KR20160095913A - 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법에 대한 발명으로, 엑스선 소스의 이동 경로 상에서 장애물을 회피하는 경로를 자동으로 설정하거나, 사용자가 간단한 조작을 통하여 수동으로 설정함으로써 효율적인 엑스선 촬영 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하는 기술이다.
일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는, 이동 가능하도록 마련된 엑스선 소스, 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력 받는 조작부, 입력된 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 엑스선 소스가 이동하도록 엑스선 소스의 이동을 제어하는 프로세서를 포함한다.
일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는, 이동 가능하도록 마련된 엑스선 소스, 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력 받는 조작부, 입력된 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 엑스선 소스가 이동하도록 엑스선 소스의 이동을 제어하는 프로세서를 포함한다.
Description
대상체에 엑스선을 투과시켜 엑스선 영상을 생성하는 엑스선 촬영장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
엑스선 촬영 장치는 엑스선(X-ray)을 이용하여 대상체 내부의 영상을 얻는 기기이다. 엑스선 촬영 장치는 대상체에 엑스선을 조사하고 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는, 비침습적인 방법으로 대상체 내부를 영상화한다. 따라서 의료용 엑스선 촬영 장치는 외관으로 확인할 수 없는 대상체 내부의 상해 또는 질병 등의 진단에 이용될 수 있다.
엑스선 촬영 장치는 엑스선을 발생시켜 대상체에 조사하는 엑스선 소스(x-ray source)와, 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 엑스선 디텍터(x-ray detector)를 포함한다. 대상체의 다양한 부위를 영상화할 수 있도록, 엑스선 소스는 이동 가능하게 마련될 수 있다. 엑스선 디텍터는 촬영테이블에 장착되는 테이블 모드, 촬영스탠드에 장착되는 스탠드 모드 또는 어느 한 위치에 고정되지 않는 포터블(portable) 모드에서 사용될 수 있으며, 하나의 엑스선 소스에 대해 두 개 이상의 엑스선 디텍터가 마련될 수 있다.
최근에는 엑스선 촬영 장치가 디지털화되면서 필름 방식으로 획득되던 엑스선 영상이 디지털 방식으로 획득되고 있으며, 이와 함께 엑스선 촬영 장치의 많은 부분이 자동화되는 경향을 보이고 있다. 엑스선 소스가 엑스선 디텍터를 자동으로 추적하는 기능(오토 트래킹: Auto Tracking), 엑스선 소스와 엑스선 디텍터의 위치를 자동으로 맞추는 기능(오토 센터링: Auto Centering) 등이 이러한 자동화의 일례이다. 오토 트래킹이나 오토 센터링과 같은 엑스선 촬영 장치의 자동화 기능의 구현 및 엑스선 소스의 자유로운 이동과 재촬영 방지를 위해서는 엑스선 소스가 이동하는 도중에 이동 경로 상에 위치하는 장애물의 위치를 파악하여 충돌하지 않고 이동하는 것이 선행되어야 한다.
엑스선 촬영을 위해 엑스선 소스가 이동하는 도중에 이동 경로 상에 위치하는 장애물의 위치를 파악하여 장애물을 회피하는 경로를 저장하고 그에 따라 엑스선 소스의 이동을 제어하는 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법을 제공한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는,
이동 가능하도록 마련된 엑스선 소스, 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력 받는 조작부, 상기 입력된 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 프로세서를 포함한다.
또한, 상기 조작부는, 상기 엑스선 소스 주변에 마련되고, 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 제어 명령의 입력을 위한 인터페이스를 제공하는 터치 스크린을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조작부는, 상기 엑스선 소스의 이동 영역을 상기 엑스선 소스의 이동경로상에 존재하는 물체가 포함된 영역을 제외한 영역으로 재설정하는 명령을 입력 받는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조작부는, 상기 이동 영역의 제어 모드에 대한 명령을 입력 받는 제 1버튼 및 상기 입력된 제어 명령에 기초한 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 명령을 입력 받는 제 2버튼을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조작부는, 상기 제 1버튼이 조작되면, 상기 엑스선 소스의 이동이 제한되는 방향 또는 상기 엑스선 소스의 이동 경로가 설정되는 제어 명령을 입력 받고, 상기 제 1버튼 및 상기 제 2버튼은 물리적 입력부, 터치 스크린 또는 리모컨을 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 입력된 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 상기 엑스선 소스가 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정하고, 상기 재설정된 경로에 기초하여 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 입력된 제어 명령에 기초한 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메모리는, 상기 엑스선 소스가 목표 지점까지 이동하기 위해 재설정된 최단 경로에 대한 데이터를 저장하는 것을 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치는,
이동 가능하도록 마련된 엑스선 소스, 상기 엑스선 소스 주변의 물체를 감지하는 센서, 상기 센서가 물체를 감지하면 상기 엑스선 소스가 상기 물체를 회피하여 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 프로세서를 포함한다.
또한, 상기 센서는, 상기 엑스선 소스 주변에 마련되고, 모션 센서, 이미지 센서, 적외선 센서, 전파 센서 또는 3차원 감지센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서는, 상기 엑스선 소스와 상기 물체와의 거리를 감지하고, 상기 엑스선 소스가 상기 물체를 회피하여 이동하는 동안 상기 물체를 감지하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 엑스선 소스가 상기 센서가 감지한 물체를 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정하고, 상기 재설정된 경로에 기초하여 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동 영역을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서의 물체 감지에 기초하여 상기 물체를 회피하여 이동하는 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메모리는, 상기 엑스선 소스가 상기 센서가 감지한 물체를 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위해 재설정된 최단 경로에 대한 데이터를 저장하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 엑스선 촬영장치 제어 방법은,
엑스선 소스가 물체에 인접한 위치까지 이동하고, 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력 하고, 상기 입력된 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것을 포함한다.
또한, 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력하는 것은, 상기 엑스선 소스의 이동을 제한하는 방향 또는 상기 엑스선 소스의 이동 경로를 설정하는 제어 명령을 입력 받는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것은, 상기 입력된 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 상기 엑스선 소스가 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정하고, 상기 재설정된 경로에 기초하여 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 입력된 제어 명령에 기초한 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 것은, 상기 엑스선 소스가 목표 지점까지 이동하기 위해 재설정된 최단 경로에 대한 데이터를 저장하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 엑스선 촬영장치 제어 방법은,
엑스선 소스가 물체에 인접한 위치까지 이동하고, 상기 엑스선 소스 주변의 물체를 감지하고, 상기 엑스선 소스가 상기 감지된 물체를 회피하여 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것을 포함한다.
또한, 상기 엑스선 소스 주변의 물체를 감지하는 것은, 상기 엑스선 소스와 상기 물체와의 거리를 감지하고, 상기 엑스선 소스가 상기 물체를 회피하여 이동하는 동안 상기 물체를 감지하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것은, 상기 엑스선 소스가 상기 감지된 물체를 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정하고, 상기 재설정된 경로에 기초하여 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지된 물체를 회피하여 이동하는 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 것은, 상기 엑스선 소스가 상기 감지된 물체를 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위해 재설정된 최단 경로에 대한 데이터를 저장하는 것을 포함할 수 있다.
이와 같은 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법을 통하여, 엑스선 소스의 이동 경로 상에서 장애물을 회피하는 경로를 자동으로 설정하거나, 사용자가 간단한 조작을 통하여 수동으로 설정함으로써 안전하고 빠른 엑스선 촬영을 진행하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 엑스선 촬영 장치를 예시한 사시도이다.
도 2는 엑스선 촬영 장치를 분해하여 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 엑스선 촬영 장치의 조작부를 나타낸 정면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치의 구성을 나타낸 제어 블럭도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 미리 설정되어 있는 경로 상으로 이동하는 것을 도시한 것이다.
