KR102617605B1

KR102617605B1 - 턱의 모션 추적

Info

Publication number: KR102617605B1
Application number: KR1020177027701A
Authority: KR
Inventors: 라세 톼멜라; 쿠스타아 뉘홀름
Original assignee: 플란메카 오이
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2023-12-27
Also published as: EP3267938B1; JP6623226B2; JP2018509204A; WO2016142584A1; CA2978378A1; RU2017132518A; EP3267938A4; KR20170124574A; CN107405187B; EP3267938A1; RU2691320C2; US20160262711A1; US20180184998A1; BR112017019077B1; RU2017132518A3; HK1247074A1; US9895120B2; BR112017019077A2; CN107405187A; US10265039B2

Abstract

본 발명은 환자의 턱의 모션을 추적하는 것에 관한 것으로, 턱의 모션을 나타내는 추적 아이템(50)의 모션은 의료용 x-레이 촬상 장치(10)에 구성된 적어도 하나의 카메라(22)가 따라가고, 적어도 하나의 카메라(22)에 의해 검출된 모션은 턱의 경조직을 묘사하는 디지털 모델 상에 적용된다. 이와 같이 생성된 턱의 경조직의 움직이는 디지털 모델은 경조직의 움직임을 시각화하기 위해 디스플레이(31) 상에 보여진다.

Description

턱의 모션 추적

본 발명은 사람의 턱의 경조직(hard tissue)의 모션을 추적하고, 이를 시각화하는 디지털 모델을 생성하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다.

인간의 턱의 움직임들의 기록과 관련하여, 기계적, 전자적, 초음파적, 전자기적 및 광학적 기술들을 이용하는 시스템들과 같은 다양한 시스템들이 사용되어 왔다. 하나의 전형적인 해결책은 상악골 및 하악골 모두에 물리적 마커들을 부착하고, 이들 각각의 상대적 모션을 기록하는 것을 포함한다. 이러한 시스템들은, 가능하게는, 예를 들어, 두개골 경조직의 디지털 표면 모델에 적용될 때, 측정되거나 검출된 움직임을 디스플레이 상에 시각화하는 것을 포함하는 것으로 알려져 있다.

기술에 관계없이, 이러한 절차들에 포함되는 작업-흐름은 별개의 장치들 및 개별적으로 수행되고 서로 별개인 동작들의 사용을 포함할 수 있기 때문에 종종 시간이 많이 걸리고 힘이 들 때가 있다. 이러한 동작들은 해부학적 구조에 마커들을 부착하는 단계, 턱의 움직임들을 생성하고, 마커들의 움직임들을 검출 및 기록하는 단계, 및 그 후 디스플레이 상에 보여질 수 있는 턱의 움직임들을 시각화한 모델을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 한 예로, 턱의 움직임들의 모델링이 나중에 별개의 프로세스로서 시각화되고, 그제서야 디지털 모션 모델을 강화하기 위해 추가적인 움직임 정보가 필요하거나 바람직하다고 깨달은 경우, 이것은 환자에게 마커들을 장착하여, 턱의 움직임들을 새로이 검출하고 기록할 수 있게 되는 다음 번에나 되어서야 가능하게 될 것이다.

턱 모션들을 추적하는 선행 기술의 예들은 특허 공보들 US 4,836,778, US 4,859,181, US 2013/0157218 및 WO 2013/0175018에 설명된 시스템들을 포함한다.

