KR20130122940A - 신경자극 치료법을 위한 계획 시스템 - Google Patents

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KR20130122940A
KR20130122940A KR1020137009602A KR20137009602A KR20130122940A KR 20130122940 A KR20130122940 A KR 20130122940A KR 1020137009602 A KR1020137009602 A KR 1020137009602A KR 20137009602 A KR20137009602 A KR 20137009602A KR 20130122940 A KR20130122940 A KR 20130122940A
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KR1020137009602A
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허버트 쎄실 프랑소아즈 마틴스
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사피엔스 스티어링 브레인 스티뮬레이션 비.브이.
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Abstract

신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 시스템이 제공된다. 본 시스템은 표적 영역에서 적어도 하나의 섬유 다발의 위치 및 방향에 관한 정보를 포함하는 해부학적 데이타를 수신하기 위한 입력부, 적어도 하나의 섬유 다발의 자극 선호성에 관한 정보를 포함하는 치료학적 정보를 수신하기 위한 입력부, 적어도 하나의 섬유 다발의 위치, 방향 및 자극 선호성을 기초로 하여, 최적의 위치 및 방향에서 프로브가 높은 자극 선호성을 갖는 적어도 하나의 섬유 다발에 대해 실질적으로 평행하게 및/또는 낮은 자극 선호성을 갖는 적어도 하나의 섬유 다발에 대해 실질적으로 수직으로 전기장 구배를 발생시킬 수 있는 신경자극 프로브의 이식을 위한 적어도 하나의 최적의 위치 및 적어도 하나의 최적의 방향을 계산하기 위한 최적화 모듈, 및 최적의 위치 및 방향을 제공하기 위한 출력부를 포함한다.

Description

신경자극 치료법을 위한 계획 시스템 {PLANNING SYSTEM FOR NEUROSTIMULATION THERAPY}
본 발명은 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 시스템으로서, 표적 영역에서 적어도 하나의 섬유 다발의 위치에 관한 정보를 포함하는 해부학적 데이타를 수신하기 위한 입력부, 적어도 하나의 섬유 다발의 자극 선호성(stimulation preferability)에 관한 정보를 포함하는 치료학적 정보를 수신하기 위한 입력부, 적어도 하나의 섬유 다발의 위치 및 자극 선호성을 기초로 하여, 최적의 위치에서 프로브가 적어도 하나의 섬유 다발을 높은 자극 선호성으로 자극화할 수 있도록 정위되는, 신경자극 프로브의 이식을 위한 최적의 위치를 계산하기 위한 최적화 모듈, 및 최적의 위치를 제공하기 위한 출력부를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 또한 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
이식된 프로브를 통해 신경자극을 제공하기 위한 시스템은 만성 통증, 파킨슨 질환, 떨림, 및 근육 긴장이상(dystonia)과 같은 질환을 치료하기 위해 사용된다. 신경자극은 뇌, 척수 및 말초 신경의 신경 조직을 자극화하기 위해 사용된다. 하기에서는, 뇌 조직의 신경자극이 논의될 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 시스템 및 방법은 또한, 예를 들어 척수 및 말초 신경의 신경자극에 대해 사용될 수 있다. 프로브는 뇌에, 자극화되는 뇌 조직 가까이에 외과적으로 이식된다. 신경자극을 사용할 때, 자극을 필요로 하는 조직을 자극화하고 다른 인근의 조직의 자극을 피하는 것이 중요하다. 이에 따라, 프로브의 정확한 배치는 성공적인 신경자극 치료에서 중요한 단계이다. 프로브의 이식을 계획하기 위한 공지된 시스템에서, 영상화 기술, 예를 들어 자기 공명 영상화(MRI)는 표적 영역을 시각화하기 위해 사용된다. 외과의는 자극을 필요로 하는 구조의 위치를 찾아내고 확인된 구조에 프로브를 이식하기 위해 수술 계획을 규정하려고 노력한다.
