WO2018056563A1 - 카메라를 구비하는 x선 촬영 장치 - Google Patents

카메라를 구비하는 x선 촬영 장치 Download PDF

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WO2018056563A1
WO2018056563A1 PCT/KR2017/007909 KR2017007909W WO2018056563A1 WO 2018056563 A1 WO2018056563 A1 WO 2018056563A1 KR 2017007909 W KR2017007909 W KR 2017007909W WO 2018056563 A1 WO2018056563 A1 WO 2018056563A1
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ray
image
subject
area
unit
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PCT/KR2017/007909
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박종래
성기봉
윤주선
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주식회사 포스콤
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    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10116—X-ray image

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray imaging apparatus, and more particularly, to obtain a camera image of a subject on which an X-ray irradiation area is displayed through a separate camera, so that a photographer can remotely and in real time determine an area where X-rays are irradiated.
  • X-ray imaging apparatus is a device for diagnosing the state of health of the patient or animal by irradiating the X-ray to the body of the patient or animal, and generating an X-ray image from the X-ray passing through the body of the patient or animal.
  • Conventional X-ray imaging apparatus develops an X-ray tube that generates X-rays, a collimator for controlling the area where X-rays are irradiated, and an X-ray image passing through the subject by being placed behind a subject such as a person or an animal. It consists of a digital sensor unit.
  • the collimator includes a shutter and a light source, and the shutter is disposed symmetrically on the top, bottom, left, and right sides of the X-ray irradiation axis, and the light source is X-ray irradiation. It is arranged to irradiate the illumination on the same axis as the axis.
  • the X-ray image is taken by checking the X-ray irradiation area limited by the shutter through the illumination of the light source irradiated to the subject on the same axis as the X-ray irradiation axis.
  • a means for checking an X-ray irradiation area is provided, and an X-ray image of the subject is obtained by checking the X-ray irradiation area.
  • Patients who are unfamiliar with X-ray images with different X-ray transmission images may not know exactly the location or type of bones or organs in the X-ray image. There is a problem in understanding the state of health.
  • the amount of X-ray exposure exposed to a subject should be strictly limited to prevent exposure of more than necessary X-ray exposure to the subject.
  • X-rays when X-rays are generated with less than necessary X-ray output and irradiated to the subject, it is not clear. There is a problem that an invalid X-ray image is generated. Therefore, X-rays should be irradiated to the subject with an appropriate output according to the area size and the distance of the X-ray irradiation area.
  • the photographer manually adjusts the shutter opening size of the collimator to change the X-ray irradiation area according to the size of the subject, or the X-ray sensor
  • the X-ray was irradiated to the subject by fixing the shutter opening size to an X-ray irradiation area preset to an area size of.
  • the present invention is to solve the problems of the conventional X-ray imaging apparatus mentioned above, an object of the present invention is to obtain a camera image of the subject is displayed X-ray irradiation area through a separate camera X-rays are irradiated An X-ray imaging apparatus in which an imager can determine an area on a remote or integrated display is provided.
  • Another object of the present invention is to insert an X-ray image generated in place of the image of the X-ray irradiation area in the camera image and to generate an edited image consisting of a combination of the actual camera image and the X-ray image of the subject to the patient through the edit image It is to provide an X-ray apparatus that makes it easier and faster to understand where the x-ray image corresponds to the whole body part and the patient himself.
  • Another object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus capable of accurately measuring or calculating the exposure amount of X-rays irradiated onto a subject in real time at an area size of an X-ray irradiation region and a distance from the subject.
  • another object of the present invention is to automatically adjust the shutter opening size when the size of the subject is smaller than the size of the area of the X-ray sensor to change the X-ray irradiation area according to the size of the subject to the subject according to the size of the subject It is to provide an X-ray imaging apparatus that can control the amount of X-ray exposure to be irradiated with.
  • the X-ray imaging apparatus generates an X-rays X-ray irradiation unit for irradiating X-rays to the subject, and X-ray irradiation unit for limiting the irradiation area of the X-rays irradiated to the subject from the X-ray irradiation unit
  • a collimator having a shutter and an illumination unit that illuminates an X-ray irradiation area by illuminating the light through the shutter, and a camera image having an X-ray irradiation area and a subject image by generating a real image of the X-ray irradiation area and the subject X-ray that judges and judges the X-ray irradiation area where the X-ray is irradiated to the subject in the camera image according to the input user command, and the sensor unit generating the X-ray image of the subject by the X-ray passing through the subject
  • the camera unit is positioned around the collimator to generate a camera image spaced from the irradiation axis of the X-ray irradiated from the X-ray irradiation unit or inclined to the irradiation axis of the X-ray, and the control unit controls the camera image according to the separation distance or the inclination angle from the irradiation axis.
  • the correction camera image is generated by correcting the image photographed on the same axis as the irradiation axis, and generating an edited image from the correction camera image.
  • the X-ray imaging apparatus further includes a hand switch for inputting a user command for irradiating X-rays, wherein when the user command for irradiating X-rays is input through the hand switch, the camera switches the hand switch. Synchronized with the X-rays, the image is taken at the same time as the X-ray irradiation or near to the time of the X-ray irradiation to obtain a camera image at the same position as the X-ray photographed image.
  • a hand switch for inputting a user command for irradiating X-rays, wherein when the user command for irradiating X-rays is input through the hand switch, the camera switches the hand switch. Synchronized with the X-rays, the image is taken at the same time as the X-ray irradiation or near to the time of the X-ray irradiation to obtain a camera image at the same position as the X-ray photographed image.
  • the control unit may include: an irradiation area determination unit for determining an irradiation area to which X-rays are irradiated by separating a bright area to which an X-ray is irradiated to the subject and a dark area to which X-rays are not irradiated on a camera image based on a threshold pixel value; An editing unit for inserting an X-ray image instead of an image of the irradiation area at the position where the irradiation area exists in the camera image to generate an edited image composed of a real image and an X-ray image of the subject, Calculate the actual area size of the irradiation area from the area size and the distance between the X-ray irradiation unit and the subject, and calculate the amount of X-ray exposure to the subject from the actual area size, the output intensity of the X-rays irradiated from the X-ray irradiation unit, and the separation distance It characterized in that it comprises an exposure
  • control unit analyzes the edge of the subject from the camera image to recognize the area in which the subject exists, and limited to the region in which the subject exists based on the size of the subject and the size of the sensor X-rays It further comprises a shutter control unit for controlling the opening size of the shutter to be irradiated, the shutter is characterized in that the drive shutter is driven in accordance with the control signal of the shutter control unit to adjust the opening size.
  • control unit further includes a comparison unit for comparing the X-ray irradiation area and the sensor area in which the sensor unit exists, the shutter control unit by limiting the X irradiation area outside the sensor area of the X-ray irradiation area to the sensor area The size of the shutter is controlled so that the X-rays can be irradiated.
  • the X-ray imaging apparatus has a function of automatically controlling the opening size of the shutter according to the size of the subject
  • the camera unit is primarily synchronized with the user command input through the hand switch through the X-ray irradiation unit The camera image is taken before the X-rays are irradiated.
