이 어느 방향을 향해야 할지를 판단하고 코일의 자력을 변화시켜 카메라(110) 방향을 바꿀 수 있다.
캡슐 내시경(100)이 촬영하는 영상 주기를 변경함으로써 촬영에 소요되는 배터리 용량을 줄일 수 있어 캡슐 내시경(100)의 전체 크기를 보다 줄일 수 있다. 캡슐 내시경(100)이 촬영하는 영상 품질은 그대로 유지하면서 캡슐 내시경(100)의 영상 주기를 조절해서 배터리 용량을 최적으로 만들 수 있다.
도 3은 캡슐 내시경의 구성을 보인 블록도이다.
카메라(110)는 초점에 맺힌 영상을 촬영한다. 카메라(110)는 플래시를 일정 간격으로 터트리면서 일정 간격마다 영상을 촬영한다.
제어부(130)는 촬영된 영상을 무선 통신 모듈(120)을 통해 전송 제어한다. 제어부(130)는 무선 통신 모듈(120)의 데이터 전송 에러율을 참조하여 무선 통신 모듈(120)의 전송 속도를 제어한다. 제어부(130)는 데이터 전송 에러율이 낮으면 전송 속도를 높이고, 데이터 전송 에러율이 높으면 전송 속도를 낮춘다.
카메라(110), 무선 통신 모듈(120) 및 제어부(130)는 캡슐 크기로 제작되고, 무선 통신 모듈(120)은 근거리에 위치하는 서버로 영상을 전송한다.
도 4는 무선 통신 모듈을 보인 예시도이다.
무선 통신 모듈은 전송 속도를 조절하기 위해 OOK(On-Off Keying) 변조방식을 사용하고, 이를 위해 OOK 송신부와 수신부 구성을 포함한다.
OOK RF의 송신부는 입력 신호에 대하여 1인 경우 반송파를 송신하고, 0인 경우 노 시그널 형태로 전송하며, 수신부는 이의 역과정을 수행한다. 송신부는 전송 속도에 따라 클럭을 조정하여 데이터의 전송 속도를 가변하고, 수신부의 CDR(Clock Data Recovery) 회로에서 수신 신호로부터 클럭과 데이터를 복원한다.
일 실시예로 CDR 회로는 입력단에서 데이터와 클락을 PD(Phase Detector), LPF(Low-Pass Filter), VCO(Voltage Controlled Oscillator)로 이루어지는 피드백 회로를 구성함으로써 구현될 수 있다.
또한 송신부에서는 PLL(Phase Locked Loop)을 이용하여 OOK 송신부로 입력되는 클락을 원하는 위상으로 조정함으로써, 데이터의 전송 속도를 조절할 수 있다. .
무선 통신 모듈은 초고속 근접통신 방식으로 WPAN(Wireless Personal Arean Network) 방식을 사용할 수 있다.
일 실시예로 무선 통신 모듈은 IEEE 802.15.3e HRCP(High-Rate Close Proximity Point to Point Communication)을 따른다. 무선 통신 모듈은 60GHz, 70GHz, 80GHz 대역의 밀리미터파 대역을 사용한다. 무선 통신 모듈은 전송 속도가 최대 7Gbps, 14Gbps 정도된다.
도 5는 무선 캠의 구성을 보인 예시도이다.
무선 캠은 Full HD 화소수로 1920*1080=2078600화소, 데이터 전송을 최저 요구속도는 2078600*24bit*24frames=1.2Gbits 정도 된다.
무선 캠은 무선 통신 모듈에 카메라(110)와 제어부(130)가 결합된 구조로, 제어부(130)는 카메라(110)로 촬영된 영상을 무선 통신 모듈을 통해 외부 서버(300)로 전송한다. 무선 통신 모듈은 매우 작고 안테나 크기가 작으며 고주파 통신을 수행한다. 카메라(110)는 소형 카메라(110)로 칼라 영상을 촬영할 수 있다. 카메라(110)는 근거리 초점을 가지고 근접한 장 내 영상을 촬영한다.
카메라(110), 무선 통신 모듈 및 제어부(130)에 전원을 공급하는 배터리는 인체에 무해한 물질로 구성될 수 있다. 무선 캠은 캡슐 형태로 구성되어 사람이 알약처럼 느낄 수 있다. 무선 캠에 자석이 내장되어 외부에서 자력을 걸어 무선 캠이 일정 방향을 가지도록 할 수 있다. 무선 캠이 일정 방향을 향하면서 장 내 영상을 촬영함으로써 영상 서로 간에 연관성을 유지할 수 있다.
