KR20140050634A - 중재적 영상 - Google Patents

중재적 영상 Download PDF

Info

Publication number
KR20140050634A
KR20140050634A KR1020147001655A KR20147001655A KR20140050634A KR 20140050634 A KR20140050634 A KR 20140050634A KR 1020147001655 A KR1020147001655 A KR 1020147001655A KR 20147001655 A KR20147001655 A KR 20147001655A KR 20140050634 A KR20140050634 A KR 20140050634A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image data
image
instrument
ray emitting
patient
Prior art date
Application number
KR1020147001655A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101697617B1 (ko
Inventor
패트릭 에이. 헬름
Original Assignee
메드트로닉 내비게이션, 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 메드트로닉 내비게이션, 인코퍼레이티드 filed Critical 메드트로닉 내비게이션, 인코퍼레이티드
Publication of KR20140050634A publication Critical patent/KR20140050634A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101697617B1 publication Critical patent/KR101697617B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/12—Arrangements for detecting or locating foreign bodies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4007—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/481—Diagnostic techniques involving the use of contrast agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/482—Diagnostic techniques involving multiple energy imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/486—Diagnostic techniques involving generating temporal series of image data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4405—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis the apparatus being movable or portable, e.g. handheld or mounted on a trolley
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/508—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for non-human patients

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

복수의 방출 부를 포함하는 어레이 이미터는 이미터 어레이의 모든 부로부터 방사선을 작동시키거나 방출하기보다는 이미터 어레이로부터 x-선 방사선과 같은, 선택된 에너지를 개별적으로 방출하도록 사용될 수 있다. 따라서, 이미터 어레이 내의 복수의 셀의 제공, 및 개별 셀들로부터의 x-선들의 선택적인 방출은 선택된 이미지 데이터를 획득하기 위하여 어던 셀들로 x-선들을 방출하는지의 선택을 허용할 수 있다. 자동 선택을 포함하여, 에너지를 방출하기 위하여 어떤 부들을 작동시킬 것인지의 선택을 위한 과정이 개시된다.

Description

중재적 영상{INTERVENTIONAL IMAGING}
본 발명은 중재적 시술(interventional procedure)들에 관한 것으로서, 특히 대상을 영상화하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 섹션은 반드시 종래 기술은 아닌 본 발명과 관련된 배경 정보를 제공한다.
수술들은 인간 해부 또는 다른 동물 해부들과 같은, 다양한 대상들과 구조체들 상에서 실행될 수 있다, 그러나 수술은 일반적으로 개방형 수술 도는 폐쇄형 수술이거나 혹은 덜 침습성(invasive) 수술일 수 있다. 개방형 수술에서, 이는 대상의 해부는 의사가 볼 수 있도록 열려 있다. 그러나, 덜 침습성 수술에서, 이는 대상의 내부 부들이 액세스 또는 관찰을 줄이거나 최소화하도록 선택될 수 있다. 따라서, 덜 침습적 수술을 실행하는데 도움을 주기 위하여 영상을 사용하도록 선택될 수 있다.
대상의 이미지들은 대상의 내부 구조를 나타냄으로써 수술을 실행하는데 도움을 주도록 사용될 수 있다. 다양한 추적 및 내비게이션 시스템들은 이미지에 대하여 아이콘(icon)을 배치함으로써 구조에 대한 기구의 위치를 배치하고 나타내는데 도움을 주도록 사용될 수 있다. 예를 들면, 기구를 나타내는 아이콘은 대상에 대한 기구의 위치를 나타내기 위하여 대상의 구조의 이미지에 중첩될 수 있다.
기구는 대상에 대한 다양한 입구 위치들, 각도들, 및 깊이들로 대상에 통과될 수 있다. 이미지들은 대상 내의 기구의 선택된 위치를 확인하는데 도움을 주기 위하여 대상으로부터 획득될 수 있다. 따라서, 대상의 이미지 데이터는 수술의 실행 전에 또는 수술 동안에 획득될 수 있다.
본 섹션은 본 발명의 일반적인 요약을 제공하며, 그것의 전체 범위 또는 모든 특징들의 포괄적인 내용은 아니다.
선택된 수술 동안에, 대상의 이미지들이 획득될 수 있다. 대상의 이미지들은 외과 수술 동안에 획득되는 환자의 이미지들을 포함할 수 있다. 예로서, 외과 수술 동안에 카테터(catheter)는 환자의 맥관계(vascular system)를 통하여 이동될 수 있으며 환자 내의 카테터의 위치를 보거나 나타내기 위하여 이미지들이 획득될 수 있다. 이미지들은 자기 공명 영상법(MRI), 컴퓨터 단층촬영법, 또는 형광투시법(fluoroscopy)과 같은 적절한 영상 양상들을 포함한다.
형광투시법과 같은, 다양한 영상 기술의 사용, 환자 내의 카테터의 위치의 획득 도는 결정은 환자에 대한 영상 장치의 이동을 포함할 수 있다. 대안으로서, 이는 이미터 부(emitter portion) 모두로의 환자의 조사(irradiation)를 필요로 할 수 있다. 그러나, 다양한 실시 예들에 따르면, 어레이 이미터는 이미터 어레이의 모든 셀로부터 방사선을 작동시키거나(power) 방출하기보다는 이미터 어레이로부터 x-선 방사선을 개별적으로 방출하도록 사용될 수 있는 복수의 방출 부 또는 셀을 포함할 수 있다. 따라서, 이미터 어레이 내의 복수의 셀의 제공, 및 개별 셀들로부터의 x-선들의 선택적 방출은 선택된 이미지 데이터를 획득하기 위하여 어떤 셀들로부터 x-선들을 방출하는지의 선택을 허용할 수 있다.
수술은 또한 환자를 통한 카테터의 이동을 포함할 수 있다. 따라서, 카테터의 일부는 환자에 대하여 이동할 수 있거나 또는 적어도 연속적으로 이동할 수 있다. 예를 들면, 일단 카테터가 환자의 맥관구조의 일부를 통과하면, 일반적으로 카테터는 환자의 맥관구조 내에 남아 있을 것이며 카테터의 팁(tip) 또는 리딩 단부(leading end)만이 시간에 따라 환자에 대하여 위치를 바꿀 것이다. 따라서, 카테터의 리딩 단부 또는 카테터의 리딩 단부가 이전의 이미지 획득 다음으로 이동하도록 선택되는 것과 같이, 시간에 따라 변할 영역만을 이미지화하도록 선택될 수 있다. 게다가, 맥관구조의 부들을 이미지화하기 위하여 콘트라스트(contrast)가 사용될 수 있다. 따라서, 조영제가 아직 통과되지 않거나 들어가지 않은 환자의 부들만을 이미지화하도록 선택될 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 계획 알고리즘과 수술의 개요이다.
도 2는 다양한 실시 예들에 따른 이미터 어레이 및 검출기 어레이의 개략적인 도면이다.
도 3a는 첫 번째에서 획득한 이미지 데이터의 개략적인 도면이다.
도 3b는 두 번째에서 기구의 이미지 데이터의 개략적인 도면이다.
도 4a는 첫 번째에서 조영제(contrast agent)로의 대상의 이미지 데이터의 획득의 개략적인 도면이다.
도 4b는 두 번째에서 조영제로의 대상의 이미지 데이터의 획득의 개략적인 도면이다.
도 5는 부가적인 이미지 획득 영역들을 결정하는 방법을 도시한 플로차트이다.
일부 도면들을 통하여 상응하는 참조 번호들은 상응하는 부품들을 나타낸다.
이제 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시 예들이 더 완전히 설명될 것이다.
본 발명은 일반적으로 인간 대상을 포함할 수 있는, 대상에 대한 수술의 실행에 관한 것이다. 그러나, 대상은 대상의 외부로부터 대상의 내부로 기구를 이동시키도록 수술이 계획되거나 실행될 수 있는 어떠한 적절한 대상도 포함할 수 있다. 대상은 다양한 생물 또는 무생물 대상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이는 내부 부분들에 도달하기 위하여 시스템의 상당한 부분들을 제거하지 않고 자동차 또는 전지 시스템의 외부로부터 쉘 또는 케이싱으로 기구를 이동시키도록 선택될 수 있다. 선택된 대상 시스템의 이미지들은 획득될 수 있으며 궤도들은 무생물 대상 내의 선택된 부품의 수선 또는 제거와 같이, 대상의 외부로부터 내부로 기구를 이동시키고 기능을 실행하도록 계획될 수 있다. 따라서, 본 발명의 대상은 인간 신체에 대한 수술을 실행하는 것으로 한정되는 것이 아니라, 일반적으로 어떠한 적절한 대상의 수술 및/또는 영상화에 관한 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 다양한 수술들을 위하여 사용될 수 있는 내비게이션 시스템(10)의 개요를 나타내는 다이어그램이다. 내비게이션 시스템(10)은 임플란트 또는 기구와 같은, 아이템의 위치를 추적하도록 사용될 수 있다. 의사 또는 임상의(28)와 같은, 사용자는 수술을 실행하거나 수술을 실행하는데 도움을 줄 수 있다. 내비게이션 시스템(10)은 가이드 와이어(guide wire), 관절경 시스템(arthroscopic system), 절제 기구, 스텐트(stent) 삽입, 정형외과용 임플란트, 척추 임플란트, 뇌심부 자극(deep brain stimulation) 프로브들 등을 포함하는, 어떠한 형태의 기구, 임플란트, 또는 전달 시스템도 내비게이트하도록 사용될 수 있다. 기구 또는 영상 장치의 비-수술 또는 비-인간 중재를 추적하기 위하여 비-인간 또는 비-수술 과정들이 또한 내비게이션 시스템(10)을 사용할 수 있다. 게다가, 기구들은 신체의 어떠한 영역도 내비게이트하거나 매핑하도록 사용될 수 있다. 내비게이션 시스템(10)과 다양한 추적된 아이템들은 일반적으로 최소의 침습 수술 또는 개방 수술인 것과 같은, 어떠한 적절한 수술에서도 사용될 수 있다.
내비게이션 시스템(10)은 환자의 수술-전, 수술-간, 수룰-후, 또는 실시간 이미지 데이터를 획득하도록 사용되는 영상 시스템(20)과 협력하거나 또는 이를 통합하여 포함할 수 있다. 그러나, 어떠한 적절한 대상도 영상화되지 않을 수 있으며, 대상에 대하여 어떠한 적절한 수술도 실행되지 않을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 내비게이션 시스템(10)은 환자(22)의 위치들을 결정하기 위하여 여기서 설명되는 것과 같은, 다양한 추적 장치를 추적하도록 사용될 수 있다. 추적된 환자(22)의 위치들은 디스플레이가 내비게이션 시스템(10)으로 사용될 수 있는 이미지들을 결정하거나 또는 선택하도록 사용될 수 있다.
