KR20130057991A

KR20130057991A - 이동식 방사선 촬영 시스템을 위한 튜브 정렬

Info

Publication number: KR20130057991A
Application number: KR1020127029132A
Authority: KR
Inventors: 마이클 씨 랄레나; 조셉 이 스태그니토
Original assignee: 케어스트림 헬스 인코포레이티드
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2013-06-03
Also published as: US20110249793A1; JP2013523396A; US20140341349A1; WO2011130198A3; US8827554B2; US9155509B2; WO2011130198A2; EP2557997B1; EP2557997A4; CN102917646A; EP2557997A2; CN102917646B

Abstract

피사체의 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방사선 촬영 시스템은 방사선 경로를 따라 방사선 에너지를 지향시키도록 활성화될 수 있는 방사선 소스와, 상기 방사선 투과 이미지를 형성하기 위해 상기 방사선 에너지에 민감한 이미징 수신기를 구비한다. 센서 장치는 적어도 상기 수신기에 대하여 방사선 경로의 센터링, 상기 방사선 경로에 대하여 수신기의 각도, 및 상기 방사선 경로를 따른 소스-이미지간 거리를 나타내는 하나 이상의 출력 신호를 제공하도록 배치된다. 디스플레이 장치는, 상기 하나 이상의 출력 신호에 응답하여, 상기 수신기에 대하여 방사선 경로의 센터링을 나타내고 적어도 상기 소스-이미지간 거리 및 상기 방사선 경로에 대하여 수신기의 각도를 나타내는 하나 이상의 값을 제공하는 디스플레이를 생성한다.

Description

이동식 방사선 촬영 시스템을 위한 튜브 정렬{TUBE ALIGNMENT FOR MOBILE RADIOGRAPHY SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 방사선 이미징 분야에 관한 것이며, 보다 상세하게는 방사선 이미징 시스템의 정렬 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 이미징 수신기(imaging receiver) 및 그리드(grid)에 x-선 소스의 정렬을 보조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

x-선 이미지를 획득할 때, 일반적으로 방사선 소스와, 이미지 데이터를 기록하는 2차원 수신기 사이에는 최적의 거리와 각도가 존재한다. 대부분의 경우, 이 x-선 소스는 기록 매체의 표면에 수직인 방향으로 방사선을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 대규모 방사선 촬영 시스템은 서로에 대해 특정 각도에서 방사선 헤드와 기록 매체 홀더를 장착한다. 이 헤드와 수신기를 배향하는 것은 일반적으로 이들 두 구성 요소 사이의 최대 거리를 넘어 외부로 연장하는, 상당한 사이즈의 장착 암(arm)을 요구한다. 이러한 대규모 시스템에서, 소스-이미지간 거리(source-to-image distance: SID)는 엄격히 제어되고 수신기의 원치 않는 틸트(tilt) 또는 뒤틀림(skew)은 이미징 시스템 그 자체의 하드웨어에 의해 방지된다. 또한, 기존의 대규모 시스템의 공간적 위치와 형상은 잘 제어되기 때문에, 이미징 수신기 앞에 위치된 그리드의 적절한 사용 및 정렬은 간단하다.

이동식 x-선 장치는 방사선 투과 이미지의 적시 획득이 중요한 중환자실(intensive care unit: ICU) 및 다른 환경에서 특히 유용하다. 이 이동식 x-선 장치는 ICU 또는 다른 영역 주위로 휠(wheel)로 이동하며 환자의 침대 곁으로 직접 가져갈 수 있기 때문에, 이동식 x-선 장치는 진료 의사나 임상 의사가 환자의 상태에 대한 최신 정보를 가질 수 있게 하며 환자를 방사선 시설이 있는 고정 장비로 이동하는데 수반되는 위험을 감소시키는데 도움을 준다.

도 1의 사시도는 계산된 방사선 촬영(computed radiography: CR) 및/또는 디지털 방사선 촬영(digital radiography: DR)에 사용될 수 있는 기존의 이동식 x-선 장치의 일례를 도시한다. 이동식 방사선 촬영 유닛(600)은 획득된 이미지와 관련된 데이터를 디스플레이하기 위한 디스플레이(610)와, 획득된 이미지를 저장하고 전송하고 수정하고 인쇄하는 것과 같은 기능을 수행하는 제어 패널(612)을 포함하는 프레임(620)을 구비한다.

이동을 위해, 유닛(600)은 하나 이상의 휠(615)과, 유닛(600)을 의도된 위치로 가이드하는 것을 도와주는, 일반적으로 허리 레벨, 팔 레벨 또는 손 레벨에 제공된 하나 이상의 핸들 그립(625)을 구비한다. 자체 포함된 배터리 팩이 일반적으로 소스 전력을 제공하여, 전력 콘센트 근처에서 동작해야 할 필요성을 제거한다.

프레임(620)에는 지지 부재(635)가 장착되고, 이 지지 부재는, 보다 간단히 붐(boom)(70)이라고 지칭되는 붐 장치(70)에 장착되는, x-선 튜브 또는 튜브 헤드라고도 언급되는 x-선 소스(640)를 지지한다. 또한 튜브 헤드에 인접하게 또는 대안적으로 프레임(620) 내에 생성기가 장착될 수 있다. 도시된 실시예에서, 지지 부재(635)는 고정된 높이의 수직 컬럼(column)(64)을 구비한다. 붐(70)은 지지 부재(635)로부터 가변 거리로 외부쪽으로 연장하며 이미지를 획득하기 위해 컬럼(64)을 원하는 높이로 위 아래로 승강시킨다. 붐(70)은 고정된 거리만큼 외부쪽으로 연장하거나 가변 거리만큼 연장할 수 있다. x-선 소스(640)를 위한 높이 설정은 발과 하체를 이미징하기 위한 낮은 높이로부터 여러 위치에서 환자의 상체 부분을 이미징하기 위한 어께 높이와 그 이상에까지 이를 수 있다. 다른 종래의 실시예에서, x-선 소스를 위한 지지 부재는 고정된 컬럼이 아니라 관절식 부재이며, 이 관절식 부재는 수직 및 수평 위치의 범위에 걸쳐 x-선 소스를 이동시킬 수 있도록 하기 위해 조인트 메커니즘(joint mechanism)에서 벤딩된다.

중환자실(ICU) 환경에서 사용되는 것과 같은 휴대용 방사선 이미징 장치의 출현으로, 시스템 그 자체의 장착 하드웨어에 의해 방사선 소스와 2차원 방사선 수신기 및 임의의 수반되는 그리드 사이에 더 이상 고정된 각도 관계가 부과되지 않는다. 대신, 오퍼레이터는 일반적으로 시각적 평가를 사용하여 가능한 한 배향을 수직으로 제공하는, 수신기 표면 쪽으로 방사선 소스를 겨냥할 것이 요구된다. 계산된 방사선 촬영(CR) 시스템에서 2차원 이미지 감지 장치 그 자체는 판독가능한 이미징 매체를 저장하는 휴대용 카세트(portable cassette)이다. 직접 디지털 방사선 촬영(DR) 시스템에서, 2차원 이미지 감지 수신기는 평평하고 강성이거나 유연한 기판 지지부를 가지는 디지털 검출기이다.

그러나, 수신기 그 자체는 일단 이것이 환자 뒤에 배치된 경우 기술자에게 보이지 않을 수 있다. 이것은 SID, 틸트 각도 및 센터링을 측정하기 위한 몇몇 방법을 요구하고, 산란 효과를 줄이기 위해 그리드를 효과적으로 사용하는 것을 더 곤란하게 하는 휴대용 시스템을 위한 정렬 작업을 복잡하게 한다. 휴대용 방사선 촬영 시스템에 따른 이러한 추가적인 복잡성 때문에, 기술자는 그리드를 사용하지 말 것을 선택할 수 있는데, 그러나, 그리드가 없는 결과는 일반적으로 낮은 품질의 이미지이다.

x-선 소스 대 수신기 각도의 오퍼레이터 조정을 지원하기 위해 방법과 도구를 제공하는 문제에 대해 다수의 접근법이 있었다. 하나의 종래의 접근법은 MacMahon에 특허 허여된 발명의 명칭이 "이동식 방사선 촬영 정렬 장치(Mobile Radiography Alignment Device)"인 미국 특허 제4,752,948호에 설명된 것과 같은 보다 컴팩트한 방식으로 기계적 정렬을 제공하는 것이었다. 플랫폼은 이미징 카세트와 방사선 소스 사이에 정렬을 유지하기 위해 선회가능한 표준을 구비한다. 그러나, 이런 유형의 복잡한 기계적인 해법은 x-선 시스템의 전반적인 유연성과 휴대성을 감소시키는 경향이 있다. Kwasnick 등에 특허 허여된 발명의 명칭이 "디지털 X-선 이미저 정렬 방법(Digital X-ray Imager Alignment Method)"인 미국 특허 제6,422,750호에서 제안된 것과 같은 다른 유형의 접근법은 정렬 그리드를 검출하기 위해 초기 낮은 노출 펄스를 사용하지만, 이 방법은 수신기가 환자 뒤에 장착된 후에는 수신기가 정렬되어야 하는 휴대용 이미징 조건에 적합하지 않을 수 있다.