본 특허출원과 동일한 출원인의 계류 중인 특허출원인 출원번호 EP10159853.0 (내부 참조번호 PH014693EP1)에서, 신경외과적 수술(neurosurgical operation)을 계획하기 위한 시스템의 일 예가 기술되어 있다. 상기 특허출원에 기술된 시스템은 중요한 신경 구조를 피하는 외과적 궤적(surgical trajectory)을 결정하기 위해 다른 영상화 기술들을 사용한다. 상기 시스템은 신경자극 프로브를 이식하기 위한 궤적을 계획하는데 유용할 수 있지만, 성공적인 신경자극 치료를 위한 최적의 위치를 결정하기 위해서는 사용되지 못할 수 있다.
정확한 조직 영역을 자극화시키기 위한 공지된 방법은 복수의 전극을 갖는 프로브를 이식하고 단지 특정 조직 영역을 자극화하기 위해 단지 이러한 전극의 서브세트를 선택하는 것이다. 이는, 예를 들어 미국특허출원 US 2008/0215125호에 기술되어 있다. 이러한 US 출원에는 고려되는 영역 가까이에 이식되는 복수의 전극을 갖는 프로브가 기술되어 있다. 전하는 특정 조직 영역을 선택적으로 자극화하기 위해 이러한 전극의 서브세트로 공급된다. 또한, US 특허 제7,442,183호에서, 복수의 전극의 서브세트는 표적 영역에 대해 전기장을 조정하기 위해 활성화된다. US 7,442,183호에서, 전극의 서브세트의 선택적 활성화가 보다 덜 중요한 표적 구조에 대해 정확한 프로브 위치를 형성시킨다는 것이 주지된다.
전극 어레이의 사용이 특정 조직 영역에 대한 3D 전기장 분포를 조정할 수 있지만, 생성될 수 있는 전체 범위의 3D 자극 패턴은 여전히 프로브의 정확한 위치 및 방향에 의존적이다. 최적의 치료법 전달 옵션 및 이의 조정 유연성(tuning flexibility)을 위하여, 최적의 리드 정위화(lead positioning)는 치료법 계획 단계에서 배열되어야 한다.
본 발명의 목적
본 발명의 목적은 신경자극 치료를 개선시키기 위해 프로브를 보다 정확하게 위치시키게 하는, 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 개요
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 이러한 목적은 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 시스템으로서, 표적 영역에서 적어도 하나의 섬유 다발의 위치 및 방향에 관한 정보를 포함하는 해부학적 데이타를 수신하기 위한 입력부, 적어도 하나의 섬유 다발의 자극 선호성에 관한 정보를 포함하는 치료학적 정보를 수신하기 위한 입력부, 적어도 하나의 섬유 다발의 위치, 방향 및 자극 선호성을 기초로 하여, 프로브의 최적의 위치 및 방향이 높은 자극 선호성을 갖는 적어도 하나의 섬유 다발에 대해 실질적으로 평행하게 및/또는 낮은 자극 선호성을 갖는 적어도 하나의 섬유 다발에 대해 실질적으로 수직으로 전기장 구배를 발생시킬 수 있는 신경자극 프로브의 이식을 위한 적어도 하나의 최적의 위치 및 적어도 하나의 최적의 방향을 계산하기 위한 최적화 모듈, 및 최적의 위치 및 방향을 제공하기 위한 출력부를 포함하는 시스템을 제공함으로써 달성된다.
본 발명에 따른 계획 시스템은 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위해 표적 구조의 위치 뿐만 아니라 이의 방향을 고려한다. 특히, 섬유 다발에 대하여, 섬유 다발의 방향에 대한 자극 전기장의 방향은 신경자극 치료법의 효과를 결정하는데 중요한 인자이다. 종래 기술의 계획 시스템이 단지 특정 표적 위치에서 뇌를 자극시키려는 것인 반면, 본 발명에 따른 계획 시스템은 또한 표적 섬유의 방향, 및 신경자극 프로브에 의해 발생될 수 있는 자극 전기장의 구배의 방향을 고려한다. 본 발명에 따른 계획 시스템이 또한 두 개 이상의 프로브의 이식을 계획하기 위해 사용될 수 있다는 것이 주지된다. 그러나, 하기에서, 본 출원인은 단 하나의 프로브가 이식되는 것을 가정한 것이다.