본 발명 및 그 바람직한 실시예들은, 두개골 경조직 해부학적 구조들의 표면 모델들을 생성하기 위한 이미지 정보를 취득하도록 구성된 CT 장치와 같은 의료용 x-레이 촬상 장치의 상황 속에서 사람의 턱 모션들을 보여주는 디지털 모델이 생성되는 장치 및 방법을 포함한다. 이것은 x-레이 이미지 데이터 및 턱 모션 데이터 모두를 동일한 장치에 의해 취득하는 것을 가능하게 한다. 장치에, 두개골의 해부학적 구조에 부착된 레퍼런스 객체들의 모션의 촬영이 수행되는 것과 동일한 상황 속에서 경조직의 모델링된 모션이 시각화될 수 있는 디스플레이 및 이미지 프로세싱 수단을 구비함으로써, 본 발명의 실시예들은 환자가 임의의 원하는 씹기 동작 또는 모델링되는 다른 턱 모션을 발생시키고 있는 동안에 경조직의 움직임들을 실시간으로 따라가는 것을 가능하게 한다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 CT 촬상 장치와 물리적으로 연결되어 구성된 적어도 하나의 카메라를 제공하는 단계를 포함한다. 본 방법은 사람의 턱에 제1 추적 아이템을 부착하는 단계, 및 사람의 위턱 또는 사람의 해부학적 구조 중 위턱과 고정 관계에 있는 부분에 제2 추적 아이템을 부착하는 단계를 포함한다. 사람의 해부학적 구조의 경조직에 대한 CT 재구성이 생성되고, 경조직 해부학적 구조에 대한 추적 아이템들의 위치들이 식별된다. 일 실시예에서, 환자가 턱 모션을 수행하는 동안에 적어도 하나의 카메라를 사용하여 추적 아이템들의 일련의 이미지들이 캡쳐되고, 이미지들 내의 추적 아이템들의 위치들이 결정된다. 그 후, 경조직 해부학적 구조의 포즈들이 추적 아이템들과 해부학적 구조 사이의 관계에 대한 지식을 사용하여 분석되고, 경조직 해부학적 구조들의 포즈들은 시각적 시스템으로 전송되어, 턱의 씹기 모션의 디지털 모델을 디스플레이할 수 있다.

다음 도면들은 본 발명의 다양한 실시예들의 일부 양태들을 제시하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 하나의 바람직한 장치의 기본 부분들을 도시한다.
도 2는 본 발명의 상황 속에서 사용하는 데 적용가능한 하나의 시스템에 따라 턱 모션을 검출하기 위한 원칙적인 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 상황 속에서 사용하는 데 적용가능한 컴포넌트들을 포함하는 의료용 x-레이 장치에 부착가능한 검출기 모듈을 도시한다.
도 4는 추적 디바이스가 하악골에 부착되고 두 개의 카메라들의 시야 내에 있는 모션 추적 촬상을 위한 장치를 도시한다.
도 5는 도 4에서와 같은 모션 추적 촬상을 위한 장치를 도시하지만, 추적 디바이스의 레퍼런스 객체들 중 일부만이 두 개의 카메라들 중 어느 한 카메라의 시야 내에 있다.
도 6 및 도 7은 턱 모션을 시각화하는 디지털 모델을 생성하기 위하여 본 발명에서 사용하는 데 적용가능한 (흐름도에 의한) 절차들을 도시한다.