도 6은 일 실시예에 따라 엑스선 소스에 설치되는 센서가 물체를 감지하는 것을 도시한 것이다.
도 7은 일 실시예에 따라 엑스선 소스의 경로 상에 새 물체가 위치하는 경우에 엑스선 소스가 물체를 회피하여 이동하도록 제어하는 것을 도시한 것이다.
도 8은 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 물체를 회피하여 이동하도록 하는 제어 명령의 입력을 위한 인터페이스를 제공하는 조작부를 도시한 것이다.
도 9는 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 새로운 물체를 회피하여 이동하도록 재설정된 이동 영역을 도시한 것이다.
도 10은 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 장애물을 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 설정하는 것을 설명하기 위한 것이다.
도 11은 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 센서의 물체 감지에 따라 엑스선 소스가 물체를 회피하도록 제어 명령을 입력할 수 있는 인터페이스가 표시된 화면을 도시한 것이다.
도 2는 엑스선 촬영 장치를 분해하여 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 엑스선 촬영 장치의 조작부를 나타낸 정면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치의 구성을 나타낸 제어 블럭도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 미리 설정되어 있는 경로 상으로 이동하는 것을 도시한 것이다.
도 6은 일 실시예에 따라 엑스선 소스에 설치되는 센서가 물체를 감지하는 것을 도시한 것이다.
도 7은 일 실시예에 따라 엑스선 소스의 경로 상에 새 물체가 위치하는 경우에 엑스선 소스가 물체를 회피하여 이동하도록 제어하는 것을 도시한 것이다.
도 8은 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 물체를 회피하여 이동하도록 하는 제어 명령의 입력을 위한 인터페이스를 제공하는 조작부를 도시한 것이다.
도 9는 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 새로운 물체를 회피하여 이동하도록 재설정된 이동 영역을 도시한 것이다.
도 10은 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 장애물을 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 설정하는 것을 설명하기 위한 것이다.
도 11은 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 센서의 물체 감지에 따라 엑스선 소스가 물체를 회피하도록 제어 명령을 입력할 수 있는 인터페이스가 표시된 화면을 도시한 것이다.
앞서 사용된 기술에 의한 엑스선 촬영 장치의 장애물 충돌 방지 방법에 의하면, 엑스선 촬영 장치의 이동 경로상에 물체가 위치하는 경우 엑스선 촬영 장치에 장착된 센서에 의하여 일정 범위 내에서 물체를 감지하는 센서 신호가 획득되면, 엑스선 촬영 장치의 이동이 중지되어 장애물과의 충돌을 방지한다. 이 때, 장애물을 회피하여 엑스선 촬영 장치를 이동시키기 위해서는 시스템 엔지니어가 엑스선 촬영 장치 시스템 상에서 별도의 작업을 거쳐 장애물을 회피하는 경로를 재설정 하였다.
이러한 장애물 충돌 방지 시스템에 의하면 엑스선 촬영 장치의 이동 중에 센서에 의해 물체를 감지하는 경우 엑스선 촬영 장치가 물체를 회피하여 이동하지 못하고 중지해 버리므로 엑스선 촬영 및 진단에 있어 시간 지연이 생긴다. 또한, 장애물을 회피하는 경로를 재설정 하지 않으면, 기존에 설정되어 있던 경로 및 영역 내에서만 엑스선 촬영 장치의 이동이 가능 하므로 비효율 적이고, 장애물을 회피하는 경로의 재설정을 위해 엔지니어가 작업하는 경우 일정 시간이 소요 되어 엑스선 촬영 장치의 연속적인 사용 및 엑스선 촬영 진단이 이루어 질 수 없었다.
즉, 엑스선 촬영 장치의 이동 경로 및 이동 영역 내에 원래부터 있었던 물체에 대해서는 회피하여 이동 하는데 문제가 없으나, 새로 위치하게 된 장애물에 대해서는 엑스선 촬영 및 진단 과정 상에서 장치가 장애물을 회피하여 이동하도록 실시간으로 이동 경로를 재설정하는데 제한이 있었다.
따라서, 엑스선 촬영 또는 엑스선 진단 도중에라도 엑스선 촬영 장치의 이동 경로 상에 새로운 장애물이 존재하게 되는 경우에 장애물을 회피하여 이동할 수 있는 경로를 재설정해주기 위한 효율적인 방법이 필요하게 되었다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법을 후술된 실시예들에 따라 상세하게 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 나타내며, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도 면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람 직한 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 엑스선 촬영 장치를 예시한 사시도이며, 도 2는 엑스선 촬영 장치를 분해하여 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 엑스선 촬영 장치의 조작부를 나타낸 정면도이다.
도 1내지 도 3을 참조하면, 엑스선 촬영 장치(1)는 가이드레일(40), 이동캐리지(45), 포토프레임(50), 모터(111, 112, 113, 114, 115), 엑스선 소스(70), 엑스선 디텍터(100), 조작부(80), 워크스테이션(workstation, 170)을 포함할 수 있다. 엑스선 촬영 장치(1)는 엑스선 디텍터(100)가 장착될 수 있는 촬영테이블(10)과 촬영스탠드(20)를 더 포함할 수 있다.
가이드레일(40), 이동캐리지(45), 포스트프레임(50) 등은 엑스선 소스(70)를 대상체를 향하여 이동시키기 위하여 마련된다.
가이드레일(40)은 서로 소정의 각도를 이루도록 설치되는 제 1가이드레일(41)과 제 2가이드레일(42)을 포함한다. 제 1가이드레일(41)과 제 2가이드레일(42)은 서로 직교하는 방향으로 연장되는 것이 바람직하다.
제 1가이드레일(41)은 방사선 촬영장치가 배치되는 검사실의 천장에 설치된다 .
제 2가이드레일(42)은 제 1가이드레일(41)의 하측에 위치되고, 제 1가이드레일(41)에 슬라이딩 이동 가능하게 장착된다. 제 1가이드레일(41)에는 제 1가이드레일(41)을 따라 이동 가능한 롤러(미도시)가 설치될 수 있다. 제 2가이드레일(42)은 이 롤러(미도시)에 연결되어 제 1가이드레일(41)을 따라 이동할 수 있다.
제 1가이드레일(41)이 연장되는 방향으로 제 1방향(D1)이 정의되고, 제 2가이드레일(42)이 연장되는 방향으로 제 2방향(D2)이 정의된다. 따라서, 제 1방향(D1)과 제 2방향(D2)은 서로 직교하고 검사실의 천장과 평행할 수 있다.
이동캐리지(45)는 제 2가이드레일(42)을 따라 이동 가능하도록 제 2가이드레일(42)의 하측에 배치된다. 이동캐리지(45)에는 제 2가이드레일(42)을 따라 이동하도록 마련되는 롤러(미도시)가 설치될 수 있다. 따라서, 이동캐리지(45)는 제 2가이드레일(42)과 함께 제 1방향(D1)으로 이동 가능하고, 제 2가이드레일(42)을 따라 제 2방향(D2)으로 이동 가능하다. 포스트프레임(50)은 이동캐리지(45)에 고정되어 이동캐리지(45)의 하측에 위치한다. 포스트프레임(50)은 복수개의 포스트(51, 52, 53, 54, 55)를 구비할 수 있다.
복수개의 포스트(51, 52, 53, 54, 55)는 서로 절첩 가능하게 연결되어 포스트프레임(50)은 이동캐리지(45)에 고정된 채로 검사실의 상하 방향으로 길이가 증가 또는 감소할 수 있다.
포스트프레임(50)의 길이가 증가 또는 감소하는 방향으로 제 3방향(D3)이 정의된다. 따라서, 제 3방향(D3)은 제 1방향(D1) 및 제 2방향(D2)과 서로 직교할 수 있다.
