KR102150143B1 - 해부체의 부분적 체적들의 배치 - Google Patents

해부체의 부분적 체적들의 배치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상화 프로세스와 관련하여 해부체의 부분적 체적들을 배치하는 것에 관한 것이다. 본 발명에 따라서, 영상화 스테이션과 관련하여 배열된 카메라에 의해서 영상화 스테이션 내에 정렬된 대상체의 사진을 취하고, 그러한 해부체의 영상이 디스플레이 상에서 그러나 영상화 스테이션에 대한 새로운 위치로 이동된 것으로 제시된다. 이러한 영상 및 영상화 스테이션에서 취해진 실질적으로 실시간인 영상이 디스플레이 상에서 서로 겹쳐져 제시될 때, 디스플레이 상에서, 영상화되는 대상체가 새로운 위치로 이동된 해부체의 취해진 영상과 관련하여 배치되는 방식을 따를 수 있다.

Description

해부체의 부분적 체적들의 배치{POSITIONING OF PARTIAL VOLUMES OF AN ANATOMY}
본 발명은 영상화 프로세스와 관련하여 해부체의 부분적 체적들을 상호 배치하는 것에 관한 것이다.
기본적인 구조와 관련하여 가장 단순한 의료용 x-레이 영상화에서 사용되는 통상적인 장치가, 방사선의 공급원과 별개인 필름 카셋트와 함께 이용되는 방사선의 공급원을 포함한다. 병원은 또한 소위 C-아치(arch) x-레이 장치를 일반적으로 이용하고, 그러한 장치에서 방사선의 공급원 및 영상 정보의 수신기가 아치-형상의 아암 부분의 대향 단부들에 배열된다. 통상적으로, 완전히 그 자체의 장치의 그룹이 큰-크기 및 매우 고가의 컴퓨터 단층촬영 장치로 구성되고, 그러한 컴퓨터 단층촬영 장치 내로 환자가 영상화를 위해서 링-형상의 또는 관 구조물 내에 누운 위치로 전형적으로 배치된다.
통상적인 컴퓨터 단층촬영 장치가 매우 크고 고가이기 때문에, 예를 들어 병원 응급실에서의 이용을 위해서 그러한 장치를 획득하는 것은 실질적으로 가능하지 않다. 다른 한편으로, 일부 특정 해부체 또는 해부체들을 영상화하도록 반드시 설계되지 않고 다소 일반적인 영상화 장치인 상용 컴퓨터 단층촬영 장치가 또한 전형적인 것이 되었다. 예를 들어 환자의 전체 몸통을 영상화하기를 원하는 경우에, 장치의 다른 치수(dimension)뿐만 아니라 장치에 대해서 배열된 영상화 스테이션이 각각의 비율로 실시되어야 한다.
보다 경량의 컴퓨터 단층촬영 장치 버전이 또한 개발되었다. 종래 기술의 해결책의 예로서, 예를 들어 WO 공보 2011/135186에서 개시된 구조물을 참조할 수 있다. 그러한 장치에서, 영상화 스테이션 주위에서 이동하도록 배열된 영상화 수단이, 그 측면으로부터 지지된, 링-형상의 O-아암 내에 배열된다.
앞서서 참조한 바와 같은 종래 기술에 따른 보다 경량인 장치에서, 원뿔 비임(cone beam) 단층촬영(CBCT)이 이용될 수 있을 것이다. 여기에서, 영상화되는 체적의 크기(FOV - 관측 시야)를 제한하는 하나의 기준은 영상화 검출기의 치수이고, 그러한 치수는 명백한 이유로 그러한 맥락에서 매우 크게 배열될 수 없다. 예를 들어, 말단부(extremity)를 영상화하는 것을 고려할 때, 그러한 영상화 장치를 이용하는 경우에, 환자 및 영상화 장치의 하나의 상호 배치에 의해서 말단부의 하나의 부분적 체적만을 영상화할 수 있다는 것이 분명하다. 그에 따라, 다음의 부분적 체적을 영상화하기 위해서, 영상화 장치 내에서 해부체를 새롭게 배치하는 것이 필요해 졌고, 그리고 정확하게 희망하는 방식으로 이전의 배치와 관련된 재-배치를 실현하는 것이 해결과제가 될 수 있다.