도 1은 본 발명에 따른 하나의 바람직한 장치의 기본 부분들을 도시한다. 도 1의 장치는 수직 지지 구조물(11)을 포함하는 의료용 x-레이 촬상 장치(10)를 포함하며, 수직 지지 구조물(11)로부터 환자 지지 수단(17)을 지지하는 아암(12), 및 장치의 촬상 수단을 지지하는 아암부(14)를 지지하는 아암부(13)가 수평으로 연장된다. 촬상 수단을 지지하는 아암부(14)는 회전가능하게 배치된다. 장치의 촬상 수단은 서로 거리를 두고 구성된 x-레이 소스(15) 및 x-레이 이미지 정보의 수신기(21)를 포함한다. 촬상 수단은, 환자 지지 수단(17)에 대해, 촬상 스테이션(18)이 x-레이 소스(15)와 x-레이 이미지 정보의 수신기(21) 사이의 영역 내에 생성되어, x-레이 소스(15)에 의해 생성된 빔이 상기 촬상 스테이션(18)을 통해 x-레이 이미지 정보의 수신기(21)를 향해 지향될 수 있도록 위치된다. 장치는 제어 수단을 포함하며, 그 중 도 1에는 환자 지지 수단(17)을 지지하는 아암(12)에 구성된 사용자 인터페이스(16) 및 그에 속하는 동작 모드 선택 수단(19)이 도시된다. 도 1에 따른 장치에서, x-레이 이미지 정보의 수신기(21)는 이미지 정보의 수신기 모듈(20)의 일부로서 배치되고, 검출기 모듈은 컴퓨터(30)와 동작가능하게 연결되어 구성된다. 이미지 정보를 프로세싱하기 위한 수단은 컴퓨터(30), 및 또한 디스플레이(31)와 동작가능하게 연결되어 구성되는 컴퓨터에 구성된다. 사용자 인터페이스(16)에도 역시 디스플레이가 구비될 수 있고, x-레이 촬상 장치의 일부 다른 구조체에도 역시 디스플레이가 구성될 수 있다. 제어 시스템(CS)의 물리적 컴포넌트들 및 서브시스템들은 장치의 다양한 위치들에 구성될 수 있으며, 그 일부는 컴퓨터(30)에 포함될 수 있고, 일부는 예를 들어, 수직 지지 구조물(11) 내에 또는 제어되는 장치의 컴포넌트와 근접하거나 이와 통합되어 구성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 상황에서 사용하는 데 적용가능한 하나의 시스템에 따라 턱 모션을 검출하는 원칙적인 장치를 도시한다. 장치는 서로 거리를 두고 구성된 두 개의 카메라들(22)을 포함하며, 이 두 개의 카메라들은 추적 수단(50)이 연결된 사람의 머리를 촬영하도록 조준된다. 도 2에 따른 장치에서, 추적 수단(50)은 광 반사성 객체들(52)과 같은 레퍼런스 객체들을 위한 두 개의 별개의 지지 구조물들(51)로 구성된다. 지지 구조물들(51) 중 하나의 지지 구조물은 사람의 이마에 연결되고, 다른 하나의 지지 구조물은 사람의 아래턱에 연결된다. 도 2의 구성은 또한 카메라들(22)에 근접하게 구성된 광원들(23)을 포함한다. 광원(23)은 본질적으로 가까운 카메라(22)가 조준되는 방향으로 광을 방출하도록 구성된다.

도 3은 본 발명의 상황 속에서 사용하는 데 적용가능한 컴포넌트들을 포함하여 의료용 x-레이 장치에 부착가능한 검출기 모듈(20)을 도시한다. 도 2에 제시된 것과 반대로, 카메라들(22)은 서로 수직이 아닌 수평 거리를 두고 모듈(20)에 구성되며, 카메라들(22) 위 아래에는 광원들(23)이 있다. x-레이 이미지 검출기(21)는 또한 모듈 내에 구성된다. 모듈(20)을 의료용 x-레이 장치에 부착하는 것은 x-레이 이미지 검출기(21)가 장치의 촬상 스테이션(18)에 있거나 이에 정렬될 수 있도록 실현되어야 한다.

도 4는 추적 수단이 하악골에 부착되고 두 개의 카메라들의 시야 내에 있는 모션 추적 촬상을 위한 장치를 도시한다. 도 4의 추적 수단(50)은 5개의 광 반사성 레퍼런스 객체들(52)에 대한 지지 구조체(51)를 포함한다. 장치의 두 개의 카메라들(22)은, 광 반사성 레퍼런스 객체들(52)에 대해, 5개의 광 반사성 레퍼런스 객체들(52) 모두가 카메라들(22)의 양쪽 시선 내에 있도록 위치되고 조준된다. 장치는 카메라들(22) 둘 다에 매우 근접한 광원(23)을 포함하고, 광원들(23)은 본질적으로 가까운 카메라(22)가 조준되는 방향으로 광을 방출하도록 구성된다.

도 5는 도 4에서와 같은 모션 추적 촬상을 위한 장치를 도시하지만, 카메라들(22)이 서로 좀 더 먼 거리에 위치된다. 이러한 장치는 예를 들어, 카메라들(22)이 검출기 모듈(20)의 x-레이 이미지 검출기(21)의 대향하는 측면들 상에 위치되는 도 3에 도시된 것과 유사한 상황 속에서 적용될 수 있다.

