KR20020086887A - 인체에 대한 평형 위치 평가를 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따라, 환자(4)는 X-선 소스(1)와 이 X-선들에 감응하는 타겟 판(2)에 대한 지지 수단 사이의 환자 지지 수단(3) 상에 위치된다. 혼자 지지 수단(3)은 이 X-선 소스(1)가 동작할 때 환자의 중력의 지구축(5)의 수평 위치를 검출하기 위한 수단을 포함한다. 환자(4)는 예를 들어 서있을 수 있다. 본 발명 장치는 환자(4)의 디지털 방사선 촬영 이미지 상에 중력의 지구축(5)의 이미지(Hg)를 중첩할 수 있다.

Description

인체에 대한 평형 위치 평가를 위한 장치{Device for evaluating a position of balance for the human body}
일반적으로, 등뼈 통증 진단은, X선 소스, X선에 감응하는 타겟 판용 지지수단, 및 환자를 X선 소스와 타겟 판 지지수단 사이에 고정된 위치에 지지하도록 된 환자 지지수단을 포함하는 기기에 의해 생성되는 하나 이상의 방사선 촬영 이미지(radiographic image)들의 분석에 근거한다. 의사는 환자의 등뼈 통증의 가능한 원인들을 방사선 촬영 이미지들로부터 추론하기 위해서 이 방사선 촬영 이미지들을 분석하여야 한다.
방사선 촬영 이미지들을 해석하는 것은 어려우며, 경험이 많은 의사라 하더라도, 이러한 해석은 어떤 척주 고통의 원인들에 대해 충분히 신뢰성 있고 완전한 이유를 얻지 못한다. 일부 경우들에서, 방사선 촬영 이미지들은 진단 오류들로 이끈다.
환자들을 괴롭히는 어떤 등뼈 통증들의 원인을 보다 잘 이해할 목적으로, 사람의 뼈를 더 이해하기 쉽게 분석하도록 하기 위해서, 문서 NL 7 415 910 A 및 EP 0 119 660 A에, 척주의 방사선 촬영 이미지들 상에 자동으로 환자의 중력 중심을 지나는 수직축을 표시하는 것이 이미 제안되었다. 이를 위해서, 이들 문헌에 기술된 시스템은 X선 소스, X선에 감응하는 타겟 판를 지지하는 수단, X선 소스와 타겟 판 지지수단 사이의 고정된 위치내에 환자를 지지하도록 된 환자 지지수단, 및 X선 소스가 동작하는 동안 환자의 중력의 지구축(the global axis of gravity)의 수평위치를 검출하여 위치신호들을 생성하도록 환자 지지수단에 결합된 수단을 포함한다. 위치신호들은 X선 소스와 중력의 지구축을 연직선에 정렬하기 위해서, X선 감응 타겟 판 지지수단과 환자 사이에 위치된 수직 연직선을 지지하며 횡방향으로 이동하는 상측 캐리지를 제어한다. 이에 따라 환자의 평형을 특징짓는, 환자의 중력 지구축의 위치가 방사선 촬영 이미지들에서 보여 질 수 있다.
그럼에도 불구하고, 전술한 종류의 장치는 효과적인 실용화를 하지 못하게 하는 많은 결점이 있다. 우선, 방사선 촬영 이미지들에 중력 지구축의 위치의 정밀도 및 신뢰성이 만족스럽지 못하다. 가장 중요하게는, 이동 캐리지와 수직 연직선을 구비한 기구적인 시스템은 큰 부피 때문에 성가시고 에러 원인이 되며, 연직선이 방해될 위험이 있고, 연직선 지지 캐리지가 이동될 때 반드시 유의해야 한다.
일반적으로 환자 지지수단 상의 환자 위치가 가변되고 제어되지 않아 또 다른 결점이 생기고, 이것은 방사선 촬영 이미지들의 신뢰도를 열화시킨다.
(발명의 기술분야)
본 발명은 신체의 평형 위치를 평가하는 장치에 관한 것으로, 특히 척주(spinal column)의 평형위치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적들, 특성들, 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 특정 실시예들의 다음 설명으로부터 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평가 시스템을 개략적으로 사시도로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 평가 시스템의 환자 지지수단의 직경부의 전면도.
도 3은 도 1로부터 평가 시스템의 평면도.
