KR20200134022A - 3d 심도 카메라를 이용한 안구 돌출 측정 장치, 방법 및 시스템 - Google Patents

3d 심도 카메라를 이용한 안구 돌출 측정 장치, 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20200134022A
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Abstract

본 발명의 안구 돌출 측정 장치는 촬영한 이미지에서 픽셀의 깊이를 측정할 수 있는 카메라로서, 사람의 안구를 촬영하기 위한 3D 심도 카메라, 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지를 저장하기 위한 저장부 및 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지를 이용하여 안구의 돌출 정도를 나타내는 안구 돌출도를 산출하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 3D 심도 카메라를 이용하여 안구 돌출도를 측정함으로써, 의사 등의 숙련된 검사자가 아니라고 하더라도, 누구나 용이하게 안구 돌출도를 측정할 수 있다는 효과가 있다.

Description

3D 심도 카메라를 이용한 안구 돌출 측정 장치, 방법 및 시스템 {Apparatus, method and system for measuring exophthalmos using 3D depth camera}
본 발명은 안구 돌출 정도를 측정하는 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3D 심도 카메라를 이용하여 안구 돌출 정도를 측정하는 기술에 관한 것이다.
갑상샘눈병증, 안와 염증, 안와 종양, 안와 골절, 안구 함몰 등의 질환에서 안구의 돌출 정도인 안구 돌출도를 측정하여 검사하는 것은 매우 중요하다. 종래 이러한 안구 돌출도를 측정하기 위하여 안구돌출계가 주로 사용되었다.
도 1 및 도 2는 기존의 안구돌출계를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 안구돌출계(exophthalmometer)(10)는 안와의 외측 뼈에서부터 안구 각막의 꼭지점(apex)까지의 거리를 측정하여 안구의 돌출도를 측정하는 장비이다.
기존의 안구돌출계를 이용한 안구 돌출 측정 방식은, 먼저 각막이 거울에 비친 것을 확인한 후, 안구돌출계에서 보이는 눈금을 이용하여 돌출도를 측정한다.
이러한 종래 안구 돌출 측정 방식은 안구돌출계를 눈 외측 뼈에 대고 검사를 하게 되는데, 뼈에 닿는 부분이 조금씩 바뀔 때마다, 그리고 손이 움직일 때마다 측정치가 달라지는 문제점이 있다. 따라서, 검사자 마다 측정치가 다를 뿐 아니라, 같은 검사자라고 하더라도 안구 돌출 측정을 수행할 때 마다 측정치가 다르게 나올 가능성이 있다. 또한 눈 외측 뼈에 안구돌출계가 닿는 것 자체를 환자가 불편해하는 경우도 많으며, 안구돌출계가 뼈에 닿게 되면 눈을 찡그리게 되는 환자도 있어서, 측정 자체가 불완전하게 수행될 수 있는 문제도 있다. 또한 숙련된 검사자가 아니면 검사가 어려워서, 성형안과를 전공한 의사 등 숙련된 검사자만이 안구돌출계를 이용한 안구 돌출 측정을 수행하는 경향이 있다.
안구 돌출은 갑상샘 눈병증, 안와 종양, 안와 염증, 안구함몰 등 여러가지 질환에서 동반될 수 있으며, 이를 초기에 발견할 경우 치료가 훨씬 더 수월하다. 예를 들어, 안와 종양의 경우, 늦게 발견하여 치료 시기를 놓치면 예후가 좋지 않고, 악성종양의 경우 초기에 발견하면 치료가 가능하지만 늦게 발견하면 치료가 어렵고 심지어 사망에 이를 수도 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 종래 안구돌출계를 이용하여 안구 돌출도를 정확하게 측정하는 것이 어려워 검사 시에 관련 안과 질환 진단을 놓칠 위험성이 높다는 문제가 있다.
