KR20200007160A

KR20200007160A - 후두 성능 검사를 위하여 초고속 카메라를 이용한 스마트 내시경 장치 및 이를 이용하는 시스템

Info

Publication number: KR20200007160A
Application number: KR1020180080944A
Authority: KR
Inventors: 안명천
Original assignee: 안명천
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-01-22
Also published as: KR102131419B1

Abstract

본 발명은, 무선으로 피검자의 후두부를 촬영 및 검사할 수 있는 내시경 장치 및 이를 이용하는 시스템에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은, 초고속 카메라를 이용하여 피검자의 후두를 검사하기 위한 내시경 시스템에 있어서, 소정 주파수 이상으로 상기 피검자의 후두를 촬영하는 초고속 카메라; 상기 후두로부터 발생되는 소리를 입력 받기 위한 마이크; 상기 초고속 카메라를 통하여 촬영되는 이미지 및 상기 마이크를 통하여 수신되는 음성 입력을 송신하기 위한 무선통신부; 및 상기 초고속 카메라, 상기 마이크 및 상기 무선통신부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 내시경 장치에 관한 것이다.

Description

후두 성능 검사를 위하여 초고속 카메라를 이용한 스마트 내시경 장치 및 이를 이용하는 시스템{SMART ENDOSCOPE APPARATUS USING ULTRA-HIGH SPEED CAMERA FOR LARYNGOSCOPY AND SYSTEM USING THEREOF}

본 발명은 후두 성능 검사를 위한 내시경 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 후두 성능 검사를 위하여 초고속으로 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 후처리 하여 피검자 후두의 성능을 검사하기 위한 내시경 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 인체의 성대(vocal fold)는 언어를 통해 의사 전달을 위한 발성 기관으로서 호흡을 따라 후두 점막이 초당 약 100에서 250회의 빠른 진동을 하게 된다. 즉, 하기도로 흡입된 공기는 성문하 구역(sub-glottal area)에서 닫혀져 있는 성대를 압박하고, 그 압력이 성대의 저항보다 커지게 되면 성대의 하연(inferior margin)에서 상연(superior margin)으로 향하는 점막파가 형성되어 성대가 열리면서 발성이 시작된다. 다시 압력이 저하되면 성대가 닫히게 되며 이를 초당 100회에서 250회 반복하면서 음성이 만들어 진다.

그러나 성대 결절, 성문암, 성대 마비 등이 있는 경우 성문 하부의 효과적인 에너지의 전환이 불가능하게 되어 점막파의 대칭성이 저하되고 음성의 이상을 초래한다.

따라서 목소리의 이상을 진찰할 때 성대 점막의 운동 상태를 파악하는 것은 반드시 필요하며, 이를 위하여 스트로보스코프(stroboscope) 기술을 이용하여 성대 점막의 운동 상태를 파악하는 방법이 개발되었다. 현재에는 스트로보스코프 기술을 이용하여 초당 100에서 250회의 빠른 움직임을 느린 동작으로 관찰할 수 있는 후두 비디오 스트로보스코피(videostroboscopy)를 이용하는 방법이 가장 널리 이용되고 있다. 하지만 후두 비디오 스트로보스코피 영상은 실제 정확한 성대의 진동을 보여주는 것이 아니라, 초당 20 ~ 30 프레임 정도로 촬영된 여러 주기의 성대 진동 영상들 중 일부 프레임 영상을 조합하여 하나의 주기로 만들어 성대의 움직임을 느리게 보이도록 한 영상이다. 그리고 후두 비디오 스트로보스코피 영상은 5초 이상의 지속적인 발성이 불가능한 경우나 불규칙적인 발성의 경우에는 정확한 성대의 움직임을 영상으로 획득할 수 없는 단점이 있다.

이러한 후두 비디오 스트로보스코프의 단점을 극복하기 위해 많은 연구가 진행되었으며, Hirose 등이 소개한 초고속 카메라를 이용한 디지털 비디오 시스템(high speed digital video system)은 성대 진동을 초당 2,000 프레임 이상 촬영하여 실제적인 성대 진동 평가의 진단 도구로 사용되고 있다.

