KR101596566B1

KR101596566B1 - 환자의 단일 스캐닝으로부터의 다수개의 영상 생성 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101596566B1
Application number: KR1020140014999A
Authority: KR
Inventors: 로버트 키팅; 마이클 파르마; 리차드 에이치. 앨빈; 에드워드 에스. 월시; 더글라스 테니; 마이클 에스. 오드넬; 조지 코코
Original assignee: 덴탈 이미징 테크놀로지스 코퍼레이션
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2016-02-22
Also published as: JP2014151196A; US20140226885A1; US9384580B2; KR20140102141A; EP2767239B1; CN103976759A; JP5946479B2; CN103976759B; EP2767239A1

Abstract

본 발명은 영상을 생성하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 하나의 시스템은 프로세서를 포함한다. 프로세서는, 영상 생성 설정을 수신하고; 대상의 CT 스캐닝에 의해 생성되는 투영 데이터를 수신하고; 투영 데이터를 기초로 하여 제1 3-차원 데이터 세트를 자동적으로 생성하도록 구성되며, 제1 3-차원 데이터 세트는 대상의 제1 시야를 갖는다. 프로세서는 투영 데이터 및 영상 생성 설정을 기초로 하여 제2 3-차원 데이터 세트를 자동적으로 생성하도록 또한 구성된다. 제2 3-차원 데이터 세트는 적어도 1개의 치수 면에서 제1 시야보다 작은 대상의 제2 시야를 갖는다. 하나의 실시예에서, 제2 3-차원 데이터 세트는 적어도 1개의 네트워크를 통해 서비스 제공업자에게 전송된다.

Description

환자의 단일 스캐닝으로부터의 다수개의 영상 생성 시스템 및 방법{MULTIPLE IMAGE GENERATION FROM A SINGLE PATIENT SCAN}

본 발명의 실시예는 치과 촬영 시스템 등의 의료 촬영 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예는 환자의 단일의 스캐닝으로부터 다수개의 영상을 자동적으로 생성하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

종래의 콘 빔 단층 촬영("CBCT: cone beam computed tomography") 치과 촬영 시스템은 환자의 3-차원 데이터를 생성한다. 3-차원 체적 데이터는 여러 다른 목적을 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 의사, 치과 의사 및 관련 임상의는 전형적으로 환자 치료 또는 계획을 위해 신속하게 영상을 제공하도록 전체 시야를 갖지만 낮은(즉, 거친) 해상도를 갖는 3-차원 데이터를 필요로 한다. 이와 대조적으로, 맞춤형 치료 계획을 제공하는 장치 또는 기구 제조업자(예컨대, 치과 또는 교정 장치 제조업자) 등의 서비스 제공업자 및 회사는, 종종 기구를 설계하거나 맞춤형 치료 계획을 생성하도록 자동적으로 처리될 수 있는 부분 시야를 갖지만 높은(즉, 더 미세한) 해상도를 갖는 3-차원 데이터를 필요로 한다.

2개의 상이한 형태의 3-차원 데이터를 제공하는 것이 유용할 것이지만, 대부분의 상용 CBCT 촬영 시스템은 환자의 단일의 스캐닝을 수행하고, 환자 치료 및 계획에서 임상의에 의해 사용되는 체적 데이터를 생성하도록 단일의 재구성을 수행한다. 1개 이상의 별개의 3-차원 데이터 세트가 외부 서비스 제공업자에 대해 요구되면, 조작자는 별개의 데이터 세트의 재구성을 수동으로 개시하여야 한다. 추가의 재구성을 수동으로 개시하는 것은 조작자 시간을 요구하고, 오차에 대한 잠재성을 유발한다.

본 발명의 실시예는 환자의 머리 등의 대상의 컴퓨터 단층 촬영("CT: computed tomography") 스캐닝 중에 획득되는 투영 데이터로부터 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 자동적으로 재구성하는 방법 및 시스템을 제공한다. 이 시스템은 서비스 제공업자, 예컨대 교정 장치 제조업자에게 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 자동적으로 전송하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 제2 3-차원 체적 데이터 세트는 자동 처리에 적절한 특성을 갖는다.

하나의 실시예는 영상을 생성하는 시스템을 제공한다. 이 시스템은 프로세서를 포함한다. 프로세서는, 영상 생성 설정을 수신하고; 대상의 CT 스캐닝에 의해 생성되는 투영 데이터(한 세트의 x-선 투영 프레임과, 각각의 투영 프레임에 대한 x-선 발생원 및 x-선 검출기의 위치)를 수신하고; 투영 데이터로부터 대상의 제1 시야를 갖는 제1 3-차원 체적 데이터 세트를 생성하며; 제1 3-차원 체적 데이터 세트를 기초로 하여 제1 영상을 자동적으로 생성하도록 구성된다. 프로세서는, 투영 데이터 및 영상 생성 설정을 기초로 하여 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 자동적으로 생성하고, 적어도 1개의 네트워크를 통해 서비스 제공업자에게 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 전송하도록 또한 구성되며, 제2 3-차원 체적 데이터 세트는 적어도 1개의 치수 면에서 제1 시야보다 작은 대상의 제2 시야를 갖는다. 선택 사항으로, 제2 3-차원 체적 데이터 세트는, 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 기초로 하여 영상을 생성하거나 조작자에게 표시하지 않으면서, 생성되어 서비스 제공업자에게 보내질 수 있다. 대체예에서, 제2 영상이 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 기초로 하여 생성되어 조작자에게 표시될 수 있다.