대한민국 등록실용신안 20-0476846
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 환자의 피부에 직접 접촉하지 않고, 안구 돌출도를 측정할 수 있는, 3D 심도 카메라를 이용한 안구 돌출 장치, 방법 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 안구 돌출 측정 장치는 촬영한 이미지에서 픽셀의 깊이를 측정할 수 있는 카메라로서, 사람의 안구를 촬영하기 위한 3D 심도 카메라, 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지를 저장하기 위한 저장부 및 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지를 이용하여 안구의 돌출 정도를 나타내는 안구 돌출도를 산출하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지에서 측면 안와 가장자리(Lateral Orbital Rim)를 기준으로 각막 꼭지점(Corneal apex)까지의 거리를 계산하는 방식으로 안구 돌출도를 산출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 측면 안와 가장자리까지의 제1 거리와 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 각막 꼭지점까지의 제2 거리를 측정하고, 상기 제1 거리에서 제2 거리의 차이를 계산하여 안구 돌출도를 산출할 수 있다.
본 발명의 3D 심도 카메라와 제어부를 포함하는 안구 돌출 측정 장치에서의 안구 돌출 측정 방법에서, 상기 3D 심도 카메라에서 사람의 안구를 촬영하는 단계 및 상기 제어부는 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지를 이용하여 안구의 돌출 정도를 나타내는 안구 돌출도를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 안구 돌출도를 산출하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지에서 측면 안와 가장자리(Lateral Orbital Rim)를 기준으로 각막 꼭지점(Corneal apex)까지의 거리를 계산하는 방식으로 안구 돌출도를 산출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 측면 안와 가장자리까지의 제1 거리와 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 각막 꼭지점까지의 제2 거리를 측정하고, 상기 제1 거리에서 제2 거리의 차이를 계산하여 안구 돌출도를 산출할 수 있다.
본 발명의 안구 돌출 측정 시스템에서 촬영한 이미지에서 픽셀의 깊이를 측정할 수 있는 카메라로서, 사람의 안구를 촬영하기 위한 3D 심도 카메라 및 상기 3D 심도 카메라와 유무선 통신망을 통해 통신하며, 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지를 이용하여 안구의 돌출 정도를 나타내는 안구 돌출도를 산출하는 제어 장치를 포함한다.
상기 제어 장치는 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지에서 측면 안와 가장자리(Lateral Orbital Rim)를 기준으로 각막 꼭지점(Corneal apex)까지의 거리를 계산하는 방식으로 안구 돌출도를 산출할 수 있다.
상기 제어 장치는 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 측면 안와 가장자리까지의 제1 거리와 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 각막 꼭지점까지의 제2 거리를 측정하고, 상기 제1 거리에서 제2 거리의 차이를 계산하여 안구 돌출도를 산출할 수 있다.
본 발명에 의하면, 3D 심도 카메라를 이용하여 안구 돌출도를 측정함으로써, 의사 등의 숙련된 검사자가 아니라고 하더라도 누구나 용이하게 안구 돌출도를 측정할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 객관적인 안구돌출도 수치를 제공함으로써, 안구 돌출도를 보다 정확하게 산출할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 비접촉식으로 안구 돌출도 검사를 진행하기 때문에, 검사 진행 과정에서의 환자의 불쾌감을 경감시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 정확하고 객관적인 안구돌출도 수치를 제공함으로써, 수술 전, 후의 수술 경과와, 치료 전, 후의 치료 경과 등을 용이하게 파악할 수 있다는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 기존의 안구돌출계를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 돌출 측정 장치의 내부구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 돌출 측정 시스템을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 돌출 측정 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 실제 사람의 눈 부위에 측면 안와 가장자리와 각막 꼭지점을 표기한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 심도 카메라를 이용한 안구 돌출도 측정 방식을 보여주는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
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 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 돌출 측정 장치의 내부구조를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 안구 돌출 측정 장치(100)는 3D 심도 카메라(3-Dimension depth camera)(110), 저장부(120), 제어부(130)를 포함한다.