  • the control unit controls the opening size of the shutter according to the size of the subject by second synchronization with the primary synchronization signal received from the camera and controls the X-ray irradiation unit to irradiate the X-rays after the control of the opening size is completed. It is characterized by.
  • the X-ray imaging apparatus has the following effects compared with the conventional X-ray imaging apparatus.
  • the X-ray imaging apparatus obtains a camera image of a subject on which an X-ray irradiation area is displayed through a separate camera, so that the photographer can determine the area where the X-ray is irradiated on a remote or integrated display.
  • the X-ray imaging apparatus by inserting or overlapping the X-ray image generated in place of the image of the X-ray irradiation area in the camera image by generating an edited image consisting of a combination of the real camera image and the X-ray image of the subject, Even general patients who are not familiar with X-ray images can judge their own health by accurately and easily identifying the location or type of bone or the location and type of organs in their real images.
  • the X-ray imaging apparatus accurately measures the exposure amount of the X-ray irradiated to the subject from the size of the area of the X-ray irradiation area and the distance from the subject in real time, so as to photograph various parts of the subject or to capture the subject and the X-ray Even when the separation distance of the irradiation section is changed differently, it is possible to prevent excessive X-rays from being irradiated onto the subject or to display the exposure amount of the X-rays.
  • the X-ray imaging apparatus automatically adjusts the shutter opening size when the size of the subject is smaller than the size of the area of the X-ray sensor, thereby changing the X-ray irradiation area according to the size of the subject, according to the size of the subject.
  • the amount of X-rays exposed to the subject can be controlled.
  • FIG. 1 is a view for explaining the X-ray imaging system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating an example of a control unit according to the present invention.
  • 3 is a diagram for describing an example of a camera image and a calibrated camera image.
  • FIG. 4 is a view for explaining an example of the shutter of the collimator according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining an example of the X-ray irradiation area generated by the movement of the shutter.
  • FIG. 6 is a view for explaining an example of the edited image generated by the X-ray imaging apparatus according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining an example of limiting the X-ray irradiation area in the control unit according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining the X-ray imaging system according to the present invention.
  • the X-ray irradiation unit 170 and the X-ray sensor unit 190 is spaced apart from each other, where the space between the X-ray irradiation unit 170 and the X-ray sensor unit 190 In the space, a subject to photograph an X-ray image is disposed.
  • a collimator 160 is disposed to block a portion of the X-rays generated by the X-ray radiator 170 to define an X-ray irradiation region irradiated to the subject.
  • the collimator 160 is configured with a shutter and a light source, and the irradiation axes of the light source and the X-ray radiator 170 are identical to each other so that a bright area of illumination irradiated from the light source to the X-ray sensor unit 190 through the shutter.
  • the X-ray irradiation area irradiated from the X-ray irradiation unit 170 to the X-ray sensor unit 190, and the photographer first looks at the X-ray irradiation area through a bright area of illumination before directly irradiating the X-ray to the subject. You can check it.
  • X-ray imaging system is characterized in that it further comprises a camera unit 130 on one surface of the outer case of the X-ray irradiation unit 170, the camera unit 130 is X-ray irradiation unit 170 and X-ray
  • the camera image is generated by photographing an image of a subject existing between the sensor units 190.
  • the camera unit 130 generates a camera image including both the X-ray irradiation area formed on the subject and the subject image through the collimator 160.
  • the camera image generated by the camera unit 130 is transmitted to the controller 150 through a wired / wireless network.
  • the controller 150 may be a laptop, a smartphone, a personal computer, or the like.
  • the photographer may check the camera image remotely and in real time through the controller 150.
  • the position of the camera unit 160 may be disposed at a predetermined position other than one surface of the outer case of the X-ray radiator 170 to generate a camera image.
  • the camera unit 160 may be an X-ray of the X-ray radiator 170. It may be arranged to be spaced apart in parallel from the irradiation axis or to photograph the subject with the X-ray irradiation axis of the X-ray irradiation unit 170 and the inclined image axis.
  • the X-ray irradiation unit 170 irradiates X-rays to the subject, and the X-ray sensor unit 190 detects the subject.
  • An X-ray image is generated by the X-rays passing through it.
  • the X-ray sensor unit 190 transmits the generated X-ray image to the controller 150 through a wired / wireless network.
  • the controller 150 determines the X-ray irradiation area in the camera image according to the input user command and inserts an X-ray image instead of the image of the X-ray irradiation area or the image of the X-ray irradiation area at the position where the determined X-ray irradiation area exists. And an X-ray image are superimposed to generate an edited image consisting of a real image of the subject and an X-ray image.
  • the controller 150 may synchronize the camera unit 150 and the X-ray irradiation unit 170 based on a user command for irradiating the X-ray to the subject, for example, irradiating the X-ray to the subject.
  • the camera image may be photographed according to a time when a user command is input, and at the same time, an X-ray image may be taken or an X-ray image may be taken within a set proximity time after the camera image is taken. Through this, the camera image and the X-ray image of the same position can be generated.
  • a user command for controlling the camera unit 130 to capture a camera image or controlling the X-ray radiator 170 to capture an X-ray image of the subject may be input through a separate hand switch 110 or may be controlled by the controller. Direct input via 150 is possible.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating an example of a control unit according to the present invention.
  • the irradiation area determination unit 152 determines the X-ray irradiation area from the camera image in which the X-ray irradiation area is formed by the light source on the subject before the X-ray is irradiated onto the subject.
  • the area determiner 152 separates the bright area to which the light source is irradiated from the dark area to which the light source is not irradiated based on the pixel value of the camera image, and determines the bright area as the X-ray irradiation area to which X-rays are irradiated.
  • the irradiation area determination unit 152 compares the pixel values of the pixels constituting the camera image with the threshold pixel value, and divides an area composed of pixels having a pixel value brighter than the threshold pixel value into a bright area and then the threshold pixel. A region composed of pixels having a pixel value darker than the value may be divided into a dark region.
  • the editing unit 153 generates an edited image by inserting an X-ray image instead of the image of the X-ray irradiation area at the position where the X-ray irradiation area exists in the camera image according to the input user command.
  • X-ray image exists in the area where the area exists, and there is a real image of the camera image in other areas, so the person who is not familiar with the X-ray image such as a doctor or examiner, as well as the person who is not familiar with the X-ray image such as a patient
  • the edited image can be used to accurately and easily determine where the entire X-ray image corresponds to the entire body part, thereby helping the patient to understand the pain area more easily and quickly.
  • the recognizer 154 recognizes a subject from a camera image that does not irradiate the subject with an X-ray irradiation area.
  • the recognizer 154 recognizes a subject through edge analysis based on pixel values of the camera image. Recognize the area.
  • the technique of recognizing a subject through edge analysis in a camera image is a technique known to those skilled in the art, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the shutter controller 155 controls the opening size of the shutter so that X-rays can be irradiated by limiting the area to the area where the subject exists based on the size of the recognized subject and the size of the X sensor unit.
  • the shutter of the collimator may be driven by a motor according to a control signal of the shutter controller 155 and may be a driving shutter capable of controlling an opening size.
