WO2017188726A1 - 실시간 입체시를 위한 x선 투시 장치 - Google Patents

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윤창환
한동훈
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Definitions

  • the present invention relates to an X-ray perspective apparatus for real-time stereoscopic vision, and more particularly includes a first X-ray irradiation apparatus and a second X-ray irradiation apparatus for irradiating X-rays to a subject, wherein the first X-ray irradiation When the first X-rays and the second X-rays irradiated by the device and the second X-ray irradiation apparatus respectively pass through the subject, the first X-rays and the second X-rays transmitted through the subject are detected by a predetermined detector.
  • An X-ray generator for supporting detection; And a mode selector configured to select one of a 2D image capture mode and a 3D image capture mode, wherein an angle of the first X-ray irradiator and the second X-ray irradiator to the subject is determined by the mode selector. It is determined by referring to any one of the 2D image capture mode and the 3D image capture mode selected by the reference, wherein the predetermined X-ray and the second X-rays detected by the detector to perform image processing
  • the image processing unit of the present invention relates to a real-time X-ray perspective apparatus, characterized in that to provide information on the detected first and second X-rays.
  • an X-ray signal is received from an image multiplier tube, and the received signal is transmitted to an image tube to make an image signal.
  • the image signal is reconstructed by various image processing circuits and exported to a screen, the operator performs the procedure while viewing the image. Since there is almost no technique for three-dimensional stereoscopic imaging in the field of X-ray fluoroscopy, which is performed by viewing images in real time, During the procedure, it has been difficult to recognize the exact driving path and direction of blood vessels represented only by 2D image.
  • the resolution of the angiography apparatus is evaluated using spatial resolution.
  • the spatial resolution is determined by contrast resolution, time resolution, and spatial resolution.
  • Contrast resolution is the ability to identify differences in contrast between materials and time resolution is the ability to distinguish time intervals for the smallest input signal.
  • Spatial resolution is the most important factor in determining resolution by the ability to geometrically separate and identify adjacent materials, but three-dimensional stereoscopic (3D) is rarely considered as an element for improving spatial resolution.
  • an object of the present invention is to solve all the above-mentioned problems.
  • another object of the present invention is to visualize the blood vessels in three dimensions as in reality, to accurately represent the position and the traveling path of the overlapping vessel structure to facilitate the position of the lesion and the approaching direction during the procedure. .
  • another object of the present invention is to be able to select any one of the 2D image capture mode and the 3D image capture mode, so that the shooting mode can be easily selected according to the purpose of use.
  • a real-time X-ray perspective apparatus comprising: a first X-ray irradiation apparatus and a second X-ray irradiation apparatus for irradiating X-rays to a subject, wherein the first X-ray irradiation apparatus and the first agent When the first X-rays and the second X-rays irradiated by each of the 2 X-ray irradiation apparatuses are transmitted to the subject, the first and second X-rays transmitted through the subject are detected to be detected by a predetermined detector.
  • a mode selector configured to select one of a 2D image capture mode and a 3D image capture mode, wherein an angle of the first X-ray irradiator and the second X-ray irradiator to the subject is determined by the mode selector. It is determined by referring to any one of the 2D image capture mode and the 3D image capture mode selected by the reference, wherein the predetermined X-ray and the second X-rays detected by the detector to perform image processing A real-time X-ray perspective apparatus is provided so that information about the detected first X-ray and second X-ray is provided to an image processing unit.
  • a computer readable recording medium for recording another method, apparatus, system for implementing the present invention and a computer program for executing the method.
  • the present invention by visualizing the blood vessel in three dimensions as in reality, it is possible to accurately represent the position and the traveling path with respect to the overlapping vessel structure to facilitate the position of the lesion and the approaching direction during the procedure.
  • the shooting mode can be easily selected according to the purpose of use.
  • FIG. 1 is a block diagram of an entire system including a real-time X-ray perspective apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exemplary diagram for explaining a 2D image capture mode and a 3D image capture mode of a real-time X-ray perspective apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exemplary diagram for explaining a 2D image capture mode and a 3D image capture mode of a real-time X-ray perspective apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of an entire system 1000 including a real-time X-ray perspective apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the entire system 1000 includes an X-ray perspective apparatus 100, a detector 30, an image processor 40, a monitor 50, a 3D goggle 60, and a siamese (C ⁇ ). arm 70), table 80, and the like.
