KR20190043341A - 영상 확대율 변경 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 영상 촬영 장치에 의하여 수행되는 영상 촬영 방법에 있어서, 센서와 제너레이터의 현재 위치인 제 1 위치에 대한 정보를 획득하는 단계; 상기 센서와 상기 제너레이터가 상기 제 1 위치에 위치할 때 얻어지는 촬영 대상의 영상과 다른 확대율을 가지는 영상을 얻게 되는 위치인 제 2 위치로 상기 센서 및 상기 제너레이터를 이동시키는 단계; 및 상기 촬영 대상의 영상을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 센서와 상기 제너레이터간 이격된 거리가 변동되지 않도록 상기 센서와 상기 제너레이터는 동일한 거리를 이동하는 영상 촬영 방법을 개시한다.

Description

영상 확대율 변경 방법 및 장치{A method for changing a scale of an image and an apparatus for the same}
본 명세서는 영상 확대율을 변경하며 영상을 촬영하는 방법과 그 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 엑스선 촬영 장치의 확대율을 촬영 대상에 따라 변경하는 방법과 그 장치에 관한 것이다.
의료 기술 분야에서 많이 이용되고 있는 엑스선(X-ray) 촬영 장치는 엑스선을 인체에 조사하고, 인체 내부에 대한 영상을 획득하고 있다. 이를 통해 인체 내부의 이상을 검출한다.
엑스선 촬영 장치의 원리는 촬영 대상물에 대하여 엑스선을 발생시키는 제너레이터로부터 발생된 엑스선을 조사하고, 대상물을 일부 투과하거나 또는 투과하지 않고 도달하는 엑스선을 제너레이터와 마주보는 센서를 통해 수광한다. 다음, 수광된 엑스선을 전기적 신호로 변환시켜 영상을 생성한다.
최근에는 필요에 따라 파노라마 촬영을 하거나, CT 촬영 용도로 사용될 수 있는 엑스선 촬영 장치에 대한 기술들이 공개되고 있다. 하나의 장치로 파노라마와 CT 두가지 기능을 하기 위한 기술로 선행문헌1(한국공개특허공보 10-2007-0017670)가 개시되어 있다. 본 선행문헌에 따르면, 파노라마 촬영을 위한 센서와 CT 촬영을 하기위한 센서를 각각 채택하고, 필요에 따라 센서를 탈착하여 촬영 모드를 변경하는 기술을 개시하고 있다.
다만, 이러한 기술들에 따르면 파노라마 촬영이나, CT 촬영을 위한 촬영 모드 전환이 있을 때 마다 센서를 탈부착해야 한다는 불편함이 야기된다. 그리고, 특정 영역에 대한 확대 영상을 획득하기 위해 영상 촬영 후 별도의 후처리가 필요하게 되는 문제가 있다.
또한, 선행문헌2(한국공개특허공보 10-2016-0056986)는 엑스선 촬영 장치의 센서와 제너레이터를 회전하거나 길이 방향으로 이동하여 다양한 모드의 촬영을 제안하고 있으나, 실제 촬영 대상의 촬영하고자 하는 관심 영역의 크기와 확대율에 대한 구체적인 고려가 없으며 제한된 센서의 크기 내에서 활성 영역의 고려가 없이는 복수의 모드를 하나의 센서로 구현하는 데 어려움이 존재한다.
본 명세서는 촬영한 영상에 대한 별도의 사후적 영상 처리 없이, 영상을 촬영하는 시점에 촬영 대상의 특정 부분에 대한 확대영상을 고해상도로 얻을 수 있는 방법을 제안한다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 명세서는 영상 촬영 장치에 의하여 수행되는 영상 촬영 방법에 있어서, 센서와 제너레이터의 현재 위치인 제 1 위치에 대한 정보를 획득하는 단계; 상기 센서와 상기 제너레이터가 상기 제 1 위치에 위치할 때 얻어지는 촬영 대상의 영상과 다른 확대율을 가지는 영상을 얻게 되는 위치인 제 2 위치로 상기 센서 및 상기 제너레이터를 이동시키는 단계; 및 상기 촬영 대상의 영상을 촬영하는 단계를 포함하고, 상기 센서와 상기 제너레이터간 이격된 거리가 변동되지 않도록 상기 센서와 상기 제너레이터는 동일한 거리를 이동하는 영상 촬영 방법을 개시한다.
