KR101556725B1 - Method for generating insertion trajectory of medical device - Google Patents

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KR101556725B1
KR101556725B1 KR1020130161288A KR20130161288A KR101556725B1 KR 101556725 B1 KR101556725 B1 KR 101556725B1 KR 1020130161288 A KR1020130161288 A KR 1020130161288A KR 20130161288 A KR20130161288 A KR 20130161288A KR 101556725 B1 KR101556725 B1 KR 101556725B1
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Abstract

본 개시는 삽입점(entry point)으로부터 타겟(target)까지의 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에서, 타겟 및 침습 불허 영역을 포함하는 시술 대상의 영상이 준비되는 단계; 삽입 경로를 포함하는 초기 삽입 영역이 지정되는 단계;로서, 타겟에 가까워질수록 단면적이 감소하는 3차원 기둥 형상을 가지는 초기 삽입 영역이 지정되는 단계; 초기 삽입 영역과 침습 불허 영역과의 교차여부가 판단되는 단계; 그리고 교차를 피하도록 초기 삽입 영역이 축소되어 안전 삽입 영역이 생성되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a method of generating an insertion path of a medical device from an entry point to a target, comprising: preparing an image to be treated including a target and an uninvited area; Designating an initial insertion region including a insertion path, the initial insertion region having a three-dimensional columnar shape whose cross-sectional area decreases as the target becomes closer to the target; Determining whether an initial insertion region intersects with an uninfected area; And generating a safe insertion region by reducing an initial insertion region to avoid crossing.

Description

의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법{METHOD FOR GENERATING INSERTION TRAJECTORY OF MEDICAL DEVICE}[0001] METHOD FOR GENERATING INSERTION TRAJECTORY OF MEDICAL DEVICE [0002]

본 개시(Disclosure)는 전체적으로 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에 관한 것으로, 특히 삽입 경로를 자동으로 생성하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에 관한 것이다.Disclosure relates generally to a method of generating an insertion path of a medical device, and more particularly to a method of generating an insertion path of a medical device that automatically generates an insertion path.

여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present disclosure is provided, and these are not necessarily meant to be known arts.

리드(예: Deep Brain Stimulation용 리드(lead)), 생검 바늘(예: biopsy needle), 프로브(probe), 카데터(catheter) 등의 의료 디바이스(medical device)를 폐, 뇌, 간 등 신체 내부로 삽입하거나 이식(implant)하는 시술은 혈관이나 해부학적으로 중요한 구조들이 손상되지 않거나 최소 침습이 되도록 시행되는 것이 중요하다.A medical device, such as a lead (eg, a lead for deep brain stimulation), a biopsy needle (eg, biopsy needle), a probe, a catheter, It is important that the implantation or implantation is performed so that vessels or anatomically important structures are not damaged or minimally invasive.

예를 들어 뇌의 경우, 이러한 시술은 뇌의 다양한 기능에 영향을 주는 신경외과적 수술들을 포함한다. 신경외과적 수술에는 뇌에서 종양을 제거하는 수술뿐만 아니라 특정 기능을 하는 뇌의 특정 부위를 자극(stimulation)하는 수술(Deep Brain Stimulation; DBS)이 포함될 수 있다. 예를 들어, 신경외과 의사는 파킨슨병, 강박장애 및 우울증과 같은 중대한 병을 치료하기 위해 심부 뇌 자극술(DBS)을 시행한다. 심부 뇌 자극술에서는 환자의 뇌 기능을 정상화하기 위해 뇌신경의 일정부분을 억압하거나 자극할 수 있는 전극을 뇌의 심층부에 이식하는 과정이 필요하다. 전극은 리드(lead)의 끝에 구비될 수 있으며, 리드가 뇌의 삽입 경로를 따라 삽입된다.For example, in the case of the brain, such procedures include neurosurgical operations that affect various functions of the brain. Neurosurgical surgery may include surgery to remove tumors from the brain as well as deep brain stimulation (DBS) that stimulates specific areas of the brain that are functioning. For example, neurosurgeons perform deep brain stimulation (DBS) to treat serious illnesses such as Parkinson's disease, obsessive-compulsive disorder and depression. In deep brain stimulation, it is necessary to transplant an electrode capable of suppressing or stimulating a certain part of the brain to the deep part of the brain to normalize the brain function of the patient. The electrode may be provided at the end of the lead, and the lead is inserted along the insertion path of the brain.

상기한 의료 디바이스의 삽입 또는 이식 수술에는 의료 도구, 예를 들어, DBS의 전극을 타겟(target)에 정확히 도달하게 하면서 뇌의 혈관 등 중요 구조(major structure)를 손상하지 않는 리드(lead)의 삽입 경로를 찾는 것이 중요하다. 삽입 경로의 계획에서 뇌에 리드의 진입 각도가 중요하며, 진입 각도 및 삽입점을 정함으로써 삽입 경로가 계획된다. 그러나 기존의 삽입 경로의 계획은 혈관이나 뇌의 중요 해부학적 구조에 대한 삽입 경로의 침습의 정도에 대해 객관적이고 정량적인 근거에 의해 결정된 것이라기보다는 의사의 경험과 지식에 크게 의존하고 있다. 따라서 동일한 환자에 대해 의사가 다르면 삽입 경로에 차이가 있을 수 있다. 미국 특허공개공보 제2012/0184844호에는 DBS에서 복수의 삽입 경로를 생성하는 방법이 개시되어 있지만, 삽입 경로 자체의 침습의 정도를 평가하고 혈관 등을 피하여 삽입 경로를 계획하는 구체적인 방법에 대해서는 개시하지 못하고 있다.The insertion or implantation of the medical device described above requires insertion of a medical tool, for example, a lead that does not damage the major structure, such as the blood vessels of the brain, while allowing the electrodes of the DBS to reach the target precisely, It is important to find the route. In the planning of the insertion path, the angle of entry of the lead into the brain is important, and the insertion path is planned by defining the entry angle and insertion point. However, the existing planning of the insertion route depends heavily on the physician's experience and knowledge rather than on the objective and quantitative basis of the degree of invasion of the insertion route to the critical anatomical structure of the blood vessel or brain. Therefore, different physicians may have different insertion routes for the same patient. U.S. Patent Application Publication No. 2012/0184844 discloses a method of generating a plurality of insertion paths in DBS. However, a specific method of evaluating the degree of invasion of the insertion path itself and planning the insertion route by avoiding blood vessels and the like is not disclosed I can not.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.

여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).SUMMARY OF THE INVENTION Herein, a general summary of the present disclosure is provided, which should not be construed as limiting the scope of the present disclosure. of its features).

