KR20140032919A - 의료 장비 및 영상 생성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대상의 내부의 투사 영상들을 생성하기 위한 의료 장비(1) 및 방법에 관한 것으로서, 의료 장비는 2개의 다른 의료 영상 시스템(2, 3)과, 환자 지지 테이블(4)과, 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)을 가지며, 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)은 2개의 영상 시스템(2, 3)을 환자 지지 테이블(4)에 대해 그리고/또는 서로에 대해 함께 또는 개별적으로 이동하는 데 적합하며, 각 영상 시스템(2, 3)은 검출기(14)와 X선원(13)을 갖는다. 또한, 의료 장비(1)를 이용할 수 있는, 검사 대상의 내부의 투사 영상들을 생성하기 위한 방법이 기술되어 있다.
Description
본 발명은 검사 대상 내부의 투사 영상들 및/또는 3D 볼륨 데이터 세트들을 생성하기 위한 의료 장비 및 이에 관한 방법에 관한 것이다. 이와 같은 장비는 검사 대상의 내부를 각각 촬영할 수 있는 2개의 의료 영상 시스템과, 검사 대상의 배치를 위한 환자 지지 테이블과, 하나의 영상 시스템 또는 양 영상 시스템 및/또는 환자 지지 테이블과 연결되는 이동 메커니즘을 포함한다. 양 영상 시스템 각각은 검출기와 X선원을 갖는다.
예를 들어 뇌졸증으로 의심되어 병원으로 이송되는 환자들은 혈관 폐쇄에 의한 출혈 제한을 보다 확실하게 진단될 수 있도록, 일반적으로 CT(computer tomography) 장치를 이용한 진단을 받게 된다. 출혈을 강화할 수도 있혈전 용해 물질로는 진단받은 출혈이 치료될 수 없기 때문에, 오늘날 점점 더 카테터 기반(catheter-based) 치료 방법들이 이용되고 있으며, 이 치료 방법에 의해 폐쇄는 화학적으로 치료되는 것이 아니라 직접 기계적으로 제거된다. 이런 치료의 모니터링을 위해 일반적으로 X선 장치가 이용된다. 즉, 환자가 CT 장치에서 진단받은 후 X선 부서로 이동되어야 하거나 모바일 X선 장치가 환자에게로 이동되어야 한다. 이는 병원 안에서 매우 제한된 범위에서만 이용되는 인력의 투입을 필요로 할 뿐만 아니라 환자의 상태가 악화될 수도 있는 시간을 허비하게 된다.
종양 진단에서도 종양 및 이에 영양분을 제공하는 혈관이 CT 장치에 의해 완전히 식별된다. 종양을 아사시키기 위해 혈관을 폐쇄하는 치료 방법은 TACE(Trans Arterial Chemo Embolisation)이다. 이와 같은 치료도 X선 시스템, 특히 X선 혈관 조영 촬영기의 영상에 의해 최상으로 수행되거나 모니터링될 수 있다.
결국, 인력 투입을 줄일 뿐만 아니라 진단과 치료 개시 사이의 시간을 단축하거나 또는 영상에 의해 최적의 종합적인 진단 가능성을 보장하는데 도움이 되는 해결 방법이 필요하다.
이러한 과제는 청구범위 제1항에 따른 장비 및 제13항에 따른 방법에 의해 해결된다.
이런 목적을 위해 본 발명에 따라 검사 대상의 내부의 투사 영상들 및/또는 3D 볼륨 데이터 세트들의 생성을 위한 의료 장비가 제안되어 있으며, 상기 의료 장비는 2개의 다른 의료 영상 시스템과, 환자 지지 테이블과, 2개의 영상 시스템을 환자 지지 테이블에 대해 그리고/또는 두 시스템 서로에 대해 함께 또는 개별적으로 이동하도록 제공되어 있는 이동 메커니즘을 포함한다. 이 경우 각각의 영상 시스템은 검출기와 X선원을 갖는다.
"다른" 의료 영상 시스템이란 이 경우에 원시 정보 및/또는 영상 데이터를 다른 촬영 기술들 또는 원시 정보 획득 방법들 및/또는 재구성 기술들로 생성하는 영상 시스템들을 말한다. 그러므로 예를 들어 의료 영상 시스템들 중 어느 하나는 먼저, 별개로 (영상 시스템의 통상적인 조작자에게) 영상 데이터로서 이용될 수 없는 투사 데이터의 형태인 원시 정보의 재구성에 의해 3차원 영상 데이터를 생성하도록 구성되어 있는 시스템이라고 할 수 있다. 예를 들어 제1 의료 영상 시스템은, X선원과 검출기가 예를 들어 초당 최대 4회전의 고속으로 환자 종축을 중심으로 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. 이는 예를 들어 일반적인 CT 장치에 해당한다. 그에 반해 다른 영상 시스템은, 2D 투사 영상 데이터, 특히 촬영부를 갖는 평면형 검출기 위에서 이차원 투사 영상 또는 X선 영상이 생성되는 2D-평면 투사 영상들의 생성을 위해 형성되는 구조를 가질 수 있다. 이는 경우에 따라서 이러한 시스템에 의해 2D 투사 영상들로부터 삼차원 영상 데이터가 재구성되는 것도 배제하지는 않는다. 그러나 예를 들어 이러한 영상 시스템은, 이것이 최대 초당 0.3회전의 속도로 환자 종축을 중심으로 회전할 수 있도록 그리고/또는 (CT 장치처럼 굴곡형 검출기와 반대로) 평면형 검출기를 갖도록 구성될 수 있다. 이에 대한 일반적인 예는 X선 혈관 조영 촬영기이다. 또한, 이 의료 영상 시스템들은 각 의료 영상 시스템으로 획득한 원시 정보 및/또는 영상 데이터가 부드러운 조직 또는 골 구조로 이루어진 기관들을 보여주는 데 특히 매우 적절하다는 점에서 구별될 수 있다. 본 발명의 의미에서 "다른" 의료 영상 시스템들은 예를 들어 단순히 검출기와 X선원의 수만이 상이한, 기술적으로 같은 영상 시스템들이 아니다.