  • control unit is characterized in that it further comprises a comparison unit 159, the comparison unit 159 is the X-ray irradiation area and the X-ray sensor unit determined by the irradiation area determination unit 152 Compare sensor areas to each other.
  • the shutter controller 155 opens the shutter so that X-rays can be irradiated by limiting the X-ray irradiation area outside the sensor area to the sensor area among the X-ray irradiation areas. Control the size
  • the exposure calculation unit 156 calculates the exposure amount of the X-rays irradiated onto the subject based on the actual area size of the X-ray irradiation area, the separation distance between the X-ray irradiation unit and the subject, and the output intensity of the X-rays irradiated from the X-ray irradiation unit. To display. First, the exposure amount calculation unit 156 calculates the area size of the X-ray irradiation area determined by the irradiation area determination unit 152 in the camera image.
  • the actual area size of the X-ray irradiation area is calculated based on the distance between the X-ray irradiation unit and the subject calculated by the distance measuring unit 157, and the actual area size of the X-ray irradiation area and the distance between the X-ray irradiation unit and the subject.
  • the exposure amount of the X-rays irradiated to the subject through the X-ray irradiation area is calculated from the distance and the output intensity of the X-rays irradiated by the X-ray irradiation unit.
  • the X-ray imaging apparatus may calculate in advance the amount of X-rays irradiated to the subject in real time, and may calculate in advance the amount of X-rays to be irradiated to the subject or calculate the amount of X-rays irradiated to the subject.
  • the distance measuring unit 157 may irradiate the electromagnetic wave or the ultrasonic wave to the subject and measure the distance between the X-ray irradiation unit and the subject based on the reception time of the electromagnetic wave or the ultrasonic wave reflected from the subject.
  • a pattern of a certain shape is formed on one side of the sensor unit, and the distance measuring unit 157 measures the distance between the X-ray irradiation unit and the subject from the size of the pattern in the X-ray image of the sensor unit photographed through the camera unit. can do.
  • FIG. 8A illustrates an example of a pattern displayed on the sensor unit, and a plurality of patterns are displayed on the front surface of the sensor unit, and the patterns are formed in fluorescent color. Therefore, when even one of the patterns, which is not covered by the subject, exists, the distance between the subject and the X-ray radiator may be measured, and it may be formed in fluorescent color and photographed through a camera image even in a dark place.
  • 8 (b) shows an example of measuring the distance between the X-ray irradiation unit and the subject from the size of the pattern taken from the camera image, as shown in Figure 8 (b) the pattern size in the camera image
  • the distance between the X-ray irradiator and the subject is measured from the distance mapped to the comparison pattern by determining a comparison pattern that matches. That is, the comparison pattern that matches the pattern size in the camera image may be determined, and the distance d2 mapped to the comparison pattern may be measured as the distance between the X-ray radiator and the subject.
  • the controller described above may further include an image corrector 151.
  • the camera unit 130 captures a subject by using an image axis inclined to an X-ray irradiation axis to capture a camera image.
  • the camera image taken with the inclined image axis is taken in the form of different widths of the top or bottom. Therefore, as shown in FIG. 3 (b), the camera image should be corrected with a camera image photographed on the same image axis as the X-ray irradiation axis.
  • the image corrector 151 generates a corrected camera image based on the inclination angle of the camera 130 or by correcting the upper and lower widths of the camera image to coincide with each other.
  • the controller according to the present invention may determine an X-ray irradiation area, recognize a subject, generate an edited image, or calculate an exposure amount from a calibrated camera image, which is within the scope of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining an example of the shutter of the collimator according to the present invention.
  • the upper shutter vane 161 and the lower shutter vane 162 moving up and down about the irradiation axis of the X-ray constitute the first shutter, and the left and right centering around the irradiation axis of the X-rays.
  • the moving left end shutter vane 163 and the right end shutter vane 164 constitute the second shutter.
  • the first shutter and the second shutter move up, down, left, and right to overlap each other, and the first shutter and the second shutter move to overlap each other to form openings S having different sizes to form an area to which X-rays are irradiated.
  • the upper shutter vane 161 and the lower shutter vane 162 of the first shutter are bent at a first radius around the irradiation focus of the X-ray, and the left shutter vane 163 and the right shutter vane 164 of the second shutter are curved. Is bent at a second radius around the irradiation focal point of the X-ray.
  • the first shutter moves up and down along an arc of a circle having a first radius
  • the second shutter moves left and right along an arc of a circle having a second radius.
  • FIG. 5 is a view for explaining an example of the X-ray irradiation area generated by the movement of the shutter.
  • the illumination of the light source 165 irradiated coaxially with the X-ray irradiation axis is limited to an opening size formed by the movement of the first shutter and the second shutter, thereby limiting the X-ray sensor.
  • an X-ray irradiation region having various sizes XA1, XA2, and XA3 is formed in the X-ray sensor unit 190 according to the opening size of the shutter. do.
  • FIG. 6 is a view for explaining an example of the edited image generated by the X-ray imaging apparatus according to the present invention.
  • the physical image of the subject P is shown in the camera image acquired through the camera unit, and the X-ray irradiation area XA is displayed as a bright area on the subject P.
  • the actual image of the subject P and the X are inserted by inserting the X-ray image RI instead of the image of the X-ray irradiation area at the position where the X-ray irradiation area XA exists in the camera image.
  • An edited image consisting of the line images is created.
  • FIG. 7 is a view for explaining an example of limiting the X-ray irradiation area in the control unit according to the present invention.
  • the subject when edge analysis of a camera image is performed to recognize a region where the subject P is located, the subject is based on the size of the subject P and the size of the X sensor unit 190.
  • the driving shutter is formed by changing the X-ray irradiation area XA from the first X-ray irradiation area XA1 to the second X-ray irradiation area XA2 so that X-rays can be irradiated only to the area where (P) exists.
  • the open size of can be controlled.
  • an X-ray irradiation area XA and a sensor area in which the X-ray sensor unit 190 exists are compared with each other, and the X out of the sensor area of the X-ray irradiation area XA is compared.
  • the X-ray irradiation area XA exists, the X-ray irradiation area is changed from the first X-ray irradiation area XA1 to the second X-ray irradiation area XA2 so that the X-ray irradiation area XA is limited to the sensor area.
  • the opening size of the driving shutter can be controlled to be formed.
  • the camera image Before capturing the X-ray image, it is possible to first determine an area in which the subject exists through the camera image, and to generate the edited image by generating the camera image and the X-ray image again when irradiating the X-ray to the subject later.
  • the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may be a magnetic storage medium (for example, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.), an optical reading medium (for example, a CD-ROM, DVD, etc.) and a carrier wave (for example, the Internet). Storage medium).
  • a magnetic storage medium for example, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.
  • an optical reading medium for example, a CD-ROM, DVD, etc.
  • carrier wave for example, the Internet.