본 발명의 목적은, 예를 들어, 전술한 바와 같은 덜 고가이고 작은 x-레이 영상화 장치와 관련하여 기술 수준을 발전시키는 것이다. 발명의 특별한 목적은, 특히 링-형상의 아암 부분을 포함하고 비교적 작은 크기인 전술한 유형의 x-레이 영상화 장치와 관련한 개발을 발전시키는 것이다. 그러한 장치의 구성, 특성 및 치수가 많은 측면에서 통상적인 병원의 컴퓨터 단층촬영 장치와 현저하게 상이하고 이러한 장치 내에서 환자는, 영상화 플랫폼 상에 환자가 눕도록 셋팅되는, 통상적인 컴퓨터 단층촬영 장치와 상이한 방식으로 영상화하기 위해서 배치된다.
특히 본 발명의 목적은, 전체의 희망 체적을 영상화하기 위해서 하나 초과의 장소에서 해부체를 영상화할 필요가 있는 상황에서 환자의 배치를 용이하게 하는 배열을 제공하는 것이다.
본 발명의 기본적인 특징이 첨부된 청구항에서 설명된다. 본 발명에 특히 본질적인 것은, 영상화 장치가 장치의 영상화 지역의 사진 또는 비디오 영상을 취하게 하기 위한 수단 및, 다른 한편으로, 특별한 방식으로 그러한 카메라 영상을 디스플레이 상에서 제시하기 위한 수단을 배열하는 것이다.
본 발명은 환자의 배치를 돕고 그리고, 배치 목적을 위해서, 적은 방사선 선량(dose)을 이용하는 것에 의해서 취해지는, 예를 들어 탐색(scout) x-레이 영상을 이용할 필요가 없게 할 수 있다. 본 발명은 또한, 영상화된 부분적 체적들의 좌표들의 세트들이 서로와 관련하여 어떻게 위치결정(locate)되는지와 관련하여 이용 가능한 적어도 적절하게 정확한 정보가 있음에 따라, 영상화 후에 영상화된 부분적 체적들을 조합하기 위한 영상 정보의 프로세싱을 가속하도록 배열될 수 있다.
다음에, 본 발명 및 그 바람직한 실시예가 보다 구체적으로 그리고 첨부된 도면을 또한 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 영상화 장치의 영상화 지역 내에 배치된 대상체의 제1 부분적 체적을 촬영하는 것을 도시한다.
도 2는, 대상체가 제1 부분적 체적에 대한 영상화 위치에서 위치결정되었을 때에 취한, 도 1에 도시된 영상이, 다음의 부분적 체적을 영상화하는 것을 고려한 새로운 희망 장소에 배치되었을 때 투사되는 영상을 도시한다.
도 3은 영상화되는 대상체가 다음의 부분적 체적을 영상화하기 위한 새로운 장소에 배치된, 디스플레이 상에 제시된 영상을 도시한다.
도 4는 대상체가 다음의 부분적 체적을 영상화하기 위한 새로운 장소에 배치되도록 관리되는 상황을 도시한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에서의 이용을 위해서 적용될 수 있는 장치에 대한 해결책을 도시한다.
도 7은, 도 5 및 도 6에 따른 구조물이 장치의 영상화 지역에 정렬된 카메라와 함께 어떻게 배열될 수 있는지를, 단순화하여, 도시한다.
