WO2013162093A1 - 상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치 - Google Patents

상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치 Download PDF

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WO2013162093A1
WO2013162093A1 PCT/KR2012/003171 KR2012003171W WO2013162093A1 WO 2013162093 A1 WO2013162093 A1 WO 2013162093A1 KR 2012003171 W KR2012003171 W KR 2012003171W WO 2013162093 A1 WO2013162093 A1 WO 2013162093A1
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target marker
image
acquisition device
marker
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PCT/KR2012/003171
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조장희
손영돈
김행근
김영보
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가천대학교 산학협력단
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Publication date
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/04—Positioning of patients; Tiltable beds or the like
    • A61B6/0492—Positioning of patients; Tiltable beds or the like using markers or indicia for aiding patient positioning

Definitions

  • the present invention relates to a relative coordinate extraction apparatus and a medical imaging apparatus using the same, and more particularly, to a relative coordinate extraction apparatus for equipping an object and calculating relative coordinates with a target marker and a medical imaging apparatus using the same.
  • a technique for detecting the movement of an object using a target marker uses a method of tracking a moving coordinate of the object by attaching a target marker to the object and then fixing one or more optical cameras or the like around the object.
  • the precision and traceable field of view (FOV) change according to the distance of the sensor. If the distance is close, the tracking accuracy is high, but the field of view becomes smaller, the tracking object can be out of the sensor range, and if the distance is far, the sensor range for the tracking object is increased, but tracking accuracy is reduced.
  • the present invention is based on a target marker located in the vicinity of the object, an image acquisition device provided on the object to obtain an image of the target marker, and the object based on the image obtained by the image acquisition device It provides a relative coordinate extraction apparatus comprising a sensor for detecting the movement of the.
  • the target marker may include a plurality of unit targets, and the unit target may include at least one of a letter, a pattern, and a symbol.
  • the target marker may further include a boundary line that separates the plurality of unit targets.
  • the target marker and the image acquisition device may be provided in plurality. Accordingly, the target marker according to an embodiment of the present invention, a first target marker, a second target marker provided in the direction crossing the first target marker on one side edge of the first target marker, and the It may include a third target marker provided at one edge of the first target marker and the second target marker.
  • the unit targets of the first to third target markers are preferably different from each other.
  • the image capturing apparatus may include first to third image capturing apparatuses respectively obtaining images of the first to third target markers.
  • the detection unit may include a coordinate module in which information about a unit target included in the target marker is stored, an image comparison module comparing the image of the target marker acquired by the image acquisition device, and the information of the coordinate module, and the image comparison. And a coordinate extraction module for extracting coordinates for the position of the object as a result derived from the module.
  • the present invention is a target marker provided inside the object inlet of the medical imaging device, an image acquisition device provided on the object to obtain the image of the target marker, and based on the image obtained by the image acquisition device
  • a medical imaging apparatus may include a sensor configured to detect a motion.
  • the target marker may include a plurality of unit targets, and the plurality of target markers and the image capturing apparatus may be provided.
  • the inlet has a cylindrical shape with one side open, and the target marker includes second and third target markers provided at an inner circumference of the inlet, and a first target marker provided at the other side of the inlet.
  • the image capturing apparatus may include first to third image capturing apparatuses respectively obtaining images of the first to third target markers.
  • the detection unit may include a coordinate module in which information about a unit target included in the target marker is stored, an image comparison module comparing the image of the target marker acquired by the image acquisition device, and the information of the coordinate module, and the image comparison. As a result derived from the module may include a coordinate extraction module for extracting the coordinates for the position of the object.
  • a relative coordinate extraction capable of precisely tracking the position of an object is performed by mounting an image acquisition device, which is a sensor device, on an object, and calculating a relative coordinate by installing a target marker that can determine a position around the image acquisition device.
  • a device and a medical imaging device using the same can be provided.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a relative coordinate extraction apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the target marker of the relative coordinate extraction apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of a medical imaging apparatus to which a relative coordinate extraction apparatus according to the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of a relative coordinate extraction apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram of a sensing unit of a relative coordinate extraction apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining an image comparison of the relative coordinate extraction apparatus according to the present invention.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a relative coordinate extraction apparatus according to the present invention.
  • the apparatus for extracting relative coordinates obtains a target marker 100, an image of the target marker 100, and an image obtaining apparatus 200 provided on the object O, and an image. It includes a detector 300 for detecting the movement of the object (O) on the basis of the image obtained by the acquisition device (200).