Abstract

본 발명은 X선 촬영 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 별도의 카메라를 통해 X선 조사영역이 표시된 피사체의 카메라 영상을 획득하여 X선이 조사되는 영역을 촬영자가 원격적으로 그리고 실시간으로 판단 가능하며, 카메라 영상에서 X선 조사영역의 이미지 대신 생성한 X선 이미지를 삽입하고 피사체의 실물 카메라 영상과 X선 이미지의 조합으로 이루어진 편집 이미지를 생성하여 X선 이미지에 익숙하지 않은 사람도 편집 이미지릍 통해 X선 이미지가 전체 신체 부위 중 어디에 해당하는지 그리고 환자 자신이 아픈 부위를 보다 쉽고 빠르게 이해할 수 있으며, X선 조사영역의 면적 크기와 피사체와의 이격 거리에서 피사체로 조사되는 X선의 피폭량을 실시간으로 정확하게 측정하거나 계산할 수 있는 X선 촬영 장치에 관한 것이다.

Description

카메라를 구비하는 X선 촬영 장치
본 발명은 X선 촬영 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 별도의 카메라를 통해 X선 조사영역이 표시된 피사체의 카메라 영상을 획득하여 X선이 조사되는 영역을 촬영자가 원격적으로 그리고 실시간으로 판단 가능하며, 카메라 영상에서 X선 조사영역의 이미지 대신 생성한 X선 이미지를 삽입하고 피사체의 실물 카메라 영상과 X선 이미지의 조합으로 이루어진 편집 이미지를 생성하여 X선 이미지에 익숙하지 않은 환자도 편집 이미지릍 통해 X선 이미지가 전체 신체 부위 중 어디에 해당하는지 그리고 환자 자신이 아픈 부위를 보다 쉽고 빠르게 이해할 수 있으며, X선 조사영역의 면적 크기와 피사체와의 이격 거리로부터 피사체로 조사되는 X선의 피폭량을 실시간으로 정확하게 측정하거나 계산할 수 있는 X선 촬영 장치에 관한 것이다.
X선 촬영 장치는 환자나 동물의 신체로 X선을 조사하고, 환자나 동물의 신체를 통과한 X선으로부터 X선 이미지를 생성하여 환자나 동물의 건강 상태를 진단하는 장비이다. 통상적인 X선 촬영 장치는 X선을 발생하는 X선 튜브, X선이 조사되는 영역을 제어하기 위한 콜리메이터(collimator) 및 사람, 동물 등과 같은 피사체의 뒤에 배치되어 피사체를 통과한 X선 이미지를 현상하는 디지털 센서부로 구성되어 있다.
종래 X선 촬영 장치(이하 종래기술1)의 경우, 콜리메이터는 셔터와 광원을 구비하는데, 셔터는 X선의 조사축을 중심으로 상/하 및 좌/우에 대칭적으로 배치되어 있으며, 광원은 X선 조사축과 동일한 축상으로 조명을 조사하도록 배치되어 있다. 셔터에 의해 제한되는 X선 조사영역을 X선 조사축과 동일한 축상에서 피사체로 조사되는 광원의 조명을 통해 확인하여 X선 이미지를 촬영한다.
한편, "이미지 센서를 이용하여 X선 조사 영역을 확인할 수 있는 X선 촬영 장치"라는 제하로 등록된 한국등록특허 제10-0813149호의 종래 X선 촬영 장치(이하, 종래기술2)의 경우 광원이 배치되어 있는 위치에 광원 대신 카메라부를 설치하고, 카메라부를 이용하여 콜리메이터의 셔터를 통해 피사체로 조사되는 X선 조사영역을 확인하였다.
그러나 종래기술1의 경우 X선 촬영자가 X선 조사부 근처에 위치하여 직접 육안으로 피사체로 조사되는 조명을 통해 X선 조사영역을 확인하여야 하는 불편함이 존재하며, 종래기술2의 경우 X선 조사영역을 반드시 광원의 조명을 통해 확인하여야 하는 법적 규제에 의해 실제 상용화가 불가능하다는 문제점을 가진다.
종래기술1 또는 종래기술2의 X선 촬영 장치의 경우 X선 조사영역을 확인하는 수단을 구비하며 X선 조사영역을 확인하여 피사체의 X선 이미지를 획득하는데, 획득한 X선 이미지의 경우 실물 환자의 이미지와 상이한 X선 투과 이미지로 X선 이미지에 익숙하지 않은 환자의 경우 X선 이미지에서 뼈의 위치나 종류 또는 장기의 위치와 종류를 정확하게 파악하기 곤란하며 의사나 상담자의 설명에만 의존하여 자신의 건강 상태를 이해하여야 한다는 문제점을 가진다.
더욱이 최근에는 피사체에 노출되는 X선 피폭량을 엄격하게 제한하여 피사체로 필요 이상의 X선 피폭량이 노출되는 것을 방지하여야 하는데, 반대로 필요 이하의 X선 출력으로 X선을 생성하여 피사체로 조사하는 경우 선명하지 못한 X선 이미지가 생성되는 문제점을 가진다. 따라서 X선 조사영역의 면적 크기과 이격 거리에 따라 적정한 출력으로 X선을 피사체에 조사하여야 하는데, 피사체의 다양한 부위를 촬영하거나 피사체와 X선 조사부의 이격 거리가 상이하게 변경되는 경우, 해당 X선 조사영역의 면적 크기와 이격 거리에서 피사체로 조사되는 X선의 피폭량을 실시간으로 정확하게 측정하거나 계산하기 곤란하다는 문제점을 가진다.
또한, 종래 X선 촬영 장치의 경우 피사체의 크기가 X선 센서의 면적 크기보다 작은 경우 촬영자는 콜리메이터의 셔터 개방 크기를 수동으로 조정하여 피사체의 크기에 맞추어 X선 조사영역을 변경하거나, X선 센서의 면적 크기로 기설정된 X선 조사영역으로 셔터 개방 크기를 고정하여 피사체로 X선을 조사하였다. 따라서 피사체의 크기에 맞추어 매번 피사체의 X선 이미지를 촬영할 때마다 X선 조사영역을 변경하는 것이 번거로우며, 고정된 크기의 X선 조사영역으로 X선을 조사하는 경우 X선 출력 크기를 필요 이상으로 높게 발생하여야 하거나 불필요한 X선을 피사체로 조사하여야 하는 문제점을 가진다.
