KR100620073B1 - 인체 내 이미지 획득 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인체 내 이미지 획득 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 반사장치를 이용하여 인체 내부의 한 지점을 둘러싼 주위 영역까지 영상화하여 인체 내부를 빠르고 간편하게 검사할 수 있는 인체 내 이미지 획득 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 반사장치의 반사면을 통해 반사되는 반사광으로부터 이미지를 획득하는 캡슐형 내시경과, 상기 캡슐형 내시경이 획득한 이미지를 수신하여 평면 이미지로 영상 처리하는 외부 수신장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 여기서 캡슐형 내시경은 전부 또는 일부가 반사성을 띄는 반사면을 갖는 적어도 하나의 반사장치를 포함한다.

Description

인체 내 이미지 획득 시스템 및 방법{INSIDE HUMAN BODY IMAGE AQUSITION SYSTEM AND METHOD}

도 1은 본 발명에 의한 캡슐형 내시경의 내부 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 이미지 획득장치의 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 인체 내 이미지 획득 시스템의 개략도.

도 4는 원형의 이미지를 평면 이미지로 변환하는 과정을 설명하는 예시도.

도 5는 캡슐형 내시경에 의해 획득된 이미지의 예시도.

도 6은 도 5의 이미지를 영상처리하여 얻은 평면 이미지의 예시도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

10 : 캡슐형 내시경 11 : 광창

12 : 수납체 13 : 반사장치

14 : 이미지 센서 15 : 광원

16 : 전원공급부 17 : 데이터 송신부

20 : 외부 수신장치 21 : 데이터 수신부

22 : 영상 처리부 23 : 디스플레이부

본 발명은 인체 내 이미지 획득 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 반사장치를 이용하여 인체 내부의 한 지점을 둘러싼 주위 영역까지 영상화하여 인체 내부를 빠르고 간편하게 검사할 수 있는 인체 내 이미지 획득 시스템 및 방법에 관한 것이다.

인체 내부에서 의학적 정보를 수집하기 위한 여러 가지 이미지 획득 시스템이 개발되어 사용되고 있다. 인체 내부의 이미지 획득 시스템으로서 대표적인 것은 내시경이다. 일반적으로, 케이블에 연결된 내시경을 환자의 목구멍이나 항문을 통해 인체 내부로 삽입하여, 위나 대장 등 인체 내부의 이미지를 획득한다. 내시경은 신뢰성이 높고 인체 내부에서 수집한 데이터의 품질이 우수하다는 장점이 있지만, 내시경 시술을 받는 환자에게 큰 고통을 줄 수 있다. 따라서 현재 케이블 삽입이 필요없는 캡슐형 내시경이 개발되어 상용화되고 있다. 이 캡슐형 내시경은 알약과 같이 환자가 삼키기만 하면 내시경의 카메라에서 포착된 인체 내부의 이미지가 외부의 수신기로 전송되어 모니터에서 이를 재현할 수 있다.

캡슐형 내시경의 동작을 살펴 보면, 전방에 장착된 백색광원에서 발산된 백색광을 인체 내부에 조사하고 반사되어 나오는 반사광을 렌즈를 통해 집중시켜 이미지 센서로 보낸다. 이미지 센서에 입력된 반사광은 전기적 신호로 변환되고 내부의 각종 회로를 통해 처리되어 외부의 수신장치로 전송된다.

인체 내부에 투입된 캡슐형 내시경이 인체 내부의 다른 부분의 이미지를 획득하기 위해서는, 캡슐형 내시경에 이미지 획득 방향으로 조준될 수 있는 부가적인 광학장치 또는 캡슐형 내시경의 방향 전환을 위한 회전장치가 필요하다.