  • the target marker 100 is a marker encoded with a pattern or marker capable of recognizing spatial coordinates.
  • the three target markers 100 that is, the first to third target markers 110, 120, and 130 are encoded. To illustrate.
  • FIG. 2 is a plan view of the target marker of the relative coordinate extraction apparatus according to the present invention.
  • the first target marker 110 has a rectangular plate shape in which unit targets are arranged in a matrix form.
  • the unit target is independent of each unit target such as letters including numbers, English and Korean, figures including patterns, patterns, and symbols including triangles, squares and circles, and the like. It can be configured to include a shape that can be distinguished by. That is, the shape of the unit target of the target marker 100 according to the present invention is not limited if the detection unit recognizes the unit target to detect the position of the object O. However, when the unit targets are all the same shape, it is preferable that the unit targets have different shapes because the detection unit cannot detect in which region the unit target is located in the target marker 100.
  • the boundary line for dividing the unit target is a quadrangular shape, but the present invention may implement the boundary line in various shapes such as a polygonal shape including a triangle or a quadrangle, or a circle or an ellipse. Of course, this boundary may be omitted in some cases.
  • the second target marker 120 may be provided in a direction intersecting with the second target marker 120 at one edge of the first target marker 110, for example, vertically.
  • the unit target provided on one surface of the second target marker 120 and the unit target provided on one surface of the second target marker 120 may be identical to each other. That is, when a letter including a number and an alphabet is provided as a unit target on one surface of the first target marker 110, the second target marker 120 may also include a letter including the same number and the alphabet as a unit target. have.
  • the present invention is not limited thereto, and the unit target provided on one surface of the first target marker 110 and the unit target provided on one surface of the second target marker 120 may be different from each other.
  • one surface of the first target marker 110 includes a letter including a number and an alphabet as a unit target
  • one surface of the second target marker 120 may have triangles, squares, pentagons, hexagons, circles, and ellipses.
  • the unit target may include a figure including a star, a symbol such as a special character, and the like.
  • the third target marker 130 is provided between the first target marker 110 and one side of the second target marker 120 and is the same unit target or different unit target as the first and second target markers 110 and 120. It may be configured as.
  • the target marker 100 according to the present invention is not limited to the above-described structure, and a target marker having a rectangular box shape having one surface open may be used.
  • the target marker may include a first target marker, a second target marker provided in a direction facing the first target marker, a third target marker provided to face each other between the first target marker and the second target marker; And a fifth target marker provided between the fourth target marker and the first to fourth target markers.
  • the target marker 100 is illustrated as having a flat shape in the drawing, the target marker 100 may have a curved arc shape.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of a medical imaging apparatus to which a relative coordinate extraction apparatus according to the present invention is applied.
  • the shape of the target marker 100 may also correspond to the shape of the inlet because the shape of the inlet through which the object (O) is inserted into the above-described medical imaging apparatus is generally cylindrical in one side. It can be manufactured in a shape.
  • the second and third target markers 120 and 130 are formed in an arc shape so that each corresponds to the shape of the cylindrical inlet, and the first target marker 110 is the inlet. It may be manufactured in a flat shape to be provided on the other side of the.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of a relative coordinate extraction apparatus according to the present invention.
  • the image acquisition device 200 is for acquiring an image of the target marker 100, and since the embodiment has illustrated the first to third target markers 110, 120, and 130, the image acquisition device 200 may also be the first.
  • the second image acquisition device 220 for acquiring the image of the unit target provided on one surface of the), the third image acquisition device 230 for acquiring the image for the unit target provided on one surface of the third target marker 130 May be included.
  • the exemplary embodiment exemplifies three target markers 110, 120, and 130 and three image acquisition apparatuses 210, 220, and 230 for acquiring images thereof, but the present invention is not limited thereto. That is, the present invention may include at least one or more target markers 100 and at least one or more image acquisition devices 200 for acquiring an image of at least one or more target markers 100. For example, as described above, when five target markers are provided, five image acquisition apparatuses 200 may also be provided.
  • a first image acquisition device for acquiring an image of a unit target provided on one surface of the first target marker, and a second image acquisition device for acquiring an image for the unit target provided on one surface of the second target marker;
  • a third image acquisition device for acquiring an image of a unit target provided on one surface of the third target marker, a fourth image acquisition device for acquiring an image of the unit target provided on one surface of the fourth target marker, and a fifth target marker It may include a fifth image acquisition device for obtaining an image for the unit target provided on one side of the.