도 5의 장치에서는, 추적 수단(50)의 레퍼런스 객체들(52) 중 일부분만이 두 개의 카메라들(22) 중 어느 한 카메라의 시야 내에 있지만, 레퍼런스 객체들(52) 중 적어도 하나의 레퍼런스 객체가 두 카메라들(22)의 시야 내에 있는 한, 이러한 장치의 상황 속에서도 추적 수단(50)의 포즈를 분석하는 것이 또한 가능하다. 이러한 절차는 먼저 두 카메라들의 시야 내에 있는 하나의 레퍼런스 객체(52)의 3차원적 포지션을 분석하는 단계를 포함할 수 있다. 이것은 예를 들어, 카메라 캘리브레이션 정보 및 레퍼런스 객체들(52)의 검출된 위치들을 사용하여 포지션을 삼각측량함으로써 수행될 수 있고, 그 후, 추적 디바이스 모델 내의 대응하는 포인트가 분석되는 포지션으로 변환된다(translate). 그 후, 추적 디바이스 모델은 이 포인트를 중심으로 회전되어, 두 카메라 뷰들 모두에 투영될 때, 투영된 포인트 포지션과 대응하는 검출된 레퍼런스 객체 포지션 사이의 제곱 거리(squared distance)가 최소화되게 한다. 회전과 변환은 추적 모델의 포즈를 정의한다.

위에서 논의된 두개골 경조직 해부학적 구조의 모션을 보여주는 디지털 모델을 생성하기 위해 정보를 취득하기 위한 장치들은 두 개의 카메라들을 사용하는 것에 기초하지만, 본 발명은 임의의 수의 카메라들을 사용하는 것에 기초한 구성들을 사용하여 구현될 수 있다.

도 6은 턱 모션을 시각화하기 위한 본 발명의 장치에 사용하는 데 적용가능한 하나의 절차를 도시한다. 의료용 x-레이 촬상 장치에 구성된 적어도 하나의 카메라에 의한 촬상을 위해 포지셔닝된 사람이 턱 모션을 시작하면, 적어도 하나의 추적 아이템의 사진들을 촬영함으로써 모션의 추적이 개시된다(상기를 참조하여, 턱 추적 수단은 광 반사성 레퍼런스 객체를 포함함). 그 후, 장치의 제어 시스템이 사진에서 상기 적어도 하나의 추적 아이템을 검출하고, 추적 아이템의 레퍼런스 모델 및 카메라 캘리브레이션 정보에 기초하여 그 포즈를 분석한다. 그 후, 추적 아이템의 분석된 포즈를 해부학적 구조의 디지털 모델로 반복적으로 변형함으로써, 모델링된 턱의 움직임이 심지어 실시간으로 디스플레이 상에 시각화될 수 있다.

추적 수단의 레퍼런스 모델을 생성하기 위한 하나의 방법은, 먼저 하악골의 CT 재구성을 생성하기 위한 의료용 x-레이 촬상 장치, 및 레퍼런스 객체들을 포함하는 추적 수단을 사용하는 단계를 포함하고, 그 후, 그 재구성에 대한 시각화가 디스플레이 상에 제시된다. 장치의 사용자 인터페이스가 디스플레이된 시각화 상에서 레퍼런스 객체들의 위치들을 포인팅하는 수단을 포함하면, 장치의 이미지 프로세싱 소프트웨어가 레퍼런스 객체들과 해부학적 구조의 재구성 사이의 공간 관계를 정의하는 레퍼런스 모델을 생성할 수 있다.

