KR20140007459A - X-선 영상 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
X-선 영상 시스템은 X-선 방사의 빔을 투영하는 X-선 소스 및 한 위치에서 X-선 방사의 빔을 받도록 위치되는 X-선 검출기를 포함할 수 있다. X-선 검출기는 (ⅰ) 제 1 면 및 제 1 면의 반대편의 제 2 면을 갖는 모놀리식 기판, (ⅱ) 제 1 면상에 배치되고 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하는 섬광 층을 구비하되, 제 1 영역은 제 1 X-선 민감도를 가지며 제 2 영역은 제 1 X-선 민감도와는 다른 제 2 X-선 민감도를 가지며, 및 (ⅲ) 제 2 면상에 배치되는 광센서 어레이를 포함할 수 있다. X-선 소스 및 X-선 검출기는 위치가 주로 제 1 영역 또는 제 2 영역 내에 존재하는 것과 같이 X-선 검출기가 X-선 방사의 빔을 받는 위치를 조절하도록 구성될 수 있다.
Description
본 발명은 X-선 영상 시스템에 관한 것이며, 더 구체적으로, 단일 X-선 검출기로 서로 다른 영상 특징들을 제공하는 X-선 영상 시스템에 관한 것이다.
본 섹션은 반드시 종래 기술은 아닌 본 발명과 관련된 배경 기술을 제공한다.
인간 환자와 같은, 대상은 환자의 인체구조를 바로잡고 증대시키기 위한 외과 수술을 받도록 선택하거나 요구할 수 있다. 인체구조의 증대(augmentation)는 골의 이동과 증대, 삽입가능한 장치들의 삽입, 또는 다른 적절한 수술들과 같은, 다양한 수술들을 포함할 수 있다. 의사는 자기 공명 영상(magnetic resonance imaging, MRI) 시스템, 컴퓨터 단층촬영(computed tomography, CT) 시스템, 형광투시법(fluoroscopy, 예를 들면, C-암(C-Arm, 이하 C-Arm으로 표기) 영상 시스템들), 또는 다른 적절한 영상 시스템들과 같은 영상 시스템들을 사용하여 획득될 수 있는 환자의 이미지로 대상에 대한 수술을 실행할 수 있다.
환자의 이미지들은 의사가 수술의 계획 및 수술의 실행을 포함하는 수술을 실행하는데 도움을 줄 수 있다. 의사는 환자의 2차원 이미지 또는 3차원 입체 이미지 표현을 선택할 수 있다. 이미지들은 의사가 수술을 실행할 때 위에 놓인 조직(피부 및 근육 조직을 포함하여)을 제거하지 않고 환자의 인체구조를 관찰하도록 허용함으로써 덜 외과적인 기술로 수술을 실행하는데 도움을 준다.
본 섹션은 본 발명의 일반적인 요약을 제공하나, 그것의 전체 범위 또는 모든 특징들의 포괄적인 내용은 아니다.
다양한 실시 예들에 따라, X-선 영상 시스템은 X-선 방사의 빔을 투영하는 X-선 소스(source) 및 한 위치에서 X-선 방사의 빔을 받도록 위치되는 X-선 검출기를 포함할 수 있다. X-선 검출기는 (ⅰ) 제 1 면(first side) 및 제 1 면의 반대편의 제 2 면을 갖는 모놀리식 기판(monolithic substrate), (ⅱ) 제 1 면상에 배치되고 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하는 섬광 층(scintillation layer)을 구비하되, 제 1 영역(first region)은 제 1 X-선 민감도(first X-ray swnsitivity)를 가지며 제 2 영역은 제 1 X-선 민감도와는 다른 제 2 X-선 민감도를 가지며, 및 (ⅲ) 제 2 면상에 배치되는 광센서 어레이(photosensor array)를 포함할 수 있다. X-선 소스 및 X-선 검출기는 위치가 주로 제 1 영역 또는 제 2 영역 내에 존재하는 것과 같이 X-선 검출기가 X-선 방사의 빔을 받는 위치를 조절하도록 구성될 수 있다.
X-선 영상 시스템으로의 사용을 위한 영상 기법은 X-선 방사의 빔을 투영하는 X-선 소스 및 한 위치에서 X-선 방사의 빔을 받도록 위치되는 X-선 검출기 사이에 환자를 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. X-선 검출기는 (ⅰ) 제 1 면 및 제 1 면의 반대편의 제 2 면을 갖는 모놀리식 기판, (ⅱ) 제 1 면상에 배치되고 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하는 섬광 층을 구비하되, 제 1 영역은 제 1 X-선 민감도를 가지며 제 2 영역은 제 1 X-선 민감도와는 다른 제 2 X-선 민감도를 가지며, 및 (ⅲ) 제 2 면상에 배치되는 광센서 어레이를 포함할 수 있다. 방법은 X-선 방사의 빔의 적어도 일부가 관심 있는 영역을 통과하고 제 1 영역을 침해하는 것과 같이 이미지화되도록 환자의 관심 있는 영역과 상응하는 위치를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 부가적으로, 방법은 환자의 관심 있는 영역을 위한 제 1 이미지 품질 및 관심 있는 영역과는 다른 환자의 일부를 위한 제 2 이미지 품질을 갖는 이미지를 발생시키기 위하여 환자를 영상화하는 단계를 포함할 수 있는데, 제 1 이미지 품질은 제 1 영역과 상응하고 제 2 이미지 품질은 제 2 영역과 상응한다.
X-선 영상 시스템은 X-선 방사의 빔을 투영하는 X-선 소스, 한 위치에서 X-선 방사의 빔을 받도록 위치되는 X-선 검출기 및 X-선 소스와 X-선 검출기에 결합되는 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있다. X-선 검출기는 (ⅰ) 제 1 면 및 제 1 면의 반대편의 제 2 면을 갖는 모놀리식 기판, (ⅱ) 제 1 면상에 배치되고 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하는 섬광 층을 구비하되, 제 1 영역은 제 1 X-선 민감도를 가지며 제 2 영역은 제 1 X-선 민감도와는 다른 제 2 X-선 민감도를 가지며, 및 (ⅲ) 제 2 면상에 배치되는 광센서 어레이를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 X-선 소스와 X-선 검출기에 의해 이미지화되는 환자의 이미지를 발생시키도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 환자의 이미지를 디스플레이하도록 구성되는 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 또한 환자의 관심 있는 영역과 상응하는 위치를 조절하도록 구성될 수 있는데 따라서 X-선 방사의 빔의 적어도 일부가 관심 있는 영역을 통과하고 주로 제 1 영역을 침해하도록 구성된다. 환자의 이미지는 환자의 관심 있는 영역을 위한 제 1 이미지 품질 및 관심 있는 영역과 다른 환자의 일부를 위한 제 2 이미지 품질을 가질 수 있다. 제 1 이미지 품질은 제 1 영역과 상응할 수 있고 제 2 이미지 품질은 제 2 영역과 상응할 수 있다.