도 4는 교정물체를 사용한 교정단계를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 이미지들을 발생하는 계산을 수행하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어를 도시한 단순화한 블록도.
(발명의 요약)
본 발명에 의해 다루어지는 문제는 특히 이동 수직 연직선의 사용으로부터 비롯될 수 있는 성가심과 에러의 모든 근원을 제거하고, 환자의 중력 지구축의 위치를 방사선 촬영 이미지들에의 전송을 사용자에게 완전히 명료하게 함으로써 종래기술의 시스템들의 결점들을 없앤 새로운 시스템을 설계하는 것이다.
본 발명에 의해 다루어지는 또 다른 문제는 이와 같이 하여 얻어진 방사선 촬영 이미지들의 정확성과 신뢰도를 향상시켜, 환자의 뼈에 대한 중력 지구축의 위치의 고해상도 해석을 가능하게 한 것이다.
상기 및 다른 목적들을 달성하기 위해서, 본 발명은 X선 소스, X선 감응 타겟 판에 환자의 방사선 촬영 이미지들을 생성하는 X선 감응 타겟 판를 지지하는 수단, 및 상기 X선 소스와 타겟 판용 지지수단 사이에 환자를 고정된 위치로 지지하며 X선 소스 및 타겟 판에 대한 환자의 중력 지구축의 수평 위치의 이미지를 형성하는 위치 신호들을 생성하는 환자 지지수단을 포함하는 신체의 평형 위치 평가 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 시스템은,
상기 타겟 판 상에 생성된 환자의 방사선 촬영 이미지들을 디지털화하고 그럼으로써 디지털화된 방사선 촬영 이미지들을 발생하는 스캐닝 수단,
상기 위치 신호들의 함수로서, 상기 타겟 판의 평면에 중력 지구축의 던져진 그림자의 디지털화된 이미지를 발생하는 수단,
상기 중력 지구축의 상기 던져진 그림자의 디지털화된 이미지를 상기 환자의 상기 디지털화된 방사선 촬영 이미지들에 결합하여 결합된 디지털화된 이미지를 발생하는 수단, 및
상기 결합된 디지털화된 이미지를 보이게 하는 수단을 포함한다.
그러므로, 이미지는 방사선 촬영 이미지들을 찍었을 때 환자가 점유하는 공간 밖에 완전히 놓여 있으며, 환자의 움직임에 의해 변위되는 위험에 반응하지 않는 전자수단에 의해 생성된다. 더구나, 이와 같이 하여 얻어진 이미지의 정확도는 연직선 위치 에러들이 완전히 제거되기 때문에 현저하게 향상된다.
한 실제적인 실시예에서, 상기 중력 지구축의 던져진 그림자의 디지털화된 이미지를 발생하는 수단은,
연산기 및 연관된 메모리,
상기 메모리에 저장된 것으로, 상기 X선 소스와, 상기 감응 판의 평면과, 축의 고정 시스템에 환자 지지수단과의 상대적인 위치들에 대응하는 기하학적인 데이터,
상기 메모리의 프로그램 메모리 영역에 저장된 것으로, 상기 방사선 촬영 이미지들을 취할 때 상기 위치신호들을 저장하고, 상기 감응 판의 평면과 X선 소스 및 중력 지구축의 수평 위치를 지나는 수직 평면을 교차하는 직선 선분을, 상기 위치신호들의 함수로서, 계산하고, 상기 중력 지구축의 이미지를 구성하는 상기 계산 결과를 저장하도록 한 프로그램을 포함한다.
시스템은,
X선에 감응하는 타겟 판 상에 생성된 방사선 촬영 이미지들을 스캐닝하여, 디지털화된 방사선 촬영 이미지들을 구성하는 일련의 디지털 신호들을 생성하는 스캐너를 포함하고,
상기 프로그램은 상기 디지털 신호들을 수신하여 메모리에 이들을 저장하도록 되어 있고,
상기 프로그램은 상기 중력 지구축의 이미지를 대치시킴으로써 상기 저장된 디지털화된 방사선 촬영 이미지들을 수정하고, 그럼으로써 상기 결합된 디지털화된 이미지를 발생하도록 되어 있고,
상기 프로그램은 모니터에 상기 결합된 디지털화된 이미지를 표시하거나 이를 지지부에 인쇄하도록 된 것이 바람직하다.