엑스선 소스(70)는 대상체에 엑스선(X-RAY)을 조사하는 장치이다. 여기서 대상체는 인간이나 동물의 생체가 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 엑스선 촬영 장치(1)에 의해 그 내부 구조가 영상화 될 수 있는 것이면 대상체가 될 수 있다.
엑스선 소스(70)는 엑스선을 발생시키는 엑스선 튜브(X-RAY TUBE; 71)와, 발생된 엑스선을 대상체를 향하도록 안내하는 콜리메이터(collimator)(72)를 구비할 수 있다. 엑스선 튜브(71)에는 충돌을 감지할 수 있는 충돌센서(90)가 도 1 및 도2에 도시된 것처럼 마련될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 충돌센서(90)의 위치는 예시적인 것일 뿐 다른 위치에 마련될 수도 있다.
엑스선 소스(70)와 포스트프레임(50) 사이에는 회전조인트(60)가 배치된다.
회전조인트(60)는 엑스선 소스(70)를 포스트프레임(50)에 결합시키고 엑스선 소스(70)에 작용되는 하중을 지지한다.
회전조인트(60)는 포스트프레임(50)의 하단 포스트(51)와 연결되는 제 1회전조인트(61)와, 엑스선 소스(70)와 연결되는 제 2회전조인트(62)를 구비할 수 있다.
제 1회전조인트(61)는 검사실의 상하 방향으로 연장되는 포스트프레임(50)의 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 마련된다. 따라서, 제 1회전조인트(61)는 제 3방향(D3)과 수직을 이루는 평면 상에서 회전할 수 있다. 이 때, 제 1회전조인트(61)의 회전 방향을 새롭게 정의할 수 있는데, 새롭게 정의되는 제 4방향(D4)은 제 3방향(D3)과 평행한 축의 회전 방향이다.
제 2회전조인트(62)는 검사실의 천장과 수직을 이루는 평면 상에서 회전 가능하도록 마련된다. 따라서, 제 2회전조인트(62)는 제 1방향(D1) 또는 제 2방향(D2)과 평행한 축의 회전 방향으로 회전할 수 있다. 이 때, 제 2회전조인트(62)의 회전 방향을 새롭게 정의할 수 있는데, 새롭게 정의되는 제 5방향(D5)은 제 1방향 또는 제 2방향으로 연장되는 축의 회전 방향이다. 엑스선 소스(70)는 회전조인트(60)에 연결되어 제 4방향(D4) 및 제 5방향(D5)으로 회전 이동할 수 있다. 또한, 엑스선 소스(70)는 회전조인트(60)에 의하여 포스트프레임(50)에 연결되어 제 1방향(D1), 제 2방향(D2) 및 제 3방향(D3)으로 직선 이동할 수 있다.
엑스선 소스(70)를 제 1방향(D1) 내지 제 5방향(D5)으로 이동시키기 위하여 모터(110)가 마련될 수 있다. 모터(110)는 전기적으로 구동되는 모터일 수 있고, 모터(110)에는 엔코더가 포함될 수 있다.
모터(110)는 각각의 방향에 대응하여 제 1, 2, 3, 4, 5모터(111, 112, 113, 114, 115)를 구비할 수 있다.
각각의 모터(111, 112, 113, 114, 115)는 설계의 편의성을 고려하여 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2가이드레일(42)을 제 1방향(D1)으로 이동시키는 제 1모터(111)는 제 1가이드레일(41) 주위에 배치되고, 이동캐리지(45)를 제 2방향으로 이동시키는 제 2모터(112)는 제 2가이드레일(42) 주위에 배치되고, 포스트프레임(50)의 길이를 제 3방향(D3)으로 증가 또는 감소시키는 제 3모터(113)는 이동캐리지(45) 내부에 배치될 수 있다. 그리고, 엑스선 소스(70)를 제 4방향(D4)으로 회전 이동시키는 제 4모터(114)는 제 1회전조인트(61) 주위에 배치되고, 엑스선 소스(70)를 제 5방향(D5)으로 회전 이동시키는 제 5모터(115)는 제 2회전조인트(62) 주위에 배치될 수 있다.
각각의 모터(110)는 엑스선 소스(70)를 제 1방향(D1) 내지 제 5방향(D5)으로 직선 또는 회전 이동시키도록 동력전달수단(미도시)과 연결될 수 있다. 동력전달수단(미도시)은 일반적으로 사용되는 벨트와 풀리, 체인과 스프라킷, 샤프트 등 일 수 있다.
엑스선 소스(70)의 일 측면에는 사용자 인터페이스를 제공하는 조작부(80)가 마련될 수 있다. 여기서 사용자는 엑스선 촬영 장치(1)를 이용하여 대상체의 진단을 수행하는 자로서 의사, 방사선사, 간호사 등을 포함하는 의료진일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 엑스선 촬영 장치(1)를 사용하는 자이면 모두 사용자가 될 수 있는 것으로 한다.
조작부(80)는 도 3에 도시된 바와 같이 엑스선 촬영에 관한 각종 정보를 입력하거나 각각의 장치들을 조작 및 제어할 수 있는 인터페이스를 제공하는 디스플레이부(81), 장치를 조작하거나 제어 명령을 입력하기 위한 버튼(84) 및 물체와의 충돌을 감지할 수 있는 센서(89)를 포함하여, 사용자가 엑스선 촬영에 관한 각종 정보를 입력하거나 각각의 장치들을 조작할 수 있도록 한다. 또한, 사용자는 조작부(80)를 통해 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력할 수 있다. 이 때, 디스플레이부(81)는 사용자가 스크린을 터치하여 제어 명령을 입력할 수 있는 터치 패널로 구현될 수 있으며, 브라운관(Cathod Ray Tube: CRT)이나, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기 발광다이오드 표시장치(Light Emitting Diode: LED) 등으로 적용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한, 디스플레이부(81)는 사용자의 터치 제스처가 입력될 수 있는 터치스크린을 포함할 수 있다. 장치의 조작을 위한 모든 물리적인 버튼(84)들과 동일한 기능을 수행하는 soft key타입의 버튼들은 터치스크린에 구현될 수 있다. 사용자는 터치스크린에 구현된 버튼을 터치함으로써 물리적 버튼을 조작하는 것과 동일한 명령을 입력할 수 있다.
버튼(84)에는 사용자가 엑스선 소스(70)를 제 4방향 또는 제 5방향으로 회전시키고자 할 때 조작하는 회전선택버튼(85, 86)이 포함될 수 있다. 즉, 엑스선 소스(70)를 제 4방향으로 회전시키고자 할 때 사용자는 제 4방향 회전선택버튼(85)을 누른 후 엑스선 소스(70)를 제 4방향으로 회전시키거나 제 4방향 회전선택버튼(85)을 누른 채 엑스선 소스(70)를 제 4방향으로 회전시킬 수 있고, 엑스선 소스(70)를 제 5방향으로 회전시키고자 할 때 사용자는 제 5방향 회전선택버튼(86)을 누른 후 엑스선 소스(70)를 제 5방향으로 회전시키거나 제 5방향 회전선택버튼(86)을 누른 채 엑스선 소스(70)를 제 5방향으로 회전시킬 수 있다. 도 3에 도시된 회전선택버튼(85, 86)의 위치는 일 예일 뿐 다른 위치에 마련될 수 있음은 물론이고, 회전선택버튼과 동일한 기능을 수행하는 soft key타입의 버튼이 터치스크린에도 구현될 수 있다.