다른 접근법은 방사선 소스와 수신기 사이에 정렬을 달성하기 위해 방사선 소스로부터 수신기로 광 빔을 투사한다. 이 접근법의 예로는 MacMahon에 특허 허여된 발명의 명칭이 "방사선 촬영을 위한 정렬 방법 및 이를 포함하는 방사선 촬영 장치(Alignment Method for Radiography and Radiography Apparatus Incorporating Same)"인 미국 특허 제5,388,143호 및 MacMahon에 특허 허여된 발명의 명칭이 "휴대용 방사선 촬영을 위한 광학적 그리드 정렬 시스템 및 이를 포함하는 휴대용 방사선 촬영 장치(Optical Grid Alignment System for Portable Radiography and Portable Radiography Apparatus Incorporating Same)"인 미국 특허 제5,241,578호가 포함된다. 유사하게, Cumings에 특허 허여된 발명의 명칭이 "방사선 빔을 방사하는 디바이스를 겨냥하는 방법, 시스템 및 장치(Method, System and Apparatus for Aiming a Device Emitting Radiant Beam)"인 미국 특허 제6,154,522호는 방사선 타깃을 정렬하기 위해 반사된 레이저 빔의 사용을 설명한다. 그러나, 광을 사용하여 필름 또는 CR 카세트 또는 DR 수신기를 정렬하도록 제공된 해법은 다수의 요인에 의해 제약된다. MacMahon에 특허 허여된 '143과 '578 문헌의 내용은 고정된 소스-이미지간 거리(SID)가 미리 결정되어야 하고, 이후에 이 고정된 SID 값을 가지고 삼각 측량을 적용해야 할 것을 요구한다. SID를 변경하면 삼각 측정 설정에 다수의 조정을 요구한다. 이러한 배열은 가변 SID를 허용하는 휴대용 이미징 시스템에 대해서는 바람직하지 않은 것이다. Cumings에 특허 허여된 '522 문헌의 내용에 설명된 바와 같은 레이저를 사용하는 장치는 일부 경우에 필요한 것보다 조정을 하는데 훨씬 더 높은 정밀도를 요구할 수 있다.

광이 방사선 소스로부터 수신기로 투사되는 다른 예는 Bautista에 특허 허여된 발명의 명칭이 "탐지 장치(Locating Device)"인 미국 특허 제4,836,671호와, Madsen에 특허 허여된 "X-선 사진 장치(X-ray Photography Device)"인 미국 특허 제4,246,486호에 제공된다. Bautista에 특허 허여된 '671 문헌과 Madsen에 특허 허여된 '486 문헌의 접근법은 방사선 소스로부터 투사되고 여러 방식으로 수신기에서 교차되는 다수의 광원을 사용한다.

중요한 것은 위에서 언급된 해법은 예를 들어 휴대용 시스템으로 흉부를 x-선 이미징을 하기 위해 경우에 따라 수신기와 그 수반하는 그리드가 환자 뒤에 완전히 놓여서 시야에서 보이지 않는 것으로 인해 종종 가치가 거의 없거나 전혀 가치가 없다는 것이다. 오늘날의 휴대용 방사선 이미징 장치는 방사선 기술자에 의해 필름 카세트, CR 카세트, 또는 디지털 방사선 촬영 DR 수신기를 배치하기 위해 상당한 유연성을 허용한다. 환자는 이미징을 위해 수평 위치에 있을 필요가 없으며, 필요한 이미지의 유형 및 x-선 검사를 위해 환자를 이동할 수 있는 능력에 따라 임의의 각도에 있을 수 있다. 기술자는 각 이미징 세션에 독립적으로 카세트 또는 수신기 및 방사선 소스의 위치를 수동으로 조정할 수 있다. 따라서, 이 방사선 소스와 그리드 및 이미지 수신기 사이에 원하는 각도를 획득하기 위한 정렬 장치는 이미지를 획득하는데 가장 적합한 배향으로 적응할 수 있어야 한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 종래에 적용된 바와 같은, 그리고 Tanaka 등에 특허 허여된 발명의 명칭이 "휴대용 방사선 이미징 시스템 및 각도 신호 출력 수단을 구비하는 방사선 이미지 감지 장치(Portable Radiation Imaging System and a Radiation Image Detection Device Equipped with an Angular Signal Output Means)"인 미국 특허 제7,156,553호에 기술된 디바이스에 사용된 바와 같이, 그리고 그 외에 다른 곳에 사용된 바와 같은 틸트 감지는 카세트가 동일한 레벨에 놓여있는 단일한 경우를 제외하고 카세트-방사선 소스간 배향에 대해 충분한 정보를 제공하지 않는다. 더 복잡한 위치 감지 장치가 사용될 수 있지만, 샘플링을 받아 라운딩 에러들이 누적될 수 있어 이것이 시간에 따라 점점 더 악화되어 빈번한 재동기화를 요구할 수 있다.

따라서, 기존의 정렬 해법은 특정 유형의 시스템과 환경에서 동작가능할 수 있으나, 상당한 개선의 여지가 남아 있다는 것이 명백하다. 휴대용 방사선 촬영 장치는 콤팩트하고 경량이어야 하여서 이는 바람직하지 않는 MacMahon에 특허 허여된 '948 문헌에 주어진 것과 같은 기계적 정렬 방식을 만들게 한다. 직접 시야 정렬에 대한 제약은 많은 유형의 반사된 광에 기초한 방법의 적용가능성을 이미징 상황의 제한된 범위로 감소시킨다. 다나카 등에 특허 허여된 '553 문헌의 해법에 의해 요구되는 복잡한 센서와 움직임 제어 상호작용은 제한된 이익으로 기존의 디자인에 상당한 비용, 복잡성, 중량 및 사이즈를 추가한다. 많은 적은 비용으로 휴대용 방사선 이미징 유닛은 필요한 조정을 달성하기 위해 필요한 제어 로직 및 움직임 조정 구성 요소를 가지지 않는다. 이들 접근법 중 어느 것도 특히 그리드가 사용되는 경우 오정렬을 정정하기 위해 올바름 방향으로 수동 조정을 하는데 필요한 정보를 오퍼레이터에게 제공하지 않는다.

위의 해법 중 많은 것에 의해 해결되지 않은 또 다른 문제는 방사선 의사 및 방사선 기술자의 실제 작업 관행에 관한 것이다. 다나카 등에 특허 허여된 '553 출원에서 특허 강조된 방사선의 수직 전달을 위한 요구사항이 모든 유형의 이미지에 적합하지 않기 때문에 모든 경우에 사용되지 않는다. 사실, 그리드 정렬이 주어진 각도에 허용가능한 한, 경사져(비수직으로) 입사하는 방사선 각도가 가장 바람직할 수 있는 진단 이미지의 일부 유형이 있다. 예를 들어, 표준 흉부 앞-뒤(AP) 뷰(anterior-posterior view)에 대해, 권고된 중심 방사선 각도는 약 3-5도만큼 수직선(법선)으로부터 경사져 있다. 기존의 정렬 시스템은, 중심 방사선이 법선(normal)으로 입사하는 것을 제공하지만 기술자가 경사진 각도로 조정하도록 지원하는 것을 채용하지는 않는다.