  • the first image acquisition device and the third image acquisition device are positioned to face each other, and the second image acquisition device and the fourth image acquisition device are also positioned to face each other.
  • the fifth image capturing apparatus is provided on one surface of the first to fourth image capturing apparatuses to acquire an image of the fifth target marker.
  • FIG. 5 is a block diagram of a relative coordinate extraction apparatus according to the present invention.
  • the detector 300 detects the position of the object O based on the image of the target marker 100 acquired by the image capturing apparatus 200.
  • the sensing unit 300 includes a coordinate module 310, an image comparison module 320, and a coordinate extraction module 330, as shown in FIG. 5.
  • the coordinate module 310 is information about the target marker 100 stored in advance for comparing the image of the target marker 100 acquired by the image capturing apparatus 200.
  • the information is stored.
  • the information on the unit target includes information on a plurality of unit targets, that is, array information of the plurality of unit targets, and shape information on whether the unit target is a character or a figure.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an image comparison of a device for extracting relative coordinates according to the present invention.
  • the image comparing module 320 compares the image of the target marker 100 acquired by the image capturing apparatus 200 with the information of the coordinate module 310.
  • the first image capturing apparatus 210 acquires an A region image of the first target marker 110, and is illustrated in FIG. 6B.
  • the second image obtaining apparatus 220 acquires the C region image
  • the second image obtaining apparatus 220 acquires the C region image.
  • the image is compared with the information of the coordinate module 310. This is to compare the area A in the image acquired by the first image capturing apparatus 210 with the first target marker information stored in the coordinate module 310 to determine the location of the area A of the first target marker 110 and how much. Determine if it has been rotated.
  • the B region and the C region are compared with the second and third target marker information stored in the coordinate module 310.
  • the position and the degree of rotation of the second and third target markers 120 and 130 are respectively determined.
  • the coordinate extraction module 330 may extract the position coordinates and the rotation value of the object O as a result value derived from the image comparison module 320. That is, the X-axis coordinate, the Y-axis coordinate, and the Z-axis rotation value of the object O may be calculated using the A-region image acquired by the first image acquisition device 210, and obtained by the second image acquisition device 210. The Y-axis coordinate, the Z-axis coordinate, and the X-axis rotation value of the object O may be calculated using the obtained B-region image, and the Z-axis of the object O is obtained by the C-region image obtained by the third image acquisition device 210. Coordinates, X-axis coordinates, and Y-axis rotation values can be calculated.
  • the present invention by mounting the image acquisition device that is a sensor device to the object, and by installing a target marker that can determine the position around the image acquisition device to calculate the relative coordinates, it is possible to precisely track the position of the object A relative coordinate extraction apparatus and a medical imaging apparatus using the same can be provided.

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Abstract

본 발명은 상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치에 대한 것으로서, 특히 영상 획득 장치를 대상물에 구비하고 표적 마커와의 상대적인 좌표를 산출하는 상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치에 관한 것이다. 본 발명은 센서 장치인 영상 획득 장치를 대상물에 장착하고, 영상 획득 장치 주변에 위치를 판단할 수 있는 표적 마커를 설치하여 상대적인 좌표를 산출함으로써, 대상물의 위치를 정밀하게 추적할 수 있는 상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치를 제공할 수 있다.

Description

상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치
본 발명은 상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치에 대한 것으로서, 특히 영상 획득 장치를 대상물에 구비하고 표적 마커와의 상대적인 좌표를 산출하는 상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치에 관한 것이다.
일반적으로 표적 마커를 이용한 대상물의 움직임을 파악하는 기술은 대상물에 표적 마커를 부착한 후에 주변에 한 개 이상의 광학 카메라 등의 센서를 고정해서 대상물의 이동한 좌표를 추적하는 방법을 사용한다. 하지만, 이 경우에 센서의 거리에 따라 정밀도와 추적 가능한 시야 범위(Field Of View, FOV)가 변하게 된다. 거리가 가까운 경우 추적 정밀도는 높아지지만, 시야 범위가 작아지게 되어 추적 대상물이 센서의 범위를 벗어날 수 있으며, 거리가 멀어지면 추적 대상물에 대한 센서 범위는 커지지만 추적 정밀도는 감소하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 시야 범위와 상관없이 대상물의 위치를 정밀하게 추적할 수 있는 상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 대상물의 주변에 위치하는 표적 마커와, 상기 표적 마커의 영상을 획득하며 상기 대상물에 구비된 영상 획득 장치와, 상기 영상 획득 장치에서 획득된 영상을 기초로 대상물의 움직임을 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 좌표 추출 장치를 제공한다.