의료 장비가 이동 메커니즘을 포함한다는 것은 장비의 모든 구성부품들이, 이 경우 양 영상 시스템 및 양 영상 시스템에 공동으로 이용되는 환자 지지 테이블이 이동 메커니즘에 의해 서로 연결되어 있으므로, 이들이 서로에 대하여 이동 메커니즘에 의해서만 이동될 수 있음을 의미한다. 다시 말해서, 이 구성부품들 중 어느 하나의 이동은 언제나 이동 메커니즘에 의해 또는 이동 메커니즘의 하나 이상의 부품에 의해 이루어진다. 이동 메커니즘은 예를 들어 영상 시스템들 중 어느 하나를 환자 지지 테이블과 결합하고 그리고/또는 양 영상 시스템을 서로 결합할 수 있다. 대안으로서 이동 메커니즘은 양 영상 시스템을 환자 지지 테이블에 결합할 수 있다. 이동 메커니즘이 직접 또는 간접으로 장비의 모든 구성부품들을 서로 연결하여 구성부품들이 서로에 대하여 이동할 수 있다는 점이 중요하다.
이동 메커니즘은 복수의 부품들을 가질 수 있으며, 개별 부품들은 서로 연결될 필요가 없으며 이동 메커니즘의 각 부품들은 장비의 모든 부품과 연결될 필요가 없다. 이동 메커니즘에 의한 장비 구성부품들의 이동은 적어도 부분적으로 손으로 이루어질 수 있으며, 그러나 바람직하게는 기계적인 이동 메커니즘은 모터에 의해, 예를 들어 유압 모터, 공압 모터, 자석 모터 또는 전기 모터에 의해 구동된다. 이 경우 장비의 구조에 따라서 공동의 구동 모터가 제공될 수 있으며, 바람직하게는 장비가 하나 이상의 구동 모터를 갖는다.
장비 또는 개별 서브 시스템 또는 장비의 개별 서브 시스템의 이용을 위해 조작자는 하나 이상의 대응 선택 조작 부재, 예를 들어 버튼, 선택 스위치, 터치스크린에 의해 또는 제공된 워크플로우 프로세스 등의 개시에 의해 명시적 선택을 할 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 조작자가 검사 대상을 (또는 특정 관심 영역(ROI)을) 영상 시스템들 중 어느 하나의 빔 경로 영역 내 일정한 위치로, 예를 들어 등선량 중심점(isocenter)으로 이동시킴으로써 조작자는 암시적인 선택을 할 수도 있다.
공동의 이동 메커니즘에 의해 환자 지지 테이블과 양 영상 시스템의 기계적 결합이 공지의 진단 영상과 공지의 치료 모니터링 영상 사이의 신속한 교환을 가능하게 하므로, 진단 후 바로 치료가 시작될 수 있으며 이의 결과가 신속하고 효과적으로 통제될 수 있다. 이동 메커니즘에 의해 다른 장비 구성부품들을 연결하여 양 영상 시스템들로 획득한 영상 데이터의 상대적으로 간단한 등록, 병합 및 추가 처리가 가능해진다.
이러한 의료 장비의 전술한 구조 때문에 환자 지지 테이블 위에 있는 대상이 최단 시간 내에, 대상의 재배치 없이, 용이하게 그리고 즉각 한 장소에서 각 X선원을 포함하는 2개의 영상 시스템에 의해 X선을 받을 수 있다. 각 영상 시스템으로 각각의 경우에 특정 영상 시스템의 세부 사항들이 대상의 내부에서 특히 매우 우수하게 강조될 수 있다.
또한, 본 발명은 각각 X선원을 포함하는 2개의 다른 의료 영상 시스템을 갖는 의료 장비에서 환자 지지 테이블 위에 있는 검사 대상 내부의 투사를 생성하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 경우 제1 의료 영상 시스템은 바람직하게는 제2 영상 시스템과 다르게 구성된 데이터 획득 장치, 즉 다르게 구성된 X선원 및 다르게 구성된 검출기를 갖는다. 이러한 방법의 경우에 제1 단계에서 환자 지지 테이블 및/또는 양 영상 시스템들 중 하나 이상이 서로 종축 방향으로 및/또는 환자 지지 테이블의 종축에 대하여 횡방향으로 이동 메커니즘에 의해 이동된다. 제2 단계에서 양 영상 시스템들 중 제1 영상 시스템의 X선원이 활성화되어, 관련 영상 시스템이 대상의 선택 영역의 원시 정보 및/또는 영상 데이터를 생성하여 처리를 위해 특정 영상 시스템의 영상 재구성 장치 및/또는 처리 장치에 자동으로 이송한다. 제3 단계에서 편집된 촬영 내용이 양 영상 시스템에 연결된 컴퓨터에 전송되어, 컴퓨터는 사전 설정 가능한 또는 사전 설정된 기준들에 따라서 영상 시스템의 촬영 내용을 처리한다. 제4 단계에서 촬영 내용들 중 하나가 자동으로 선택되고 이 내용이 볼 수 있도록 스크린에 출력된다. 이어, 제5 단계에서 제1 영상 시스템의 X선원이 비활성화되고 다른 영상 시스템의 X선원은 그외 원시 정보 및/또는 영상 데이터의 생성을 위해 활성화된다. 제6 단계에서 제2 영상 시스템의 X선원은 비활성화되고 제1 영상 시스템의 X선원은 통제 목적을 위해 다시 활성화된다. 제3 단계 내지 제6 단계는 이 방법의 사전 설정된 종료 조건이 달성될 때까지, 예를 들어 종료를 미리 제공한 제어 신호가 유저 인터페이스에 의해 수신될 때까지 반복될 수 있다.