도 6에서 참조되는 카메라 캘리브레이션 정보는 장치의 하나 이상의 카메라들의 내부 및 외부 파라미터들을 포함한다. 이러한 캘리브레이션 정보는 본 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 표준 컴퓨터 비전 카메라 캘리브레이션 방법들을 사용하여 취득될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 실시예를 제시하는 다른 방법을 도시한다. 도 7에 따르면, 레퍼런스 객체들을 포함하는 추적 아이템이 사람의 아래턱에 부착되고, 다른 추적 아이템이 사람의 해부학적 구조 중 사람의 위턱과 고정 관계에 있는 일부에 부착된다. 그 후, 추적 아이템들이 부착된 해부학적 구조들의 경조직을 포함하는 CT 재구성이 생성되고, 경조직 해부학적 구조들과 관계시켜 레퍼런스 객체들의 위치들이 결정된다. 사람이 턱 모션을 수행하면, 턱 모션 동안에, CT 촬상 장치에 구성된 하나의 또는 두 개 이상의 카메라가 레퍼런스 객체들의 일련의 이미지들을 캡쳐하는 데 사용되고, 캡쳐된 이미지들로부터 레퍼런스 객체들의 위치들이 검출된다. 그 후, 레퍼런스 객체들의 검출된 위치들, 및 레퍼런스 객체들의 위치들과 경조직 해부학적 구조들 사이의 결정된 관계를 사용하여, 경조직 해부학적 구조들의 포즈들이 분석되고, 분석된 포즈들은 시각화 시스템으로 전송되어, 사람의 턱 모션에 따른 경조직 해부학적 구조들의 모션의 디지털 모델을 보여준다.

그 세부 사항들에 있어서, 본 발명이 전술된 본 발명의 실시예들에 따른 것 이외의 다른 방식들로도 구현될 수 있고, 실시예들의 다양한 세부사항들이 위에서 문자 그대로 논의된 것 이외의 다른 조합들로도 실현될 수 있다는 것이 본 발명의 통상의 기술자에게 명백하다. 일례로서, 의료용 x-레이 촬상 장치가 도 1에 도시된 것과 정확하게 같을 필요는 없다. 의료용 x-레이 촬상 장치의 x-레이 촬상 수단은, 지지 아암 대신에, 예를 들어, 링 형상의 간트리 내에 구성될 수 있다.

요컨대, 본 발명의 다양한 양태들은 추적 아이템들의 움직임을 촬영하도록 구성된 적어도 하나의 카메라에 의해 사람의 턱의 모션을 추적하는 것을 포함하는 것으로 간주될 수 있으며, 추적 아이템들은 레퍼런스 객체들을 포함하고, 사람의 아래턱 및 사람의 위턱 또는 사람의 해부학적 구조 중 위턱과 고정 관계에 있는 부분에 부착된다. 제어 시스템을 포함하는 장치가 사용될 수 있으며, 제어 시스템은, 추적 아이템들의 움직임을 촬영하기 위한 적어도 하나의 카메라의 동작들을 제어하기 위한 제1 서브시스템, 및 적어도 하나의 카메라에 의해 캡쳐되는 이미지들에서 추적 아이템의 투영들을 검출하여 추적 아이템의 포즈들을 분석하고, 이 정보를 적어도 아래턱의 경조직을 묘사하는 디지털 모델에 적용하고, 레퍼런스 객체들의 촬영된 움직임에 따른 아래턱의 경조직의 움직임을 시각화하는 움직이는 디지털 모델을 디스플레이 상에 보여지도록 생성하는 이미지 정보 프로세싱 수단을 포함하는 제2 서브시스템을 포함한다. 장치는, x-레이 소스 및 x-레이 이미지 검출기(21)를 포함하는 의료용 x-레이 촬상 장치를 추가로 포함할 수 있고, 장치의 제어 시스템은 제3 서브시스템을 추가로 포함하며, 제3 서브시스템은 의료용 x-레이 촬상 장치의 동작들을 제어하여 두개골 x-레이 이미지 정보를 취득하고 두개골 해부학적 구조의 CT 재구성을 생성하는 것과 관련된 제어 기능들을 포함한다. 추적 아이템들의 움직임을 촬영하는 적어도 하나의 카메라는 의료용 x-레이 촬상 장치의 물리적 부분인 것으로 구성될 수 있다.