영상 시스템(20)은 미국 콜로라도주 루이빌에 사업장이 있는 Medtronic Navigation사에 의해 판매되는 O-Arm
Figure pct00001
영상 시스템을 포함할 수 있다. 영상 시스템(20)은 일반적으로 이미지 캡쳐 부(image capturing portion, 26)을 둘러싸는 환상(annular) 갠트리 하우징(24)과 같은 영상화 부(portion)들을 포함한다. 이미지 캡쳐 부(26)는 하나 또는 그 이상의 x-선 방출 소스(200) 및 x-선 수신 또는 이미지 수신 어레이 부(202)를 갖는 x-선 소스 또는 방출 어레이 부를 포함할 수 있다. 방출 부(200)와 이미지 수신 부(202)가 도 2에 개략적으로 도시된다. 방출 부(200)와 이미지 수신 부(202)는 일반적으로 서로로부터 약 180도 떨어져 위치되거나 및/또는 이미지 캡쳐 부(26)의 트랙(28)에 대하여 로터(도시되지 않음) 상에 장착될 수 있다. 이미지 캡쳐 부(26)는 이미지 획득 동안에 360도 회전하도록 작동될 수 있다. 이미지 캡쳐 부(26)는 중심점 또는 축 주위를 회전할 수 있으며, 이는 환자(24)의 이미지 데이터가 다중 방향 또는 다중 면들로부터 획득되도록 허용한다. 디양한 실시 예들에서 각각의 방출 부(200) 및 수신 부(202)는 중심 또는 축 주위로 약 180도 형성할 수 있다.
영상 시스템(20)은 미국특허 제 7,188,998; 7,108,421; 7,106,825; 7,001,045; 및 6,940,921에 개시된 것들을 포함하며, 이들은 모두 여기에 참조로써 통합된다. 그러나, 영상 시스템(20)은 일반적으로 대상(22)에 대하여 이미지 데이터를 캡쳐하도록 작동될 수 있는 어떠한 영상 시스템과도 관련될 수 있다. 영상 시스템(20)은 예를 들면, C-암 형광투시 영상 시스템, 및 또한 환자(22)의 3차원 이미지들을 발생시키도록 사용될 수 있는 컴퓨터 지형 영상장치(computer topography imager)들을 포함할 수 있다.
환자(22)는 수술 테이블(30) 상에 고정될 수 있으나, 테이블(30)에 고정될 필요는 없다. 테이블(30)은 복수의 스트랩(strap, 32)을 포함한다. 스트랩들(32)은 테이블(30)에 대하여 환자(22)를 고정하기 위하여 환자(22) 주위에 고정될 수 있다. 수술 테이블(30) 상의 고정 위치로 환자(22)를 위치시키기 위하여 다양한 장치들이 사용될 수 있다. 그러한 환자 위치결정 장치들의 예들이 "An Integrated Electromagnetic Navigation and Patient Positioning Device"라는 발명의 명칭으로 2004년 10월 7일에 미국특허출원 공보 2004-0199072로서 공개된, 미국특허출원 제 10/405,068에서 설명되며, 이는 여기에 참조로써 통합된다. 다른 알려진 장치들은 Mayfield
Figure pct00002
클램프를 포함한다.
내비게이션 시스템(10)은 적어도 하나의 추적 시스템을 포함한다. 추적 시스템은 적어도 하나의 로컬라이저(localizer)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 추적 시스템은 전자기 로컬라이저(38)를 포함할 수 있다. 추적 시스템은 환자(22)에 대하여 또는 내비게이션 공간 내의 기구들을 추적하도록 사용될 수 있다. 내비게이션 시스템(10)은 여기서 설명되는 것과 같이, 추적되는 기구들의 위치들을 나타내기 위하여 영상 시스템(20)으로부터의 이미지 데이터와 추적 시스템으로부터의 정보를 사용할 수 있다. 추적 시스템은 또한 전자기 로컬라이저(38)에 더하여 및/또는 전자기 로컬라이저(38)를 대신하여 광학 로컬라이저(40)를 포함하는 복수 형태의 추적 시스템을 포함할 수 있다. 전자기 로컬라이저(38)가 사용될 때, 전자기 로컬라이저(38)는 전자기 컨트롤러(44)와 통신하거나 또는 전자기 컨트롤러(44)를 통하여 통신할 수 있다. 전자기 컨트롤러(44)와의 통신은 유선 또는 무선이다.
광학 추적 로컬라이저(40)와 전자기 추적 로컬라이저(38)는 다수의 기구들을 추적하기 위하여 함께 사용될 수 있거나 또는 동일한 기구를 중복으로 추적하기 위하여 함께 사용될 수 있다. 여기서 뒤에 설명되는 것들을 포함하는, 다양한 추적 장치들이 추적될 수 있으며 출력 시스템을 디스플레이 장치와 같이 디스플레이, 아이템의 위치로 출력하도록 허용하기 위하여 내비게이션 시스템(10)에 의해 사용될 수 있다. 간단히 설명하여, 추적 장치들은 수술실의 선택된 부분들이 광학 로컬라이저 및/또는 전자기 로컬라이저를 포함하는, 적절한 추적 시스템으로 서로에 대하여 추적되도록 허용하기 위하여, 환자 또는 참조 추적 장치(48, 또한 환자(22)를 추적하기 위한 동적 참조 프레임(dynamic reference frame, DRF)으로 언급되는), 영상 장치 추적 장치(50, 영상 장치(20)를 추적하기 위한), 및 기구 추적 장치(52, 기구(60)를 추적하기 위한)를 포함할 수 있다. 참조 추적 장치(48)는 환자 내에 또는 표면 상에 위치될 수 있거나 혹은 흉부 근처와 같은, 골 또는 피부에 연결될 수 있거나 혹은 환자(22)의 심장(62)의 조직에 연결될 수 있다.
추적 장치들(48, 50, 52) 중의 어떠한 것은 각각의 추적 장치를 추적하기 위하여 사용되는 추적 로컬라이저에 따라, 광학 또는 전자기 추적장치들일 수 있거나 혹은 모두일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한 내비게이션 시스템(10)과 어떠한 적절한 추적 시스템도 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 대안의 추적 시스템들은 레이더 추적 시스템들, 음향 추적 시스템들, 초음파 추적 시스템들 등을 포함할 수 있다. 각각의 서로 다른 추적 시스템들은 각각의 추적 양상으로 작동될 수 있는 각각의 서로 다른 추적 장치들과 로컬라이저들일 수 있다. 또한, 서로 다른 추적 양상들은 그것들이 서로 방해하지 않는 한(예를 들면, 불투명 부재는 광학 로컬라이저(40)의 카메라 화면을 차단한다) 동시에 사용될 수 있다.
바람직한 전자기 추적 시스템은 미국 콜로라도주 루이빌에 사업장이 있는 Medtronic Navigation사에 의해 판매되는, STEALTHSTATION
Figure pct00003
AXIEMTM Navigation System을 포함할 수 있다. 바람직한 추적 시스템들은 또한 "METHOD AND APPARATUS FOR SURGICAL NAVIGATION"이라는 발명의 명칭으로 2010년 7월 6일에 등록된, 미국특허 제 7,751,865; "Position Location System"이라는 발명의 명칭으로 1999년 6월 22일에 등록된 미국특허 제 5,913,820 및 "Method and System for Navigating a Catheter Probe"라는 발명의 명칭으로 1997년 1월 14일에 등록된, 미국특허 제 5,592,939에서 설명되며, 이들 모두는 여기에 참조로써 통합된다.
또한 전자기 추적 시스템들을 위하여, 전자기 로컬라이저(38)에 의해 발생되는 전자기장 내의 외곡(distortion)들을 차단하거나 보상하기 위하여 차단 또는 왜곡 보상을 제공할 필요가 있을 수 있다. 바람직한 차단 시스템들은 2010년 9월 14일에 등록된 미국특허 제 7,797,032 및 2004년 6월 8일에 등록된 미국특허 제 6,747,539에 설명되는 것들을 포함하며, 왜곡 보상 시스템들은 미국특허출원 공보 제 2004/0126803으로서 공개된, 2004년 1월 9일에 출원된 미국특허 제 10/649,214에 개시된 것들을 포함할 수 있으며, 이들 모두는 여기에 참조로써 통합된다.
전자기 추적 시스템과 함께, 로컬라이저(38)와 다양한 추적 장치들이 전자기 컨트롤러(44)를 통하여 통신할 수 있다. 전자기 컨트롤러(44)는 다양한 증폭기, 필터, 전기적 절연, 및 다른 시스템들을 포함할 수 있다. 전자기 컨트롤러(44)는 또한 추적을 위한 전자기장을 방출하거나 또는 수신하기 위하여 로컬라이저(40)의 코일들을 제어할 수 있다. 그러나, 전자기 컨트롤러(44)에 직접적으로 결합되는 것과 반대로, 여기에 참조로써 통합되는, "Surgical Communication Power System"이라는 발명의 명칭으로 2002년 11월 5일에 등록된 미국특허 제 6,474,341에 개시된 것과 같은, 무선 통신 채널이 사용될 수 있다.
추적 시스템은 또한 미국 콜로라도주 루이빌에 사업장이 있는 Medtronic Navigation사에 의해 판매되는, 광학 로컬라이저(40)와 유사한 광학 로컬라이저를 갖는 STEALTHSTATION
Figure pct00004
TRIA
Figure pct00005
, TREON
Figure pct00006
, 및/또는 S7TM Navigation System을 포함하는, 어떠한 적절한 추적 시스템일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또 다른 대안의 추적 시스템들은 Wittkampf 등에 의해 "Catheter Location System and Method"라는 발명의 명칭으로 1999년 11월 9일에 등록된 미국특허 제 5,983,126에 개시되며, 이는 여기에 참조로써 통합된다. 다른 추적 시스템들은 음향, 방사선, 레이더 등의 추적 또는 내비게이션 시스템들을 포함한다.