더 다른 문제는 획득될 이미지와 사용되는 그리드에 매우 적합한 소스-이미지간 거리(SID)를 달성할 필요성에 관한 것이다. 종래의 정렬 해법은 SID 정보를 제공하지는 않아 기술자에게 별도의 측정을 하게 하거나 대략적인 SID 조정을 하게 한다. 또한, 기존의 해법은 콜리메이터 블레이드(collimator blade)의 오정렬 또는 불량한 조정으로 야기되는 후방 산란을 줄이는 것을 지원하는 도구를 기술자에게 제공하지 않는다. 이런 유형의 산란은 치과 및 유방 x-선 조영(mammographic) 이미징과 같은 방사선 투과 이미징의 다른 유형에는 특히 문제시 되지는 않으나, 방사선은 넓은 지역에 걸쳐 지향되기 때문에 휴대용 방사선 투과 이미징 장치에는 문제시 될 수 있다. 이미징 수신기를 지나 작동하는 방사선과 수신기와 연관된 임의의 차단 요소는 실수로 수신기로 다시 반사될 수 있고 이에 이미지 품질에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다. 흉부 x-선 및 다른 유형의 x-선에 대해 가능한 한 많이 후방 산란을 감소시키기 위해, 기술자는 이미징 수신기의 위치와 배향 또는 윤곽을 추정하고 그에 따라 콜리메이터를 조정할 것이 요구된다.

따라서, 방사선 이미지를 기록하기 위해 이미지 수신기에 대해 방사선 소스의 적절한 각도 정렬 및 센터링을 가능하게 하는 장치에 대한 필요성이 존재한다는 것을 볼 수 있다.

본 발명의 목적은 방사선 수신기에 대해 방사선 소스의 정렬과 적절한 위치지정을 지원하는 장치 및 방법을 제공하여 방사선 투과 이미징 기술을 개선하는 것이다. 본 발명의 관련된 목적은 소스-이미지간 거리와 소스에 대한 수신기의 각도 배향뿐만 아니라 x-선 빔의 경로에 대한 방사선 수신기의 위치와 윤곽을 나타내는 디스플레이를 제공하는 것이다. 이 디스플레이는 디스플레이 모니터에 나타나거나 또는 환자에 직접 투사될 수 있다.

이들 목적은 단지 예시로써 제공된 것이며, 이들 목적은 본 발명의 하나 이상의 실시예의 예시일 뿐이다. 본 발명에 의해 고유하게 달성되는 다른 바람직한 목적과 이점은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있거나 자명한 것일 수 있다. 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 피사체의 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방사선 촬영 시스템이 제공될 수 있으며, 여기서 본 시스템은 방사선 경로를 따라 방사선 에너지를 지향시키도록 활성화될 수 있는 방사선 소스와; 방사선 투과 이미지를 형성하기 위해 상기 방사선 에너지에 민감한 이미징 수신기; 적어도 상기 수신기에 대한 방사선 경로의 센터링, 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도, 및 상기 방사선 경로를 따른 소스-이미지간 거리를 나타내는 하나 이상의 출력 신호를 제공하도록 배치된 센서 장치; 및 상기 하나 이상의 출력 신호에 응답하여, 상기 수신기에 대해 상기 방사선 경로의 센터링을 나타내고 적어도 상기 소스-이미지간 거리와 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도를 나타내는 하나 이상의 값을 제공하는 디스플레이를 생성하는 디스플레이 장치를 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 피사체의 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방사선 촬영 시스템이 제공될 수 있으며, 본 시스템은, 방사선 경로를 따라 방사선 에너지를 지향시키도록 활성화될 수 있는 방사선 소스; 방사선 투과 이미지를 디지털 이미지로 형성하기 위해 상기 방사선 에너지에 민감한 이미징 수신기; 적어도 상기 이미징 수신기의 윤곽, 상기 수신기에 대한 상기 방사선 경로의 센터링, 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도, 및 상기 방사선 경로를 따른 소스-이미지간 거리를 나타내는 하나 이상의 출력 신호를 제공하도록 배치된 센서 장치; 및 상기 하나 이상의 출력 신호에 응답하여 상기 이미징 수신기의 윤곽과 상기 수신기에 대한 상기 방사선 경로의 센터링을 나타내고 적어도 상기 소스-이미지간 거리와 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도를 나타내는 하나 이상의 수치 값을 디스플레이하는 디스플레이를 생성하는 디스플레이 장치를 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 피사체의 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방법이 제공될 수 있으며, 본 방법은 방사선 소스로부터 방사선 경로에 대한 이미징 수신기의 센터링, 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도, 및 상기 방사선 경로를 따른 소스-이미지간 거리를 나타내는 하나 이상의 신호를 획득하는 단계; 및 상기 하나 이상의 획득된 신호에 응답하여, 적어도 상기 이미징 수신기의 센터링을 나타내고 상기 소스-이미지간 거리 또는 각도 또는 이들 둘 모두를 나타내는 하나 이상의 값을 디스플레이하는 디스플레이를 생성하는 단계를 포함한다.

첨부된 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 실시예들의 이하 보다 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 도면에 있는 요소들은 서로에 대하여 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아니다.
도 1은 기존의 이동식 방사선 촬영 유닛의 하나의 유형의 사시도;
도 2a는 진단 이미징 장치의 기본 구성 요소로 이미징되는 환자의 상대적 관계를 도시한 사시도;
도 2b는 이미징 시스템 설정을 위한 중요한 차원의 관계를 도시한 사시도;
도 2c는 예시적인 오정렬 위치를 도시한 사시도;
도 3a는 하나의 실시예에서 정렬 장치의 일부분의 작동을 도시한 사시도;
도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 수신기/그리드 정렬에 적합한 튜브를 달성하는데 사용되는 구성 요소를 도시한 측면 블록도;
도 4는 환자 뒤에 또는 아래에 있는 수신기의 상대적 위치를 표시하는 데 사용되는 투사 이미지의 사시도;
도 5a는 이미징 수신기와 오정렬된 방사선 소스로부터 디스플레이된 콜리메이터 패턴을 도시한 사시도;
도 5b는 방사선 소스가 이미징 수신기와 오정렬된 수신기 패턴의 디스플레이를 도시한 사시도;
도 5c는 방사선 소스가 이미징 수신기와 오정렬된 프로젝터와 콜리메이터 광으로부터 투사되는 중복 패턴을 도시한 사시도;
도 5d는 이미징 수신기에 대한 방사선 소스의 정렬 및 투사되는 패턴의 대응하는 정렬을 도시한 사시도;
도 6은 프로젝터로부터 디스플레이를 위해 최대로 이용가능한 영역에 대해 수신기 패턴의 디스플레이를 도시한 사시도;
도 7a 및 도 7b는 센터링, 각도 및 거리 차이를 포함하는 여러 조건 하에서 투사되는 광 패턴이 정렬되는 방식을 도시한 도면;
도 8은 방사선 소스와 수신기 사이에 공간적 관계를 나타내는 정보를 디스플레이하기 위해 콜리메이터에 결합된 디스플레이 스크린의 사용을 도시한 평면도;
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 디스플레이 장치로서 디스플레이 스크린을 사용하기 위한 오퍼레이터 인터페이스 예를 도시한 도면;
도 10은 대안적인 실시예에서 디스플레이 스크린을 위한 오퍼레이터 인터페이스 배열을 도시한 도면;
도 11은 방사선 소스 각도가 변할 때 배향을 변경시키는 콜리메이터의 근처에 장착된 디스플레이 스크린을 위한 오퍼레이터 인터페이스 디스플레이 스크린의 시퀀스를 도시한 도면;
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따라 콜리메이터에 프로젝터의 결합을 도시한 개략도;
도 12b는 콜리메이터에 프로젝터를 결합하기 위한 다른 방법을 도시한 개략도;
도 12c는 콜리메이터에 프로젝터를 결합하기 위한 다른 대안적인 방법을 도시한 개략도.

이하는 도면이 참조되는 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명이며 여기서 동일한 도면 부호는 여러 도면 각각에서 동일한 구조 요소를 나타낸다.