또 다른 적용의 영역들은 여기서 제공되는 설명으로부터 자명할 것이다. 본 발명의 요약의 설명 및 특정 실시 예들은 단지 예시의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되어서는 안 된다.
여기에 설명되는 도면들은 모든 가능한 구현들이 아닌 선택된 실시 예들의 예시의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되어서는 안 된다.
도 1은 수술실에서 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 바람직한 영상 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 영상 시스템의 바람직한 컴퓨팅 시스템의 개략도이다.
도 3은 도 3의 컴퓨팅 시스템의 바람직한 시스템 유닛의 개략도이다.
도 4는 도 1의 영상 시스템의 바람직한 X-선 검출기의 개략도이다.
도 5는 라인 5-5를 따라 절단된 도 4의 바람직한 X-선 검출기의 단면도이다.
도 6은 대안의 구성을 도시한 라인 5-5를 따라 절단된 도 4의 바람직한 X-선 검출기의 단면도이다.
도 7은 도 1의 영상 시스템의 바람직한 X-선 소스 및 바람직한 X-선 검출기의 개략도이다.
도 8a는 제 1 위치에서 X-선 방사의 빔의 위치를 갖는 도 1의 영상 시스템의 바람직한 X-선 검출기의 개략도이다.
도 8b는 제 2 위치에서 X-선 방사의 빔의 위치를 갖는 도 1의 영상 시스템의 바람직한 X-선 검출기의 개략도이다.
도 1은 수술실에서 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 바람직한 영상 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 영상 시스템의 바람직한 컴퓨팅 시스템의 개략도이다.
도 3은 도 3의 컴퓨팅 시스템의 바람직한 시스템 유닛의 개략도이다.
도 4는 도 1의 영상 시스템의 바람직한 X-선 검출기의 개략도이다.
도 5는 라인 5-5를 따라 절단된 도 4의 바람직한 X-선 검출기의 단면도이다.
도 6은 대안의 구성을 도시한 라인 5-5를 따라 절단된 도 4의 바람직한 X-선 검출기의 단면도이다.
도 7은 도 1의 영상 시스템의 바람직한 X-선 소스 및 바람직한 X-선 검출기의 개략도이다.
도 8a는 제 1 위치에서 X-선 방사의 빔의 위치를 갖는 도 1의 영상 시스템의 바람직한 X-선 검출기의 개략도이다.
도 8b는 제 2 위치에서 X-선 방사의 빔의 위치를 갖는 도 1의 영상 시스템의 바람직한 X-선 검출기의 개략도이다.
다음의 설명은 단지 현실적으로만 바람직하다. 도면들을 통하여, 상응하는 참조 번호들을 같거나 또는 상응하는 부품들 및 특징을 표시한다는 것을 이해하여야 한다. 위에 나타낸 것과 같이, 본 발명은 미국 콜로라도주 루이빌에 사업장이 있는 Medtronic Navigation사에 의해 판매되는 O-암(O-Arm, 이하 O-Arm으로 표기)
영상 시스템과 같은, 영상 장치에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 C-arm 영상 장치와 같은, 어떠한 적절한 영상 장치에도 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 여기서 사용되는 것과 같이, 용어 "모듈"은 하나 또는 그 이상의 소프트웨어 또는 펌웨어 프로그램, 조합 논리 회로, 및/또는 설명된 기능을 제공하는 다른 적절한 소프트웨어, 펌웨어 프로그램들 또는 컴포넌트들을 실행하는 컴퓨팅 장치, 주문형 반도체(application specific integrated circuit, ASIC), 전자 회로, 프로세서(공유, 전용, 또는 그룹) 및 메모리에 의해 액세스될 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체를 언급할 수 있다.
도 1을 참조하면, 수술실(10)에서, 사용자(12)와 같은 사용자는 환자(14)에 대한 수술을 실행할 수 있다. 수술을 실행하는데 있어서, 사용자(12)는 수술을 실행하기 위하여 환자(14)의 이미지 데이터를 획득하기 위한 영상 시스템(16)을 사용할 수 있다. 환자(14)로부터 획득한 이미지 데이터는 여기에 개시된 것들을 포함하는, X-선 영상 시스템으로 획득된 이차원 투영(projection)들을 포함할 수 있다. 그러나, 또한 여기에 개시된 것과 같이, 입체 모델의 2차원 전방 투영들이 또한 발생될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일 실시 예에서, 모델은 획득된 이미지 데이터를 사용하여 발생될 수 있다. 모델은 또한 여기서 뒤에 설명되는 것과 같이, 대수적 반복 기술들을 포함하는, 다양한 기술들을 사용하여 획득된 이미지 데이터를 기초로 하여 발생되는 3차원 입체 모델일 수 있다. 디스플레이된 이미지 데이터(18)는 디스플레이 장치(20) 상에 디스플레이될 수 있으며, 부가적으로, 여기서 더 상세히 설명될 것과 같이, 영상 컴퓨팅 시스템(32)과 관련된 디스플레이 장치(32a) 상에 디스플레이될 수 있다. 디스플레이된 이미지 데이터(18)는 2차원 이미지, 3차원 이미지, 또는 시간 변경식 4차원 이미지일 수 있다. 디스플레이된 이미지 데이터(18)는 또한 획득된 이미지 데이터, 발생된 이미지 데이터, 둘 모두, 또는 두 이미지 데이터 형태들의 병합을 포함할 수 있다.
환자(14)로부터 획득된 이미지 데이터는 예를 들면, X-선 영상 시스템으로, 2차원 투영들로서 획득될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 2차원 투영들은 그리고 나서 환자(14)의 3차원 입체 이미지 데이터를 재구성하도록 사용될 수 있다. 또한 이론적 또는 전방 2차원 투영들은 3차원 입체 이미지 데이터로부터 발생될 수 있다. 따라서, 이미지 데이터는 2차원 투영들 또는 3차원 입체 모델들 중 어느 하나 또는 모두일 수 있다는 것이 이해될 것이다.
디스플레이 장치(20)는 컴퓨팅 시스템(22)의 일부분이다. 컴퓨팅 시스템(22)은 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨팅 시스템(22)에 의해 액세스될 수 있는 모든 이용가능한 매체일 수 있으며 비활성과 비휘발성 매체 및 제거가능 매체와 비-제거가능 매체 모두를 포함할 수 있다. 예로서, 그러나 이제 한정하지 않고, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다. 저장 매체는 이에 한정되지 않고, RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, DVD 또는 다른 광학 디스크 저장장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장장치 또는 다른 자기 저장 장치들, 혹은 컴퓨터 판독가능 명령들, 소프트웨어, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들, 및 다른 데이터를 저장하도록 사용될 수 있고 컴퓨팅 시스템(22)에 의해 액세스될 수 있는 다른 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 직접적으로 또는 인터넷과 같은 네트워크를 통하여 액세스될 수 있다.