또한, 본 명세서는 센서; 제너레이터; 및 상기 센서와 상기 제너레이터의 현재 위치인 제 1 위치에 대한 정보를 획득하고, 상기 센서와 상기 제너레이터가 상기 제 1 위치에 위치할 때 얻어지는 촬영 대상의 영상과 다른 확대율을 가지는 영상을 얻게 되는 위치인 제 2 위치로 상기 센서 및 상기 제너레이터를 이동시키며, 상기 촬영 대상의 영상을 촬영하도록 상기 센서와 상기 제너레이터의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 센서와 상기 제너레이터간 이격된 거리가 변동되지 않도록 상기 센서와 상기 제너레이터는 동일한 거리를 이동하는 영상 촬영 장치를 개시한다.
또한, 본 명세서는 앞선 영상 촬영 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제시한다.
또한, 본 명세서는 앞선 영상 촬영 장치 및 영상 촬영 장치에 의하여 촬영된 영상을 촬영 대상의 정보와 함께 저장하는 데이터베이스를 포함하고, 데이터베이스에는 제 1 위치에서의 촬영 대상의 영상과 다른 확대율을 가지는 제 2 위치에서의 촬영 대상의 영상이 저장되는 영상 촬영 시스템을 제시한다.
일 실시 예에 따른 영상 처리 방법 및 장치의 이용에 의하여, 촬영한 영상에 대한 별도의 사후적 영상 처리 없이, 영상을 촬영하는 시점에 촬영 대상의 특정 부분에 대한 확대영상을 고해상도로 얻을 수 있게 된다.
또한, 일 실시 예에 따른 영상 처리 방법 및 장치의 이용에 의하여, 사용자는 통상의 방사선량을 이용하여 피검자의 특정 영역에 대한 고해상도 확대 영상을 촬영할 수 있기 때문에, 피검자에 대한 불필요한 피폭량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 명세서에서 사용되는 용어를 설명하기 위한 참조도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치를 나타내는 도면이다.
도 3과 도 4는 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치가 수행하는 영상 촬영 방법에서 영상 확대율을 변경하는 방법을 설명하는 개념도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치의 세부 구성을 설명하는 블록도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치를 구비한 영상 촬영 시스템의 구성을 설명하는 블록도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서는 촬영 대상인 피사체에 대한 영상을 확대율을 달리하며 촬영하는 일 실시 예에 따른 영상 촬영 방법을 설명한다. 먼저, 본 발명을 설명하기 위한 용어와 영상 촬영 장치의 기본 구성을 도 1과 2를 참조하여 설명한다.
도 1은 본 명세서에서 사용되는 용어를 설명하기 위한 참조도면이다. FDD(Focal spot to Detector Distance)는 제너레이터(Focal spot)에서 센서(Detector)까지의 공간적 거리를 의미한다. FOD(Focal spot to Object Distance)는 제너레이터에서 촬영 대상(Object)까지의 공간적 거리를 의미한다.
FCD(Focal spot to rotation Center Distance)는 제너레이터에서 갠트리 회전축까지의 공간적 의미를 의미한다 갠트리(Gantry) 회전축은 제너레이터와 센서가 회전하는 축을 의미한다. ODD(Object to Detector Distance)는 촬영 대상에서 센서까지의 공간적 거리를 의미한다. 이하 설명하는 확대율은 FDD를 FOD로 나눈 값을 의미한다.
FOV(Field Of View)는 센서에 의해 한 번에 촬영될 수 있는 영역의 크기를 의미하는 것으로 각(Angle)으로 표현될 수 있으며, 본 발명의 관심 영역에 대응될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치(100)를 나타내는 도면이다. 일 실시예에 따른 영상 촬영 장치(100)는 제너레이터(110), 센서(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
일 실시예에서 제너레이터(110)는 엑스선(X-ray)을 발생시킬 수 있다. 일 실시예에서 제너레이터(110)는 제1 모드 또는 제2 모드에 따른 엑스선을 발생시킨다.
일 실시예에서 모드는 엑스선을 이용한 촬영 방법을 구분하기 위한 것으로 일 실시예에서 제1 모드는 CT(Computed Tomography) 영상 촬영 모드일 수 있다. CT 영상을 통해 3차원 영상을 촬영하여 인체 내부의 3차원적 구조를 파악할 수 있다.
제2 모드는 파노라마(Panoramic) 영상 촬영 모드일 수 있다. 파노라마 영상을 통해 전체 치아 상태 및 구조를 파악하고, 진단과 시술에 활용할 수 있다.