전기장 구배가 표적화된 섬유 다발에 대해 평행하거나 대략적으로 평행할 때, 특정 섬유의 활성화가 가장 용이하게 달성된다는 것이 발견되었다. 섬유의 선택적 비-활성화는 비-표적화된 섬유 다발에 대해 수직으로 또는 대략적으로 수직인 전기장 구배로 가장 용이하게 달성된다. 당해 분야의 영상화 기술, 예를 들어 확산 텐서 영상화(Diffusion Tensor Imaging; DTI)를 이용하여, 개개 섬유 다발들, 및 이들의 위치 및 방향을 확인하는 것이 가능하다. 최적화 모듈은 최적의 프로브 위치 및 방향을 결정하기 위해 이러한 정보를 사용한다. 본 발명에 따른 계획 시스템은 이에 의해 자극화되어야 하는 섬유 다발에 대해 (대략적으로) 평행하고 자극화되지 않아야 하는 섬유 다발에 대해 (대략적으로) 수직인 장 구배(field gradient)를 갖는 자극 전기장을 발생시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 시스템은 영상화 장치를 포함할 수 있고, 영상화 장치에 의해 얻어진 영상들로부터 섬유 다발 위치 및 방향을 유도할 수 있다. 대안적으로, 본 시스템은 외부 소스로부터 섬유 다발 위치 및 방향에 관한 영상 정보를 수신할 수 있거나, 뇌 환추(brain atlas)를 함유한 섬유 방향은 MRI와 같은 해부학적 영상으로 등록될 수 있다.
본 시스템은 또한 하나 이상의 섬유 다발의 자극 선호성에 관한 정보를 수신한다. 자극 선호성은 예를 들어 요망되는 치료 효과를 얻기 위해 자극을 필요로 하는 섬유 다발의 단순 나열로서 제공될 수 있다. 또한, 부작용을 피하기 위하여 자극화되지 않아야 하는 섬유 다발의 나열이 제공될 수 있다. 자극 선호성은 바람직하게 자극화될 특정 섬유 다발에 대한 바람직성(desirability)의 수준을 나타내는 수치로서 표현된다. 자극 선호성은 자극화되어야 하는 (또는 자극화되지 않아야 하는) 하나 이상의 섬유를 선택하는 사용자에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, 포인팅 디바이스, 예를 들어 마우스 또는 조이스틱은 표적 영역의 디스플레이된 영상에서 중요한 섬유 다발을 강조하기 위해 사용될 수 있다. 사용자는 강조된 섬유 다발에 자극 선호성의 수준을 부여하게 할 수 있다. 대안적으로, 해부학적 정보는 상이한 섬유 다발을 확인하는 정보를 포함할 수 있으며, 치료학적 정보는 어떠한 섬유 다발이 자극화되는 지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 시스템은 이후에 자극을 필요로 하는 섬유 다발을 선택하도록 배열될 수 있다.
최적화 모듈은 프로브의 이식을 위한 최적의 위치 및 방향을 결정하기 위해 수집진 정보(섬유 다발의 위치 및 방향을 갖는 해부학적 정보, 및 자극 선호성을 나타내는 치료학적 정보)를 사용하다. 프로브의 최적의 위치 및 방향에서, 자극의 치료 효과는 최대화될 수 있거나, 자극 치료법의 부작용은 최소화될 수 있다. 대부분의 경우에, 프로브의 최적의 위치 및 방향은 기대되는 긍정적인 효과를 최대화하는 것과 기대되는 부작용을 최소화하는 것 간에 균형을 제공할 것이다. 하나의 최적의 위치 및 방향 대신에, 최적화 모듈은 또한 다수의 최적의 또는 최적에 가까운 위치 및 방향 또는 적합한 위치 및 방향의 범위를 제공할 수 있다.