본 발명은 위에서 언급한 종래 X선 촬영 장치가 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 별도의 카메라를 통해 X선 조사영역이 표시된 피사체의 카메라 영상을 획득하여 X선이 조사되는 영역을 촬영자가 원격 또는 일체화된 디스플레이에서 판단 가능한 X선 촬영 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 카메라 영상에서 X선 조사영역의 이미지 대신 생성한 X선 이미지를 삽입하고 피사체의 실물 카메라 영상과 X선 이미지의 조합으로 이루어진 편집 이미지를 생성하여 환자도 편집 이미지릍 통해 X선 이미지가 전체 신체 부위 중 어디에 해당하는지 그리고 환자 자신이 아픈 부위를 보다 쉽고 빠르게 이해할 수 있는 X선 촬영 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 X선 조사영역의 면적 크기와 피사체와의 이격 거리에서 피사체로 조사되는 X선의 피폭량을 실시간으로 정확하게 측정하거나 계산할 수 있는 X선 촬영 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 피사체의 크기가 X선 센서의 면적 크기보다 작은 경우 셔터 개방 크기를 자동으로 조정하여 피사체의 크기에 맞추어 X선 조사영역을 변경하여 피사체의 크기에 따라 피사체로 조사되는 X선 피폭량을 제어할 수 있는 X선 촬영 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 X선 촬영 장치는 X선을 생성하여 피사체로 X선을 조사하는 X선 조사부와, X선 조사부로부터 피사체로 조사되는 X선의 조사영역을 제한하는 셔터와 셔터를 통해 조명을 조사하여 X선 조사영역을 밝게 비추는 조명부를 구비하는 콜리메이터와, X선 조사영역과 피사체의 실물 영상을 촬영하여 X선 조사영역과 피사체 영상을 구비하는 카메라 영상을 생성하는 카메라부와, 피사체를 통과한 X선에 의해 피사체의 X선 이미지를 생성하는 센서부와, 입력된 사용자 명령에 따라 카메라 영상에서 피사체에 X선이 조사되는 X선 조사영역을 판단하고 판단한 X선 조사영역이 존재하는 위치에 X선 조사영역의 이미지 대신 X선 이미지를 삽입하거나 X선 조사영역의 이미지와 중첩하여 피사체의 실물 영상과 X선 이미지로 이루어진 편집 이미지를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 카메라부는 콜리메이터 주변에 위치하여 X선 조사부로부터 조사되는 X선의 조사축으로부터 이격되거나 X선의 조사축에 경사진 카메라 영상을 생성하며, 제어부는 조사축으로부터의 이격 거리 또는 경사 각도에 따라 카메라 영상을 조사축과 동일한 축상에서 촬영한 영상으로 보정하여 보정 카메라 영상을 생성하며, 보정 카메라 영상으로부터 편집 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 X선 촬영 장치는 X선을 조사시키기 위한 사용자 명령을 입력하는 핸드 스위치를 더 포함하는데, 핸드 스위치를 통해 X선을 조사시키기 위한 사용자 명령이 입력되는 경우 카메라는 핸드 스위치와 동기화되어 X선의 조사와 동시 혹은 X선이 조사되는 시각에 근접한 시각에 촬영되어 X선 촬영 이미지와 동일한 위치의 카메라 영상을 얻는다.
여기서 제어부는 카메라 영상에서 피사체에 X선이 조사되는 밝은 영역과 X선이 조사되지 않은 어두운 영역을 임계 픽셀값에 기초하여 분리하여 X선이 조사되는 조사영역을 판단하는 조사영역 판단부와, 입력된 사용자 명령에 따라 카메라 영상에서 조사영역이 존재하는 위치에 조사영역의 이미지 대신 X선 이미지를 삽입하여 피사체의 실물 영상과 X선 이미지로 이루어진 편집 이미지를 생성하는 편집부와, 카메라 영상에서 조사영역의 면적 크기와, X선 조사부와 피사체 사이의 이격 거리로부터 조사영역의 실제 면적 크기를 계산하며 실제 면적 크기, X선 조사부에서 조사되는 X선의 출력 세기, 이격 거리로부터 피사체에 조사되는 X선 피폭량을 계산하는 피폭량 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 제어부는 카메라 영상으로부터 피사체의 에지를 분석하여 피사체가 존재하는 영역을 인식하는 인식부와, 피사체의 크기와 센서부의 크기에 기초하여 피사체가 존재하는 영역으로 한정하여 X선이 조사될 수 있도록 셔터의 개방 크기를 제어하는 셔터 제어부를 더 포함하며, 셔터는 셔터 제어부의 제어 신호에 따라 구동되어 개방 크기를 조절하는 구동 셔터인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 제어부는 X선의 조사영역과 센서부가 존재하는 센서영역을 비교하는 비교부를 더 포함하며, 셔터 제어부는 X선 조사영역 중 센서영역을 벗어난 X 조사영역을 센서영역으로 한정하여 X선이 조사될 수 있도록 셔터의 개방 크기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 X선 촬영 장치는 셔터의 개방 크기를 피사체의 크기에 따라 자동 제어하는 기능을 구비하는데, 카메라부는 핸드 스위치를 통해 입력된 사용자 명령에 1차 동기화되어 X선 조사부를 통해 X선이 조사되기 전 카메라 영상을 촬영하는 것을 특징으로 한다. 이후, 본 발명에 따른 제어부는 카메라부터 수신한 1차 동기화 신호에 2차 동기화되어 피사체의 크기에 따라 셔터의 개방 크기를 제어하며 개방 크기의 제어 완료 후 X선 조사부로 X선을 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 X선 촬영 장치는 종래 X선 촬영 장치와 비교하여 다음과 같은 효과들을 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 X선 촬영 장치는 별도의 카메라를 통해 X선 조사영역이 표시된 피사체의 카메라 영상을 획득함으로써, X선이 조사되는 영역을 촬영자가 원격 혹은 일체화된 디스플레이에서 판단 가능하다.
둘째, 본 발명에 따른 X선 촬영 장치는 카메라 영상에서 X선 조사영역의 이미지 대신 생성한 X선 이미지를 삽입하거나 중첩하여 피사체의 실물 카메라 영상과 X선 이미지의 조합으로 이루어진 편집 이미지를 생성함으로써, X선 이미지에 익숙하지 않은 일반 환자도 편집 이미지릍 통해 자신의 실물 영상에서 뼈의 위치나 종류 또는 장기의 위치와 종류를 정확하고 용이하게 파악하여 자신의 건강 상태를 판단할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 X선 촬영 장치는 X선 조사영역의 면적 크기와 피사체와의 이격 거리로부터 피사체로 조사되는 X선의 피폭량을 실시간으로 정확하게 측정함으로써, 피사체의 다양한 부위를 촬영하거나 피사체와 X선 조사부의 이격 거리가 상이하게 변경하는 경우에도 피사체로 과도한 X선이 조사되는 것을 방지하거나 X선의 피폭량을 표시할 수 있다.
넷째, 본 발명에 따른 X선 촬영 장치는 피사체의 크기가 X선 센서의 면적 크기보다 작은 경우 셔터 개방 크기를 자동으로 조정함으로써, 피사체의 크기에 맞추어 X선 조사영역을 변경하여 피사체의 크기에 따라 피사체로 조사되는 X선 피폭량을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 X선 촬영 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 제어부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 3은 카메라 영상과 보정 카메라 영상의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 콜리메이터의 셔터의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 셔터의 움직임에 따라 생성되는 X선 조사영역의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 X선 촬영 장치에서 생성되는 편집 이미지의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 제어부에서 X선 조사영역을 제한하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 X선 촬영 장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 X선 촬영 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, X선 조사부(170)와 X선 센서부(190)는 서로 이격되어 배치되어 있는데, 여기서 X선 조사부(170)와 X선 센서부(190) 사이의 이격 공간에는 X선 이미지를 촬영하고자 하는 피사체가 배치되어 있다. X선 조사부(170)의 앞단에는 X선 조사부(170)에서 생성되는 X선 중 일부를 차단하여 피사체로 조사되는 X선 조사영역을 한정하는 콜리메이터(160)가 배치되어 있다.