3D 심도 카메라(110)는 촬영한 이미지에서 픽셀의 깊이를 측정할 수 있는 카메라로서 사람의 안구를 촬영하는 역할을 한다.
저장부(120)는 3D 심도 카메라(110)에서 촬영된 안구 이미지를 저장하는 역할을 한다. 예를 들어, 저장부(120)는 메모리 소자로 구현될 수 있다.
제어부(130)는 3D 심도 카메라(110)에서 촬영된 안구 이미지를 이용하여 안구의 돌출 정도를 나타내는 안구 돌출도를 산출한다.
도 6은 실제 사람의 눈 부위에 측면 안와 가장자리와 각막 꼭지점을 표기한 도면이다.
도 6을 참조하면, 안구 돌출도를 측정하는데 기준이 되는 지점인 측면 안와 가장자리(Lateral Orbital Rim)(610, 630)와, 각막 꼭지점(corneal apex)(620, 640)이 도시되어 있다.
본 발명에서 제어부(130)는 3D 심도 카메라(110)에서 촬영된 안구 이미지에서 측면 안와 가장자리(Lateral Orbital Rim)(610, 630)를 기준으로 각막 꼭지점(Corneal apex)(620, 640)까지의 거리를 계산하는 방식으로 안구 돌출도를 산출한다.
본 발명에서 안구 돌출 측정 장치는 사람의 턱부분을 지지할 수 있는 지지대가 마련되고, 사람의 턱이 지지된 상태에서 사람의 정면에서 안구를 촬영하는 위치에 구비된 3D 심도 카메라(110)를 구비하는 구조의 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 심도 카메라를 이용한 안구 돌출도 측정 방식을 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 제어부(130)는 3D 심도 카메라(710)로부터 측면 안와 가장자리(610)까지의 제1 거리(b)와 3D 심도 카메라(710)로부터 각막 꼭지점(620)까지의 제2 거리(b)를 측정하고, 제1 거리(b)에서 제2 거리(a)의 차이를 계산하여 안구 돌출도를 산출할 수 있다.
즉, 제어부(130)는 '안구 돌출도=제2거리(b)-제1거리(a)'로 안구 돌출도를 산출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 돌출 측정 시스템을 도시한 것이다.
도 4에서 본 발명의 안구 돌출 측정 시스템은 3D 심도 카메라(200), 제어 장치(300)를 포함한다. 본 발명의 안구 돌출 측정 시스템에서 3D 심도 카메라(200)와 제어 장치(300)는 유선 통신 방식 및 무선 통신 방식을 포함하는 유무선 통신망을 통해 통신할 수 있다.
3D 심도 카메라(200)는 촬영한 이미지에서 픽셀의 깊이를 측정할 수 있는 카메라로서 사람의 안구를 촬영하는 역할을 한다.
제어 장치(300)는 3D 심도 카메라(200)에서 촬영된 안구 이미지를 이용하여 안구의 돌출 정도를 나타내는 안구 돌출도를 산출한다. 본 발명에서 제어 장치(300)는 데스크탑 PC, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 PC, 스마트 폰 등으로 구현될 수 있다.
제어 장치(300)는 3D 심도 카메라(200)에서 촬영된 안구 이미지에서 측면 안와 가장자리(Lateral Orbital Rim)를 기준으로 각막 꼭지점(Corneal apex)까지의 거리를 계산하는 방식으로 안구 돌출도를 산출할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 제어 장치(300)는 3D 심도 카메라(200)로부터 측면 안와 가장자리까지의 제1 거리와 3D 심도 카메라(200)로부터 각막 꼭지점까지의 제2 거리를 측정하고, 제1 거리에서 제2 거리의 차이를 계산하여 안구 돌출도를 산출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 안구 돌출 측정 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 5는 3D 심도 카메라(110)와 제어부(130)를 포함하는 안구 돌출 측정 장치에서의 안구 돌출 측정 방법이다.
도 5를 참조하면, 3D 심도 카메라(110)에서 사람의 안구를 촬영한다(S510).