  • the X-ray viewing apparatus 100 may include an X-ray generator 110 and a mode selector 150.
  • the X-ray generator 110 may include a first X-ray radiator 110a and a second X-ray radiator 110b for radiating X-rays onto the subject 20.
  • the 150 may perform a function of selecting any one of a 2D image capturing mode and a 3D image capturing mode. The function of the mode selection unit 150 will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the real-time X-ray apparatus 100 may include a detector 30, an image processing unit 40 (for example, an image processing apparatus, an image processing terminal, an image control server, etc.) and a monitor 50 which will be described later.
  • 3D goggles 60, the siam 70 may be configured to include at least some of the table 80, but will not be essential. That is, in the present specification, it will be assumed that the real-time X-ray viewing apparatus 100 is essentially configured to include the X-ray generator 110 and the mode selector 150.
  • the X-ray generator 110, the first X-ray tube 111a may be formed in a portion of the first X-ray irradiation apparatus (110a), the second X-ray irradiation apparatus (110b) 2 X-ray tube 111b may be formed, which will be described later with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the detector 30 when the first X-rays and the second X-rays irradiated by the first X-ray radiator 110a and the second X-ray radiator 110b respectively pass through the subject 20, A function of detecting the transmitted first and second X-rays may be performed.
  • the detector 30 may be curved.
  • the detector 30 may be taken as the time difference between the left and right when the X-rays generated from a single tube.
  • the detector 30 recognizes the image by discriminating the left and right, and the bidirectional X-rays are intersected at 30 fps (frame per second), for example, when the right side comes from the right side, and the left side comes from the left image.
  • fps frame per second
  • the right 15fps and left 15fps images can be obtained, and when combined, the left and right stereovision can be obtained at 15fps.
  • the image processor 40 may include a first TV camera 41a and a second TV camera 41b which respectively photograph the first and second X-rays detected by the detector 30. ,
  • the TV imager 42 projecting the images captured by the first TV camera 41a and the second TV camera 41b, and the image controller 43 recombining and correcting the image projected by the TV imager 42.
  • a digital image unit 44 for converting the image recombined by the image controller 43 into a digital signal and an analog signal.
  • the image processing unit 40 may provide image processing, and output the signal converted by the digital image unit 44 as a 2D image and a 3D image through the monitor 50 to support the observable in real time, 3D goggles
  • the viewer may support the 3D image output from the monitor 50 through 60.
  • the 3D goggles 60 may be implemented in various forms.
  • the 3D goggles 60 may be made to feel three-dimensional by changing the polarization of each of the left and right eyes.
  • the 3D goggles 60 may include an X-ray blocking module to prevent eye damage by X-rays.
  • the present invention allows the area seen from the left eye to be recognized by the left eye, and the area seen from the right eye is recognized by the right eye to visualize the blood vessels in three dimensions as in reality, thereby determining the position and driving path of the overlapping vessel structures.
  • Accurate expression can facilitate the location of the lesion and the approaching direction of the procedure.
  • the mode selector 150 performs a function for selecting one of a 2D image capture mode and a 3D image capture mode, and a doctor easily selects the mode selector 150.
  • a communication module capable of communicating with the hardware may be included in the mode selector 150. Might be able to easily select the mode.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram for explaining a 2D image capture mode and a 3D image capture mode of the real-time X-ray perspective apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the output angles of the respective X-rays are adjusted in parallel in the first X-ray tube 111a and the second X-ray tube 111b in the 2D image capturing mode.
  • the first X-ray tube 111a and the second X-ray tube 111b are adjusted such that the output angles of the respective X-rays face the center direction of the subject 20.
  • the distance between the first X-ray tube 111a and the second X-ray tube 111b in the 2D image capturing mode may be appropriately adjusted in consideration of the resolution of the 2D image, and the like, to reduce the radiation exposure amount.
  • the X-rays output from the tube 111a and the second X-ray tube 111b may alternately be generated.
  • each X-ray may be output as one X-ray through the first X-ray tube 111a and the second X-ray tube 111b which are joined together.
  • the first X-ray radiator 110a and the second X-ray radiator 110b may be adjusted to be slightly inclined.
  • the inclined angle may correspond to about 3 to 6 degrees. There will be.
  • FIG. 3 is an exemplary view for explaining a 2D image capture mode and a 3D image capture mode of the real-time X-ray perspective apparatus 100 according to another embodiment of the present invention.