본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 삽입점(entry point)으로부터 타겟(target)까지의 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에서, 타겟 및 침습 불허 영역을 포함하는 시술 대상의 영상이 준비되는 단계; 삽입 경로를 포함하는 초기 삽입 영역이 지정되는 단계;로서, 타겟에 가까워질수록 단면적이 감소하는 3차원 기둥 형상을 가지는 초기 삽입 영역이 지정되는 단계; 초기 삽입 영역과 침습 불허 영역과의 교차여부가 판단되는 단계; 그리고 교차를 피하도록 초기 삽입 영역이 축소되어 안전 삽입 영역이 생성되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법이 제공된다.In a method of generating an insertion path of a medical device from an entry point to a target according to one aspect of the present disclosure, A step of preparing an image to be treated; Designating an initial insertion region including a insertion path, the initial insertion region having a three-dimensional columnar shape whose cross-sectional area decreases as the target becomes closer to the target; Determining whether an initial insertion region intersects with an uninfected area; And generating a safe insertion region by reducing an initial insertion region so as to avoid a crossing; and a method of generating an insertion path of the medical device.

이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.This will be described later in the Specification for Implementation of the Invention.

도 1은 본 개시에 따른 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법의 일 예를 설명하는 도면,
도 2 내지 도 5는 타겟 및 침습 불허 영역을 포함하는 뇌 영상이 준비되는 과정의 일 예를 설명하는 도면들,
도 6 및 도 7은 볼륨 영상 정렬되는 뇌 영상들의 일 예를 설명하는 도면들,
도 8은 삽입 경로 계획을 하는 소프트웨어의 인터페이스의 일 예를 보여주는 도면,
도 9는 삽입 범위가 지정되는 방법의 일 예를 설명하는 도면,
도 10은 도 9에서 일부가 확대된 도면,
도 11은 초기 삽입 영역으로부터 안전 삽입 영역이 생성되는 과정의 일 예를 설명하는 도면,
도 12는 sagittal, axial, coronal views 및 3D 영상에 나타난 삽입 경로의 일 예를 설명하는 도면,
도 13은 surgeon's Eye View에 의한 뇌의 이미지의 일 예를 나타내는 도면.
1 is a diagram illustrating an example of a method of generating an insertion path of a medical device according to the present disclosure,
FIGS. 2 to 5 are views for explaining an example of a process of preparing a brain image including target and non-invasive areas,
FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating an example of brain images that are volume image-aligned,
FIG. 8 is a drawing showing an example of an interface of a software that performs insertion path planning;
9 is a view for explaining an example of a method in which an insertion range is specified,
FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG. 9,
11 is a view for explaining an example of a process of creating a safe insertion area from an initial insertion area,
12 is a view for explaining an example of a sagittal, axial, coronal views, and an insertion path shown in a 3D image;
13 is a view showing an example of an image of the brain by the surgeon's eye view;

이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)). The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 개시에 따른 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법의 일 예를 설명하는 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a method of generating an insertion path of a medical device according to the present disclosure;

삽입점(entry point)으로부터 타겟까지의 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에서, 먼저 타겟(target) 및 침습 불허 영역을 포함하는 뇌 영상이 준비된다(S11). 예를 들어, 의료영상 장치로부터 획득된 Sagittal view, Axial view 및 Coronal view 뇌 영상들을 분할(segmentation) 과정을 통해 혈관을 포함하는 침습 불허 영역과 타겟이 3차원 복셀의 집합으로 구해지고(S11), 분할된 뇌 영상들이 Anterior commissure-Posterior commissure line을 기준으로 볼륨 영상 정렬(volume alignment)된다(S21). 다음으로, 삽입 경로를 포함하는 초기 삽입 영역이 지정된다(S31). 초기 삽입 영역은 타겟에 가까워질수록 단면적이 감소하는 3차원 기둥 형상(예: truncated column)을 가진다. 예를 들어, 대상의 영상에 나타난 대상의 표면에 삽입 범위(entry range)가 지정됨으로써, 삽입 범위로부터 타겟까지 초기 삽입 영역이 정의된다. 계속해서, 초기 삽입 영역과 침습 불허 영역 간의 교차여부가 판단된다. 예를 들어, 디스턴스 맵을 이용하여 초기 삽입 영역의 경계(boundary)로부터 침습 불허 영역까지의 거리가 계산된다(S41). 이후, 교차를 피하도록 초기 삽입 영역이 축소되어 안전 삽입 영역이 생성된다(S51). 안전 삽입 영역의 중심선으로부터 삽입점이 추출될 수 있다(S61). 삽입 경로는 안전 삽입 영역 내에서 변경이 가능하므로 안전 삽입 영역은 삽입 경로의 허용 여유가 된다. 즉, 본 개시에 따른 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에 의하면 단일한 또는, 복수의 삽입 경로를 개별적으로 추출하는 것과는 다르게 3차원 공간으로서 삽입 영역이 추출된다. 본 개시에 따른 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법은 의료 디바이스(예: 생검 바늘, Deep Brain Stimulation용 리드(lead), 프로브(probe), 카데터(catheter) 등)을 신체 내의 타겟에 도달하게 하는 다양한 시술에 적용될 수 있고, 특히 DBS(Deep Brain Stimulation)에서 비침습 삽입 경로를 자동으로 생성하는 데에 적용될 수 있다. 이하, DBS를 중심으로 설명된다.In a method of generating an insertion path of a medical device from an entry point to a target, a brain image including a target and a non-invasive area is first prepared (S11). For example, the Sagittal view, the axial view, and the coronal view brain images obtained from the medical imaging device are segmented to obtain a non-invasive area including the blood vessel and a target as a set of three-dimensional voxels (S11) The divided brain images are volume aligned with respect to the anterior commissure-posterior commissure line (S21). Next, an initial insertion area including the insertion path is designated (S31). The initial insertion area has a truncated column shape (for example, a truncated column) whose cross-sectional area decreases as it approaches the target. For example, an initial insertion area is defined from the insertion range to the target by designating an entry range on the surface of the object shown in the image of the object. Subsequently, it is judged whether or not the intersection between the initial insertion area and the non-invasive area is intersected. For example, the distance from the boundary of the initial insertion region to the non-invasive region is calculated using the distance map (S41). Thereafter, the initial insertion region is reduced so as to avoid the intersection, thereby creating the safe insertion region (S51). The insertion point can be extracted from the center line of the safe insertion area (S61). Since the insertion path can be changed within the safe insertion region, the safe insertion region is allowed in the insertion path. That is, according to the method of generating an insertion path of a medical device according to the present disclosure, an insertion region is extracted as a three-dimensional space, unlike extracting a single or a plurality of insertion paths individually. A method of generating an insertion path of a medical device according to the present disclosure is a method of creating a path of insertion of a medical device such as a biopsy needle, a lead for Deep Brain Stimulation, a probe, a catheter, It can be applied to various procedures, and can be applied to automatically generating a non-invasive insertion path in DBS (Deep Brain Stimulation). Hereinafter, the description will be focused on DBS.