또 다른 실시예는 영상을 생성하는 방법을 제공한다. 이 방법은, 조작자로부터 영상 생성 설정을 프로세서에서 수신하는 단계와; 영상 생성 설정을 기초로 하여 CT 촬영 장치에 의한 대상의 스캐닝을 프로세서에서 개시하는 단계와; 스캐닝 중에 획득되는 CT 촬영 장치로부터의 투영 데이터를 프로세서에서 수신하는 단계와; 투영 데이터로부터 제1 3-차원 체적 데이터 세트를 프로세서에서 생성하는 단계로서, 제1 3-차원 체적 데이터 세트는 대상의 제1 시야를 갖는, 단계를 포함한다. 이 방법은, 제1 3-차원 체적 데이터 세트를 기초로 하여 대상의 제1 영상을 프로세서에서 자동적으로 생성하는 단계와, 조작자에게 제1 영상을 표시하라는 신호를 생성하는 단계를 또한 포함한다. 추가로, 이 방법은, 투영 데이터 및 영상 생성 설정을 기초로 하여 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 프로세서에서 자동적으로 생성하는 단계로서, 제2 3-차원 데이터 세트는 적어도 1개의 치수 면에서 제1 시야보다 작은 제2 시야를 갖는, 단계와; 적어도 1개의 네트워크를 통해 장치 제조업자에게 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 전송하는 단계를 포함한다. 선택 사항으로, 제2 3-차원 체적 데이터 세트는, 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 기초로 하여 영상을 생성하거나 조작자에게 표시하지 않으면서, 생성되어 서비스 제공업자에게 보내질 수 있다. 대체예에서, 제2 영상이 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 기초로 하여 생성되어 조작자에게 표시될 수 있다.

또 다른 실시예는 영상을 생성하는 시스템을 제공한다. 이 시스템은, 대상을 스캐닝하여 투영 데이터를 생성하도록 구성되는 촬영 장치와; 프로세서를 포함한다. 프로세서는, 영상 생성 설정을 수신하고; 영상 생성 설정을 기초로 하여 촬영 장치에 의한 대상의 스캐닝을 개시하고; 스캐닝 중에 생성되는 투영 데이터를 촬영 장치로부터 수신하고; 대상의 제1 시야를 갖는 투영 데이터로부터 제1 3-차원 체적 데이터 세트를 생성하고; 제1 3-차원 체적 데이터 세트로부터 제1 영상을 자동적으로 생성하고; 조작자에게 제1 영상을 표시하라는 신호를 생성하도록 구성된다. 프로세서는, 또한 제1 영상이 조작자에게 표시되는 동안에, 투영 데이터 및 영상 생성 설정을 기초로 하여 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 자동적으로 생성하도록 구성되며, 제2 3-차원 체적 데이터 세트는 적어도 1개의 치수 면에서 제1 시야보다 작은 대상의 제2 시야를 갖는다. 추가로, 프로세서는 선택 사항으로 조작자에게 제2 3-차원 체적 데이터 세트로부터 생성되는 영상을 표시하지 않으면서, 적어도 1개의 네트워크를 통해 치과 기구 제조업자에 의해 조작되는 원격 서버로 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 자동적으로 전송하도록 구성된다. 원격 서버는 적어도 1개의 치과 기구를 제조하도록 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 자동적으로 처리한다.

본 발명의 다른 태양이 상세한 설명 및 첨부 도면을 고려하면 명확해질 것이다.

특허 또는 출원 파일은 컬러로 구현된 적어도 1개의 도면을 포함한다. 컬러 도면(들)을 갖는 이러한 특허 또는 특허 출원 공개의 복사본은 필요한 수수료의 요청 및 지불 시에 사무국에 의해 제공될 것이다.
도 1은 의료 촬영 시스템의 도면.
도 2는 도 1의 의료 촬영 시스템의 개략도.
도 3은 도 1의 의료 촬영 시스템에 의해 수행되는 단일의 CT 스캐닝으로부터 다수개의 영상을 자동적으로 생성하는 방법을 도시하는 흐름도.
도 4는 로그인 스크린의 도면.
도 5는 환자-선택 스크린의 도면.
도 6은 프로토콜-선택 스크린의 도면.
도 7은 스캐닝-타입-선택 스크린의 도면.
도 8은 데이터-획득 스크린의 도면.
도 9는 환자 치료 및 계획을 위해 임상의에 의해 사용되는 영상의 도면.
도 10은 서비스 제공업자에 의해 사용되는 영상의 도면.

본 발명의 임의의 실시예가 상세하게 설명되기 전에, 본 발명은 다음의 설명에서 기재되고 다음의 도면에서 도시되는 구성의 세부 사항 그리고 구성 요소의 배열에 그 적용 면에서 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시예로 실시되거나 다양한 방식으로 수행될 수 있다.