  • the real-time X-ray perspective apparatus 100 may include the X-ray generator 110, the first lower collimator 120a, the second lower collimator 120b, and the first reflection.
  • a part 130a, a second reflector 130b, a first upper collimator 140a, and a second upper collimator 140b may be included.
  • the X-ray generator 110 may include a first X-ray tube 111a and a second X-ray tube 111b, and the first X-ray tube 111a and the second X-ray tube 111b. X-rays can be output from each.
  • the angle of the X-rays output from the first X-ray tube 111a and the second X-ray tube 111b may be adjusted according to the control of the mode selector (not shown).
  • the first lower collimator 120a may perform a function for transmitting a line going straight from the X-ray output through the first X-ray tube 111a
  • the second lower collimator 120b may perform a function for transmitting a line going straight from the X-ray output.
  • the angle of the first lower collimator 120a and the second lower collimator 120b may be adjusted according to the control of the mode selector (not shown), and the first X-ray tube 111a and the second X-ray tube may be adjusted. It may be adjusted to correspond to the angle of the X-rays output from 111b.
  • each of the first and second reflecting units 130a and 130b may include one or more small reflecting plates, and in the 2D image capturing mode, the angle is adjusted so as not to affect the optical path, and in the 3D image capturing mode. The angle can be adjusted to affect the light path.
  • the first and second reflectors 130a and 130b may be at least one mirror used for X-ray optics, and each such mirror may be formed of glass, ceramic, or metal foil, and may be a reflective layer. layer).
  • the most commonly used reflective materials in X-ray optics may be gold and iridium. Details of this will include content searched for by the search term "Mirrors for X-ray optics" in Wikipedia.
  • the first and second upper collimators 140a and 140b pass the X-rays passing through the first and second lower collimators 120a and 120b to the object 20.
  • the X-rays passing through the first and second lower collimators 120a and 120b are reflected by the first and second reflecting units 130a and 130b and then passed through the subject 20. Function to deliver to the end.
  • the first and second reflectors 130a and 130b may be located between the first and second lower collimators 120a and 120b and the first and second upper collimators 140a and 140b, and may be provided in real time.
  • the light path may be disposed on the sidewall of the lateral side.
  • the output angles of the X-rays of the first X-ray tube 111a and the second X-ray tube 111b and the virtual normals of the first and second lower collimators 120a and 120b are adjusted in parallel.
  • the angles of the first and second reflectors 130a and 130b are controlled so as not to affect the optical paths of the X-rays of the first X-ray tube 111a and the second X-ray tube 111b.
  • the virtual normals of the first and second upper collimators 140a and 140b are also adjusted to be parallel to the virtual normals of the first and second lower collimators 120a and 120b so that the first and second lower collimators 120a and 120b are adjusted.
  • X-rays passing through the first and second upper collimators (140a, 140b) will be able to pass through the subject 20 as it is.
  • the output angles of the X-rays of the first X-ray tube 111a and the second X-ray tube 111b and the angles of the first and second lower collimators 120a and 120b are the subjects.
  • the output angle of the X-rays passing through the first and second reflectors 130a and 130b and the first and second upper collimators 140a and 140b is adjusted so that the reflecting plate and the first and second upper collimators 140a and 140b are adjusted at an appropriate angle. It may be adjusted to face toward the center of the subject 20.
  • Embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer components, and may be recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the process according to the invention, and vice versa.

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Abstract

본 발명은, X선을 피사체에 조사하는 제1 X선 조사장치 및 제2 X선 조사장치를 포함하며, 상기 제1 X선 조사장치 및 상기 제2 X선 조사장치 각각에 의해 조사된 제1 X선 및 제2 X선이 상기 피사체에 투과되면, 상기 피사체에 투과된 제1 X선 및 제2 X선이 소정의 검출기에 의해 검출되도록 지원하는 X선 발생부 및 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 선택 가능한 모드 선택부를 포함하되, 상기 제1 X선 조사장치 및 상기 제2 X선 조사장치의 상기 피사체에 대한 각도는 상기 모드 선택부에 의해 선택된 상기 2D 영상 촬영 모드 및 상기 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 참조로 하여 결정된다. 본 발명에 따르면, 사용목적에 따라 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드 중 하나를 용이하게 선택 가능하다.

