KR102666601B1 - 뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치 - Google Patents

뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치 Download PDF

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Abstract

뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치가 제공된다. 상기 뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치는 머리 후면을 감싸며 환자의 머리를 고정하는 머리 고정부, 상기 머리 고정부와 연결되어 머리의 양 옆부터 턱까지 감싸주어 얼굴을 고정하는 얼굴 고정부 및 상기 머리 고정부와 상기 얼굴 고정부를 연결하는 적어도 하나의 연결부를 포함한다.

Description

뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치{PERSONALIZED HEAD IMMOBILIZATION DEVICES FOR BRAIN IMAGING}
본 발명은 뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치에 관한 것이다.
뇌 영상을 촬영하는 방법은 다양한 방법들로서, CT(Computer tomography), 자기공명영상(margnetic resonance imaging), 뇌 Diamox SPECT 영상 검사 등이 있다.
이 중에서도 뇌 Diamox SPECT 영상 검사에 해당되는 핵의학 영상검사는 임상에서 기존의 영상의학 영상검사가 알려주지는 못하는 환자의 기능적 상태에 대한 정보를 제공한다는 장점이 있어 널리 이용되고 있다.
하지만 검사 소요 시간이 영상의학 검사에 비해 상대적으로 길다는 단점이 있으며, 검사 소요 시간이 길기 때문에 검사 중 환자의 움직임이 필연적으로 발생한다.
환자의 움직임을 보정하기 위하여, 영상 후처리 과정에서 움직임에 대한 보정 작업을 수행하고 있으나, 환자의 움직임이 크면 클수록 질이 떨어지고, 결국에는 환자의 검사 결과에 대한 잘못된 해석을 가져올 수 있는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 뇌 영상 촬영 시 환자의 머리가 움직이지 않도록 하는 맞춤형 머리 고정 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치는 영상 검사 장비를 이용한 뇌 영상 촬영에서 머리 위치를 고정하기 위한 머리 고정 장치에 있어서, 머리 후면을 감싸며 환자의 머리를 고정하는 머리 고정부, 상기 머리 고정부와 연결되어 머리의 양 옆부터 턱까지 감싸주어 얼굴을 고정하는 얼굴 고정부 및 상기 머리 고정부와 상기 얼굴 고정부를 연결하는 적어도 하나의 연결부를 포함한다.
상기 머리 고정부는, 환자의 머리 앞면을 제외한 환자의 머리 일측부터 후면을 따라 타측까지 둘러싸여 있으며, 환자의 머리 후면의 곡면에 대응되도록 곡면 형태로 형성되어 있고, 상기 환자의 머리 중 가장 둘레가 긴 위치에 배치되는 것이다.
상기 얼굴 고정부는, 상기 환자의 이마, 눈, 코 및 입을 제외하고, 상기 머리 고정부의 양 측부터 광대를 따라 턱을 전체적으로 감싸주는 것이다.
상기 맞춤형 머리 고정 장치는, 상기 환자가 누워있는 상태의 상기 환자의 머리 및 얼굴 모양을 기반으로 생성된 것이다.
상기 맞춤형 머리 고정 장치는, 상기 환자가 누워있는 상태에서 3D 스캐너를 이용하여 상기 환자의 머리 및 얼굴 모양을 출력한 후, 상기 환자의 머리 및 얼굴 모양을 기반으로 상기 환자의 상하좌우 머리 움직임을 제어할 수 있도록 설계된 3D 도면을 기반으로 생성된 것이다.
상기 맞춤형 머리 고정 장치는, 상기 설계된 3D 도면을 기반으로 하여 3D 프린팅을 통해 생성된 것이다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기 본 발명에 의하면 뇌 영상 촬영 시, 촬영에 상당한 시간이 소요되더라도 환자의 머리를 고정함으로써, 정확한 영상 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 본 발명에 의하면 사이즈가 다른 각 환자들에게 3D 스캐닝을 통하여 장치를 생성함으로써, 개별 환자마다 정확하게 맞는 환자별 맞춤형 머리 고정 장치를 이용할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 뇌 영상 촬영 중 환자의 움직임으로 인해 발생한 영상의 왜곡을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치를 다양한 각도로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치를 사람에게 착용한 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 뇌 영상 촬영 중 환자의 움직임으로 인해 발생한 영상의 왜곡을 설명하기 위한 도면이다.
핵의학 영상검사 장치를 이용한 뇌 영상 촬영 시에는, 약 30분 정도의 검사 시간이 소요되며, 2회의 검사를 수행하여야 한다.
긴 검사 시간이 소요되는 만큼, 환자의 움직임은 발생될 수 밖에 없어 종래에는 검사 후 영상을 소프트웨어를 통하여 움직임 교정 등을 수행하였다. 그러나, 이는 단순히 x, y, z 축의 작은 차이를 교정할 수 있을 뿐이며, 큰 움직임이나 머리 회전과 같은 복잡한 움직임은 교정하기가 어렵고, 결국 뇌 영상의 왜곡 혹은 질 저하를 유발하여 정확한 영상 판독에 지장을 가져왔다.
도 1은 소프트웨어 교정 후의 영상으로서, 소프트웨어 교정 후 임에도 불구하고 관찰되는 움직임으로 인한 뇌 Diamox SPECT 영상의 차이 오류(subtraction error)가 나타나는 것을 확인할 수 있다.
도 1의 아래 칸 이미지는 2차 영상과 1차 영상의 차이로 구성된 차이 영상(subtraction image)로서, 움직임으로 인하여 부정확한 정합이 되어, 소뇌의 혈류가 과평가되어 보인다.
도 1에서 살펴본 바와 같이, 영상 촬영 시 환자의 움직임으로 인하여 영상에 오류가 발생하게 되고, 영상의 오류는 환자의 상태를 잘못 판독하게 하는 문제가 있다.