즉, 양 X선원은 전술한 방법에 따라서 조정되어 활성화되므로, 양 X선원은 동시에 촬영될 수 없고 오히려 한 X선원은, 일정한 전제들이 충족되는 경우에만, 예를 들어 다른 X선원이 활성 상태가 아닌 경우에만, 활성화될 수 있다.
이 경우 X선원들 중 어느 하나는 항상 진단을 목적으로 원시 정보 및/또는 영상 데이터의 생성을 위해서만, 즉 대상의 내부의 실제 상태를 가급적 정확하게 나타내어 목적 대상을 식별할 수 있도록 활성화될 수 있다. 그에 반해 다른 X선원은 예를 들어 영상 데이터를 생성하는데 이용될 수 있도록, 대상의 침습 시술 시에 영상 데이터의 이용하에 대상 안으로 삽입되는 기구, 바람직하게는 의료 기구의 위치가 목적 영역과 관련하여 또는 목적 대상과 관련하여 나타날 수 있고 대상 안에서 의료 기구의 움직임이 추적될 수 있다.
본 발명에 따른 장비를 위해 이미 설명한 것처럼, 이 방법에서 이용되는 양 영상 시스템들은 바람직하게는 한편으로 CT 장치고 다른 한편으로는 X선 혈관 조영 촬영기이다.
본 발명의 그외, 특히 유리한 실시예들은 종속항들 및 하기의 상세한 설명에 제시된다. 이 경우 하나의 청구항 카테고리의 종속항들은 다른 청구항 카테고리의 종속항들과 유사하게 형성될 수도 있다.
양 영상 시스템의 검출기들 및/또는 X선원들은 작동 동안 바람직하게는 서로 평행한 회전 평면에 위치한다. 회전 평면이란 영상 시스템의 종축에 대해 횡방향으로 영상 시스템과 교차하는 평면을 말한다. 즉, 회전 평면은 이미 언급한 종축에 대해 횡방향으로 원형 라인들로 이루어지고, 이 원형 라인들에 의해 규정되는 모든 원들의 중점은 이미 언급한 종축 위에 있다. 각 원형 라인은 다시 회전 외부면의 일부를 형성하고, 양 영상 시스템들의 검출기들 및/또는 X선원들은 다른 회전 외부면의, 즉 다른 직경의 원형 라인을 따라서 평행한 회전 평면들에서 이동할 수 있다. 즉, 검출기들 및/또는 X선원들 중 하나는 예를 들어 가변적이지 않은 회전 외부면 위에서 항상 이동하는 반면, 다른 검출기/X선원은 이미 언급한 종축으로 접근 이동할 수 있으며, 이는 더 작은 직경의 원들 쪽으로 이동하거나, 이미 언급한 종축으로부터 멀어질 수 있으며, 이는 더 큰 직경의 원들 쪽으로 이동한다. 양 영상 시스템들의 검출기들 및/또는 X선원들은 다른 직경들에서 이동하면, 이들은 원칙적으로 같은 회전 평면에 배치될 수도 있다.
양 영상 시스템들의 회전 평면들은, 회전 평면들의 각각의 중앙 종축은 서로 나란하거나 서로에 대해 설정각대로 밀리도록, 서로 편심으로 배치될 수 있거나 서로에 대해 이동될 수 있다.
양 영상 시스템들은 신호들이 수신되고 송신될 수 있도록 신호 기술과 관련하여 인터페이스에 의해 서로 연결될 수 있다. 그러므로 예를 들어 양 영상 시스템들은 직접 또는 공동의 컴퓨터에 의해 신호들을 교환할 수 있으며, 이들 신호는 수신한 영상 시스템에 환자 지지 테이블과 관련하여 그리고/또는 수신하는 영상 시스템과 관련하여 전송하는 영상 시스템의 위치를 알려준다. 신호들은 수신하는 영상 시스템에 전송하는 영상 시스템의 작동 모드를 알려줄 수 있다.
세부적으로 현재의 장비 상태(예를 들어: 시작, 종료, 방사 온/오프, 위험 상황, 유지보수, 보정(calibration), 각 영상 시스템의 위치)에 대하여 양 영상 시스템들 사이에 통신이 이루어질 수 있다. 또한, 장비 내 대상의 위치와 관련한 데이터(예를 들어: 선택 ROI, 대상 이동, 방사 영역 내 ROI 또는 CT 장치 또는 X선 장치의 등선량 중심점)가 교환되고 평가될 수 있다. 끝으로 영상 처리 시스템들의 영상 데이터(예를 들어 2D 및 3D)가 교환될 수 있고, 환자 지지 테이블 및/또는 대상의 이동은 환자 지지 테이블 및/또는 영상 시스템들 및/또는 영상 시스템들의 구성부품들에서 공동의 좌표계에서 모니터링될 수 있다.
이들 정보는 수신하는 영상 시스템에 의해 직접 자신의 실제 데이터와 비교될 수 있거나 공동의 컴퓨터에 의해 전송 및/또는 수신하는 영상 시스템(들)의 예를 들어 사전 설정된 목표 데이터와 비교될 수 있다. 양 영상 시스템들 사이에 현재의 또는 임박한 상충들이 발견되면, 예를 들어 영상 시스템(들)의 이동 시퀀스들이 중단되거나 영상 시스템(들)의 작동 모드들이 변경될 수 있다. 상충이 임박한 경우 청각적 또는 시각적 신호들이 출력될 수 있으므로, 장비를 다루는 조작자는 임박한 상충에 대해 경고를 받는다.