이하, 각 과정이 상세히 설명된다.Hereinafter, each process will be described in detail.

도 2 내지 도 5는 타겟 및 침습 불허 영역을 포함하는 뇌 영상이 준비되는 과정의 일 예를 설명하는 도면들이다.FIGS. 2 to 5 are views for explaining an example of a process of preparing a brain image including target and non-invasive areas.

먼저, MRI에 의해 다종의 MRI 뇌 영상들(예: Vessel angiography,T1 등)이 생성된다. 이후, 타겟(도 9 및 도 11의 100 참조) 및 침습 불허 영역(도 11의 120, 140 참조)이 분할(segmentation)될 수 있다(도 1의 S11). 예를 들어, T1 영상에서 소프트웨어 렌더링 방법으로 뇌의 혈관(vessel), 뇌실(ventricle) 등 다치면 안되는 영역(침습 불허 영역)의 마스크(mask)가 각각 생성되며, 타겟이 사용자에 의해 정해질 수 있다. 타겟은 DBS의 경우 뇌의 특정 기능을 수행하는 부분으로서 자극의 목표가 된다. DBS 리드(lead)에는 타겟을 자극하기 위한 전극(예; 3개의 전극)이 구비될 수 있다. MRI로부터 생성되는 뇌 영상들은, 예를 들어, 도 2에 도시된 것과 같이, sagittal view(우측 상단 참조), axial view(좌측 상단 참조), coronal view(좌측 하단 참조) 뇌 영상들을 포함한다. 혈관의 경우, 도 3(a)와 같이 axial view에서 MRI Brain Angiography 영상을 사용하여 분할기법(예: Adaptive region growing)에 의해 도 3(b)와 같이 혈관이 분할될 수 있다. 이러한 분할에 의해 동맥 및 정맥과 같은 혈관과 뇌실 등 침습 불허 영역과, 타겟이 복셀의 3차원 집합으로 구해질 수 있다. 마찬가지로 침습 불허 영역을 제외한 안전 영역이 복셀의 3차원 집합으로 구해질 수 있다. 도 4에서 침습 불허 영역과 안전 영역이 색으로 구분되지 않았지만, 침습 불허 영역과 안전 영역이 색으로 구분되게 표시될 있다. 의료영상 소프트웨어를 사용하여 분할된 혈관으로부터 3D volume Rendering(도 5(a)) 또는 3D surface Rendering(도 5(b))된 혈관의 구조가 생성될 수 있다. First, various MRI brain images (eg, Vessel angiography, T1, etc.) are generated by MRI. Thereafter, the target (see 100 in FIGS. 9 and 11) and the non-invasive area (see 120 and 140 in FIG. 11) can be segmented (S11 in FIG. 1). For example, a software rendering method on a T1 image generates masks of regions (non-invasive areas) that should not be hurt such as vessels of the brain, ventricles, etc., and the target can be determined by the user have. The target is the part of the DBS that performs a specific function of the brain and becomes a target of stimulation. The DBS lead may be provided with an electrode (e.g., three electrodes) for stimulating the target. The brain images generated from the MRI include, for example, a sagittal view (see upper right), an axial view (see upper left), and a coronal view (see lower left) brain images, for example, as shown in FIG. In the case of blood vessels, blood vessels can be divided as shown in FIG. 3 (b) by a segmentation technique (for example, adaptive region growing) using an MRI Brain Angiography image in an axial view as shown in FIG. By such a segmentation, the target can be obtained as a three-dimensional set of voxels, and the non-invasive area such as blood vessels and ventricles such as arteries and veins. Likewise, the safe area excluding the non-invasive area can be obtained as a three-dimensional set of voxels. In FIG. 4, the non-invasive area and the safe area are not color-coded, but the non-invasive area and the safe area may be displayed in colors. The medical image software can be used to generate 3D volume rendering (FIG. 5 (a)) or 3D surface rendering (FIG. 5 (b)) from the divided blood vessels.

침습 불허 영역 추출은 뇌 영상을 기반으로 분석하여 결과를 마스크(Mask)로 저장하는 과정이다. 침습 불허 영역을 추출하는 방법은 혈관의 경우 전술한 것과 같이 혈관 강조영상을 가지고 분할하는 방법(Thresholding 등)이 적용된다. 이러한 마스크 등의 정보를 이용하여 이후 과정에서 침습 불허 영역으로 시술 도구가 못 가게 하는 제어 프로그램 등이 구현되어야 하는데, 이때 정확도를 복셀 하나의 크기보다 크면 마스크만으로 충분하지만, 좀더 정교하게 정확도를 구현하려면 이 영역의 Surface Model을 생성하고, 3D modelling된 시술 도구와 교차점(intersection)을 구하는 알고리즘을 적용할 수 있다. 즉, mask intersection이나 3D model intersection을 구현하는 것이다. Volume Rendering, Surface Rendeirng은 사람의 눈으로 확인이 필요할 수 있으므로 각각의 정보를 시각화해서 보여주는 것이다.The non-invasive region extraction is a process of analyzing based on the brain image and storing the result as a mask. As a method of extracting the non-invasive area, a method of dividing the blood vessel by using the vascular emphasized image (thresholding, etc.) is applied as described above. A control program should be implemented that uses information such as masks, etc. to prevent the procedure tool from reaching the non-invasive area. In this case, if the accuracy is larger than the size of one voxel, the mask is sufficient. However, It is possible to apply the algorithm to create the surface model of this area and obtain the 3D modeled procedure tool and the intersection. That is, it implements mask intersection or 3D model intersection. Volume Rendering, Surface Rendering is a visualization of each piece of information that may need to be confirmed by the human eye.

도 6 및 도 7은 볼륨 영상 정렬되는 뇌 영상들의 일 예를 설명하는 도면들이다.FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating an example of brain images arranged in volume images.

계속해서, 분할된 뇌 영상들이 Anterior commissure-Posterior commissure line(AC-PC line)을 기준으로 볼륨 영상 정렬(volume alignment)된다(도 1의 S21). Subsequently, the divided brain images are volume aligned based on anterior commissure-posterior commissure line (AC-PC line) (S21 in FIG. 1).

예를 들어, sagittal view(도 6 및 도7 우측 상단 참조) 뇌 영상을 이용하여 두 점 AC 및 PC을 사용자가 선택할 수 있으며, 또한, axial view(도 7 좌측 상단 참조) 및 coronal view(좌측 하단 참조)에서 두 점 AC 및 PC을 선택하는 것이 모두 가능하다. 이와 같은 AC-PC line을 기준으로 sagittal view, axial view 및 coronal view가 볼륨 영상 정렬(volume alignment)된다(도 7 우측 하단 참조).For example, two points AC and PC can be selected by the user using the sagittal view (see the upper right of FIG. 6 and FIG. 7) brain image, and the axial view (see upper left in FIG. 7) and the coronal view It is possible to select the two points AC and PC in the same manner. The sagittal view, axial view, and coronal view are volume aligned with respect to the AC-PC line (refer to the bottom right of FIG. 7).