영상 시스템(20)은 또한 각각의 이미지 처리 유닛(72)을 수용할 수 있는 지지 하우징 또는 카트(70)를 포함할 수 있다. 카트(70)는 갠트리(24)에 연결될 수 있다. 내비게이션 시스템(10)은 이미지 데이터, 명령들, 수술 계획들(궤도를 포함하여), 및 다른 정보가 호출될 수 있는 내비게이션 메모리와 통신할 수 있거나 또는 내비게이션 메모리를 포함할 수 있는 내비게이션 처리 시스템 또는 유닛(74)을 포함할 수 있다. 내비게이션 처리 유닛(74)은 추적 장치들로부터의 신호들을 기초로 하여 추적 장치들의 위치들을 결정하기 위하여 명령들을 실행하는 프로세서(예를 들면, 컴퓨터 프로세서)를 포함할 수 있다. 내비게이션 처리 유닛(74)은 영상 시스템으로부터 이미지 데이터를 포함하는 정보, 및 각각의 추적 장치들 및/또는 로컬라이저들(38, 44)을 포함하는 추적 시스템으로부터 추적 정보를 수신할 수 있다. 이미지 데이터는 이미지(76)로서 워크스테이션 또는 다른 컴퓨터 시스템(80, 예를 들면, 명령들의 실행에 의해 내비게이션 처리 유닛(74)으로서 작용하기 위한 중앙 프로세서를 가질 수 있는 랩탑, 데스크탑, 데블릿 컴퓨터)의 디스플레이 장치(78) 상에 디스플레이될 수 있다. 컴퓨터 시스템(80)은 또한 내비게이션 메모리 시스템을 포함할 수 있다. 워크스테이션(80)은 키보드(82)와 같은 적절한 입력 장치들을 포함할 수 있다. 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있는 마우스, 풋 페달(foot pedal) 등과 같은, 다른 적절한 입력 장치들이 포함될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한 개시된 모든 처리 유닛 또는 시스템들은 서로 다른 작업들을 실행하기 위하여 서로 다른 명령들을 실행할 수 있는 단일 프로세서(예를 들면, 딘일 중앙 처리 칩)일 수 있다.
이미지 처리 유닛(72)은 영상 시스템(20)으로부터 이미지 데이터를 처리할 수 있다. 이미지 프로세서로부터의 이미지 데이터는 그리고 나서 내비게이션 프로세서(74)로 전송될 수 있다. 그러나, 영상 시스템들은 어떠한 이미지 처리도 실행할 필요가 없고 이미지 데이터는 내비게이션 처리 유닛(74)으로 직접적으로 전송될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 내비게이션 시스템(10)은 시스템 디자인을 기초로 하여 단일 또는 다중 메모리 시스템들을 액세스할 수 있는 단일 다중 처리 센터들 또는 유닛들을 포함하거나 이것들과 협력할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 영상 시스템(20)에 대한 환자(22)의 위치는 등록에 도움을 주는 환자 추적 장치(48)와 영상 시스템 추적 장치(50)를 갖는 내비게이션 시스템(10)에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 영상 시스템(20)에 대한 환자(22)의 위치가 결정될 수 있다. 환자(22)에 대하여 정의되는 물리적 공간을 디스플레이 장치(78) 상에 디스플레이되는 이미지(76)에 의해 정의되는 이미지 공간에 등록하기 위하여 일반적으로 종래에 알려진 기술들을 포함하여, 다른 등록 기술들이 또한 사용될 수 있다.
환자(22) 상의 보정 기준점(fiducial point)들을 환자(22) 상의 보정 기준점들을 갖는 이미지 데이터와 일치시킴으로써 수동 또는 자동 등록이 발생할 수 있다. 환자 공간에 대한 이미지 공간의 등록은 환자 공간과 이미지 공간 사이의 번역 맵의 발생을 허용한다. 다양한 실시 예들에 따라, 등록은 이미지 공간과 환자 공간 내에서 동일한 기준점들을 결정함으로써 발생할 수 있다. 동일한 기준점들은 해부학적 보정 기준점들 또는 이식되는 보정 기준점들을 포함할 수 있다. 바람직한 등록 기술들이 미국특허출원 공보 2010/0228117로서 공개된 2009년 3월 9일에 출원된 미국특허 제 12/400,273에 개시되며, 이는 여기에 참조로써 통합된다.
계획 시스템(84, planning system)을 포함할 수 있는 분리 처리 시스템이 제공될 수 있거나 또는 내비게이션 시스템과 통신하도록 작동할 수 있다. 계획 시스템(84)은 수술을 계획하는데 도움을 주는 것을 기초로 하여 명령들을 실행하기 위한 컴퓨터 프로세서(예를 들면, 중앙 처리 유닛)를 포함할 수 있다. 여기에 개시되는 것과 같이, 수술들은 신경, 맥관, 또는 정형외과 수술들을 포함할 수 있다. 계획 프로세서(84)는 수술을 실행하기 위한 기구의 궤도들과 같이, 적어도 일부를 계획하기 위하여 수술 시간 이전에 사용될 수 있다. 또한, 또는 이에 더하여, 계획 프로세서는 여기에 설명되는 것과 같은, 이미지 획득 알고리즘을 포함할 수 있다. 따라서, 계획 프로세서(84)는 수술 동안에 영상 프로세서(72)와 내비게이션 프로세서 시스템(74)에 더하여 알고리즘들 또는 정보를 처리하는데 도움을 줄 수 있다. 그러나, 각각의 프로세서 시스템이 동일한 프로세서 시스템에 의해 실행되는 서로 다른 명령 세트들을 포함하는 단일 물리 프로세서로서 다양한 모든 프로세서들이 포함되거나 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
계속 도 1을 참조하고 또한 도 2를 참조하여, 영상 장치(30)가 더 구체적으로 설명될 것이다. 어떠한 적절한 영상 장치에 따라 위에서 설명된, 영상 장치(20)가 제공될 수 있다. 현재 Meditronic, Inc.사에 의해 판매되는 O-Arm
Figure pct00007
에 더하여, 영상 장치들은 Xintek Inc. 및/또는 Xinary Systems, LLC사에 의해 개발되고 판매되는 것들을 포함할 수 있다. 게다가, O-Arm
Figure pct00008
영상 시스템 또는 다른 적절한 영상 시스템들은 x-선 소스 또는 이미터 어레리(200) 및 x-선 검출기 또는 미국특허 제 7,359,484 및 2002년 7월 18일에 공개된 미국특허출원 공보 2p 2002/0094064에 개시된 어레이 패널들과 유사한 패널(202)을 포함할 수 있으며, 이들 모두는 여기에 참조로써 통합되고 도 2에 개략적으로 도시되며 아래에서 설명된다.
일반적으로, x-선들은 어느 하나 또는 복수의 x-선 셀(cell)들 또는 부들(204)을 위하여 방출할 수 있다. 셀들(204)의 수는 적절한 수일 수 있으며 어레이 또는 영상 시스템의 크기를 기초로 하여 다를 수 있다. 따라서 셀(204n)은 연속의 어떠한 또는 "마지막" 또는 가장 높은 번호의 셀로서 언급될 수 있다. 그러나, 여기서 특정 셀들은 구체적으로 언급되는 것과 같은 특정 지정이 주어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이미터 어레이(200)의 각각의 셀(204)은 탄소 튜브(예를 들면, 탄소 나노-튜브)에 의해 정의될 수 있다. 어레이(200)는 선형 어레이(예를 들면, 셀들(204)의 단일 칼럼(206)을 갖는 실질적으로 1차원)로서 이해될 수 있으나, 또한 복수의 칼럼(206n)을 포함하는 평면 어레이(예를 들면, 셀들(204)의 다수의 칼럼과 열(row)들을 갖는 실질적으로 2차원)일 수 있다. 다시, 칼럼들(206)의 특정 수는 필요하지 않으며 칼럼들은 연속의 "마지막" 또는 가장 높은 수의 칼럼이 칼럼들의 어떠한 수도 참조될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 각각의 칼럼(206)은 복수의 셀(204)을 포함하며 평면 어레이의 각각의 열(칼럼들(206 및 206n) 사이에서 정의되는 것과 같은 열들에서 셀들(204)에 의해 정의되는 것과 같은)은 복수의 셀(204)을 포함할 수 있다. x-선들을 환자 또는 대상(22)을 통하여 선택적으로 방출하기 위하여 각각의 셀이 제공될 수 있다. 따라서, x-선 어레이 이미터(200)는 적어도 하나의 많은 수의 칼럼(206n)에 대하여 제 1 칼럼(206)을 포함할 수 있다. 단순성을 위하여 제한된 수의 완전한 칼럼만이 도시되나 칼럼들의 수를 한정하는 것은 아니다.
그럼에도 불구하고, x-선 이미터 어레이(200)의 셀들 또는 부들(204) 중 어느 하나는 x-선 검출기 부(202)에 의해 검출되도록 x-선들을 환자(22)를 통하여 방출할 수 있다. x-선 검출기 부는 또한 하나 이상의 검출기 부들의 열 또는 칼럼 및 하나 이상의 검출기 부들의 칼럼에 의해 정의되는 표면 영역을 포함하거나 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. x-선 검출 부(202)는 하나 또는 그 이상 열(203a) 및/또는 하나 또는 그 이상의 칼럼(203b) 내에 위치될 수 있는 복수의 검출기 셀(202n)을 포함할 수 있다. 다시, 단순성을 위하여 한정된 수의 완전한 칼럼들(203b 및 203b')만이 도시된다.
적어도 도 2에서 바람직하게 도시된 것과 같이, x-선 이미터 어레이(200)는 예를 들면, 셀(204d)과 같은 선택된 셀로부터 x-선들을 방출하도록 선택될 수 있거나 또는 활성화될 수 있다. x-선들은 일반적으로 선택되거나 또는 고유의 콘 각(α, cone angle)을 포함하는 셀(204d)로부터 콘으로서 방출한다. 콘 각(α)은 일반적으로 x-선들이 환자를 통과하고 x-선 검출기(202)의 선택된 일부 또는 모두를 야기하도록(excite) 허용한다. 그러나, 도시된 것과 같이, 선택된 x-선 이미터(204d)로부터의 x-선 에너지로 x-선 검출기(202)의 단지 일부 및 또한 콘(204d') 내의 환자의 일부만이 조사될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 셀(204n)과 같은, x-선들을 방출하기 위한 서로 다른 셀들(204)의 에너자이징(energizing) 또는 선택은 비록 그것이 콘의 동일한 각(α)을 갖는다 하더라도 x-선 방사선을 방출하기 위하여 제 1 셀(204d)이 작동될 때 환자(22)의 서로 다른 부를 조사할 수 있다. 또한, 각각의 서로 다른 셀들(204)에서 서로 다른 투영(즉, 환자(22)를 통한 x-선들의 입사각)이 달성될 수 있다. 바꾸어 말하면, x-선들의 콘의 중앙을 정의하는 광선은 각각의 셀들(204)로부터 환자(22)에 대하여 서로 다를 수 있다.