도 1 내지 도 4에 의해서 도시된 프로세스가, 영상화를 위해서 해부체를 배치하기 위한 방법으로 생각될 수 있고, 그러한 방법에서 제1 부분적 체적이 먼저 영상화되고 그 이후에 제2 부분적 체적이 영상화된다. 해부체 및 영상화 수단의 상호 배치가 영상들 사이에서 변화되도록, 이러한 부분적 체적들이 영상화된다. 제1 및 제2 부분적 체적이 영상화되는 해부체의 동일한 체적을 부분적으로 커버하도록 이러한 배치의 변화가 실시될 수 있으나, 본 발명은 또한 부분적 체적들이 서로 교차하지 않도록 부분적 체적들이 제어 배치되게 할 수 있다.
제1 부분적 체적의 영상화 중에(도 1), 영상화 스테이션과 관련하여 배열된 카메라에 의해서 영상화 스테이션에 배치된 해부체의 사진 또는 정지(still) 비디오 영상이 취해지고, 그러한 영상은, 영상화 스테이션과 관련된 새로운 위치로 이동되었을 때, 디스플레이 상에서 제시된다(도 2). 이어서, 이러한 영상 및 영상화 스테이션의 실시간 영상이 서로 겹쳐져 디스플레이 상에서 제시되고, 새로운 위치로 이동되었을 때 디스플레이 상에서 제시된 제1 부분적 체적의 영상과 맞추기 위해서 피영상화 해부체를 배치하는 것(도 3)이 디스플레이로부터 관찰된다(도 4).
도 1 내지 도 4는 본 발명의 임의의 특별한 실시예를 보여주도록 의도된 것이 아니고, 단지 본 발명을 설명하도록 의도된 것이다. 그에 따라, 예를 들어 연속적인 선에 의해서 그려진 도 1 내지 도 4의 최외측 직사각형이 디스플레이 화면, 카메라에 의해서 관찰되는 영상화 스테이션의 또는 영상화 지역의 지역, 또는 영상화 장치가 생성하는 x-레이 영상 정보를 이용하여 단층촬영 영상이 재구축될 수 있게 하는 관측 시야(FOV)로 생각될 수 있다.
도 1 내지 도 4의 보다 작은 직사각형 지역이 다시 본 발명에 따른 영상 이동 프로세스와 관련되는 것으로 생각될 수 있고, 그에 따라 도 1의 파선 지역은 이동되도록 선택된 영상화 스테이션으로부터 카메라에 의해서 취해진 영상의 지역(해부체)을 나타내고, 그리고 도 2는 도 1의 선택된 지역(해부체)의 취해진 영상이 어떻게 이동되었는지를 보여준다(연속적인 선에 의해서 규정된 지역). 도 2는 도 3 및 도 4에 대한 베이스로서 이용되었고, 그에 따라 그들이 또한 파선에 의해서 그려진 도 1의 지역을 포함한다. 도 3 및 도 4에 도시된 단계와 관련하여, 파선에 의해서 그려진 도 1의 지역이 특별한 기능을 가지지 않고, 프로세스를 설명하기 위한 것이며, 또한 그러한 지역이 도 3 및 도 4로 계속된다. 도 3 및 도 4에서 본질적인 것은, 영상화 지역으로부터 취한 카메라 그림 내에서 디스플레이 상에서, 도 2에 따른 이동된 위치에서 위치결정된 영상(연속적인 선에 의해서 규정된 지역 내에서 도시된 영상)인, 도 1에 도시된 위상(phase) 중에 취해진 영상을 제시하는 것이다.
도 1의 파선 지역이 이동하도록 선택된 카메라에 의해서 취해진 영상의 지역을 제시하는 것으로 간주될 수 있을 때, 카메라가 파선 지역만을 촬영하도록 배열되는 것이 또한 고려될 수 있고, 이어서 그와 같은 그림이 새로운 위치에서 디스플레이 상에서 도시되도록 배열될 것이다. 이러한 파선 지역만이 촬영되는 경우에 그리고 그것이 도 3 및 도 4가 제시하는 단계 중에 디스플레이 상에서 제시되는 경우에만, 희망 위치로의 배치가 뒤따를 수 있는 해부체의 지역이 상응하게 보다 작다.