상기 표적 마커는 다수개의 단위 표적을 포함하고, 상기 단위 표적은 문자, 문양, 기호 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 표적 마커는 상기 다수개의 단위 표적을 구분하는 경계선을 더 포함할 수 있다. 상기 표적 마커와 상기 영상 획득 장치는 다수개가 구비될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 표적 마커는, 제 1 표적 마커와, 상기 제 1 표적 마커의 일측 가장자리에 상기 제 1 표적 마커와 교차하는 방향으로 구비된 제 2 표적 마커와, 상기 제 1 표적 마커와 상기 제 2 표적 마커의 일 가장자리에 구비된 제 3 표적 마커를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 내지 제 3 표적 마커의 단위 표적은 서로 상이한 것이 바람직하다. 상기 영상 획득 장치는, 상기 제 1 내지 제 3 표적 마커의 영상을 각각 획득하는 제 1 내지 제 3 영상 획득 장치를 포함할 수 있다. 상기 감지부는, 상기 표적 마커에 구비된 단위 표적에 대한 정보가 저장된 좌표 모듈과, 상기 영상 획득 장치에서 획득된 상기 표적 마커의 영상과 상기 좌표 모듈의 정보를 비교하는 영상 비교 모듈, 및 상기 영상 비교 모듈에서 도출된 결과로 상기 대상물의 위치에 대한 좌표를 추출하는 좌표 추출 모듈을 포함한다.
또한, 본 발명은 의료 영상 장치의 대상물 투입구 내측에 구비된 표적 마커와, 상기 표적 마커의 영상을 획득하며 상기 대상물에 구비된 영상 획득 장치와, 상기 영상 획득 장치에서 획득된 영상을 기초로 대상물의 움직임을 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 영상 장치를 제공할 수 있다.
상기 표적 마커는 다수개의 단위 표적을 포함하고, 상기 표적 마커와 상기 영상 획득 장치는 다수개가 구비될 수 있다. 상기 투입구는 일측이 개방된 통 형상이고, 상기 표적 마커는, 상기 투입구의 내주연에 구비된 제 2 및 제 3 표적 마커와, 상기 투입구의 타측에 구비된 제 1 표적 마커를 포함한다. 상기 영상 획득 장치는, 상기 제 1 내지 제 3 표적 마커의 영상을 각각 획득하는 제 1 내지 제 3 영상 획득 장치를 포함할 수 있다. 상기 감지부는, 상기 표적 마커에 구비된 단위 표적에 대한 정보가 저장된 좌표 모듈과, 상기 영상 획득 장치에서 획득된 상기 표적 마커의 영상과 상기 좌표 모듈의 정보를 비교하는 영상 비교 모듈, 및 상기 영상 비교 모듈에서 도출된 결과로 상기 대상물의 위치에 대한 좌표를 추출하는 좌표 추출 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명은 센서 장치인 영상 획득 장치를 대상물에 장착하고, 영상 획득 장치 주변에 위치를 판단할 수 있는 표적 마커를 설치하여 상대적인 좌표를 산출함으로써, 대상물의 위치를 정밀하게 추적할 수 있는 상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치의 표적 마커의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치가 적용된 의료 영상 장치의 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치의 개략 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치의 감지부의 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치의 영상 비교를 설명하기 위한 개념도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치의 개념도이다.
본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 표적 마커(100)와, 표적 마커(100)의 영상을 획득하며 대상물(O)에 구비된 영상 획득 장치(200)와, 영상 획득 장치(200)에서 획득된 영상을 기초로 대상물(O)의 움직임을 감지하는 감지부(300)를 포함한다.
표적 마커(100)는 공간적 좌표를 인식할 수 있는 패턴 또는 표식이 인코딩된 마커로서, 본 실시예는 세 개의 표적 마커(100), 즉, 제 1 내지 제 3 표적 마커(110, 120, 130)를 예시한다.
도 2는 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치의 표적 마커의 평면도이다.