본 발명의 문맥에서, '이미징 수신기(imaging receiver)" 또는 더 간단하게 "수신기"는 예를 들어 필름이나 형광 매체와 같은 광자극가능한(photostimulable) 매체를 가지는 카세트를 포함할 수 있으며 또는 방사선 소스로부터 방출되는 방사선에 따라 이미지를 기록하는 검출기 어레이를 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같이 '활성화될 수 있는(energizable)"이라는 용어는 전력을 수신할 때 그리고 선택적으로 작동 신호를 수신할 때 지시된 기능을 수행하는 구성 요소의 장치 또는 세트를 나타낸다.

도 2a의 사시도는 방사선 투과 이미징 장치(30)의 구성 요소를 도시한다. x-선 소스와 같은 방사선 소스(20)는 환자(14) 쪽으로 방사선을 지향시킨다. 환자 뒤에 위치된 수신기(10)는 환자(14)를 통과하여 입사하는 방사선으로부터 진단 이미지를 형성한다. 수신기(10)는 예를 들어, 필름이나 형광 매체와 같은 광자극가능한 매체를 구비할 수 있으며 또는 방사선 소스(20)로부터 방출된 방사선에 따라 이미지를 기록하는 검출기 어레이를 구비할 수 있다. 수신기(10)는 가로 또는 세로 배향(landscape or portrait orientation)을 구비할 수 있다. 선택적인 산란 방지(antiscatter) 그리드(12)는 수신기(10)의 표면 바로 위에 도 1a에 도시된 바와 같이 배열된 판(18)을 구비한다. 방사선 소스(20)는 도 2a의 예에서 수신기(10) 쪽으로 소스(20)로부터 외부 쪽으로 지향되는 방사선 영역을 한정하는 콜리메이터(22)를 구비한다.

방사선 소스(20)는 수신기(10) 쪽으로 방사선을 지향시키기 위해 조절가능한 각도 배향을 구비한다. 도 2b{여기서 환자(14)는 시스템 구성 요소를 더 잘 볼 수 있도록 하기 위해 미도시되었음}는 좌표 xyz 축을 도시한다. 여기서, 소스-이미지간 거리(SID)는 z축의 일반적인 방향에 있다. 도 2b에서 방사선 소스(20)는 수신기(10)로부터 적절한 SID에서 정렬된 위치에 있다. 각각의 면이 SID에 수렴되는 초점 라인(L)을 정의하도록 그리드 판(18)이 각지게 배열된다. 이러한 실시예에서 최상의 이미징을 위한 최상의 정렬을 위해, 방사선 소스(20)는 초점 라인(L) 근처에 센터링되어야 하고 수신기(10)의 평면인 표면과 일반적으로 평행하게 콜리메이터(22)의 면부분을 가져야 한다. 그러나, 약간의 각도 오프셋이 선호되는 이미지 유형이 있을 수 있다.

도 2c는 이와 대조적으로, 방사선 소스(20)의 위치지정이 불량한 20'과 20"에서 점선 윤곽을 도시한다. 점선으로 도시된 위치(20', 20")에서 SID는 거의 허용될 수 있지만, 방사선 소스(20)는 초점 라인(L) 근처에 센터링하지 않고 그 각도 배향은 불량하게 뒤틀려(skewed) 있다. 그리드와 방사선 소스를 정렬하는 것은 이들 및 유사한 오정렬 위치에서 불량할 수 있으며 이에 이미지 품질을 저하시키거나 최악으로는 적절한 진단 이미지를 획득할 수 없게 한다.

도 3a의 사시도 및 도 3b의 측면도는 중심 축에 대해 분산되고 경로 R로 표시된 방사선 경로를 가지는 방사선 소스(20)와, 방사선 투과 이미지를 형성하기 위해 피사체에 인접하여 위치된 방사선 에너지에 민감한 이미징 수신기(10) 사이에 상대적 공간적 관계를 감지하고 상대적인 공간적 관계를 나타내는 하나 이상의 출력 신호를 생성하도록 활성화될 수 있는 센서 장치(40)의 사용을 도시한다. 도 3a 및 3b에 도시된 실시예에서, 홀더(46)는 콜리메이터(22) 근처에 장착되게 도시된 하나 이상의 센서 요소(44)에 의해 검출된 전자기장 또는 신호를 생성하는 하나 이상의 전자기 코일(42)을 구비한다. 홀더(46)는 또한 수신기(10)를 지지한다. 다른 실시예에서, 센서 장치(40) 구성 요소는 수신기(10)에 형성된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 신호는 콜리메이터(22)에 하나 이상의 구성 요소로 생성되고 수신기(10) 상에 있는 센서 요소에 의해 검출된다. 각도 측정을 획득하기 위해 추가적인 경사계(inclinometer)(28) 또는 다른 장치가 수신기(10) 또는 방사선 소스(20) 중 어느 하나 또는 둘 모두에 제공될 수 있다.

위치-감지 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 위치를 감지하고 각도 데이터, SID, 수신기(10) 윤곽을 추적하는 데이터 및 수신기(10)가 환자 뒤에 또는 아래에 위치된 센터링 정보를 제공하는 센서 장치(40)로서 사용될 수 있는 가능한 구성이 다수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 센터링은 방사선 경로에 대한 수신기(10)의 센터의 위치에 관한 것이거나, 또는 대안적으로 고려되는 것으로 수신기(10)의 센터에 대한 방사선 경로의 방향에 관한 것이다. 소스-물체간 거리(source-to-object distance; SOD), 여기서는 x-선 소스와 환자 사이의 거리가 또한 검출될 수 있다.

위치 감지 신호는 예를 들어, 아날로그 신호 또는 신호들 또는 하나 이상의 데이터 값일 수 있다. 신호는 예를 들어 경사계, 무선 주파수 장치, 전자기 코일, 및 오디오 신호를 포함하는 다수의 유형의 센서 및 센서-판독기 장치 중 어느 것으로부터 온 것일 수 있다. 센서는 그리드, 홀더 또는 수신기의 코너에 위치될 수 있거나, 또는 그리드, 홀더 또는 수신기 설계 그 자체에 통합될 수 있다. 사용되는 센서 구성이 무엇이든 간에, 센서 장치(40)로부터 하나 이상의 위치-감지 신호가 디스플레이 장치(50)를 위한 제어 로직을 제공하는 제어 논리 프로세서(48)로 간다.

디스플레이 장치(50)는 위치-감지 신호에 응답하여 방사선 경로(R)에 대해 수신기(10)의 배치를 기술자에게 보여주는 디스플레이를 생성하도록 활성화될 수 있다. 도 3b에 도시된 실시예에서 디스플레이 장치(50)는 정렬을 지원하도록 디스플레이된 이미지를 형성하는 디스플레이 스크린(52)과, 투사에 의하여 디스플레이를 형성하는 프로젝터(54)를 구비하며, 여기서 투사된 디스플레이는 수신기 위치 및 이와 관련된 정보를 나타내도록 이미지를 투사하는 것에 의해 조정을 지원하는 정보를 포함한다. 디스플레이 장치(50)는 프로젝터(54)와 디스플레이 스크린(52) 장치 중 어느 하나 또는 둘 모두를 장착할 수 있다. 일 실시예에서, 수치 SID와 각도 배향 값은 프로젝터(54)를 사용하여 디스플레이된 센터링 데이터를 가지게 디스플레이 스크린(52)에만 나타난다. 대안적으로, SID 및 각도 배향 값은 센터링 타깃과 함께 환자에 투사될 수 있다. 이 SID와 수신기에 입사하는 방사선의 양 사이에는 역 제곱 관계가 있기 때문에 실제 SID 값을 디스플레이하는 것은 흉부 이미징과 같은 방사선 투과 이미징에 특히 유용할 수 있다는 것을 주목해야 한다. 비교를 해보면, 기존의 방사선 장비의 설계에 의하여 그리고 이들 유형의 이미징에 사용되는 기존의 관행에 의하여 위치 및 허용 오차가 지시된 가까운 거리가 사용되므로 치과 및 유방 x-선 조영 이미지를 획득할 때 SID 값은 일반적으로 오퍼레이터에 우려할 문제는 아니다.