그리고, 제어부(130)는 3D 심도 카메라(110)에서 촬영된 안구 이미지를 이용하여 3D 심도 카메라(110)로부터 측면 안와 가장자리까지의 제1 거리와 3D 심도 카메라(110)로부터 각막 꼭지점까지의 제2 거리를 측정한다(S520).
그리고, 제어부(130)는 제1 거리에서 제2 거리의 차이를 계산하여 안구의 돌출 정도를 나타내는 안구 돌출도를 산출한다(S530).
이처럼 본 발명에서는 3D 심도 카메라를 이용하여 측면 안와 가장자리와 각막 꼭지점의 거리를 측정하여 측정치를 생성하고, 두 측정치의 차이를 계산하여, 좌안과 우안 각각의 안구 돌출도를 산출한다.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.
100 안구 돌출 측정 장치 110 심도 카메라
120 저장부 130 제어부
300 제어 장치

Claims (9)

  1. 촬영한 이미지에서 픽셀의 깊이를 측정할 수 있는 카메라로서, 사람의 안구를 촬영하기 위한 3D 심도 카메라;
    상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지를 저장하기 위한 저장부; 및
    상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지를 이용하여 안구의 돌출 정도를 나타내는 안구 돌출도를 산출하는 제어부
    를 포함하는 안구 돌출 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지에서 측면 안와 가장자리(Lateral Orbital Rim)를 기준으로 각막 꼭지점(Corneal apex)까지의 거리를 계산하는 방식으로 안구 돌출도를 산출하는 것을 특징으로 하는 안구 돌출 측정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 측면 안와 가장자리까지의 제1 거리와 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 각막 꼭지점까지의 제2 거리를 측정하고, 상기 제1 거리에서 제2 거리의 차이를 계산하여 안구 돌출도를 산출하는 것을 특징으로 하는 안구 돌출 측정 장치.
  4. 3D 심도 카메라와 제어부를 포함하는 안구 돌출 측정 장치에서의 안구 돌출 측정 방법에서,
    상기 3D 심도 카메라에서 사람의 안구를 촬영하는 단계; 및
    상기 제어부는 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지를 이용하여 안구의 돌출 정도를 나타내는 안구 돌출도를 산출하는 단계
    를 포함하는 안구 돌출 측정 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 안구 돌출도를 산출하는 단계에서,
    상기 제어부는 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지에서 측면 안와 가장자리(Lateral Orbital Rim)를 기준으로 각막 꼭지점(Corneal apex)까지의 거리를 계산하는 방식으로 안구 돌출도를 산출하는 것을 특징으로 하는 안구 돌출 측정 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 측면 안와 가장자리까지의 제1 거리와 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 각막 꼭지점까지의 제2 거리를 측정하고, 상기 제1 거리에서 제2 거리의 차이를 계산하여 안구 돌출도를 산출하는 것을 특징으로 하는 안구 돌출 측정 방법.
  7. 촬영한 이미지에서 픽셀의 깊이를 측정할 수 있는 카메라로서, 사람의 안구를 촬영하기 위한 3D 심도 카메라; 및
    상기 3D 심도 카메라와 유무선 통신망을 통해 통신하며, 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지를 이용하여 안구의 돌출 정도를 나타내는 안구 돌출도를 산출하는 제어 장치
    를 포함하는 안구 돌출 측정 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 3D 심도 카메라에서 촬영된 안구 이미지에서 측면 안와 가장자리(Lateral Orbital Rim)를 기준으로 각막 꼭지점(Corneal apex)까지의 거리를 계산하는 방식으로 안구 돌출도를 산출하는 것을 특징으로 하는 안구 돌출 측정 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 측면 안와 가장자리까지의 제1 거리와 상기 3D 심도 카메라로부터 상기 각막 꼭지점까지의 제2 거리를 측정하고, 상기 제1 거리에서 제2 거리의 차이를 계산하여 안구 돌출도를 산출하는 것을 특징으로 하는 안구 돌출 측정 시스템.
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