한계 내에서, 장치의 카메라 배열 및 그 영상화 지역의 치수는, 해부체의 제어된 재배치가 또한 교차하지 않는 부분적 체적들과 관련하여 만들어질 수 있게 한다. 예를 들어, 서로로부터 거리를 두고 위치결정되고 실제 x-레이 영상 정보를 획득할 필요가 없는 서로 간의(in-between) 부분적 체적을 포함하는, 말단부 내의 관심의 대상이 되는 2개의 지점이 존재하는 상황을 고려한다. 전술한 바와 같이 진행할 때 도 1에 따른 단계 중에 취해진 사진이 어떻게 도 2에 따른 장소로 이동되었는지를 알게 됨에 따라, 단계 4에 따라서 영상화되는 부분적 체적이 도 1에 따른 단계에서 영상화된 제1 부분적 체적과 관련하여 위치결정되는 곳을 또한 알 수 있다.
본 발명의 기본적인 생각이 예를 들어 도 5에 따른 영상화 장치에서 적용되는 것이 바람직할 수 있다. 장치의 기본적인 구조는, 장치의 x-레이 영상화 수단(21, 22)이 내부에 배치되고 이러한 맥락에서 또한 O-아암으로서 지칭되는, 실질적으로 링-형상의 구조물(2)을 지지하는 지지 구축물(1)을 포함한다. 이러한 O-아암(2)에는 검사 개구부(4)가 배열되고, 그러한 검사 개구부 내로 피영상화 해부체가 배치된다. 도 1은 지지 구축물(1)에 대해서 배열된 환자 지지 핸들바아(5), 장치의 제어 시스템과 기능적으로 연결된 사용자 인터페이스(6), 실질적으로 O-아암의 방향으로 돌출하는 가능하게는 탈착 가능하게 부착된 받침대 또는 베이스 부분(7), 및 검사 개구부(4) 내에 배열된 배치 지지부(8)를 추가적으로 도시한다. 도 1에 도시된 발명의 실시예에 따라서, 장치에 속하는 디스플레이(11)가, 그 상부 연부에서, 링-형상의 구조물(2)의 표면 상에 실질적으로 배열된다.
영상화 수단을 지지하는 구조물(2)을 지지 구축물(1)로 장착하는 것이, O-아암(2)의 높이 위치의 조정을 가능하게 하도록 배열될 수 있다. 또한, O-아암(2)이 도 1에 도시된 수직 위치로부터 수평 위치로 적어도 90도로 적어도 하나의 방향으로 회전될 수 있게 배열될 수 있다. 또한 O-아암(2) 및/또는 지지 프레임(1)과 관련하여 배열된 조이 스틱(9)에 의해서 장치의 제어 시스템과 연결되는 사용자 인터페이스(6) 이외에, 이러한 조작부의 제어가 실행 가능하도록 배열될 수 있다.
도 6은 장치와 관련하여 디스플레이(11)를 배치하기 위한 2가지 대안적인 방식을 도시한다. 디스플레이는 바람직하게, 예를 들어 환자의 다리가 영상화될 때, 환자에게 보여질 수 있는 장소에서 장치로 배치된다. 디스플레이(11)가, 고정되는 것으로 그리고 이동 가능하게 부착되는 것으로, 링-형상의 구조물(2)에 대해서 배열될 수 있다. 링-형상의 구조물(2)에 대한 디스플레이(11)의 배향을 조정하는 것, 링-형상의 구조물(2)에 대한 디스플레이(11)의 간극 및/또는 위치를 조정하는 것이 가능하도록 연결이 배열될 수 있거나, 이러한 운동 자유도의 일부 또는 전부를 가지고 연결이 배열될 수 있다. 대안적으로, 디스플레이(11)가 지지 구조물(1)로 부착될 수 있거나, 별개의 디스플레이(11)가 지지 구조물(1)로 셋팅될 수 있고, 그러한 셋팅되는 디스플레이(11)는 전술한 바와 같이 그러나 지지 구조물(1)에 대해서 운동 자유도를 가지고 배열될 수 있다.