디스플레이 장치(50)로서 프로젝터(54)

도 3b 및 그 이후 도면에서 x-선 소스(20)에 장착된 것으로 도시된 프로젝터(54)는 예를 들어, 미국 워싱턴주의 레드몬드시에 소재하는 Microvision사로부터 Pico Projector Display 또는 캘리포니아주의 산타아나시에 소재하는 AAXA 테크놀로지사로부터 Micro Projector와 같은 피코-프로젝터(pico-projector)일 수 있다. 이들과 같은 이미지 형성 디바이스는 소형 사이즈, 작은 중량 및 저전력 요구 사항을 포함하는 다수의 이유 때문에 유리하다. 현재 휴대 전화 및 다른 고도의 휴대용 전자 기기에 사용되는 이들 작은 바닥면적 프로젝터(small-footprint projector)는 발광 다이오드(LED) 또는 레이저와 같은 하나 이상의 저전력 고체 광원을 디스플레이 표면 위에 스캔한다. 이러한 유형의 프로젝터는 일정 거리의 범위에 걸쳐 투사를 하기 위한 작은 개수의 광학 부품을 요구한다. 투사되는 이미지 픽셀에만 전력이 소비되도록 고체 광원 그 자체는 일반적으로 필요한 만큼 신속하게 턴온 및 턴오프될 수 있다. 이것은 디스플레이 장치가 낮은 전력 레벨에서 작동될 수 있게 하여, 배터리 전력이 프로젝터(54)를 위해 사용될 수 있게 한다. 대안적인 실시예는 텍사스 인스트루먼트사(Texas Instruments, Inc.)로부터 디지털 라이트 프로세서(Digital Light Processor: DLP)와 같은 디지털 마이크로 미러(micromirror) 어레이; 실리콘 라이트 머신사(Silicon Light Machines, Inc.)로부터 회절 격자 광밸브(Grating Light Valve: GLV) 장치와 같은 마이크로 전자기계 회절 격자 광밸브의 어레이; 또는 실리콘 위 액정(Liquid Crystal on Silicon: LCOS) 장치를 포함하는 액정 장치(LCD)를 사용하는 것과 같은 이미지 형성 장치로서 다른 유형의 전자 이미징 프로젝터를 사용한다. 다른 실시예에서, 프로젝터(54)는 타깃을 이동시키는 모터 또는 다른 액추에이터를 가지고 광원과 이동가능한 타깃에 의하여 제공되고, 여기서 타깃은 수신기 위치를 보여주는 이미지를 제공하기 위해 광원의 경로에 위치된다.

도 4의 사시도는 프로젝터(54)가 본 발명의 일 실시예에 따라 디스플레이 기능을 수행하는 방법을 도시한다. 프로젝터(54)는 좌측에 도시된 바와 같이, 수신기(10)의 영역을 초과하는 이미지 영역(58) 위에 이미지를 형성하도록 광을 투사할 수 있다. 수신기(10)가 센서 장치(40)를 사용하여 위치되는 경우, 프로젝터(54)는 환자(14)에 수신기 패턴(60)을 디스플레이하고, 상기 수신기 패턴(60)은 적어도 환자(14) 뒤에 또는 아래에 수신기(10)의 위치를 보여주는 윤곽을 나타낸다. 우측에는 원하는 정렬이 도시되며 여기서 x-선 튜브 헤드에 있는 콜리메이터 광원으로부터 방출된 콜리메이터 패턴(62)이 수신기 패턴(60)과 정렬된다. 특히, 이 배열로, 프로젝터(54)는 수신기(10)의 사이즈를 초과하는 영역에 걸쳐 이미지를 투사하여, 수신기(10) 위에 방사선 경로와 콜리메이터의 센터링에 앞서 수신기(10)의 윤곽이 디스플레이될 수 있게 한다.

도 5a의 사시도는 (이전에 설명된 바와 같은 축(R)을 따라 센터링된) 방사선 소스(20)의 방사선 경로가 수신기(10) 또는 그 그리드(12)와 정렬되지 않은 공간적 배열로 방사선 소스(20)로부터 디스플레이되는 콜리메이터 패턴(62)을 도시한다. 도 5b의 사시도는 수신기 패턴(60)을 수신기(10)에 직접 투사하는 디스플레이 장치(50)에 있는 프로젝터(54)를 도시한다. 도 5c는 방사선 소스(20)와 수신기(10) 사이에 불량한 정렬을 나타내는 중복된 경로와 불일치는 패턴(60 및 62)을 도시한다. 도 5d의 사시도는 올바른 정렬을 도시하며, 여기서 수신기 패턴(60)과 콜리메이터 패턴(62)은 센터 정렬되고 대칭적이다. 수신기(10)가 방사선 소스(20)에 대하여 너무 멀리 있거나 또는 너무 가까이 있어 SID가 부정확한 경우에는, 프로젝터(54)와 콜리메이터 패턴(62) 사이의 시차(parallax) 문제가 발생할 수 있다는 것이 관찰될 수 있다.

프로젝터(54)의 초점은 여러 가지 방법으로 달성될 수 있다. 레이저 프로젝터는 초점 조정을 필요로 하지 않는다. 자동 초점 장치는 예를 들어 소스로부터 이미징되는 피사체까지의 거리를 측정하기 위해 초음파 신호 또는 적외선(IR) 광과 같은 거리 탐지 신호를 사용하는 다른 프로젝터 유형에서 사용될 수 있다. 도 4는 피사체와의 거리를 결정하기 위해 프로젝터(54)와 신호 통신하는 자동 초점 장치(112)를 도시한다. 자동 초점 및 거리 탐지 방법 및 장치는 저렴하고 이미지 캡처 기술 분야에 통상의 지식을 가진 사람들에게 잘 알려져 있다. 대안적으로, 센서 장치(40)로부터 정보는 초점 거리를 결정하는 데 사용되고 자동 초점을 위해 사용될 수 있다.

도 6의 사시도는 투사된 패턴(60)의 사이즈를 초과하는 영역을 가지는 프로젝터 영역(58)을 도시한다. 이 기능은 프로젝터(54)가 소스-수신기 정렬에 필요한 정보를 디스플레이할 수 있게 한다.

필요한 조정은 목표 센터링과 방사선 경로에 대한 수신기의 각도 및 방사선 경로에 대한 소스-이미지간 거리와 같은 파라미터에 대해 방사선 소스(20)와 수신기(10) 사이에 공간적 관계에 관한 것이다. 수신기 윤곽의 디스플레이는 또한 후방 산란을 감소시키는 콜리메이터 조정을 하기 위한 값이다.

프로젝터(54)로부터 그리고 x-선 튜브 헤드의 콜리메이터 광으로부터의 디스플레이된 패턴들의 위치 관계는 정렬 지시기로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 7a는 프로젝터(54)로부터 수신기 패턴(60)과 콜리메이터 광으로부터의 콜리메이터 패턴(62)의 정렬이 수신기(10)와 방사선 소스(20)의 필요한 정렬 조정을 나타내는 방법을 도시한다. (60) 및 (62)에 표시된 패턴은 예시를 위하여 선택된 대표적인 예이며, 도 7a 및 도 7b의 예에 도시된 바와 같이 중심 원을 가지거나 가지지 않고 십자선 패턴을 포함하는 십자선 패턴을 포함하나 이로 국한되지 않는 다수의 형태 중 어느 것을 취할 수 있다. 상대적 위치(90)에서, 소스(20)와 수신기(10)는 정렬되어 있지 않고 각 패턴(62, 60)은 이 오정렬을 나타낸다. 상대적 위치(92)에서, 소스(20)는 수신기(10)와 정렬을 위해 더 가까이 있고, 위치(90)에 도시된 것보다 센터링에 더 가깝고, 패턴(62) 및 (60)은 다소 중복되지만 서로에 대하여 센터링되어 있지 않은 것을 디스플레이한다. 상대적인 위치(94)에서, 소스(20)와 수신기(10)는 정렬되어 있고 디스플레이된 각 패턴(62) 및 (60)은 이 센터링 정렬을 나타내도록 중복된다. 또한, 동일한 사이즈에서 실질적으로 동일한 영역에 걸쳐 두 패턴(60) 및 (62)을 가지는 위치(94)는 또한 방사선 분포를 제한하고 후방 산란의 가능성을 줄이도록 콜리메이터가 적절히 설정되었는지를 나타낸다. SID와 각도에 대한 값(66)은 또한 프로젝터(54)에 의해 디스플레이된다. 다른 실시예에서, 소스-피사체간 거리(SOD)가 또한 디스플레이된다. 투사된 값은 수신기 패턴(60) 내 또는 외부에 위치될 수 있다. 콜리메이터 블레이드의 위치를 감지할 수 있는 다른 실시예에서, 적절한 사이즈 조정 및 콜리메이트된 광 빔을 배향하는 것에 대한 추가적인 정보가 또한 디스플레이에 제공될 수 있다.

