KR102370757B1 - 치과용 엑스레이 촬영 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 엑스레이 시스템은 엑스레이 방사선을 대상 객체가 위치하는 일정 방향으로 방출하는 엑스레이 소스장치, 상기 대상 객체에 방출되는 엑스레이 방사선을 검출함에 따라, 복수의 영상 프레임들을 획득하는 엑스레이 검출장치, 상기 엑스레이 소스장치와 상기 엑스레이 검출장치에 결합 연결된 본체 프레임, 상기 엑스레이 소스장치의 일측에 배치되어, 상기 엑스레이 소스장치로부터 턱지지대까지의 제1 유효구간을 기준으로, 상기 대상 객체와 상기 엑스레이 소스장치 사이의 두상 이격 길이를 측정하는 레이저 센서부 및 상기 두상 이격 길이에 기초하여, 상기 엑스레이 소스장치를 통해 상기 엑스레이 방사량을 조절하는 제어장치를 포함하고, 상기 제어장치는 상기 두상 이격 길이가 상기 제1 유효구간의 30%에 해당하는 제2 유효구간일 때, 상기 대상 객체의 치아 크기에 반비례하도록 상기 엑스레이 방사량을 감소시키고, 상기 두상 이격 길이가 상기 제1 유효구간의 70% 내지 100%에 해당하는 제3 유효구간일 때, 상기 대상 객체의 치아 크기에 비례하도록 엑스레이 방사량을 증가시킨다.

Description

치과용 엑스레이 촬영 시스템{DENTAL X-RAY IMAGING SYSTEM}

본 발명은 치과용 엑스레이 촬영 시스템에 관한 것으로, 엑스레이 촬영 시 발생하는 진동 문제를 해결하고, 보다 선명한 영상 프레임을 획득할 수 있게 하는 치과용 엑스레이 촬영 시스템에 관한 것이다.

치과에서는 종래부터 치료나 치열 교정시에 치과용 엑스레이 영상 촬영장치를 이용하여 치아 및 치조골의 전체적인 구조를 촬영하는 파노라마 영상(panoramic x-ray image), 환자의 두부 및 악골 부위의 전방에서 후방, 후방에서 전방, 좌측 및 우측에서 촬영하는 세팔로 영상(cephalogram 또는 cephalometric image), 환자의 구강 내에 엑스레이 빔을 수광하는 작은 센서(인트라오럴 센서, intraoral sensor)를 삽입하고, 폭이 좁은 엑스레이 빔을 구강 밖에서 조사하여 촬영하는 방법 등을 활용해 오고 있다.

그 중에 파노라마 영상은 치아 및 치조골의 전역을 평면적으로 관찰할 수는 있으나, 치아가 전후방으로 미소하게 기울어지거나 치열 일부분의 부정교합을 판별할 수 없는 경우도 있고, 세팔로 영상은 상술한 파노라마 영상의 단점을 보완할 수는 있으나 치아 및 치조골의 전역을 한 번에 파악할 수 없는 단점이 있다.

따라서, 파노라마 영상과 세팔로 영상은 상기와 같은 상보적인 성격에 의해 동시에 활용되는 경우가 많으므로, 파노라마 영상 촬영장치에 세팔로용 디텍터를 장착하여, 파노라마 영상 촬영에 사용되는 엑스레이 조사장치로 세팔로 영상도 촬영할 수 있는 치과용 엑스레이 영상 촬영장치의 사용이 증가하고 있는 추세이다.

통상적인 엑스레이 조사장치는 점광원과 같이 작은 엑스레이 조사부에서 콘(cone) 형상의 엑스레이 빔을 조사하는데, 세팔로 영상의 촬영은 파노라마 영상 보다 넓은 범위의 엑스레이 빔의 조사를 필요로 하므로, 엑스레이 조사부에서 조사되는 콘 형상의 엑스레이 빔이 필요한 범위만큼 확산되는 거리까지 세팔로용 디텍터를 이격시켜 설치 및 사용하게 된다.