일 실시예에서 제너레이터(110)는 촬영 모드에 따라 발생되어 센서(120)로 조사되는 엑스선의 세기, 엑스선의 선량 등을 결정하며, 별도의 콜리메이터를 통해 조사 범위를 결정하는 것도 가능하다.
또한 촬영하고자 하는 특정 피사체에 대한 초점등을 달리 하거나, 기타 설정된 촬영 조건에 따른 엑스선을 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서 센서(120)는 상기 제너레이터(110)에서 발생된 엑스선을 수집한다. 구체적으로 센서(120)는 제1 모드 또는 제2 모드에 따라 제너레이터(110)에서 발생되어 피사체를 투과한 엑스선을 흡수하여 전기 신호로 변환한다. 변환된 전기 신호를 이용하여 영상을 생성할 수 있다.
또한, 일 실시예에서 센서(120)는 각각의 촬영 모드에 따라 활성 영역을 다르게 할 수 있다. 예를 들어 제1 모드와 제2 모드의 경우 동일한 제너레이터(110)에서 발생된 엑스선을 수집하되 서로 다른 활성 영역을 통해 수집된 엑스선 만을 이용하여 영상을 생성하도록 할 수 있다.
일 실시예에서 제어부(130)는 소프트웨어적으로 상술한 촬영 조건 또는 활성 영역 등을 제어하여 촬영 모드에 따른 촬영 환경을 구성하도록 할 수 있다. 더하여, 제어부(130)는 하드웨어적인 제어로 상술한 제너레이터(110), 및 센서(120)의 물리적인 동작을 제어하여 각각의 촬영 모드에 따른 촬영 환경을 구성할 수 있다.
이하, 도 3과 도 4를 참조하여 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치(100)가 수행하는 영상 촬영 방법에서 영상 확대율을 변경하는 방법을 설명한다. 도 3은 확대율 변경 전 센서(120)와 제너레이터(110) 및 촬영 대상 (140)으로 객체 (Object)의 위치를 설명하는 도면이다. 도 3에서 관심 영역(141)은 촬영 대상(140)의 전체 부분으로 설정되어 있다.
제너레이터(110)에서 발생되는 X선은 촬영 대상(140)을 투과한 후 센서(120)에 입사됨에 따라, 촬영 대상(140)에 대한 촬영 영상이 센서(120)에 의하여 획득된다. 도 3에 도시된 예에서, 촬영 대상(140)의 전 영역을 투과한 X선이 센서(120)의 이미지 평면(Image Plane) 상에 입사됨에 따라, 촬영 대상(140)에 대하여 음영으로 표시된 전영역(141)이 촬영 영상으로 센서에 의하여 획득된다.
도 4는 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치(100)의 확대율 변경 후 센서(120)와 제너레이터(110) 및 촬영 대상(140)의 상대적 위치를 설명하는 도면이다. 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치(100)는 촬영 모드에 따라 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치를 이동시킨다. 이에 따라 센서(120)와 제너레이터(110)와 그 사이에 위치한 촬영 대상(140)의 상대적 위치가 변경된다. 센서(120)와 제너레이터(110)간 이격된 거리가 변동되지 않도록 센서(120)와 제너레이터(110)는 동일한 거리로 이동할 수 있다. 이러한 경우, 센서(120)와 제너레이터(110)의 거리는 동일하지만, 제너레이터(110)와 촬영 대상(140)의 거리가 변동됨에 따라 확대율이 변동될 수 있다.
센서(120)와 제너레이터(110) 사이 공간에서 촬영 대상(140)의 상대 위치가 변경되는 경우, 센서(120)과 촬영 대상(140)의 공간적 거리가 변경됨에 따라 ODD 값이 변경되고, 제너레이터(110)와 촬영 대상(140)의 공간적 거리가 변경됨에 따라 FOD 값이 변경된다. 그러나, 센서(120)와 제너레이터(110)간 이격된 거리가 변동되지 않도록 센서(120)와 제너레이터(110)는 동일한 거리로 이동할 수 있다. 이러한 경우 센서(120)와 제너레이터(110)의 공간적 거리는 유지됨에 따라 FDD 값은 변경되지 않는다.