또한, 여기에서 사용되는 용어는 설명의 목적으로 사용되고, 제한으로서 간주되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 포함과 관련된 용어("including", "comprising" 또는 "having") 및 그 파생어는 그 뒤에 나열된 항목 및 그 등가물 그리고 추가의 항목을 포함하도록 의도된다. 장착과 관련된 용어("mounted", "connected" 및 "coupled")는 직접 및 간접 방식의 양쪽 모두의 장착, 연결 및 결합을 포함하여 넓게 사용된다. 나아가, 연결과 관련된 용어("connected" 및 "coupled")는 물리 또는 기계적인 연결 또는 결합에 제한되지 않고, 직접 또는 간접과 무관하게 전기적인 연결 또는 결합을 포함할 수 있다. 또한, 전자 통신 및 통지는 직접 연결, 무선 연결 등을 포함하는 임의의 공지된 수단을 사용하여 수행될 수 있다.

복수개의 하드웨어 및 소프트웨어 기반의 장치 그리고 또한 복수개의 상이한 구조 구성 요소가 본 발명을 실시하는 데 이용될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 나아가 그리고 후속의 문단에서 설명되는 것과 같이, 도면에 도시된 특정한 구성은 본 발명의 실시예를 예시하도록 의도되고, 다른 대체의 구성이 가능하다.

도 1은 의료 촬영 시스템(100)을 도시하고 있다. 이 시스템(100)은 촬영 장치(105) 및 워크스테이션(110)을 포함한다. 촬영 장치(105)는 대상을 스캐닝하는 컴퓨터 단층 촬영("CT") 스캐너를 포함한다. 워크스테이션(110)은 컴퓨터(110A) 및 디스플레이 예컨대 터치스크린(110B)을 포함한다. 일부 실시예에서, 컴퓨터(110A) 및 터치스크린(110B)은 단일의 장치로 결합된다. 또한, 일부 실시예에서, 워크스테이션(110)은 컴퓨터(110A) 및/또는 터치스크린(110B)에 연결되는 키보드, 마우스, 프린터 등의 주변 장치를 포함한다. 추가로, 일부 실시예에서, 비-접촉식 스크린(non-touch-sensitive screen)이 터치스크린(110B) 대신에 또는 그에 추가하여 사용된다는 것이 이해되어야 한다.

도 2를 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명되는 것과 같이, 컴퓨터(110A)는, 촬영 장치(105)에 의해 생성되는 투영 데이터를 수신하고; 투영 데이터로부터 1개 이상의 3-차원 체적 데이터 세트를 생성하고; 적어도 1개의 3-차원 체적 데이터 세트를 기초로 하여 다중의 영상을 구성하고; 터치스크린(110B) 상에 적어도 1개의 생성된 영상을 표시하고; 서비스 제공업자에게 적어도 1개의 3-차원 체적 데이터 세트를 전송하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 컴퓨터(110A)는 (예컨대, 사용자 입력 또는 명령을 기초로 하여) 촬영 장치(105)의 조작을 제어하도록 또한 구성된다. 컴퓨터(110A)는 1개 이상의 유선 또는 무선 연결에 의해 촬영 장치(105)에 연결될 수 있다.

촬영 장치(105)는 예컨대 치과 CT 장치이고, 내장형 컴퓨터 또는 프로세서(112), 방사선 검출기(115), 갠트리(gantry)(120), 촬영될 대상 또는 환자를 위한 지지부(125) 그리고 방사선 발생원(130)을 포함한다. 방사선 검출기(115)는 방사선 발생원(130)에 대향으로 갠트리(120) 상에 위치되고, 복수개의 검출 요소를 갖는 검출기 어레이(135)를 포함한다. 스캐닝 중에, 환자는 지지부(125) 상에 앉거나 또는 선다[그리고 턱 지지부(140) 상에 그의 턱을 위치시킨다]. 그러나, 본 발명은 앉거나 서있는 환자를 수용하도록 설계되는 시스템에 제한되지 않는다. 예컨대, 일부 실시예에서, 환자는 누울 수 있다. 갠트리(120)는 환자의 머리 주위에서 회전되고, 갠트리(120)가 회전됨에 따라, 방사선 발생원(130)이 이동하여 다양한 각도로 환자의 머리에 방사선을 지향한다. 방사선 검출기(115)는 환자를 통과한 방사선을 검출하여 한 세트의 투영 프레임을 생성하고, 이것은 촬영 장치(105)에 내장된 컴퓨터 또는 프로세서(112)로 보내진다. 내장형 컴퓨터 또는 프로세서(112)는 원시 투영 프레임을 수신하고, 또한 방사선 발생원(130) 및 검출기(115)의 위치를 추적한다. 스캐닝 중에 또는 그 후에, 내장형 컴퓨터 또는 프로세서(112)는 투영 프레임과, 방사선 발생원(130) 및 검출기(115)의 위치를 포함하는 투영 데이터를 워크스테이션 컴퓨터(110A)로 보낸다.