도 8은 삽입 경로 계획을 하는 소프트웨어의 인터페이스의 일 예를 보여주는 도면이고, 도 9는 삽입 범위가 지정되는 방법의 일 예를 설명하는 도면이고, 도 10은 도 9에서 일부가 확대된 도면이다.FIG. 8 is a view showing an example of an interface of software for planning an insertion path, FIG. 9 is a view for explaining an example of a method of specifying an insertion range, and FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG.

계속해서, 사용자에 의해 초기 삽입 영역(initial entry region; 도 11(a) 240 참조)이 지정된다(도 1의 S31). 본 예에서 삽입 경로는 최종적으로는 단일한 선이 추출될 수 있지만, 우선 이러한 최종적인 삽입 경로의 가능한 범위가 사용자에 의해 지정된다. 예를 들어, 이러한 삽입 경로의 가능한 범위는 타겟으로 이어지는 3차원 기둥 형상의 일정한 영역으로 지정된다. 사용자에 의해 지정된 삽입 경로가 초기 삽입 경로로 정의된다.Subsequently, an initial insertion region (see Fig. 11 (a) 240) is designated by the user (S31 in Fig. 1). In this example, the insertion path can eventually be extracted as a single line, but first, the possible range of this final insertion path is specified by the user. For example, the possible range of such an insertion path is designated as a constant region of a three-dimensional columnar shape leading to the target. The insertion path specified by the user is defined as the initial insertion path.

도 8을 참조하면, 사용자는 삽입 경로 계획을 하는 소프트웨어의 인터페이스를 통해 AC-PC alignment, target position 및 entry range 등에 관한 정보 또는 수치를 선택할 수 있다. 이러한 인터페이스를 통해 예를 들어, sagittal view(도 9 우측 상단 및 도 10(a) 참조) 및 coronal view(도 9 좌측 하단 및 도 10(b) 참조)에 나타난 뇌의 표면에 각각 삽입 범위(entry range; 211, 215)가 선으로 지정될 수 있다. 따라서 직교하는 sagittal view 및 coronal view에서 각각 선으로 지정된 삽입 범위는 3차원 볼륨에서는 곡면(도 11(b) 210 참조)으로 지정될 수 있다.Referring to FIG. 8, the user can select information or values related to AC-PC alignment, target position, entry range, and the like through an interface of software for planning an insertion path. Through these interfaces, it is possible to insert an insertion range (entry) on the surface of the brain, for example, in the sagittal view (see upper right in Fig. 9 and Fig. 10 (a)) and coronal view (lower left in Fig. 9 and Fig. range 211, 215) may be designated as a line. Therefore, the insertion range specified by the lines in the orthogonal sagittal view and the coronal view can be designated as the curved surface in the three-dimensional volume (see FIG. 11 (b) 210).

도 11은 초기 삽입 영역으로부터 안전 삽입 영역이 생성되는 과정의 일 예를 설명하는 도면이다.11 is a view for explaining an example of a process of generating a safe insertion area from an initial insertion area.

전술된 삽입 범위(210)가 지정됨으로써, 삽입 범위(210)로부터 타겟(100)까지 도 11(a)에 도시된 것과 같이 3차원 기둥 형상의 초기 삽입 영역(240)이 정의된다. 본 예에서 초기 삽입 영역(240)은 타겟(100)에 가까워질수록 단면적이 감소하는 원뿔대(truncated cone) 형상을 가진다. 삽입 범위(210)가 원형이 아닌 경우 콘피팅(cone fitting) 과정이 수행될 수 있고, 그 결과 상기 원뿔대 형상의 초기 삽입 영역(240)이 정의된다. 혈관 구조가 복잡한 폐에 비하여 뇌의 동맥 및 정맥을 포함한 혈관(140)의 구조는 더 단순하며, 혈관을 포함한 침습 불허 영역(120, 140)을 피하여 초기 삽입 영역(240)을 지정하는 것은 숙련된 의사에게는 가능한 일이다. 여기서 초기 삽입 영역(240)이 완벽하게 침습 불허 영역(120, 140)을 피할 것이 강제되는 것은 아니며, 후술될 안전 삽입 영역(280)을 추출하는 과정이 진행되므로 초기 삽입 영역(240)이 침습 불허 영역(120, 140)과 일부 교차하여도 무방하다(도 11(a) 참조). 다만 초기 삽입 영역(240)은 사용자의 경험과 지식에 의해 침습이 가장 작고, 삽입 경로로서 적합한 영역을 후속 과정을 위해 지정하는 것이다.By designating the insertion range 210 described above, an initial insertion region 240 of a three-dimensional columnar shape is defined from the insertion range 210 to the target 100 as shown in Fig. 11 (a). In this example, the initial insertion area 240 has a truncated cone shape with a reduced cross-sectional area as it approaches the target 100. When the insertion range 210 is not circular, a cone fitting process can be performed, so that the initial insertion area 240 of the truncated cone shape is defined. The structure of the blood vessel 140 including the arteries and veins of the brain is simpler than that of the lung having a complicated vascular structure, and designating the initial insertion region 240 by avoiding the non-invasive regions 120 and 140 including the blood vessels It is possible for a doctor. Since the initial insertion region 240 is not forced to avoid the completely uninfected regions 120 and 140 and the process of extracting the safe insertion region 280 to be described later proceeds, Or may partially intersect with the regions 120 and 140 (see Fig. 11 (a)). However, the initial insertion area 240 is the one that minimizes the invasion by the user's experience and knowledge, and designates an area suitable for the insertion path for the subsequent process.

이후, 초기 삽입 영역(240)과 침습 불허 영역(120, 140)과의 교차여부가 판단된다. 이를 위해 초기 삽입 영역의 경계(boundary)로부터 침습 불허 영역까지의 거리가 계산될 수 있다. 예를 들어, 도 11(a)에 도시된 것과 같이, 타킷(100)으로부터의 레이 케스팅(ray casting) 방법에 의해 초기 삽입 영역(240)의 경계로부터 침습 불허 영역(120, 140)의 복셀까지의 디스턴스 맵(distance map)이 생성되는 과정이 진행될 수 있다(도 1의 S41).Then, it is determined whether or not the initial insertion area 240 intersects with the uninfected areas 120 and 140. For this, the distance from the boundary of the initial insertion area to the non-invasive area can be calculated. For example, as shown in FIG. 11 (a), a ray casting method from a target 100 may be used to move from the boundary of the initial insertion region 240 to the voxels of the non-invasive regions 120 and 140 A distance map of the distance map may be generated (S41 in FIG. 1).