그리고, 버튼(84)에는 사용자가 엑스선 소스(70)의 이동 영역의 제어 모드에 대한 명령을 입력 받는 제 1버튼(87) 및 입력된 제어 명령에 기초한 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 명령을 입력 받는 제 2버튼(88)이 포함될 수 있다. 사용자는 엑스선 소스(70)의 이동 경로 상에 존재하는 물체(장애물)를 회피하여 엑스선 소스(70)를 이동시키기 위하여 제 1버튼(87)을 누르고 엑스선 소스(70)의 방향 설정을 하거나 이동 경로를 설정할 수 있다. 즉, 제 1버튼(87)을 누른 후 디스플레이부(81)에 표시되는 제어 명령과 관련된 화면에 따라서 다른 버튼(84)을 누르거나 화면을 직접 터치 함으로써 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력할 수 있다. 또한, 사용자는 제 2버튼(88)을 누름으로써 입력된 제어 명령에 기초한 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 도 3에 도시된 제 1버튼(87) 및 제 2버튼(88)의 위치는 일 예일 뿐 다른 위치에 마련될 수 있음은 물론이고, 도 3에 도시된 바와 같이 물리적 입력부로서의 버튼(84) 외에도 디스플레이부(81)에 터치 스크린 형태로 표시되어 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 제어 명령의 입력을 위한 인터페이스를 제공할 수도 있다.
조작부(80)에 위치하는 센서(89)는 엑스선 소스(70)의 이동 경로상에 위치하는 물체와의 충돌을 방지하는 기능을 하며, 센서(89)의 위치에는 제한이 없으며 조작부(80)의 어느 위치에도 설치될 수 있다. 또한, 설치되는 센서(89)의 개수에도 제한이 없다. 센서(89)의 기능에 대한 설명은 후술한다.
조작부(80)는 사용자가 파지할 수 있는 손잡이(82)를 포함할 수 있다. 사용자는 조작부(80)의 손잡이(82)를 파지하여 힘 또는 토크를 가함으로써 엑스선 소스(70)를 이동시킬 수 있다. 이를 수동 이동모드라고 정의하며, 자동 이동모드는 후술될 프로세서(300)에 포함되는 모터 제어부(미도시)에서 정의하도록 한다. 도 3에는 손잡이(82)가 조작부(80)의 하부에 마련되어 있으나 이는 일 예일 뿐, 조작부(80)의 다른 위치에 마련될 수도 있다.
또한, 조작부(80)는 엑스선 소스(70)를 수동으로 이동시키는 수동 이동모드와 자동으로 이동시키는 자동 이동모드를 전환할 수 있도록 모드전환부(83)를 포함할 수 있다. 모드전환부(83)는 스위치 형태로 조작부(80)의 손잡이(82)에 마련될 수 있으며 수동 이동모드 및 자동 이동모드에 대한 엑스선 소스(70)의 이동에 관한 구체적인 설명은 후술한다.
엑스선 디텍터(100)는 대상체를 투과한 엑스선을 검출하는 장치이다. 엑스선 디텍터(100)의 전면에는 엑스선이 입사되는 입사면(130)이 정의되며, 엑스선 디텍터(100)의 내부에는 감지패널(미도시)이 마련된다. 감지패널에는, 엑스선에 감응하는 복수의 픽셀이 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 엑스선 디텍터(100)의 상단 중앙에는 손잡이(131)가 마련되어, 사용자가 엑스선 디텍터(100)를 이동시키거나 휴대할 수 있도록 한다.
엑스선 디텍터(100)는 엑스선 촬영 시의 위치에 따라 다양한 촬영 모드에서 동작할 수 있다. 구체적으로, 촬영테이블(10)에 장착되는 테이블 모드나 촬영스탠드(20)에 장착되는 스탠드 모드에서 동작할 수도 있고, 촬영테이블(10)이나 촬영스탠드(20)에 장착되지 않고 대상체의 위치 및 촬영 부위에 따른 임의의 위치에 배치되는 포터블 모드에서 동작할 수도 있다. 특히, 촬영테이블(10)과 촬영스탠드(20)에는 엑스선 디텍터(100)가 장착될 수 있도록 수용부(15, 25)가 각각 구비되는데, 촬영테이블(10)에 구비된 수용부를 제 1수용부(15)로 정의하고, 촬영스탠드(20)에 구비된 수용부를 제 2수용부(25)로 정의할 수 있다. 제 2수용부(25)는 도 1에 도시된 바와 같이 지지대(22)의 길이방향으로 이동 가능하게, 그리고 지지대(22)의 길이방향에 수직한 축의 회전방향으로 회전할 수 있게 마련된다. 이 때, 지지대(22)의 길이방향을 제 6방향(D6)으로, 제 6방향(D6)과 수직한 축의 회전방향을 제 7방향(D7)으로 정의할 수 있다.
워크스테이션(170)은 입력부(171)와 표시부(172)를 포함하여, 조작부(80)와 마찬가지로 사용자 인터페이스를 제공한다. 따라서, 사용자는 워크스테이션(170)을 통해 엑스선 촬영에 관한 각종 정보를 입력하거나 각각의 장치들을 조작할 수 있다. 이와 더불어, 사용자는 워크스테이션(170)을 통해 엑스선 촬영 장치(1)의 동작과 관련된 각종 명령, 예를 들어 촬영 위치의 선택 명령, 엑스선 촬영의 시작 명령 등을 입력할 수 있다. 또한, 사용자는 워크스테이션(170)을 통해 엑스선 촬영 과정에서 얻어진 영상을 확인할 수 있다.
입력부(171)는 스위치, 키보드, 트랙볼, 마우스, 터치 스크린 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 입력부(171)가 터치 스크린 등과 같이 GUI(Graphical User interface), 즉 소프트웨어적으로 구현되는 경우에는 표시부(172)를 통해 표시될 수 있다. 그리고 표시부(172)는 디스플레이부(81)와 마찬가지로 브라운관(Cathod Ray Tube: CRT)이나, 액정 표시 패널(Liquid Crystal Display: LCD), 유기 발광다이오드 표시장치(Light Emitting Diode: LED) 등으로 적용할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
또한, 워크스테이션(170)에는 중앙 처리 장치(CPU, central processing unit)나 그래픽 처리 장치(GPU, graphic processing unit) 등과 같은 다양한 처리 장치 및 인쇄 회로 기판 등이 내장되어 있을 수 있으며, 필요에 따라 다양한 종류의 저장 장치 역시 내장되어 있을 수 있다. 따라서, 워크스테이션(170)에는 엑스선 촬영 장치(1)의 주요 구성요소, 예를 들어, 프로세서(도 4의 300)가 마련되어 엑스선 촬영 장치(1)의 동작을 위한 각종 판단을 수행하거나, 각종 제어신호를 생성할 수 있다.
이와 같은 구성의 워크스테이션(170)은 엑스선이 차단되는 별도의 독립된 공간(B)에 마련될 수 있으며, 엑스선 소스(70) 및 엑스선 디텍터(100)와 유선 통신이나 무선 통신을 통해 연결될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치의 구성을 나타낸 제어 블럭도이다.
도 4에 개시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치(1)는 엑스선 촬영에 관한 각종 정보를 입력하거나 각각의 장치들을 조작 및 제어하고 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력할 수 있는 인터페이스를 제공하는 조작부(80), 엑스선 소스(70)와 물체와의 충돌을 방지하고 엑스선 소스(70)의 주변 또는 이동 경로상에 위치하는 장애물을 감지하는 센서(89)를 포함할 수 있다. 또한, 조작부(80)를 통해 입력된 엑스선 소스(70)의 이동 제어 명령 또는 센서(89)의 물체 감지에 기초하여 엑스선 소스(70)가 장애물을 회피하여 이동하도록 제어 신호를 생성하고, 엑스선 소스(70)가 장애물을 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정하는 프로세서(300), 프로세서(300)의 제어 신호에 기초하여 엑스선 소스(70)를 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 모터(110), 장애물을 회피하여 이동하는 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 데이터 및 목표 지점까지 이동하기 위해 재설정된 최단 경로에 대한 데이터를 저장하는 메모리(310), 이동 가능하도록 마련되어 대상체에 엑스선(X-RAY)을 조사하여 대상체를 촬영하는 엑스선 소스(70)를 포함한다.