하지만, 이와 같이 초고속 카메라를 이용하는 경우, 초당 2,000 프레임 이상 촬영해야 하기 때문에 그 촬영 시 처리해야 하는 데이터 양이 매우 많을 뿐만 아니라, 무선으로 전송하기 어려운 데이터양으로 실제 적용하는데 많은 불편함이 존재하는 실정이다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 초고속 카메라를 이용하여 후두 성능 검사를 수행 시 보다 무선으로 보다 편리하게 검사를 할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 초고속 카메라를 이용하여 피검자의 후두를 검사하기 위한 내시경 시스템에 있어서, 소정 주파수 이상으로 상기 피검자의 후두를 촬영하는 초고속 카메라; 상기 후두로부터 발생되는 소리를 입력 받기 위한 마이크; 및 상기 초고속 카메라를 통하여 촬영되는 이미지 및 상기 마이크를 통하여 수신되는 음성 입력을 송신하기 위한 무선통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 내시경 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 내시경 시스템의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 무선으로 간편하게 후두 검사를 할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 보다 정밀한 검사를 수행할 수 있는 고속 촬영 영상을 얻을 수도 있다는 장점이 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 후두 검사를 수행하기 위한 후두 스트로보스코피의 개념을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내시경 장치(100)의 블록도를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내시경 장치(100) 및 이를 둘러싼 시스템(310)을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내시경 장치(100)의 제어 방법의 순서도를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크(122)를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크(122)의 적용 상태도를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

발성 시 성대는 1초당 100회 이상을 진동하므로 후두내시경만을 가지고 성대의 진동 양상을 관찰하는 것은 불가능하다. 성대 진동 검사를 위해 다양한 장비가 개발되어 사용되고 있지만 각각의 장단점을 가지고 있기 때문에 이를 숙지하고 알맞게 적용하여야 한다.

도 1은 후두 검사를 수행하기 위한 후두 스트로보스코피의 개념을 도시하는 도면이다.

도 1에 도시된 후두 스트로보스코피의 촬영원리는 다음과 같다. 모음발성시 기본주파수(fundamental frequency)를 인식한 후 이보다 느린 속도로 스트로보광을 발광하여 실제 성대진동보다 느린 영상을 얻는 것이다. 1) 강직형 내시경을 이용한 후두 스토로보스코피 검사는 구역반사를 유발하지 않고 성문부를 적절히 노출시키는 것이 중요하다. 이를 위해서 똑바로 앉은 자세에서 고개는 앞으로 뻗고 혀를 잡은 후 '에' 소리를 내게 하면 도움이 된다. 검사시에는 성대점막 진동과 관계된 다음과 같은 항목들을 측정해야 한다. 성문폐쇄(glottal closure) 형태, 점막진동의 진폭(amplitude of vibration), 점막파동(mucosal wave), 무진동 부위(non-vibrating portion), 성문페쇄비(phase closure), 대칭성(symmetry), 주기성(regularity), 그리고 수직 폐쇄 위치 등의 항목을 조사해야 한다(Table 1). 후두 스트로보스코피는 상기와 같은 성대의 진동 양상을 검사할 수 있지만 검사시 자세가 생리적인 발성자세와는 다르기 때문에 기능적 발성 장애를 진단하지 못하고, 환자가 주기성이 없는 쉰목소리를 가지고 있거나 3~5초 이상 발성이 어려운 경우는 시 행할 수 없는 단점을 가지고 있다.

이와 같은 단점을 가지고 있기 때문에, 본 발명의 일실시예에서는 초고속 카메라를 활용을 하도록 제안하는 것이다.

초고속 카메라 후두경검사는 현재까지 알려진 후두영상검사 중 성대의 움직임을 가장 잘 포착해낼 수 있는 방법이다. 초고속 카메라의 기본원리는 빠르게 진동하는 성대점막의 진동수보다 몇 배 빠른 속도로 영상을 포착하여 그것을 사람의 눈으로 관찰할 수 있게 느린 속도로 보여주는 것이다.