정확성을 더 향상시키는 바람직한 실시예에서, 상기 프로그램은 X선을 투과시키지 않는 마커를 가진 교정물체의 방사선 촬영 이미지들을 스캐닝하고, 상기 교정물체의 X선을 투과시키지 않는 마커들의 알려진 위치들과 크기들로부터 상기 기하학적 데이터를 계산하고, 데이터를 메모리에 저장하도록 한 교정 시퀀스를 포함한다. 이것은 내부를 볼 수 없는 X선 헤드에 일반적으로 탑재된 X선 소스의 미지의 위치에 관계된 불확실성의 문제를 해결한다. 환자 지지수단에 교정물체를 적합하게 그리고 표시하여 배치하고, 이와 같이 배치하였을 때 교정물체의 방사선 촬영 이미지들을 찍음으로써, 필요한 모든 기하학적 데이터, 즉 소스와 환자 지지수단과 타겟 판과의 상대적인 위치들이 한 동작으로 결정되므로, 이에 이은 환자의 뼈의 방사선 촬영 이미지들에 대한 중력 지구축의 이미지의 위치의 계산을 정확하게 할 수 있다.
환자의 중력 지구축의 수평위치를 검출하기 위한 힘 판을 포함하는 종래기술시스템의 정확성 및 신뢰성이 결여되는 한 원인은 힘 판 센서들의 명세가 달라지는 드리프트 가능성이다. 이러한 드리프트의 결과로서, 각각의 센서에 의해 생성되는 신호들은 시간에 따라 변할 수 있어, 중력 지구축의 위치를 잘못 결정하게 된다. 본 발명은 교정추 및 주기적으로 행해질 교정 시퀀스를 제공함으로써 이 문제를 해결한다. 제거가능하고 환자 지지수단에 배치될 수 있는 교정추는 특정의 형상을 가지며, 환자 지지수단 상에 보완 마커 수단과 일치하게 될 수 있고, 위치 마커 수단에 대한 알려진 중력 중심 위치를 갖는 위치 마커 수단을 구비한다. 상기 저장된 프로그램에 제공된 교정 시퀀스는 교정추의 실제 중심의 알려진 기하학적 위치에 계산된 중심을 일치시키기 위해서 각각의 센서에 의해 생성된 힘 신호들에 대한 보정 파라미터를 계산한다. 이 교정 파라미터들은 환자들의 중력 지구축의 위치의 다음 신뢰성 있는 계산을 위해 메모리에 저장된다.
정확성을 향상시키기 위해서, 상기 축의 고정된 시스템은 X선 소스를 지나며 X선에 감응하는 타겟 판용 지지수단에 수직한 평면에 중심을 갖는다.
환자 지지수단은 환자의 정해진 전진위치로 자신의 양팔을 얹을 수 있는 팔걸이를 포함한다.
한 실시예에서, 환자 지지수단은 X선 소스와 타겟 판용 지지수단 사이의 방향에 대해 환자의 방위를 각도를 갖고 취하도록 중앙 수직축에 관하여 회전할 수 있다.
한 바람직한 실시예에서, 팔걸이는 축의 시스템에 대해 표시된 위치들에 분배된 복수의 힘 센서들 상에 수정된 계량기 힘 판을 탑재하고 연산기 및 프로그램에 의해 위치신호들로서 사용되는 힘 신호들을 생성하는 턴테이블에 부착된다.
시스템은 바람직하게는 환자 지지수단의 각도 위치를 적어도 45도로 선택적으로 인덱싱하는 수단을 포함한다.
(양호한 실시예들의 상세한 설명)
도 1 및 3에 도시한 시스템의 실시예에서, 시스템은 X선 소스(1), X선에 감응하는 타겟 판(2)을 지지하는 것으로 X선 소스(1)부터 특정의 수평 거리에 수직으로 놓인 지지수단, X선 소스(1)와 타겟 판 지지수단(2) 사이에 환자(4)를 고정된 위치로 지지하도록 된 환자 지지수단(3)을 포함한다. 본 발명에 따른 시스템은 방사선 촬영 이미지들을 얻기 위한 장치이다. 즉, X선 소스(1), 및 타겟 판 지지수단(2)은 의료 방사선 촬영 이미지들 장치에 통상 사용되는 것들과 유사한 구조를 구비할 수 있다.