이식될 프로브가 다중-전극 프로브인 경우에, 최적화 모듈은 복수의 전극에 의해 발생될 수 있는 가능한 3D 전기장 분포를 고려할 수 있다. 자극 전극의 분포의 제약(예를 들어, 프로브의 기하학적 구조, 안전하게 이식될 수 있는 프로브의 갯수의 제한)으로 인하여, 자극 장의 모든 3D 배치가 구성될 수 없다. 예를 들어, 다중 실린더형 전극을 갖는 축방향으로 형상화된 프로브에 대하여, 수직 장 구배를 제어하는 것 보다 프로브의 축에 대해 평행한 장 구배를 제어하는 것이 더욱 용이하다. 실린더형 캐리어 바디 상에 (2D) 전극 어레이를 수반하는 프로브에 대하여, 보다 큰 장 배치가 이용 가능하게 된다. 그러나, 프로브 바디 상에 전극의 배치에 대한 피할 수 없는 기하학적 제한으로 인하여, 여전히 특정 한계 내에서의 장 구배만이 가능하다. 본 발명에 따른 시스템에서의 최적화 모듈은 자극 장에 대한 가능한 3D 방향을 자극화되어야 하는(또는 자극화되지 않아야 하는) 섬유 다발의 위치 및 방향과 비교함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있다.
출력시에, 계획 시스템은 프로브의 이식을 위한 최적의 위치 및 방향을 제공한다. 이러한 정보는 예를 들어, 표적 영역의 영상 상에 프로브의 그래픽 표현을 중첩시킴으로써 제공될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 신경자극 프로브의 이식을 계획하는 방법이 제공된다. 본 방법은 해부학적 데이타 및 치료학적 데이타를 수신하는 단계, 프로브의 이식을 위한 적어도 하나의 최적의 위치 및 적어도 하나의 최적의 방향을 계산하는 단계, 및 최적의 위치 및 방향을 제공하는 단계를 포함한다. 해부학적 데이타는 표적 영역에서 적어도 하나의 섬유 다발의 위치 및 방향에 관한 정보를 포함한다. 치료학적 정보는 적어도 하나의 섬유 다발의 자극 선호성에 관한 정보를 포함한다. 프로브의 이식을 위한 최적의 위치 및 방향의 계산은 표적 영역에서 적어도 하나의 섬유 다발의 위치, 방향 및 자극 선호성을 기초로 한다. 최적의 위치 및 방향에서, 프로브는 적어도 하나의 섬유 다발에 대해 실질적으로 평행하게 높은 자극 선호성을 가지고/거나 적어도 하나의 섬유 다발에 대해 실적으로 수직으로 낮은 자극 선호성을 갖는 전기장 구배를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 프로세서가 상기 기술된 방법을 수행하게 하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 본 발명의 이러한 양태 및 다른 양태는 하기에 기술되는 구체예들로부터 명확하고 이러한 구체예들을 참조로 하여 설명될 것이다.
도면에서,
도 1은 본 발명에 따른 계획 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 계획 시스템(10)을 개략적으로 도시한 것이다. 계획 시스템(10)은 적절하게 프로그램된 개인용 컴퓨터에 의해 또는 전용 의료 시스템에 의해 구현될 수 있다. 계획 시스템(10)은 적어도, 해부학적 및 치료학적 정보를 수신하기 위한 입력부(18), 및 프로브의 이식을 위한 최적의 위치 및 방향을 계산하기 위한 최적화 모듈를 포함한다. 최적화 모듈은 프로세서(11) 상에서 구동하는, 소프트웨어에서 실행될 수 있다. 시스템(10)은 바람직하게, 사용자가 계획 공정을 제어하기 위한 사용자 인터페이스를 포함하거나, 이러한 사용자 인터페이스에 연결된다. 사용자 인터페이스는 키보드 및/또는 포인팅 디바이스, 예를 들어 디스플레이(13) 상에 디스플레이된 그래픽 사용자 인터페이스와 상호작용하기 위한 마우스(14)를 포함할 수 있다. 디스플레이(13)는 또한 출력부(19)를 통해 프로세서(11)에 연결된다. 저장 매체(12)는 또한 프로세서(11)에 연결되고, 예를 들어 프로그램 코드, 구성 데이타, 의료 정보 데이타베이스 또는 환자 데이타를 저장하기 위해 사용될 수 있다. 저장 매체(12)는 또한 프로브의 이식을 계획하기 위해 필요한 해부학적 데이타 및 치료학적 데이타를 포함할 수 있다.