환자(22)를 선택적으로 조사하기 위하여 x-선 이미터(200)가 선택된 수의 셀들(204)로부터 x-선들을 방출할 수 있다는 이해를 사용하여, 다음의 설명은 서로 다른 시간에서 이미지 데이터를 발생시키기 위하여 환자(22)를 조사하도록 작동하기 위한 x-선 이미터 어레이(202)의 선택된 부를 결정하기 위한, 선택적으로, 자동으로 또는 사용자(23) 중재에 관한 것이다. 영상 장치(20)로 발생되는 이미지 데이터는 복수의 두 입체 이미지 데이터(이미지 데이터가 이미지와 관련하여 이미지 데이터 정보의 세트를 포함하는)를 기초로 하는 입체 3차원 재구성들을 포함하는, 3차원 재구성들의 발생을 포함하는, 환자의 재구성과 같은, 다양한 목적을 위하여 사용될 수 있다. 3차원 재구성은 영상 장치에 의해 단지 두 2차원 이미지가 획득되더라도 3차원으로 환자를 재구성할 수 있다. 서로 다른 위치들에서 환자의 화면들을 획득함으로써, 디스플레이 장치 상에서 보기 위한 3차원들로, 환자(22) 또는 환자(22)의 일부의 재구성이 만들어질 수 있다. 바람직하고 적절한 3차원 재구성 기술들이 2010년 10월 20일에 출원된 미국특허출원 제 12/908,189 및 2011년 1월 28일에 출원된 미국특허출원 제 13/016,718에 개시되며, 이들 모두는 여기에 참조로써 통합된다. 재구성은 환자의 부들 및 디스플레이 장치(78) 상의 사용자(23)에 의해 볼 수 있도록 실질적으로 3차원들을 재구성하기 위한 다양한 기술들을 기초로 할 수 있다.
이미지 데이터는 이미지 데이터의 서로 다른 투영들을 발생시키기 위하여 셀들(204) 중 서로 다른 것들을 작동함으로써 서로 다른 시간들에서 획득될 수 있다. 서로 다른 투영들은 기구(60)의 이동에 기인하는 것과 같이, 환자(22) 내의 이동 또는 변화를 보기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 위에 설명된 것과 같이, 재구성은 3차원 재구성일 수 있다. 3차원 재구성은 2차원이고 영상 장치(20)로 획득되는 복수의 이미지 투영을 기초로 할 수 있다. 재구성 시스템들과 방법들은 이에서 통합된 것들을 포함한다. 여기서 설명되는 것과 같은, 재구성은 영상 시스템으로 획득되는 부가적인 데이터를 사용할 수 있으며 이전의 재구성과 비교하여 자동으로 또는 사용자 중재 내에서 사용할 수 있다. 또한 업데이트되는 재구성은 재구성 내의 픽셀 또는 복셀(voxel)이 모델의 버전이 이전의 이미지 데이터를 기초로 하여 재구성된 후에 나중에 획득된 투영 획득으로부터의 데이터의 가중 양을 포함하는 가중 매트릭스(weighted matrix)를 기초로 할 수 있다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 다양한 실시 예들에 따라, 기구(60)는 환자(22)의 절제 또는 개방을 통하는 것과 같은, 선택된 방식으로 환자(22) 내로 통과할 수 있다. 서로 다른 시간들에서 셀(204aⅰ 및 204aⅱ)과 같은, 서로 다른 셀들(204)이 x-선들을 방출하도록 사용될 수 있다. 카테터(60)는 환자(22)에 치료를 전달하기 위한 것 중의 하나와 같은, 어떠한 적절한 카테터일 수 있다. 예를 들면, 카테터는 절제 카테터, 약물 전달 카테터, 또는 절제 또는 약물 치료와 같은, 치료를 전달하기 위한 환자(22)의 심장(62)에 대하여 또는 심장 내에서와 같이, 환자 내에 위치될 수 있는 다른 적절한 카테터일 수 있다. 따라서, 카테터(60)는 절제 시스템(예를 들면, 무선주파수 절제 시스템) 또는 약물 전달 시스템(예를 들면, 약물 전달 리저버(reservoir) 또는 펌프)을 포함할 수 있는 치료 전달 장치에 연결될 수 있다. 따라서, 카테터(60)는 무선 주파수 에너지를 환자(22)의 선택된 부에 전송하거나 전달할 수 있는 것을 포함하는 적절한 카테터일 수 있거나 또는 환자(22)로의 약물 치료를 전달하기 위한 다양한 캐뉼라(cannula)를 포함할 수 있다.
카테터(60)는 또한 전자기장을 감지하거나 방출할 수 있는 전자기 추적 장치와 같은, 적절한 추적 장치를 포함할 수 있는 기구 추적 장치(52)를 포함할 수 있다. 전자기 추적 장치는 위에서 설명된, Medtronic Navigation사에 의해 판매되는 Axiem
Figure pct00009
Stealth Station System과 관련되거나 상기 시스템에서 사용되는 것들을 포함할 수 있다. 다른 추적 시스템들이 또한 카테터(60)와 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 형태 검출 또는 결정 시스템은 광-섬유 형태 결정 시스템을 포함할 수 있다. 적절한 광-섬유 형태 결정 시스템은 2010년 8월 10일에 등록된 미국특허 제 7,772,541에 개시된 것을 포함하며 이는 여기에 참조로써 통합된다. 게다가, 추적 시스템들은 전기-전위(electro-potential) 2009년 8월 9일에 출원되고 미국특허출원 공보 제 2009/0264727로서 공개된 미국특허출원 제 12/421,332에 개시된 것과 같은 추적 시스템을 포함할 수 있으며, 이는 여기에 참조로써 통합된다. 추적 장치와 관계없이, 카테터(60)는 또한 기구 인터페이스(44)와 상호연결될 수 있다. 기구 인터페이스(44)는 위에서 특히 설명된 것과 같이, 전자기 시스템을 방해할 수 있거나, 또는 내비게이션 시스템(10)의 내비게이션 시스템 프로세서(74)에 대한 추적 정보를 결정하거나 전송할 수 있는 적절한 전송 또는 정보 시스템 내에서 접속할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 기구 인터페이스(44)로부터 내비게이션 시스템 프로세서(74)로 전송된 정보는 위치 정보의 전송을 위한 것과 같이, 유선 또는 무선이라는 것을 이해하여야 한다.
그럼에도 불구하고, 여기에 설명되는 것과 같은, 추적 장치(52)는 어떠한 적절한 추적 시스템과도 관련될 수 있으며 전자기 추적 장치의 설명은 단지 바람직한 예이다. 그럼에도 불구하고, 추적 장치(52)는 말단 또는 리딩 팁(61, leading tip)과 같은, 카테터(60)의 적어도 일부의 위치를 결정하도록 사용될 수 있다. 카테터(60)의 리딩 단부 팁(61)은 일반적으로 환자의 맥관구조(254, vasculature) 내에서 도 1에 도시된 것과 같은, 환자(22)의 심장(62) 또는 심장(62) 부근 내에서와 같은, 선택된 위치로 이동한다. 또한, 카테터의 리딩 팁(61)의 위치는 팁(61)의 형태와 지향을 기초로 할 수 있다. 예를 들면, 팁(61)의 특정 이동 또는 지향이 환자(22)의 심장 내의 팁의 위치를 결정하도록 사용될 수 있다.
리딩 팁(61)은 일반적으로 환자에 대하여 이동하며 카테터의 트레일링 부는 카테터 공급 소스(256)로부터 환자(22)로 내보내지거나 또는 눌려질 수 있다. 카테터 공급 소스(256)는 단순히 환자(22) 내에 아직 위치되지 않은 카테터의 일부일 수 있거나 또는 어떠한 적절한 전달 또는 공급 소스일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 카테터(60)가 환자(22) 맥관구조(254) 내로 놓이거나 또는 제공됨에 따라, 카테터(61)의 리딩 단부 근처의 환자(22)의 부만이 시간에 따라 변할 것인데, 그 이유는 카테터(60)가 환자(22) 내에서 이동되기 때문이다.
도 3a에 구체적으로 도시된 것과 같이, 카테터(60)는 환자 내로 도입되었고 환자의 맥관구조(254) 내의 선택된 거리를 이동하였다. 도시된 것과 같이, 리딩 단부(61)는 환자(22) 내의 지점 또는 위치(260)에 존재한다. 지점(260)은 환자(22)에 의해 정의될 수 있으며 환자(22)와 관련된 어떠한 기하학적 관계도 포함할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 셀(204aⅰ)로부터 방출되는 x-선들의 콘은 환자(22)의 지점(260)을 포함할 수 있는 x-선들(262)의 콘을 발생시킬 수 있다. 셀(204aⅰ)로부터 방출되는 x-선들은 영상 시스템(20)의 x-선 검출기(202)에 의해 검출될 수 있다. 이는 초기 시간 또는 제 1 시간(t0)에서 이미지 데이터를 발생시키도록 사용될 수 있다. 또한, 카테터(60)의 위치는 추적 장치(52)의 위치를 추적함으로써 결정될 수 있으며 위치는 내비게이션 처리 시스템(74)으로 결정되거나 분석될 수 있다. 카테터((60), 환자(22), 및 영상 장치(20)의 결정된 위치는 또한 여기에 설명되는 것과 같이, x-선들을 방출하기 위하여 어떠한 셀들(204)을 작동시키는지를 결정하도록 사용될 수 있다.
부가적으로 도 3b를 참조하면, 카테터(60)는 선택된 기간 동안 또는 카테터(60), 특히 리딩 단부(61)가 선택된 위치로 이동할 때까지 환자(22) 내로 계속 제공된다. 따라서, 시간 델타와 같은, 선택된 시간 후에, 카테터의 리딩 단부(61)는 도 3a에 도시된 것과 같은 초기 또는 제 1 위치(또한 제로 시간 또는 t0으로서 언급되는)로부터 위치(270)에서의 제 2 또는 나중의 위치로 이동할 수 있다. 다시, 위치(270)는 환자에 대한 기하학적 위치로서 정의될 수 있으며 환자(22)에 대한 위치(260)와 다른 물리적 위치에 존재할 수 있다.
도 3b에 도시된 것과 같이, 카테터(60)는 리딩 단부(61)가 위치(260)로부터 위치(270)로 이동한 것과 같이 환자 내로 이동하였다. 그러나, 리딩 단부(61)가 위치(260)에 존재하였을 때 카테터가 환자(22) 내에 이미 놓인 환자의 일부는 영상 목적을 위하여 실질적으로 변하지 않은 채로 있다. 따라서, x-선 검출기(202)에 의해 검출되는 x-선들(272)의 제 2 콘을 방출하기 위하여, 예를 들면 셀(204aⅰ)과 다른, 서로 다른 셀로부터 x-선들을 방출하는 것이 선택될 수 있다. 이미터 어레이(200)의 어떠한 적절한 수의 셀들도 전체 영역, 거리, 또는 제 1 위치(260)와 제 2 위치(270) 사이의 위치 변화(274)를 포함하기 위한 x-선들의 방출과 같이, x-선들을 방출하도록 활성화되거나 작동될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이러한 도면의 단순성을 위하여 여기서는 제 2 시간(t△ 또는 tn)에서 제 2 셀(204aⅱ)로부터의 x-선들의 방출만이 도시된다.