초고속 카메라 후두경검사에서 평가할 수 있는 항목들은 후두 스트로보스코피로 측정할 수 있는 항목 외에 발화시점과 종료시점, 가성대와 같은 주변조직의 진동 여부, 간헐적 진동단절, 좌우 성대 진동의 비대칭, 성대 내 각 부분에 따른 진동주파수의 차이 등을 측정할 수 있다.

또한 신경음성질환의 감별진단에 유용하게 적용할 수 있다. 초고속 카메라 후두경검사는 성대진동의 주기성 여부에 관계없이 성대점막의 진동을 좀 더 객관적으로 정확하게 관찰할 수 있으며, 단속적인 광원이 아닌 끊김 없는 광원을 제공하므로 각 프레임 사이의 정보 소실 없이 모든 정보를 얻을 수 있다.

하지만 녹화시간이 짧고 캡쳐된 영상을 저장하는데 오랜 시간이 걸린다는 한계가 있다. 또한 고가의 검사비용과 동기화된 음성 피드백을 얻을 수 없다는 문제가 있다.

더 나아가, 초고속으로 촬영되기 때문에 짧은 시간에 처리해야 할 데이터가 굉장히 많을 뿐만 아니라, 영상과 음성이 실시간으로 동기화될 수 없어 정확한 진단을 하기 어려운 면이 존재한다. 따라서, 본 발명에서는, 초고속 카메라를 이용하여 보다 효과적으로 진단할 수 있는 시스템에 대하여 제안하고자 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 내시경 장치(100)의 블록도를 도시하는 도면이다.

상기 내시경 장치(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 구성요소들은 내시경 장치(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 내시경 장치(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 내시경 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 내시경 장치(100)와 다른 내시경 장치(100) 사이, 내시경 장치(100)와 외부 단말기 사이 또는 내시경 장치(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 내시경 장치(100)는, 이하에서 상세하게 후술할 초고속 카메라(121)를 통하여 촬영한 영상 및/또는 마이크(122)를 통하여 수신된 음성 입력을 컴퓨터 등 외부 단말기에게 전송하도록 상기 무선 통신부(110)를 제어할 수 있을 것이다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

또한, 메모리(170)는 내시경 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 내시경 장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program), 내시경 장치(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 내시경 장치(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 내시경 장치(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 내시경 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 2와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 내시경 장치(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 내시경 장치(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 내시경 장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 내시경 장치(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 내시경 장치(100) 상에서 구현될 수 있다.

이하에서는, 위에서 살펴본 내시경 장치(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 무선 통신부(110)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 내시경 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 내시경 장치(100)와 외부 단말기 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것이다.

카메라(121)는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 외부 단말기(300)에 전달되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 내시경 장치(100)에 구비되는 카메라(121)는, 초당 촬영하는 횟수가 2,000번 정도 되는 초고속 카메라일 수 있다.

마이크로폰(122, 이하 마이크)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 내시경 장치(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 내시경 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 내시경 장치(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내시경 장치(100) 및 이를 둘러싼 시스템(310)을 도시하는 도면이다.

상술한 무선 통신부(110)를 통하여 내시경 장치(100)는, 데스크탑 PC 등과 같은 외부 단말기(300)와 데이터를 주고 받아, 상기 카메라(121)를 통하여 촬영되는 영상 및/또는 마이크(122)를 통하여 수신되는 음성 입력을 송수신할 수 있을 것이다.

이하 보다 상세하게 후술하겠지만, 이와 같이 촬영되는 영상은 후처리/가공되어 외부 단말기(300)의 모니터(디스플레이)를 통하여 사용자가 보기 좋게 출력될 수 있다. 음성 입력 역시, 외부 단말기(300)에게 전달되어, 마찬가지로 사용자에게 출력될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 초고속 카메라를 이용하여 후두가 진동하는 영상을 촬영하고, 동일한 속도로 촬영된 영상을 보더라도 후두의 정확한 모습을 확인하기 어렵다. 왜냐하면 상술한 바와 같이 후두는 초당 100회에서 300회 정도 진동하기 때문이다.

따라서, 이 영상을 매우 느린 속도로 다시 재생해야만 병변이나 상태를 확인할 수 있을 것이다. 그 말은, 영상을 촬영하는 시점과 병변을 확인하는 시점에 차이가 존재한다는 것이고, 실시간으로 확인할 수 없다는 의미이다.