시스템(10)은 표적 영역의 영상들을 얻기 위한 영상화 장치(15)를 포함하거나 이러한 장치에 연결될 수 있다. 이러한 영상들은 표? 영역에서 적어도 하나의 섬유 다발의 위치 및 방향을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 대개 확산 텐서 영상화(Diffuse Tensor Imaging; DTI)은 섬유 다발을 시각화하기 위해 사용되지만, 다른 영상화 기술들이 또한 본 발명에 따른 계획 방법을 위해 적절할 수 있다. 프로세서(11)는 영상로부터 섬유 다발의 위치 및 방향을 유도하도록 구성될 수 있다. 어떠한 영상화 장치(15)도 사용되지 않는 경우에, 시스템(10)은 예를 들어 표적 영역에서 섬유 다발의 위치 및 방향 데이타를 갖는 리스트 또는 데이타베이스를 입력부(18)에서 수신할 수 있다. 하기에는, 도 2를 참조로 하여, 프로브의 이식을 위한 최적의 위치 및 방향을 계산하기 위해 시스템(10)이 어떻게 사용되는지가 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 본 방법은 입력 단계(21)로 출발한다. 시스템(10)은 해부학적 정보(30)와 치료학적 정보(40)를 수신한다. 해부학적 정보(30)는 표적 영역에서 섬유 다발(31)의 영상 형태일 수 있거나, 단지 섬유 다발 위치 및 방향을 기술하는 데이타일 수 있다. 해부학적 정보(30)가 영상 형태로 제공되는 경우에, 섬유 다발 위치 및 방향은 전용 영상 인식 소프트웨어에 의해 결정될 수 있다. 해부학적 정보(30)는 예를 들어, 보다 큰 뇌 영역을 포함할 수 있어, 사용자가 표적 영역을 선택할 수 있게 한다. 표적 영역을 선택하는 것은, 예를 들어 해부학적 정보(30)가 입수 가능한 영역의 2D 또는 3D 그래픽 표현의 부분을 선택하기 위해 포인팅 디바이스(14)를 사용하여 이루어질 수 있다.
치료학적 정보(40)는 특정 섬유 다발(31)의 자극 선호성에 관한 정보를 포함한다. 치료학적 정보(40)는 의료 정보와 관련된 증상이거나 의료 정보를 갖는 데이타베이스로부터 유도될 수 있다. 대안적으로, 사용자는 섬유 다발(31)이 자극화되어야 하는 지를 그리고 자극화되지 않아야 하는 지를 지시하는 것이 가능하게 할 수 있다. 자극 선호성은 '자극' 또는 '비-자극'을 나타내는 이진법 수치(binary value)일 수 있지만, 또한 '고도로 자극 선호성' 내지 '절대적으로 비-자극' 범위의 스케일 상에서 연속적인 또는 불연속적 수치일 수 있다. 해부학적 데이타(31)와 치료학적 데이타(40)가 조합될 때, 조합된 데이타(50)는 섬유 다발(31), 및 각 섬유 다발에 대한 위치, 방향 및 자극 선호성을 갖는 리스트 또는 데이타베이스를 포함한다. 섬유 다발(30)이 균일한 두께의 직선이 아니라는 것이 주지된다. 입력 데이타는 바람직하게, 섬유 다발(30)의 전체 궤적(full trajectory)을 기술한다. 섬유 다발(30)의 다른 부분들은 다른 방향 또는 외형을 가질 수 있다. 섬유 다발(30)의 자극 선호성은 또한 섬유 다발(30)에 따라 다양할 수 있다. 섬유 다발(30)의 자극은 섬유 다발(30)의 직경에 의존적일 수 있다. 도 2에서, 조합된 데이타는 자극화되어야 하는 섬유 다발(32), 및 바람직하게 자극화되지 않아야 하는 섬유 다발(33)을 강조함으로써 시각화된다. 이러한 시각화는 또한 시스템(10)의 디스플레이(13) 상에 제공될 수 있다.