일 실시 예에서, 컴퓨팅 시스템(22)은 키보드와 같은 입력 장치(24), 및 컴퓨팅 시스템(22)과 통합될 수 있는 하나 또는 그 이상의 프로세서(26, 하나 또는 그 이상의 프로세서는 다중 처리 코어 프로세서들, 마이크로프로세서들 등을 포함할 수 있다)를 포함할 수 있다. 입력 장치(24)는 터치패드(touchpad), 터치 펜, 키보드, 마우스, 조이스틱, 트랙볼, 무선 마우스, 음향 제어(audible control) 또는 그것들의 조합과 같이, 사용자가 컴퓨팅 시스템(22)과 인터페이스로 접속하는 것을 가능하게 하는 어떠한 적절한 장치를 포함할 수 있다. 게다가, 컴퓨팅 시스템(22)이 여기서는 디스플레이 장치(20)로부터 분리된 입력 장치(24)를 포함하는 것으로 설명되고 도시되나, 컴퓨팅 시스템(22)은 터치패드 또는 태블릿 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있으며, 또한 컴퓨팅 시스템(22)은 영상 시스템(16)과 관련된 영상 컴퓨팅 시스템(32)에 내장되거나 또는 그 일부일 수 있다.
데이터 통신이 이미지 데이터(18)를 도해하기 위하여 디스플레이 장치(20)를 구동하도록 허용하기 위하여 컴퓨팅 시스템(22) 및 디스플레이 장치(20) 사이에 커넥션(connection, 28)이 제공될 수 있다.
영상 시스템(16)은 미국 콜로라도주 루이빌에 사업장이 있는 Medtronic Navigation사에 의해 판매되는 O-Arm
영상 시스템을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 C-arm 영상 장치와 같은 어떠한 적절한 영상 장치에도 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. O-Arm
영상 시스템 또는 선택된 수술 동안에 사용되는 다른 적절한 영상 시스템을 포함하는 영상 시스템(16)은 또한 2009년 5월 13일에 "System And Method For Automatic Registration Between An Image And A subject"라는 발명의 명칭으로 출원된 미국특허출원 제 12/465,206에 설명된다. O-Arm 영상 시스템 또는 다른 적절한 영상 시스템들에 관한 부가적인 설명은 미국특허 제 7,188,988, 7,108,421, 7,106,825, 7,001,045 및 6,940,941에서 설명될 수 있으며, 각각은 여기에 전체가 참조로써 통합된다.
영상 시스템(16)은 X-선 소스(36)와 X-선 검출기(100)가 위치되는, 영상 컴퓨팅 시스템(32)과 영상 갠트리(34)를 포함하는 이동식 카트(mobile cart, 30)를 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 이동식 카트(30)는 하나의 수술실로부터 다른 수술실로 이동될 수 있으며 갠트리(34)는 여기서 뒤에 설명되는 것과 같이, 이동식 카트(30)에 대하여 이동할 수 있다. 이는 자본 지출 또는 고정된 영상 시스템의 전용 공간 없이 다수의 위치 또는 다수의 수술에서 사용될 수 있도록 영상 시스템(16)이 이동되는 것을 허용한다.
도 2를 참조하면, 그것의 일부 또는 모든 부품이 본 발명의 원리와 함께 사용될 수 있는 영상 컴퓨팅 시스템(32)의 바람직한 실시 예를 도시한 다이어그램이 제공된다. 영상 컴퓨팅 시스템(32)은 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 영상 컴퓨팅 시스템(32)에 의해 액세스될 수 있는 모든 이용가능한 매체일 수 있으며 비활성과 비휘발성 매체 및 제거가능 매체와 비-제거가능 매체 모두를 포함할 수 있다. 예로서, 그러나 이제 한정하지 않고, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다. 저장 매체는 이에 한정되지 않고, RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, DVD 또는 다른 광학 디스크 저장장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장장치 또는 다른 자기 저장 장치들, 혹은 컴퓨터 판독가능 명령들, 소프트웨어, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들, 및 다른 데이터를 저장하도록 사용될 수 있고 컴퓨팅 시스템(22)에 의해 액세스될 수 있는 다른 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 직접적으로 액세스되거나 또는 인터넷과 같은 네트워크를 통하여 액세스될 수 있다.
일 실시 예에서, 영상 컴퓨팅 시스템(32)은 디스플레이 장치(32a) 및 시스템 유닛(32b)을 포함한다. 도시된 것과 같이, 디스플레이 장치(32a)는 컴퓨터 비디오 스크린 또는 모니터를 포함한다. 영상 컴퓨팅 시스템(32)은 또한 적어도 하나의 입력 장치(32c)를 포함한다. 시스템 유닛(32b)은 도 3에 도시된 것과 같이, 소프트웨어(96) 및 데이터(98)를 포함할 수 있는, 프로세서(92) 및 메모리(94)를 포함한다.
이러한 실시 예에서, 적어도 하나의 입력 장치(32c)는 키보드를 포함한다. 그러나, 적어도 하나의 입력 장치(32c)는 터치패드, 터치 펜, 키보드, 마우스, 조이스틱, 트랙볼, 무선 마우스, 음향 제어 또는 그것들의 조합과 같이, 사용자가 영상 컴퓨팅 시스템(32)과 인터페이스로 접속하는 것을 가능하게 하는 어떠한 적절한 장치를 포함할 수 있다. 게다가, 영상 컴퓨팅 시스템(32)이 여기서는 디스플레이 장치(20)로부터 분리된 디스플레이 장치(32a)를 갖는 시스템 유닛(32b)을 포함하는 것으로 설명되고 도시되나, 영상 컴퓨팅 시스템(32)은 터치패드 또는 태블릿 컴퓨팅 장치 또는 사용자 디스플레이(20)를 포함할 수 있다.
영상 컴퓨팅 시스템(32)은 독립적으로 편심 이미지 제어 획득을 가능하게 하는 소스(36), 검출기(100) 및 로터(40)를 제어할 수 있다. 데이터 통신이 이미지 데이터(18)를 나타내도록 디스플레이 장치(32a)를 구동하는 것을 허용하기 위하여 프로세서(92) 및 디스플레이 장치(32a) 사이에 커넥션(connection)이 제공될 수 있다.
도 1을 참조하면, 소스(36)는 검출기(100)에 의해 검출되도록 환자(14)를 통하여 X-선 방사의 빔을 방출할 수 있다. 통상의 지식을 가진 자들이 이해할 수 있는 것과 같이, 소스(36)에 의해 방출되는 X-선들은 원뿔형으로 방출될 수 있고 검출기(100)에 의해 검출된다. 소스(36) 및 검출기(100)는 일반적으로 갠트리(34) 내에 정반대로 위치되고 환자(14) 주위로 갠트리(34) 내에서 이동할 수 있도록 하기 위하여 각각 로터(40)에 결합될 수 있다. 따라서, 검출기(100)는 일반적으로 화살표(39) 방향으로 환자(14) 주위를 360o 회전하여 이동할 수 있으며, 소스(36)는 소스(36)가 일반적으로 검출기(100)에 180o 떨어져 반대편에 남아 있는 것과 같이 검출기(100)와 협력하여 이동할 수 있다.