도 6은 캡슐 내시경이 촬영한 영상을 보인 예시도이다.
캡슐 내시경(100)이 촬영한 영상을 보인다. 영상은 사람 장 내 사진을 보여 준다. 의사는 영상을 보고 사람 장 내 상태를 진단할 수 있다. 영상은 정상 상태의 사람 장 내 사진으로 의사는 사람 장 내 상태가 양호한 것으로 진단할 수 있다.
도 7은 캡슐 내시경의 동작 방법을 보인 동작 흐름도이다.
캡슐 내시경(100)의 동작 방법에 대해 설명한다.
캡슐 내시경(100)은 프로그램을 저장하는 프로그램 메모리, 데이터를 저장하는 데이터 메모리, 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함한다.
프로그램 메모리에 저장된 데이터를 살펴보면, 프로그램 메모리는 카메라(110)는 초점에 맺힌 영상을 촬영하는 단계; 제어부(130)는 촬영된 영상을 무선 통신 모듈(120)을 통해 전송 제어하는 단계; 및 제어부(130)는 무선 통신 모듈(120)의 데이터 전송 에러율을 참조하여 무선 통신 모듈(120)의 전송 속도를 제어하는 단계를 포함한다.
캡슐 내시경(100)은 프로세서에 의해 프로그램 메모리에 저장된 프로그램을 실행하며 이러한 동작을 설명하면 다음과 같다.
캡슐 내시경(100)에서 실행되는 절차를 시계열 순으로 설명한다.
카메라(110)는 초점에 맺힌 영상을 촬영한다. 카메라(110)는 플래시를 일정 간격으로 터트리면서 일정 간격마다 영상을 촬영한다.
캡슐 내시경(100)은 촬영된 영상을 무선 통신 모듈(120)을 통해 전송 제어한다. 캡슐 내시경(100)은 무선 통신 모듈(120)의 데이터 전송 에러율을 참조하여 무선 통신 모듈(120)의 전송 속도를 제어한다. 캡슐 내시경(100)은 데이터 전송 에러율이 낮으면 전송 속도를 높이고, 데이터 전송 에러율이 높으면 전송 속도를 낮춘다.
전송 속도를 조절하는 경우는 데이터 전송 에러율에 따른 경우 이외에도, 해당 환자의 어느 부위를 촬영하는 지에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 촬상 부위가 소장, 대장 등에 따라 서로 다른 전송 속도를 설정하여 내시경 촬상의 효율을 높일 수 있다.
카메라(110), 무선 통신 모듈(120) 및 제어부(130)는 캡슐 크기로 제작되고, 무선 통신 모듈(120)은 근거리에 위치하는 외부 서버(300)로 영상을 전송한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 카메라 120: 무선 통신 모듈
130: 제어부

Claims (6)

  1. 렌즈 초점에 맺힌 영상을 촬영하는 카메라(110);
    전송 거리가 짧게 선택된 무선 통신 모듈(120); 및
    촬영된 영상을 상기 무선 통신 모듈(120)을 통해 전송 제어하는 제어부(130)를 포함하고,
    상기 카메라(110), 상기 무선 통신 모듈(120) 및 상기 제어부(130)는 일정 전원 용량을 가지는 배터리로부터 전원을 공급받고, 사람이 복용 가능한 캡슐 크기로 제작되고,
    상기 무선 통신 모듈(120)은 신호 세기가 일정 크기 이하이고, 근거리에 위치하는 외부 서버(300)로 영상을 전송하고,
    상기 외부 서버(300)는 영상을 수신하여 저장하고 의사에게 메모리에 저장된 영상을 제공하는 캡슐 내시경.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카메라(110)는 플래시를 일정 간격으로 터트리면서 일정 간격마다 영상을 촬영하는 캡슐 내시경.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무선 통신 모듈(120)은 초고속 근접통신 방식의 캡슐 내시경.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부(130)는 상기 무선 통신 모듈(120)의 데이터 전송 에러율을 참조하여 상기 무선 통신 모듈(120)의 데이터 전송 속도를 제어하는 캡슐 내시경.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부(130)는 데이터 전송 에러율이 낮으면 데이터 전송 속도를 높이고, 상기 데이터 전송 에러율이 높으면 상기 데이터 전송 속도를 낮추는 캡슐 내시경.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캡슐 내시경은 일렬로 배열된 자석를 포함하고,
    자력을 출력하여 상기 캡슐 내시경을 일정 방향으로 놓이게 하는 코일이 외부에 배치되는 캡슐 내시경.
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