도 2에 도시된 것과 같이, 컴퓨터(110A)는 촬영 장치(105), 터치스크린(110B) 그리고 서비스 제공업자에 의해 호스팅되는 원격 컴퓨터(190)에 연결된다. 컴퓨터(110A)는 프로세서(200), 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체(202) 및 입력/출력 인터페이스(204)를 포함한다. 다른 구성에서, 컴퓨터(110A)는 추가의, 보다 적은 또는 다른 구성 요소를 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 프로세서(200)는, 매체(202)로부터 명령 및 데이터를 검색하여, 무엇보다도 촬영 장치(105)로부터 투영 데이터를 수신하라는 명령을 실행하고; 투영 데이터로부터 1개 이상의 3-차원 체적 데이터 세트를 생성하며; 터치스크린(110B)으로 데이터를 출력하고 [즉, 터치스크린(110B) 상에 데이터를 표시하라는 신호를 생성하고]; 서버(190)로 데이터를 출력하도록 구성된다.

입력/출력 인터페이스(204)는 프로세서(200)로부터 외부 시스템, 네트워크 및/또는 장치로 데이터를 전송하고, 외부 시스템, 네트워크 및/또는 장치로부터 데이터를 수용한다. 특히, 입력/출력 인터페이스(204)는 1개 이상의 유선 또는 무선 연결 또는 네트워크를 통해 촬영 장치(105), 터치스크린(110B) 및 서버(190)와 통신한다. 입력/출력 인터페이스(204)는 또한 매체(202)에 외부 공급원으로부터 수용되는 데이터를 저장하고 및/또는 프로세서(200)에 데이터를 제공할 수 있다.

컴퓨터-판독 가능 매체(202)는 사용자 인터페이스("UI": user interface) 응용 프로그램(또는 "애플리케이션")(210)을 포함하는 프로그램 명령 및 데이터를 저장한다. 프로세서(200)에 의해 실행될 때에, UI 응용 프로그램(210)은 사용자 명령을 수용하고, 촬영 장치(105)로부터 데이터를 획득하고, 터치스크린(110B) 상에 영상 및 다른 정보를 사용자에게 표시하고, 서버(190)로 영상을 전송한다.

도 2에 도시된 것과 같이, 서버(190)는 네트워크에 의해, 예컨대 인터넷, 광역-통신망("WAN: wide-area-network"), 근거리-통신망("LAN: local area network") 또는 이들의 조합으로서 컴퓨터(110A)에 연결될 수 있다. 서버(190)는 서비스 제공업자에 의해 조작되고, 컴퓨터(110A)로부터 3-차원 체적 데이터 또는 영상을 수신하라는 명령을 실행한다. 일부 실시예에서, 서버(190)는 또한 다양한 출력을 생성하도록 컴퓨터(110A)로부터 수용되는 3-차원 체적 데이터 또는 영상을 자동적으로-처리하하는 명령을 실행한다. 예컨대, 본 출원의 문서에서 사용되는 것과 같이, 문구 "서비스 제공업자"는 사용자에 대한 임상 치료 또는 계획 치료의 지원 면에서 장치 또는 서비스를 제공하는 임의의 실체를 포함한다. 예컨대, 서비스 제공업자는 임상의를 위한 맞춤형 치료 계획을 생성할 수 있다. 서비스 제공업자는 또한 환자를 위한 장치 계획 또는 실제 장치를 생성할 수 있다. 이들 장치는 리테이너(retainer), 브리지(bridge), 브레이스(brace), 임플랜트(implant) 및 다른 교정 장치 등의 치과 기구를 포함할 수 있다.

사용자는 시스템(100)을 사용하여 CT 스캐닝을 개시한다. 특히, 컴퓨터(110A) 내에 포함된 프로세서(200)는 터치스크린(110B) 상에 다양한 스크린을 사용자에게 표시하도록 사용자 인터페이스 응용 프로그램(210)을 실행한다. 사용자는 스캐닝을 개시하여 스캐닝 중에 획득된 데이터를 검사하도록 [터치스크린(110B) 그 자체, 또는 키보드 또는 마우스 등의 별개의 주변 장치를 통해 선택 가능한] 스크린 상의 버튼을 사용하여 표시된 스크린을 통해 명령 및 영상 생성 설정을 입력한다. 도 3에 도시된 것과 같이, 프로세스를 시작하기 위해, 사용자는 (단계 220에서) 사용자 응용 프로그램(210)에 로그인한다. 예컨대, 도 4는 응용 프로그램(210)에 의해 생성 및 표시되는 로그인 스크린(222)을 도시하고 있다. 로그인 스크린(222)은 사용자에게 사용자명 및 비밀번호의 입력을 허용하며, 다음으로 또는 입력 버튼(224)을 포함한다. 일부 실시예에서, 로그인 스크린(222)은 파워-오프 버튼(226) 및 도움말 버튼(228)을 또한 포함한다.

위의 설명은 사용자가 컴퓨터(110A)를 통해 의료 촬영 시스템(100)을 제어하는 것을 참조하고 있지만, 시스템(100)은 사용자가 직접적으로 시스템(100)을 제어하게 하는 그 자체의 내장형 사용자 인터페이스를 또한 포함할 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 내장형 사용자 인터페이스를 통한 제어는 컴퓨터(110A)를 통한 제어 대신에 또는 그에 추가하여 사용될 수 있다.