도 7b는 소스(20)와 수신기(10)의 불량한 상대적 위치를 나타내는 다른 예를 도시한다. 상대적 위치(96)에서, 소스(20)는 수신기(10)에 대하여 거의 센터링되어 있으나, 각도는 법선(normal)으로부터 뒤틀려(skewed) 있다. 수신기 패턴(60)은 이에 따라 예를 들어, 소스(20)와 수신기(10)부터 방사선 경로의 각도 관계를 나타내는 키스톤(keystone) 패턴을 갖는 것과 같은 비-직사각형이다. 상대적 위치(98)에서, 소스(20)는 수신기(10)에 대하여 거의 센터링되어 있으나, 소스-이미지간 거리(SID)가 부정확하고, 또는 만약 정확한 경우에는 콜리메이터는 후방 산란을 줄이기 위해 조정되어야 한다. 이 경우에, 각 패턴(60) 및 (62)은 SID 조정의 필요성을 나타내기 위해 서로 다른 크기의 것으로 나타난다.

프로젝션이 수신기(10) 윤곽에 더하여, 디스플레이 장치(50)에 사용되는 경우, 다음과 같은 다양한 유형의 정보가 예를 들어, 환자 옆에 또는 위에 디스플레이될 수 있다:

a) 컬러 광을 가지는 수신기의 위치. 정렬을 지원하는 동일한 센서를 사용하여 장치는 이미징 수신기의 윤곽을 감지하여 강조 표시할 수 있다.

b) 환자에 대한 AEC 위치. 다른 디스플레이 표현이 활성 및 비활성 AEC 셀에 대해 사용된다. AEC 위치의 투사는 Michael C. Lalena 등에 의해 2011년 4월 11일 출원된 공동 양도되고 공동 계류 중인 미국 특허 출원 제13/083,776호에 설명된다.

c) 그리드 비, 가로 대 세로 그리드 배향을 포함하는 그리드 정보.

d) 사용되는 시험 및 그리드의 유형이 주어진 경우 디폴트에 의해 또는 시스템 로직에 의해 제공된 실제 SID 및 권고 SID.

e) 이것이 올바른 환자인지 올바른 시험인지 확인하기 위하여 환자 시험 정보에 대한 정보: 환자 번호, 룸 번호, 환자 ID, DOB.

f) 환자에 투사된, 후술되는 바와 같은 디스플레이 모니터에 디스플레이되는 정렬 정보의 부분 집합.

디스플레이 장치(50)로서 디스플레이 스크린(52)

도 8은 디스플레이 장치(50)의 다른 실시예에서 프로젝터(54)를 보완하거나 대신할 수 있는 디스플레이 스크린(52)을 도시한다. 하나의 실시예에서, 디스플레이 스크린(52)은 방사선 소스(20)를 위치로 이동하는 동안 오퍼레이터가 디스플레이된 결과를 볼 수 있도록 도시된 바와 같이 콜리메이터(22) 근처에 장착된다. 다른 실시예에서, 정렬 설비가 제거가능한 또는 원격 디스플레이 스크린이나 디스플레이(610)(도 1), 방사선 투과 이미징 장치(30) 그 자체의 일부인 디스플레이 콘솔 위에 제공될 수 있다.

도 9a, 도 9b 및 도 9c는 디스플레이 장치(50)로서 디스플레이 스크린(52)을 사용할 때 오퍼레이터의 인터페이스 예를 도시한다. 다양한 그래픽 아이콘과 이미지가 적절한 센터링, 각도 및 SID에 필요한 조정을 심볼화하기 위해 사용된다. 각도 조정 지시기(100)는 수신기(10)에 대해 소스(20)의 적절한 각도 조정을 가이드하는 것을 도와주기 위해 다양한 그래픽 및 측정 데이터를 제공한다. 각도 정보는 다음 사항 중 하나 이상을 디스플레이한다:

(i) 수신기 각도. 참된 수평선에 대한 각도 측정은 선택적인 경사계(28)(도 3b)로부터 또는 다른 센서 장치(40) 데이터로부터 획득할 수 있다.

(ii) 방사선 소스(20)를 위한 튜브 각도. 참된 수평선에 대한 이 각도 측정은 경사계(28) 또는 다른 센서 장치(40) 데이터로부터 유사하게 계산될 수 있다.

(iii) 소스(20)와 수신기/그리드의 각도. 수신기(10)와 소스(20) 사이의 상대적인 각도 측정은 하나 이상의 선택적인 경사계(28)(도 3B) 또는 다른 센서 장치(40) 데이터로부터 측정값을 사용하여 획득될 수 있다.

(iv) 소스-그리드(12) 정렬을 위한 교차 각도 데이터.

(v) 센서 장치(40) 측정으로부터 계산된 원하는 각도에 대하여 소스-수신기 각도. 이것은 비 법선 각도에 대한 조정을 포함한다.

SID 지시기(110)는 측정된 데이터로부터 획득된 목록 현재 SID 값을 나열할 뿐 아니라, 도시된 실시예에서, 필요한 조정의 양을 표시한다. 센터링 지시기(120)는 센터링 에러와 필요한 조정 방향에 대한 텍스트와 그래픽 정보를 제공한다. 도 9b에서 센터링 지시기(120)는 수신기의 가로/세로 배향을 나타내는 그래픽 요소(104)를 포함한다. 아이콘(102)은 컬러, 플래시 또는 비디오 클립을 포함하는 애니메이션, 및 대응하는 값에 필요한 조정 방향을 나타내기 위한 상이한 유형의 심볼을 사용한다. 그래픽 요소(104)는 또한 시각적으로 필요한 조정을 나타내는 것을 지원하도록 제공된다. 그래픽 요소(104)는 원(circle), 바(bar), 또는 다른 형상을 포함하는 다수의 유형의 적절한 요소 중 어느 것일 수 있다. 컬러는 올바른 각도, 센터링, 또는 거리 값을 나타내는데 사용될 수 있으며, 컬러의 차이는, 필요한 경우 필요한 변화의 권고 방향을 나타내며, 컬러의 전환은 위치들 사이에 움직임을 나타낸다. 다양한 임계 값은 조정이 원하는 설정값에 얼마나 가까운지를 결정하는 데 사용된다.

도 10은 디스플레이 스크린(52) 위 오퍼레이터 인터페이스에 대한 대안적인 실시예의 평면도를 도시한다. SID 지시기(110)는 측정된 데이터로부터 획득된 현재 SID 값을 나열한다. 여기서, 그래픽 요소(104)는 센터링, 거리 및 각도에 필요한 조정의 상대적인 양을 표시하는 슬라이더(slider)를 포함한다. 슬라이더의 센터링은 올바른 위치를 나타낸다. 각도 조정 지시기(100)는 수평에 대하여 또는 선택적으로 서로에 대하여 또는 원하는 설정에 대하여 수신기 또는 x-선 소스에 대한 측정된 각도 값을 표시한다. 선택적인 실시예에서, 상대 각도들 사이의 차이가 디스플레이된다. 센터링 지시기(120)는 x-선 빔의 상대적 위치와 형태를 표시하는 중복된 아이콘(122)과 함께 세로 또는 가로 배향에서와 같은 수신기(10)의 이미지 또는 윤곽을 표시한다. 제어 버튼(124)은 정렬을 개선하고 시스템 또는 시스템 구성 요소에 대한 정보, 및 기타 기능을 획득하는데 유용한 능력을 제공한다. 다른 실시예에서, 제어 버튼(124) 중 하나는 들어오는 방사선 투과 이미지(예를 들어, AP 흉부 검사 뷰 유형과 같은 것)에 대한 뷰 유형(view type)을 설정하고, 만약 있는 경우, 사용되는 그리드의 유형을 나타내는데 사용될 수 있다. 이 설정은 이미지에 대한 특정 SID와 각도 값이 할당되고 디스플레이될 수 있게 한다.