Description

실시간 입체시를 위한 X선 투시 장치
본 발명은 실시간 입체시를 위한 X선 투시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 X선을 피사체에 조사하는 제1 X선 조사장치 및 제2 X선 조사장치를 포함하며, 상기 제1 X선 조사장치 및 상기 제2 X선 조사장치 각각에 의해 조사된 제1 X선 및 제2 X선이 상기 피사체에 투과되면, 상기 피사체에 투과된 제1 X선 및 제2 X선이 소정의 검출기에 의해 검출되도록 지원하는 X선 발생부; 및 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 모드 선택부를 포함하되, 상기 제1 X선 조사장치 및 상기 제2 X선 조사장치의 상기 피사체에 대한 각도는 상기 모드 선택부에 의해 선택된 상기 2D 영상 촬영 모드 및 상기 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 참조로 하여 결정되는 것을 특징으로 하고, 상기 검출기에 의해 검출된 제1 X선 및 제2 X선에 대해 영상 처리가 이루어지도록 소정의 영상처리부에 상기 검출된 제1 X선 및 제2 X선에 대한 정보가 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치에 관한 것이다.
종래의 혈관 조영 장치는 X선이 인체에 조사되어 투과하면 영상증배관에서 X선 신호를 받아들이고, 이렇게 받은 신호를 촬상관으로 전송시켜 영상 신호로 만든다. 이러한 영상신호를 여러 가지 영상처리 회로에 의해 재구성하여 화면에 내보내면 시술자가 이를 보면서 시술을 하는데, 이처럼 실시간으로 영상을 보며 시술하는 X선 투시 검사 분야에서는 3차원 입체화를 하는 기술이 거의 없었기 때문에, 시술 시 2차원 영상으로만 표현된 혈관의 정확한 주행경로 및 방향 등을 인지하는 것에 어려움을 겪어왔다.
혈관 조영 장치를 이용하여 혈관을 촬영할 때, 공간해상능으로 혈관 조영 장치의 해상 정도를 평가하는데, 이 공간해상능은 대조도분해능, 시간분해능, 공간분해능으로 결정된다. 대조도분해능은 물질의 명암 차이를 식별하는 능력이며, 시간분해능은 최소의 입력신호에 대한 시간 간격을 구별하는 능력이다. 공간분해능은 인접한 물질을 기하학적으로 분리 식별하는 능력으로 해상능을 결정하는 데에 있어서 가장 중요한 요소지만, 공간분해능을 향상시키는 요소로서 3차원 입체화(3D)는 거의 고려되지 않고 있는 실정이다.
이에 대한 한계를 극복하고자, 2개의 씨암(C-arm)으로 서로 직각인 2차원 영상을 얻어 3차원 구조를 추정하며 시술하는 방법이 제안되었다. 그러나 이러한 방법은 2개의 X선 발생기와 2개의 검출기를 사용하기 때문에 방사선 피폭량 또한 2배이며, 다양한 각도에서의 영상을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 혈관을 실제와 같이 3차원적으로 시각화함으로써, 겹쳐져 있는 혈관 구조물에 대한 위치 및 주행경로를 정확하게 표현하여 병변에 대한 위치와 시술시의 접근 방향을 용이하게 하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 함으로써, 사용목적에 따라 촬영 모드를 용이하게 선택할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 실시간 X선 투시 장치에 있어서, X선을 피사체에 조사하는 제1 X선 조사장치 및 제2 X선 조사장치를 포함하며, 상기 제1 X선 조사장치 및 상기 제2 X선 조사장치 각각에 의해 조사된 제1 X선 및 제2 X선이 상기 피사체에 투과되면, 상기 피사체에 투과된 제1 X선 및 제2 X선이 소정의 검출기에 의해 검출되도록 지원하는 X선 발생부; 및 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 모드 선택부를 포함하되, 상기 제1 X선 조사장치 및 상기 제2 X선 조사장치의 상기 피사체에 대한 각도는 상기 모드 선택부에 의해 선택된 상기 2D 영상 촬영 모드 및 상기 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 참조로 하여 결정되는 것을 특징으로 하고, 상기 검출기에 의해 검출된 제1 X선 및 제2 X선에 대해 영상 처리가 이루어지도록 소정의 영상처리부에 상기 검출된 제1 X선 및 제2 X선에 대한 정보가 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치가 제공된다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 장치, 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.
본 발명에 따르면, 혈관을 실제와 같이 3차원적으로 시각화함으로써, 겹쳐져있는 혈관 구조물에 대한 위치 및 주행경로를 정확하게 표현하여 병변에 대한 위치와 시술시의 접근 방향을 용이하게 할 수 있다.