그러나, 상술한 치과용 엑스레이 영상 촬영장치는 지지기둥에서 이격된 상태로 엑스레이 소스장치와 엑스레이 검출장치가 배치되므로, 치과용 엑스레이 영상 촬영장치가 설치된 건물에 진동이 가해지면 엑스레이 소스장치와 엑스레이 검출장치가 흔들리게 되는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 엑스레이 촬영 시 발생하는 진동 문제를 해결하고, 보다 선명한 치과용 영상 프레임을 획득할 수 있게 하는 치과용 엑스레이 촬영 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한, 엑스레이 소스장치와 엑스레이 검출장치의 움직임을 최소화 시키고, 대상 객체의 치조골 손상 정도를 진단할 수 있는 치과용 엑스레이 촬영 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 엑스레이 시스템은 엑스레이 방사선을 대상 객체가 위치하는 일정 방향으로 방출하는 엑스레이 소스장치, 상기 대상 객체에 방출되는 엑스레이 방사선을 검출함에 따라, 복수의 영상 프레임들을 획득하는 엑스레이 검출장치, 상기 엑스레이 소스장치와 상기 엑스레이 검출장치에 결합 연결된 본체 프레임, 상기 엑스레이 소스장치의 일측에 배치되어, 상기 엑스레이 소스장치로부터 턱지지대까지의 제1 유효구간을 기준으로, 상기 대상 객체와 상기 엑스레이 소스장치 사이의 두상 이격 길이를 측정하는 레이저 센서부 및 상기 두상 이격 길이에 기초하여, 상기 엑스레이 소스장치를 통해 상기 엑스레이 방사량을 조절하는 제어장치를 포함하고, 상기 제어장치는 상기 두상 이격 길이가 상기 제1 유효구간의 30%에 해당하는 제2 유효구간일 때, 상기 대상 객체의 치아 크기에 반비례하도록 상기 엑스레이 방사량을 감소시키고, 상기 두상 이격 길이가 상기 제1 유효구간의 70% 내지 100%에 해당하는 제3 유효구간일 때, 상기 대상 객체의 치아 크기에 비례하도록 엑스레이 방사량을 증가시킨다.

일 실시예에 따르면, 상기 본체 프레임은 상기 엑스레이 소스장치와 상기 엑스레이 검출장치에 연결된 촬영프레임, 상기 촬영프레임을 회전시키는 회전암 구동유닛, 상기 회전암 구동유닛을 승하강 이송시키는 승하강 유닛, 상기 대상 객체의 발판으로 이용되고, 상기 대상 객체의 하중을 탄성적으로 지지하는 완충부재 및 상기 승하강 유닛의 하중을 지지하는 받침대를 포함하고, 상기 승하강 유닛은 지지기둥과 승하강베이스를 포함하며, 상기 승하강베이스는 상기 받침대에 일면이 결합된 제1 베이스판, 상기 제1 베이스판의 상측에 위치한 제2 베이스판, 상기 제2 베이스판의 상측에 위치하고, 상기 지지기둥에 일면이 결합된 제3 베이스판, 상기 제1 베이스판의 상면으로부터 연장되어 상기 제3 베이스판의 모서리마다 배치된 수직프레임, 상기 제2 베이스판의 상면에 배치되고, 상기 제3 베이스판을 수직 이송시키는 이송모듈, 상기 지지기둥이 기설정된 영역에서 이탈되지 않도록 배치된 가이드 프레임 및 상기 제3 베이스판의 하중을 완충시키는 완충 유닛을 포함하고, 상기 완충 유닛은 상기 제3 베이스판의 상면에 결합된 제1 유닛, 상기 제1 베이스판의 하면에 결합된 제2 유닛 및 일측이 상기 제3 베이스판을 관통하여 상기 제1 유닛에 힌지 연결되고, 타측이 상기 제2 베이스판을 관통하여 상기 제2 유닛에 힌지 연결된 완충 로드를 포함하고, 상기 완충 로드는 유압식 실린더로 구현된다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어장치는 상기 대상 객체의 두상크기, 성별, 연령 및 인종을 포함한 인물 정보에 기초하여, 상기 복수의 영상 프레임들에 대한 가우시안 블러 값, 명도 값 및 선명도 값 중 적어도 하나를 보정한다.