도 11은 콜리메이터(22) 근처에 장착되고 방사선 소스(20) 각도가 변할 때 배향을 변경시키는 디스플레이 스크린(52)에 대한 오퍼레이터 인터페이스 디스플레이 스크린의 시퀀스를 도시한다. 위치(130)에서, 수신기 아이콘(132)은 센터링 타깃 아이콘(134)과 방사선 소스 아이콘(136)과 함께 디스플레이된다. 위치(140)에서, 센터링은 부분적으로 달성되지만, 방사선 소스(20)는 수신기 쪽으로 재지향되어야 한다. 위치(150)에서, 방사선 소스(20)는 튜닝되고 있고, 스크린은 수신기 아이콘(132) 및 아이콘(134), (136)으로 구성 요소의 위치를 나타내기 위해 자기 자신을 동적으로 재배향한다. SID 아이콘(152)은 수신기와 방사선 소스의 거리를 조정해야 하는 것을 그래픽으로 도시한다. SID 아이콘(152)은 SID가 변할 때 위치를 변경한다. 위치(160)에서, 적절한 센터링, 각도 및 SID가 획득된다. SID 값은 SID 지시기(110)에 도시된 대로 디스플레이된다.

본 발명의 실시예에서, 디스플레이 장치(50)는 x-선 소스와 수신기의 위치에 대한 상당한 정보뿐만 아니라 이미징 세션과 관련될 수 있는 다른 유형의 정보를 제공한다. 이것은 날짜, 시간, 온도 또는 다른 환경 조건, 식별 번호, 일련 번호, 또는 제조사 및 모델 식별자와 같은 방사선 촬영 장치 그 자체에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 지침, 권고 또는 경고 정보가 또한 어떤 유형의 이미지가 정렬되었는지 그리고 제안된 설정 및 노출 값에 대한 정보를 포함하여 필요한 조정을 만들거나 이미지를 획득할 때 오퍼레이터를 보조하도록 제공된다. 검출기 정보가 또한 디스플레이될 수 있다. 이름, 연령, 생년월일, 환자 번호, 객실 번호, 측정 값 또는 환자의 혈액형에 대한 정보 등을 포함하는 환자 식별 데이터가 나열될 수 있다.

선택적인 디스플레이시 스크린(52)을 사용하는 실시예에서, 오퍼레이터에 의해 편집 또는 입력하기 위한 기능은 또한 kVp, mA, mAs, 시간, ECF, 초점 스폿, 콜리메이터 설정, AEC 설정, 권고되거나 사용되는 그리드 유형 및 검출기 유형을 포함하는 생성기 값과 같은 원하는 노출 설정 값의 입력 또는 편집을 포함하여 제공될 수 있다. 이 환자로부터 요청된 이미지와 뷰의 작업 리스트를 제공하는 작업리스트가 또한 일 실시예에서 디스플레이된다. 일 실시예에서, 디스플레이 스크린(52)은 또한 환자에 대해 획득된 이미지를 보여주며 이들 이미지에 기술자에 의해 편집 또는 특수 효과를 가능하게 한다.

디스플레이 스크린(52)에 디스플레이된 값은 심볼, 아이콘 또는 텍스트 형태로 디스플레이된 다음 사항의 일부 또는 전부와 같은 관련 정렬 정보를 포함한다:

(i) x-선 튜브로부터 그리드까지 최단 거리와 같은 SID 또는 다른 거리 값;

(ii) 수평 또는 방사선 경로에 대한 수신기 각도;

(iii) x-선 소스 각도;

(iv) 실제 x-선 소스 각도에 대한 실제 그리드 각도;

(v) 원하는 각도에 대해 실제 그리드 또는 소스 각도;

일 실시예에서, 센서는 또한 그리드(12)가 사용되는지 아닌지를 나타내고 만약 사용된다면 사용되고 있는 그리드(12)의 유형을 나타낼 수 있다. 시스템이 디스플레이 스크린(52)에 또는 환자에 투사되는 이하의 정보를 디스플레이할 수 있다:

(i) 횡방향 또는 길이방향의 그리드 유형;

(ii) 그리드 비. 예를 들면, 6:1, 8:1, 10:1.

(iii) 사용되는 그리드에 대한 최적의 SID (또는 SID 범위); 및

(iv) 수신기의 검출된 회전에 기초하여 올바른 그리드 유형(횡방향 또는 길이방향)을 사용하는 지시 또는 메시지. 환자가 드러누워 있지 않은 경우, 시스템은 그리드의 경사계 데이터를 통해 이를 결정할 수 있으며, 또한 다른 센서 데이터를 사용하여 이 조건을 결정할 수 있다.

(v) 그리드 차단, 방사선 경로의 각도가 그리드의 일측으로 또는 다른 측으로 과도하게 뒤틀려 있을 때 그리드 요소들이 상당한 양의 방사선을 차단하게 하는 조건과 관련된 경고 메시지.

그리드의 존재/부재가 결정되면, 시스템 로직은 자동으로 시험에 대한 정확한 뷰를 선택하거나 또한 기존의 뷰를 다른 것으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 비 그리드 뷰로부터 그리드 뷰로 전환할 수 있다. 이 새로운 뷰는 다른 이름, 다른 노출 파라미터 또는 기술, 및 다른 이미지 처리 파라미터일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 이미지 유형 또는 뷰가 결정되며 센터링, 각도, 및 SID에 대해 하나 이상의 적절한 설정이 자동으로 보기 유형에 기초하여 할당된다. 뷰는 예를 들어 디스플레이 스크린(52)을 사용하여 오퍼레이터에 의해 설정될 수 있으며 사용되는 그리드의 유형을 지정할 수 있다. 대안적으로, 뷰는 예를 들어 같은 경사계 판독값과 같은 측정된 데이터로부터 결정될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 도 3b에 대해, 경사계(28) 판독값은 반듯이 드러누운 뷰를 나타낼 수 있으며 센서 장치(40) 판독값은 특정 그리드 유형의 검출값을 나타낼 수 있다. 이 정보는 적절한 SID 값을 결정하고 디스플레이하기 위해 제어 논리 프로세서(48)에 의해 사용된다. 또 다른 예로써, 직립 위치의 수신기(10)의 검출값은 더 긴 SID가 주어진 그리드 유형에 사용될 수 있음을 나타낸다. 다른 SID 값과 기술 설정은 이 정보에 기초하여, 예를 들어, 여러 유형의 흉부 x-선에 대해 사용될 수 있다. 선택적으로, 뷰 유형에 대한 지시는 오퍼레이터나 기술자에 의해 입력될 수 있고, 소스-이미지간 거리 또는 각도 또는 이들 둘 모두에 대해 적절히 결정된 값이 오퍼레이터 지시에 따라 디스플레이된 값을 조정하기 위해 디스플레이되거나 사용될 수 있다.

이전에 언급된 바와 같이, 개선된 정렬을 가능하게 하기 위해 방사선 경로에 대한 이미징 수신기의 위치를 나타내기 위해 제안된 다른 해법이 있다. 그러나, 이들 이전의 해법은 튜브-그리드 정렬에 대한 특정 문제, 및 수신기와 소스, 및 소스-이미지간 거리에 대한 상대적 각도를 나타내는 수치 값에 대한 특정 문제를 해결하지 못하는 것이다. 또한, 이전의 해법은 서로 다른 그리드 구성에 대한 설정 및 정렬을 적응하는 것과, 법선과는 다른 특정 각도에서 이미징하는 것에 필요한 정보를 기술자에게 제공하지 않는다. 본 발명의 장치 및 방법은 이들 정보를 제공하여 기술자가 알려진 파라미터 하에서 각 노출을 설정할 수 있게 해준다.

센서 장치(40)에 의해 검출된 여러 정보는 또한 저장되고 이미지 데이터와 함께 저장된 DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) 헤더 정보의 일부로서 제공된다.

프로젝터(54)는 다수의 방법으로 콜리메이터(22)에 결합될 수 있다. 도 12a를 참조하면, 프로젝터(54)를 지지하는 하우징(36)이 콜리메이터(22)의 에지를 따라 장착되는 실시예가 도시되어 있다. 콜리메이터 조명(26), 일반적으로 발광 다이오드(LED) 또는 다른 고체 광원은 콜리메이터(22) 내부에 장착된다. x-선에 본질적으로 투명한 미러(24)는 x-선 빔(32)의 방사선 경로(R)와 콜리메이터 조명(26)으로부터 광 경로를 결합한다. 프로젝터 조명(34)은 넓은 각도 범위에 걸쳐 투사될 수 있지만, 광 경로가 방사선 경로(R)로부터 이격되어 있기 때문에 약간의 시차 에러가 있을 수 있다.