사용자가 로그인한 후에, 사용자는 (단계 230에서) 환자를 선택한다. 예컨대, 도 5는 응용 프로그램(210)에 의해 생성 및 표시되는 환자-선택 스크린(232)을 도시하고 있다. 스크린(232)은 예약된 스캐닝 또는 검사의 목록(234)을 포함한다. 일부 실시예에서, 예약된 스캐닝 또는 검사는 영상 저장 및 통신 시스템("PACS: picture archiving and communication system") 또는 환자 관리 시스템 등의 별개의 시스템 또는 장치에 의해 제공된다. 도 5에 도시된 것과 같이, 스크린(232)은 목록(234) 내에 포함되는 특정한 환자에 대한 추가의 데이터를 제공하는 상세 섹션(236)을 또한 포함한다. (예컨대, 나열된 환자를 클릭함으로써) 목록(234)으로부터 환자를 선택한 후에, 사용자는 다음으로 버튼(238)을 선택할 수 있다.

사용자는 또한 영상 생성 설정을 선택한다. 예컨대, 사용자는 (단계 240에서) 스캐닝 프로토콜 및 스캐닝 타입을 선택할 수 있다. 도 6은 응용 프로그램(210)에 의해 생성 및 표시되는 프로토콜-선택 스크린(242)을 도시하고 있고, 도 7은 응용 프로그램(210)에 의해 생성 및 표시되는 스캐닝-타입-선택 스크린(244)을 도시하고 있다. 스크린(242, 244)은 사용자가 특정한 스크린을 선택한 후에 선택할 수 있는 다음으로 버튼(246)을 포함한다. 추가로, 스크린(242, 244)은 사용자가 이전-표시 스크린으로 복귀하도록 선택할 수 있는 뒤로 버튼(248)을 포함한다. 일부 실시예에서, 프로토콜-선택 스크린(242) 내에 포함되는 1개 이상의 스캐닝 프로토콜은 특정한 타입의 스캐닝에 대해 사전-한정되는 영상 생성 설정을 포함한다. 더 상세하게 아래에서 설명되는 것과 같이, 영상 생성 설정은 서비스 제공업자를 위한 3-차원 체적 데이터 또는 영상을 자동적으로 생성하는 데 사용된다. 일부 실시예에서, 1개 이상의 스캐닝 프로토콜 및/또는 관련 영상 생성 설정은 사용자에 의해 사전-선택되어 그 사용자에 대한 "즐겨찾기(favorite)"로서 설정된다. 그러므로, 사용자가 응용 프로그램(210)에 로그인할 때에, 응용 프로그램(210)은 프로토콜-선택 스크린(242) 상에 사용자의 사전-한정된 "즐겨찾기"를 포함한다.

사용자가 환자, 스캐닝 프로토콜 및 스캐닝 타입을 선택한 후에, 사용자는 (단계 250에서) [예컨대, 스캐닝-타입-선택 스크린(244) 상의 다음으로 버튼(246)을 선택함으로써] 스캐닝을 개시한다. 스캐닝을 시작하기 위해, 응용 프로그램(210)은 (단계 252에서) 사용자에 의해 특정되는 것에 따라 스캐닝을 개시하도록 촬영 장치(105)와 통신한다. 일부 실시예에서, 응용 프로그램(210)은 스캐닝이 수행되는 동안에 도 8에 도시된 것과 같이 영상-획득 스크린(254)을 표시하고, 응용 프로그램(210)은 촬영 장치(105)로부터 투영 데이터를 획득한다.

투영 데이터로부터, 응용 프로그램(210)은 (단계 253에서) 촬영될 환자의 머리 또는 다른 대상의 내부 구조를 나타내는 제1 3-차원 체적 데이터를 생성한다. 응용 프로그램(210)은 (단계 260에서) 제1 3-차원 체적 데이터 세트를 기초로 하여 환자 치료 또는 계획을 위한 제1 영상을 자동적으로 재구성하도록 또한 구성된다. 제1 영상은 환자의 머리를 나타내는 3-차원 데이터의 2-차원 렌더링을 포함할 수 있다. 응용 프로그램(210)은 스캐닝 전에 사용자에 의해 선택된 영상 생성 설정(예컨대, 스캐닝 프로토콜 및/또는 스캐닝 타입)을 기초로 하여 제1 3-차원 체적 데이터 세트 및/또는 제1 영상을 생성하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 영상은 전형적으로 그러나 반드시 그렇지는 않지만 실질적으로 전체의 환자의 머리(예컨대, 대략 턱으로부터 이마까지 또는 대략 13 ㎝의 높이 그리고 16 ㎝의 폭)인 시야("FOV: field of view")를 갖는다. 응용 프로그램(210)은 도 9에 도시된 것과 같이 (단계 270에서) 터치스크린(110B) 상에 제1 영상(265)을 표시하라는 신호를 생성한다. 일부 실시예에서, 제1 영상(265)은 개관도(265a), 측면도(265b), 정면도(265c) 및 평면도(265d) 등의 다수개의 버전 또는 시점의 영상을 포함할 수 있다. 임상의는 제1 영상(265)을 사용하여 스캐닝의 품질 및 위치 설정을 검사하거나 환자를 치료하거나 환자에 대한 치료를 계획한다. 응용 프로그램(210)은 또한 근거리 영상 데이터베이스 서버로 제1 영상(265)을 전송할 수 있고, 제1 영상(265)은 다른 임상의 및 다른 워크스테이션에 의해 접근될 수 있다.