제 1 표적 마커(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 사각판 형상으로서 일면에 단위 표적이 매트릭스 형태로 배열된다. 물론, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 단위 표적은 숫자와 영문 및 국문을 포함하는 문자와, 삼각형과 사각형 및 원형 등을 포함하는 도형, 및 패턴 등과 같은 문양, 및 기호 등 각 단위표적들을 독립적으로 구분할 수 있는 모양을 포함하도록 하여 구성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 표적 마커(100)의 단위 표적은 감지부에서 단위 표적을 인식하여 대상물(O)의 위치를 감지할 수 있다면 그 형상은 국한되지 않는다. 하지만, 단위 표적은 모두 동일한 형상일 경우, 감지부에서 해당 단위 표적이 표적 마커(100)에서 어느 영역에 위치하고 있는지 감지할 수 없으므로 단위 표적은 각각이 서로 다른 형상인 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서 단위 표적을 구분하는 경계선은 사각 형태이나, 본 발명은 삼각형, 사각형을 포함하는 다각형태 또는 원형, 타원형 등의 다양한 형상으로 경계선을 구현할 수 있다. 물론, 이러한 경계선은 경우에 따라 생략될 수도 있다.
제 2 표적 마커(120)는 제 1 표적 마커(110)의 일측 가장자리에서 제 2 표적 마커(120)와 교차되는 방향, 예를 들어, 수직하게 구비될 수 있다. 이때, 제 2 표적 마커(120)의 일면에 구비된 단위 표적과 제 2 표적 마커(120)의 일면에 구비된 단위 표적은 서로 동일할 수 있다. 즉, 제 1 표적 마커(110)의 일면에 숫자와 알파벳을 포함하는 문자가 단위 표적으로 구비될 경우, 제 2 표적 마커(120) 역시 동일한 숫자와 알파벳을 포함하는 문자가 단위 표적으로 구비될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 표적 마커(110)의 일면에 구비된 단위 표적과 제 2 표적 마커(120)의 일면에 구비된 단위 표적은 서로 상이할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 표적 마커(110)의 일면에 숫자와 알파벳을 포함하는 문자가 단위 표적으로 구비될 경우, 제 2 표적 마커(120)의 일면에는 삼각형과 사각형, 오각형, 육각형, 원형, 타원형, 별형 등을 포함하는 도형과 특수 문자와 같은 기호 등을 포함하는 단위 표적이 구비될 수도 있다.
제 3 표적 마커(130)는 제 1 표적 마커(110)와 제 2 표적 마커(120)의 일측 사이에 구비되며, 제 1 및 제 2 표적 마커(110, 120)와 동일한 단위 표적 또는 상이한 단위 표적으로 구성될 수 있다.
하지만, 본 발명에 따른 표적 마커(100)는 전술된 구조에 한정되는 것은 아니며, 일면이 개방된 사각 박스 형상의 표적 마커를 사용할 수도 있다. 이 경우, 표적 마커는 제 1 표적 마커와, 제 1 표적 마커와 마주보는 방향에 구비된 제 2 표적 마커와, 제 1 표적 마커와 제 2 표적 마커 사이에서 서로 마주보도록 구비된 제 3 표적 마커 및 제 4 표적 마커와, 제 1 내지 제 4 표적 마커 사이에 구비된 제 5 표적 마커를 포함할 수 있다.
한편, 도면에서는 표적 마커(100)가 평평한 형상인 것으로 도시하였으나, 표적 마커(100)는 굴곡진 호 형상일 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치가 적용된 의료 영상 장치의 개념도이다.
예를 들어, 의료 영상 기기, 즉, 자기 공명 영상(Magnetic Resonance Imaging, MRI) 장치와 양전자 단층촬영(Positron Emission Tomography, PET) 장치, 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography, CT) 장치 등에 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치가 적용될 경우, 전술된 의료 영상 기기에 대상물(O)이 투입되는 투입구의 형상이 일반적으로 일측이 개방된 원통 형상이므로 표적 마커(100)의 형상 역시 투입구의 형상에 대응될 수 있는 호 형상으로 제작될 수 있다. 이는 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 및 제 3 표적 마커(120, 130)는 각각이 원통형 투입구의 형상에 대응되도록 호 형상으로 제작되고, 제 1 표적 마커(110)는 투입구의 타측에 구비되기 위해 평평한 형상으로 제작될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치의 개략 평면도이다.