게다가, 소스(36)가 로터(40) 및 검출기(100)에 대하여 그것의 초점(focal spot, P) 주위에 제어가능하게 회전될 수 있는 것과 같이, 소스(36)는 로터(40)에 회전하여 장착될 수 있으며 액츄에이터에 의해 제어될 수 있다. 소스(36)를 제어가능하게 회전시킴으로써, X-선들의 궤도는 환자(14)가 갠트리(34)에 대하여 위치를 바꾸는 것이 필요하지 않고 환자(14)에 대하여 각이 지거나 변경될 수 있다. 또한, 검출기(100)는 로터(40)에 대하여 원호(arc) 주위를 이동할 수 있다. 검출기(100)가 이동할 수 있기 때문에, 검출기(100)는 원하는 어떠한 회전 각도에서도 소스(36)에 의해 방출되는 X-선들을 검출할 수 있으며, 이는 편심 이미지 데이터의 획득을 가능하게 한다. 로터(40)는 원하는 이미지 데이터(중심 상의 또는 편심 상의)를 획득하는데 필요한 만큼 갠트리(34) 주위를 회전할 수 있다. 소스(36), 검출기(100) 및 로터(40)의 이동 메커니즘에 관한 부가적인 상세설명이 이전에 위에서 참조로써 통합되는 미국특허 제 7,108,421, 및 2011년 3월 30일에 "SYSTEM AMD METHOD FOR OFF-CENTER IMAGING"이라는 발명의 명칭으로 Helm 등에 의해 출원된(대리인 문서번호 5074A-000117/US) 미국특허출원 제 13/075,446에 개시되며, 상기 특허 도한 여기에 전체가 참조로써 통합된다.
도 1을 참조하면, 갠트리(34)는 환자 지지대 또는 테이블(15) 상에 위치될 수 있는, 환자(14)에 대하여, 일반적으로 화살표(41) 방향으로 등각으로 흔들릴 수 있다(또한 여기서 등각-진동(iso-sway)으로 언급되는). 갠트리(34)는 또한 환자(14)에 대하여 소스(36)/검출기(100)의 위치결정(positioning)을 허용하기 위하여 화살표(42)에 의해 도시된 환자에 대하여 기울어질 수 있고, 환자(14)와 이동식 카트(30)에 대하여 라인(44)을 따라 세로로 이동할 수 있으며, 일반적으로 이동식 카트(30)에 대하여 라인(46)을 따라 아래위로 그리고 환자(14)에 가로로 이동할 수 있으며 일반적으로 환자(14)에 대하여 화살표(48) 방향으로 수직으로 이동할 수 있다.
영상 시스템(16)은 환자(14)의 정밀한 이미지 데이터를 발생시키기 위하여 환자(14)에 대하여 소스(36)/검출기(100)를 이동시키도록 영상 컴퓨팅 시스템(32)에 의해 정밀하게 제어될 수 있다. 게다가, 영상 시스템(16)은 영상 시스템(16)으로부터 프로세서(26)로의 유선 또는 무선 커넥션 혹은 물리적 매체 전달을 포함할 수 있는 커넥션(50)을 통하여 프로세서(26)에 연결될 수 있다. 따라서 영상 시스템(16)으로 수집된 이미지 데이터는 또한 내비게이션, 디스플레이, 재구성 등을 위하여 영상 컴퓨팅 시스템(32)으로부터 컴퓨팅 시스템(22)으로 전달될 수 있다.
간단히 설명하여, 도 1을 참조하면, 다양한 실시 예들에 따라, 영상 시스템(16)은 비내비게이션 수술(unnavigated procedure)수술 또는 내비게이션 수술과 함께 사용될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 영상 시스템(16)은 내비게이션 수술을 실행하기 위하여 내비게이션 시스템(17)에 통합될 수 있다. 내비게이션 시스템(17)은 아래에 더 설명될 것과 같이, 예를 들면, 컴퓨팅 시스템(22), 광학 로컬라이저(optical localizer, 60), 전자기 로컬라이저(62), 동적 참조 프레임(dynamic reference frame, 64), 기구(instrument, 66), 광학 추적 장치(optical tracking device, 68), 전자기 추적 장치(70), 적어도 하나의 통신 라인(72, 78, 80) 및/또는 내비게이션 인터페이스 장치(74)를 포함할 수 있다. 내비게이션 수술에서, 광학 로컬라이저(60) 및 전자기 로컬라이저(62) 중의 어느 하나 또는 모두를 포함하는, 로컬라이저는 필드를 발생시키고 환자(14)에 대한 내비게이션 도메인 내의 신호를 수신하거나 송신하도록 사용될 수 있다. 환자(14)에 대한 내비게이션 공간 또는 내비게이션 도메인은 내비게이션 도메인 내에 정의되는 내비게이션 공간 및 이미지 데이터(18)에 의해 정의되는 이미지 공간의 등록을 허용하기 위하여 이미지 데이터(18)로 등록될 수 있다. 환자 추적기 또는 동적 참조 프레임(64)은 이미지 데이터(18)로 환자(14)의 동적 등록 및 등록의 유지를 허용하기 위하여 환자(14)에 연결될 수 있다.
그리고 나서 내비게이션 수술을 허용하기 위하여 기구(66)가 환자(14)에 대하여 추적될 수 있다. 기구(66)는 광학 로컬라이저(60) 또는 전자기 로컬라이저(62) 중의 어느 하나 또는 모두로 기구(66)의 추적을 허용하기 위하여 광학 추적 장치(68) 및/또는 전자기 추적 장치(70)를 포함할 수 있다. 기구(66)는 전자기 로컬라이저(62) 및/또는 광학 로컬라이저(60)와 통신할 수 있는, 내비게이션 인터페이스 장치(74)를 갖는 통신 라인(72)을 포함할 수 있다. 각각 통신 라인(72, 78)을 사용하여, 내비게이션 인터페이스 장치(74)는 통신 선(80)을 갖는 프로세서(26)와 통신할 수 있다. 커넥션들 또는 통신 라인들(28, 50, 76, 78, 또는 80)은 유선, 무선, 물리적 매체 전송 또는 이동, 혹은 다른 적절한 통신일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 그럼에도 불구하고, 수술을 실행하기 위하여 이미지 데이터(18)에 대한 도해를 허용하기 위하여 환자(14)에 대하여 기구(66)의 추적을 허용하도록 적절한 통신 시스템들에 각각의 로컬라이저들이 제공될 수 있다.