도 7에서 제시된 실시예에서, 검사 개구부(4) 내부에 정렬된 비디오 카메라(12)가 링-형상의 구조물(2)과 관련하여 배열된다. 원칙적으로, 카메라(12)는 그 커버 외부의 링-형상의 구조물(2)에 대해서, 특히 영상화되는 말단부가 검사 개구부로 위치되도록 설계되는 검사 개구부의 대향 측면에서, 배열될 수 있으나, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 비디오 카메라(12)가 링-형상의 구조물(2) 내에 배열되고, 링-형상의 구조물(2)의 내측 표면의 적어도 일부가 투명하게 또는 개구부를 포함하도록 배열되고, 그러한 개구부를 통해서, 카메라(12)가, 실질적으로 검사 개구부 내에 배열된 배치 지지부(8)에서와 같이, 검사 개구부(4)에서 정렬된다.
그러나, 장치가, 그러한 장치의 영상화 지역을 영상화하도록 배열된 적어도 하나의 사진 또는 비디오 카메라(12)를 가지고, 장치의 제어 시스템이 디스플레이(11) 상에서 단층촬영 영상화를 위해서 배치된 대상체로부터 취한 제1 영상 및 단층촬영 영상화를 위해서 배치된 제1 영상 내에서 볼 수 있는 대상체가 제1 영상이 취해졌을 때 있던 곳과 상이한 영상화 지역 내의 위치로 이동되도록 영상화 지역을 취한 본질적으로 실시간인 영상을 서로 겹쳐서 제시하는 것이 필수적이다. 카메라가 링-형상의 구조물(2) 내부에 배열될 수 있고 그리고 링-형상의 구조물(2)의 내측 표면의 적어도 일부가 투명하도록 또는 개구부를 포함하도록 배열되고, 그러한 개구부를 통해서 카메라(12)가 검사 개구부(4)에서 정렬되거나 정렬될 수 있다. 만약 영상화되는 해부체를 x-레이 영상화를 위해서 배치하기 위한 검사 개구부(4) 내에 배열된 배치 지지부(8)가 존재한다면, 카메라(12)가 바람직하게 실질적으로 배치 지지부(8)에서 정렬되거나 정렬되도록 배열된다.
당업자는, 그 상세 내용과 관련하여, 본 발명이 또한 전술된 발명의 실시예에 따른 것과 다른 방식으로 실시될 수 있다는 것을 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 해부체의 제1 부분적 체적이 X-레이 영상화 수단에 의해 영상화되고 이어서 그 이후에 제1 부분적 체적과 상이한 해부체의 제2 부분적 체적이 영상화되는, 영상화를 위해서 해부체를 배치하기 위한 방법에 있어서,
    제1 부분적 체적의 영상화와 관련하여, 또한 영상화 스테이션 내에 배치된 해부체의 제1 부분적 체적의 사진 또는 정지 비디오 영상이 영상화 스테이션과 관련하여 배열된 카메라에 의해서 취해지고, 이어서 사진 또는 정지 비디오 영상은, 영상화 스테이션에 대한 새로운 위치로 이동될 때, 디스플레이 상에 제시되고, 그 이후에 새로운 위치로 이동된 상기 사진 또는 정지 비디오 영상 및 영상화 스테이션의 실시간 영상이 서로 겹쳐져 상기 디스플레이 상에 제시되고, 제2 부분적 체적을 영상화하기 위하여 새로운 위치로 이동될 때 디스플레이 상에 제시되는 제1 부분적 체적의 상기 사진 또는 정지 비디오 영상과 맞춰지도록 해부체를 배치하는 것이 디스플레이로부터 관찰되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 부분적 체적의 영상화와 제2 부분적 체적의 영상화 사이에서, 제1 부분적 체적 및 제2 부분적 체적이 영상화되는 해부체의 동일한 체적을 부분적으로 커버하도록 해부체 및 영상화 수단의 상호 배치가 변화되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 의료용 컴퓨터 단층촬영 영상화 장치로서,