예를 들어, 도 4와 같이 촬영 대상(140)과 제너레이터(110)가 가까워진 경우, FOD값이 감소하게 된다. 그러나, FDD값은 동일하므로 촬영대상의 일부분을 확대하여 촬영한 영상이 센서(120)에 의하여 획득된다. 즉, 도 3과 비교하면 촬영 대상(140)의 일부 영역을 투과한 X선이 센서(120)의 이미지 평면(Image Plane) 상에 입사됨에 따라, 도 4에서 촬영 대상(140)에 대하여 음영으로 선택된 관심 영역(141)이 촬영 영상으로 센서에 의하여 획득된다. 이에 따라 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치(100)는 촬영 대상의 관심 영역(141)에 대한 확대 영상을 별도의 소프트웨어 처리 없이 간단히 고해상도로 획득할 수 있다
센서(120)와 제너레이터(110)의 위치 결정
일 실시 예에서, 사용자는 촬영 모드에 따라 센서(120)와 제너레이터(110)의 사이에 위치한 촬영 대상(140)의 상대적 위치를 결정하여 촬영 모드에 요구되는 영상의 확대율을 구현할 수 있다. 여기서 촬영 모드는 파노라마 촬영 모드 및 CT 촬영 모드 중 적어도 하나를 포함한다.
더하여, 사용자가 촬영 대상(140) 중 특정 관심 영역(141)에 대한 확대 영상을 촬영하기 원하는 경우, 영상 촬영 장치(100)는 확대 영상을 촬영하기 위하여 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치를 이동시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 사용자는 센서(120)의 활성 영역에 의하여 촬영 대상(140)에 대한 관심 영역(141)의 최대 확대율 영상을 획득할 수 있도록 센서(120)와 제너레이터(110)의 사이에 위치한 촬영 대상(140)의 상대적 위치를 결정할 수 있다. 관심 영역은 X선 영상을 촬영당하는 피검자의 구강 일부에 대한 영역일 수 있다. 예를들어, 상악, 하악 또는 그 일부분일 수 있다.
일 실시 예에서, 관심 영역(141)의 영상을 촬영하기 위한 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치는 관심 영역(141)의 실세계 좌표계에서의 위치 및 면적에 기반하여 결정될 수 있다.
영상 촬영 장치(100)는 센서(120)의 활성화 부분을 이용하여 관심 영역(141)의 최대 확대율 영상을 획득할 수 있도록, 제너레이터(110)에서 센서(120)의 활성화 영역의 최외곽 부분으로 입사되는 광로에 실세계 좌표계에서의 관심 영역(141)의 최외곽 부분이 접하는 위치로 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치를 결정할 수 있다.
이에 대한 예가 도 4에 도시되어 있다. 도 4에는 관심영역(141)의 최상단과 최하단 부분이 제너레이터(110)에서 센서(120)의 활성화 영역(Image Plane)의 최 외곽 부분으로 입사되는 상단 광로와 하단 광로에 접하는 예가 도시되어 있다.
다른 일 실시 예에서, 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치는 센서(120)와 제너레이터(110)의 현재 위치에서 얻어지는 현재 영상에서의 관심 영역(141)의 위치 및 면적에 기반하여 결정될 수 있다. 영상 촬영 장치(100)는 관심 영역(141)의 중심좌표를 현재 영상의 중심좌표로 변환하는 위치 보정값과, 관심 영역(141)의 면적을 현재 영상의 면적으로 변환하는 면적 보정값을 계산하고, 이를 이용하여 관심 영역의 영상이 최대가 되도록 하는 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치를 결정할 수 있다.
다른 일 실시 예에서, 촬영 대상(140)에 대한 관심 영역이 다수인 경우 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치는 다수의 관심 영역을 모두 포함하는 최대 확대율 영상이 상기 센서의 활성 영역에 의하여 획득될 수 있는 위치로 결정될 수 있다.
영상 촬영 장치(100)는, 촬영 대상(140)이 비정형 입체물임을 고려하여, 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치를 센서(120)와 제너레이터(110)가 회전하는 각도마다 계산할 수 있다. 이와 같이 계산된 촬영 대상(140)의 관심 영역(141)의 최대 확대율 영상을 획득하기 위한 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치는 미리 계산되어 메모리에 저장되고, 이후의 필요에 따라 로드되어 사용될 수 있다.