본 발명에 따라서, 환자 지지수단(3)은 환자(4)의 중력 지구축(5)(환자의 중심(G)의 중심(G)을 지나는 수직축)의 수평위치, 즉 X선 소스(1)가 동작하는 동안 수평면 내 좌표를 검출하기 위한 수단을 포함한다.
선험적으로, 본 발명은 예를 들면 환자가 서 있는 위치 혹은 앉아 있는 위치 등 다양한 위치에서 환자들(4)의 평형을 분석하는데 적용될 수 있다. 도 1은 환자 지지수단(3), X선 소스(1) 및 타겟 판 지지수단(2)이 방사선 촬영 이미지들을 생성함과 아울러 서 있는 환자(4)의 중력 지구축(5)을 확인하는 본 발명에 따른 시스템의 실시예를 도시한 것이다.
척주를 분석하기 위해서, 시스템은 환자가 서 있는 위치에서 흉부영역, 허리 영역, 골반영역 및 환자(4)의 상측 대퇴부 영역의 방사선 촬영 이미지들을 얻도록 되어 있다.
환자(4)가 서 있는 실시예에서, 환자의 팔들(6, 7)이 중심(G) 위치와 얻어진 방사선 촬영 이미지들 질에 영향을 미치기 때문에 팔들을 정한 일정한 위치에 있게 하는 것이 중요하다. 예를 들면, 도면에 도시한 바와 같이, 환자 지지수단(3)은 환자(4)가 전진 위치, 예를 들면 양손으로 봉(8, 9)을 단단히 쥐고 예를 들면 수평위치로 자신의 양팔(6, 7)을 얹혀 놓을 수 있는 팔걸이(8, 9)를 포함한다.
환자 지지수단(3)은 예를 들면 앞에서부터 해서 옆에서 복수의 방사선 촬영 이미지들을 찍을 수 있는 몇몇의 연속한 각도 위치들로, X선 소스(1)와 타겟 판 지지수단(2) 사이에 X선 전파 방향에 대해 각도를 갖고 환자(4)가 방위를 취할 수 있게, 중앙 수직축(10)에 관하여 회전할 수 있다. 인덱싱 수단은 중앙 수직축(10)에 관하여 환자 지지수단(3)의 각도 위치를 45도로 이격된 적어도 8 위치에 선택적으로 고정시킨다.
도 2 및 도 3에 도시한 실시예에서, 환자(4)는, 축 시스템(XbObYB)에 대하여 표시된 위치들에 배치되고, 이 축 시스템(XbObYB) 내 힘들의 수평면 내 합력의 위치(Og)를 연산하기 위한 연산수단에 연결된 센서(C1, C2, C3)와 같은 복수의 힘 센서가 설치된 수정된 계량기 힘 판(15)을 포함하는 환자 지지수단(3)에 위치한다. 당연히 3개 이상의 센서가 설치될 수도 있다.
축 시스템(XbObYB)은 X선 소스(1)를 지나며 X선 감응 타겟 판용 지지수단(2)에 수직한 수직평면(XOZ) 내에 중심(Ob)을 취할 수 있다.
예를 들면, 도 2에 전면 단면도에 도시한 바와 같이, 환자 지지수단(3)은 바닥에 고정될 수 있는 고정판(12)을 포함하며, 이 위에는 고정판(12)의 상측 피봇(14)을 저널로 하는 턴테이블(13)이 장치된다. 이에 따라 상측 피봇(14)은 환자 지지수단(3)의 중앙 수직축(10)이기도 한, 턴테이블(13)의 회전축을 정한다.
턴테이블(13)은 수정된 계량기 힘 판(15)을 탑재하고, 본 발명에 따른 평가 시스템 동작시 환자를 지지하는 표면을 구성한다. 수정된 계량기 힘 판(15)은 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이 디스크 형상일 수 있다.
수정된 계량기 힘 판(15)은 수정된 계량기 힘 판(15)과 턴테이블(13) 간에 수직 베어링 힘을 평가하도록 된 적어도 3개의 힘 센서(C1, C2, C3)에 의해 턴테이블(13)에 연결된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들면 힘 센서(C1, C2, C3)는 중심(Ob) 주위에 서로간에 120도로 균등하게 이격되어 있다.
3개의 센서(C1, C2, C3)에는 수직 힘(F1, F2, F3)이 작용한다.