컴퓨터 및 이 컴퓨터와 연결된 하나 또는 복수의 모니터(들)은 일반적으로 통제실에 있으며, 이 통제실은 영상 시스템들이 있는 방과 분리되어 있다. 이러한 통제실에서 조작자는 앉아서 영상 시스템들에 의해 생성된 정보들을 선택하여 영상 시스템들에 배치되어 있는 또 다른 모니터에 전달함으로써, 치료 또는 수술 동안 이 모니터를 주시할 수 있다. 대안으로서 컴퓨터는 독립적인 컴퓨터실에 또는 영상 시스템들의 주변에 배치될 수도 있다. 마찬가지로 모니터는, 특히 혈관 조영 촬영기의 경우에, 예를 들어 같은 방 안에 배치되어 예를 들어 CT 장치의 갠트리 하우징에 피봇 운동 가능하게 고정될 수 있다. 컴퓨터 및/또는 모니터의 다른 공간적 배치들 역시 가능하고 본 발명에 포함된다.
양 영상 시스템들 중 어느 하나는 이미 언급한 것처럼 X선 장치, 바람직하게는 특히 2D-평면 투사 영상들(즉 2D X선 영상 데이터)을 생성하는 X선 혈관 조영 촬영기이고 다른 영상 시스템은 특히 3D 영상 데이터의 생성을 위한 CT 장치일 수 있다. 이 경우 X선 혈관 조영 촬영기는 CT 장치의 정면쪽 단부, 더 정확하게는 CT 장치의 갠트리 하우징의 단부와 연결될 수 있다. 정면쪽 단부는 링 형상 또는 튜브 형상 CT 장치의 경우에 양 단부들 중 임의의 하나일 수 있다. 바람직하게는 환자 지지 테이블이 들어갈 수 있는 단부이다. 갠트리가 CT 장치-X선원 및 경우에 따라서는 대향 배치된 그리고/또는 오프셋 배치된 CT 장치 검출기와 함께 갠트리 하우징 내 대상 개구 둘레에서 회전하는 CT 장치의 외측 커버를 일반적으로 갠트리 하우징이라 한다.
X선 장치는 일반적으로 2개 이상의 독립적인 구성부품, 즉 X선원(X선 방사원) 및 X선 검출기를 가지며, 이들은 환자 지지 테이블의 종축과 관련하여 서로 대면하여 배치되어 있다. 그러나 X선 장치는 2개 또는 그 이상의 별도의 X선원 및 2개 또는 그 이상의 별도의 X선 검출기를 가질 수 있으며, 각각의 경우에 X선원 및 X선 검출기는 서로 대면하여 배치되어 있다. 이로써, 일정한 각도로, 예를 들어 서로 직각인 2개 또는 그 이상의 다른 평면들에서 동시에 2개 또는 그 이상의, 대상의 내부 투사 영상들이 만들어질 수 있다.
이 경우 바람직하게는 링 형상의 레일 또는 부분적으로 갠트리 하우징의 대상 개구 둘레에 연장되어 있는 레일이 갠트리 하우징 위에 고정되어 있으며, 이 레일에서 X선 장치 또는 X선 장치의 구성부품들이 이동할 수 있다. 주행 레일 또는 이동 레일이라 지칭될 수 있는 상기 레일과의 연결은, 각 하나의 연결 부재 또는 복수의 연결 부재들이 X선 장치의 구성부품들 중 각 하나와 견고하게 연결되어 레일을 따라서 구성부품들이 이동될 수 있는 방식으로 이루어질 수 있다. 그러나 이런 연결 또는 연결 부재는, X선 장치의 구성부품들이 추가로 CT 장치 또는 환자 지지 테이블의 종축에 대하여 횡방향으로 하나의 링크 내에서, 즉 환자의 CRAN/CAUD 방향에 대해 횡방향인 링크 내에서 레일 위에서 피봇 운동할 수 있도록, 더 복잡하게 형성될 수도 있다.
연결 부재는 삽통식 아암으로서 형성될 수도 있으므로, 갠트리 하우징의 단부와 X선 장치의 X선원 또는 X선 검출기 사이의 거리가 조절될 수 있다. X선 장치에 대해 고려될 수 있는 다른 자유도는, 예를 들어 연결 부재의 종축을 중심으로 한 회전일 것이다.
X선 장치에 대한 레일 또는 주행 레일은, X선 시스템의 구성부품들이 일반적으로 CT 장치 또는 환자 지지 테이블의 중앙 종축을 중심으로 원형 라인을 따라 이루어지는 이동인, 주행 레일을 따라 이루어지는 이동에 대해, 주행 레일에서 CT 장치 또는 환자 지지 테이블의 중앙 종축에 대해 같은 방향으로 또는 반대 방향으로 수평으로 그리고/또는 수직으로 추가로 이동할 수 있도록 형성되어 있다.
이는 예를 들어 X선 장치의 구성부품들과 환자 지지 테이블 또는 환자 지지 테이블 위에 있는 검사 대상 사이의 거리가 변경되거나 조절될 수 있음을 의미한다. 이 경우 X선 장치의 각 구성부품은 독립적으로 작동될 수 있는, 바람직하게는 구성부품들이 동시에 반대로 작동됨으로써, X선 장치의 구성부품들, 특히 검출기와 X선원의 거리 역시 서로 변경될 수 있다.
X선 장치가 이용되지 않으면, X선 장치가 주행 레일을 따라서 파킹 위치로 이동될 수 있으며, X선 장치는 이러한 파킹 위치에서 환자 지지 테이블에 대한 접근을 방해하지 않는다. 이를 위해 X선 장치의 구성부품들은 바람직하게는 개별적으로 이동될 수도 있으므로, 구성부품들은 정지 위치에 나란히 위치한다. 의료 장비의 구조에 따라서 환자 지지 테이블은 하나의 바람직한 액세스 측면 또는 2개의 동등한 액세스 측면을 가질 수 있다. 하나의 액세스 측면을 갖는 장비인 경우 X선 장치의 구성부품들을 위한 파킹 위치는 환자 지지 테이블에서 액세스 측면에 마주하는 측면에 위치한다. 환자 지지 테이블이 선택에 따라 양 측면으로부터 접근되는 장비인 경우에 2개의 파킹 위치가 존재하며, 이들 파킹 위치는 각각의 경우에 이용되는 액세스 측면 또는 치료 측면과 대면한다. 환자 지지 테이블이 양측에서 접근될 수 있어야 하는 경우를 위해, X선 장치의 구성부품들은, 옆으로 나란하게 보다는 오히려 상하로 나란하게, 예를 들어 환자 지지 테이블의 위에 또는 아래에 위치하도록 이동할 수 있다.