일 실시 예에서, 영상 촬영 장치(100)는 센서(120)와 제너레이터(110) 사이에 위치한 촬영 대상(140)에 대한 센서(120)와 제너레이터(110)의 상대적 위치를 센서(120)의 크기, 촬영 대상(140)에서의 관심 영역(141)의 위치와 크기, 확대율 및 FDD값을 고려하여 미리 계산해 두고, 계산된 결과를 선택하여 필요에 따라 이용할 수 있다. 예를 들어, 촬영 대상(140)에 대하여 설정된 관심 영역(141)의 일부분(특히, 최외곽 부분)이 센서(120)에 의하여 획득되지 않는 일이 발생하지 않도록, 영상 촬영 장치(100)는 관심 영역(141)의 전체 부분이 센서(120)에 의하여 최대로 획득되는 위치로 사전적으로 계산된 위치보다 촬영 대상(140)을 제너레이터(110)에서 이격시켜 위치시킬 수 있다.
센서(120)와 제너레이터(110)의 위치 이동
영상 촬영 장치(100)는 센서(120)와 제너레이터(110)의 공간적 간격을 동일하게 유지하면서 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치를 촬영 대상(140)에 대하여 상대적으로 이동시킬 수 있다. 영상 촬영 장치(100)는 센서(120)와 제너레이터(110)를 이동시키기 위하여 이동수단을 포함할 수 있으며, 이동수단은 액츄에이터 등으로 구성될 수 있다. 이동수단은 센서(120)와 제너레이터(110)에 직접 결합되거나, 센서(120)와 제너레이터(110)를 수용하는 수용모듈에 결합되어 있을 수 있다.
일 실시 예에서, 영상 촬영 장치(100)는 확대 영상을 효율적으로 획득하기 위하여, 센서(120)와 제너레이터(110)가 획득하는 관심 영역(141)의 영상이 촬영 대상의 특정 부분일 수 있도록, 영상 촬영 장치(100)는 센서(120)와 제너레이터(110)의 3차원 위치를 변경할 수 있다. 이를 위해 영상 촬영 장치(100)는 센서(120)와 제너레이터(110)의 3차원 위치를 변경시키는 이동 수단을 더 포함할 수 있다. 대체 실시 예로, 센서(120)와 제너레이터(110)가 획득하는 관심 영역의 영상이 촬영 대상의 특정 부분일 수 있도록 영상 촬영 장치(100)는 촬영 대상(140)의 3차원 위치를 변경할 수 있으며, 영상 촬영 장치(100)는 촬영 대상(140)을 이동시키기 위한 이동수단을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 센서(120)와 제너레이터(110)는 갠트리에 이동수단을 통해 각각 연결될 수 있다. 센서 이동수단과 제너레이터 이동수단은 갠트리에서 센서(120)와 제너레이터(110)를 수평 및/또는 수직 이동시킬 수 있다. 센서 이동수단과 제너레이터 이동수단은 갠트리에서의 이동 가능한 부분을 따라 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치를 수평/수직 이동 시킬 수 있다. 센서 이동수단과 제너레이터 이동수단은 수평/수직 방향으로 연장 가능하여 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치를 수평/수직 이동시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 센서(120)와 제너레이터(110)는 촬영 대상(140)의 관심 영역(141)에 대한 확대 영상을 최대로 획득하기 위하여, 센서(120)의 중심점과 제너레이터(110)의 중심점 및 관심 영역(141)의 중심점이 직선상에 위치하는 위치로 이동할 수 있다. 필요한 경우, 사선 방향으로의 영상 촬영을 위하여 센서(120)와 제너레이터(110)는 틸트될 수도 있다.
다른 실시 예에서, 센서(120)와 제너레이터(110)는 갠트리에 고정되어 있을 수 있다. 본 실시 예에서, 고정된 센서(120)와 제너레이터(110)의 이동을 위해 갠트리가 이동될 수 있다. 갠트리 이동수단은 갠트리를 수평/수직 이동시킬 수 있다. 이때, 갠트리의 회전축 위치는 실세계 좌표계에서 변하지 않을 수 있다. 이를 구현하기 위하여 갠트리는 회전축을 구성하는 부분과, 센서(120)와 제너레이터(110)를 연결하는 부분으로 구분될 수 있고, 센서(120)와 제너레이터(110)를 연결하는 부분만이 갠트리의 회전축을 구성하는 부분에 대하여 상대적으로 이동될 수 있다.
촬영 대상(140)의 관심 영역(141)에 대한 확대 영상을 최대로 획득하기 위하여, 센서(120)의 중심점과 제너레이터(110)의 중심점 및 관심 영역(141)의 중심점이 직선상에 위치하는 위치로 갠트리가 이동할 수 있다. 필요한 경우, 사선 방향으로의 영상 촬영을 위하여 갠트리는 틸트될 수 있다.