디스턴스 맵의 생성 과정은 침습 불허 영역의 마스크 상의 경계면을 기준으로 모든 복셀에 대해 이 경계면과의 거리를 계산하는 과정을 포함한다. 혈관 등 침습 불허 영역 경계면으로부터 거리를 계산해 놓으면 DBS용 리드의 삽입 경로 생성시나 로봇이 의료용 바늘을 찌를 때 실시간으로 안전 거리를 계산해서 쓸 수 있는 장점이 있다.The process of generating the distance map includes calculating the distance from the boundary to all the voxels based on the boundary on the mask of the non-invasive area. It is advantageous to calculate the distance of the insertion of the DBS lead or to calculate the safety distance in real time when the robot punches the medical needle.

상기 디스턴스 맵을 사용하여 초기 삽입 영역(240) 내에 위치하는 혈관 등의 침습 불허 영역(120, 140)의 복셀들이 찾아질 수 있다. 또한, 침습 불허 영역(120, 140)의 경계와 초기 삽입 영역(240)의 경계 간의 거리도 구해질 수 있다. 도 11(a)를 참조하면, 초기 삽입 영역(240)과 혈관(140) 및 뇌의 다른 중요 구조물(120; 예: 해마, 편도체 등)이 일부 교차하는 것을 알 수 있다.Voxels in non-invasive areas 120 and 140 such as blood vessels located in the initial insertion area 240 can be found using the distance map. In addition, the distance between the boundary of the non-invasive areas 120 and 140 and the boundary of the initial insertion area 240 can be obtained. 11 (a), it can be seen that the initial insertion region 240, the blood vessel 140, and other important structures 120 (e.g., hippocampus, amygdala, etc.) of the brain partially cross each other.

다음으로, 도 11(b)에 도시된 것과 같이, 교차를 피하도록 초기 삽입 영역(240)이 축소되어 안전 삽입 영역(280)이 생성된다(도 1의 S51). 초기 삽입 영역(240)이 침습 불허 영역(120, 140)과 교차하거나, 교차하지 않더라도 안전성 확보를 위해 침습 불허 영역(120, 140)의 경계로부터 안전 거리만큼 떨어지도록 초기 삽입 영역(240)이 축소된다. 즉 안전 삽입 영역(280)은 초기 삽입 영역(240)의 내에 포함된 영역이다. 예를 들어, 상기 디스턴스 맵을 사용하여 침습 불허 영역(120, 140)으로부터 안전 거리 바깥으로 초기 삽입 영역(240)이 축소되어 안전 삽입 영역(280)이 형성되며, 안전 삽입 영역(280)은 콘피팅(cone fitting)될 수 있다. 이와 같이 생성된 안전 삽입 영역(280)은 실재 시술에 적용될 수 있는 삽입 경로의 범위를 나타낼 수 있다. 생성된 안전 삽입 영역(280)이 너무 작거나 기타 다른 부적합한 이유가 발견되는 경우 다른 초기 삽입 영역을 지정하고 다른 안전 삽입 영역을 구하는 과정을 수행할 수도 있다.Next, as shown in Fig. 11 (b), the initial insertion area 240 is reduced so as to avoid the intersection to generate the safe insertion area 280 (S51 in Fig. 1). The initial insertion area 240 may be reduced so that the initial insertion area 240 may intersect with the uninfected areas 120 and 140 or may be separated from the boundary of the uninfected areas 120 and 140 by a safety distance do. That is, the secure insertion area 280 is an area included in the initial insertion area 240. For example, by using the distance map, the initial insertion area 240 is reduced to a safe insertion area 280 outside the safety distance from the uninvited area 120, 140, And may be cone fitting. The thus generated safe insertion region 280 may indicate the range of the insertion path that can be applied to the actual procedure. If the created secure insertion area 280 is too small or another inappropriate reason is found, another initial insertion area may be specified and another safe insertion area may be obtained.

도 12는 sagittal, axial, coronal views 및 3D 영상에 나타난 삽입 경로의 일 예를 설명하는 도면이다. 도 13은 surgeon's Eye View에 의한 뇌의 이미지의 일 예를 나타내는 도면이다.FIG. 12 is a view for explaining an example of insertion paths shown in sagittal, axial, coronal views and 3D images. 13 is a view showing an example of an image of the brain by the surgeon's eye view.

이후, 콘 형상의 안전 삽입 영역(280)의 중심선(도 11(b) 250 참조)과 뇌 영상들에 나타난 머리의 표면(head surface)과의 교차점이 삽입점(270; entry point)로 추출된다(도 11(b) 및 도 12 참조). 따라서 삽입점(270)으로부터 타겟(100)까지(예: 타겟의 중심까지) 삽입 경로가 추출된다. 안전 삽입 영역(280) 내의 삽입 경로는 모두 시술에 적용 가능한 삽입 경로가 될 수 있으며, 반드시 상기 중심선(250)을 따르는 삽입 경로만 가능한 것은 아니다. The intersection point between the center line of the cone-shaped safe insertion region 280 (see FIG. 11 (b) 250) and the head surface of the brain image is extracted as an insertion point 270 (See Fig. 11 (b) and Fig. 12). Thus, an insertion path is extracted from the insertion point 270 to the target 100 (e.g., to the center of the target). The insertion path in the safe insertion region 280 can be all insertion paths applicable to the procedure, and not necessarily the insertion path along the center line 250.

본 예에서, 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법은 삽입 경로를 따라 뇌의 이미지를 디스플레이하는 과정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 삽입점(270)으로부터 타겟(100)까지 삽입 경로를 따라 의료 디바이스(예: DBS 리드; 7)에 위치한 가상 카메라(5)의 시각에서 뇌의 이미지(예: 2D MPR 이미지(projected path) 또는 3D surface view display)가 표시될 수 있다(도 13 참조). 이러한 가상 카메라(5)의 시각은 의사의 시각(surgeon's Eye View)에서 삽입 경로를 따라 의료 디바이스가 지나가게 될 뇌의 이미지를 보여준다. 이를 통해 삽입 경로의 적절성이 다시 평가될 수 있고, 필요하면 삽입 경로가 수정될 수 있다. 수정 과정은 도 8에 도시된 것과 같이 파라미터들 직접 입력하여 변경하거나 마우스로 삽입점(270)을 조정하거나, 삽입 경로를 이동시키는 등의 방법으로 간단히 수행될 수 있다.In this example, a method of generating an insertion path of a medical device may include displaying an image of the brain along an insertion path. For example, an image of the brain (e.g., a 2D MPR image) projected from the viewpoint of the virtual camera 5 located at the medical device (e.g. DBS lead) 7 along the insertion path from the insertion point 270 to the target 100 path) or a 3D surface view display may be displayed (see FIG. 13). The view of the virtual camera 5 shows an image of the brain through which the medical device will pass along the insertion path in the surgeon's eye view. This allows the appropriateness of the insertion path to be reevaluated and, if necessary, the insertion path can be modified. The modification process can be simply performed by directly inputting parameters or adjusting the insertion point 270 with a mouse, moving the insertion path, or the like, as shown in FIG.