최적화 단계(22)에서, 조합된 데이타는 하나 이상의 프로브에 대한 최적의 위치 및 방향을 계산하기 위해 사용된다(50). 프로브의 최적의 위치 및 방향에서, 자극의 치료 효과가 최대화될 수 있거나(도 2에서 프로브(35)), 자극 치료법의 부작용이 최소화될 수 있다(도 2에서 프로브(34)). 대부분의 경우에서, 프로브의 최적의 위치 및 방향은 기대되는 긍정적 효과를 최대화하는 것과 기대되는 부작용을 최소화하는 것 간에 균형을 제공할 것이다. 섬유 다발(31)이 다른 위치에서 다른 방향을 가질 수 있기 때문에, 최적의 프로브 위치는 자극화될 섬유 다발(32)의 섹션에 가까울 수 있는데, 이러한 섹션은 자극화되지 않아야 하는 인근 섬유 다발(33)에 대해 수직이다.
표적 섬유(23)의 최적 자극을 위하여, 프로브는 자극화될 다발(32) 가까이에 배치된다. 프로브가 섬유에 더욱 가까운 경우에, 자극 전기장은 덜 강력할 수 있으며, 인근 섬유 다발의 자극에 의해 야기되는 부작용의 기회가 줄어든다. 섬유 다발은 단부 가까이 보다는 중심에서 더욱 좁아지는 경향이 있다. 프로브가 직경이 비교적 작은 섬유 다발을 자극화하기 위해 사용될 때, 덜 강력한 자극 전기장이 요구된다.
이식되는 프로브가 다중-전극 프로브인 경우에, 최적화 단계(22)는 이식 이후에 발생될 수 있는 가능한 3D 전기장 분포를 고려할 수 있다. 자극 전극의 분포에 대한 한계(예를 들어, 프로브의 기하학적 구조, 안전하게 이식될 수 있는 프로브의 갯수의 제한)로 인하여, 모든 자극장의 3D 배치가 구성되지 못할 수 있다. 이에 따라, 최적화 단계(22)는 자극장에 대한 가능한 3D 방향을 자극화되어야 하는(또는 자극화되지 않아야 하는) 섬유 다발의 위치 및 방향과 비교할 수 있다.
출력 단계(23)에서, 최적화 단계(22)의 결과가 제공된다. 최적의 위치 및 방향은, 예를 들어 최적의 위치 및 방향에 대한 정보를 갖는 데이타 파일로서 제공될 수 있다. 이러한 데이타 파일은 프로브 또는 프로브들의 실제 이식을 모니터링하기 위한 시스템에 입력함으로서 사용될 수 있다. 데이타 파일에 최적의 위치 및 방향을 제공하는 계획 시스템(10) 대신에, 계획 시스템(10)의 디스플레이(13)는 이식될 프로브의 그래픽 표현이 보충된 표적 영역의 영상을 나타낼 수 있다. 또한, 허용 범위(tolerance range)는 얼마나 정확하게 프로브가 배치되어야 하는 지를 나타내기 위한 것으로 나타낼 수 있다. 바람직하게, 시스템은 또한 이식 동안 실제 프로브의 실제 위치를 나타내도록 구성된다. 이는 외과의가 프로브의 실제 위치 및 방향을 계산된 최적의 프로브 위치와 비교할 수 있게 한다. 이는, 예를 들어 표적 영역의 실시간 영상 상에 프로브에 대한 계산된 최적의 위치를 중첩시킴으로써 실현될 수 있다.