본 발명의 실시예 따르면, 엑스레이 촬영 시 발생하는 진동 문제를 해결하고, 보다 선명한 치과용 영상 프레임을 획득할 수 있다.

또한, 엑스레이 소스장치와 엑스레이 검출장치의 움직임을 최소화 시키고, 대상 객체의 치조골 손상 정도를 진단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 치과용 엑스레이 촬영 시스템을 나타내는 도이다.
도 2는 도 1의 치과용 엑스레이 촬영 시스템의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 도 1의 승하강 유닛을 구체적으로 설명하기 위한 실시예이다.
도 4는 도 1의 제어장치의 실시예에 따른 블록도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 다만, 첨부한 도면과 후술하는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 형태들 중 바람직한 형태에 관한 것으로서, 본 발명은 이외의 여러 상이한 형태로의 변경이 가능하며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 또는 대체물이 권리 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물을 포함한다.

다양한 구성요소를 설명함에 있어 '제1' 또는 '제2' 등의 용어가 사용될 수 있으나, 이 같은 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로도 명명될 수 있으며, 이와 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명의 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 상이하게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

실시예에 따른 제어장치(150)는 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 텔레비전, 스마트 가전 기기, 지능형 자동차, 키오스크, 웨어러블 장치 등 다양한 형태의 제품으로도 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 치과용 엑스레이 촬영 시스템(100)을 나타내는 도이고, 도 2는 도 1의 치과용 엑스레이 촬영 시스템(100)의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 치과용 엑스레이 촬영 시스템(100)은 엑스레이 소스장치(110), 엑스레이 검출장치(120), 본체 프레임(130), 레이저 센서부(140) 및 제어장치(150)를 포함할 수 있다.

먼저, 엑스레이 소스장치(110)는 엑스레이 방사선을 대상 객체가 위치하는 일정 방향으로 방출할 수 있다. 이러한 엑스레이 소스장치(110)는 촬영프레임(131)의 일측에 배치될 수 있다.

다음으로, 엑스레이 검출장치(120)는 엑스레이 소스장치(110)로부터 평행하게 이격된 촬영프레임(131)의 타측에 배치되고, 엑스레이 소스장치(110)를 통해 상기 대상 객체에 방출되는 엑스레이 방사선을 검출함에 따라, 복수의 영상 프레임들을 획득할 수 있다.

실시예에 따라, 엑스레이 검출장치(120)는 측두부 촬영인 세팔로 영상(Cephalometric image, 두부계측법)을 획득하기 위하여, 촬영프레임(131)에 탈부착 가능하게 형성될 수도 있다.

다음으로, 본체 프레임(130)은 엑스레이 소스장치(110)와 엑스레이 검출장치(120)를 회전 및 승하강 시킬수 있도록 형성될 수 있다.

구체적으로, 본체 프레임(130)은 엑스레이 소스장치(110)와 엑스레이 검출장치(120)에 연결된 촬영프레임(131), 촬영프레임(131)을 회전시키는 회전암 구동유닛(132), 회전암 구동유닛(132)을 승하강 이송시키는 승하강 유닛(133), 상기 대상 객체의 발판으로 이용되고, 대상 객체의 무게를 탄성적으로 지지하는 완충부재(134), 승하강 유닛(133)의 하중을 지지하는 받침대(135)를 포함할 수 있다.

여기서, 회전암 구동유닛(132)은 지면을 마주보는 수평 방향으로 엑스레이 소스장치(110)와 엑스레이 검출장치(120)를 이용하여 CT나 파노라마 촬영을 수행할 수 있도록 촬영프레임(131)을 회전시킬 수 있다. 이때, 받침대(135)는 완충부재(134)의 동일한 형상으로 형성되어 완충부재(134)의 하면에 부착결합될 수 있다.