전술된 삽입 범위(210)를 지정, 초기 삽입 영역(240)의 생성, 디스턴스 맵의 생성, 안전 삽입 영역(280)의 생성, 중심선(250)을 따른 삽입 경로의 추출 등의 과정은 사용자 설정 조건 하에서 컴퓨터에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 또한, 의료 디바이스의 삽입 경로에 의한 침습 불허 영역(120, 140)의 침습여부를 뇌 영상을 이용하여 객관적으로 평가하고 침습 불허 영역(120, 140)을 피하여 삽입 경로를 생성하는 구체적 방법이 개시되었다.The process of specifying the insertion range 210 described above, generating the initial insertion area 240, generating the distance map, generating the safe insertion area 280, and extracting the insertion path along the center line 250, Under the control of a computer. In addition, a specific method of objectively evaluating whether the invasion of the uninfected areas 120 and 140 by the insertion path of the medical device is invasive using a brain image and generating an insertion path by avoiding the uninfected areas 120 and 140 .

이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.Various embodiments of the present disclosure will be described below.

(1) 초기 삽입 영역이 지정되는 단계는: 대상의 영상에 나타난 대상의 표면에 삽입 범위(entry range)가 지정됨으로써, 삽입 범위로부터 타깃까지 초기 삽입 영역이 정의되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.(1) the step of designating an initial insertion region includes the steps of: defining an initial insertion region from an insertion range to a target by designating an entry range on a surface of an object displayed in an image of the object; Wherein the method comprises the steps of:

(2) 교차여부가 판단되는 단계는: 초기 삽입 영역의 경계(boundary)로부터 침습 불허 영역까지의 거리가 계산되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.(2) The step of determining the intersection may include: calculating a distance from the boundary of the initial insertion region to the non-invasive region.

(3) 대상의 영상이 준비되는 단계는: 의료영상 장치로부터 획득된 대상에 대한 Sagittal, Axial 및 Coronal view 영상들을 사용하여 혈관을 포함하는 침습 불허 영역이 분할(segmentation)되는 과정: 그리고 영상들이 볼륨 영상 정렬(volume alignment)되는 과정:을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.(3) The step of preparing the target image includes: a process in which the non-invasive region including the blood vessel is segmented using the Sagittal, axial, and coronal view images of the target acquired from the medical imaging apparatus; Wherein the step of generating the insertion path comprises:

(4) 타깃은 Deep Brain Stimulation(DBS)에서 자극(Stimulation) 타깃인 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.(4) The target is a stimulation target in Deep Brain Stimulation (DBS).

(5) 시술 대상의 영상이 준비되는 단계는: 의료영상 장치로부터 획득된 Sagittal, Axial 및 Coronal view 뇌 영상들을 사용하여 혈관을 포함하는 침습 불허 영역이 분할(segmentation)되는 과정: 그리고 뇌 영상들이 Anterior commissure-Posterior commissure line을 기준으로 볼륨 영상 정렬(volume alignment)되는 과정:을 포함하며, 초기 삽입 영역이 지정되는 단계는: 정렬된 Sagittal, Axial 및 Coronal view 뇌 영상들 중 적어도 2개를 사용하여 곡면(surface) 형태의 삽입 범위(entry range)가 지정됨으로써, 삽입 범위로부터 타깃까지 원뿔대(truncated cone) 형상의 초기 삽입 영역이 정의되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.(5) The step of preparing the image to be treated includes: a process in which the non-invasive area including the blood vessel is segmented using the sagittal, axial and coronal view images acquired from the medical imaging apparatus; and a step of volume alignment based on a commissure-posterior commissure line, the step of designating an initial insertion region comprises: using at least two of the aligned Sagittal, Axial and Coronal view brain images, and defining an initial insertion area of a truncated cone shape from the insertion range to the target by designating an entry range of the surface shape of the insertion path, .

(6) 대상의 영상이 준비되는 단계는: 의료영상 장치로부터 획득된 Sagittal, Axial 및 Coronal view 뇌 영상들을 사용하여 혈관을 포함하는 침습 불허 영역이 3차원 복셀의 집합으로 분할(segmentation)되는 과정: 그리고 분할된 뇌 영상들이 Anterior commissure-Posterior commissure line을 기준으로 볼륨 영상 정렬(volume alignment)되는 과정:을 포함하며, 교차여부가 판단되는 단계는: 초기 삽입 영역의 경계(boundary)로부터 레이 케스팅(ray casting) 방법에 의해 경계로부터 침습 불허 영역의 복셀까지의 디스턴스 맵(distance map)이 생성되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.(6) The step of preparing an image of a subject is: a process in which a non-invasive region including a blood vessel is segmented into a set of three-dimensional voxels using Sagittal, Axial, and Coronal view brain images obtained from a medical imaging apparatus; And a volume alignment of the divided brain images based on anterior commissure-posterior commissure line. The step of determining the intersection is performed by: ray casting from the boundary of the initial insertion region, and generating a distance map from the boundary to the voxel of the non-invasive area by a casting method.

(7) 안전 삽입 영역이 생성되는 단계는: 디스턴스 맵을 사용하여 침습 불허 영역으로부터 안전 여유 바깥에서 초기 삽입 영역이 축소된 안전 삽입 영역이 콘피팅(cone fitting)되는 과정; 그리고 안전 삽입 영역의 중심선과 뇌 영상들에 나타난 머리의 표면(head surface)과의 교차점이 삽입점(entry point)로 추출되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.(7) The step of creating a safe insertion area includes: a process of cone fitting a safety insertion area in which an initial insertion area is reduced from an uninvited area using a distance map outside a safety margin; And a process of extracting an intersection point between a center line of the safe insertion region and a head surface of a brain image as an entry point.

(8) 삽입점으로부터 타깃까지 삽입 경로를 따라 의료 디바이스에 위치한 가상 카메라의 시각에서 뇌의 이미지가 표시되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.(8) displaying an image of the brain at a viewpoint of the virtual camera located at the medical device along the insertion path from the insertion point to the target.