카테터의 리딩 단부(61)의 위치를 작동하기 위하여 셀(204aⅱ)과 같은, 어떠한 셀을 선택하는가에 도움을 주는 것은 카테터(60)와 관련된 추적 장치(52)로 결정될 수 있다. 여기서 뒤에 설명되는 것과 같이, 추적 장치(52)의 결정되거나 추적된 위치는 이미터(200)의 셀들 중 어느 것이 위치 또는 카테터(60)의 위치가 변한 환자(22)의 위치를 선택적으로 이미지화하기 위하여 x-선들을 방출하도록 활성화되거나 사용될 수 있는지를 결정하는데 도움을 주도록 사용될 수 있다. 위에서 설명된 것과 같이, 장치(20) 및 환자 참조 추적 장치(48)는 만일 선택되면, 환자(48)의 위치를 추적하도록 사용될 수 있다.
영상 장치 추적 장치(50)와 카테터 추적 장치(52)를 사용하는, 영장 장치(20)의 추적된 위치는 환자 내의 카테터(60)의 이동에 기인하여 가능하게 또는 실질적으로 변하는 영역을 포함하는 환자(22)의 부를 선택적으로 이미지화하기 위하여 이미터 어레이(200)의 어떠한 셀들이 활성화될 수 있는지를 식별하도록 또는 선택적으로 식별하도록 사용될 수 있다. 위에서 설명된 것과 같이, 일반적으로 거리 또는 변화(274)에 의해 정의되는 영역만이 카테터(60)의 이동 또는 이전의 획득 동안에서와 반대와 같은 이러한 영역 내의 이동에 기인하여 시간(t0)에서 획득되는 이미지에 대하여 실질적으로 변할 것이다.
게다가, 영상 장치(20)로 획득된 이미지 데이터는 어떠한 셀들(204)을 활성화할지를 결정하도록 사용될 수 있다. 예를 들면, 투영들의 샘플 수는 개별적으로 활성화된 셀들(204)의 선택된 수로 획득될 수 있다. 샘플 투영들은 그리고 나서 이전의 투영들 및/또는 이전의 투영들을 기초로 하여 이전에 재구성된 모델과 비교될 수 있다. 비교는 또한 새롭거나 변화된 이미지 데이터 중 어떠한 픽셀을 포함하는지를 결정하기 위위하여(예를 들면, 카테터(60)의 존재에 기인하는 콘트라스트를 포함하는 픽셀들), 영상 시스템(20)의 프로세서(72)와 같은, 프로세서로 만들어질 수 있다. 일단 새롭거나 변화된 이미지 데이터 중 어떠한 픽셀을 포함하는지의 결정이 만들어지면, 새로운 이미지 데이터의 획득에 의해 환자(22)의 모델을 업데이트하기 위하여 필요하거나 또는 선택되는 이미지 데이터를 획득하기 위하여 어떠한 셀들이 작동될 수 있는지의 결정이 만들어질 수 있다. 부가적인 투영들의 결정은 프로세서의 실행에 의하거나 또는 사용자 개입으로 만들어질 수 있다.
다시, 영상 장치로 획득되는 이미지 데이터는 환자(22)의 모델을 발생시키도록 사용될 수 있다. 카테터(60)가 이동함에 따라, 재구성된 모델은 재구성된 모델을 업데이트하기 위하여 영상 장치(20)로 부가적인 투영들을 획득함으로써 카테터(60)의 위치(위치와 지향을 포함하는)의 현재 또는 거의 현재의 도해로 업데이트될 수 있다. 또한 이미지 투영들은 카테터(60)의 위치의 시각 변화에 대하여 직접적으로 볼 수 있다.
또 다른 예로서, 그리고 도 4a와 4b를 참조하면, 환자(22) 내로 조영제가 주사될 수 있다. 조영제는 환자(22) 내에서 시간(t0)에서(도 4a에 도시된 것과 같이) 제 1 이미지 데이터가 획득되는 것과 같은, 제 1 시간 기간으로부터 도 4b의 제 2 시간(예를 들면, 시간 tn 또는 t△)으로 이동할 수 있다. 여기에 설명되는 것과 같이, 조영제는 x-선 방사선에 의해 이미지화될 수 있도록 환자(22)의 맥관구조(284)를 통하여 이동할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 콘트라스트 소스(280)는 조영제를 환자(22) 내로 주사하도록 사용될 수 있다. 조영제는 전달 튜브 또는 부(282)를 통하여 환자의 맥관구조(284) 내로 주사될 수 있다. 도 4a에 바람직하게 도시된 것과 같이, 맥관구조(284) 내로 전달된 조영제는 환자(22)의 맥관구조를 통한 흐름 또는 혈액을 거쳐 맥관구조를 통하여 이동하기 시작할 수 있다. 바람직하게 도시된 것과 같이, 조영제는 전달 장치의 입구의 제 1 지점 또는 위치(290)로부터 제 2 단부 또는 리딩 단부 지점(292)으로 이동하였다. 이는 이미터 어레이(200)의 모든 셀 또는 x-선들의 3개의 콘(300, 302 및 304)을 발생시킬 수 있는 선택된 수의 셀들(204ⅰ', 204ⅱ', 204ⅲ')로 환자(22)를 이미지화하도록 선택될 수 있다. 3개의 콘(200-304)은 영상 장치(20)로 이미지 데이터의 발생을 허용하기 위하여 콜렉터(collector, 202)와 맞물리거나 콜렉터(202)를 때릴 수 있다. 이미지 데이터는 그 안에 조영제를 갖는 환자(22) 및 맥관구조의 이미지를 발생시키도록 사용될 수 있다. 일반적으로, 시작 지점(290)과 종료 지점(292) 사이의 조영제를 갖는 영역은 맥관구조의 구성 또는 그 안의 어떠한 봉쇄를 보거나 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 게다가, 여기에 참조로써 통합되는, 2011년 1월 28일에 출원된 미국특허출원 제 13/016,718에 개시된 것과 같은 조영제를 갖는 환자(22)의 영역 및 조영제가 없는 영역의 콘트라스트를 향상시키는데 도움을 주도록 서로 다른 에너지들로 x-선 이미터(200)를 작동시키기 위하여 복수의 전력원 또는 전력 형태가 사용될 수 있다
도 4b를 참조하면, 조영제는 일반적으로 종래에 설명된 것과 같이, 환자(22) 내로 계속 전달되거나 또는 환자(22) 내로 계속 흐를 수 있다. 위에서 설명된 것과 같이, 조영제가 환자(22)로 들어가는 초기 지점(290) 및 제 1 이미지 데이트의 획득 동안에 또는 획득에서의 시간(t0)에서의 제 1 지점(292)은 환자(22) 내의 조영제의 위치 또는 환자(22) 내의 콘트라스트 포함 영역의 전체 영역과 다를 수 있다.
도 4b에 도시된 것과 같이, 시간(t0)에서, 조영제는 또 다른 영역을 통하여 환자(22) 내의 제 3 지점(310)으로 통과하였을 수 있다. 따라서, 부가적인 영역이 채워졌거나 또는 초기 시간(t0)에서 조영제로 채워지지 않은 조영제를 포함할 수 있다. 따라서, 이는 제 2 시간 또는 다른 시간(tn)에서 이미지 데이터를 획득할 때 이전 셀들(204)의 서로 다른 세포들 또는 셀들(204)의 적어도 일부만으로 x-선들을 발생시키도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 도 4b에 도시된 것과 같이, 셀들(204ⅲ', 204ⅳ', 204ⅴ')은 3개의 콘(320, 322, 및 324)에서 x-선들을 방출하도록 사용될 수 있다.
따라서, 하나의 셀(204ⅲ')은 초기 시간과 제 2 시간(tn) 모두에서 x-선들을 방출하도록 사용될 수 있다. x-선들의 방출은 따라서, 시간(t0)에서 도 4a에 도시된 것과 같이, 획득된 이전 데이터 및 시간(tn)에서 도 4b에 도시된 것과 같이, 획득된 이미지 데이터 사이의 이미지 데이터에서의 오버랩을 제공하도록 사용될 수 있다. 시간에 따라 환자(22)를 통한 조영제의 이동의 도해를 허용하는 부가적인 이미지 데이터를 획득하기 위하여 추가의 셀들이 사용될 수 있다. 비록 각각의 셀들(204ⅲ, 204ⅳ, 및 204ⅴ)이 제 2 시간(tn)에서 이미지 데이터를 발생시키도록 사용될 수 있으나, 각각의 셀은 x-선들을 모두 한번에 보다는 차례 차례로 발생시키도록 사용될 수 있다는 것을 또한 이해하여야 한다. 따라서, 제 2 시간(tn)에서의 이미지 데이터는 복수의 신속하게 획득된 이미지 프레임(예를 들면, 셀들(204) 중 단 하나로부터 방출되는 x-선들이 검출되는)을 포함할 수 있다. 일반적으로 이해되는 것과 같이, 이미지 데이터는 그리고 나서 이미지 데이터의 오버랩을 포함하고 조영제가 존재하는 환자(22)의 위치 또는 부의 결정을 포함하는, 이미지 데이터 분석을 사용하여, 환자(22) 내의 조영제의 위치를 결정하도록 사용될 수 있다.
도 4a와 4b에 도시된 것과 같이, 조영제는 그것과 관련된 추적 장치를 포함하지 않는다. 그 이유는 조영제가 일반적으로 환자를 통하여 흐를 수 있는 물질이고 추적 장치가 연결되는 고체가 아니기 때문이다. 따라서, 영상 장치(20)로 획득된 이미지 데이터의 분석은 환자(22) 내의 조영제의 위치를 식별하도록 사용될 수 있다. 일반적으로, 콘트라스트 분석(예를 들면, 주변 픽셀들에 비해 높은 콘트라스트를 갖는 임지 데이터 내의 픽셀들 또는 복셀들의 식별)은 조영제를 포함하는 환자(22)의 영역들과 관련될 수 있는, 이미지 데이터의 그러한 영역을 식별하도록 사용될 수 있다.