영상 획득 장치(200)는 표적 마커(100)에 대한 영상을 획득하기 위한 것으로서, 본 실시예가 제 1 내지 제 3 표적 마커(110, 120, 130)를 예시하였으므로 영상 획득 장치(200) 역시 제 1 내지 제 3 영상 획득 장치(210, 220, 230), 제 1 표적 마커(110)의 일면에 구비된 단위 표적에 대한 영상을 획득하는 제 1 영상 획득 장치(210)와, 제 2 표적 마커(120)의 일면에 구비된 단위 표적에 대한 영상을 획득하는 제 2 영상 획득 장치(220), 제 3 표적 마커(130)의 일면에 구비된 단위 표적에 대한 영상을 획득하는 제 3 영상 획득 장치(230)를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예는 세 개의 표적 마커(110, 120, 130)와 이에 대한 영상을 획득하는 세 개의 영상 획득 장치(210, 220, 230)를 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 적어도 하나 이상의 표적 마커(100)와, 적어도 하나 이상의 표적 마커(100)에 대한 영상을 획득하는 적어도 하나 이상의 영상 획득 장치(200)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 다섯 개의 표적 마커가 구비될 경우, 영상 획득 장치(200)도 다섯 개가 구비될 수 있다. 즉, 제 1 표적 마커의 일면에 구비된 단위 표적에 대한 영상을 획득하는 제 1 영상 획득 장치와, 제 2 표적 마커의 일면에 구비된 단위 표적에 대한 영상을 획득하는 제 2 영상 획득 장치, 제 3 표적 마커의 일면에 구비된 단위 표적에 대한 영상을 획득하는 제 3 영상 획득 장치, 제 4 표적 마커의 일면에 구비된 단위 표적에 대한 영상을 획득하는 제 4 영상 획득 장치, 및 제 5 표적 마커의 일면에 구비된 단위 표적에 대한 영상을 획득하는 제 5 영상 획득 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 영상 획득 장치와 제 3 영상 획득 장치는 서로 대향되도록 위치되며, 제 2 영상 획득 장치와 제 4 영상 획득 장치도 서로 대향되도록 위치된다. 또한, 제 5 영상 획득 장치는 제 1 내지 제 4 영상 획득 장치의 일면에 구비되어 제 5 표적 마커의 영상을 획득한다.
도 5는 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치의 블록도이다.
감지부(300)는 영상 획득 장치(200)에서 획득된 표적 마커(100)의 영상을 기초로 대상물(O)의 위치를 감지한다. 이를 위해 감지부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이, 좌표 모듈(310)과, 영상 비교 모듈(320), 및 좌표 추출 모듈(330)을 포함한다.
좌표 모듈(310)은 영상 획득 장치(200)에서 획득된 표적 마커(100)의 영상을 비교하기 위해 미리 저장된 표적 마커(100)에 대한 정보로서, 표적 마커(100)에 구비된 단위 표적에 대한 정보가 저장된다. 이때, 단위 표적에 대한 정보는 다수개의 단위 표적에 대한 정보, 즉, 다수개의 단위 표적들의 배열 정보와, 해당 단위 표적이 문자인지 도형인지 등에 대한 형상 정보가 포함된다.
도 6은 본 발명에 따른 상대적 좌표 추출 장치의 영상 비교를 설명하기 위한 개념도이다.
영상 비교 모듈(320)은 영상 획득 장치(200)에서 획득된 표적 마커(100)의 영상을 좌표 모듈(310)의 정보와 비교한다. 이는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 제 1 영상 획득 장치(210)가 제 1 표적 마커(110)의 A 영역 영상을 획득하고, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 2 영상 획득 장치(220)가 B 영역 영상, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 제 3 영상 획득 장치(230)가 C 영역 영상을 획득할 경우, A 영역 내지 C 영역 영상을 좌표 모듈(310)의 정보와 비교한다. 이는 제 1 영상 획득 장치(210)에서 획득된 영상에서 A 영역을 좌표 모듈(310)에 저장된 제 1 표적 마커 정보와 비교하여, A 영역이 제 1 표적 마커(110)의 어느 위치인지, 그리고 얼마만큼 회전되었는지를 판단한다. 또한, 제 2 및 제 3 영상 획득 장치(220, 230)에서 획득된 영상에서 B 영역 및 C 영역을 좌표 모듈(310)에 저장된 제 2 및 제 3 표적 마커 정보와 비교하여, B 영역 및 C 영역이 제 2 및 제 3 표적 마커(120, 130)의 위치와 회전정도를 각각 판단한다.