기구(66)는 수술 기구 및/또는 임플란트일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 임플란트들은 심실(ventricular) 또는 혈관 스텐트(stent), 척추 임플란트, 신경용 스텐트 등을 포함할 수 있다. 기구(66)는 뇌심부(deep brain) 또는 신경 자극기, 제거 장치 또는 다른 적절한 기구와 같은 수술 기구일 수 있다. 기구(66)의 추적은 이미지 데이터(18) 상에 기구(66)의 아이콘/표시의 중첩에 의해 등록된 이미지 데이터(18)의 사용으로 그리고 환자(14) 내의 기구(66)의 직접적인 관찰 없이 환자(14)에 대한 기구(66)의 위치의 관찰을 허용한다.
또한, 영상 시스템(16)은 각각 광학 로컬라이저(60) 또는 전자기 로컬라이저(62)로 추적할 수 있는 광학 추적 장치(82) 또는 전자기 추적 장치(84)와 같은, 추적 장치를 포함할 수 있다. 추적 장치(82, 84)는 선택된 참조 프레임에 대하여 소스(34), 검출기(100), 로터(40) 및/또는 갠트리(34)의 위치를 결정하기 위하여 소스(36), 검출기(100), 로터(40), 갠트리(34), 또는 영상 시스템(16)의 다른 적절한 부품과 직접적으로 관련될 수 있다. 도시된 것과 같이, 추적 장치(82, 84)는 갠트리(34)의 하우징의 외부 상에 위치될 수 있다. 따라서, 영상 시스템(16)은 기구(66)가 이미지 데이터(18)에 대하여 환자(14)의 초기 등록, 자동 등록 또는 연속 등록을 허용할 수 있는 한 환자에 대하여 추적할 수 있다. 등록 및 내비게이션 수술들은 위의 통합된 미국특허출원 제 12/465,206에서 설명된다.
이제 도 4 및 5를 참조하면, 본 발명의 일부 실시 예들에 따른 바람직한 X-선 검출기가 도시된다. 검출기(100)는 기판(110), 섬광 층(120) 및 광센서 어레이(박막 트랜지스터, 광 다이오드 또는 이와 유사한 것과 같은)를 포함한다. 영상 시스템(16)의 작동 동안에, X-선 소스(36)는 X-선 검출기(100)를 향하여 X-선 방사의 빔을 투영할 것이다. 섬광 층(120)은 X-선 방사를 가시 광과 같은, 서로 다른 파장에서의 방사로 전환할 것이다. 가시 광은 기판(110)을 통하여 이동할 것이며 광센서 어레이(130)에 의해 검출될 것이다. 광센서 어레이(130)는 가시 광을 환자(14)의 이미지(디스플레이된 이미지 데이터(18)와 같은)를 발생시키기 위하여 컴퓨팅 시스템(32)에 의해 검출되고 사용될 수 있는 전기 신호로 전환할 것이다.
기판(110)은 제 1 면(112) 및 제 1 면의 반대편의 제 2 면(114)을 가질 수 있다. 기판(110)은 유리 또는 유사한 물질로 만들어진 모놀리식 기판일 수 있다. 기판(110)의 모놀리식 구성은 섬광 층(120)에 의해 발생되는 가시 광의 의도되지 않은 왜곡(산란, 반사, 굴절, 회절 등)의 양을 감소시킬 수 있다.
섬광 층(120)은 기판(110)의 제 1 면(112) 상에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 섬광 층(120)은 예를 들면, 물리적 기상 증착(vapor deposition), 스퍼터(sputter) 증착 또는 다른 증착 기술에 의해, 기판(110) 상에 섬광 물질을 증착함으로써 제조될 수 있다. 섬광 물질의 예들은 요오드화 세슘(cesium iodide CsI) 및 테르븀 첨가 가돌리늄 산황화물(terbium doped gadolinium oxysulfide, Gd2O2S:Tb)을 포함한다.
본 발명의 일부 실시 예들에서, X-선 검출기(100)는 예를 들면, 각각의 영역을 위하여 서로 다른 섬광 물질들을 사용하거나 및/또는 영역들에 걸쳐 단일 섬광 물질의 두께를 변경함으로써 서로 다른 X-선 민감도를 갖는 복수의 영역을 포함할 수 있다. 도시된 실시 예에서, 섬광 층(120)은 제 1 X-선 민감도를 갖는 제 1 영역(122) 및 서로 다른 제 2 민감도를 갖는 제 2 영역(124)을 포함한다. 제 1 영역(122)은 섬광 물질의 제 1 두께(t1)를 가지며 제 2 영역(124)은 제 2 두께(t1)와 다른 섬광 물질의 제 2 두께(t2)를 갖는다. 제 1 및 제 2 영역(122, 124)의 X-선 민감도의 차이는 아래에 설명되는 것과 같이, 사용자(12)가 서로 다른 영상 특성들/이미지 품질들을 갖는 이미지 데이터를 발생시키기 위하여 영상 시스템(16)을 사용하도록 허용한다. 도시된 실시 예는 나란히 배치되는 두 개의 서로 다른 영역을 포함하는 섬광 층(120)을 갖는 X-선 검출기를 도시하나, 2보다 크거나 동일한 어떠한 수도 본 발명에서 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 부가적으로, 영역들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 나란히 배치되는 것 외에 다르게 배치될 수 있다(하나 또는 그 이상의 외부 영역에 의해 둘러싸인 내부 영역, 검출기의 모서리 부에 갇힌 영역 등).
광센서 어레이(130)는 기판(110)의 제 2 면(114) 상에 배치될 수 있다. 광센서 어레이(130)는 예를 들면, 접착제 또는 다른 결합제에 의해 제 2 면(114)에 결합될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광센서 어레이(130)는 서로 그 다음에 배치되는 복수의 모놀리식 광센서 서브-어레이(sub-array)로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 6을 참조하면, 광센서 어레이(130)는 정션(junction, 135)에서 함께 결합되는 제 1 모놀리식 광센서 서브-어레이(132) 및 제 2 모놀리식 광센서 서브-어레이(134)를 포함할 수 있다.