이미지 분석은 또한 조영제가 그 다음에 이동할 수 있는 환자(22)의 부를 식별하도록 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 도 4a와 4b에 도시된 것과 같이, 이미터 어레이(202)의 셀들(204)은 환자(22)의 맥관구조(284)를 통한 조영제의 이동 경로를 따라 x-선들을 방출하도록 활성화된다. 따라서, 이미지처리 유닛(72), 또는 적절한 처리 유닛은 환자(22)의 이미지 데이터를 획득할 수 있고 제 1 시간 및 제 1 시간의 그 다음일 수 있는 제 2 시간 사이의 변화의 가능한 영역을 결정할 수 있다. 영상 프로세서(72)는 그리고 나서 변화의 가능한 영역을 이미지화하도록 환자(22)의 부가적인 이미지화된 데이터를 획득하기 위하여 x-선들을 방출하도록 사용되어야만 하는 x-선 방출 어레이의 부를 식별하도록 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 4a에 도시된 것과 같은, 시간(t0)에서 초기 이미지의 획득 후에, 204ⅰ의 측면 상의 하나와 204ⅲ의 측면 상의 나머지 하나와 같은, 두 극단들에서의 셀들은 환자(22) 내의 조영제의 위치 또는 방향 변화를 결정하기 위하여 활성화될 수 있다. 작동하기 위한 부가적인 또는 서로 다른 셀들의 선택은 또한 카테터(60)와 관련하여 설명된 것과 같이, 이전 투영들과 비교되는 투영들 및/또는 재구성을 기초로 할 수 있다. 따라서, 부가적인 투영들은 자동으로 결정되거나 또는 개별적으로 또는 재구성된 모델에서 이전 이미지 데이터와 비교되는 이미지 데이터를 분석하기 위하여 사용되도록 결정될 수 있다. 조영제의 위치의 변화를 결정한 후에, 선택된 프로세서는 어떠한 부가적인 셀들(204)이 환자(22)의 적절한 이미지 데이터를 획득하기 위하여 활성화되어야만 하는지를 결정하도록 사용될 수 있다.
다시, 위에서 설명된 것과 같이, 시간(t0)과 시간(tn) 사이에서 변하지 않은 채로 남아있는 환자(22)의 부들은 다시 이미지화될 필요는 없다. 예를 들면, 만일, 이미지화된 데이터가 초기 지점(290) 및 t0에서 획득된 이미지 데이터 내의 제 2 지점(292) 사이의 맥관구조(284)를 획득하였으면, 실질적으로 변하지 않은 채로 남아 있는 환자(22)의 부의 부가적인 이미지 데이터는 다시 획득될 필요는 없다. 따라서 환자(22)의 완전한 이미지 또는 선택적으로 완전한 이미지 데이터를 획득하기 위하여 영상의 실질적인 오버랩은 필요하지 않다.
환자(22)를 선택적으로 그리고 서로 다르게 이미지화하기 위하여 이미터 어레이(200)의 셀들을 선택적으로 작동하기 위한 바람직한 실시 예들이 위에서 설명된다. 도 5에 도시된 플로 차트(400)를 포함하는, 부가적인 x-선들을 방출하도록 사용되기 위하여 이미터(200)의 부들을 결정하기 위한 과정이 여기서 더 설명된다. 과정은 환자(22)의 맥관구조를 통한 카테터의 이동, 환자를 통하거나 및/또는 환자로의 조영제의 이동, 또는 환자(22)의 적어도 일부의 재구성의 실행과 같은, 어떠한 적절한 과정이 실행되는가에 따라 환자의 어떠한 부들이 또 다른 이미지 획득을 필요로 하는지를 식별하도록 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 부가적으로, 척추경 나사(pedicle screw)의 배치, 정형외과용 임플란트의 배치 도는 다른 적절한 과정을 포함하는 다른 과정들이 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 환자(22)의 맥관구조를 통한 조영제 또는 기구의 이동에 대한 여기서의 설명은 단지 실행될 수 있는 과정들의 일례인 것으로 의도된다.
계속 도 5를 참조하면, 플로차트(400)는 또 다른 연구 및/또는 재구성을 위한 또 다른 임지 획득을 위하여 환자(22)의 이미지 데이터를 획득하기 위하여, 특정 셀들(204)의 선택과 같이, x-선 이미터 어레이(200)의 어떠한 부가 작동되어야만 하는지를 결정하도록 사용될 수 있다. 특정 실시 예에서, 플로차트 또는 시스템은 블록 402에서 시작한다. 블록 404에서 시간(t0)에서, 또는 시간(t0)에서 획득된 이미지 데이터의 액세스가 발생할 수 있다. 시간(t0)으로부터 액세스된 이미지 데이터는 초기 시간 또는 선택된 시간에서 획득되는(예를 들면, 이미지 데이터의 액세스를 위한 요청이 만들어질 때 획득되는) 메모리 이미지 데이터의 액세스 또는 리콜을 포함한다. 여기서 더 설명되는 것과 같이, 시간(t0)에서 획득된 이미지 데이터는 제 2 시간에서 또는 뒤따르는 시간(tn)에서 획득될 수 있다. 시간(tn)에서 획득된 이미지 데이터는 어떠한 이전의 이미지 데이터 획득 후에 획득된 이미지 데이터를 포함할 수 있으며, 시간(t0)에서의 이미지 데이터 획득은 단순히 시간(t0)에서의 이미지 데이터의 획득 바로 전과 같은, 이전 시간에서의 이미지 획득일 수 있다.
일단 블록 404에서 시간(t0)을 위한 이미지 데이터가 획득되거나 액세스되면, 블록 406에서 분석을 위한 영역의 선택이 만들어질 수 있다. 블록 406에서 선택된 분석이 영역은 어떤 적절한 영역일 수 있으며 자동으로 또는 수동으로 선택될 수 있다. 예를 들면, 의사(23)와 같은, 사용자는 또 다른 분석을 위한 영역을 선택하기 위하여, 디스플레이(78), 또는 계획 프로세서(94)와 영상 장치(20)와 관련된 디스플레이 상에서 이미지 데이터를 볼 수 있다. 대안으로서, 또는 부가적으로, 영역은 기구의 추적된 위치(예를 들면, 추적 장치(52)로 추적된)를 기초로 하거나 또는 이미지 분석을 기초로 하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 위에서 설명된 것과 같이, 조영제는 환자(22) 내로 주사될 수 있고 이미지 데이터는 다양한 시간에서 획득될 수 있다. 이미지 데이터는 시간(t0)에서의 이미지 데이터에서 환자(22) 내의 조영제의 위치를 결정하도록 분석될 수 있다. 여기에 참조로써 통합되는, 2011년 1월 29일에 출원된 미국특허출원 제 13/016,718에 개시된 이중 전력원 이미터를 사용하는 것과 같이, 조영제의 위치를 결정하는 데 도움을 주기 위하여 다양한 기술들이 사용될 수 있다.
선택 과정과 관계없이, 영역의 선택 후에, 블록 408에서 선택된 영역의 품질 분석(quality analysis)의 실행이 실행될 수 있다. 블록 408에서 선택된 영역에서의 품질분석의 실행은 선택적이며 반드시 필요하지는 않은 것으로 이해되어야 한다. 다양한 실시 예들에 따라, 환자(22)에서 획득된 이미지 데이터는 환자(22)의 적어도 일부의 3차원 재구성의 실행 또는 생성을 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 블록 408에서 선택된 영역의 품질 분석의 실행은 시간(t0)에서 획득된 이미지 데이터가 재구성의 실행을 위하여 적절한지를 결정하도록 사용될 수 있다. 분석은 실질적으로 시간(t0)에서 획득된 이미지 데이터를 모방하는 이미지 데이터의 부가적인 오버랩 또는 재구성이 존재하여야만 하는지를 결정하는데 도움을 주도록 사용될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 만일, 예를 들면, 블록 408에서 이미지 데이터(예를 들면 실질적인 오버랩)의 적절한 양이 품질 분석이 필요하지 않은 것으로 결정되면, 어떠한 품질 분석도 필요하지 않을 수 있다.
블록 406에서 분석을 위하여 선택된 영역이 실행되거나 선택된 후에, 그리고 블록 408에서 선택적 품질 분석이 수행된 후에, 블록 410에서 기구(60)가 사용되는지의 결정이 만들어질 수 있다. 결정은 기구가 사용되는지를 표시하기 위하여 사용자(23)에 의한 수동 입력을 포함할 수 있다. 수동 입력의 대안으로서, 또는 부가적으로, 내비게이션 시스템(10)이 추적 장치(52, 또는 다른 추적 장치 또는 시스템)이 사용하는지를 결정함으로써 추적되는 기구가 추적되는지를 결정할 수 있다. 만일 블록 410에서 장치가 사용되는 것으로 결정되면, 블록 414에서 장치의 위치를 결정하기 위하여 예 경로(412, YES path, 이하 YES 경로로 표기)가 뒤따를 수 있다.
블록 414에서 장치의 위치의 결정은 다양한 경로를 기초로 할 수 있다. 예를 들면, 장치의 위치를 결정하기 위하여 이미지 데이터의 분석이 실행될 수 있다. 도 3a와 3b에 도시된 것과 같이, 환자(22) 내에 위치되는 기구(60)가 불투과성일(radiopaque) 때 이는 이미지 데이터에서 관찰되거나 식별될 수 있다. 따라서, 이미지 데이터는 이미지 데이터 내의 기구(60)의 위치를 결정하도록 분석될 수 있다. 내비게이션 시스템(10)은 그리고 나서 영상 장치(20)와 환자(22)에 대한 기구의 위치를 결정할 수 있다. 영상 장치 추적 장치(50)는 영상 장치의 위치를 결정하도록 사용될 수 있으며 환자 추적 장치(48)는 영상 장치(20)에 대한 환자(22)의 위치를 결정하도록 사용될 수 있다. 영상 장치(20)와 환자(22)의 상대 위치는 일단 장치(60)가 이미지 데이터에서 식별되면 장치(60)의 위치를 결정하도록 사용될 수 있다.
이미지 분석의 대안으로서, 또는 부가적으로, 환자(22) 내의 기구(60)의 위치를 결정하기 위하여, 추적 장치(52)가 전자기 로컬라이저(38)로와 같이, 추적 시스템으로 추적될 수 있다. 영상 장치 추적 장치(50)는 또한 x-선 이미터 어레이(200)를 포함하는, 영상 장치(20)에 대한 기구(60)의 위치를 결정하도록 사용될 수 있다. 그러나, 추적 장치는 또한 위에서 설명된 것과 같은 전기전위 추적 장치, 광섬유 형태 추적 장치와 같은 어떠한 적절한 추적 장치, 또는 다른 적절한 추적 장치들을 포함할 수 있다.
방법과 관계없이, 기구(60)의 리딩 단부(61)의 위치를 포함하거나 또는 한정되는, 기구(60)의 위치의 결정이 만들어질 수 있다. 기구(60)는 카테터(60)로서 설명되나, 환자(22)의 어떠한 적절한 부에 위치되는 어떠한 적절한 기구일 수 있다. 기구(60)는 척추경 나사 인서터(inserter), 뇌심부 자극 프로브 및/또는 인서터, 또는 다른 적절한 기구들을 포함할 수 있다.