의료용 x-레이 장치와 관련하여, 이것은 x-레이 소스 및 x-레이 이미지 검출기를 운반하는(carrying) 제1 구조체, 및 제1 구조체를 지지하는 제2 구조체를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 카메라는 제1 구조체 및 제2 구조체 양쪽 각각에 연결될 수 있다. 바람직하게, 장치는 상기 x-레이 소스 및 x-레이 이미지 검출기를 운반하는 제1 구조체에 서로 거리를 두고 구성된 2개의 카메라들을 포함한다. 또한, 의료용 x-레이 촬상 장치는 상기 적어도 하나의 카메라에 근접하여 구성된 광원을 포함할 수 있고, 광원(23)은 본질적으로 상기 적어도 하나의 카메라가 조준되는 방향으로 광을 방출하도록 구성된다.

장치의 디스플레이는 의료용 x-레이 촬상 장치의 구조체들에 연결될 수 있고, 제어 시스템은, 적어도 하나의 카메라에 의해 검출되는 상기 촬영된 움직임에 따른 경조직의 움직임을 보여주는 디지털 모델을 디스플레이 상에 시각화하도록 구성된다. 바람직하게, 제어 시스템은, 상기 제1 서브시스템이 레퍼런스 객체들의 움직임을 촬영하도록 상기 적어도 하나의 카메라를 동작시키는 동안, 제2 서브시스템에 의해 생성되는 디지털 모델의 움직임을 본질적으로 동시에 시각화하도록 구성된다. 경조직을 묘사하는 디지털 모델은, 의료용 x-레이 촬상 장치의 x-레이 이미지 검출기에 의해 검출된 이미지 데이터에 기초하여 생성된 사람의 턱 또는 턱들의 CT 재구성에 대한 시각화일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제어 시스템과 관련되어 구성되는 사용자 인터페이스는 경조직을 묘사하는 디지털 모델 상에서 관심있는 피처를 마킹하고, 상기 움직이는 디지털 모델에 이 마킹을 포함시키도록 구성된다. 제어 시스템은, 사람에게 부착된 레퍼런스 객체들을 포함한 추적 아이템과 함께 사람의 두개골의 해부학적 구조 중 적어도 일부의 CT 재구성에 대한 시각화인 이미지를, 상기 재구성에 대한 이미지 정보가 취득되었을 때, 그리고 상기 이미지 상에서 상기 추적 아이템의 레퍼런스 객체들의 위치들을 지시하는 사용자 입력에 응답하여, 상기 레퍼런스 객체들과 CT 재구성 사이의 공간적 관계를 정의하는 레퍼런스 모델을 생성하기 위해, 디스플레이 상에 제시하도록 추가로 구성될 수 있다.

본 개시내용은, x-레이 촬상 장치를, 물리적으로 그에 구성된 턱 모션을 추적하기 위한 카메라 시스템과 결합하는 것이 유리하다. 이에 의해 촬상 절차의 작업 흐름을 향상시키고, CT 장치와 모션 추적 카메라 시스템을 동일한 제어 시스템에 의해 제어할 수 있게 한다.

턱 모션 카메라 시스템을 x-레이 촬상 장치 자체에 구성함으로써, 본 프로세스는, 사람이 x-레이 촬상 장치에 존재하여 촬상을 할 수 있는 동안에, 동일한 절차 내에서, 해부학적 구조 및 추적 아이템들을 포함하는 CT 재구성을 생성할 수 있고(즉, 추적 아이템들이 사람에 부착되어 있는 동안, 해부학적 구조를 스캔하는 것), 턱 모션을 추적할 수 있는 가능성을 제공한다. 따라서, 한 예로, 사람이 임의의 재촬영을 위해 또는 추가적인 턱 모션들을 수행하기 위해 여전히 있을 때, 프로세스에 임의의 결함이 있거나 이미지 품질에 문제점들이 있는 것을 발견할 경우, 촬상을 위해 사람을 다시 부를 필요가 없고, 추적 아이템들을 다시 부착할 필요가 없다.