이하 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치(1)의 각 구성 및 엑스선 촬영 장치 제어 방법을 도 5 내지 도 13을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 미리 설정되어 있는 경로 상으로 이동하는 것을 도시한 것이다.
도 5는 촬영할 대상체가 위치할 수 있는 촬영 테이블(10)을 포함하는 영역 내에서 엑스선 소스(70)가 이동하는 것을 위에서 내려다 본 것이다. 도 5에 개시된 바와 같이, 엑스선 촬영을 위한 엑스선 촬영 룸(room) 내부에 엑스선 촬영 장치(1) 및 촬영 테이블(10)이 있고, 물체 1 내지 물체 3이 위치하고 있을 수 있다. 엑스선 소스(70)는 대상체에 대한 엑스선 촬영을 수행하기 위하여 이동할 수 있고, 이동 방향은 X축, Y축 및 Z축 방향으로의 이동을 기본으로 하나, 세 방향으로의 이동이 동시에 적용되면 곡선형태의 경로로 이동할 수도 있는 바, 이동 방향 및 이동 형태에는 제한이 없다.
엑스선 촬영 장치(1)는 모터(110)와 조작부(80) 등 엑스선 촬영 장치(1)에 구비되는 장치들과 전기적으로 연결되어 이들을 각각 제어하는 프로세서(300)를 포함할 수 있다. 프로세서(300)는 이동캐리지(45) 내부에 마련될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 조작부(80) 내부에 마련될 수도 있다. 프로세서(300)는 각각의 모터(110)를 구동시켜 엑스선 촬영 장치(1)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 조작부(80)를 통해 원하는 촬영 위치를 입력하면 프로세서(300)는 현재 위치와 입력된 촬영 위치의 정보에 기초하여 촬영부의 이동에 필요한 모터(110)를 동작시킨다. 모터(110)의 동작에 따라 엑스선 소스(70)는 자동적으로 사용자가 원하는 촬영 위치로 이동할 수 있다. 이를 자동 이동모드라고 한다. 또한, 원하는 촬영 위치를 입력하는 것 이외에도 엑스선 소스(70)를 특정한 지점에 위치 시키고자 하는 경우에도 조작부(80)의 조작을 통해 원하는 위치로 이동시킬 수 있다. 사용자는 엑스선 소스(70)를 원하는 위치로 이동시키기 위한 명령을 입력할 수 있는 인터페이스가 마련된 리모트 컨트롤러(미도시)를 통해 원격으로 자동 이동모드를 발동시킬 수 있다. 또는, 사용자는 조작부(80)나 워크스테이션(170)을 통해 자동 이동모드를 발동시키기 위한 명령을 입력할 수도 있다.
또한, 사용자가 직접 힘 또는 토크를 가하여 엑스선 소스(70)를 이동시킬 수 있다. 이를 수동 이동모드라고 한다. 수동 이동모드는 사용자가 조작부(80)에 마련된 손잡이(82)를 잡고 엑스선 소스(70)를 이동시켜 원하는 위치로 가져갈 수 있다. 자동 이동모드에서 수동 이동모드로 전환하기 위하여 모드전환부(83)가 마련될 수 있다. 모드전환부(83)는 스위치 형태로 조작부(80)의 손잡이(82)에 마련될 수 있다. 사용자는 손잡이(82)를 파지하여 모드전환부(83)를 누름으로써 자동 이동모드를 수동 이동모드로 전환시킬 수 있고, 손잡이(82)를 놓음으로써 수동 이동모드를 자동 이동모드로 전환시킬 수 있다. 또한, 사용자가 손잡이(82)를 잡지 않고, 즉 모드전환부(83)를 누르지 않고 엑스선 소스(70)에 힘 또는 토크를 인가하는 경우라 하더라도, 프로세서(300)는 이러한 힘 또는 토크를 알고리즘을 통해 산출하여 자동 이동모드를 수동 이동모드로 전환시킬 수 있다.
수동 이동모드에서, 사용자가 엑스선 소스(70)의 위치를 이동시키기 위해서는 각 모터(110)의 주위에서 발생하는 마찰력을 극복해야 하기 때문에 큰 힘 또는 토크가 필요할 수 있다. 이 때, 엑스선 촬영 장치(1)는 수동 이동모드에서 사용자가 엑스선 소스(70)에 힘 또는 토크를 가할 때, 사용자의 힘 또는 토크를 감지하여 모터(110)를 그에 상응하여 동작시키는 파워 어시스트 모드를 제공할 수 있다. 파워 어시스트 모드에서, 사용자는 모터(110)의 구동력의 도움을 받아 작은 힘 또는 토크로도 엑스선 소스(70)를 이동시킬 수 있다. 이 때, 이러한 힘과 토크를 직접 측정하기 위해 포크/토크센서와 같은 센서가 사용될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 물체 1 내지 물체 3을 회피하여 엑스선 소스(70)가 이동할 수 있는 경로(L1)가 미리 설정되어 있을 수 있다. 엑스선 소스(70)가 이동하는 경로상에 위치하는 물체의 형태는 다양할 수 있으므로, 물체를 회피하도록 설정되는 경로 또한 다양하게 설정될 수 있다. 엑스선 소스(70)는 설정되어 있는 경로(L1)를 포함하는 영역 내에서 점선으로 표시된 경로와 같이 임의의 방향으로 이동할 수 있다. 엑스선 소스(70)는 상술한 수동 이동모드 또는 자동 이동모드에 의하여 이동할 수 있으며 이동하는 과정에서 조작부(80)에 마련된 센서(89)가 이동 경로상에 위치하는 물체를 감지할 수 있다. 도 1내지 도 3에서 상술한 바와 같이 물체를 감지하여 충돌을 방지하는 센서(89, 90)는 엑스선 소스(70)의 임의의 위치에 마련될 수 있으나, 개시된 발명에서는 설명의 편의를 위해 조작부(80)에 마련된 센서(89)를 실시예로 하여 설명하도록 한다.
도 6은 일 실시예에 따라 엑스선 소스에 설치되는 센서가 물체를 감지하는 것을 도시한 것이다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 엑스선 소스(70)의 조작부(80)에 센서(89)가 위치할 수도 있고, (b)에 도시된 바와 같이 엑스선 소스(70)의 측면에 센서(90)가 위치할 수도 있다. 즉, 엑스선 소스(70)의 이동 경로 상에 위치하는 물체를 정면, 측면 등에서 감지하기 위함이다. 상술한 센서(89, 90)의 위치는 일 실시예에 불과하며 센서가 마련되는 위치 또는 센서의 개수에는 제한이 없다. 또한, 센서의 종류는 모션 센서, 이미지 센서, 적외선 센서, 전파 센서, 3차원 감지센서 등 다양한 실시예가 존재할 수 있다. 센서는 도 6에 개시된 바와 같이, 물체와의 일정한 거리를 감지하여 물체의 존재를 인식할 수 있다. 나아가 모션 센서는 움직이는 물체의 동작을 인식하고, 물체의 3차원 형상을 획득할 수 있으며, 이미지 센서 또한 물체의 형상을 획득할 수 있다. 적외선 센서 또는 전파 센서는 적외선 또는 전파를 물체에 송신하여 물체와의 거리를 측정할 수 있으며, 복수개의 센서를 설치하는 경우 1차원 상의 거리뿐 아니라, 2차원 3차원의 물체 형상 및 위치도 감지할 수 있다. 3차원 감지센서 또한 물체와의 거리 및 물체의 3차원 형상을 인식할 수 있다. 1차원 상의 거리 및 형상을 인식할 수 있는 센서를 복수개 설치하는 경우, 2차원 및 3차원 형상도 감지할 수 있으므로 센서의 종류 및 개수에 따라 2차원, 3차원 물체도 감지할 수 있다. 이러한 센서를 통하여 도 5에 도시된 바와 같이 엑스선 소스(70)가 이동하는 경로 상에서 물체 1 내지 물체 3을 감지하고 회피하여 이동할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따라 엑스선 소스의 경로 상에 새 물체가 위치하는 경우에 엑스선 소스가 물체를 회피하여 이동하도록 제어하는 것을 도시한 것이다.