일단 기구의 위치, 또는 기구의 적절한 부가 만들어지면, 블록 420에서 장치 위치의 노출 조정 알고리즘 내로의 입력이 만들어질 수 있다. 장치 위치의 입력은 입력 장치(82)의 사용과 같은, 사용자(23)에 의한 장치 위치의 수동 입력일 수 있거나, 또는 내비게이션 시스템(10)의 추적 시스템에 의해 결정되는 위치 정보의 자동 전이(transference)일 수 있다. 노출 조정 알고리즘은 그리고 나서 블록 422에서 시간(tn)에서의 이미지 획득 동안에 작동되는 이미터 어레이(200)의 셀들을 결정하거나 선택하기 위하여 기구 또는 장치의 위치를 사용할 수 있다. 시간(tn)에서의 이미지 획득은 실질적으로 시간(t0)에서의 이미지의 획득 바로 뒤의 획득을 포함할 수 있다. 그러나, 시간(tn)에서의 이미지 획득은 이전 획득 후의 어떠한 적절한 시간일 수 있다는 것을 또한 이해할 것이다. 예를 들면, 노출 조정 알고리즘은 어떠한 적절한 수의 시간 차이 노출들을 계획하도록 사용될 수 있다.
노출 조정 알고리즘은 환자(22)의 부가적인 이미지 데이터를 획득하기 위하여 어떤 이미터 어레이(200)의 셀들을 작동하는지를 결정하는데 도움을 주도록 사용될 수 있는 어떠한 적절한 알고리즘일 수 있다. 위에서 설명된 것과 같이, 각각의 셀들(204)은 x-선 검출기(202)에 의해 검출되도록 하기 위하여 환자(22)에 대하여 x-선들의 콘을 방출할 수 있다. 그러나, 일반적으로, 각각의 서로 다른 셀들(204)로부터의 x-선들의 콘은 검출기(202)에 대한 셀들(204)의 서로 다른 위치 및 환자(22)를 통과하는 x-선들의 콘의 중앙을 정의하는 광선을 기초로 하여 환자(22)의 다양한 위치들에 대하여 서로 다른 각들을 갖는다. 따라서, 각각이 셀들(204)은 환자를 통한 이미지 데이터의 서로 다른 투영들을 발생시키도록 사용될 수 있다. 바꾸어 말하면, 각각의 셀들(204)은 환자(22)에 대하여 서로 다른 각도들에서 이미지 데이터를 발생시키도록 사용될 수 있다. 따라서, 노출 조정 알고리즘은 기구가 통과할 수 있는 위치에 대하여 부가적인 이미지 데이터를 발생시키기 위하여 어떤 셀들(204)이 뒤따르는 시간들에서 부가적인 x-선들을 발생시키도록 작동하는지를 결정할 수 있다. 셀들(204)의 일부만을 작동함으로써 개별적이고 분명한 투영들이 환자(22)로부터 획득된다. 따라서, 이미터 어레이(200)의 물리적인 이동 없이 서로 다른 투영들이 획득될 수 있다. 또한 작동되는 셀들(204)의 수의 제한은 환자(22)와 다른 직원의 x-선 방사선 노출을 감소시킬 수 있으며, 또한 여전히 환자(22)에 대한 적절한 위치들에서 이미지 데이터의 획득을 보장한다.
따라서, 노출 조정 알고리즘은 뒤의 이미지 획득을 위하여 어떤 셀들(204)이 작동되어야만 하는지를 결정하기 위하여 블록 408에서 이미지 분석으로부터의 입력들 및 블록 414에서 장치의 위치의 결정을 포함할 수 있다. 예를 들면, 또 다른 입력은 환자(22) 내의 장치(60)의 알려진 이동의 경로를 포함할 수 있다.
장치의 이동의 경로에 대안으로서, 또는 부가적으로, 가중 매트릭스는 부가적인 이미지 데이터를 획득하기 위하여 이미터 어레이(200)의 어떤 셀들이 작동되어야만 하는지를 결정하기 위하여 검출기 어레이(202)의 서로 다른 셀들 또는 픽셀들과 관련된 이미지 데이터 내의 픽셀들을 가중할 수 있다. 예를 들면, 재구성을 만드는데 있어서, 재구성 프로그램은 복수의 2차원 이미지 획득들 또는 이미지들을 기초로 하여 환자의 일부의 3차원 재구성을 발생시키거나 제공할 수 있다. 만일 환자(22)의 구조에 대한 서로 다른 위치들 또는 투영들에서 적절한 수의 이미지들이 획득되면 재구성이 만들어질 수 있다. 따라서, 시간(t0)에서 획득된 이미지 데이터의 가중치 매트릭스를 발생시킴으로써, 적절한 재구성을 위하여 환자(22)의 부가적인 이미지 데이터의 획득이 필요할 수 있는 부가적인 투영들 또는 환자(22)의 위치들이 시간에 따라 변할 수 있는 결정이 만들어질 수 있다. 따라서, 가중치 매트릭스는 그리고 나서 이미터 어레이(200)의 작동을 위하여 셀들을 선택하도록 사용될 수 있다.
게다가, 어떤 셀들을 작동시키는지의 결정에서 사용된 것을 포함할 수 있는, 가중치 매트릭스는 또한 재구성에서 사용될 수 있다. 가중치 매트릭스된 최근의 이미지 획득들과 이전의 이미지 데이터를 기초로 하여 이미지 재구성 내의 픽셀들을 가중할 수 있다. 따라서, 재구성은 이전 이미지 데이터의 뒤에 획득된 투영 데이터로의 대체보다 하나의 픽셀을 위한 이전 이미지 데이터 및 더 최근의 투영으로부터 획득된 이미지 데이터의 혼합을 포함할 수 있다.
블록 422에서 셀들이 선택된 후에, 셀들(204)은 블록 426에서 개별적으로 또는 연속적으로 작동될 수 있다. 일반적으로, 검출기 어레이(202)에서 획득된 이미지 데이터의 구별을 위하여 단일 셀(204)이 작동된다. 이는 블록 428에서 시간(tn)에서 이미지 데이터의 획득에 이르게 할 수 있다. 시간(t0)에서 이미지 데이터의 획득 후에, 결정 블록은 블록 430에서 도 다른 이미지 데이터가 선택되거나 필요한지를 결정할 수 있다. 위에서 설명된 것과 같이, 환자(22)의 일부의 3차원 재구성이 만들어질 수 있고 재구성을 형성하기 위하여 적절한 양의 이미지 데이터가 획득되었는지의 결정이 만들어질 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로서, 블록 430에서 부가적인 이미지 데이터가 필요한지의 결정은 만일 장치(60)가 절제 부위에 존재하면 절제 부위에 대한 기구(60)의 위치와 같은, 시간(tn)에서의 이미지에서 장치(60)의 위치를 기초로 할 수 있다. 만일 장치(60)가 절제 장치이고 시간(tn)에서 절제 부위에 위치되면, 블록 430에서 도 다른 이미지 데이터가 선택되지 않을 수 있다. 따라서, 어떠한 또 다른 이미지 데이터도 획득되지 않으면, 그때 432 경로가 뒤다를 수 있다.
만일 재구성이 형성되는 것으로 선택되면, 그때 재구성은 블록 434에서 만들어질 수 있다. 대안으로서, 또는 부가적으로, 시간(t0)에서와 같은, 간단히 설명하여 어떤 적절한 시간으로부터 획득된 이미지 데이터의 디스플레이는 블록 434에서 디스플레이될 수 있다. 이미지 데이터의 디스플레이는 예를 들면, 디스플레이(78) 상의 이미지(76)로서 도시된 것과 같이, 어떠한 적절한 디스플레이 상일 수 있다. 이미지 획득 과정은 블록 436에서 종료할 수 있다. 그러나, 환자(22)의 일부의 절제와 같은, 수술 과정은 계속될 수 있다. 그리고 나서 또 다른 분석, 재구성을 위하여 또는 수술 과정의 부가적인 부들을 보기 위하여 (예를 들면, 절제 또는 임플란트 이식의 확인), 환자(22)의 이미지 데이터를 획득하기 위한 플로차트(400)의 제공이 후속 시간에서 결정될 수 있다.
만일 블록 430에서 또 다른 이미지 데이터가 획득되거나 선택되면 블록 406에서 시간(t0)에서의 이미지 분석의 영역을 선택하기 위하여 YES 경로(450)가 뒤따를 수 있다는 것을 또한 이해하여야 한다. 방법(400)을 통한 이전 진행에서 이전 시간(tn)에서 획득된 이미지 데이터는 YES 경로(450)를 뒤따를 때 시간(t0)에서의 이미지 데이터가 될 수 있다. 따라서, 방법 또는 과정(400)은 적절한 양의 이미지 데이터를 획득하기 위하여, 이미지 데이터를 획득하고 사용자(23)에 의한 것과 같이, 필요하거나 선택된 만큼의 이미지 데이터를 분석할 수 있는 루프(loop) 알고리즘 또는 과정인 것으로 이해될 수 있다.
위에서 설명된 것과 같이, 기구가 사용되는지의 결정은 블록 410에서 만들어질 수 있다. 위의 결정은 기구가 사용되고 YES 경로(412)가 뒤따르는지와 관련된다. 그러나, 만일 기구가 사용되지 않으면 NO 경로(460)가 뒤따를 수 있다. NO 경로(460)는 블록 464에서 변화의 영역의 입력의 노출 조정 알고리즘 내로 이르게 할 수 있는 블록 462에서의 변화의 가능한 영역을 검출하도록 이르게 할 수 있다.
블록 462에서 변화의 영역의 검출은 예를 들면, 도 4a와 4b에 도시된 것과 같이, 조영제 파(wave)의 리딩 에지(leading edge)일 수 있다. 도 4a와 4b에 도시된 것과 같이, 리딩 에지는 이전 시간들에서 획득된 이미지 데이터에 대한 변화의 영역일 수 있다. 일반적으로, 만일 이미지 데이터가 이전에 조영제가 포함된 환자(22)의 영역으로부터 획득되면, 그러한 영역에 대한 부가적인 이미지 데이터는 반드시 필요하지는 않은데 그 이유는 이전에 조영제가 포함된 영역의 구성은 실질적으로 시간에 따라 변하지 않을 것이기 때문이다. 변화의 영역의 검출은 사용자(23)에 의한 수동 입력, 조영제의 리딩 전방의 위치의 자동 결정(예를 들면, 콘트라스트 데이터 분석 등을 기초로 하는 이미지 분석으로), 또는 다른 적절한 변화 영역 검출들을 기초로 할 수 있다. 또한, 변화의 영역은 이미지 데이터를 사용하여 재구성된 모델의 이전 버전과 대상으로부터 획득된 최근 또는 뒤따르는 투영들과의 비교 또는 직접적으로 이전의 투영들과의 비교를 기초로 할 수 있다. 현재 이미지 데이터는 선택된 한정된 수의 셀들(204)로 획득된 이미지 투영들의 샘플을 포함할 수 있다. 따라서, 비교는 대상 내에서 변화가 어디에서 존재하는지 또는 발생하기 쉬운지를 결정하기 위하여 현재와 과거 이미지들 사이의 이미지 데이터를 비교할 수 있다. 이러한 변화의 영역들은 또 다른 이미지 투영 획득을 위하여 어떤 셀들을 작동시킬지를 결정하도록 사용될 수 있다.