그러나 전방위 영상화를 위해 별도의 광학장치나 회전장치를 사용하기 때문에, 캡슐형 내시경의 단가가 증가하고 전력 소모가 많아진다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전방위 영상화를 위한 별도의 장치가 없어도 간편하고 신속하게 인체 내부의 360도 전방위 이미지를 획득할 수 있는 인체 내 이미지 획득 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명에 의한 인체 내 이미지 획득 시스템은 반사장치의 반사면을 통해 반사되는 반사광으로부터 이미지를 획득하는 캡슐형 내시경과, 상기 캡슐형 내시경이 획득한 이미지를 수신하여 평면 이미지로 영상 처리하는 외부 수신장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 캡슐형 내시경은 전부 또는 일부가 반사성을 띄는 반사면을 갖는 적어도 하나의 반사장치를 포함하는 것을 특징으로 한다

또한, 본 발명에 의한 인체 내 이미지 획득 방법은 반사장치의 원형의 반사면을 통해 반사되는 반사광을 수광하는 단계와, 상기 반사광으로부터 원형의 이미지를 획득하는 단계와, 상기 원형의 이미지의 원둘레(θ) 및 반지름(r)을 xy 좌표축으로 하여 상기 원형의 이미지를 평면 이미지로 변환하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 인체 내 이미지 획득 시스템에서 사용되는 캡슐형 내시경(10)의 내부 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 캡슐형 내시경(10)의 외부는 빛이 통과할 수 있는 재질로 이루어진 돔 형태의 광창(11)과 캡슐형 내시경(10)의 각종 소자들을 수납 및 보호하는 장방형의 수납체(12)로 이루어져 있고, 캡슐형 내시경(10)의 내부는 광창(11)을 통해 들어오는 반사광을 이미지 센서(14)로 반사해 주는 반사장치(13), 반사장치(13)에서 반사된 반사광을 이미지로 변환하는 이미지 센서(14), 빛을 발산하는 복수 개의 광원(15)을 포함하는 광원장치, 캡슐형 내시경(10)에 전원을 공급하는 전원공급부(16) 및 외부 수신장치(20)(도 3 참조)에 데이터를 송신하는 데이터 송신부(17)를 포함한다.

캡슐형 내시경(10)의 내부 구조를 구체적으로 살펴 보면, 반사장치(13)가 광창(11)의 내면에 부착되고 반사장치(13) 뒤에 각종 회로가 집적되어 있는 이미지센서(13)가 배치된다. 반사장치(13)와 이미지센서(14) 사이의 거리는 반사장치(13)에 의해 반사된 빛이 이미지 센서(14)의 표면에 집속될 수 있도록 조정된다. 또한, 복수 개의 광원(15)이 이미지 센서(14)를 포위하면서 캡슐형 내시경(10)의 둘레를 따라 배치되어 광원장치를 구성한다.

도 2는 본 발명에 의한 이미지 획득장치의 구성을 나타낸다. 반사장치(13)는 전부 또는 일부가 반사성을 띠는 반사면을 가진 물체라면 어떤 것이라도 가능하다.

반사장치(13)의 형태에 따라 획득할 수 있는 이미지가 달라지는데, 본 발명의 실시예에서는 반사장치(13)로서 반원 또는 포물선 형태의 볼록 거울을 사용하고 있다. 본 발명의 실시예에서는, 캡슐형 내시경(10)이 반원 형태를 가진 하나의 반사장치(13)를 포함하고 있는 것으로 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반사장치의 구조, 형태 또는 배치에 따라 획득되는 이미지 연구를 통해 다른 형태 및 두 개 이상의 반사장치를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 인체 내부에서 반사된 광은 반사장치(13)에서 다시 한 번 반사되어 이미지 센서(14)로 들어가게 된다. 종래에는 인체 내부에서 반사된 광 중에서 일정 부분에 해당하는 반사광만이 렌즈를 통해 집속되어 이미지의 범위가 좁았으나, 본 발명에서는 상기 일정 부분을 둘러싼 360도 전방위로부터 반사광이 반사장치(13)에서 반사되어 이미지 센서(14)로 들어가기 때문에, 소위 파노라마 이미지를 획득할 수 있게 된다.

파노라마 이미지란 2차원 이미지로 3차원 이미지 효과를 내면서 어떤 지점을 둘러싼 주위 환경을 시각화한 것을 말한다. 이러한 파노라마 이미지는 특수한 지점의 전경(全景)을 시각화하거나 내부 공간을 시각화하는데 유용하게 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 인체 내 이미지 획득 시스템의 개략도를 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 인체 내 이미지 획득 시스템은 인체 내부에 투입되어 인체 내부의 이미지를 획득하는 캡슐형 내시경(10) 및 캡슐형 내시경(10)에서 전송된 이미지를 수신하여 영상화하는 외부 수신장치(20)로 구성되어 있다.