계수 F1, F2, F3이 할당된 센서(C1, C2, C3)의 위치들의 중심은 점(Og)이고 이 점에서 환자의 중력 지구축(5)이 베어링 평면과 교차한다. 이 점(Og)은 알려진 센서(C1, C2, C3)의 위치 좌표로부터의 기초적인 계산 및 힘(F1, F2, F3) 측정값들에 의해 결정된다. 계산은 다음 식에 따른다.
상기 계산은 수정된 계량기 힘 판(15)에 일체화되어 있거나 이 기술에 숙련된 자에게 명백하듯이 다른 어떤 곳에 위치한 적합하게 프로그램된 마이크로제어기에 의해 실행될 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 연산기(21) 및 연관된 메모리에 예를 들면 마이크로컴퓨터 및 통상의 주변장치, 이를테면 키보드(22) 및 모니터(23)가 설치된다. 연산기(21)는 환자 지지수단(3)에 의해 발생된 위치신호들을 수신하여 점(Og)의 좌표를 계산하기 위해 환자 지지수단(3)에 전기적으로 접속된다.
본 발명에 따라서, 타겟 판용 지지수단(2) 상의 환자의 방사선 촬영 이미지들을 디지털화하기 위해 스캐닝 수단(20)이 설치된다. X선 감응 타겟 판(2) 상에 생성된 방사선 촬영 이미지들을 스캔하도록 된 스캐너(20)는 이 목적을 위해 사용될 수 있고, 디지털화된 방사선 촬영 이미지들을 구성하는 일련의 디지털 신호들을생성하는데 사용될 수 있다. 본 발명에 따라서, X선에 감응하는 판의 수직평면에 중력 지구축(5)의 디지털화된 이미지(Hg)를 환자의 상기 디지털화된 방사선 촬영 이미지들에 중첩시키기 위한 이미지 처리 수단이 또한 설치된다.
바람직하게, 계산수단은 방사선 촬영 이미지들이 찍혔을 때, 수정된 계량기 힘 판(15) 상의 힘들의 합력의 위치(Og)의 좌표를 저장하기 위한 메모리에 연결된다. 따라서, 환자의 방사선 촬영 이미지들과 중력 지구축(5)의 이미지(Hg)와의 상대적인 위치는 정확히 대응하므로, 방사선 촬영 이미지들을 취하는 정한 자세에서 환자(4)의 뼈와 환자의 중력 지구축(5)의 위치와의 상대적인 위치에서, 방사선 원리에 따라 본연의 확대가 가능해진다.
도 5는 연산 및 이미지 생성 수단의 상세도이다.
키보드(22) 및 모니터(23)와 같은 주변장치들에 연결된 마이크로컴퓨터 혹은 마이크로프로세서의 중앙 처리기와 같은 연산기(21)가 도시되어 있다. 힘 센서(C1, C2, C3)에 의해 생성된 위치신호들은 아날로그/디지털 변환기(30)를 통해 연산기(21)로 보내진다. 연산기(21)는 축(XbObYb)의 고정된 수평 시스템에서 중력 지구축(5)의 좌표, 즉 점(Og)의 위치를 얻기 위해서 전술한 계산을 수행한다. 이들 좌표는 연산기(21)에 접속된 메모리(24)의 데이터 메모리 영역(25)에 저장된다.
데이터 메모리 영역(25)은 X선 소스(1)의 축(XbObYb)의 시스템, 감응 판(2)의 평면, 및 환자 지지수단(3)에서 상대적인 위치들에 대응하는 다른 기하학적 데이터를 또한 포함한다.
프로그램은 메모리(24)의 프로그램 메모리 영역(26)에 저장된다. 프로그램은 방사성 이미지가 취해질 때 상기 위치 신호들을 저장하도록 되어 있고, 이때 방사선 촬영 이미지들 장치에 접속된 입력을 통해 연산기(21)에 전해진다. 프로그램은 X선 소스(1)와 중력 지구축(5)의 수평 위치(Og)를 지나는 수직평면과 감응 판(2)의 평면을 교차하는 직선 선분(Hg)을 상기 위치신호들 혹은 점(Og)의 좌표의 함수로서 계산한다. 계산결과는 메모리(24)에 저장되고, 이 계산결과는 중력 지구축(5)의 이미지를 구성한다.