대체 실시 예로, 영상 촬영 장치(100)는 촬영 대상(140)의 위치를 센서(120)와 제너레이터(110) 사이에서 이동 시킬 수 있다. 영상 촬영 장치(100)는 촬영 대상(140)을 이동시키기 위한 이동수단을 포함할 수 있으며, 이동수단은 액츄에이터 등으로 구성될 수 있다. 이동수단은 촬영 대상(140)이 위치되는 모듈에 결합되어 있을 수 있다. 예를 들어, 촬영 대상이 사람인 경우, 촬영 대상(140)이 위치되는 모듈은 사람이 앉을 수 있는 의자이거나, 사람이 누울 수 있는 침대일 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치(100)의 동작을 나타내는 순서도이다. 먼저, 영상 촬영 장치(100)는 촬영 모드를 결정한다(S110). 촬영모드는 사전에 결정되어 있을 수 있다. 촬영 모드는 파노라마 촬영모드, CT 촬영 모드 중 하나일 수 있으며, 실시 예에 따라 설정된 관심영역에 대한 확대율을 달리하는 별도의 촬영 모드를 더 포함할 수 있다.
영상 촬영 장치(100)는 사용자의 입력에 따라 촬영 모드를 결정할 수 있다. 또는, 영상 촬영 장치(100)는 미리 프로그램된 영상 촬영 순서에 따라 촬영 대상의 영상을 획득하기 위해 순차적으로 촬영 모드를 변경할 수도 있다.
다음으로, 영상 촬영 장치(100)는 선택된 촬영 모드에 따라 영상의 확대율을 결정한다(S130). 촬영 모드에 따른 확대율은 영상 촬영 장치(100)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 또는, 영상 촬영 장치(100)는 사용자에게 확대율을 선택하도록 질의하고, 이에 대한 사용자 입력에 따라 확대율을 결정할 수도 있다.
다음으로, 영상 촬영 장치(100)는 결정된 확대율에 따라 영상을 촬영한다(S150). 확대율을 변경하기 위해, 영상 촬영 장치(100)는 앞서 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치를 변경하거나, 촬영 대상(140)의 위치를 변경할 수 있다.
일 실시 예에서, 촬영 대상(140)에 대한 독립된 관심 영역이 다수 설정될 수 있다. 이러한 경우, 각각의 관심 영역마다 최대의 확대율로 영상을 촬영하기 위한 센서(120)와 제너레이터(110)의 촬영 위치가 설정될 수 있다. 관심 영역을 독립적으로 촬영하기 위한 센서(120)와 제너레이터(110)의 촬영 위치가 다수 발생하게 된다.
각각의 관심 영역에 대하여 독립적으로 영상을 촬영하기 위하여 센서(120)와 제너레이터(110)는 여러 번 위치 이동을 수행하여야 한다. 센서(120)와 제너레이터(110)의 이동 거리를 최소로 하기 위하여, 복수의 촬영 위치를 각각의 경유지로하는 센서(120)와 제너레이터(110)의 최단거리경로가 계산될 수 있다. 그리고 이에 따라 센서(120)와 제너레이터(110)의 위치 이동 스케쥴이 생성될 수 있다. 영상 촬영 장치(100)는 생성된 위치 이동 스케쥴에 따라 관심영역들에 대한 영상을 촬영할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치(100)의 세부 구성을 설명하는 블록도이다. 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 제너레이터(110), 센서(120), 제어부(130), 촬영대상 위치 모듈(142), 위치설정모듈(150), 사용자 인터페이스(160) 및 통신모듈(170)을 포함하여 구성될 수 있다. 촬영대상 위치 모듈(142), 사용자 인터페이스(160) 및 통신모듈(170)은 실시 예에 따라 선택되어 사용될 수 있는 구성으로 생략될 수 있다.
제너레이터(110)는 앞서 설명한 바와 같이 X선을 발생하기 위한 광원으로 통상적으로 사용되는 X선 발생기 등을 채택하여 사용할 수 있다. 필요에 따라 콜리메이터등을 더 포함하여 구성될 수 있다.
센서(120)는 앞서 설명한 바와 같이 X선을 수집하여 영상을 획득하기 위한 통상적으로 사용되는 X선 센서를 채택하여 구성될 수 있다. 센서(120)는 파노라마 또는 CT 촬영을 위한 대면적 센서일 수 있다. 센서(120)의 크기는 촬영 대상(140)에서의 관심 영역의 크기, 확대율 및 FDD값을 고려하여 선택될 수 있다.