본 발명이 또한 컴퓨터 프로그램, 특히 본 발명을 실행시키기 위해 구성된 캐리어(carrier) 상 또는 캐리어 중의 컴퓨터 프로그램으로 확장하는 것이 인식될 것이다. 프로그램은 소스 코드, 목적 코드, 코드 중간 소스 및 목적 코드의 형태, 예를 들어 일부 컴파일링된 형태일 수 있거나, 본 발명에 따른 방법의 실행에서 사용하기에 적합한 임의의 다른 형태일 수 있다. 또한, 이러한 프로그램이 여러 상이한 방식 설계(architectural design)을 가질 수 있다는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법 또는 시스템의 기능을 실행시키는 프로그램 코드는 하나 이상의 서브루틴으로 세분화될 수 있다. 이러한 서브루틴 중에 있어서 기능을 분포시키기 위한 여러 상이한 방식들은 당업자에게 명백할 것이다. 서브루틴은 독립적 프로그램(self-contained program)을 형성시키기 위해 하나의 실행 파일에서 함께 저장될 수 있다. 이러한 실행 파일은 컴퓨터 실행 가능한 명령, 예를 들어 프로세서 명령 및/또는 인터프리터(interpreter) 명령 (예를 들어, 자바 인터프리터 명령)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 서브루틴들 중 하나 이상 또는 모두는 적어도 하나의 외부 라이브러리 파일에 저장되고 메인 프로그램과 정적으로 또는 동적으로, 예를 들어 실시 시간(run time)으로 연결될 수 있다. 메인 프로그램은 서브루틴들 중 적어도 하나에 적어도 하나의 호출(call)을 함유한다. 또한, 서브루틴은 서로에 대한 함수 호출(function call)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 구체예는 제시된 방법들 중 적어도 하나의 프로세싱 단계 각각에 해당하는 컴퓨터 실행 명령을 포함한다. 이러한 명령은 서브루틴으로 세분화되고/거나 정적으로 또는 동적으로 연결될 수 있는 하나 이상의 파일에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 다른 구체예는 제시된 시스템 및/또는 제품 중 적어도 하나의 수단 각각에 대응하는 컴퓨터 실행 명령을 포함한다. 이러한 명령은 서브루틴으로 세분화되고/거나 정적으로 또는 동적으로 연결될 수 있는 하나 이상의 파일에 저장될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 캐리어는 프로그램을 운반시킬 수 있는 임의의 독립체(entity) 또는 장치일 수 있다. 예를 들어, 캐리어는 저장 매체, 예를 들어 ROM, 예를 들어 CD ROM 또는 반도체 ROM, 또는 자기 기록 매체, 예를 들어 플로피 디스크 또는 하드 디스크를 포함할 수 있다. 또한, 캐리어는 전기적 또는 광학적 신호와 같은 전송 가능한 캐리어일 수 있는데, 이는 전기적 또는 광학적 케이블에 의해, 또는 라디오 또는 다른 수단에 의해 전달될 수 있다. 프로그램이 이러한 신호로 구현될 때, 캐리어는 이러한 케이블 또는 다른 장치 또는 수단에 의해 구성될 수 있다. 대안적으로, 캐리어는 프로그램이 내장된 집적 회로일 수 있으며, 집적 회로는 관련된 방법을 수행하거나 이러한 방법의 실행에서 사용하기 위해 구성될 수 있다.