더군다나, 위와 같이 초고속으로 촬영하게 되면, 후두 진동의 한 주기당 적어도 10회 이상 프레임을 형성할 수 있도록 촬영이 되어야 하는데, 한 주기 당 10회에 300회 정도 진동하는 후두를 촬영하기 위해서는, 굉장히 많은 데이터의 처리가 필요할 것이다. 이와 같은 데이터 용량은, 메모리에 저장하는 것 조차도 쉽지 않을 정도로 큰 데이터라고 볼 수 있다.

이와 같이 처리 데이터의 양이 매우 많기 때문에, 이와 같은 촬영 데이터를 화면으로 확인하기 위해서는, 무선으로는 어려울 것이며, 무선 보다 전송 효율이 더 높은 유선으로 확인 가능할 것이다.

하지만, 피검자의 후두를 촬영하기 위한 내시경 장치의 경우, 케이블로 연결되어 있을 시 간편하게 검사하기란 여간 어려운게 아니다.

그렇기 때문에 본 발명의 일실시예에서는, 위와 같이 초고속 카메라를 이용하여 데이터를 처리하더라도, 무선으로 실시간 영상을 확인할 수 있는 방법에 대하여 제안하고자 한다.

이를 위해서 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 입력부(123)는, 촬영을 시작하기 위한 촬영 버튼을 더 포함시킬 수 있다. 또한, 위 촬영 버튼이 입력될 때 상기 카메라(121)를 통하여 촬영되는 영상을 상기 메모리(170)에 저장시킬 수 있을 것이다.

메모리(170)에 촬영 영상이 저장되는 동안, 상기 촬영 버튼이 한 번 더 입력되는 경우에는, 카메라(121)로 촬영되는 영상을 메모리(170)에 저장시키지 않도록 제어할 수 있을 것이다.

이와 같이 메모리(170)에 저장된 영상은, 추후 외부 단말기(300)와 직접적으로 연결되어, 외부 단말기(300)를 통하여 상세히 확인하도록 사용될 수 있을 것이다. (메모리 자체가 연결되거나, 인터페이스부를 통한 케이블의 직접 연결 등)

위와 같이 촬영 버튼의 동작에 의해서 메모리(170)에 저장 여부는 별론으로 하고, 본 발명의 일실시예에서는 사용자가 실시간으로 확인할 수 있는 이미지를 무선으로 더 제공하도록 제안하는 것이다. 즉, 검사자가 내시경 장치(100)를 무선으로 이용하면서도, 실시간으로 결과를 확인할 수 있도록 무선으로 프리뷰 이미지(preview image)를 제공해 주고자 한다.

위에서 여러 차례 강조하였듯이, 초고속 카메라(121)로 촬영되는 영상 자체는 너무 많은 용량으로 실시간 무선으로 전송할 수 없다. 그렇기 때문에, 본 발명의 일실시예에서는 아래와 같은 방식으로 촬영된 영상을 제공해 주도록 하는 것이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 내시경 장치(100)의 제어 방법의 순서도를 도시하는 도면이다.

S401 단계에서 제어부(180)는 카메라(121)를 이용하여 피검자 후두의 영상을 촬영한다. 이때 촬영되는 영상은, 연속되는 이미지 프레임의 조합이라고 볼 수 있으며 특히 상술한 바와 같이 초고속 카메라라고 할 경우, 초당 2,000 프레임 정도의 이미지들로 구성될 수 있을 것이다.

S402 단계에서 제어부(180)는, 상기 촬영하는 후두의 진동 주기를 산출해 낼 수 있다. 이렇게 산출된 주기는 T라고 간략하게 호칭한다.

S403 단계에서 제어부(180)는, 상기 촬영된 영상 중에서 판단된 주기(T)의 N배에 해당하는 영상 프레임을 추출할 수 있다. 촬영 주파수를

라고 할 때,

개가 한 주기 당 프레임의 개수이며, 한 주기의 N배에 해당하는

개 만큼의 영상 프레임을 추출하는 것이다(단, N은 자연수).