응용 프로그램(210)은 또한 (단계 280에서) 투영 데이터 및 영상 생성 설정을 기초로 하여 서비스 제공업자를 위한 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 자동적으로 생성한다. 제2 3-차원 체적 데이터 세트는 전형적으로 높이 등의 적어도 1개의 치수 면에서 제1 3-차원 체적 데이터 세트의 FOV보다 작은 FOV를 갖는다. 예컨대, 도 10에 도시된 것과 같이, 제2 3-차원 체적 데이터 세트의 FOV는 환자의 턱 또는 그 일부(예컨대, 전체 FOV의 대략 하부 8㎝)만을 포함할 수 있다. 선택 사항으로 그러나 반드시 그렇지는 않지만, 응용 프로그램(210)은 제2 3-차원 체적 데이터 세트로부터 제2 영상(285)을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 영상(285)은 개관도(285a), 측면도(285b), 정면도(285c) 및 평면도(285d) 등의 다수개의 버전 또는 관점의 영상을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 제2 3-차원 체적 데이터 세트는 제1 3-차원 체적 데이터 세트의 해상도보다 높은(즉, 미세한 또는 작은 복셀을 갖는) 해상도를 갖는다. 예컨대, 제1 3-차원 체적 데이터 세트는 대략 0.25 ㎜의 해상도를 가질 수 있고, 제2 3-차원 체적 데이터 세트는 대략 0.20 ㎜의 해상도를 가질 수 있다. 그러나, 제2 3-차원 체적 데이터 세트가 더 높은 해상도를 갖지만, 제2 3-차원 체적 데이터 세트의 더 작은 FOV는, 제2 3-차원 체적 데이터 세트의 전송 및 처리를 지연시키거나 복잡하게 하지 않으면서 또는 제1 3-차원 체적 데이터 세트의 재구성을 지연시키거나 방해하지 않으면서, 영상의 신속한 재구성을 가능케 한다.

일부 실시예에서, 응용 프로그램(210)은 제1 3-차원 체적 데이터 세트를 생성하는 것과 함께 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 생성한다. 다른 실시예에서, 응용 프로그램(210)은 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 생성하기 전에 제1 3-차원 체적 데이터 세트를 생성하거나 그 역순으로 생성한다. 예컨대, 응용 프로그램(210)은 제1 3-차원 체적 데이터 세트가 생성된 후에 그리고 제1 영상(265)이 터치스크린(110B) 상에 표시되는 동안에 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 생성하도록 구성될 수 있다. 따라서, 응용 프로그램(210)은 제1 3-차원 체적 데이터 세트 및 제1 영상(265)의 생성 및 임상의 검토를 지연시키지 않으면서 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 생성한다.

도 3에 도시된 것과 같이, 제2 3-차원 체적 데이터 세트가 생성된 후에, 응용 프로그램(210)은 (단계 290에서) 치과 기구 제조업자 또는 맞춤형 치료 계획을 생성하는 실체 등의 서비스 제공업자에게 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 자동적으로 전송한다. 일부 실시예에서, 제2 3-차원 체적 데이터 세트가 조작자에 의해 사용되지 않고 그에 따라 조작자가 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 기초로 하여 영상(285)을 검토할 것이 필요하지 않기 때문에, 응용 프로그램(210)은 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 기초로 하여 영상을 생성하거나 조작자에게 표시하지 않으면서 서비스 제공업자에게 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 전송한다. 도 2에 도시된 것과 같이, 응용 프로그램(210)은 서비스 제공업자에 의해 조작되는 서버(190)로 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 전송한다. 일부 실시예에서, 서버(190)는 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 자동적으로 처리하여 요청된 출력(예컨대, 치료 계획, 장치 설계, 장치 등)을 생성하도록 구성된다.

바람직하게는, 그러나 반드시 그렇지는 않지만, 제2 FOV는 제1 FOV와 동일한 수평 치수 그러나 더 작은 수직 치수를 갖는다. 예컨대, 제2 FOV는 환자의 눈 등의 특징부를 포함하지 않으면서 환자의 턱 및 치아를 포함하도록 선택될 수 있다. 제2 FOV는 수직 및 수평 높이 및 위치에 대해 고정 파라미터를 사용하여 미리 선택될 수 있다. 대체예에서 또는 추가예에서, 제2 FOV는 제1 3-차원 체적 데이터 세트에서 보이는 환자 특징부를 기초로 하여 적절한 수직 높이 및 위치를 자동적으로 결정함으로써 선택될 수 있다.