제어부(130)는 프로세서와 메모리를 포함하여 구성된다. 프로세서는 영상 촬영 장치(100)를 제어하며, 앞서 설명한 영상 촬영 방법을 수행하기 위한 제어를 수행한다. 메모리는 영상 촬영 장치가 작동되기 위해 필요한 일시적, 비일시적 데이터들을 포함한다. 메모리에는 영상의 촬영 모드에 따라 영상의 확대율과 그에 따른 제너레이터(110), 센서(120)의 위치 데이터가 포함될 수 있다.
촬영 대상 위치 모듈(142)은 촬영대상을 수용하며, 이에 따라 촬영 대상의 위치가 특정되게 한다. 촬영 대상 위치 모듈(142)은 선택적 구성 요소로 생략될 수 있다.
위치설정모듈(150)은 제너레이터(110)와 센서(120)의 위치를 이동시킨다. 실시 예에 따라 위치설정모듈(150)은 촬영 대상 위치 모듈(142)의 위치를 이동시킬 수도 있다.
사용자 인터페이스(160)는 영상 촬영 장치(100)와 사용자 간의 인터페이스 수단으로 통상의 입력장치와 출력장치가 채택 될 수 있다. 통신 모듈(170)은 영상 촬영 장치(100)와 외부 장치 간의 인터페이스 수단으로 통상의 유/무선 통신 모듈이 채택 될 수 있다. 사용자 인터페이스(160)와 통신 모듈(170)은 선택적 구성 요소로 생략될 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 영상 촬영 장치(100)를 구비한 영상 촬영 시스템(1000)의 구성을 설명하는 블록도이다. 일 실시 예에 따른 영상 촬영 시스템(1000)은 도 6의 영상 촬영 장치(100)와, 데이터베이스(200) 및 제어부(300)를 구비하며, 그 외에 사용자 인터페이스(300)와 통신모듈(400)을 더 구비할 수 있다.
영상 촬영 시스템(1000)은 데이터베이스(200)를 더 구비하여, 영상 촬영 장치(100)로부터 획득한 촬영 대상의 영상 데이터를 촬영 대상에 대하여 저장할 수 있다. 예를 들어, 병원에서 사용되는 경우, 의사는 환자에 대하여 촬영된 X선 영상을 데이터베이스에 환자를 지정하여 저장할 수 있다.
앞서 설명된 일 실시 예에 따른 영상 촬영 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예에 따라 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
앞선 실시 예에 대한 설명에서 참조된 도면 각각은 설명의 편의를 위해 도시된 일 실시 예에 불과하며, 각 화면에 표시된 정보들의 항목, 내용과 이미지들은 다양한 형태로 변형되어 표시될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 영상 촬영 장치에 의하여 수행되는 영상 촬영 방법에 있어서,
    센서와 제너레이터의 현재 위치인 제 1 위치에 대한 정보를 획득하는 단계;
    상기 센서와 상기 제너레이터가 상기 제 1 위치에 위치할 때 얻어지는 촬영 대상의 영상과 다른 확대율을 가지는 영상을 얻게 되는 위치인 제 2 위치로 상기 센서 및 상기 제너레이터를 이동시키는 단계; 및
    상기 촬영 대상의 영상을 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 센서와 상기 제너레이터간 이격된 거리가 변동되지 않도록 상기 센서와 상기 제너레이터는 동일한 거리를 이동하는 영상 촬영 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서는 파노라마 또는 CT 촬영을 위한 대면적 센서인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 위치는 상기 촬영 대상에 대한 촬영 모드에 따라 결정되며,
    상기 촬영 모드는 파노라마 촬영 모드 및 CT 촬영 모드 중 적어도 하나를 포함하는 영상 촬영 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 위치는 상기 센서의 활성 영역에 의하여 상기 촬영 대상에 대한 관심 영역의 최대 확대율 영상을 획득할 수 있는 위치로 결정되며,
    상기 관심 영역은 상기 촬영 대상의 구강 일부분을 포함하는 영상 촬영 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 위치는 상기 관심 영역의 실세계 좌표계에서의 위치 및 면적 또는 상기 제 1 위치에 위치한 상기 센서와 상기 제너레이터에 의하여 획득된 영상에서의 상기 관심 영역의 위치 및 면적에 기반하여 결정되는 영상 촬영 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 촬영 대상에 대한 상기 관심 영역이 다수인 경우,