도 12b의 다른 배열은 방사선 경로(R)와 프로젝터 조명(34)의 경로를 정렬하기 위해 두 번째 미러, 양방향 미러(108)를 사용하여 시차 에러 조건을 제거한다. 이 정열은 프로젝터(54)가 넓은 각도 범위에 걸쳐 광을 투사할 수 있게 한다.

도 12c의 다른 배열은 프로젝터(54)로 기존의 콜리메이터 조명을 대체한다. 여기서, 프로젝터(54)는 방사선 경로(R)와 정렬되고, 방사선 경로(R)에 대해 센터링 정보를 보여주기 위해 다수의 기능을 수행할 수 있다. 투사의 각도 범위는 도 12b의 실시예에서보다 더 많이 제한되지만 콜리메이터 경로와 수신기 위치는 일정 각도 범위 내에서 표시될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 피사체의 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방사선 촬영 시스템이 제공되며, 본 시스템은 방사선 경로를 따라 방사선 에너지를 지향시키도록 활성화될 수 있는 방사선 소스; 방사선 투과 이미지를 형성하기 위해 상기 방사선 에너지에 민감한 이미징 수신기; 적어도 상기 이미징 수신기의 윤곽을 나타내는 하나 이상의 출력 신호를 제공하도록 배치된 센서 장치; 및 상기 하나 이상의 출력 신호에 응답하여 적어도 상기 이미징 수신기의 윤곽을 투사에 의하여 또는 디스플레이 모니터에서 생성하는 디스플레이 장치를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 피사체의 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방사선 촬영 시스템이 제공되며, 본 시스템은 방사선 경로를 따라 방사선 에너지를 지향시키도록 활성화될 수 있는 방사선 소스; 상기 방사선 투과 이미지를 형성하기 위해 상기 방사선 에너지에 민감한 이미징 수신기; 적어도 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도와 상기 방사선 경로를 따른 이미지-소스간 거리를 나타내는 하나 이상의 출력 신호를 제공하도록 배치된 센서 장치; 및 상기 하나 이상의 출력 신호에 응답하여, 적어도 상기 소스-이미지간 거리와 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도를 나타내는 하나 이상의 값을 제공하는 디스플레이를 생성하는 디스플레이 장치를 포함한다. 디스플레이는 프로젝터 또는 디스플레이 스크린 또는 프로젝터와 디스플레이 장치의 조합 중 어느 것을 사용할 수 있다. 콜리메이터 블레이드 위치 정보를 이용할 수 있는 경우에는, 디스플레이는 또한 방사선 경로를 따라 방사선의 경계를 검출기 윤곽으로 정렬하는 것을 나타낼 수 있다.

Claims

피사체의 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방사선 촬영 시스템으로서,
방사선 경로를 따라 방사선 에너지를 지향시키도록 활성화될 수 있는 방사선 소스;
방사선 투과 이미지를 형성하기 위해 상기 방사선 에너지에 민감한 이미징 수신기(imaging receiver);
적어도 상기 수신기에 대한 상기 방사선 경로의 센터링, 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도, 및 상기 방사선 경로를 따른 소스-이미지간 거리를 나타내는 하나 이상의 출력 신호를 제공하도록 배치된 센서 장치; 및
상기 하나 이상의 출력 신호에 응답하여, 상기 수신기에 대한 상기 방사선 경로의 센터링을 나타내고, 또한 적어도 상기 소스-이미지간 거리와 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도를 나타내는 하나 이상의 값을 제공하는 디스플레이를 생성하는 디스플레이 장치를 포함하는 방사선 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 장치는 상기 이미징 수신기의 윤곽을 더 나타내는 것인 방사선 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 장치는 소스-물체간 거리 또는 상기 소스-이미지간 거리와 상기 소스-물체간 거리의 조합을 나타내는 값을 더 제공하며, 상기 디스플레이는 상기 소스-물체간 거리의 표현에 기초하여 수정되는 것인 방사선 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 장치는 상기 방사선 소스에 결합된 프로젝터를 포함하는 것인 방사선 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 장치는 디스플레이 모니터를 포함하며, 상기 디스플레이 모니터는 상기 방사선 소스를 지지하는 붐 조립체(boom assembly)를 따라 배치되고, 상기 디스플레이 모니터는 터치 스크린 모니터를 포함하는 것인 방사선 촬영 시스템.
제1항에 있어서,
상기 이미징 수신기는 필름 카세트, 계산된 방사선 촬영 카세트(computed radiography cassette) 및 디지털 방사선 촬영 카세트로 구성된 군으로부터 취해지고, 상기 센서 장치는 전자기장 또는 전자기 신호를 감지하며, 상기 센서 장치는 경사계를 포함하고, 상기 센서 장치는 상기 수신기의 일부이거나 상기 수신기에 결합된 홀더의 일부이며, 상기 센서 장치로부터의 상기 하나 이상의 출력 신호는 상기 이미징 수신기에서 사용되는 그리드에 대한 정보를 더 제공하는 것인 방사선 촬영 시스템.
피사체의 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방사선 촬영 시스템으로서,
방사선 경로를 따라 방사선 에너지를 지향시키도록 활성화될 수 있는 방사선 소스;
디지털 이미지로서 방사선 투과 이미지를 형성하기 위해 상기 방사선 에너지에 민감한 이미징 수신기;
적어도 상기 이미징 수신기의 윤곽, 상기 수신기에 대한 상기 방사선 경로의 센터링, 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도, 및 상기 방사선 경로를 따른 소스-이미지간 거리를 나타내는 하나 이상의 출력 신호를 제공하도록 배치된 센서 장치; 및
상기 하나 이상의 출력 신호에 응답하여, 상기 이미징 수신기의 윤곽과 상기 수신기에 대한 상기 방사선 경로의 센터링을 나타내고, 적어도 상기 소스-이미지 간 거리와 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도를 나타내는 하나 이상의 수치 값을 디스플레이하는 디스플레이를 생성하는 디스플레이 장치를 포함하는 방사선 촬영 시스템.
피사체의 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방법으로서,
방사선 소스로부터 방사선 경로에 대한 이미징 수신기의 센터링, 상기 방사선 경로에 대한 상기 수신기의 각도, 및 상기 방사선 경로를 따른 소스-이미지간 거리를 나타내는 하나 이상의 신호를 획득하는 단계; 및
상기 하나 이상의 획득된 신호에 응답하여, 적어도 상기 이미징 수신기의 센터링을 나타내고 상기 소스-이미지간 거리 또는 상기 각도 또는 이들 둘 모두를 나타내는 하나 이상의 값을 디스플레이하는 디스플레이를 생성하는 단계를 포함하는, 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방법.
제8항에 있어서,
상기 디스플레이를 생성하는 단계는 상기 피사체 쪽으로 이미지를 투사하거나 디스플레이 스크린에 디스플레이를 형성하는 단계를 포함하는 것인, 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방법.
제8항에 있어서,
상기 하나 이상의 신호로부터 획득된 정보를 상기 이미지 데이터와 함께 저장하는 단계;
뷰 유형(view type)을 지정하는 오퍼레이터 지시를 획득하고 상기 뷰 유형에 따라 상기 소스-이미지간 거리 또는 상기 각도 또는 이들 둘 모두를 나타내는 미리 결정된 값을 디스플레이하는 단계; 및
상기 수신기에 대한 상기 방사선 소스의 각도 배향에 따라 상기 디스플레이를 재배향하는 단계를 더 포함하며,
상기 하나 이상의 신호를 획득하는 단계는 상기 방사선 소스의 콜리메이터에 결합된 프로젝터의 초점을 위해 사용되는 신호를 획득하는 단계를 더 포함하고,
상기 하나 이상의 신호를 획득하는 단계는 그리드 유형을 나타내는 신호를 획득하는 단계를 더 포함하며, 하나 이상의 값을 디스플레이하는 단계는 상기 그리드 유형에 대한 정보를 사용하는 단계를 포함하는 것인, 방사선 투과 이미지를 획득하기 위한 방법.