CT 장치와 X선 장치, 특히 X선 혈관 조영 촬영기 또는 X선 장치의 개별 구성부품의 연결을 통해, 양 영상 시스템들이 이동 메커니즘에 의해 거의 서로에 대한 제안 없이 동시에 또는 순차적으로 이용될 수 있다.
이동 메커니즘은 CT 장치에 적어도 다음과 같은 자유도에서 운동을 허용한다.
- 환자 지지 테이블의 종방향으로 변위 가능한 제어 또는 전체 갠트리의 종방향으로 변위가능한 제어를 포함하는, 예를 들어 바닥 레일에서 환자 지지 테이블 또는 대상의 종축을 중심으로 하는 촬영 시스템의 회전 및/또는
- 수평 방향 갠트리에 대한 환자 지지 테이블의 기울임 또는 수평 방향의 환자 지지 테이블에 대한 갠트리의 기울임에 의해 환자 지지 테이블 또는 대상의 횡축(CRANIAL/CAUDIAL)을 중심으로 하는 촬영 시스템의 선택적인 피봇 운동(경사진 조사) 및/또는
- 환자 지지 테이블의 높이 조절.
이동 메커니즘은 CT 장치와 독립적으로 X선 장치에 적어도 다음과 같은 자유도에서 운동을 허용한다.
- 환자 지지 테이블 축 또는 대상 종축(RAO-LAO)을 중심으로 하는 촬영 시스템의 앵귤레이션; 환자 지지 테이블 축 또는 선택적으로는 대상 종축(CRANIAL-CAUDIAL)을 중심으로 하는 촬영 시스템의 앵귤레이션,
- 환자 지지 테이블 또는 X선 장치의 가로 이동, 및
- 환자 지지 테이블의 수직 이동.
의료 장비를 위한 이동 메커니즘에 의해 CT 장치와 X선 장치 또는 X선 장치의 구성부품들의 조합을 통해, 진단 조치와 치료 조치 사이의 신속한 교체를 위한 최적의 전제들이 제공되어 있다. 상기 장비는 정확한 진단을 위해 순수한 3D-CT 장치-영상과 예를 들어 필요한 시술을 위한 고해상도 2D-X선-평면 영상 사이의 신속한 교체를 허용한다. 부분적으로 부정적인 영상 결과에 따라 필요한 재촬영 때문에 시간 및 비용 낭비적인 환자의 재배치가 생략될 수 있다.
작은 공간 수요로도 진단, 치료 모니터링 및 치료의 직접적인 진단 통제가 가능하다. 이를 위해 필요한 모든 자유도가 제공될 수 있는데, 즉 조작자를 지원하기 위한 기존의 표준에 맞는 CT 장치 응용 소프트웨어 또는 X선 응용 소프트웨어들이 변함없이 이용될 수 있다. CT 장치 영상에 의해 실시될 수 있는 시술(예를 들어, 절제, 천자, 생검)의 경우, 직접적으로 필요하지는 않은 X선 장치는 환자에 대한 접근 영역으로부터 제거될 수 있다.
하기에서 첨부 도면들을 참고하여 실시예들에 의해 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 의료 장비의 실시예의 측면도이다.
도 2는 도 1에 따른 의료 장비의 정면도이다.
도 3은 도 2와 같은 장비의 정면도로서, 예를 든 파킹 위치에 있는 X선 장치의 구성부품들을 포함하는 장비를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
도 2는 도 1에 따른 의료 장비의 정면도이다.
도 3은 도 2와 같은 장비의 정면도로서, 예를 든 파킹 위치에 있는 X선 장치의 구성부품들을 포함하는 장비를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
도 1에는 2개의 상이한 의료 영상 시스템들(2, 3), 즉 CT 장치(2)와 X선 장치(3)[여기에서 구체적으로는 X선-혈관 조영 촬영기(3)] 및 공동의 환자 지지 테이블(4)을 구비한 의료 장비(1)가 도시되어 있다. 실시예에서 X선 장치(3)는 제1 구성부품(5), 예를 들어 다이어프램을 포함하는 X선원(6)과, 제2 구성부품(5), 예를 들어 X선 검출기(5), 특히 플랫 패널 검출기(flat panel detector: FPD)로 이루어지고, 이 플랫 패널 검출기는 X선원(6)의 광을 집광하여 예를 들어 필름에 노광하고 그리고/또는 전자적 투사 영상을 생성하여 컴퓨터(15) 내에 저장 및/또는 스크린(16)에 출력한다.
X선 장치(3)는 환자 지지 테이블(4)을 향한 CT 장치(2)의 정면쪽 단부와 연결되어 있다. 환자 지지 테이블(4), CT 장치(2) 및 X선 장치(3)는 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)에 의해 서로 연결되어 있다. 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)에 의해 CT 장치(2)와, 구성부품들(5, 6)을 구비한 X선 장치(3)와, 환자 지지 테이블(4)은 서로에 대해 상대적으로 이동될 수 있으며, 이는 개별적으로 이후 자세하게 설명되는 화살표로 표시되어 있다.