또한, 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 함으로써, 사용목적에 따라 촬영 모드를 용이하게 선택할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 X선 투시 장치가 포함된 전체 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 X선 투시 장치의 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드를 설명하기 위한 예시도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 X선 투시 장치의 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드를 설명하기 위한 예시도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.
또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 X선 투시 장치(100)가 포함된 전체 시스템(1000)의 구성도를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전체 시스템(1000)은 X선 투시 장치(100), 검출기(30), 영상처리부(40), 모니터(50), 3D 고글(60), 씨암(C-arm)(70) 및 테이블(80) 등을 포함할 수 있다.
또한, X선 투시 장치(100)는 X선 발생부(110) 및 모드 선택부(150)를 포함할 수 있다. 구체적으로, X선 발생부(110)는 X선을 피사체(20)에 조사하기 위한 제1 X선 조사장치(110a) 및 제2 X선 조사장치(110b)를 포함할 수 있으며, 모드 선택부(150)는 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 기능을 수행할 수 있다. 이와 같은 모드 선택부(150)의 기능에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
참고로, 실시간 X선 투시 장치(100)는 후술할 검출기(30), 영상처리부(40)(가령, 영상처리 장치, 영상처리 단말, 영상제어 서버 등으로 불리울 수도 있음), 모니터(50), 3D 고글(60), 씨암(70), 테이블(80) 중 적어도 일부를 포함하여 구성될 수도 있으나, 필수적인 것은 아닐 것이다. 즉, 본 명세서에서는 실시간 X선 투시 장치(100)가 필수적으로는 X선 발생부(110) 및 모드 선택부(150)를 포함하여 구성되는 것을 상정하여 성명할 것이다.
이때, X선 발생부(110)는, 제1 X선 조사장치(110a)의 일부분에 제1 X선 튜브(111a)가 형성될 수 있고, 제2 X선 조사장치(110b)의 일부분에 제2 X선 튜브(111b)가 형성될 수 있는데, 이에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
다음으로, 검출기(30)는, 제1 X선 조사장치(110a) 및 제2 X선 조사장치(110b)에서 각각 조사된 제1 X선 및 제2 X선이 피사체(20)에 투과되면, 투과된 제1 X선 및 제2 X선을 검출하는 기능을 수행할 수 있다. 가령, 검출기(30)는 곡면 형태일 수도 있다.
한편, 검출기(30)는 single tube에서 발생하는 X선이 들어오면 좌우의 시간차로 받아들일 수도 있다. 예를 들어, 검출기(30)가 좌우 구분해서 영상을 인지하는 것은 양방향 X선을 가령 30fps(frame per second)로 교차하여 보내고 우측에서 올 때에는 우측 영상, 좌측에서 올 때에는 좌측 영상으로 구성하여 연결하여 붙이면, 우측 15fps, 좌측 15fps 의 영상을 얻을 수 있고, 이를 합쳐서 영상을 보여주면 좌/우측 stereovision을 15fps로 얻을 수 있을 것이다.
다음으로, 영상처리부(40)는 검출기(30)에 의해 검출된 제1 X선 및 제2 X선을 각각 촬영하는 제1 TV 카메라(41a) 및 제2 TV 카메라(41b)를 포함할 수 있으며, 제1 TV 카메라(41a) 및 제2 TV 카메라(41b)에서 촬영된 영상들을 투사하는 TV 영상기(42)와, TV 영상기(42)에서 투사된 영상을 재조합하고 보정하는 영상 제어기(43) 및 영상 제어기(43)에서 재조합된 영상을 디지털 신호 및 아날로그 신호로 변환하는 디지털 영상부(44)를 포함할 수 있다.
한편, 영상처리부(40)는 영상 처리를 제공하여, 디지털 영상부(44)에서 변환된 신호를 모니터(50)를 통하여 2D 영상 및 3D 영상으로 출력하여 실시간으로 관측 가능하도록 지원할 수 있고, 3D 고글(60)을 통하여 모니터(50)에서 출력된 3D 영상을 관측자가 인지 가능하도록 지원할 수 있다. 여기서, 3D 고글(60)은 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 예를 들어, 좌안과 우안 각각의 편광을 달리하여 입체감을 느끼도록 할 수 있을 것이다. 또한, 3D 고글(60)은 X선에 의한 눈 손상을 방지하기 위해 X선 차단 모듈을 포함할 수도 있다.