도 7에 개시된 바와 같이 기존에 위치하고 있던 물체 1 내지 물체 3 이외에 새로운 물체(ob)가 위치할 수 있다. 새물체(ob)를 포함한 물체의 위치는 엑스선 소스(70)의 이동경로 상의 어느 곳에든 위치할 수 있다. 엑스선 소스(70)가 새로 위치한 물체(ob)를 회피하여 이동할 수 있도록 설정하기 위하여 먼저 엑스선 소스(70)를 이동시킨다. 이동 방법은 상술한 자동 이동모드 또는 수동 이동모드를 이용하여 새로운 물체(ob)에 인접한 위치까지 이동시킬 수 있다. 엑스선 소스(70)가 물체(ob)에 근접한 경우에 기존의 기술에 의하면 센서(89)의 물체 감지에 따라 충돌을 방지하기 위하여 엑스선 소스(70)의 이동이 정지되었으나, 개시된 발명에 의할 경우, 새로운 물체(ob)를 회피할 수 있는 방향 설정 또는 회피경로를 설정할 수 있다.
엑스선 소스(70)가 새로운 물체(ob)에 인접한 경우, 센서(89)는 물체의 존재를 인식할 수 있으며 물체와의 거리 및 형태를 감지할 수 있다. 사용자는 조작부(80)를 통해 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력할 수 있다. 이러한 이동 영역에 대한 제어 명령은 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 물체(ob)에 접근할 수 없도록 이동 제한 방향을 설정할 수도 있고, (b)에 도시된 바와 같이, 엑스선 소스(70)가 물체(ob)를 회피하여 이동할 수 있는 경로를 직접 설정할 수도 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 물체를 회피하여 이동하도록 하는 제어 명령의 입력을 위한 인터페이스를 제공하는 조작부를 도시한 것이다.
도 8을 참고하면, 조작부(80)의 디스플레이부(81)에는 사용자가 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력할 수 있는 화면이 표시될 수 있다. 다시 도 7을 참고하면, 엑스선 소스(70)가 물체(ob)근처로 이동되어 ①의 위치에 있는 경우에 +X 방향으로 이동하면 물체(ob)와 충돌할 수 있으므로 +X 방향으로 이동하지 못하도록 제어 명령을 입력해야 한다. 사용자는 도 8에 표시된 조작부(80)의 터치 스크린 상에서 물체 회피 방향 설정 버튼을 터치하여 입력하고 +X 방향 버튼을 터치 입력하여 엑스선 소스(70)가 +X 방향으로 이동하지 못하도록 제어 명령을 입력할 수 있다. 방향 설정 버튼은 여러 횟수로 입력이 가능하며, 여러 방향을 동시에 입력할 수도 있다. 이러한 제어 명령은 디스플레이부(81)에 표시되는 터치 스크린의 입력으로도 가능하고, 물리적 버튼(84)을 통해서도 입력이 가능하다. 방향 설정이 완료된 후 저장 버튼을 누르면 사용자가 입력한 엑스선 소스(70)의 이동이 제한되는 방향에 대한 데이터는 메모리(310)에 저장되어 프로세서(300)가 엑스선 소스(70)의 이동을 제어하는데 사용될 수 있다.
엑스선 소스(70)가 ②의 위치에 있는 경우에는 +Y 방향으로 이동하면 물체(ob)와 충돌할 수 있으므로 +Y 방향으로 이동하지 못하도록 조작부(80)의 터치 스크린 상에서 +Y 방향 버튼을 터치 입력하여 엑스선 소스(70)가 +Y 방향으로 이동하지 못하도록 제어 명령을 입력할 수 있다. 마찬가지로, 엑스선 소스가 ③의 위치에 있는 경우에는 ??X 방향으로 이동하면 물체(ob)와 충돌할 수 있으므로 ??X 방향으로 이동하지 못하도록 - X 방향 버튼을 터치 입력하여 제어 명령을 입력할 수 있다.
프로세서(300)는 입력된 제어 명령에 기초하여 엑스선 소스(70)가 설정된 위치에서 설정된 방향으로 움직이지 못하도록 제어할 수 있다. 이 때, 엑스선 소스(70)가 물체(ob)에 근접한 지점에 현재 위치하는 것은, 기존에 설정되어 있던 엑스선 소스(70)의 이동 경로 또는 센서(89, 90)의 감지에 의해 판단될 수 있다. 즉, 프로세서(300)는 모터(110)를 제어하여 엑스선 소스(70)가 새 물체(ob) 주변의 경계(L2) 부근에는 근접하지 못하게 제어할 수 있다. 또한, 메모리(310)에 저장되어 있는 제어 명령에 기초하여 차후 엑스선 소스(70)의 이동에 있어서, 물체(ob)를 회피하여 이동할 수 있도록 제어할 수 있다.
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 사용자는 엑스선 소스의 이동이 제한되는 방향을 설정하는 것 외에도 물체(ob)를 회피하여 엑스선 소스(70)가 이동할 수 있는 경로를 설정하는 제어 명령을 입력할 수도 있다. 사용자는 도 8의 디스플레이부(81)에 표시된 제어 명령 입력 화면에서 물체 회피 경로 설정 버튼을 누른 후 수동 이동모드 또는 자동 이동모드에 의해 물체(ob)를 회피하는 경로로 엑스선 소스(70)를 이동시킬 수 있다. 물체 회피 경로 설정에 따라 엑스선 소스(70)가 이동하는 동안 이동 경로는 메모리(310)에 저장될 수 있고, 저장된 경로에 기초하여 차후 엑스선 소스(70) 이동시에 프로세서(300)는 물체(ob)를 회피하여 엑스선 소스(70)를 이동시킬 수 있다. 도 7의 (b)에는 엑스선 소스(70)가 물체(ob)를 피해서 이동하는 경로가 화살표로 표시되어 있다.
사용자가 직접 제어 명령을 입력하는 것 외에도, 엑스선 소스(70)가 이동 하면서 센서(89)가 물체(ob)를 감지하면, 센서(89)의 감지에 기초하여 엑스선 소스(70)가 물체(ob)를 회피하는 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 센서(89)가 감지하는 신호를 이용하여 프로세서(300)가 모터(110)를 컨트롤하여 엑스선 소스(70)가 물체(ob)를 회피하여 이동하도록 제어할 수 있다. 도 7의 (a)의 경우처럼 엑스선 소스(70)가 물체(ob)에 근접할 때 센서(89)가 물체(ob)에 접근하는 방향의 이동을 제한하는 신호를 프로세서(300)로 송신할 수 있고, 도 7의 (b)의 경우처럼 센서(89)의 물체(ob)감지에 기초하여 물체(ob)를 회피하여 이동하는 경로를 프로세서(300)로 송신할 수도 있다. 센서(89)가 감지하는 엑스선 소스(70)의 이동 제한 방향 또는 물체를 회피하여 이동하는 경로에 대한 데이터는 메모리(310)에 저장될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 새로운 물체를 회피하여 이동하도록 재설정된 이동 영역을 도시한 것이다.