이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)은 예를 들어 바닥 레일(8)을 가질 수 있으므로, 바닥 레일에서 CT 장치(2)가 환자 지지 테이블(4)로 접근하거나 또는 환자 지지 테이블로부터 후퇴할 수 있다. 또한, 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)은, 정면쪽에서 CT 장치(2)의 갠트리 하우징(12a)과 연결되어 있는 레일(9)을 포함하며, 일반적으로 하나 또는 복수의 CT 장치-X선원(13)과 하나 또는 복수의 CT 장치-검출기(14)가 배치되어 있는 갠트리(12)가 갠트리 하우징(12a)에 의해 둘러싸여 있다. 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)의 다른 부분들은 연결부(10과 11)를 형성하고, 이러한 연결부에서 X선원(6) 또는 검출기(5)가 레일(9)과 연결되어 있으며 이러한 연결부를 이용하여 X선원이나 검출기가 레일(9)에서 이동할 수 있다. 또한, 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)은 그외 구성부품들을 포함할 수 있다. 그러므로 예를 들어 환자 지지 테이블은, 좌표계에서 장비의 다른 부분들과 독립적으로 환자 지지 테이블을 이동시키는 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)의 또 다른 구성부품을 가질 수 있다(도시되어 있지는 않음).
CT 장치(2)에 할당되어 있는 두 화살표(a)는, CT 장치(2) 또는 적어도 구동되는 갠트리(12)가 하나의 축을 중심으로 환자 지지 테이블(4)에 대하여 횡방향으로 피봇 운동될 수 있으며, 상기 갠트리는 CT 장치(2)의 X선원(들)(13)과 검출기(들)(14)을, 작동 동안 CT 장치(2) 안으로 또는 CT 장치(2)의 갠트리 하우징(12a) 내 개구(7) 안으로 들어오는 환자 지지 테이블(4) 위의 대상과 함께 데이블의 종축을 중심으로 회전시키는 것을 보여준다. 이 경우 CT 장치 등선량 중심점을 중심으로 갠트리(12)의 피봇 운동 각도는 예를 들어 갠트리 하우징(12a)에 의해 제한된다. 최대 피봇 운동 각도 범위는 임의의 값을 가질 수 있다. 이러한 피봇 운동 각도 범위는 양 피봇 운동 방향 중 하나 이상이 5도 이상, 바람직하게는 30도 이상, 특히 바람직하게는 45도 이상이다. 이 경우 최대 피봇 운동 각도 범위는 예를 들어 ±30도로 대칭적일 수 있거나, 예를 들어 +30도와 -10도로 비대칭적일 수도 있다.
이 실시예의 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)은, CT 장치(2)가 환자 지지 테이블(4)로 접근하거나 또는 환자 지지 테이블로부터 후퇴할 수 있는 이미 언급한 바닥 레일(8)도 포함한다. 이와 같은 이동은 화살표(b)에 의해 표시되어 있다.
X선 장치(3) 또는 구성부품(5, 6)은 가이드 레일(9)에 의해 CT 장치(2)와 연결되어 있다. 이러한 가이드 레일(9)에서 구성부품(5, 6)은 CT 장치(2)의 갠트리 하우징(12a) 내 개구(7)(측정 공간)에 대해 상하로 이동할 수 있으며, 이는 화살표(c)로 표시되어 있다.
화살표(d)는 구성부품(5, 6) 및 CT 장치(2)의 갠트리가 환자 지지 테이블(4)에 대하여 횡방향으로 있는 축을 중심으로 피봇 운동할 수 있음을 보여주며, 즉 환자 지지 테이블(4) 위에 있는 대상이 환자이면, CRAN/CAUD 방향(Cranial → 머리 / Caudal → 발)으로의 피봇 운동을 보여준다. 축(c)의 이동에 의해 SID(Source Image Distance: 검출기에 대한 X선 광의 거리)가 변경될 수 있다. 각각의 경우에 화살표(e)는 구성부품(5, 6)이 연결부(10, 11)에서 CT 장치(2)에 대해 수평으로 나오거나 들어가며 서로 어긋날 수 있음을 보여준다.
환자 지지 테이블(4)에 할당되어 있는 화살표들(f, g 및 h)은 환자 지지 테이블(4)(예를 들어 테이블 다리에 있는 상부)이 종축을 따라서 이동하고(화살표 f), 종축에 대하여 횡방향으로(화살표 g) 이동하며 상하로 상승 또는 하강될 수 있음을(화살표 h) 의미한다. 이 경우 이동 구성부품이 종방향(화살표 f)으로 및/또는 이동 구성부품이 횡방향(화살표 g)으로 및/또는 이동 구성부품이 상하로(화살표 h) 이동할 때 이들 이동은 차례로 실시될 필요가 없으며 오히려 환자 지지 테이블(4)이 출발 위치로부터 최종 위치로 최단 경로로 이동할 수 있다.
도 2에는 환자 지지 테이블(4)의 정면도로서 도 1에 따른 장비(1)가 도시되어 있다. CT 장치(2)의 갠트리 하우징(12a)의 중앙에 개구(7) 또는 측정 공간이 형성되어 있어, 이 안으로 환자 지지 테이블(4)이 들어올 수 있다. 이를 위해 바닥 레일(8)에서 CT 장치(2)는 환자 지지 테이블(4) 쪽으로 접근하고 그리고/또는 환자 지지 테이블(4)이 역시 레일(9)에서 또는 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)의 독립적인 구성부품에 의해 CT 장치(2) 쪽으로 접근할 수 있다. 그외에도 도 1에서 알 수 있는 것처럼, 구성부품(5, 6)은 수직으로 위로 또는 수직으로 아래로 이동할 수 있다(화살표 c). 추가로 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 구성부품(5, 6)은 주행 레일(9)에서 CT 장치(2)의 갠트리 하우징(12a)의 개구(7) 둘레를 이동할 수 있는데(화살표 i), 즉 환자인 경우 RAO(Right Anterior Oblique)/LAO(Left Anterior Oblique)축을 중심으로 이동할 수 있다는 것이다. 그외에도 구성부품들은 횡방향으로, 즉 CT 장치(2)의 종축에 대해 횡방향으로 이동할 수 있다(화살표 k).