(9) 뇌 영상이 준비되는 단계는: 의료영상 장치로부터 획득된 Sagittal, Axial 및 Coronal view 뇌 영상들을 사용하여 혈관을 포함하는 침습 불허 영역 및 DBS 타깃이 3차원 복셀의 집합으로 분할(segmentation)되는 과정: 그리고 뇌 영상들이 Anterior commissure-Posterior commissure line을 기준으로 볼륨 영상 정렬(volume alignment)되는 과정:을 포함하며, 초기 삽입 영역이 지정되는 단계는: 정렬된 Sagittal 및 Coronal view 뇌 영상들을 사용하여 곡면(surface) 형태의 삽입 범위(entry range)가 지정됨으로써, 삽입 범위로부터 타깃까지 원뿔대(truncated cone) 형상의 초기 삽입 영역이 정의되는 과정;을 포함하며, 교차여부가 판단되는 단계는: 초기 삽입 영역의 경계(boundary)로부터 레이 케스팅(ray casting) 방법에 의해 경계로부터 침습 불허 영역의 복셀까지의 디스턴스 맵(distance map)이 생성되는 과정;을 포함하며, 안전 삽입 영역이 생성되는 단계는: 디스턴스 맵을 사용하여 침습 불허 영역으로부터 안전 여유 바깥에서 초기 삽입 영역이 축소된 안전 삽입 영역이 콘피팅(cone fitting)되는 과정; 그리고 안전 삽입 영역의 중심선과 뇌 영상들에 나타난 머리의 표면(head surface)과의 교차점이 삽입점(entry point)로 지정되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.(9) The step of preparation of the brain image is performed by: using the Sagittal, Axial and Coronal view brain images obtained from the medical imaging device, the non-invasive area including the blood vessel and the DBS target are segmented into a set of three-dimensional voxels The process includes the following steps: volume alignment of brain images based on anterior commissure-posterior commissure line. The step of designating an initial insertion region includes: using sagittal and coronal view brain images, defining an initial insertion region of a truncated cone shape from an insertion range to a target by designating an entry range of a surface shape, The distance map from the boundary to the voxel in the non-invasive region is generated by the ray casting method from the boundary of the non- ; Step which includes, the inserted safety zone is created: a distance map using the initial insertion area reduction in the safety margin from the outer area not allowed invasion safety fitting insertion region is cone (cone fitting) process; And designating an intersection point between a center line of the safe insertion region and a head surface of the brain image as an entry point.

본 개시에 따른 하나의 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에 의하면, 혈관이나 뇌실 등 침습이 불허되는 영역을 피함에 있어서 객관적이고 정량적인 근거를 가지는 삽입 경로가 생성된다.According to the method of generating an insertion path of one medical device according to the present disclosure, an insertion path having an objective and quantitative basis is created in avoiding a region where invasion is not permitted, such as a blood vessel or a ventricle.

본 개시에 따른 다른 하나의 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에 의하면, 의료 디바이스를 이용한 DBS 등의 시술에서 혈관 등의 침습을 피하여 위험을 줄일 수 있다.According to the method of generating an insertion path of another medical device according to the present disclosure, the risk can be reduced by avoiding invasion of blood vessels and the like in a procedure of DBS using a medical device.

본 개시에 따른 또 다른 하나의 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에 의하면, 침습 불허 영역을 피하는 삽입 경로가 사용자 설정 조건하에서 자동으로 생성되어 편리하다.According to the method of generating an insertion path of another medical device according to the present disclosure, an insertion path avoiding an uninvoked area is automatically generated under a user setting condition and is convenient.

본 개시에 따른 또 다른 하나의 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법에 의하면, 3D로 삽입 경로를 생성하므로 2D 단면상에서 삽입 경로를 계획 및 가이드하는 방식의 한계를 넘게 해준다.The method of generating an insertion path of another medical device according to the present disclosure creates an insertion path in 3D and thus overcomes the limitation of a method of planning and guiding an insertion path on a 2D section.

Claims (10)