Claims

사람의 턱의 모션을 추적하는 장치(arrangement)로서,
추적 아이템들(50)의 움직임을 촬영하도록 구성된 적어도 하나의 카메라(22) - 상기 추적 아이템들(50)은 레퍼런스 객체들(52)을 포함하고, 사람의 아래턱 및 사람의 위턱 또는 사람의 해부학적 구조(anatomy) 중 위턱과 고정 관계에 있는 부분에 부착됨 -; 및
제어 시스템 - 상기 제어 시스템은, 상기 추적 아이템들(50)의 움직임을 촬영하기 위한 상기 적어도 하나의 카메라(22)의 동작들을 제어하기 위한 제1 서브시스템, 및 상기 적어도 하나의 카메라(22)에 의해 캡쳐되는 이미지들에서 상기 추적 아이템(50)의 투영들을 검출하여 상기 추적 아이템(50)의 포즈들을 분석하고, 이 정보를 적어도 상기 아래턱의 경조직(hard tissue)을 묘사하는 디지털 모델에 적용하고, 상기 레퍼런스 객체들(52)의 상기 촬영된 움직임에 따른 상기 아래턱의 경조직의 움직임을 시각화하는 움직이는 디지털 모델을 디스플레이(31) 상에 보여지도록 생성하는 이미지 정보 프로세싱 수단을 포함하는 제2 서브시스템을 포함함 -
을 포함하고,
상기 장치는,
x-레이 소스(15) 및 x-레이 이미지 검출기(21)를 포함하는 의료용 x-레이 촬상 장치(10)
를 추가로 포함하고,
상기 제어 시스템은 제3 서브시스템을 추가로 포함하며, 상기 제3 서브시스템은 상기 의료용 x-레이 촬상 장치(10)의 동작들을 제어하여 두개골 x-레이 이미지 정보를 취득하고 두개골의 해부학적 구조의 CT 재구성을 생성하는 것과 관련된 제어 기능들을 포함하고,
상기 추적 아이템들(50)의 움직임을 촬영하도록 구성된 상기 적어도 하나의 카메라(22)는 상기 의료용 x-레이 촬상 장치(10)에 물리적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 의료용 x-레이 촬상 장치(10)는 상기 x-레이 소스(15) 및 x-레이 이미지 검출기(21)를 운반하는(carrying) 제1 구조체(14), 및 상기 제1 구조체(14)를 지지하는 제2 구조체(11, 13)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 카메라(22)는 상기 제1 구조체(14) 및 상기 제2 구조체(11, 13) 양쪽 각각에 연결되는 장치.
제2항에 있어서, 상기 장치는 상기 x-레이 소스(15) 및 x-레이 이미지 검출기(21)를 운반하는 상기 제1 구조체(14)에 서로 거리를 두고 구성된 2개의 카메라들(22)을 포함하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 의료용 x-레이 촬상 장치(10)는 상기 적어도 하나의 카메라(22)에 근접하여 구성된 광원(23)을 포함하고, 상기 광원(23)은 본질적으로 상기 적어도 하나의 카메라(22)가 조준되는 방향으로 광을 방출하도록 구성되는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이(31)는 의료용 x-레이 촬상 장치(10)의 구조체들에 연결되고, 상기 제어 시스템은, 상기 적어도 하나의 카메라(22)에 의해 검출되는 상기 촬영된 움직임에 따른 경조직의 움직임을 보여주는 상기 디지털 모델을 상기 디스플레이(31) 상에 시각화하도록 구성되는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 시스템은, 상기 제1 서브시스템이 상기 레퍼런스 객체들(52)의 움직임을 촬영하도록 상기 적어도 하나의 카메라(22)를 동작시키는 동안, 상기 제2 서브시스템에 의해 생성되는 상기 디지털 모델의 움직임을 본질적으로 동시에 시각화하도록 구성되는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경조직을 묘사하는 디지털 모델은, 상기 의료용 x-레이 촬상 장치(10)의 x-레이 이미지 검출기(21)에 의해 검출된 이미지 데이터에 기초하여 생성된 사람의 턱 또는 턱들의 CT 재구성에 대한 시각화인 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 시스템과 연결된 사용자 인터페이스(16)를 