즉, 본체 프레임(130)은 회전암 구동유닛(132)과 승하강 유닛(133)이 동작함에 따라 대상 객체의 몸무게로 인해 발생할 수 있는 미세한 진동 문제를 완충부재(134)를 통해 사전에 방지할 수 있다.

실시예에 따라, 본체 프레임(130)은 세팔로 영상을 위한 세팔로 영상 검출장치(120_1)를 구비하기 위한 별도의 세팔로 촬영프레임(111_1)이 더 구비될 수도 있다.

다음으로, 레이저 센서부(140)는 엑스레이 소스장치(110)의 일측에 배치되어, 엑스레이 소스장치(110)로부터 엑스레이 검출장치(120) 방향을 따라 턱지지대(101)까지의 제1 유효구간(s1)을 기준으로, 대상 객체와 엑스레이 소스장치(110) 사이의 두상 이격 길이(d)를 측정할 수 있다.

다음으로, 제어장치(150)는 레이저 센서부(140)로부터 네트워크를 통해 전송받는 두상 이격 길이(d)에 기초하여, 엑스레이 소스장치(110)를 통해 엑스레이 방사량을 조절할 수 있다.

일 실시예에 따라, 두상 이격 길이(d)가 제1 유효구간(s1)의 30%에 해당하는 제2 유효구간일 때, 제어장치(150)는 전문의로부터 입력받는 대상 객체의 치아 크기에 반비례하도록 엑스레이 소스장치(110)를 통해 엑스레이 방사량을 감소시킬 수 있다.

다른 실시예에 따라, 두상 이격 길이(d)가 제1 유효구간(s1)의 70% 내지 100%에 해당하는 제3 유효구간일 때, 제어장치(150)는 전문의로부터 입력받는 대상 객체의 치아 크기에 비례하도록 엑스레이 소스장치(110)를 통해 엑스레이 방사량을 증가시킬 수 있다.

즉, 제어장치(150)는 대상 객체의 두상 크기에 따라 과다 노출된 영상 프레임 또는 노출 부족된 영상 프레임을 방지하고 최적의 영상 프레임을 획득할 수 있도록 대상 객체의 치아 크기에 따라 엑스레이 방사량을 증감시킴으로써, 기계적 움직임을 최소화킬 수 있다.

또 다른 실시예에 따라, 두상 이격 길이(d)가 제2 및 제3 유효구간 중 어느 하나일 때, 제어장치(150)는 엑스레이 소스장치(110)와 엑스레이 검출장치(120) 사이의 이격 거리를 조절하도록 본체 프레임(130)을 제어할 수 있다.

또한, 제어장치(150)는 복수의 영상 프레임들로부터 검출된 윤곽선 크기에 기초하여 복수의 합성 대상 영역들을 검출하고, 스티칭 엔진을 이용하여 제1 합성 대상 영역을 기준으로 일정 거리 이격된 영역마다 나머지 합성 대상 영역을 순차적으로 합성하여 파노라마 영상 프레임을 출력할 수 있다.

또한, 제어장치(150)는 두상크기, 성별, 연령 및 인종을 포함한 인물 정보에 기초하여, 엑스레이 검출장치(120)를 통해 검출된 상기 복수의 영상 프레임들에 대한 가우시안 블러 값, 명도 값 및 선명도 값 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.

일 실시예에 따른 제어장치(150)는 완충부재(134)에 마련된 복수의 무게 감지 센서(미도시)를 통해 측정된 대상 객체의 하중 값들에 기초하여, 대상 객체의 무게 중심이 턱지지대(101)를 기준으로 승하강 유닛(133)으로 전진 방향 및 턱지지대(101)를 기준으로 승하강 유닛(133)으로 후진 방향 중 어느 방향에 위치하는 지를 추정할 수 있다.

이때, 제어장치(150)는 대상 객체의 무게 중심이 어느 방향에 위치하는 지에 따라, 촬영프레임(131)의 각도를 조절할 수 있다.