바람직하게, 콜리메이터(160)는 셔터와 광원을 구비하여 구성되는데, 광원과 X선 조사부(170)의 조사축은 서로 동일하여 광원으로부터 셔터를 통해 X선 센서부(190)로 조사되는 조명의 밝은 영역은 실제 X선 조사부(170)로부터 X선 센서부(190)로 조사되는 X선 조사영역과 일치하며, 촬영자는 먼저 X선을 직접 피사체로 조사하기 전 조명의 밝은 영역을 통해 X선 조사영역을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 X선 촬영 시스템은 X선 조사부(170)의 외부 케이스의 일면에는 카메라부(130)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는데, 카메라부(130)는 X선 조사부(170)와 X선 센서부(190) 사이에 존재하는 피사체의 영상을 촬영하여 카메라 영상을 생성한다. 여기서 카메라부(130)는 콜리메이터(160)를 통해 피사체에 형성되는 X선 조사영역과 피사체 영상을 모두 포함하는 카메라 영상을 생성한다. 카메라부(130)에서 생성된 카메라 영상은 유선/무선 네트워크를 통해 제어부(150)로 송신되는데, 제어부(150)는 노트북, 스마트폰, 개인용 컴퓨터 등이 사용될 수 있다. 촬영자는 제어부(150)를 통해 카메라 영상을 원격적으로 그리고 실시간으로 확인할 수 있다. 여기서 카메라부(160)의 위치는 X선 조사부(170)의 외부 케이스의 일면 이외의 설정된 위치에 배치되어 카메라 영상을 생성할 수 있는데, 카메라부(160)는 X선 조사부(170)의 X선 조사축으로부터 평행하게 이격되어 배치되거나 X선 조사부(170)의 X선 조사축과 경사진 영상축으로 피사체를 촬영하도록 배치될 수 있다.
카메라 영상을 통해 X선 조사영역을 확인 후, X선을 피사체로 조사시키기 위한 사용자 명령이 입력되는 경우 X선 조사부(170)는 X선을 피사체로 조사하며 X선 센서부(190)는 피사체를 통과한 X선에 의해 X선 이미지를 생성한다. 바람직하게, X선 센서부(190)는 생성한 X선 이미지를 유선/무선 네트워크를 통해 제어부(150)로 송신한다.
제어부(150)는 입력된 사용자 명령에 따라 카메라 영상에서 X선 조사영역을 판단하고 판단한 X선 조사영역이 존재하는 위치에 X선 조사영역의 이미지 대신 X선 이미지를 삽입하거나 X선 조사영역의 이미지와 X선 이미지를 중첩하여 피사체의 실물 영상과 X선 이미지로 이루어진 편집 이미지를 생성한다. 바람직하게, 제어부(150)는 X선을 피사체로 조사시키기 위한 사용자 명령에 기초하여, 카메라부(150)와 X선 조사부(170)를 동기화시킬 수 있는데, 예를 들어 X선을 피사체로 조사시키기 위한 사용자 명령이 입력되는 시각에 맞추어 카메라 영상를 촬영하고 이와 동시에 X선 이미지를 촬영하거나 카메라 영상을 촬영 후 설정된 근접 시간 이내에 X선 이미지를 촬영하도록 제어할 수 있다. 이를 통해 동일 위치의 카메라 영상과 X선 이미지를 생성할 수 있다.
여기서 카메라부(130)를 제어하여 카메라 영상을 촬영하거나 X선 조사부(170)를 제어하여 피사체의 X선 이미지를 촬영하기 위한 사용자 명령은 별도의 핸드 스위치(110)를 통해 입력될 수 있거나, 제어부(150)를 통해 직접 입력할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 제어부의 일 예를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 2를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 조사영역 판단부(152)는 X선을 피사체로 조사 전, 피사체에 광원에 의해 X선 조사영역이 형성된 카메라 영상으로부터 X선 조사영역을 판단하는데, 여기서 조사영역 판단부(152)는 카메라 영상의 픽셀값에 기초하여 광원이 조사되는 밝은 영역과 광원이 조사되지 않은 어두운 영역을 분리하여 밝은 영역을 X선이 조사되는 X선 조사영역으로 판단한다. 바람직하게, 조사영역 판단부(152)는 카메라 영상을 구성하는 각 픽셀들의 픽셀값을 임계 픽셀값과 비교하여 임계 픽셀값보다 밝은 픽셀값을 가지는 픽셀들로 이루어진 영역을 밝은 영역으로 분리하고 임계 픽셀값보다 어두운 픽셀값을 가지는 픽셀들로 이루어진 영역을 어두운 영역으로 분리할 수 있다.
편집부(153)는 입력된 사용자 명령에 따라 카메라 영상에서 X선 조사영역이 존재하는 위치에 X선 조사영역의 이미지 대신 X선 이미지를 삽입하여 편집 이미지를 생성하는데, 생성한 편집 이미지에서 X선 조사영역이 존재하는 영역에는 X선 이미지가 존재하고 그 외의 영역에는 카메라 영상의 실물 이미지가 존재하여 의사나 검사자와 같이 X선 이미지에 익숙한 사람뿐만 아니라 환자와 같이 X선 이미지에 익숙하지 않은 사람의 경우에도 편집 이미지를 통해 촬영한 X선 이미지가 전체 신체 부위 중 어디에 해당하는지 정확하고 용이하게 판단할 수 있으며, 이를 통해 환자 자신이 아픈 부위를 보다 쉽고 빠르게 이해할 수 있도록 도와준다.
한편, 인식부(154)는 X선 조사영역을 조명으로 피사체에 조사하지 않은 카메라 영상으로부터 피사체를 인식하는데, 인식부(154)는 카메라 영상의 픽셀값에 기초하여 에지 분석을 통해 피사체가 존재하는 영역을 인식한다. 카메라 영상에서 에지 분석을 통해 피사체를 인식하는 기술은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 기술로 이에 대해서는 자세한 설명을 생략한다. 셔터 제어부(155)는 인식한 피사체의 크기와 X 센서부의 크기에 기초하여 피사체가 존재하는 영역으로 한정하여 X선이 조사될 수 있도록 셔터의 개방 크기를 제어한다. 여기서 콜리메이터의 셔터는 셔터 제어부(155)의 제어 신호에 따라 모터에 의해 구동되며 개방 크기를 제어할 수 있는 구동 셔터인 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 본 발명에 따른 제어부는 비교부(159)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는데, 비교부(159)는 조사영역 판단부(152)에서 판단한 X선 조사영역과 X선 센서부가 존재하는 센서 영역을 서로 비교한다. X선 조사영역이 X선 센서부의 센서 영역을 벗어난 경우, 셔터 제어부(155)는 X선 조사영역 중 센서영역을 벗어난 X선 조사영역을 센서영역으로 한정하여 X선이 조사될 수 있도록 셔터의 개방 크기를 제어한다.