예컨대, 하나의 실시예에서, 제2 FOV의 수직 치수 및 위치는, 제1 3-차원 체적 데이터 세트를 생성하는 단계와; 여기에 참조로 합체되어 있는 미국 특허 제8,325,874호에 기재된 것과 같이 환자의 교합 평면 또는 마스터 아치(master arch)를 자동적으로 검출하는 단계와; 교합 평면 또는 마스터 아치로부터 소정 수직 거리에 제2 FOV의 상부 및 하부 모서리를 설정하는 단계에 의해 결정될 수 있다. 선택 사항으로, 제2 FOV의 상부 및 하부 모서리는 교합 평면 또는 마스터 아치로부터 등거리에 형성될 수 있다.

추가로, 제2 FOV의 수직 치수 및 위치는, 환자의 치아에 부착되는 금속 아이템(예컨대, 브래킷)의 존재 및 위치를 검출하는 단계와; 금속 브래킷이 보이는 수직 범위로부터 소정 수직 거리에 제2 FOV의 상부 및 하부 모서리를 설정하는 단계에 의해 결정될 수 있다. 선택 사항으로, 제2 FOV의 상부 및 하부 모서리는 금속 브래킷이 보이는 수직 범위로부터 등거리에 형성될 수 있다.

응용 프로그램(210)은 환자의 머리(예컨대, 턱)의 스캐닝을 나타내는 데이터 세트로써 사용되는 것으로서 설명되어 있지만, 응용 프로그램(210)은 임의의 해부학적 부위 또는 임의의 대상으로부터 획득되는 데이터를 기초로 하여 여러 다른 목적을 위해 3-차원 체적 데이터 세트 및 영상을 생성하도록 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 추가로, 다른 타입의 스캐닝 절차가 데이터 세트를 생성하는 데 사용될 수 있다. 추가로, 응용 프로그램(210)은 제1 및 제2 3-차원 체적 데이터 세트 이외의 데이터 세트를 생성하도록 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 응용 프로그램(210)은 서비스 제공업자에 의한 처리를 위해 다수개의 3-차원 체적 데이터 세트를 자동적으로 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 3-차원 체적 데이터 세트의 특징은 임상의 및/또는 서비스 제공업자에 의한 요구에 따라 변화될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 일부 실시예에서, 제1 및 제2 3-차원 체적 데이터 세트는 동일한 FOV 및/또는 동일한 해상도를 가질 수 있다. 추가로, 일부 실시예에서, UI 응용 프로그램(210)의 기능성은 다수개의 응용 프로그램 또는 모듈 사이에 분포될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예에서, 별개의 응용 프로그램 또는 모듈이 제1 및 제2 3-차원 체적 데이터 세트를 생성한다.

본 발명의 다양한 특징 및 장점이 다음의 특허청구범위에 기재되어 있다.

100: 의료 촬영 시스템
105: 촬영 장치
110: 워크스테이션
110A: 컴퓨터
110B: 터치스크린
112: 내장형 컴퓨터 또는 프로세서
115: 방사선 검출기
120: 갠트리
125: 지지부
130: 방사선 발생원
135: 검출기 어레이
140: 턱 지지부