추가로 포함하고, 상기 사용자 인터페이스(16)는 경조직을 묘사하는 상기 디지털 모델 상에서 관심있는 피처를 마킹할 수 있도록 구성되고, 상기 제어 시스템은 상기 움직이는 디지털 모델에 이 마킹을 포함시키도록 구성되는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 시스템은, 사람에게 부착된 레퍼런스 객체들(52)을 포함한 추적 아이템(50)과 함께 사람의 두개골의 해부학적 구조 중 적어도 일부의 CT 재구성에 대한 시각화인 이미지를, 상기 재구성에 대한 이미지 정보가 취득되었을 때, 그리고 상기 이미지 상에서 상기 추적 아이템(50)의 상기 레퍼런스 객체들(52)의 위치들을 지시하는 사용자 입력에 응답하여, 상기 레퍼런스 객체들(52)과 상기 CT 재구성 사이의 공간 관계를 정의하는 레퍼런스 모델을 생성하기 위해, 상기 디스플레이(31) 상에 제시하도록 구성되는 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 구조체(14)는 상기 x-레이 소스(15) 및 상기 x-레이 이미지 검출기(21)가 서로 거리를 두고 구성되는 회전가능한 아암이고, 상기 적어도 하나의 카메라(22)는 상기 x-레이 정보의 수신기(21)에 인접한 상기 회전가능한 아암 상에 구성되는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레퍼런스 객체들(52)은 광 반사성인 장치.
사람의 턱의 모션을 추적하는 방법으로서,
레퍼런스 객체들을 포함하는 제1 추적 아이템을 사람의 아래턱에 부착하고, 레퍼런스 객체들을 포함하는 제2 추적 아이템을 사람의 해부학적 구조 중 사람의 위턱과 고정 관계에 있는 부분에 부착하는 단계;
상기 추적 아이템들이 부착된 해부학적 구조들의 경조직을 포함하는 CT 재구성을 생성하는 단계;
경조직 해부학적 구조들과 관계시켜 상기 레퍼런스 객체들의 위치들을 결정하는 단계;
사람이 턱 모션을 수행하는 동안, 상기 레퍼런스 객체들의 일련의 이미지들을 캡쳐하는 단계;
상기 캡쳐된 이미지들로부터 상기 레퍼런스 객체들의 위치들을 검출하는 단계;
상기 레퍼런스 객체들의 상기 검출된 위치들, 및 상기 레퍼런스 객체들의 위치들과 상기 경조직 해부학적 구조들 사이의 상기 결정된 관계를 사용하여, 상기 경조직 해부학적 구조들의 포즈들을 분석하는 단계; 및
사람의 턱 모션에 따른 상기 경조직 해부학적 구조들의 모션의 디지털 모델을 보여주기 위해, 상기 분석된 포즈들을 시각화 시스템에 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 일련의 이미지들은 CT 촬상 장치에 구성된 적어도 하나의 카메라에 의해 캡쳐되는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 경조직 해부학적 구조들의 상기 디지털 모델의 모션은 상기 적어도 하나의 카메라가 상기 이미지들을 캡쳐하는 동안에 본질적으로 동시에 시각화되는 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 제2 추적 아이템은 환자의 이마에 연결되는 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 경조직 해부학적 구조는 두개골 경조직을 포함하는 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 적어도 하나의 카메라 및 광원은 CT 촬상 장치의 회전하는 아암 상에 배치되는 방법.
제16항에 있어서, 상기 이미지들의 캡쳐 동안에, 상기 광원에 의해, 상기 제1 및 제2 추적 아이템의 레퍼런스 객체들을 조명하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 사용자 인터페이스를 사용하여 상기 CT 재구성 상에 레퍼런스 객체들의 위치들을 마킹하는 단계, 및 상기 이미지들 상에 상기 위치들을 묘사하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제12항 또는 제13항에 있어서, 적어도 하나의 추적 아이템은 서로 이격된 적어도 5개의 광 반사성 객체들을 포함하는 방법.