도 6의 실시 예에서, 제 1 모놀리식 광센서 서브-어레이(132)는 제 1 영역(122)과 상응하고 제 2 모놀리식 광센서 서브-어레이(134)는 제 2 영역(124)과 상응한다. 이러한 방법으로, 제 1 모놀리식 광센서 서브-어레이(132)는 제 1 영역(122)에 의해 발생되는 방사를 받을 수 있고 제 2 모놀리식 광센서 서브-어레이(134)는 제 2 영역(124)에 의해 발생되는 방사를 받을 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서 각각의 모놀리식 광센서 서브-어레이(132, 134)는 서로 다른 성능 파라미터들의 세트를 갖는다. 각각의 모놀리식 광센서 서브-어레이(132, 134)를 위한 성능 파라미터들은 그것과 관련된 영역(122, 124)의 X-선 민감도와 상응하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 제 1 모놀리식 광센서 서브-어레이(132)는 제 1 영역(122)의 X-선 민감도와 상응하도록 첫 번째 성능 파라미터들의 세트를 가질 수 있고 제 2 모놀리식 광센서 서브-어레이(134)는 제 2 영역(124)의 X-선 민감도와 상응하도록 두 번째 성능 파라미터들의 세트를 가질 수 있다. 본 설명을 통하여 용어 "성능 파라미터들"은 광센서 어레이의 감응도(responsivity), 암 전류(dark current), 잡음 등가 전력(noise equivalent power), 출력의 선형성(linearity), 스펙트럼 반응, 양자 효율, 광 민감도, 및/또는 응답 시간을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일부 실시 예들에서, X-선 소스(36)는 X-선 소스(36)로부터 투영되는 X-선 방사의 빔을 여과하도록 배치되는 하나 또는 그 이상의 필터를 포함할 수 있다(도 7). 필터(들)는 이미지 데이터의 영상 특성/이미지 품질을 개선하기 위하여 X-선 소스(36)로부터 투영되는 X-선 방사의 빔을 X-선 검출기(100)의 영역들(122, 124)의 X-선 민감도들 및/또는 광센서 서브-어레이들(132, 134)이 성능 파라미터들의 세트와 상응하게 적용하도록 사용될 수 있다. 예를 들면, X-선 소스(36)는 X-선 검출기(100)의 제 1 영역(122)에서 받는 X-선 방사의 빔을 여과하도록 배치되는 제 1 필터(170) 및 제 2 영역(124)에서 받는 X-선 방사의 빔을 여과하도록 배치되는 제 2 필터(172)를 포함할 수 있다. 제 1 필터(170)는 첫 번째 여과 특성들의 세트를 가질 수 있고 제 2 필터(172)는 첫 번째 세트와 다른 두 번째 여과 특성들의 세트를 가질 수 있다. 본 설명을 통하여 용어 "여과 특성"은 필터에 의해 여과되는 빈도들 및/또는 에너지 레벨(들)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
영상 시스템(16)의 작동 동안에, X-선 소스(36)는 X-선 방사의 빔을 받도록 위치되었던 X-선 검출기(100)를 향하여 X-선 방사의 빔을 투영한다. X-선 방사의 빔을 받는 X-선 검출기(100) 상의 위치(150)를 조절하기 위하여 X-선 소스(36) 및/또는 X-선 검출기(100)의 위치는 서로에 대하여 조절될 수 있다. 예를 들면, X-선 방사의 빔은 X-선 검출기(100) 전체 상에서 받을 수 있다. 대안으로서, X-선 방사의 빔은 X-선 검출기(100)의 일부 상에서만 받을 수 있다. 사용자(12)는 예를 들면, 컴퓨팅 시스템(32)을 거쳐, X-선 검출기(100)가 사용자(12)가 원하는 영상 특성/이미지 품질을 기초로 하여 X-선 방사의 빔을 받는 위치(150)를 조절할 수 있다. 용어 "영상 특성" 및/또는 "이미지 품질"은 본 명세서를 통하여 다양한 레벨의 대비(contrast), 대비 민감도, 투여 효율, 환자로의 투여, 잡음, 아티팩트(artifact)들, 및/또는 왜곡을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
일부 실시 예들에서, X-선 소스(36) 및 X-선 검출기(100)는 X-선 검출기(100)가 X-선 방사의 빔을 받는 위치(150)가 주로 제 1 영역(122, 도 8a) 또는 제 2 영역(124, 도 8b) 내에 존재하도록 조절될 수 있다. 이러한 적용에서, X-선 방사의 빔을 받는 위치는 만일 50% 이상의 위치가 그러한 영역 내에 존재하면 "주로" 하나의 영역 내에서 벋는 것으로 고려된다. 일부 실시 예들에서, X-선 소스(36) 및 X-선 검출기(100)는 X-선 검출기(100)가 X-선 방사의 빔을 받는 위치는 제 1 또는 제 2 영역(122, 124) 내의 70% 이상, 90% 이상 또는 전체인 것과 같이 조절될 수 있다. 이러한 방법으로, 영상 시스템(16)은 환자(14)를 이미지화하기 위하여 제 1 및 제 2 영역(122, 124)의 서로 다른 X-선 민감도를 활용할 수 있다. 예를 들면, 환자(14)의 관심 있는 낮은 대비 영역들(뇌의 연조직과 같은)의 영상화는 실질적으로 높은 대비 영역들(골과 같은)을 영상화하는 것과는 다른 영상 특성/이미지 품질을 필요로 할 수 있다. 본 발명의 영상 시스템(16)으로, 사용자(12)는 이미지 데이터를 위한 적절한 영상 특성/이미지 품질을 제공하도록 이미지화하기 위하여 환자의 관심 있는 영역(연조직, 골 등)에 따라 X-선 검출기(100)의 서로 다른 영역들(제 1 영역(122) 또는 제 2 영역(124))을 사용할 수 있다.
어떤 형태의 조직(골 구조, 연조직 등)이 이미지화되더라도, 영상 시스템(16)은 적절한 영상 특성/이미지 품질을 갖는 이미지 데이터를 발생시키도록 사용될 수 있다. 영상 시스템(16, X-선 소스(36) 및/또는 X-선 검출기(100)과 같은)은 어떠한 영역(122, 124)이 관심 있는 대상을 위하여 적절한 X-선 민감도를 갖는가에 따라 주로 X-선 검출기(100)의 영역들(122, 124) 중의 하나 내에 존재하도록 위치(150)를 조절하도록 조절될 수 있다. 예를 들면, 환자(14)의 관심 있는 영역(160)은 X-선 방사의 빔의 적어도 일부가 관심 있는 영역(160)을 통과하고 원하는 영역(122, 124)을 침해하는 것과 같이 위치될 수 있다. 이러한 방법으로, 환자(14)는 관심 있는 영역(160)을 위한 제 1 이미지 품질(제 1 및 제 2 영역(122, 124) 중의 하나와 상응하는) 및 관심 있는 영역(160) 외에 환자(14)의 일부(165)를 위한 제 2 이미지 품질(제 1 및 제 2 영역(122, 124) 중의 나머지 하나와 상응하는)을 갖는 이미지 데이터를 발생시키도록 이미지화될 수 있다.