상기 언급된 구체예들이 본 발명을 제한하기 보다는 예시하는 것이며 당업자가 첨부된 청구범위를 벗어나지 않으면서 여러 대안적인 구체예를 설계할 수 있다는 것이 주지되어야 한다. 청구범위에서, 괄호 사이에 기술된 임의의 참조 기호는 청구항을 제한하는 것으로서 해석되지 않을 것이다. 동사 "포함하다" 및 이의 활용형의 사용은 청구항에 기술된 요소 또는 단계 이외의 요소 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 단수로 기술되는 요소는 복수의 이러한 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 여러 별도의 요소들을 포함하는 하드웨어에 의해, 그리고 적절하게 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 실행될 수 있다. 여러 수단을 열거하는 디바이스 청구항에서, 여러 이러한 수단들은 하드웨어의 하나의 동일한 항목(item)에 의해 구현될 수 있다. 특정 척도가 서로 상이한 종속항에 기술된다는 사실은 이러한 척도들의 조합이 유리할 수 없다는 것을 명시하는 것은 아니다.

Claims (7)

  1. - 표적 영역에서 하나 이상의 섬유 다발(fiber bundle)의 위치 및 방향과 관련한 정보를 포함하는 해부학적 데이타를 수신하기 위한 입력부,
    - 하나 이상의 섬유 다발의 자극 선호성(stimulation preferability)과 관련한 정보를 포함하는 치료학적 정보를 수신하기 위한 입력부,
    - 하나 이상의 섬유 다발의 위치, 방향 및 자극 선호성을 기초로 하여, 최적의 위치 및 방향에서 프로브가 높은 자극 선호성을 갖는 하나 이상의 섬유 다발에 대해 실질적으로 평행하고/거나 낮은 자극 선호성을 갖는 하나 이상의 섬유 다발에 대해 실질적으로 수직으로 전기장 구배(electric field gradient)를 발생시킬 수 있는, 신경자극 프로브를 이식하기 위한 하나 이상의 최적의 위치 및 하나 이상의 최적의 방향을 계산하기 위한 최적화 모듈(optimization module), 및
    - 최적의 위치 및 방향을 제공하기 위한 출력부를 포함하는, 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 신경자극 프로브가 자극 전극들의 어레이를 포함하며, 최적화 모듈이 자극 전극들의 어레이에 의해 발생될 수 있는 3D 전기장 분포의 범위를 고려하는, 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 사용자가 표적 영역 및/또는 높은 자극 선호성을 갖는 하나 이상의 섬유 다발 및/또는 낮은 자극 선호성을 갖는 하나 이상의 섬유 다발을 선택하기 위한 사용자 인터페이스를 추가로 포함하는, 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 출력부가 표적 영역, 및 신경자극 프로브의 이식을 위한 최적의 위치 및 방향의 그래픽 표현(graphical representation)을 나타내기 위한 디스플레이를 포함하는, 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 해부학적 데이타를 획득하기 위한 자기공명영상화 장치를 추가로 포함하는, 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 시스템.
  6. - 표적 영역에서 하나 이상의 섬유 다발의 위치 및 방향과 관련한 정보를 포함하는 해부학적 데이타를 수신하는 단계,
    - 하나 이상의 섬유 다발의 자극 선호성과 관련한 정보를 포함하는 치료학적 정보를 수신하는 단계,
    - 위치, 방향 및 자극 선호성을 기초로 하여, 최적의 위치 및 방향에서 프로브가 높은 자극 선호성을 갖는 하나 이상의 섬유 다발에 대해 실질적으로 평행하고/거나 낮은 자극 선호성을 갖는 하나 이상의 섬유 다발에 대해 실질적으로 수직으로 전기장 구배를 발생시킬 수 있는, 신경자극 프로브를 이식하기 위한 하나 이상의 최적의 위치 및 하나 이상의 최적의 방향을 계산하는 단계, 및
    - 최적의 위치 및 방향을 제공하는 단계를 포함하는, 신경자극 프로브의 이식을 계획하는 방법.
  7. 프로세서가 제 6항에 따른 방법을 수행하도록 프로그램이 작동되는, 신경자극 프로브의 이식을 계획하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
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