삽입점(entry point)으로부터 타겟(target)까지의 의료 디바이스(medical device)의 삽입 경로(trajectory)의 생성 방법에서,
타겟 및 침습 불허 영역을 포함하는 시술 대상의 영상이 준비되는 단계;
삽입 경로를 포함하는 초기 삽입 영역이 지정되는 단계;로서, 타겟에 가까워질수록 단면적이 감소하는 3차원 기둥 형상을 가지는 초기 삽입 영역이 지정되는 단계;
초기 삽입 영역과 침습 불허 영역 간의 교차여부가 판단되는 단계;로서, 초기 삽입 영역 내에 위치하는 침습 불허 영역의 복셀을 찾는 과정을 포함하여 판단되는 단계; 그리고
교차를 피하도록 초기 삽입 영역이 축소되어 안전 삽입 영역이 생성되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.
In a method for generating a trajectory of a medical device from an entry point to a target,
Preparing an image of a treatment target including a target and a non-invasive area;
Designating an initial insertion region including a insertion path, the initial insertion region having a three-dimensional columnar shape whose cross-sectional area decreases as the target becomes closer to the target;
Determining whether an intersection between the initial insertion region and the non-invasion-inhibiting region is intersected; determining whether to include a voxel in an invasion-unallowable region located in the initial insertion region; And
And generating a safe insertion region by reducing an initial insertion region to avoid intersection.
청구항 1에 있어서,
초기 삽입 영역이 지정되는 단계는:
대상의 영상에 나타난 대상의 표면에 삽입 범위(entry range)가 지정됨으로써, 삽입 범위로부터 타깃까지 초기 삽입 영역이 정의되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.
The method according to claim 1,
The steps in which the initial insert region is specified are:
And defining an initial insertion area from an insertion range to a target by designating an entry range on a surface of an object displayed in an image of the object.
삽입점(entry point)으로부터 타겟(target)까지의 의료 디바이스(medical device)의 삽입 경로(trajectory)의 생성 방법에서,
타겟 및 침습 불허 영역을 포함하는 시술 대상의 영상이 준비되는 단계;
삽입 경로를 포함하는 초기 삽입 영역이 지정되는 단계;로서, 타겟에 가까워질수록 단면적이 감소하는 3차원 기둥 형상을 가지는 초기 삽입 영역이 지정되는 단계;
초기 삽입 영역과 침습 불허 영역 간의 교차여부가 판단되는 단계;로서, 초기 삽입 영역의 경계(boundary)로부터 침습 불허 영역까지의 거리가 계산되는 과정을 포함하는 단계; 그리고
교차를 피하도록 초기 삽입 영역이 축소되어 안전 삽입 영역이 생성되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.
In a method for generating a trajectory of a medical device from an entry point to a target,
Preparing an image of a treatment target including a target and a non-invasive area;
Designating an initial insertion region including a insertion path, the initial insertion region having a three-dimensional columnar shape whose cross-sectional area decreases as the target becomes closer to the target;
Determining whether an intersection between an initial insertion area and an uninvited area is determined; calculating a distance from a boundary of the initial insertion area to an uninvited area; And
And generating a safe insertion region by reducing an initial insertion region to avoid intersection.
청구항 1에 있어서,
대상의 영상이 준비되는 단계는:
의료영상 장치로부터 획득된 대상에 대한 Sagittal, Axial 및 Coronal view 영상들을 사용하여 혈관을 포함하는 침습 불허 영역이 분할(segmentation)되는 과정: 그리고
영상들이 볼륨 영상 정렬(volume alignment)되는 과정:을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.
The method according to claim 1,
The steps of preparing the image of the object include:
The process of segmentation of non-invasive areas containing blood vessels using Sagittal, axial and coronal view images of objects acquired from medical imaging devices:
And wherein the images are volume aligned with respect to the patient.
청구항 1에 있어서,
타깃은 Deep Brain Stimulation(DBS)에서 Stimulation 타깃인 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the target is a stimulation target in Deep Brain Stimulation (DBS).
청구항 1에 있어서,
시술 대상의 영상이 준비되는 단계는:
의료영상 장치로부터 획득된 Sagittal, Axial 및 Coronal view 뇌 영상들을 사용하여 혈관을 포함하는 침습 불허 영역이 분할(segmentation)되는 과정: 그리고
뇌 영상들이 Anterior commissure-Posterior commissure line을 기준으로 볼륨 영상 정렬(volume alignment)되는 과정:을 포함하며,
초기 삽입 영역이 지정되는 단계는:
정렬된 Sagittal, Axial 및 Coronal view 뇌 영상들 중 적어도 2개를 사용하여 곡면(surface) 형태의 삽입 범위(entry range)가 지정됨으로써, 삽입 범위로부터 타깃까지 원뿔대(truncated cone) 형상의 초기 삽입 영역이 정의되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.
The method according to claim 1,
The step of preparing the image to be treated includes:
Sagittal, Axial, and Coronal view acquired from a medical imaging device The process of segmentation of the non-invasive area containing blood vessels using brain images:
The process of volume alignment of brain images based on anterior commissure-posterior commissure line,
The steps in which the initial insert region is specified are:
By specifying an entry range of the surface shape using at least two of the aligned sagittal, axial and coronal view brain images, the initial insertion region of the truncated cone shape from the insertion range to the target The method comprising the steps of: (a) defining an insertion path of the medical device;
청구항 1에 있어서,
대상의 영상이 준비되는 단계는:
의료영상 장치로부터 획득된 Sagittal, Axial 및 Coronal view 뇌 영상들을 사용하여 혈관을 포함하는 침습 불허 영역이 3차원 복셀의 집합으로 분할(segmentation)되는 과정: 그리고
분할된 뇌 영상들이 Anterior commissure-Posterior commissure line을 기준으로 볼륨 영상 정렬(volume alignment)되는 과정:을 포함하며,
교차여부가 판단되는 단계는:
초기 삽입 영역의 경계(boundary)로부터 레이 케스팅(ray casting) 방법에 의해 경계로부터 침습 불허 영역의 복셀까지의 디스턴스 맵(distance map)이 생성되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.
The method according to claim 1,
The steps of preparing the image of the object include:
The process of segmentation of a non-invasive area containing blood vessels into a set of three-dimensional voxels using Sagittal, axial and coronal view brain images acquired from a medical imaging device:
The process of volume alignment of segmented brain images based on anterior commissure-posterior commissure line,
The step of determining the intersection is:
And generating a distance map from the boundary to the voxel in the non-invasive area by a ray casting method from a boundary of the initial insertion region. / RTI >
청구항 7에 있어서,
안전 삽입 영역이 생성되는 단계는:
디스턴스 맵을 사용하여 침습 불허 영역으로부터 안전 여유 바깥에서 초기 삽입 영역이 축소된 안전 삽입 영역이 콘피팅(cone fitting)되는 과정; 그리고
안전 삽입 영역의 중심선과 뇌 영상들에 나타난 머리의 표면(head surface)과의 교차점이 삽입점(entry point)로 추출되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.
The method of claim 7,
The steps in which a secure insert region is created are:
A process of cone fitting a safety insertion region in which an initial insertion area is reduced from a safety margin outside an uninvolved area using a distance map; And
And a step of extracting an intersection point between a center line of the safe insertion region and a head surface of the brain image as an entry point.
청구항 8에 있어서,
삽입점으로부터 타깃까지 삽입 경로를 따라 의료 디바이스에 위치한 가상 카메라의 시각에서 뇌의 이미지가 표시되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.
The method of claim 8,
And displaying an image of the brain at a viewpoint of the virtual camera located at the medical device along the insertion path from the insertion point to the target.
청구항 1에 있어서,
대상의 영상이 준비되는 단계는:
의료영상 장치로부터 획득된 Sagittal, Axial 및 Coronal view 뇌 영상들을 사용하여 혈관을 포함하는 침습 불허 영역 및 DBS 타깃이 3차원 복셀의 집합으로 분할(segmentation)되는 과정: 그리고
뇌 영상들이 Anterior commissure-Posterior commissure line을 기준으로 볼륨 영상 정렬(volume alignment)되는 과정:을 포함하며,
초기 삽입 영역이 지정되는 단계는:
정렬된 Sagittal 및 Coronal view 뇌 영상들을 사용하여 곡면(surface) 형태의 삽입 범위(entry range)가 지정됨으로써, 삽입 범위로부터 타깃까지 원뿔대(truncated cone) 형상의 초기 삽입 영역이 정의되는 과정;을 포함하며,
교차여부가 판단되는 단계는:
초기 삽입 영역의 경계(boundary)로부터 레이 케스팅(ray casting) 방법에 의해 경계로부터 침습 불허 영역의 복셀까지의 디스턴스 맵(distance map)이 생성되는 과정;을 포함하며,
안전 삽입 영역이 생성되는 단계는:
디스턴스 맵을 사용하여 침습 불허 영역으로부터 안전 여유 바깥에서 초기 삽입 영역이 축소된 안전 삽입 영역이 콘피팅(cone fitting)되는 과정; 그리고
안전 삽입 영역의 중심선과 뇌 영상들에 나타난 머리의 표면(head surface)과의 교차점이 삽입점(entry point)로 지정되는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 디바이스의 삽입 경로의 생성 방법.
The method according to claim 1,
The steps of preparing the image of the object include:
The process of segmentation of a non-invasive area containing a blood vessel and a DBS target into a set of three-dimensional voxels using Sagittal, Axial and Coronal view brain images acquired from a medical imaging device:
The process of volume alignment of brain images based on anterior commissure-posterior commissure line,
The steps in which the initial insert region is specified are:
And defining an initial insertion region of a truncated cone shape from the insertion range to the target by designating an entry range of a surface type using aligned Sagittal and Coronal view brain images, ,
The step of determining the intersection is:
And generating a distance map from the boundary to the voxel of the non-invasive region by a ray casting method from the boundary of the initial insertion region,
The steps in which a secure insert region is created are:
A process of cone fitting a safety insertion region in which an initial insertion area is reduced from a safety margin outside an uninvolved area using a distance map; And
And a step of designating an intersection point between a center line of the safe insertion region and a head surface of the brain image as an entry point.
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