본 발명의; 다양한 실시 예들에 따라, 영상 시스템(16)과 같은, X-선 영상 시스템을 작동하는 바람직한 방법은 X-선 방사의 빔을 투영하도록 구성되는 X-선 소스(36)를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. X-선 검출기(100, 위에 설명된 것과 같은)는 위치(150)에서 X-선 방사의 빔을 받도록 위치될 수 있다. 방법은 또한 이미지화되는 환자(14)의 관심 있는 영역(160)과 상응하도록 위치(150)를 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 위치(150)는 X-선 방사의 빔의 적어도 일부가 관심 있는 영역(160)을 통과하고 주로 예를 들면, 제 1 영역(122)을 침해하는 것과 같이 조절될 수 있다. 환자(14)는 환자(14)의 이미지(디스플레이되는 이미지 데이터(18)와 같은)를 발생시키도록 이미지화될 수 있다. 이미지는 환자의 관심 있는 영역(160)을 위한 제 1 이미지 품질 및 관심 있는 영역(160) 외에 환자(1$)의 일부를 위한 제 2 이미지 품질을 가질 수 있다. 제 1 이미지 품질은 제 1 영역(122)과 상응하고 제 2 이미지 품질은 제 2 영역(124)과 상응할 수 있다.
본 명세서와 도면들에 특정 실시 예들이 설명되었으나, 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명의 원리를 벗어나지 않고 다양한 변경들이 만들어질 수 있고 등가물들이 그것들의 구성요소를 대체할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 게다가, 다양한 실시 예들 사이의 특징들, 구성요소들 및/또는 기능들의 혼합과 매칭들이 명백히 고려될 수 있으며 따라서 통상의 지식을 가진 자들은 여기서 달리 설명되지 않는 한, 본 발명으로부터 일 실시 예의 특징들, 구성요소들 및/또는 기능들은 적절하게 또 다른 실시 예와 통합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 게다가, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 특정한 상황 또는 물질을 적용하기 위하여 다양한 변형들이 만들어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 도면에 의해 도시되고 명세서에 설명된 특정 실시 예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위는 이전의 설명의 범위 내에 포함되는 모든 실시 예를 포함하는 것으로 의도된다.
10 : 수술실
12 : 사용자
14 : 환자
16 : 영상 시스템
17 : 내비게이션 시스템
18 : 이미지 데이터
20 : 디스플레이 장치
22 : 컴퓨팅 시스템
24 : 입력 장치
26 : 프로세서
28 : 커넥션
30 : 이동식 카트
32 : 영상 컴퓨팅 시스템
32a : 디스플레이 장치
32b : 시스템 유닛
34 : 갠트리
36 : X-선 소스
40 : 로터
44, 46 : 라인
60 : 광학 로컬라이저
62 : 전자기 로컬라이저
64 : 동적 참조 프레임
66 : 기구
68 : 광학 추적 장치
70 : 전자기 추적 장치
72, 78, 80 : 통신 라인
74 : 내비게이션 인터페이스 장치
82 : 광학 추적 장치
84 : 전자기 추적 장치
92 : 프로세서
94 : 메모리
96 : 소프트웨어
98 : 데이터
100 : X-선 검출기
110 : 기판
112 : 기판의 제 1 면
114 : 기판의 제 2 면
120 : 섬광 층
122 : 제 1 영역
124 : 제 2 영역
130 : 광센서 어레이
132 : 제 1 모놀리식 광센서 서브-어레이
134 : 제 2 모놀리식 광센서 서브-어레이
135 : 정션
170 : 제 1 필터
172 : 제 2 필터
12 : 사용자
14 : 환자
16 : 영상 시스템
17 : 내비게이션 시스템
18 : 이미지 데이터
20 : 디스플레이 장치
22 : 컴퓨팅 시스템
24 : 입력 장치
26 : 프로세서
28 : 커넥션
30 : 이동식 카트
32 : 영상 컴퓨팅 시스템
32a : 디스플레이 장치
32b : 시스템 유닛
34 : 갠트리
36 : X-선 소스
40 : 로터
44, 46 : 라인
60 : 광학 로컬라이저
62 : 전자기 로컬라이저
64 : 동적 참조 프레임
66 : 기구
68 : 광학 추적 장치
70 : 전자기 추적 장치
72, 78, 80 : 통신 라인
74 : 내비게이션 인터페이스 장치
82 : 광학 추적 장치
84 : 전자기 추적 장치
92 : 프로세서
94 : 메모리
96 : 소프트웨어
98 : 데이터
100 : X-선 검출기
110 : 기판
112 : 기판의 제 1 면
114 : 기판의 제 2 면
120 : 섬광 층
122 : 제 1 영역
124 : 제 2 영역
130 : 광센서 어레이
132 : 제 1 모놀리식 광센서 서브-어레이
134 : 제 2 모놀리식 광센서 서브-어레이
135 : 정션
170 : 제 1 필터
172 : 제 2 필터
Claims (21)
- X-선 영상 시스템에 있어서,
X-선 방사의 빔을 투영하는 X-선 소스; 및
한 위치에서 상기 X-선 방사의 빔을 받도록 위치되는 X-선 검출기;를 포함하되,
상기 X-선 검출기는:
(ⅰ) 제 1 면 및 제 1 면의 반대편의 제 2 면을 갖는 모놀리식 기판,
(ⅱ) 상기 제 1 면 상에 배치되고 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하는 섬광 층을 구비하되, 상기 제 1 영역은 제 1 X-선 민감도를 가지며 상기 제 2 영역은 상기 제 1 X-선 민감도와는 다른 제 2 X-선 민감도를 가지며, 및
(ⅲ) 상기 제 2 면 상에 배치되는 광센서 어레이를 포함하며,
상기 X-선 소스 및 X-선 검출기는 상기 위치가 주로 상기 제 1 영역 또는 상기 제 2 영역 내에 존재하는 것과 같이 상기 X-선 검출기가 상기 X-선 방사의 빔을 받는 위치를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 모놀리식 기판은 유리인 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 X-선 소스 및 X-선 검출기는 상기 위치가 완전히 상기 제 1 영역 또는 상기 제 2 영역 내에 존재하는 것과 같이 상기 X-선 검출기가 상기 X-선 방사의 빔을 받는 위치를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 섬광 층은 상기 모놀리식 기판 상에 섬광 물질을 증착함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 1 영역은 섬광 물질의 제 1 두께를 가지며 상기 제 2 영역은 상기 제 1 두께와 다른 섬광 물질의 제 2 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 5항에 있어서, 상기 섬광 층은 상기 모놀리식 기판 상에 섬광 물질을 증착함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 광센서 어레이는 상기 제 1 영역과 상응하는 제 1 모놀리식 광센서 서브-어레이 및 상기 제 2 영역과 상응하는 제 2 모놀리식 광센서 서브-어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 7항에 있어서, 