    - 영상화 수단을 지지하는 실질적으로 링-형상의 구조물(2)을 지지하도록 배열된 지지 구축물(1)로서, 영상화 수단이 방사선의 공급원 및 영상 정보의 수신부를 포함하고, 방사선의 공급원 및 영상 정보의 수신부는 대향 측면들 상에서 영상화 수단을 지지하는 상기 실질적으로 링-형상의 구조물(2) 내부에 그리고 영상화 수단을 지지하는 상기 링-형상의 구조물(2) 내부에서 이동되도록 배열되는, 지지 구축물(1),
    - 장치의 기능의 적어도 일부를 제어하기 위한 제어 시스템을 포함하고,
    - 장치가 영상화 수단을 지지하는 상기 링-형상의 구조물(2) 내에서 검사 개구부(4)를 포함하고, 영상화되는 대상체가 영상화를 위해서 상기 검사 개구부(4) 내에 배치될 수 있고,
    장치가 적어도 하나의 사진 또는 비디오 카메라(12) 및 상기 적어도 하나의 사진 또는 비디오 카메라(12)와 기능적으로 관련하여 배열되는 적어도 하나의 디스플레이(11)와 함께 배열되고,
    적어도 하나의 사진 또는 비디오 카메라(12)가 상기 실질적으로 링-형상의 구조물(2)과 관련하여 그리고 상기 검사 개구부(4) 내부에 정렬된 상태로 또는 정렬될 수 있도록 배열되는, 의료용 컴퓨터 단층촬영 영상화 장치에 있어서,
    상기 적어도 하나의 사진 또는 비디오 카메라(12)가 장치의 영상화 지역을 영상화하도록 배열되고, 장치의 제어 시스템은, 상기 적어도 하나의 디스플레이(11) 상의 시야에서, 단층촬영 영상화를 위해서 배치될 때 제1 영상 내에서 볼 수 있는 대상체가 영상화 지역 내에서 제1 영상이 취해졌을 때 있었던 곳과 상이한 위치로 이동되도록, 단층촬영 영상화를 위해서 영상화 지역 내에 배치된 대상체를 취한 제1 영상 및 상기 영상화 지역의 상기 적어도 하나의 사진 또는 비디오 카메라(12)에 의해서 취해진 실시간의 영상을 서로 중첩되게 상기 적어도 하나의 디스플레이(11) 상에 제시하는 것을 특징으로 하는, 의료용 컴퓨터 단층촬영 영상화 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 사진 또는 비디오 카메라(12)가 상기 실질적으로 링-형상의 구조물(2) 내부에 배열되고, 상기 실질적으로 링-형상의 구조물(2)의 내측 표면의 적어도 일부가 투명하거나 다른 개구부를 포함하도록 배열되고, 상기 개구부를 통해서 상기 적어도 하나의 사진 또는 비디오 카메라(12)가 상기 검사 개구부(4)에서 정렬되거나 정렬될 수 있는 것을 특징으로 하는, 의료용 컴퓨터 단층촬영 영상화 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 배치 지지부(8)가 X-레이 영상화를 위해서 피영상화 해부체를 배치하기 위해서 상기 검사 개구부(4) 내에 배열되고, 상기 적어도 하나의 사진 또는 비디오 카메라(12)가 상기 배치 지지부(8)에서 정렬되거나 정렬되도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 의료용 컴퓨터 단층촬영 영상화 장치.
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