X선 장치(3) 또는 조영 촬영기-X선 기기(3)가 한 쌍 이상의 X선원/검출기를 가질 수도 있으므로, 예를 들어 동시에 투사 영상들이 2개의 시점 방향으로부터 생성될 수 있다. 제2 X선원/검출기 쌍의 구성부품들은 (또는 그외 구성부품들은) 역시 이동 메커니즘에 의해 갠트리 하우징과 연결될 수 있으며, 특히 같은 주행 레일이 이용될 수도 있다.
도 3에는 X선 장치(3)의 구성부품(5, 6)이 예를 들어 파킹 위치에 있는 도 2의 장비(1)가 도시되어 있으며, 파킹 위치에서는 환자 지지 테이블(4)이 한쪽에서 자유롭게 접근할 수 있다. 이러한 위치에 이르도록, 구성부품(5)은 주행 레일(9)을 따라서 시계 방향으로 약 90도만큼 이동해 있는 반면, 구성부품(6)은 시계 반대 방향으로 약 140도만큼 이동해 있다.
도 4에는 뇌졸증 환자의 진단 및 치료를 지원하기 위한 장비(1)의 가능한 워크플로우가 개략적으로 도시되어 있다.
환자가 병원으로 이송되고(A), 환자 데이터가 기록되며(B), 환자가 본 발명에 따른 장비(1)의 환자 지지 테이블(4) 위에 지지된다.
이 방법은, 환자 지지 테이블(4)이 환자와 함께 정확한 위치에 놓이고 경우에 따라서는 레이저 또는 다른 보조 수단에 의해 시작점이 CT 스캔을 위한 관심 영역(ROI) 내 또는 관심 영역에서 고정되는(C) 것에서 시작한다.
다음 단계(D)에서 이제 CT 스캔 및 획득한 데이터의 처리가 컴퓨터(15)에서 이루어지고 경우에 따라서는 처리된 데이터의 출력이 스크린(16) 상에서 이루어진다.
그 후 진단이 음성인지(D2), 진단이 최소 침습 시술을 요하는 손상인지 또는 외과적 시술을 요하는 심각한 손상이 있는지(D3)를 결정하는 진단(D1)이 의사에 의한 데이터 분석에 의해 나온다. "D2"의 경우에 환자는 퇴원되거나 또는 추가 검사를 위해 다른 부서로 보내질 수 있다. "D3"의 경우에 환자는 픽업되어 수술을 받는다. 그렇지 않으면 최소 침습 시술, 예를 들어 최소 침습 혈전 절제술이 카테터 액세스에 의해 현장에서 준비되어 바로 실시될 수 있다(E).
환자는 이제 시술을 위해 X선 혈관 조영 촬영기(3)에 할당되는데, 즉 예를 들어 환자 지지 테이블(4)이 이동하여 관심 영역(ROI)이 X선 조영 촬영기(3)의 X선원(6)의 영역에 위치한다(F).
이제, 이러한 위치에서 최소 침습 시술, 예를 들어 카테터 혈전 절제술이 X선 혈관 조영 촬영기(3)에 의해 실시된다. 이 경우 필요에 따라서 여러 각도에서 검사들이 이루어질 수 있다(G).
X선 혈관 조영 촬영기(3)에 의해 획득한 데이터 역시 처리를 위해 컴퓨터(15)로 전송되고, 경우에 따라서는 CT 장치(2)의 처리 데이터와 함께 등록되어 스크린(16)에 출력된다.
시술 후 환자 지지 테이블(4)은 다시 진단 위치로 이동될 수 있고, 즉시 시술 성공 통제가 CT 장치(2)(H)에서 또는 스크린(16)(H)에서 이루어질 수 있다.
이와 같은 성공 통제(I) 시에 손상들, 예를 들어 혈전이 확인되면, 즉시 최소 침습 시술(H)이 후속하는 추가적 성공 통제(I)와 함께 이루어진다.
평가가 긍정적이면, 방법에 대한 종료 조건이 충족되어, X선 장치(3)는 파킹 위치로 이동될 수 있으며(K) 치료가 종료된다.
끝으로, 한번 더 주지되는 바에 따르면, 앞에서 자세하게 설명한 구조들 및 설명한 방법 절차는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 당업자에 의해 수정될 수 있는 실시예들이라는 것이다. 특히 도시된 장비는 임의의 그외 구성부품들 및 장치들을 가질 수 있는, 예를 들어 X선 장치의 표유 방사선에 대한 보호 벽들 또는 보호 커튼들을 가질 수 있다. "부정 관사(a)" 개념은 한정적으로 이해될 수 없다는 것이 전체 설명 및 청구항들에 적용된다. 이 개념이 수치 데이터로서 생각하면, 이는 상세한 설명에서 그리고 청구항들에서 예를 들어 "단일의"와 같은 개념들을 통해 분명하게 이해될 수 있다. 즉, 상세한 설명 내 "부정 관사" 개념은 "하나 이상"으로서 판독될 수 있지만 반드시 판독되지는 않는다. 그외에 지적할 점으로서 상기 방법이 예를 들어 뇌졸증 환자에 대하여 설명되었을지라도, 이의 적용은 그와 같은 응용에 한정되지 않고 오히려 예를 들어 종양 환자 등에서처럼 다른 응용들에도 유리하게 적합하다. 본 발명은 사람 환자에 이용될 수 있을 뿐만 아니라 동물들의 처치를 위해 그리고 다른 대상들, 예를 들어 이 경우 미라의 검사를 위해 유용하게 이용될 수 있다.
Claims (13)
- - 2개의 다른 의료 영상 시스템(2, 3),
- 환자 지지 테이블(4), 및
- 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)을 포함하는, 대상 내부의 투사 영상들을 생성하기 위한 의료 장비로서, 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)은 2개의 영상 시스템(2, 3)을 환자 지지 테이블(4)에 대해 그리고/또는 서로에 대해 함께 또는 개별적으로 이동하는 데 적합하며,
각 영상 시스템(2, 3)은 하나 이상의 검출기(14)와 하나 이상의 X선원(13)을 가지며 2개의 영상 시스템(2, 3)은 신호 기술적으로 인터페이스에 의해 서로 연결되어 있으며 환자 지지 테이블(4)에 대한 영상 시스템(2, 3) 중 어느 하나의 위치 및/또는 서로에 대한 위치 및/또는 영상 시스템(2, 3) 중 어느 하나의 작동 모드들과 관련한 신호들을 교환하는 의료 장비. - 제1항에 있어서, 양 영상 시스템(2, 3)의 검출기들(14, 5) 및/또는 X선원들(13, 6)은 같은 회전 평면들에 또는 서로 평행한 회전 평면들에 배치되어 있는 의료 장비.