따라서, 본 발명은, 좌안에서 보는 영역은 좌안으로 인지하도록 하고, 우안에서 보는 영역은 우안으로 인지하도록 하여 혈관을 실제와 같이 3차원적으로 시각화함으로써, 겹쳐져있는 혈관 구조물에 대한 위치 및 주행경로를 정확하게 표현하여 병변에 대한 위치와 시술시의 접근 방향을 용이하게 할 수 있다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조로 하여 모드 선택부(150)의 기능을 상술하도록 한다.
참고로, 모드 선택부(150)는 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있게 해 주는 기능을 수행하는데, 의사(doctor)가 모드 선택부(150)에 따른 선택을 용이하게 할 수 있도록 하기 위한 간단한 하드웨어를 소지하는 경우 상기 하드웨어와 통신 가능한 통신 모듈을 모드 선택부(150) 내에 포함시킬 수도 있고, 경우에 따라서는 의사가 사용하는 소정의 단말에 제공되는 사용자 인터페이스에 의해 의사가 간편하게 모드를 선택할 수 있도록 할 수도 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 X선 투시 장치(100)의 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참조하면, 구체적으로, 2D 영상 촬영 모드에서 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b)는 각각의 X선의 출력 각도가 평행하게 조정되며, 3D 영상 촬영 모드에서 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b)는 각각의 X선의 출력 각도가 피사체(20)의 중심 방향을 향하도록 조정된다.
또한, 2D 영상 촬영 모드에서 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b)의 거리는 2D 영상의 해상도 등을 고려하여 적절하게 조정될 수 있을 것이며, 방사선 피폭량을 줄이기 위하여 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b)로부터 출력되는 X 선을 교번(alternatively)하여 발생되도록 할 수도 있을 것이다.
또한, 도 2에는 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b)가 다소 떨어진 것으로 도시되었으나, 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b)가 맞붙어 있는 구조를 상정할 수도 있을 것이며, 이 경우 맞붙어 있는 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b)를 통해 각각의 X선이 하나의 X선과 같이 출력되도록 할 수도 있을 것이다.
한편, 3D 영상 촬영 모드에서 제1 X선 조사장치(110a) 및 제2 X선 조사장치(110b)는 약간씩 기울어지도록 조정될 수 있을 것인데, 가령 기울어지는 각도는 3~6도 정도에 해당될 수 있을 것이다.
다음으로, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 X선 투시 장치(100)의 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 X선 투시 장치(100)는 X선 발생부(110), 제1 하부 콜리메이터(120a), 제2 하부 콜리메이터(120b), 제1 반사부(130a), 제2 반사부(130b), 제1 상부 콜리메이터(140a) 및 제2 상부 콜리메이터(140b)를 포함할 수 있다.
구체적으로, X선 발생부(110)는 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b)를 포함할 수 있으며, 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b) 각각으로부터 X선이 출력될 수 있을 것이다. 여기서, 모드 선택부(미도시)의 제어에 따라 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b)로부터 출력되는 X선의 각도가 조정될 수 있다.
다음으로, 제1 하부 콜리메이터(120a)는, 제1 X선 튜브(111a)를 통해 출력된 X선에서 직진으로 나가는 선을 투과시키기 위한 기능을 수행할 수 있으며, 제2 하부 콜리메이터(120b)는, 제2 X선 튜브(111b)를 통해 출력된 X선에서 직진으로 나가는 선을 투과시키기 위한 기능을 수행할 수 있다. 이 또한, 모드 선택부(미도시)의 제어에 따라 제1 하부 콜리메이터(120a) 및 제2 하부 콜리메이터(120b)의 각도가 조정될 수 있으며, 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b)로부터 출력되는 X선의 각도에 대응되도록 조정될 수 있을 것이다.
다음으로, 제1, 2 반사부(130a, 130b)는 각각 1개 이상의 소형 반사판을 포함할 수 있으며, 2D 영상 촬영 모드일 때에는 광경로에 영향을 주지 않도록 각도가 조정되고 3D 영상 촬영 모드일 때에는 광경로에 영향을 주도록 각도가 조정될 수 있다. 여기서, 제1, 2 반사부(130a, 130b)는 X-ray optics에 사용되는 적어도 하나의 mirror 일 수 있으며, 이와 같은 각각의 mirror는 glass, ceramic 또는 metal foil로 구성될 수 있으며, 반사층(reflective layer)에 의해 코팅될 수 있다. 또한, X-ray optics에서 가장 일반적으로 사용되는 반사 물질은 gold 및 iridium 일 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은, 위키피디아에서 "Mirrors for X-ray optics"라는 검색어로 검색되는 내용을 포함한다 할 것이다.