도 9에 개시된 바와 같이, 사용자의 제어 명령 입력 또는 센서(89)의 물체(ob) 감지에 따라 새 물체(ob)가 포함된 영역을 제외한 영역을 엑스선 소스(70)의 이동 영역으로 재설정 할 수 있다. 도 9의 영역(L3)은 엑스선 소스(70)가 물체 1 내지 물체 3 및 새로운 물체(ob)와 충돌하지 않고 이동할 수 있는 영역을 도시한 것이다. 이렇게 재설정된 영역에 관한 데이터는 메모리(310)에 저장될 수 있고, 프로세서(300)는 저장된 데이터에 기초하여 차후 엑스선 소스(70)의 이동 영역(L3)을 제한할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따라 엑스선 소스가 장애물을 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 설정하는 것을 설명하기 위한 것이다.
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 기존에 새로운 물체(ob)가 없을 때는 엑스선 소스(70)가 ①의 위치에서 ②의 위치로 이동하기 위해 R1 경로를 거쳐서 이동하는 것이 최단 경로였으나, (b)의 경우처럼 새로운 물체(ob)가 존재하는 경우에는 ①의 위치에서 ②의 위치로 이동하기 위해서는 R2 경로를 거쳐서 이동해야 한다. 프로세서(300)는 사용자가 입력한 엑스선 소스(70) 이동 영역에 대한 제어 명령 및 센서(89)의 감지에 기초하여 물체(ob)를 회피하여 목표 지점에 도달할 수 있는 최단 경로(R2)를 계산하고 설정된 최단 경로를 메모리(310)에 저장할 수 있다. 메모리(310)에 저장된 최단 경로(R2)를 기초로 하여 프로세서(300)는 엑스선 소스(70)가 물체(ob)에 인접하는 경우 최단 경로(R2)로 이동하도록 제어할 수 있다. 상술한 최단 경로(R2) 재설정에 의해 엑스선 촬영에 있어서 효율적이고 빠른 촬영 및 진단이 가능하다.
도 11은 일 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 11에 개시된 바와 같이, 먼저 엑스선 소스(70)가 물체(ob)에 인접한 위치까지 이동할 수 있다(S100). 엑스선 소스(70)는 전술한 바와 같이 자동 이동모드 또는 수동 이동모드에 의하여 이동할 수 있다. 엑스선 소스(70)가 물체(ob; 장애물) 근처로 이동된 후 사용자는 조작부(80)를 통해 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력할 수 있다(S110). 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 제어 명령은 엑스선 소스(70)의 이동을 제한하는 방향 또는 엑스선 소스의 이동 경로를 설정하는 제어 명령일 수 있다. 사용자가 입력한 제어 명령에 기초한 엑스선 소스(70)의 이동 영역에 대한 데이터는 메모리(310)에 저장될 수 있고(S120), 프로세서(300)는 사용자가 입력한 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 엑스선 소스(70)가 이동하도록 제어할 수 있다(S130). 프로세서(300)는 엑스선 소스(70)가 물체(ob)를 회피하여 이동함에 있어서 최단 경로를 재설정 해야 되는지 판단할 수 있다(S140). 엑스선 소스(70)가 목표 지점까지 이동함에 있어서 물체(ob) 때문에 최단 경로가 변경되어야 되는 경우에는 사용자가 입력한 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 엑스선 소스가 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정할 수 있다(S160). 메모리(310)에는 프로세서(300)가 재설정한 최단 경로에 대한 데이터를 저장할 수 있다(S170). 최단 경로를 재설정할 필요가 없는 경우에는 프로세서(300)가 엑스선 소스(70)가 이동하는 경로상에 있어서 다른 장애물이 되는 물체가 있는지 여부를 판단할 수 있다(S150). 다른 물체가 존재하는 경우에는 S100단계부터 과정을 반복하고, 물체가 없는 경우에는 제어 과정이 종료된다. 또는 다른 장애물이 되는 물체가 있는지 여부를 사용자가 판단하여, 다른 물체가 있는 경우에는 S100 단계부터 과정을 반복할 수 있다.
도 12는 다른 실시예에 따른 엑스선 촬영 장치 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 12에 개시된 바와 같이, 먼저 엑스선 소스(70)가 물체(ob)에 인접한 위치까지 이동할 수 있다(S100). 엑스선 소스(70)는 전술한 바와 같이 자동 이동모드 또는 수동 이동모드에 의하여 이동할 수 있다. 엑스선 소스(70)가 이동하면서 엑스선 소스(70) 주변에 마련된 센서(89)는 물체(ob)를 감지할 수 있다(S115). 센서(89)는 엑스선 소스(70)와 물체(ob)와의 거리를 감지하고, 엑스선 소스(70)가 물체(ob)를 회피하여 이동하는 동안 연속적으로 물체(ob)를 감지할 수 있다. 감지된 물체(ob)를 회피하여 이동하는 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 메모리(310)에 저장될 수 있고(S125), 프로세서(300)는 센서에 의해 감지된 물체(ob)를 회피하여 엑스선 소스(70)가 이동하도록 제어할 수 있다(S135). 프로세서(300)는 엑스선 소스(70)가 물체(ob)를 회피하여 이동함에 있어서 최단 경로를 재설정 해야 되는지 판단할 수 있다(S145). 엑스선 소스(70)가 목표 지점까지 이동함에 있어서 물체(ob) 때문에 최단 경로가 변경되어야 되는 경우에는 엑스선 소스(70)가 감지한 물체(ob)를 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정할 수 있다(S165). 메모리(310)에는 프로세서(300)가 재설정한 최단 경로에 대한 데이터를 저장할 수 있다(S175). 최단 경로를 재설정할 필요가 없는 경우에는 프로세서(300)가 엑스선 소스(70)가 이동하는 경로상에 있어서 센서(89)가 감지하는 다른 물체가 있는지 여부를 판단할 수 있다(S155). 다른 물체가 존재하는 경우에는 S105단계부터 과정을 반복하고, 물체가 없는 경우에는 제어 과정이 종료된다.
도 13은 일 실시예에 따른 센서의 물체 감지에 따라 엑스선 소스가 물체를 회피하도록 제어 명령을 입력할 수 있는 인터페이스가 표시된 화면을 도시한 것이다.