상기 제 1 모놀리식 광센서 서브-어레이는 첫 번째 성능 파라미터들의 세트를 가지며 상기 제 2 모놀리식 광센서 서브-어레이는 상기 첫 번째 성능 파라미터들의 세트와 다른 두 번째 성능 파라미터들의 세트를 갖는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 X-선 소스는 상기 제 1 영역에서 받은 상기 X-선 방사의 빔을 여과하도록 배치되는 제 1 필터 및 상기 제 2 영역에서 받은 상기 X-선 방사의 빔을 여과하도록 배치되는 제 2 필터를 포함하며, 상기 제 1 필터는 첫 번째 여과 특성들의 세트를 가지며 상기 제 2 필터는 상기 첫 번째 여과 특성들의 세트와 다른 두 번째 여과 특성들의 세트를 갖는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 1항에 있어서, 상기 X-선 소스 및 X-선 검출기와 통합되는 내비게이션 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- X-선 영상 시스템으로의 사용을 위한 영상 기법에 있어서,
X-선 방사의 빔을 투영하도록 구성되는 X-선 소스 및 한 위치에서 상기 X-선 방사의 빔을 받기 위한 X-선 검출기 사이에 환자를 위치시키는 단계를 구비하되, 상기 X-선 검출기는 (ⅰ) 제 1 면 및 제 1 면의 반대편의 제 2 면을 갖는 모놀리식 기판, (ⅱ) 상기 제 1 면 상에 배치되고 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하는 섬광 층을 구비하되, 상기 제 1 영역은 제 1 X-선 민감도를 가지며 상기 제 2 영역은 상기 제 1 X-선 민감도와는 다른 제 2 X-선 민감도를 가지며, 및 (ⅲ) 상기 제 2 면 상에 배치되는 광센서 어레이를 포함하는, 단계;
상기 X-선 방사의 빔의 적어도 일부가 관심 있는 영역을 통과하고 주로 제 1 영역을 침해하는 것과 같이 이미지화되려는 상기 환자의 상기 관심 있는 영역과 상으하는 위치를 조절하는 단계; 및
상기 환자의 상기 관심 있는 영역을 위한 제 1 이미지 품질 및 상기 관심 있는 영역 외에 상기 환자의 일부를 위한 제 2 이미지 품질을 갖는 이미지를 발생시키도록 환자를 영상화하는 단계를 구비하되, 상기 제 1 이미지 품질은 상기 제 1 영역과 상응하고 상기 제 2 이미지 품질은 상기 제 2 영역과 상응하는, 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 기법.
- 제 11항에 있어서, 상기 영상화하는 단계는 상기 모놀리식 기판을 형성하는 유리를 통하여 상기 X-선 방사의 빔을 통과하는 것을 특징으로 하는 영상 기법.
- 제 11항에 있어서, 상기 영상화하는 단계는 상기 모놀리식 기판 상에 섬광 물질을 증착함으로써 제조된 섬광 층을 통하여 상기 X-선 방사의 빔을 통과하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 기법.
- 제 11항에 있어서, 상기 영상화하는 단계는 상기 제 1 영역은 섬광 물질의 제 1 두께를 갖고 상기 제 2 영역이 상기 제 1 두께와 다른 섬광 물질의 제 2 두께를 갖는 섬광 층을 통하여 상기 X-선 방사의 빔을 통과하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 기법.
- 제 14항에 있어서, 상기 영상화하는 단계는 상기 모놀리식 기판 상에 섬광 물질을 증착함으로써 제조된 섬광 층을 통하여 상기 X-선 방사의 빔을 통과하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 기법.
- 제 11항에 있어서, 상기 영상화하는 단계는 상기 제 1 영역과 상응하는 제 1 모놀리식 광센서 서브-어레이 및 상기 제 2 영역과 상응하는 제 2 모놀리식 광센서 서브-어레이를 포함하는 광센서 어레이를 향하여 상기 X-선 방사의 빔을 투영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 기법.
- 제 16항에 있어서, 상기 제 1 모놀리식 광센서 서브-어레이는 첫 번째 성능 파라미터들의 세트를 가지며 상기 제 2 모놀리식 광센서 서브-어레이는 상기 첫 번째 성능 파라미터들의 세트와 다른 두 번째 성능 파라미터들의 세트를 갖는 것을 특징으로 하는 영상 기법.
- 제 11항에 있어서, 상기 영상화하는 단계는 상기 제 1 영역에서 받는 상기 X-선 방사의 빔을 여과하도록 배치되는 제 1 필터 및 상기 제 2 영역에서 받는 상기 X-선 방사의 빔을 여과하도록 배치되는 제 2 필터를 통하여 상기 X-선 방사의 빔을 통과하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 필터는 첫 번째 여과 특성들의 세트를 갖고 상기 제 2 필터는 상기 첫 번째 여과 특성들의 세트와 다른 두 번째 여과 특성들의 세트를 갖는 것을 특징으로 하는 영상 기법.
- X-선 영상 시스템에 있어서,
X-선 방사의 빔을 투영하는 X-선 소스;
한 위치에서 상기 X-선 방사의 빔을 받도록 위치되는 X-선 검출기를 구비하되, 상기 X-선 검출기는 (ⅰ) 제 1 면 및 제 1 면의 반대편의 제 2 면을 갖는 모놀리식 기판, (ⅱ) 상기 제 1 면 상에 배치되고 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하는 섬광 층을 구비하되, 상기 제 1 영역은 제 1 X-선 민감도를 가지며 상기 제 2 영역은 상기 제 1 X-선 민감도와는 다른 제 2 X-선 민감도를 가지며, 및 (ⅲ) 상기 제 2 면 상에 배치되는 광센서 어레이를 포함하며; 및
상기 X-선 소스와 X-선 발생기에 결합되고, 상기 X-선 소스와 X-선 발생기에 의해 이미지화되는 환자의 이미지를 발생시키도록 구성되며, 상기 환자의 상기 이미지를 디스플레이하도록 구성되는 디스플레이 장치를 포함하는 컴퓨팅 시스템;을 포함하며,
상기 컴퓨팅 시스템은 상기 X-선 방사의 빔의 적어도 일부가 관심 있는 영역을 통과하고 주로 제 1 영역을 침해하는 것과 같이 상기 환자의 상기 관심 있는 영역과 상응하기 위하여 위치를 조절하도록 구성되며,
상기 환자의 상기 이미지는 상기 환자의 상기 관심 있는 영역을 위한 제 1 이미지 품질 및 상기 관심 있는 영역 외에 상기 환자의 일부를 위한 제 2 이미지 품질을 가지며 상기 제 1 이미지 품질은 상기 제 1 영역과 상응하고 상기 제 2 이미지 품질은 상기 제 2 영역과 상응하는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 19항에 있어서, 상기 제 1 영역은 섬광 물질의 제 1 두께를 가지며 상기 제 2 영역은 상기 제 1 두께와 다른 섬광 물질의 제 2 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
- 제 20항에 있어서, 상기 섬광 층은 상기 모놀리식 기판 상에 섬광 물질을 증착함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 X-선 영상 시스템.
Applications Claiming Priority (3)
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| US13/078,596 | 2011-04-01 | ||
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