다음으로, 제1, 2 상부 콜리메이터(140a, 140b)는 2D 영상 촬영 모드일 때에는 제1, 2 하부 콜리메이터(120a, 120b)를 통과한 X선을 바로 통과시켜 피사체(20) 쪽으로 전달하는 기능을 수행하며, 3D 영상 촬영 모드일 때에는 제1, 2 하부 콜리메이터(120a, 120b)를 통과한 X선이 제1, 2 반사부(130a, 130b)에 의해 반사가 된 후 이를 통과시켜 피사체(20) 쪽으로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
참고로, 제1, 2 반사부(130a, 130b)는 제1, 2 하부 콜리메이터(120a, 120b)와 제1, 2 상부 콜리메이터(140a, 140b) 사이에 위치하되, 실시간 X선 투시 장치(100)의 측벽에 위치하도록 하여 2D 영상 촬영 모드일 때에는 광경로에 영향을 주지 않도록 배치할 수 있다.
이하에서는 2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드에서 동작하는 예를 보다 구체적으로 설명한다.
2D 영상 촬영 모드에서, 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b) 각각의 X선의 출력 각도와, 제1, 2 하부 콜리메이터(120a, 120b)의 가상의 법선이 평행하게 조정되도록 제어되고, 제1, 2 반사부(130a, 130b)의 각도는 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b) 각각의 X선의 광경로에 영향을 주지 않도록 제어된다. 이때, 제1, 2 상부 콜리메이터(140a, 140b)의 가상의 법선 역시 제1, 2 하부 콜리메이터(120a, 120b)의 가상의 법선과 평행하도록 조정되도록 함으로써 제1, 2 하부 콜리메이터(120a, 120b)를 통과한 X선이 그대로 제1, 2 상부 콜리메이터(140a, 140b)를 통과하여 피사체(20)에 투과되도록 할 수 있을 것이다.
한편, 구체적으로, 3D 영상 촬영 모드에서, 제1 X선 튜브(111a) 및 제2 X선 튜브(111b) 각각의 X선의 출력 각도와 제1, 2 하부 콜리메이터(120a, 120b)의 각도가 피사체(20)의 중심 반대 방향을 향하도록 조정되고(즉, 제1, 2 반사부(130a, 130b)를 향하는 방향으로 조정되고), 제1, 2 반사부(130a, 130b) 각각의 1개 이상의 반사판과 제1, 2 상부 콜리메이터(140a, 140b)가 적절한 각도로 조정되도록 하여 제1, 2 반사부(130a, 130b)와 제1, 2 상부 콜리메이터(140a, 140b)를 거친 X선의 출력 각도가 피사체(20)의 중심 방향을 향하도록 조정될 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 실시간 X선 투시 장치에 있어서,
    X선을 피사체에 조사하는 제1 X선 조사장치 및 제2 X선 조사장치를 포함하며, 상기 제1 X선 조사장치 및 상기 제2 X선 조사장치 각각에 의해 조사된 제1 X선 및 제2 X선이 상기 피사체에 투과되면, 상기 피사체에 투과된 제1 X선 및 제2 X선이 소정의 검출기에 의해 검출되도록 지원하는 X선 발생부; 및
    2D 영상 촬영 모드 및 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 모드 선택부를 포함하되,
    상기 제1 X선 조사장치 및 상기 제2 X선 조사장치의 상기 피사체에 대한 각도는 상기 모드 선택부에 의해 선택된 상기 2D 영상 촬영 모드 및 상기 3D 영상 촬영 모드 중 어느 하나를 참조로 하여 결정되는 것을 특징으로 하고,
    상기 검출기에 의해 검출된 제1 X선 및 제2 X선에 대해 영상 처리가 이루어지도록 소정의 영상처리부에 상기 검출된 제1 X선 및 제2 X선에 대한 정보가 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 X선 조사장치의 일부분에 제1 X선 튜브가 형성되고 상기 제2 X선 조사장치의 일부분에 제2 X선 튜브가 형성되며,