동시에, 혹은 나중에, 스캐너(20)는 X선 감응 타겟 판(2) 상에 생성된 방사선 촬영 이미지들을 스캔하고, 디지털화된 방사선 촬영 이미지들을 구성하는 일련의 디지털 신호들을 생성한다. 프로그램은 이들 디지털 신호들을 메모리(24)에 이들을 저장하는 연산기(21)로 보낸다.
프로그램은 결합된 디지털화된 이미지를 발생시키기 위해서, 중력(Hg)의 중심축의 이미지에 대응하는 이미지 내 점들을 대치시킴으로써 메모리(24)에 저장된 디지털화된 방사선 촬영 이미지들을 수정하도록 되어 있다.
마지막으로, 프로그램은 모니터(23)에 상기 결합된 디지털화된 이미지를 표시하거나 지지부에 이를 인쇄하도록 되어 있다. 그러므로 디지털화된 방사선 촬영 이미지들(23a) 및 중력 지구축의 이미지(23b)를 포함하는 결합된 디지털화된 이미지가 모니터(23)에 도식적으로 표시된다.
실제로, X선 소스(1)와 타겟 판 지지수단(2) 사이에 어떤 변위가 있거나, 혹은 X선의 소스(1)가 X선 헤드 내에 감추어져 있어 X선 소스의 정확한 위치를 정확하게 알지 못하는 것이 다반사다. 이때 중력 지구축(5)의 이미지(Hg)의 정확한 위치를 정확하게 계산하는 것은 가능하지 않다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 이하 기술되는 교정수단이 설치될 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 알려진 크기 및 특정의 구조를 갖고 있고 환자 지지수단(3) 상의 표시된 적합한 위치에 놓인 교정물체(40)의 방사선 촬영 이미지들을 생성하는 것인 교정 시퀀스 동안에 교정이 달성된다. 교정물체(40)는 X선이 투과되는 평행육면체의 플라스틱 물질이며 크기는 180mm x 180mm x 300mm이고 정점들에 8개의 3mm 직경의 X선을 투과시키지 않는 납 볼을 심어 놓은 것이다. 교정물체(40)는 환자 지지수단(3)에 대응하는 표시점에 도식적으로 일치하게 한 표시점들을 바닥 베이스에 갖고 있다.
교정물체는 다음에 이어서 취할 방사선 촬영 이미지들과 동일한 위치에 타겟 판(2)을 놓아둠으로써, 도 4에 도시한 바와 같이 환자와 동일한 조건 하에서 X선을 받는다.
얻어진 방사선 촬영 이미지들은 스캐너(20)로 디지털화되고, 프로그램은 교정물체(40)에 볼들의 이미지를 구성하는 둥근 형상들을 인식하도록 한 시퀀스를 포함한다. 예를 들면, 8개의 정점 A, B, C, D, E, F, G, H에 볼들을 갖는 평행육면체에 있어서, 이미지 abcd는 전면으로부터 얻어지고, 뒷면으로부터는 보다 작은 이미지 efgh가 얻어진다.
축(XbObYb)의 고정된 시스템에 대한 X선 소스(1)의 3개의 좌표는 미지수이며, 축의 고정된 시스템에 대한 교정물체(40)의 중심의 3개의 좌표, 및 축(XbObYb)의 시스템에 대한 교정물체(40)의 가능한 기울어짐을 나타내는 두 개의 각도 파라미터이다. 이들 8개의 미지수들에 볼들의 8개의 이미지(abcd, efgh)의 16개의 측정된 좌표가 대응한다. 프로그램은 디지털화된 이미지 상의 이들 점(abcdefgh)의 좌표들을 측정한다. 이 기술에 숙련된 자에게 명백할 디지털 기술을 사용하여 8개의 미지수에 16개의 식을 해결한다. 미지수들보다 매우 많은 식들로 인한 여분의 사용으로 계산 정확도를 향상시킨다. 그러므로 프로그램은 기하학적 데이터를 알아내고 이 데이터는 메모리(24)의 데이터 메모리 영역(25)에 기억된다.
실제적으로, 전기신호를 발생하는 전기적인 센서들인 힘 센서(C1, C2, C3)의 기술적인 명세가 시간에 따라 표류하여 힘 신호의 처리로 더 이상 환자의 중력 지구축의 정확한 위치를 형성할 수 없는 이러한 힘 신호를 출력하는 것이 다반사다.