도 11 및 도 12에서 상술한 바와 같이, 엑스선 소스(70)가 물체(ob)에 인접한 경우 사용자는 엑스선 소스(70)가 물체(ob)를 회피하여 이동하도록 제어 명령을 입력할 수도 있고, 센서(89)가 물체(ob)를 감지함에 따라 사용자가 제어 명령을 입력하지 않고도 엑스선 소스(70)가 물체(ob)를 회피하여 이동할 수 있도록 프로세서(300)에 제어 신호를 보낼 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 조작부(80)의 디스플레이부(81)에는 엑스선 소스(70)가 물체(ob)를 회피하여 이동하도록 사용자가 제어 명령을 입력할 수 있는 화면이 표시될 수 있다. 즉, 엑스선 소스(70)가 물체(ob)에 인접한 위치로 이동된 뒤, 센서(89)가 물체(ob)를 감지하여 감지된 신호 자체를 프로세서(300)에 전달하여 제어하는 것이 아니라, 센서(89)가 물체를 감지한 것을 기초로 하여 사용자가 제어 명령을 입력할 수 있도록 디스플레이부(81)에 입력 인터페이스를 제공할 수 있다. 센서(89)가 물체(ob)를 감지하여 감지한 방향으로 엑스선 소스(70)가 이동할 수 없거나, 물체(ob)를 회피하여 이동해야 하는 경우에는 도 13의 화면과 같이 사용자가 물체 회피 제어 명령을 입력할 수 있는 화면이 표시되고, 사용자가 그에 따라 제어 명령을 입력하면 도 11의 S110 단계 이하의 엑스선 촬영 장치 제어 방법이 구현될 수 있다. 즉, 도 13은 일 실시예에 따라 센서(89)가 물체를 감지하고, 사용자가 직접 물체 회피 제어 명령을 입력하여 엑스선 소스(70)가 물체를 회피하여 이동할 수 있도록 제어할 수 있는 엑스선 촬영 장치 제어 방법을 나타낸 것이다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 바람직한 실시예들을 중심으로 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법에 대해 설명 하였다. 상술한 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법의 실시예에 의하면, 엑스선 소스의 이동 경로 상에 기존에 존재하지 않던 물체가 위치하여 장애물이 되는 경우에 엑스선 소스에 마련된 센서가 물체를 감지하여 자동으로 물체 회피 경로를 설정하거나, 사용자가 회피 경로에 대한 제어 명령을 입력 함으로써 엑스선 소스가 장애물을 회피하여 이동할 수 있게 제어할 수 있다. 즉, 새로 위치하는 물체를 회피하는 엑스선 소스의 이동 경로를 엔지니어가 추가적으로 재설정 하지 않아도 사용자가 엑스선 간단하게 물체 회피 경로를 설정할 수 있으므로, 엑스선 촬영 및 진단이 효율적으로 수행될 수 있다. 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법의 예는 이에 한정되는 것이 아니며 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이다. 그러므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
70 : 엑스선 소스
80 : 조작부
81 : 디스플레이부
82 : 손잡이
83 : 모드전환부
84 : 버튼
87 : 제 1버튼
88 : 제 2버튼
89 : 센서
90 : 충돌센서
110 : 모터
300 : 프로세서
310 : 메모리
80 : 조작부
81 : 디스플레이부
82 : 손잡이
83 : 모드전환부
84 : 버튼
87 : 제 1버튼
88 : 제 2버튼
89 : 센서
90 : 충돌센서
110 : 모터
300 : 프로세서
310 : 메모리
Claims (24)
- 이동 가능하도록 마련된 엑스선 소스;
상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력 받는 조작부; 및
상기 입력된 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 프로세서;를 포함하는 엑스선 촬영 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 조작부는,
상기 엑스선 소스 주변에 마련되고, 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 제어 명령의 입력을 위한 인터페이스를 제공하는 터치 스크린;을 포함하는 엑스선 촬영 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 조작부는,
상기 엑스선 소스의 이동 영역을 상기 엑스선 소스의 이동경로상에 존재하는 물체가 포함된 영역을 제외한 영역으로 재설정하는 명령을 입력 받는 엑스선 촬영 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 조작부는,
상기 이동 영역의 제어 모드에 대한 명령을 입력 받는 제 1버튼; 및 상기 입력된 제어 명령에 기초한 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 명령을 입력 받는 제 2버튼;을 포함하는 엑스선 촬영 장치. - 제 4항에 있어서,
상기 조작부는,
상기 제 1버튼이 조작되면, 상기 엑스선 소스의 이동이 제한되는 방향 또는 상기 엑스선 소스의 이동 경로가 설정되는 제어 명령을 입력 받고,
상기 제 1버튼 및 상기 제 2버튼은 물리적 입력부, 터치 스크린 또는 리모컨을 포함하는 엑스선 촬영 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 입력된 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 상기 엑스선 소스가 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정하고, 상기 재설정된 경로에 기초하여 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 엑스선 촬영 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 입력된 제어 명령에 기초한 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 메모리;를 포함하는 엑스선 촬영 장치. - 제 7항에 있어서,
상기 메모리는,
상기 엑스선 소스가 목표 지점까지 이동하기 위해 재설정된 최단 경로에 대한 데이터를 저장하는 엑스선 촬영 장치. - 이동 가능하도록 마련된 엑스선 소스;
상기 엑스선 소스 주변의 물체를 감지하는 센서; 및
상기 센서가 물체를 감지하면 상기 엑스선 소스가 상기 물체를 회피하여 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 프로세서;를 포함하는 엑스선 촬영 장치. - 제 9항에 있어서,
상기 센서는,
상기 엑스선 소스 주변에 마련되고, 모션 센서, 이미지 센서, 적외선 센서, 전파 센서 또는 3차원 감지센서를 포함하는 엑스선 촬영 장치. - 제 9항에 있어서,
상기 센서는,
상기 엑스선 소스와 상기 물체와의 거리를 감지하고, 상기 엑스선 소스가 상기 물체를 회피하여 이동하는 동안 상기 물체를 감지하는 엑스선 촬영 장치. - 제 9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 엑스선 소스가 상기 센서가 감지한 물체를 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정하고, 상기 재설정된 경로에 기초하여 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동 영역을 제어하는 엑스선 촬영 장치. - 제 12항에 있어서,
상기 센서의 물체 감지에 기초하여 상기 물체를 회피하여 이동하는 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 메모리;를 포함하는 엑스선 촬영 장치. - 제 13항에 있어서,
상기 메모리는,
상기 엑스선 소스가 상기 센서가 감지한 물체를 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위해 재설정된 최단 경로에 대한 데이터를 저장하는 엑스선 촬영 장치. - 엑스선 소스가 물체에 인접한 위치까지 이동하고;
상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력 하고;
상기 입력된 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 엑스선 촬영 장치 제어 방법. - 제 15항에 있어서,
상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 제어 명령을 입력하는 것은,
상기 엑스선 소스의 이동을 제한하는 방향 또는 상기 엑스선 소스의 이동 경로를 설정하는 제어 명령을 입력 받는 엑스선 촬영 장치 제어 방법. - 제 15항에 있어서,
상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것은,
상기 입력된 제어 명령에 기초한 이동 영역 내에서 상기 엑스선 소스가 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정하고, 상기 재설정된 경로에 기초하여 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것을 더 포함하는 엑스선 촬영 장치 제어 방법. - 제 17항에 있어서,
상기 입력된 제어 명령에 기초한 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 것을 포함하는 엑스선 촬영 장치 제어 방법. - 제 18항에 있어서,
상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 것은,
상기 엑스선 소스가 목표 지점까지 이동하기 위해 재설정된 최단 경로에 대한 데이터를 저장하는 것을 더 포함하는 엑스선 촬영 장치 제어 방법. - 엑스선 소스가 물체에 인접한 위치까지 이동하고;
상기 엑스선 소스 주변의 물체를 감지하고;
상기 엑스선 소스가 상기 감지된 물체를 회피하여 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 엑스선 촬영 장치 제어 방법. - 제 20항에 있어서,
상기 엑스선 소스 주변의 물체를 감지하는 것은,
상기 엑스선 소스와 상기 물체와의 거리를 감지하고, 상기 엑스선 소스가 상기 물체를 회피하여 이동하는 동안 상기 물체를 감지하는 엑스선 촬영 장치 제어 방법. - 제 20항에 있어서,
상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 것은,
상기 엑스선 소스가 상기 감지된 물체를 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위한 최단 경로를 재설정하고, 상기 재설정된 경로에 기초하여 상기 엑스선 소스가 이동하도록 상기 엑스선 소스의 이동을 제어하는 엑스선 촬영 장치 제어 방법. - 제 22항에 있어서,
상기 감지된 물체를 회피하여 이동하는 상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 것을 포함하는 엑스선 촬영 장치 제어 방법. - 제 23항에 있어서,
상기 엑스선 소스의 이동 영역에 대한 데이터를 저장하는 것은,
상기 엑스선 소스가 상기 감지된 물체를 회피하여 목표 지점까지 이동하기 위해 재설정된 최단 경로에 대한 데이터를 저장하는 엑스선 촬영 장치 제어 방법.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| KR1020150017502A KR20160095913A (ko) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법 |
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ID=56552662
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020150017502A KR20160095913A (ko) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | 엑스선 촬영 장치 및 그 제어 방법 |
Country Status (3)
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|---|---|
| US (1) | US10194882B2 (ko) |
| KR (1) | KR20160095913A (ko) |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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