다른 실시예에 따른 제어장치(150)는 엑스레이 소스장치(110), 본체 프레임(130) 및 제어장치(150) 외측에 부착된 복수의 온도 감지 센서(미도시)를 통해 감지된 온도 정보에 기초하여, 병원 내 냉각 시스템의 동작 여부와 화재 진압 장치의 동작 여부를 결정할 수 있다.

구체적으로, 엑스레이 소스장치(110), 본체 프레임(130) 및 제어장치(150)를 감지된 온도 정보가 서로 기설정된 온도차 범위를 초과하고, 엑스레이 소스장치(110)가 기설정된 온도 이상인 경우, 제어장치(150)는 엑스레이 소스장치(110)를 냉각시키도록 병원 내 구비된 냉각 시스템을 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 냉각 시스템은 엑스레이 소스장치(110) 방향으로 바람을 유입시키는 선풍기나 에어컨일 수 있다.

또한, 엑스레이 소스장치(110), 본체 프레임(130) 및 제어장치(150)를 감지된 온도 정보가 기설정된 온도차 범위에서 기설정된 온도를 초과하는 경우, 엑스레이 소스장치(110)와 엑스레이 검출장치(120)를 주변으로 병원 내 구비된 화재 진압 장치를 동작시킬 수 있다.

또 다른 실시예에 따른 제어장치(150)는 레이저 센서부(140)를 통해 대상 객체로부터 반사된 임펄스 라디오 신호를 주파수 도메인 신호로 변환함에 따라 호흡 및 심박 신호를 추출하고, 호흡 및 심박 신호의 안정 상태로 판단되는 시점에서 엑스레이 소스장치(110)를 통해 엑스레이 방사선을 대상 객체로 방출시킬 수 있다.

예를 들면, 레이저 센서부(140)는 IR-UWB(Impulse Radio - Ultra Wide Band) 레이더 센서, FMCW (Frequency-modulated continuous-wave) 레이더 센서를 포함할 수 있다. 여기서, IR-UWB 레이더 센서는 출력 파워가 50㎼로서 호흡을 정확하게 모니터링하는 것이 가능할 수 있다. 또한 IR-UWB 기술은 수ns~ 수백 ps에 이르는 매우 좁은 폭의 임펄스를 사용함으로써, 협대역 신호들에 비해 보다 높은 정확도로 임의의 객체로부터 반사된 신호를 탐지하고 이로부터 호흡 신호를 유효하게 추출하는데 이로울 수 있다.

이때, 제어장치(150)는 임펄스 라디오 신호로부터 기설정된 노이즈를 제거한 후 노이즈가 제거된 임펄스 라디오 신호를 주파수 도메인 신호로 변환할 수 있다. 여기서 주파수 도메인 신호로의 변환은 푸리에 변환(Fourier transform)을 통해 이루어질 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여, 승하강 유닛(133)에 대해 보다 구체적으로 설명될 것이다.

도 3은 도 1의 승하강 유닛(133)을 구체적으로 설명하기 위한 실시예이다.

도 1과 도 3을 참조하면, 승하강 유닛(133)은 지지기둥(136)과 승하강베이스(137)를 포함할 수 있다.

먼저, 지지기둥(136)은 일측이 회전암 구동유닛(132)에 연결되고, 케이스 내부를 따라 승하강베이스(137)에 타측이 연결될 수 있다.

다음으로, 승하강베이스(137)는 지지기둥(136)의 하중을 완충하기 위하여 지지기둥(136)의 타측에 결합 연결될 수 있다.

이러한 승하강베이스(137)는 제1 베이스판(137_1), 제2 베이스판(137_2), 제3 베이스판(137_3), 수직프레임(137_4), 이송모듈(137_5), 가이드 프레임(137_6) 및 완충 유닛(137_7)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 베이스판(137_1)은 복수개로 형성되고 일면이 받침대(135)에 결합되고, 제2 베이스판(137_2)은 제1 베이스판(137_1)의 상측에 위치하며, 제3 베이스판(137_3)은 제2 베이스판(137_2) 상측에 위치하고, 지지기둥(136)에 일면이 결합될 수 있다.