    상기 제 2 위치는 상기 다수의 관심 영역을 모두 포함하는 최대 확대율 영상이 상기 센서의 활성 영역에 의하여 획득될 수 있는 위치로 결정되는 영상 촬영 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 센서의 중심점과 상기 제너레이터의 중심점 및 상기 관심 영역의 중심점이 직선상에 위치하는 위치로 상기 센서와 상기 제너레이터가 이동하는 영상 촬영 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 센서와 상기 제너레이터는 상기 촬영 대상을 사이에 두고 회전하며,
    상기 제 2 위치는 상기 센서와 상기 제너레이터의 회전각도마다 계산되는 영상 촬영 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 위치는 상기 촬영 대상에 대한 관심 영역마다 미리 결정되어 메모리에 저장되어 있는 영상 촬영 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 촬영 대상의 관심 영역이 다수 존재하며,
    상기 다수 관심 영역마다 제 2 위치가 결정되고 - 여기서, 제 2 위치는 상기 촬영 대상의 관심 영역의 위치 및 면적에 의하여 상기 촬영 대상에 대한 관심 영역의 최대 확대율 영상을 획득할 수 있는 위치임-;
    상기 센서와 상기 제너레이터의 이동을 최소로 하도록 상기 복수의 제 2 위치에 따른 센서와 상기 제너레이터의 이동 스케쥴이 생성되며,
    상기 생성된 이동 스케쥴에 따라 상기 센서와 상기 제너레이터가 이동하는 영상 촬영 방법.
  11. 센서;
    제너레이터; 및
    상기 센서와 상기 제너레이터의 현재 위치인 제 1 위치에 대한 정보를 획득하고, 상기 센서와 상기 제너레이터가 상기 제 1 위치에 위치할 때 얻어지는 촬영 대상의 영상과 다른 확대율을 가지는 영상을 얻게 되는 위치인 제 2 위치로 상기 센서 및 상기 제너레이터를 이동시키며, 상기 촬영 대상의 영상을 획득하도록 상기 센서와 상기 제너레이터의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 센서와 상기 제너레이터간 이격된 거리가 변동되지 않도록 상기 센서와 상기 제너레이터는 동일한 거리를 이동하는 영상 촬영 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 센서와 상기 제너레이터는 갠트리에 각각 연결되며,
    상기 센서와 상기 제너레이터는 상기 갠트리에서 수평 또는 수직 이동하여 상기 제 2 위치로 이동되는 영상 촬영 장치
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 센서와 상기 제너레이터는 갠트리에 각각 연결되며,
    상기 센서와 상기 제너레이터의 위치를 이동시키기 위하여 상기 갠트리가 수직 또는 수평 이동하되,
    상기 갠트리의 회전축 위치는 실세계 좌표계에서 변하지 않는 영상 촬영 장치
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 센서는 파노라마 또는 CT 촬영을 위한 대면적 센서인 것을 특징으로 하는 영상 촬영 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 위치는 상기 촬영 대상에 대한 촬영 모드에 따라 결정되며,
    상기 촬영 모드는 파노라마 촬영 모드 및 CT 촬영 모드 중 적어도 하나를 포함하는 영상 촬영 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 위치는 상기 센서의 활성 영역에 의하여 상기 촬영 대상에 대한 관심 영역의 최대 확대율 영상을 획득할 수 있는 위치로 결정되며,
    상기 관심 영역은 상기 촬영 대상의 구강 일부분을 포함하는 영상 촬영 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 위치는 상기 센서의 중심점과 상기 제너레이터의 중심점 및 상기 관심 영역의 중심점이 직선상에 위치하는 위치인 영상 촬영 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 센서와 상기 제너레이터는 상기 센서와 상기 제너레이터가 연결된 갠트리의 이동에 의하여 이동되고,
    상기 센서의 중심점과 상기 제너레이터의 중심점 및 상기 관심 영역의 중심점이 직선상에 위치하는 위치로 상기 센서와 상기 제너레이터를 위치시키도록 상기 갠트리는 틸트되는 영상 촬영 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  20. 영상 촬영 시스템에 있어서,
    제 11 항의 영상 촬영 장치; 및
    상기 영상 촬영 장치에 의하여 촬영된 영상을 촬영 대상의 정보와 함께 저장하는 데이터베이스를 포함하고,
    상기 데이터베이스에는 상기 촬영 대상의 영상이 저장되는 영상 촬영 시스템.
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