    상기 2D 영상 촬영 모드에서 상기 제1 X선 튜브 및 상기 제2 X선 튜브는 각각의 X선의 출력 각도가 평행하게 조정되며, 상기 3D 영상 촬영 모드에서 상기 제1 X선 튜브 및 상기 제2 X선 튜브는 각각의 X선의 출력 각도가 상기 피사체의 중심 방향을 향하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 X선 조사장치의 일부분에 제1 X선 튜브가 형성되고 상기 제2 X선 조사장치의 일부분에 제2 X선 튜브가 형성되며,
    상기 X선 발생부는,
    상기 제1 X선 튜브를 통해 출력된 X선에서 직진으로 나가는 선을 투과시키기 위한 제1 하부 콜리메이터 및 상기 제2 X선 튜브를 통해 출력된 X선에서 직진으로 나가는 선을 투과시키기 위한 제2 하부 콜리메이터;
    상기 제1 하부 콜리메이터 및 상기 제2 하부 콜리메이터로부터 각각의 X선을 수신하여 소정의 각도로 반사하는 1개 이상의 반사판을 각각 포함하는 제1 반사부 및 제2 반사부;
    상기 제1 반사부 및 상기 제2 반사부로부터 반사된 X선에서 각각 직진으로 나가는 선을 투과시키기 위한 제1 상부 콜리메이터 및 제2 상부 콜리메이터를 포함하며,
    상기 2D 영상 촬영 모드에서 상기 제1 X선 튜브 및 상기 제2 X선 튜브 각각의 X선의 출력 각도와, 상기 제1, 2 하부 콜리메이터 및 상기 제1, 2 상부 콜리메이터의 가상의 법선이 평행하게 조정되도록 제어하고, 상기 제1, 2 반사부의 각도는 상기 제1 X선 튜브 및 상기 제2 X선 튜브 각각의 X선의 광경로에 영향을 주지 않도록 제어하며,
    상기 3D 영상 촬영 모드에서 상기 제1 X선 튜브 및 상기 제2 X선 튜브 각각의 X선의 출력 각도와 상기 제1 하부 콜리메이터 및 상기 제2 하부 콜리메이터의 각도가 상기 피사체의 중심 반대 방향을 향하도록 조정하고, 상기 제1 반사부 및 상기 제2 반사부 각각의 1개 이상의 반사판과 상기 제1 상부 콜리메이터 및 상기 제2 상부 콜리메이터의 각도를 조정하여 상기 제1, 2 반사부와 상기 제1, 2 상부 콜리메이터를 거친 X선의 출력 각도가 상기 피사체의 중심 방향을 향하도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검출기는 곡면 형태인 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영상처리부는,
    상기 검출기에서 검출된 제1 X선 및 제2 X선을 각각 촬영하는 제1 TV 카메라 및 제2 TV 카메라;
    상기 제1 TV 카메라 및 상기 제2 TV 카메라에서 촬영된 영상들을 투사하는 TV 영상기;
    상기 TV 영상기에서 투사된 영상을 재조합하고 보정하는 영상 제어기;
    상기 영상 제어기에서 재조합된 영상을 디지털 신호 및 아날로그 신호로 변환하는 디지털 영상부;
    를 포함하여,
    모니터를 통하여 상기 디지털 영상부에서 변환된 신호를 2D 영상 및 3D 영상으로 출력하여 실시간으로 관측 가능하도록 지원하고, 3D 고글을 통하여 상기 모니터에서 출력된 3D 영상을 관측자가 인지 가능하도록 지원하는 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 영상 제어기는,
    상기 3D 영상 촬영 모드일 때, 상기 TV 영상기에서 투사하는 영상과 상기 3D 고글 간의 거리를 측정하여 보정하는 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 영상 제어기는,
    상기 TV 영상기에서 투사된 영상을 피사체의 호흡 및 움직임 등에 의한 아티팩트(artifact), 대조도, 흑백 반전처리, 공간 필터처리에 의한 특정 주파수 강조처리, 신호대 잡음 개선, 농도, 거리계측 등을 고려하여 영상을 재조합하고 보정하는 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 3D 고글은,
    X선에 의한 눈 손상을 방지하기 위해 X선 차단 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    실시간 X선 투시 장치는,
    상기 X선 발생부와 상기 검출기가 장착되는 씨암(C-arm); 및
    상기 피사체가 놓이는 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 X선 투시 장치.
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