그리고, 수직프레임(137_4)은 제2 베이스판(137_2)과 제3 베이스판(137_3)을 제1 베이스판(137_1)의 상면에 위치시키기 위하여, 제1 베이스판(137_1)의 상면으로부터 연장되어 제3 베이스판(137_3)의 모서리마다 배치될 수 있다. 이러한 수직프레임(137_4)은 이송모듈(137_5)를 지지하기 위한 지지프레임(137_41)을 더 포함할 수 있다. 이때, 지지프레임(137_41)은 이송모듈(137_5)의 일부를 관통시키기 위한 관통홀(137_42)이 형성될 수 있다.

이때, 제3 베이스판(137_3)은 수직프레임(137_4)을 따라 승하강되도록 롤러부(173_31)가 마련되고, 수직프레임(137_4)은 일측에 롤러부(173_31)에 접하는 레일부(174_72)가 형성될 수 있다.

이어서, 가이드 프레임(137_6)은 지지기둥(136)이 기설정된 영역에서 이탈되지 않도록 배치될 수 있다.

즉, 이송모듈(137_5)은 제3 베이스판(137_3)에 결합된 지지기둥(136)를 수직프레임(137_4)을 따라 승하강시킬 수 있다. 예를 들면, 이송모듈(137_5)은 제어장치(150)로부터 전송받는 승하강 동작신호에 기초하여, 가이드 프레임(137_6)을 따라 제3 베이스판(137_3)에 결합된 지지기둥(136)을 승하강시킬 수 있다.

다음으로, 완충 유닛(137_7)은 제3 베이스판(137_3)에 결합된 지지기둥(136)의 하중을 완충시키기 위하여, 제1 유닛(137_71), 제2 유닛(137_72) 및 완충 로드(137_73)를 포함할 수 있다. 이러한 완충 유닛(137_7)은 서로 일정 거리 이격된 위치마다 복수개 또는 제3 베이스판(137_3)의 모서리마다 배치될 수 있다.

구체적으로, 제1 유닛(137_71)은 제3 베이스판(137_3)의 상면에 결합되고, 제2 유닛(137_72)은 제1 베이스판(137_1)의 상면에 결합될 수 있다. 이때, 완충 로드(137_73)는 일측이 제3 베이스판(137_3)을 관통하여 제1 유닛(137_71)에 힌지 연결되고, 타측이 제2 유닛(137_72)에 연결되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 완충 로드(137_73)는 유압식 실린더로 구현될 수 있다.

즉, 본체 프레임(130)은 승하강베이스(137)를 통해 지진, 대형차량 및 공사현장 등으로 인하여, 지지기둥(136)에 전달되는 외부 진동을 방지할 수 있다.

도 4는 도 1의 제어장치(150)의 실시예에 따른 블록도이다.

도 4를 참조하면, 제어장치(150)는 수집부(151), 학습부(153), 추출부(152) 및 진단부(154)를 포함할 수 있다.

먼저, 수집부(151)는 정상군의 영상 프레임들과 비정상군의 영상 프레임들을 수집하여 저장 DB(미도시)에 저장할 수 있다.

다음으로, 추출부(152)는 저장 DB(미도시)에 저장된 영상 프레임들로부터 각치아 윤곽선을 추출할 수 있다.

다음으로, 학습부(153)는 정상군의 영상 프레임들과 비정상군의 영상 프레임들을 치아 윤곽선에 따라 분류하여 머신 러닝을 통해 학습시켜, 정상군 치아 윤곽선과 비정상군 치아 윤곽선들에 기초하는 단계별 윤곽선 정보를 설정할 수 있다. 여기서, 단계별 윤곽선 정보는 비정상군 치아 윤곽선들을 단계별로 분류한 치아 손상 정도를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 학습부(153)는 정상군의 영상 프레임들과 비정상군의 영상 프레임들을 치아 윤곽선에 따라 분류하여 머신 러닝을 통해 비정상군 치아를 진단하기 위한 윤곽선 진단 알고리즘을 학습할 수 있다.