한편, 피폭량 계산부(156)는 X선 조사영역의 실제 면적 크기, X선 조사부와 피사체 사이의 이격 거리 및 X선 조사부에서 조사되는 X선의 출력 세기에 기초하여 피사체로 조사되는 X선의 피폭량을 계산하여 표시한다. 먼저 피폭량 계산부(156)는 카메라 영상에서 조사영역 판단부(152)에 의해 판단된 X선 조사영역의 면적 크기를 계산한다. 거리 측정부(157)에서 계산된 X선 조사부와 피사체 사이의 이격 거리에 기초하여 X선 조사영역의 실제 면적 크기를 계산하며, X선 조사영역의 실제 면적 크기, X선 조사부와 피사체 사이의 이격 거리 및 X선 조사부에서 조사되는 X선의 출력 세기로부터 X선 조사영역을 통해 피사체로 조사된 X선의 피폭량을 계산한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 X선 촬영 장치는 피사체로 조사된 X선의 피폭량을 실시간으로 계산함으로써, 피사체로 조사될 X선 피폭량을 미리 계산하거나 피사체로 조사된 X선 피폭량을 계산하여 파악할 수 있다.
여기서 거리 측정부(157)는 전자파 또는 초음파를 피사체로 조사하고 피사체로부터 반사되어 수신되는 전자파 또는 초음파의 수신 시각에 기초하여 X선 조사부와 피사체 사이의 거리를 측정할 수 있다.
*다른 실시예에서 센서부의 일측에는 일정 모양의 패턴이 형성되어 있는데, 거리 측정부(157)는 카메라부를 통해 촬영한 센서부의 X선 이미지에서 패턴의 크기로부터 X선 조사부와 피사체 사이의 거리를 측정할 수 있다.
도 8(a)은 센서부에 표시되어 있는 패턴의 일 예로 패턴은 센서부의 전면에 다수개 표시되어 있으며 패턴은 형광색으로 형성되어 있다. 따라서 다수의 패턴 중 피사체에 가려지지 않은 1개의 패턴이라도 존재하는 경우 피사체와 X선 조사부 사이의 거리를 측정할 수 있으며, 형광색으로 형성되어 어두운 장소에서도 카메라 영상을 통해 촬영 가능하다.
한편, 8(b)는 카메라 영상에서 촬영된 패턴의 크기로부터 X선 조사부와 피사체 사이의 거리를 측정하는 일 예를 도시하고 있는데, 도 8(b)에 도시되어 있는 바와 같이 카메라 영상에서 패턴 크기와 일치하는 비교 패턴를 판단하여 비교 패턴에 매핑되어 있는 거리로부터 X선 조사부와 피사체 사이의 거리를 측정한다. 즉, 카메라 영상에서 패턴 크기와 일치하는 비교 패턴을 판단하고 비교 패턴에 매핑되어 있는 거리(d2)를 X선 조사부와 피사체 사이의 거리로 측정할 수 있다.
이상에서 설명한 제어부는 추가적으로 영상 보정부(151)를 더 포함할 수 있는데, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 카메라부(130)는 X선 조사축에 경사진 영상축으로 피사체를 촬영하여 카메라 영상을 생성한다. 따라서 도 3(a)에 도시되어 있는 바와 같이, 경사진 영상축으로 촬영한 카메라 영상은 상단 또는 하단의 폭이 서로 상이한 형태로 촬영된다. 따라서 도 3(b)에 도시되어 있는 바와 같이, 카메라 영상을 X선 조사축과 동일한 영상축에서 촬영한 카메라 영상으로 보정하여야 한다. 영상 보정부(151)는 카메라부(130)의 경사각도에 기초하여 또는 카메라 영상의 상단과 하단 폭을 서로 일치하도록 교정하여 보정 카메라 영상을 생성한다. 본 발명에 따른 제어부는 보정 카메라 영상으로부터 X선 조사영역을 판단하거나, 피사체를 인식하거나, 편집 이미지를 생성하거나, 피폭량을 계산할 수 있으며 이는 본 발명의 범위에 속한다.
도 4는 본 발명에 따른 콜리메이터의 셔터의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 구동 셔터는 X선의 조사축을 중심으로 상하로 움직이는 상단 셔터 날개(161)와 하단 셔터 날개(162)가 제1 셔터를 구성하고, X선의 조사축을 중심으로 좌우로 움직이는 좌단 셔터 날개(163)와 우단 셔터 날개(164)가 제2 셔터를 구성한다. 제1 셔터와 제2 셔터는 서로 겹치게 상하/좌우로 움직이며, 제1 셔터와 제2셔터가 서로 겹치게 움직이면서 X선이 조사되는 영역을 형성하는 서로 다른 크기의 개방구(S)를 형성한다.
제1 셔터의 상단 셔터 날개(161)와 하단 셔터 날개(162)는 X선의 조사 초점을 중심으로 제1 반경으로 굴곡져 있으며, 제2 셔터의 좌단 셔터 날개(163)와 우단 셔터 날개(164)는 X선의 조사 초점을 중심으로 제2 반경으로 굴곡져 있다. 제1 셔터는 제1 반경으로 하는 원의 호를 따라 상하로 움직이며, 제2 셔터는 제2 반경으로 하는 원의 호를 따라 좌우로 움직인다.
도 5는 셔터의 움직임에 따라 생성되는 X선 조사영역의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5(a)에 도시되어 있는 바와 같이, X선 조사축과 동일축상으로 조사되는 광원(165)의 조명은 제1 셔터와 제2 셔터의 움직임에 따라 형성되는 개방 크기로 제한되어 X선 센서부(190)로 조사되는데, 도 5(b)에 도시되어 있는 바와 같이 X선 센서부(190)에는 셔터의 개방 크기에 따라 다양한 크기(XA1, XA2, XA3)를 가지는 X선 조사영역이 형성된다.
도 6은 본 발명에 따른 X선 촬영 장치에서 생성되는 편집 이미지의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6(a)를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 카메라부를 통해 획득한 카메라 영상에는 피사체(P)의 실물 이미지가 도시되어 있는데, 피사체(P)에는 X선 조사영역(XA)이 밝은 영역으로 표시되어 있다.
도 6(b)를 참고로 살펴보면, 카메라 영상 중 X선 조사영역(XA)이 존재하는 위치에 X선 조사영역의 이미지 대신 X선 이미지(RI)를 삽입하여 피사체(P)의 실물 이미지와 X선 이미지로 이루어진 편집 이미지가 생성된다.
도 7은 본 발명에 따른 제어부에서 X선 조사영역을 제한하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7(a)에 도시되어 있는 바와 같이, 카메라 영상을 에지 분석하여 피사체(P)가 위치하는 영역을 인식하는 경우, 피사체(P)의 크기와 X 센서부(190)의 크기에 기초하여 피사체(P)가 존재하는 영역으로만 X선이 조사될 수 있도록 X선 조사영역(XA)를 제1 X선 조사영역(XA1)에서 제2 X선 조사영역(XA2)로 변경하여 형성되도록 구동 셔터의 개방 크기를 제어할 수 있다.
한편, 도 7(b)에 도시되어 있는 바와 같이, X선 조사영역(XA)과 X선 센서부(190)가 존재하는 센서 영역을 비교하여 X선 조사영역(XA) 중 센서 영역을 벗어난 X선 조사영역(XA)이 존재하는 경우, X선 조사영역(XA)이 센서 영역으로 한정하도록 X선 조사영역을 제1 X선 조사영역(XA1)에서 제2 X선 조사영역(XA2)로 변경하여 형성되도록 구동 셔터의 개방 크기를 제어할 수 있다.