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 전체 추출되는

개를

개라고 한다. (즉,

)

이와 같이 판단된, T, f 및 N에 기초하여, S404 단계에서 제어부(180)는 상기 추출된 전체

개의 프레임 중에서 일부 프레임을 선별한다. 이때 선별되는 프레임은 아래 수학식 1과 같다.

위 선별되는 프레임은, 후두가 진동하는 한 번의 움직임을 표현해줄 수 있도록 선별되는 것을 특징으로 한다. 즉, 위 선별되는 프레임을 시간 순으로 재생시킬 경우, 후두가 진동하는 모습을 표현해 줄 수 있다.

더 나아가, 위 선별되는 프레임의 개수가 너무 많을 경우, 즉 주파수

가 너무 큰 경우, 아래 수학식 2에서와 같이 프레임을 보다 적게 선별할 수 있다.

상기 수학식 2를 참조하면, A는 자연수를 의미하며, 바람직하게는 1 ~ 20사이의 자연수일 경우 자연스러운 후두 움직임을 표현할 수 있다. 1인 경우 후두의 움직임이 굉장히 빠르게 표현되며, A의 값이 커질 수록 후두의 움직임이 더욱 느리게 표현되어 사용자 입장에서는 마치 슬로우 모션과 같이 후두의 움직임을 확인할 수 있다.

그리고, A는 상술한 N보다 작은 수일 것이다.

위와 같이, 선별된 일부의 프레임만이 외부 단말기(300)로 전송될 수 있다. 이와 같이 선별된 프레임만이 전송되는 경우, 해당 프레임의 개수는 전체 프레임의 개수 보다 훨씬 적기 때문에, 실시간으로 전송하는 것이 가능하다.

외부 단말기(300)는 수신 받은 일부 프레임을 이용하여, 디스플레이에 촬영 프리뷰 이미지를 출력해 줄 수 있다.

이와 같이 일부 프레임을 선별하되, 단순히 A의 값만을 조정하여 후두 진동의 한 주기를 빠르거나 느리게 출력해 줄 수 있기 때문에, 사용자에게 실시간으로 간편하게 후두의 프리뷰를 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크(122)를 도시하는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크(122)의 적용 상태도를 도시하는 도면이다.

도시된 도면을 참조하면, 마이크(122)는 무선모듈(501), 연성 케이블(502) 및 음성수신모듈(503)을 포함하도록 구성된다. 이와 같은 마이크(122)는 도 6에 도시된 바와 같이 피검자(601)의 코속을 통하여 음성수신모듈(503)이 삽입되어 후두 인접하게 위치될 수 있다. 이렇게 위치하는 음성수신모듈(503)을 통하여 후두의 소리를 직접 입력 받을 수 있다. 입력 받은 후두의 소리는 무선모듈(501)을 통하여 상기 제어부(180)가 수신 받거나, 아니면 외부 단말기(300)로 바로 음성을 전달할 수 있을 것이다.

이상으로 본 발명에 따른 내시경 장치 및 이를 이용하는 시스템의 실시예를 설시하였으나 이는 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면 또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다. 또한 본 발명에서 제시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로써 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 사용되어질 수 있을 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술되는 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것으로서, 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능한 것이다.

Claims

초고속 카메라를 이용하여 피검자의 후두를 검사하기 위한 내시경 시스템에 있어서,
소정 주파수 이상으로 상기 피검자의 후두를 촬영하는 초고속 카메라;
상기 후두로부터 발생되는 소리를 입력 받기 위한 마이크;
상기 초고속 카메라를 통하여 촬영되는 이미지 및 상기 마이크를 통하여 수신되는 음성 입력을 송신하기 위한 무선통신부; 및
상기 초고속 카메라, 상기 마이크 및 상기 무선통신부를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
내시경 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 내사용자가 손쉽게 파지하기 위한 손잡이를 더 포함하는,
내시경 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 초고속 카메라를 통하여 촬영되는 영상을 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
내시경 장치.
제 3 항에 있어서,
촬영을 시작하기 위한 촬영 버튼을 더 포함하며,
상기 제어부는, 상기 촬영 버튼이 입력되면, 상기 메모리에 상기 촬영된 영상을 저장하는 것을 특징으로 하는,
내시경 장치.