예를 들면, 윤곽선 진단 알고리즘은 치아의 윤곽선을 입력받는 머신 러닝(Machine Learning)을 통해 생성되는 인공 신경 회로망(Artificial Neural Network), SVM(Support Vector Machine), 의사 결정 트리(Decision Tree) 및 랜덤 포레스트(Random Forest) 중 어느 하나의 알고리즘일 수 있다.

다음으로, 진단부(154)는 정상군 치아 윤곽선과 비정상군 치아 윤곽선들 중 대상 객체의 치아별 윤곽선에 대응되는 단계별 윤곽선 정보에 기초하여, 대상 객체의 치조골 손상 정도를 진단할 수 있다.

실시예에 따라, 진단부(154)는 대상 객체의 치아 윤곽선을 윤곽선 진단 알고리즘을 통해 딥러닝시켜 출력되는 확률 정보에 기초하여, 대상 객체의 치조골 손상 정도를 진단할 수 있다. 이러한 인공 신경 회로망은 특징 추출 신경망과 분류 신경망을 포함하는 컨볼루션 신경망일 수 있다.

예를 들면, 특징 추출 신경망은 입력 신호를 컨볼루션 계층과 풀링 계층을 차례로 쌓아 진행한다. 컨볼루션 계층은 컨볼루션 연산, 컨볼루션 필터 및 활성 함수를 포함하고 있다. 컨볼루션 필터의 계산은 대상 입력의 행렬 크기에 따라 조절되나 일반적으로 9X9 행렬을 사용한다. 활성 함수는 일반적으로 ReLU 함수, 시그모이드 함수 및 tanh 함수 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 풀링 계층은 입력의 행렬 크기를 줄이는 역할을 하는 계층으로, 특정 영역의 픽셀을 묶어 대표값을 추출하는 방식을 사용한다. 풀링 계층의 연산에는 일반적으로 평균값이나 최대값을 많이 사용하나 이에 한정되지는 않는다. 해당 연산은 정방 행렬을 사용하여 진행되는데 일반적으로 9X9 행렬을 사용한다. 컨볼루션 계층과 풀링 계층은 해당 입력이 차이를 유지한 상태에서 충분히 작아질 때까지 번갈아 반복 진행된다.

또한, 분류 신경망은 은닉층과 출력층을 가지고 있다. 이러한 분류 신경망(520)은 일반적으로 5개 이상의 은닉층을 포함하며, 각 은닉층의 노드는 80개로 지정할 수 있으나, 경우에 따라 그 이상으로 정하는 것도 가능하다. 은닉층의 활성 함수는 ReLU 함수, 시그모이드 함수 및 tanh 함수 등을 사용하나 이에 한정되는 것은 아니다.

다른 실시예에 따라, 진단부(154)는 단계별 윤곽선 정보에 따라 진단되는 치조골 손상 정도와 전문의에 의해 진단되는 증상 정보에 따른 치조골 손상 정도에 대한 피드백 정보에 기초하여, 단계별 윤곽선 정보의 단계수를 증감시킬 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(Arithmetic Logic Unit), 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(Field Programmable Gate Array), PLU(Programmable Logic Unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(Instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

100: 치과용 엑스레이 시스템
110: 엑스레이 소스장치
120: 엑스레이 검출장치
130: 본체 프레임
140: 레이저 센서부
150: 제어장치

Claims (3)