따라서, 환자 지지수단이 복수의 힘 센서들이 탑재된 환자 지지 힘 플랫폼을 포함하는 상황에서, 시스템은 교정추 및 교정 시퀀스를 사용하여 주기적으로 다시 교정된다.
교정추는 환자 지지 수단(3) 상에 위치할 수 있는 제거가능 추이다. 교정추는 예를 들면 교정물체(40)와 같은 평행육면체 형상, 혹은 원통형인 특정한 형상을 취하며, 이의 중심의 교정추 내 기하학적 위치를 알고 있다. 교정추는 예를 들면 이의 하측면에 마커 수단을 포함하며, 이 마커수단은 환자 지지수단(3) 상의 보완적인 마커와 일치되어 있다. 따라서, 환자 지지수단(3) 따라서 축(XbObYb)의 고정된 시스템에 대한 교정추 중심의 기하학적 위치를 알 수 있다.
메모리에 저장된 프로그램은 교정추의 알려진 실제 중심의 기하학적 위치에계산된 중심을 일치시키기 위해서 센서(C1, C2, C3)에 의해 출력된 힘 신호들에 대한 보정 파라미터들을 계산하는 교정 시퀀스를 포함한다. 그러면 보정 파라미터들을 메모리에 저장하여, 다음에 환자들의 중력 지구축의 위치를 신뢰성 있게 계산할 수 있게 한다.
명백히, 본 발명에 따른 시스템은 시상봉합 평형 메카니즘의 보다 나은 이해를 제공한다. 시스템이 중력 지구축(5)과 사람의 뼈와의 상대적인 위치를 자동으로 그리고 정확하게 생성하기 때문에 에러 위험이 최소화된다.
서 있는 위치에서 방사성 이미지들을 형성하는 본 발명의 실시예는 하측 사지를 고려하며, 척주의 만곡도 결함의 향상된 해석을 제공한다.
중력 지구축(5)의 이미지(Hg)가 결합된 방사선 촬영 이미지들을 사용하여, 의사는 중력 지구축(5)과 대퇴골 상부의 축 사이의 거리를 측정할 수 있다. 의사는 또한 중력 지구축(5)과 대퇴골 상부 사이의 전부-후부 오프셋을 평가하기 위해 대퇴골 상부의 중심을 확인할 수 있다.
수술자가 적합하게 프로그램된 컴퓨터의 도움을 받아 방사선 촬영 이미지들에 특정의 표시를 한 후에, 시스템은 척주의 여러 부분의 만곡도의 향상된 특징표현 및 평가를 위해 척주 및 골반 모델을 재구성할 수 있다.
본 발명은 상세히 기술된 실시예들로 한정되지 않으며, 다음의 청구항의 범위 내에 변형 및 일반화를 포함한다.

Claims (11)

  1. X선 소스(1), X선 감응 타겟 판(2)에 환자의 방사선 촬영 이미지들을 생성하는 X선 감응 타겟 판(2)을 지지하는 수단, 및 상기 X선 소스(1)와 타겟 판(2)용 지지수단 사이에 환자(4)를 고정된 위치로 지지하며 X선 소스(1) 및 타겟 판(2)에 대한 환자(3)의 중력 지구축(5)의 수평 위치의 이미지를 형성하는 위치 신호들을 생성하는 환자 지지수단(3)을 포함하는 신체의 평형 위치 평가 시스템에 있어서,
    상기 타겟 판(2) 상에 생성된 환자의 방사선 촬영 이미지들을 디지털화하고 그럼으로써 디지털화된 방사선 촬영 이미지들을 발생하는 스캐닝 수단(20),
    상기 위치 신호들의 함수로서, 상기 타겟 판(2)의 평면에 중력 지구축(5)의 던져진 그림자(Hg)의 디지털화된 이미지를 발생하는 수단(21),
    상기 중력 지구축(5)의 상기 던져진 그림자의 디지털화된 이미지(Hg)를 상기 환자의 상기 디지털화된 방사선 촬영 이미지들에 결합하여 결합된 디지털화된 이미지를 발생하는 수단(21), 및
    상기 결합된 디지털화된 이미지를 보이게 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중력 지구축의 던져진 그림자의 디지털화된 이미지를 발생하는 수단은,
    연산기(21) 및 연관된 메모리(24),
    상기 메모리(24)에 저장된 것으로, 상기 X선 소스(1)와, 상기 감응 판(2)의 평면과, 축(XbObYb)의 고정 시스템에 환자 지지수단(3)과의 상대적인 위치들에 대응하는 기하학적인 데이터,
    상기 메모리(24)의 프로그램 메모리 영역(26)에 저장된 것으로, 상기 방사선 촬영 이미지들을 취할 때 상기 위치신호들을 저장하고, 상기 감응 판(2)의 평면과 X선 소스(1) 및 중력 지구축(5)의 수평 위치(Og)를 지나는 수직 평면을 교차하는 직선 선분(Hg)을, 상기 위치신호들의 함수로서, 계산하고, 상기 중력 지구축의 이미지를 구성하는 상기 계산 결과를 저장하도록 한 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