Claims

영상을 생성하는 시스템이며,
프로세서
를 포함하고, 프로세서는,
영상 생성 설정을 수신하고;
환자 머리의 CT 스캐닝에 의해 생성되는 투영 데이터를 수신하고;
머리의 제1 시야를 갖는 제1 3-차원 데이터 세트를 생성하고 - 제1 3-차원 데이터 세트는 투영 데이터를 기초로 함 -;
3-차원 데이터 세트를 기초로 하여 제1 영상을 자동적으로 생성하고;
적어도 하나의 차원에서 제1 시야보다 작은 머리의 제2 시야를 갖는 제2 3-차원 데이터 세트를 자동적으로 생성하고 - 제2 3-차원 데이터 세트는 제1 3-차원 데이터 세트보다 높은 해상도를 갖고, 제2 3-차원 데이터 세트는 투영 데이터 및 영상 생성 설정을 기초로 함 -;
적어도 1개의 네트워크를 통해 서비스 제공업자에게 제2 3-차원 데이터 세트를 전송하도록 구성되는,
시스템.
제1항에 있어서, 프로세서는,
환자의 교합 평면을 자동적으로 검출하고;
교합 평면으로부터 제1 소정 수직 거리에 제2 시야의 상부 모서리를 위치시키고;
교합 평면으로부터 제2 소정 수직 거리에 제2 시야의 하부 모서리를 위치시킴으로써,
제2 시야를 결정하도록 추가로 구성되는,
시스템.
제1항에 있어서, 프로세서는,
머리 내의 한 세트의 적어도 1개의 금속 아이템을 자동적으로 검출하고;
한 세트의 적어도 1개의 금속 아이템을 수용하는 수직 영역을 결정하고;
수직 영역의 적어도 1개의 모서리로부터 제1 소정 수직 거리에 제2 시야의 상부 모서리를 위치시키고;
수직 영역의 적어도 1개의 모서리로부터 제2 소정 수직 거리에 제2 시야의 하부 모서리를 위치시킴으로써,
제2 시야를 결정하도록 추가로 구성되는,
시스템.
제1항에 있어서, 프로세서는 디스플레이로 제1 영상을 출력하도록 추가로 구성되는 시스템.
제4항에 있어서, 프로세서는 제1 영상이 디스플레이로 출력되는 동안에 제2 3-차원 데이터 세트를 자동적으로 생성하도록 구성되는 시스템.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 서비스 제공업자는 장치 제조업자를 포함하는 시스템.
제8항에 있어서, 장치 제조업자는 치과 기구 제조업자를 포함하는 시스템.
제1항에 있어서, 제1 시야는 머리의 상당 부분을 포함하는 시스템.
제10항에 있어서, 제2 시야는 머리 내에 포함되는 턱 및 치아를 포함하는 시스템.
영상을 생성하는 방법이며,
조작자로부터 영상 생성 설정을 프로세서에서 수신하는 단계와;
영상 생성 설정을 기초로 하여 CT 촬영 장치에 의한 환자 머리의 스캐닝을 프로세서에 의해 개시하는 단계와;
스캐닝 중에 획득되는 CT 촬영 장치로부터의 투영 데이터를 프로세서에 의해 수신하는 단계와;
제1 시야를 갖는 제1 3-차원 데이터 세트를 프로세서에 의해 생성하는 단계로서, 제1 3-차원 데이터 세트는 투영 데이터를 기초로 하는, 단계와;
제1 3-차원 데이터 세트를 기초로 하여 머리의 제1 영상을 프로세서에 의해 자동적으로 생성하는 단계와;
조작자에게 제1 영상을 표시하라는 신호를 생성하는 단계와;
적어도 하나의 차원에서 제1 시야보다 작은 제2 시야를 갖는 제2 3-차원 데이터 세트를 프로세서에서 자동적으로 생성하는 단계로서, 제2 3-차원 데이터 세트는 제1 3-차원 데이터 세트보다 높은 해상도를 갖고, 제2 3-차원 데이터 세트는 투영 데이터 및 영상 생성 설정을 기초로 하는, 단계와;
적어도 1개의 네트워크를 통해 장치 제조업자에게 제2 3-차원 데이터 세트를 전송하는 단계
를 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 환자의 교합 평면을 자동적으로 검출하는 단계와;
교합 평면으로부터 제1 소정 수직 거리에 제2 시야의 상부 모서리를 위치시키는 단계와;
교합 평면으로부터 제2 소정 수직 거리에 제2 시야의 하부 모서리를 위치시키는 단계를 수행함으로써
제2 시야를 결정하는 단계를 추가로 포함하는,
방법.
제12항에 있어서, 머리 내의 한 세트의 적어도 1개의 금속 아이템을 자동적으로 검출하는 단계와;
한 세트의 적어도 1개의 금속 아이템을 수용하는 수직 영역을 결정하는 단계와;
수직 영역의 적어도 1개의 모서리로부터 제1 소정 수직 거리에 제2 시야의 상부 모서리를 위치시키는 단계와;
수직 영역의 적어도 1개의 모서리로부터 제2 소정 수직 거리에 제2 시야의 하부 모서리를 위치시키는 단계를 수행함으로써
제2 시야를 결정하는 단계를 추가로 포함하는,
방법.
제12항에 있어서, 제2 3-차원 데이터 세트를 생성하는 단계는 제1 영상이 조작자에게 표시되는 동안에 제2 3-차원 데이터 세트를 자동적으로 생성하는 단계를 포함하는 방법.
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삭제
제12항에 있어서, 장치 제조업자에게 제2 3-차원 데이터 세트를 전송하는 단계는 치과 기구 제조업자에게 제2 3-차원 데이터 세트를 전송하는 단계를 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 제1 시야는 머리의 상당 부분을 포함하는 방법.
제19항에 있어서, 제2 시야는 머리의 턱 및 치아를 포함하는 방법.
영상을 생성하는 시스템이며,
환자 머리를 스캐닝하여 투영 데이터를 생성하도록 구성되는 촬영 장치와;
프로세서를 포함하고, 프로세서는,
영상 생성 설정을 수신하고;
영상 생성 설정을 기초로 하여 촬영 장치에 의한 머리의 스캐닝을 개시하며;
스캐닝 중에 생성되는 촬영 장치로부터의 투영 데이터를 수신하고;
머리의 제1 시야를 갖는 제1 3-차원 데이터 세트를 생성하고 - 제1 3-차원 데이터 세트는 투영 데이터를 기초로 함 -;
제1 3-차원 데이터 세트를 기초로 하여 제1 영상을 자동적으로 생성하고;
조작자에게 제1 영상을 표시하라는 신호를 생성하는 단계와;
제1 영상이 조작자에게 표시되는 동안에 적어도 하나의 차원에서 제1 시야보다 작은 머리의 제2 시야를 갖는 제2 3-차원 데이터 세트를 자동적으로 생성하고 - 제2 3-차원 데이터 세트는 제1 3-차원 데이터 세트보다 높은 해상도를 갖고, 제2 3-차원 데이터 세트는 투영 데이터 및 영상 생성 설정을 기초로 함 -;
적어도 1개의 네트워크를 통해, 치과 기구 제조업자에 의해 조작되며 제2 3-차원 데이터 세트를 자동적으로 처리하여 적어도 1개의 치과 기구에 대해 설계 또는 치료 계획을 생성하도록 구성되는 원격 서버로 제2 3-차원 데이터 세트를 자동적으로 전송하도록 구성되는,
시스템.