1. 엑스레이 방사선을 대상 객체가 위치하는 일정 방향으로 방출하는 엑스레이 소스장치;
   상기 대상 객체에 방출되는 엑스레이 방사선을 검출함에 따라, 복수의 영상 프레임들을 획득하는 엑스레이 검출장치;
   상기 엑스레이 소스장치와 상기 엑스레이 검출장치에 결합 연결된 본체 프레임;
   상기 엑스레이 소스장치의 일측에 배치되어, 상기 엑스레이 소스장치로부터 턱지지대까지의 제1 유효구간을 기준으로, 상기 대상 객체와 상기 엑스레이 소스장치 사이의 두상 이격 길이를 측정하는 레이저 센서부; 및
   상기 두상 이격 길이에 기초하여, 상기 엑스레이 소스장치를 통해 상기 엑스레이 방사량을 조절하는 제어장치를 포함하고,
   상기 제어장치는 상기 두상 이격 길이가 상기 제1 유효구간의 30%에 해당하는 제2 유효구간일 때, 상기 대상 객체의 치아 크기에 반비례하도록 상기 엑스레이 방사량을 감소시키고,
   상기 두상 이격 길이가 상기 제1 유효구간의 70% 내지 100%에 해당하는 제3 유효구간일 때, 상기 대상 객체의 치아 크기에 비례하도록 엑스레이 방사량을 증가시키고,
   상기 본체 프레임은 상기 엑스레이 소스장치와 상기 엑스레이 검출장치에 연결된 촬영프레임;
   상기 촬영프레임을 회전시키는 회전암 구동유닛;
   상기 회전암 구동유닛을 승하강 이송시키는 승하강 유닛;
   상기 대상 객체의 발판으로 이용되고, 상기 대상 객체의 하중을 탄성적으로 지지하는 완충부재; 및
   상기 승하강 유닛의 하중을 지지하는 받침대를 포함하고,
   상기 승하강 유닛은 지지기둥과 승하강베이스를 포함하며,
   상기 승하강베이스는 상기 받침대에 일면이 결합된 제1 베이스판;
   상기 제1 베이스판의 상측에 위치한 제2 베이스판;
   상기 제2 베이스판의 상측에 위치하고, 상기 지지기둥에 일면이 결합된 제3 베이스판;
   상기 제1 베이스판의 상면으로부터 연장되어 상기 제3 베이스판의 모서리마다 배치된 수직프레임;
   상기 제2 베이스판의 상면에 배치되고, 상기 제3 베이스판을 수직 이송시키는 이송모듈;
   상기 지지기둥이 기설정된 영역에서 이탈되지 않도록 배치된 가이드 프레임; 및
   상기 제3 베이스판의 하중을 완충시키는 완충 유닛을 포함하고,
   상기 완충 유닛은 상기 제3 베이스판의 상면에 결합된 제1 유닛;
   상기 제1 베이스판의 하면에 결합된 제2 유닛; 및
   일측이 상기 제3 베이스판을 관통하여 상기 제1 유닛에 힌지 연결되고, 타측이 상기 제2 베이스판을 관통하여 상기 제2 유닛에 힌지 연결된 완충 로드를 포함하고, 상기 완충 로드는 유압식 실린더로 구현되고,
   상기 제어장치는 상기 대상 객체의 두상크기, 성별, 연령 및 인종을 포함한 인물 정보에 기초하여, 상기 복수의 영상 프레임들에 대한 가우시안 블러 값, 명도 값 및 선명도 값 중 적어도 하나를 보정하며,
   상기 제어장치는 상기 레이저 센서부를 통해 상기 대상 객체로부터 반사된 임펄스 라디오 신호를 주파수 도메인 신호로 변환함에 따라 호흡 및 심박 신호를 추출하고, 호흡 및 심박 신호의 안정 상태로 판단되는 시점에서 상기 엑스레이 소스장치를 통해 상기 엑스레이 방사선을 상기 대상 객체로 방출시키며,
   상기 레이저 센서부는 IR-UWB(Impulse Radio - Ultra Wide Band) 레이더 센서, FMCW(Frequency-modulated continuous-wave) 레이더 센서를 포함하고,
   상기 제어장치(150)는 기수집된 정상군의 영상 프레임들과 비정상군의 영상 프레임들을 치아 윤곽선에 따라 분류하여 머신 러닝을 통해 인공지능 기반의 윤곽선 진단 알고리즘을 학습하고, 상기 대상 객체의 치아 윤곽선을 상기 윤곽선 진단 알고리즘을 통해 딥러닝시켜 출력되는 확률 정보에 기초하여, 상기 대상 객체의 치조골 손상 정도를 진단하는, 치과용 엑스레이 시스템.
   
   
   
   
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