따라서, 정확한 판독을 위한 핵의학 영상 검사 결과를 획득하기 위해서는 영상 촬영 시, 환자의 움직임을 최소화 하여야 한다. 환자의 움직임을 최소화 하기 위해서는, 일반적인 고정 장치로는 어려우며, 환자마다 머리와 목, 가슴, 장비 베드와의 길이나 모양 등이 서로 상이하므로 환자 개별 맞춤형 고정 장치가 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 만들어진 맞춤형 머리 고정 장치로서, 본 발명에 관하여는 이하에서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치를 다양한 각도로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치를 사람에게 착용한 상태를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치는 머리 고정부(10), 얼굴 고정부(20) 및 연결부(30)를 포함한다.
구체적으로 머리 고정 장치는 뇌 영상 촬영 시 사용되는 환자 맞춤형 머리 고정 장치이며, 본 발명의 실시예에 해당되는 뇌 영상 촬영이란, 일반적인 의료 영상 데이터를 획득하는 CT(Computer tomography), 핵자기공명 컴퓨터 단층촬영 영상(Nuclear Magnetic Resonance Computed Tomography, NMR-CT), 양전자 단층촬영 영상(positron emission tomography; PET), CBCT(conebeamCT), 전자빔 단층촬영 영상(Electron beam tomography), 엑스레이(X-ray), 자기공명영상(margnetic resonance imaging) 촬영에 해당될 수 있고, 보다 바람직하게는 뇌 Diamox SPECT 영상 검사에 해당되는 핵의학 영상검사에 해당될 수 있다.
머리 고정부(10)는 머리 후면을 감싸며 환자의 머리를 고정하는 것이다. 보다 구체적으로, 머리 고정부(10)는 도 2와 같이, 환자의 머리 앞면을 제외한 환자의 머리 일측부터 후면을 따라 타측까지 둘러싸여 있으며, 환자의 머리 후면의 곡면에 대응되도록 곡면 형태로 형성되어 있다.
즉, 머리 고정부(10)는 환자가 머리 고정부(10)를 착용하고 누워있을 때 환자의 머리 후면에 밀착되는 형태로 구성되는 것이며, 머리의 양 옆부터 머리의 후면까지를 둘러싸는 형태로 구성되는 것이다.
머리 고정부(10)가 환자의 머리 상에서 배치되는 위치는, 환자의 머리를 고정하기에 가장 적합한 위치로서, 환자의 머리 부분 중 가장 중심이 되는 위치에 해당된다. 즉, 환자의 머리 중 가장 둘레가 긴 위치에 배치되는 것이다.
또한, 머리 고정부(10)는 머리 양 측에서의 환자의 머리 고정 및 얼굴 고정부(20)와 연결되기 위하여, 머리 고정부(10)의 머리 후면 부분 보다는 양 측 부분에 두꺼운 측면 고정부(11)를 포함할 수 있다.
측면 고정부(11)는, 재료가 두껍게 형성되어, 유연하지 않고 보다 단단함으로써 환자 머리의 측면을 움직임 없이 정확하게 고정할 수 있는 것이다.
얼굴 고정부(20)는 환자의 이마, 눈, 코 및 입을 제외하여 구성되는 것으로서, 머리 고정부(10)의 양 측부터 광대를 따라 턱을 전체적으로 감싸주는 것이다.
즉, 환자의 머리 양 측부터 턱까지 전체적으로 감싸주되, 광대를 제외한 얼굴의 앞면은 감싸지 않는 것으로 구성된다.
도 3을 참조하면, 얼굴 고정부(20)는 환자의 이마, 눈, 코, 입 부위를 제외하고 환자 머리의 측면부터 시작해서 광대 및 턱을 전체적으로 감싸고 있는 것을 확인할 수 있다.
연결부(30)는 머리 고정부(10) 및 얼굴 고정부(20)를 연결하는 구성으로서, 도 2 및 도 3을 참조하면 양 측에 2개로 구성되어 있으나, 머리 고정 장치에는 머리 고정부(10) 및 얼굴 고정부(20)를 연결하여 고정할 수 있도록 하나 이상의 연결부(30)가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 맞춤형 머리 고정 장치는, 뇌 영상 촬영 시 긴 시간이 소요되는 검사 시간 내에도 환자의 머리가 고정될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 핵의학 영상검사의 경우에는, 두 번의 검사가 필요하므로 첫 번째 검사와 두 번째 검사 간의 환자의 머리 위치가 달라질 수도 있어 검사 결과가 부정확할 수도 있는 단점이 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 맞춤형 머리 고정 장치에 의하면 두 번의 검사를 수행할 때에도 환자의 머리 위치를 동일하게 고정할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 환자 별로 맞춤형 머리 고정 장치에 대한 자료를 보관하는 경우, 향후 경과 관찰을 위해 시행하는 검사에서도 비교 가능하도록 이전과 같은 머리 위치를 갖는 영상을 얻을 수 있어, 이전 영상과 결과에 대한 비교 평가에 용이하고 정확한 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
상술한 맞춤형 머리 고정 장치는, 3D 프린팅을 통해서 생성될 수 있다.
3D 프린팅을 통해 생성되는 맞춤형 머리 고정 장치는, 환자가 누워있는 상태의 환자의 머리 및 얼굴 모양을 기반으로 하여 생성된다.
환자가 누워있는 상태의 환자의 머리 및 얼굴 모양은, 일 실시예로, CT 또는 MRI 등의 해부학적 영상 의학 자료를 기반으로 하여 3차원적인 모양을 획득될 수 있다. CT 또는 MRI 등의 영상 데이터는, 환자가 누워있는 상태의 환자의 머리 및 얼굴 모양을 획득하기 위하여 확보할 수 있고, 또는, 검사 등을 위해 미리 확보된 것을 이용할 수도 있다.
다른 실시예로, 환자가 누워있는 상태의 환자의 머리 및 얼굴 모양은 3D 스캐너를 이용하여 획득될 수도 있다.
또 다른 실시예로, 환자가 누워있는 상태의 환자의 머리 및 얼굴 모양은 CT 또는 MRI 등의 영상 데이터와, 3D 스캐너를 이용하여 획득된 영상 데이터를 정합함으로써 획득될 수도 있다.
획득된 환자의 누워있는 상태의 환자의 머리 및 얼굴 모양에 대하여, 환자가 핵의학 영상 검사 장비에 누웠을 때 환자의 상하좌우 머리 움직임을 제어할 수 있도록 추가적인 가공 절차를 거쳐 3D 도면을 설계한다.
설계된 3D 도면을 기반으로 하여 3D 프린팅을 이용하여 제작하면, 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같은 맞춤형 머리 고정 장치를 획득할 수 있다.
다만, 설계된 3D 도면을 기반으로 하여 3D 프린팅을 이용하지 않더라도, 직접 제작함으로써 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같은 맞춤형 머리 고정 장치를 획득할 수도 있다.
3D 프린팅을 통해서 생성되는 맞춤형 머리 고정 장치는, 상술한 방법으로 구현된 컴퓨터 프로그램을 통하여 생성될 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 머리 고정부
11 : 측면 고정부
20 : 얼굴 고정부
30 : 연결부