좌표 추출 모듈(330)은 영상 비교 모듈(320)에서 도출된 결과값으로 대상물(O)의 위치 좌표와 회전값을 추출할 수 있다. 즉, 제 1 영상 획득 장치(210)에서 획득된 A 영역 영상으로 대상물(O)의 X축 좌표와 Y축 좌표와 Z 축 회전값을 산출할 수 있으며, 제 2 영상 획득 장치(210)에서 획득된 B 영역 영상으로 대상물(O)의 Y축 좌표와 Z축 좌표와 X축 회전값을 산출할 수 있으며, 제 3 영상 획득 장치(210)에서 획득된 C 영역 영상으로 대상물(O)의 Z축 좌표와 X축 좌표와 Y 축 회전값을 산출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 센서 장치인 영상 획득 장치를 대상물에 장착하고, 영상 획득 장치 주변에 위치를 판단할 수 있는 표적 마커를 설치하여 상대적인 좌표를 산출함으로써, 대상물의 위치를 정밀하게 추적할 수 있는 상대적 좌표 추출 장치와 이를 이용한 의료 영상 장치를 제공할 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 대상물의 주변에 위치하는 표적 마커와,
    상기 표적 마커의 영상을 획득하며 상기 대상물에 구비된 영상 획득 장치와,
    상기 영상 획득 장치에서 획득된 영상을 기초로 대상물의 움직임을 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 좌표 추출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 표적 마커는 다수개의 단위 표적을 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 좌표 추출 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 단위 표적은 문자, 문양, 기호 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 좌표 추출 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 표적 마커는 상기 다수개의 단위 표적을 구분하는 경계선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 좌표 추출 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 표적 마커와 상기 영상 획득 장치는 다수개가 구비된 것을 특징으로 하는 상대적 좌표 추출 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 표적 마커는,
    제 1 표적 마커와,
    상기 제 1 표적 마커의 일측 가장자리에 상기 제 1 표적 마커와 교차하는 방향으로 구비된 제 2 표적 마커와,
    상기 제 1 표적 마커와 상기 제 2 표적 마커의 일 가장자리에 구비된 제 3 표적 마커를 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 좌표 추출 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 표적 마커의 단위 표적은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 상대적 좌표 추출 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 영상 획득 장치는,
    상기 제 1 내지 제 3 표적 마커의 영상을 각각 획득하는 제 1 내지 제 3 영상 획득 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 좌표 추출 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 표적 마커에 구비된 단위 표적에 대한 정보가 저장된 좌표 모듈과,
    상기 영상 획득 장치에서 획득된 상기 표적 마커의 영상과 상기 좌표 모듈의 정보를 비교하는 영상 비교 모듈, 및
    상기 영상 비교 모듈에서 도출된 결과로 상기 대상물의 위치에 대한 좌표를 추출하는 좌표 추출 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 좌표 추출 장치.
  10. 의료 영상 장치의 대상물 투입구 내측에 구비된 표적 마커와,
    상기 표적 마커의 영상을 획득하며 상기 대상물에 구비된 영상 획득 장치와,
    상기 영상 획득 장치에서 획득된 영상을 기초로 대상물의 움직임을 감지하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 영상 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 표적 마커는 다수개의 단위 표적을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 영상 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 표적 마커와 상기 영상 획득 장치는 다수개가 구비된 것을 특징으로 하는 의료 영상 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 투입구는 일측이 개방된 통 형상이고,
    상기 표적 마커는,
    상기 투입구의 내주연에 구비된 제 2 및 제 3 표적 마커와,
    상기 투입구의 타측에 구비된 제 1 표적 마커를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 영상 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 영상 획득 장치는,
    상기 제 1 내지 제 3 표적 마커의 영상을 각각 획득하는 제 1 내지 제 3 영상 획득 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 영상 장치.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 표적 마커에 구비된 단위 표적에 대한 정보가 저장된 좌표 모듈과,
    상기 영상 획득 장치에서 획득된 상기 표적 마커의 영상과 상기 좌표 모듈의 정보를 비교하는 영상 비교 모듈, 및
    상기 영상 비교 모듈에서 도출된 결과로 상기 대상물의 위치에 대한 좌표를 추출하는 좌표 추출 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 영상 장치.
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