  3. 제2항에 있어서, X선에 감응하는 타겟 판(2) 상에 생성된 방사선 촬영 이미지들을 스캐닝하여, 디지털화된 방사선 촬영 이미지들을 구성하는 일련의 디지털 신호들을 생성하는 스캐너(20)를 포함하고,
    상기 프로그램은 상기 디지털 신호들을 수신하여 메모리(24)에 이들을 저장하도록 되어 있고,
    상기 프로그램은 상기 중력 지구축(Hg)의 이미지를 대치시킴으로써 상기 저장된 디지털화된 방사선 촬영 이미지들을 수정하고, 그럼으로써 상기 결합된 디지털화된 이미지를 발생하도록 되어 있고,
    상기 프로그램은 모니터(23)에 상기 결합된 디지털화된 이미지를 표시하거나 이를 지지부에 인쇄하도록 된 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 프로그램은 X선을 투과시키지 않는 마커(A, B, C, D, E, F, G, H)를 가진 교정물체(40)의 방사선 촬영 이미지들을 스캐닝하고, 상기 교정물체(40)의 X선을 투과시키지 않는 마커들의 알려진 위치들과 크기들로부터 상기 기하학적 데이터를 계산하고, 데이터를 메모리(24)에 저장하도록 한 교정 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    축(XbObYb)의 시스템에 대한 표시한 위치들에 배치된 복수의 센서(C1, C2, C3)를 탑재한 수정된 계량기 힘 판(15)을 구비하고 연산기 및 프로그램에 의해 위치신호들로서 사용되는 힘 신호들을 생성하는 환자 지지수단(3),
    상기 화잔 지지수단(3) 상에 배치될 수 있고, 특정의 형상을 가지며, 환자 지지수단(3) 상에 완전 마커 수단과 일치하게 될 수 있고, 상기 위치 마커 수단에 대한 알려진 중력 중심 위치를 갖는 제거가능 교정추,
    상기 저장된 프로그램에서, 교정추의 실제 중심의 알려진 기하학적 위치에 계산된 중심을 일치시키기 위해서 각각의 센서(C1, C2, C3)에 의해 생성된 힘 신호들에 대한 보정 파라미터를 계산하며, 이 교정 파라미터들은 환자들의 중력 지구축의 위치의 다음 신뢰성 있는 계산을 위해 메모리에 저장되는 것인 교정 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축(XbObYb)의 고정된 시스템은 X선 소스(1)를 지나며 X선에 감응하는 타겟 판(2)용 지지수단에 수직한 평면(XOZ)에 중심(Ob)을 갖는 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 환자(4)의 흉부영역, 허리영역, 골반영역 및 상측 대퇴부 영역의 방사선 촬영 이미지들을 취하도록 된 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 지지수단(3)은 X선 소스(1)와 타겟 판(2)용 지지수단 간에 X선 전파방향에 대해 각도를 갖고 환자(4)의 방위를 맞추기 위해서 중앙 수직축(10)에 관하여 회전 가능한 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 환자 지지수단(3)은 환자(4)의 정해진 전진위치로 자신의 양팔(6, 7)을 얹을 수 있는 팔걸이(8, 9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 팔걸이(8, 9)는 축(XbObYb)의 시스템에 대해 표시된 위치들에 분배된 복수의 힘 센서들(C1, C2, C3) 상에 수정된 계량기 힘 판(15)을 탑재하고 연산기 및 프로그램에 의해 위치신호들로서 사용되는 힘 신호들을 생성하는 턴테이블(13)에 부착된 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 환자 지지수단(3)의 각도 위치를 적어도 45도로 인덱싱하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 신체 평형위치 평가 시스템.
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