바람직하게, X선 이미지를 촬영하기 전 먼저 카메라 영상을 통해 피사체가 존재하는 영역을 판단하고, 추후 X선을 피사체로 조사시 다시 카메라 영상과 X선 이미지를 생성하여 편집 이미지를 생성할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 마그네틱 저장 매체(예를 들어, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. X선을 생성하여 피사체로 X선을 조사하는 X선 조사부;
    상기 X선 조사부로부터 상기 피사체로 조사되는 X선의 조사영역을 제한하는 셔터와, 상기 셔터를 통해 조명을 조사하여 상기 조사영역을 밝게 비추는 조명부를 구비하는 콜리메이터;
    상기 조사영역과 상기 피사체의 실물 영상을 촬영하여 상기 조사영역과 상기 피사체 영상을 구비하는 카메라 영상을 생성하는 카메라부; 및
    입력된 사용자 명령에 따라 상기 카메라 영상에서 피사체에 X선이 조사되는 조사영역을 판단하고, 판단한 상기 조사영역이 존재하는 위치에 상기 조사영역의 이미지 대신 X선 이미지를 삽입하여 피사체의 실물 영상과 X선 이미지로 이루어진 편집 이미지를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 촬영 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 X선 촬영 장치는
    상기 피사체를 통과한 X선에 의해 상기 피사체의 X선 이미지를 생성하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 촬영 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라부는 상기 콜리메이터 주변에 위치하여 상기 X선 조사부로부터 조사되는 X선의 조사축으로부터 이격되거나 상기 X선의 조사축에 경사진 카메라 영상을 생성하며,
    상기 제어부는 상기 조사축으로부터의 이격 거리 또는 경사 각도에 따라 상기 카메라 영상을 상기 조사축과 동일한 축상에서 촬영한 영상으로 보정하여 보정 카메라 영상을 생성하며, 상기 보정 카메라 영상으로부터 편집 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 X선 촬영 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 카메라 영상에서 피사체에 X선이 조사되는 밝은 영역과 X선이 조사되지 않은 어두운 영역을 임계 픽셀값에 기초하여 분리하여 X선이 조사되는 조사영역을 판단하는 조사영역 판단부;
    입력된 사용자 명령에 따라 상기 카메라 영상에서 상기 조사영역이 존재하는 위치에 상기 조사영역의 이미지 대신 상기 X선 이미지를 삽입하여 피사체의 실물 영상과 X선 이미지로 이루어진 편집 이미지를 생성하는 편집부;
    상기 카메라 영상에서 상기 조사영역의 면적 크기와 상기 X선 조사부와 상기 피사체 사이의 이격 거리로부터 상기 조사영역의 실제 면적 크기를 계산하며, 상기 실제 면적 크기, 상기 X선 조사부에서 조사되는 X선의 출력 세기, 상기 이격 거리로부터 상기 피사체에 조사되는 X선 피폭량을 계산하는 피폭량 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 촬영 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 카메라 영상으로부터 상기 피사체의 에지를 분석하여 상기 피사체가 존재하는 영역을 인식하는 인식부; 및
    상기 피사체의 크기와 상기 센서부의 크기에 기초하여 상기 피사체가 존재하는 영역으로 한정하여 X선이 조사될 수 있도록 셔터의 개방 크기를 제어하는 셔터 제어부를 더 포함하며,
    상기 셔터는 상기 셔터 제어부의 제어 신호에 따라 구동되어 상기 개방 크기를 조절하는 구동 셔터인 것을 특징으로 하는 X선 촬영 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제어부는
    X선의 조사영역과 상기 센서부가 존재하는 센서영역을 비교하는 비교부를 더 포함하며,
    상기 셔터 제어부는 상기 X선 조사영역 중 상기 센서영역을 벗어난 X 조사영역을 상기 센서영역으로 한정하여 X선이 조사될 수 있도록 셔터의 개방 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 X선 촬영 장치.
  7. 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 X선 촬영 장치는
    사용자 명령을 입력하는 핸드 스위치를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 핸드 스위치를 통해 입력된 사용자 명령에 1차 동기화되어 상기 X선 조사부를 통해 X선이 조사되기 전 상기 카메라 영상을 촬영하도록 상기 카메라를 제어하는 것을 특징으로 하는 X선 촬영 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 카메라부터 수신한 1차 동기화 신호에 2차 동기화되어 상기 피사체의 크기에 따라 셔터의 개방 크기를 제어하며, 상기 개방 크기의 제어 완료 후 상기 X선 조사부로 X선을 조사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 X선 촬영 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114531767A (zh) * 2022-04-20 2022-05-24 深圳市宝润科技有限公司 一种手持式x光机可视化x射线定位方法及系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102040411B1 (ko) * 2018-10-01 2019-11-04 오준호 카메라를 이용한 촬영 사물 모사 방법 및 그 장치
KR102040410B1 (ko) * 2018-10-01 2019-11-04 오준호 카메라 비전을 이용한 촬영 사물 거리 측정 방법 및 그 장치
KR101963543B1 (ko) * 2018-11-19 2019-03-28 남완현 휴대용 엑스선 촬영장치
KR102491254B1 (ko) * 2022-09-01 2023-01-27 주식회사 엘시스 피사체 결함 탐지를 위한 x선 촬영 위치 결정 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100813149B1 (ko) * 2006-10-30 2008-03-17 주식회사 포스콤 이미지 센서를 이용하여 x선 조사 영역을 확인할 수 있는 x선 촬영 장치
KR100850500B1 (ko) * 2008-01-08 2008-08-05 주식회사 포스콤 작고 가볍게 제작 가능한 ｘ선 촬영 장치
WO2009142166A1 (ja) * 2008-05-22 2009-11-26 株式会社 日立メディコ Ｘ線診断装置
JP2012511381A (ja) * 2008-12-11 2012-05-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 患者の内部及び外面の画像を生成するシステム及び方法
JP2016002108A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 株式会社島津製作所 Ｘ線撮影装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100813149B1 (ko) * 2006-10-30 2008-03-17 주식회사 포스콤 이미지 센서를 이용하여 x선 조사 영역을 확인할 수 있는 x선 촬영 장치
KR100850500B1 (ko) * 2008-01-08 2008-08-05 주식회사 포스콤 작고 가볍게 제작 가능한 ｘ선 촬영 장치
WO2009142166A1 (ja) * 2008-05-22 2009-11-26 株式会社 日立メディコ Ｘ線診断装置
JP2012511381A (ja) * 2008-12-11 2012-05-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 患者の内部及び外面の画像を生成するシステム及び方法
JP2016002108A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 株式会社島津製作所 Ｘ線撮影装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114531767A (zh) * 2022-04-20 2022-05-24 深圳市宝润科技有限公司 一种手持式x光机可视化x射线定位方法及系统
CN114531767B (zh) * 2022-04-20 2022-08-02 深圳市宝润科技有限公司 一种手持式x光机可视化x射线定位方法及系统

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