- 제1항 및 제2항에 있어서, 양 영상 시스템(2, 3) 중 하나 이상의 영상 시스템 안에서 검출기(5)와 X선원(6) 사이의 거리는 서로에 대해 상대적으로 변경될 수 있는 의료 장비.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 영상 시스템들 중 하나(2)는 3D-X선 데이터를 생성하고 다른 영상 시스템(3)은 환자 지지 테이블(4) 위에 있는 대상의 2D-평면 투사 영상들을 생성하는 의료 장비.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 영상 시스템들 중 하나(3)는 X선 장치(3)이고 다른 영상 시스템(2)은 CT 장치(2)인 의료 장비.
- 제5항에 있어서, X선 장치(3)는 CT 장치(2)의 정면쪽 단부와 연결되어 있는 의료 장비.
- 제6항에 있어서, 주행 레일(9)은 갠트리 하우징(12a)과 연결되어 있으며, X선 장치(3)는 주행 레일(9)과 이동 가능하게 연결되어 X선 장치(3)가 주행 레일(9)에서 CT 장치(2)에 대해 이동할 수 있는 의료 장비.
- 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, X선 장치(3)는 독립적으로 이동할 수 있는 2개의 구성부품들(5, 6)을 가지며, 이들 두 구성부품은 독립적인 연결부(10, 11)에 의해 CT 장치(2)와 연결되어 있는 의료 장비.
- 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, X선 장치(3)의 양 구성부품(5, 6)은 주행 레일(9)과 연결되어 있으므로, 양 구성부품은 주행 레일(9)에서 환자 지지 테이블(4)의 중앙 종축에 대하여 적어도 같은 방향으로 또는 반대 방향으로 수평으로 및/또는 수직으로 및/또는 원형 라인에서 환자 지지 테이블(4)의 중앙 종축을 중심으로 이동할 수 있는 의료 장비.
- 제9항에 있어서, 양 구성부품(5, 6)은, 구성부품(5, 6)이 바람직하게는 환자 지지 테이블(4)의 한 측면에서 나란하게 있는 파킹 위치까지, 주행 레일(9)에서 환자 지지 테이블(4)의 종축을 중심으로 이동될 수 있는 의료 장비.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 양 영상 시스템(2, 3)의 검출기들(5, 14)과 X선원들(6, 13)은, 환자 지지 테이블(4)의 종방향 연장부에 대하여 횡방향으로 축을 중심으로 피봇 운동 각도 범위 내에서 피봇 운동될 수 있도록 형성되며 그리고/또는 장비(1)에 배치되어 있는 의료 장비.
- 제1항 내지 제11항에 있어서, 피봇 운동 각도 범위가 양 피봇 운동 방향 중 하나 이상의 방향에서 5도 이상인, 바람직하게는 30도 이상인, 특히 바람직하게는 45도 이상인 의료 장비.
- 각각 X선원(6, 13)을 갖는 2개의 다른 의료 영상 시스템(2, 3)을 포함하는 의료 장비(1)에서 환자 지지 테이블(4) 위에 있는 검사 대상의 내부의 투사 영상의 생성 방법으로서,
(i) 환자 지지 테이블(4) 및/또는 양 영상 시스템(2, 3) 중 하나 이상을 이동 메커니즘(8, 9, 10, 11)에 의해 서로에 대해 종축 방향으로 그리고/또는 환자 지지 테이블(4)의 종축에 대해 횡방향으로 이동하는 단계,
(ii) 양 X선원(6, 13) 중 제1 X선원을 활성화하는 단계로서, 양 영상 시스템(2, 3) 중 하나는 대상의 선택 영역의 원시 정보 및/또는 영상 데이터를 생성하여 편집하기 위해 특정 영상 시스템의 영상 재구성 장치 및/또는 영상 처리 장치로 보내는 단계,
(iii) 양 영상 시스템(2, 3)과 연결된 컴퓨터(15)에 처리된 촬영 내용을 자동으로 전송하거나 수동으로 여기하여 전송하고, 컴퓨터가 사전 설정 가능한 또는 사전 설정된 기준들에 따라서 영상 시스템(2, 3)의 촬영 내용을 처리하는 단계,
(iv) 촬영 내용들 중 어느 하나를 자동으로 선택하거나 수동으로 여기하고 선택하여 보기 위해 선택된 촬영 내용을 스크린(16)에 출력하는 단계,
(v) 제1 X선원(6, 13)을 비활성화하고 다른 영상 시스템(2, 3)의 제2 X선원(6, 13)을 활성화하여 다른 원시 정보 및/또는 영상 데이터를 생성하는 단계,
(vi) 제2 X선원(6, 13)을 비활성화하고 제1 X선원(6, 13)을 활성화하여 통제 목적을 위해 다른 원시 정보 및/또는 영상 데이터를 생성하는 단계,
(vii) 종료 조건의 달성 시까지 단계(iii) 내지 단계(vi)를 반복하는 단계로서, 2개의 영상 시스템(2, 3)이 신호 기술적으로 인터페이스에 의해 서로 연결되어 환자 지지 테이블(4)에 대한 영상 시스템(2, 3) 중 어느 하나의 위치 및/또는 서로에 대한 위치 및/또는 영상 시스템(2, 3) 중 어느 하나의 작동 모드와 관련한 신호들을 교환하는 단계를 포함하는, 영상 생성 방법.
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