외부 수신장치(20)는 캡슐형 내시경(10)으로부터 이미지를 수신하는 데이터 수신부(21), 수신한 이미지를 평면 이미지로 영상 처리하는 영상 처리부(22) 및 변환된 평면 이미지를 화면에 영상으로 보여주는 디스플레이부(23)를 포함한다.

이와 같이 구성된 인체 내 이미지 획득 시스템의 동작을 살펴 본다.

우선, 캡슐형 내시경(10)의 반사장치(13)를 통해 반사된 반사광이 이미지 센서(14)로 들어간다. 이미지 센서(14)는 반사광을 이미지로 변환하고 변환된 이미지는 데이터 송신부(17)를 통해 외부 수신장치(20)로 전송된다.

캡슐형 내시경(10)에서 획득된 이미지는 도 5에 도시된 바와 같이, 원형의 이미지가 된다. 이 원형의 이미지의 중앙에 이미지 센서(14)의 일부가 원형(30)으로 나타난다. 이것은 반사장치(13)에 반사된 이미지 센서(14)의 형상이 파노라마 이미지에 포함된 것이다. 상기 원형(30)의 이미지는, 도 1에 도시된 바와 같이 반사장치(13)에서 바라보았을 때 이미지 센서(14)가 중앙에 위치해 있으므로, 인체 내부에서 반사된 광이 상기 반사장치(13)에서 다시 반사되는 과정에서 상기 이미지 센서(14)의 형태도 반사되기 때문에 생성되는 것이다. 따라서 원형의 이미지 중앙에 나타난 원형(30)을 제거할 필요가 있으며, 이를 위해 원형의 이미지를 평면 이미지로 변환하는 과정이 필요하다.

외부 수신장치(20)의 데이터 수신부(21)를 통해 수신된 원형의 이미지는 영상 처리부(22)에서 평면 이미지로 영상 처리된다.

도 4는 원형의 이미지를 평면 이미지로 변환하는 과정을 설명하는 예시도를 나타낸다.

우선, 도 2에서와 같이 반사장치(13)를 통해 반사된 광이 이미지 센서(14)에 들어가면, 도 4(a)에 도시된 바와 같은 원형의 이미지가 생성된다. 이 원형의 이미지의 원둘레(θ) 및 반지름(r)을 xy 좌표축으로 하여 영상 처리를 수행하게 되면 원형의 이미지가 도 4(b)와 같은 평면 이미지로 변환된다.

상기와 같은 방법으로 도 5에 도시된 이미지를 평면 이미지로 영상 처리하게 되면, 도 6과 같은 평면 이미지를 얻을 수 있다.

상기 살펴 본 바와 같이, 본 발명은 캡슐형 내시경에 반사장치를 장착함으로써 전방위 영상을 위한 별도의 광학장치나 회전장치 없이 360도 전방위 인체 내부의 파노라마 이미지를 획득할 수 있는 효과가 있다.

또한, 반사장치만을 이용하기 때문에 빠르고 간편하게 인체 내부의 파노라마 이미지를 획득할 수 있으며 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 반사장치의 반사면을 통해 반사되는 반사광으로부터 이미지를 획득하는 캡슐형 내시경과,

   상기 캡슐형 내시경이 획득한 이미지를 수신하여 평면 이미지로 영상 처리하는 외부 수신장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 인체 내 이미지 획득 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 반사장치의 반사면은 반원 또는 포물선 형태의 볼록면인 것을 특징으로 하는 인체 내 이미지 획득 시스템.
3. 전부 또는 일부가 반사성을 띠는 반사면을 갖는 적어도 하나의 반사장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 반사장치는 빛이 통과하는 광창의 내면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 반사장치는 반원 또는 포물선 형태의 볼록 거울인 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.
6. 반사장치의 원형의 반사면을 통해 반사되는 반사광을 수광하는 단계와,

   상기 반사광으로부터 원형의 이미지를 획득하는 단계와,

   상기 원형의 이미지의 원둘레(θ) 및 반지름(r)을 xy 좌표축으로 하여 상기 원형의 이미지를 평면 이미지로 변환하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인체 내 이미지 획득 방법.

Images