Claims (6)

  1. 영상 검사 장비를 이용한 뇌 영상 촬영 시 머리 위치를 고정하기 위한 머리 고정 장치에 있어서,
    머리 후면을 감싸며 환자의 머리를 고정하는 머리 고정부;
    상기 머리 고정부와 연결되어 머리의 양 옆부터 턱까지 감싸주어 얼굴을 고정하는 얼굴 고정부; 및
    상기 머리 고정부와 상기 얼굴 고정부를 연결하는 적어도 하나의 연결부를 포함하고,
    상기 머리 고정부는,
    환자의 머리 앞면을 제외한 환자의 머리 일측부터 후면을 따라 타측까지 둘러싸여 있으며, 환자의 머리 후면의 곡면에 대응되도록 곡면 형태로 형성되어 있고, 상기 환자의 머리 중 가장 둘레가 긴 위치에 배치되며,
    상기 머리 고정부는 머리 후면 부분보다 양 측 부분에 두껍게 형성된 측면 고정부를 포함하는,
    뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 얼굴 고정부는,
    상기 환자의 이마, 눈, 코 및 입을 제외하고, 상기 머리 고정부의 양 측부터 광대를 따라 턱을 전체적으로 감싸주는 것인,
    뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 맞춤형 머리 고정 장치는,
    상기 환자가 누워있는 상태의 상기 환자의 머리 및 얼굴 모양을 기반으로 생성된 것인,
    뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 맞춤형 머리 고정 장치는,
    상기 환자가 누워있는 상태에서 3D 스캐너를 이용하여 상기 환자의 머리 및 얼굴 모양을 출력한 후, 상기 환자의 머리 및 얼굴 모양을 기반으로 상기 환자의 상하좌우 머리 움직임을 제어할 수 있도록 설계된 3D 도면을 기반으로 생성된 것인,
    뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 맞춤형 머리 고정 장치는,
    상기 설계된 3D 도면을 기반으로 하여 3D 프린팅을 통해 생성된 것인,
    뇌 영상 촬영을 위한 맞춤형 머리 고정 장치.
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