블록 462에서 변화의 영역의 노출 조정 알고리즘으로의 입력은 그리고 나서 블록 422에서 x-선 이미터 어레이(200)를 작동하기 위하여 셀들(204)을 선택하도록 사용될 수 있다. 다시, 노출 조정 알고리즘은 이미지 데이터를 획득하기 위하여 이미터 어레이(200)의 어떠한 부가적인 셀들이 작동되어야만 하는지를 결정하기 위하여, 가중치 매트릭스 알고리즘과 같은, 적절한 알고리즘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 선택은 만일 선택되면, 적절한 재구성을 형성하도록 부가적인 이미지 데이터를 획득하기 위하여 환자(22)의 어떤 부가 이미지화되어야만 하는지를 결정하도록 사용될 수 있다. 부가적으로, 이미터 어레이(200)에서 작동되는 셀들의 선택은 조영제의 환자(22)로의 이동에 기인하여 변화가 발생할 영역 내에서 실질적으로 환자(22)만을 조사할 수 있는 환자(22)에 대하여 x-선들을 발생시킬 수 있는 이미터 어레이(200)의 선택을 기초로 할 수 있다.
블록 422에서 선택이 만들어진 후에, 위에서 설명된 것과 같이 셀들의 작동 및 방법(400)의 다른 단계들이 뒤따를 수 있다. 따라서, 블록 410에서 장치가 사용되는지의 결정은 방법(400)을 보도록 사용될 수 있는데 그 이유는 존재하는 이미지 데이터의 어떤 부를 결정하기 위한 두 개별 과정들이 장치의 현재 또는 통과된 위치 혹은 조영제의 현재 위치와 같은, 다시 이미지화될 필요가 없는 정보를 포함하기 때문이다. 어떤 부가적인 이미지 데이터의 결정은 재구성, 과정의 실행 등을 위한 적절한 이미지 데이터를 획득하기 위하여 뒤에 이미지화되어야만 하는 이미지 데이터 또는 환자(22)의 부의 결정 또는 분석을 포함하여, 실질적으로 유사하다.
따라서, 이미터 어레이(200)와 검출기 어레이(202)를 포함하는, 영상 장치(20)는 환자(22)의 이미지 데이터를 획득하도록 사용될 수 있다. 비록 이미터 어레이(200)와 검출기 어레이(202)가 환자(22)에 대하여 이동될 수 있으나, 이미터 어레이(200)와 검출기 어레이(202)의 이동은 복수의 대체된 이미터 어레이 셀(204)에 기인하여 환자(22)에 대하여 복수의 이미지 투영들을 획득하는데 필요하지 않을 수도 있다. 셀들(204)의 복수의 위치는 환자(22)의 이미지 데이터의 서로 다른 시각과 투영들의 신속하고 연속적인 획득을 허용할 수 있다. 따라서, 플로 차트(400)에서의 방법은 실질적으로 과정, 3차원 재구성, 또는 다른 적절한 과정들의 실행과 같은, 다양한 목적을 위하여 부가적인 또는 선택된 이미지 데이터를 획득하기 위하여 어떤 이미터 어레이 셀들(204)이 선택된 시간에서 x-선들을 방출하도록 사용되어야만 하는지를 자동으로 결정하도록 사용될 수 있다.
실시 예들의 이전 설명들이 설명의 목적을 위하여 제공되었다. 이는 완전하거나 본 발명을 한정하는 것으로 의도되어서는 안 된다. 특정 실시 예의 개별 구성요소 또는 특징들은 일반적으로 특정 실시 예에 한정되지 않으며, 적용가능하면, 호환될 수 있으며 구체적으로 도시되거나 설명되지 않더라도 선택된 실시 예에서 사용될 수 있다. 이는 또한 다양한 방법으로 변경될 수 있다. 그러한 변경들은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 고려되어서는 안 되며, 그러한 모든 변형들은 본 발명이 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
10 : 내비게이션 시스템
20 : 영상 시스템
22 : 환자
23 : 사용자
24 : 갠트리
26 : 이미지 캡쳐 부
28 : 의사
200 : x-선 방출 소스
30 : 수술 테이블
32 : 스트랩
38 : 전자기 로컬라이저
40 : 광학 로컬라이저
44 : 전자기 컨트롤러
48 : 참조 추적 장치
50 : 영상 장치 추적 장치
52 : 기구 추적 장치
60 : 기구
61 : 리딩 팁
62 : 환자의 심장
70 : 카트
72 : 이미지 처리 유닛
74 : 내비게이션 처리 시스템
76 : 이미지
78 : 디스플레이 장치
80 : 컴퓨터 시스템
82 : 키보드
84 : 계획 시스템
200 : 이미터 어레이
202 :x-선 검출 부
203a : 열
203b : 칼럼
204 : 이미터 어레이 셀
206 : 칼럼
254 : 맥관구조
256 : 카테터 공급 소스
260 : 환자의 지점
262 : x-선
280 : 콘트라스트 소스
282 : 전달 튜브
284 : 맥관구조
290 : 전달 장치의 입구의 제 1 위치
292 : 리딩 단부 지점
300, 302, 304 : 콘

Claims (35)

  1. 복수의 x-선 방출 영역의 이미터 어레이를 구비하고, 상기 x-선 방출 영역들은 개별적이고 대상의 이미지들을 제공하기 위하여 검출기에 의해 검출되는 x-선들을 방출하도록 작동할 수 있는, 복수의 x-선 방출 영역의 이미터 어레이의 작동 방법에 있어서,
    제 1 시간에서 획득된 제 1 이미지 데이터를 액세스하는 단계;
    상기 제 1 이미지 데이터에서 적어도 변화의 가능한 영역을 결정하는 단계;
    상기 결정된 변화의 가능한 영역에서 상기 제 1 이미지 데이터를 분석하는 단계;
    제 2 시간에서 작동되도록 하기 위하여 상기 방출 어레이 내의 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 서브-복수(sub-plurality)를 선택하는 단계; 및
    상기 복수의 x-선 방출 영역 중 상기 선택된 서브-복수를 기초로 하여 제 2 시간에서 획득된 제 2 이미지 데이터를 액세스하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 대상의 적어도 일부의 선택된 재구성을 발생시키기 위하여 선택된 복수의 투영을 결정하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 제 2 시간에서 작동되도록 하기 위하여 상기 방출 어레이 내의 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 서브-복수를 선택하는 단계는 상기 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 어떠한 선택된 서브-복수가 상기 선택된 재구성을 발생시키기 위하여 상기 결정된 선택된 복수의 투영 중 적어도 하나를 획득하도록 작동할 수 있는지의 결정을 기초로 하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 이미지 데이터에서 적어도 변화의 가능한 영역을 결정하는 단계는 상기 대상에 대한 기구의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 기구의 위치를 결정하는 단계는:
    상기 기구에 대한 추적 정보를 수신하는 단계; 및
    적어도 하나의 상기 대상 또는 복수의 상기 x-선 방출 영역에 대하여 상기 기구의 적어도 하나의 리딩 에지의 위치를 결정하는 단계;를 포함하며,
    상기 기구의 상기 리딩 에지는 선택된 시간 기간에 걸쳐 상기 기구가 가장 이동할 것 같은 기구의 부인 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 기구에 대한 추적 정보를 수신하는 단계는 전자기 추적 장치의 3차원 공간 좌표를 수신하는 단계, 벤드 센서(bend sensor) 추적 장치의 3차원 공간 좌표를 수신하는 단계, 또는 저기-전위 추적 장치의 3차원 공간 좌표를 수신하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 이미지 데이터에서 적어도 변화의 가능한 영역을 결정하는 단계는 상기 대상 내의 조영제의 리딩 전방의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 획득된 제 1 이미지 데이터 내의 이미지 유닛 콘트라스트의 정의된 영역을 포함하는 콘트라스트 영역을 식별하는 단계; 및
    상기 변화의 가능한 영역으로서 상기 콘트라스트 영역을 식별하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 영역 내의 물질 조성을 기초로 하여 상기 대상의 영역을 구별하기 위하여 적어도 두 에너지 레벨들을 갖는 상기 제 1 이미지 데이터를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 선택된 디스플레이를 발생시키기 위하여 복수의 투영을 결정하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 제 2 시간에서 작동되도록 하기 위하여 상기 방출 어레이 내의 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 서브-복수를 선택하는 단계는 상기 선택된 디스플레이를 발생시키기 위하여 상기 제 1 이미지 데이터의 적어도 하나의 투영과 다른 적어도 하나의 제 2 투영을 획득하기 위하여 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 적어도 하나의 제 1 서브-복수를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 선택된 디스플레이는 상기 결정된 복수의 투영을 기초로 하여 발생된 상기 대상의 적어도 일부의 2차원 시간 변화를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 이미지 데이터의 이미지 부들을 보기 위하여 매트릭스를 발생시키는 단계;를 더 포함하며,
    상기 제 2 시간에서 작동되도록 하기 위하여 상기 방출 어레이 내의 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 서브-복수를 선택하는 단계는 상기 제 2 시간 동안에 이미지화되는 대상의 부들의 선택을 위한 가중치 매트릭스를 기초로 하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  12. 복수의 x-선 방출 영역의 이미터 어레이를 구비하고, 상기 x-선 방출 영역들은 개별적이고 대상의 이미지들을 제공하기 위하여 검출기에 의해 검출되는 x-선들을 방출하도록 작동할 수 있는, 복수의 x-선 방출 영역의 이미터 어레이의 작동 방법에 있어서,
    상기 대상에 대하여 위치되는 기구의 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 기구의 상기 결정된 위치를 이미지화하도록 작동되기 위하여 상기 방출 어레이 내의 복수의 x-선 방출 영역 중 서브-복수를 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 선택하는 단계를 실질적으로 상기 대상의 상기 부들을 조사하기 위하여 상기 복수의 x-선 방출 영역의 상기 선택된 서브-복수로 한정하는 단계;를 더 포함하며, 상기 기구가 위치되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 기구의 상기 결정된 위치는 실질적으로 상기 기구의 유일한 리딩 단부인 리딩 단부 위치인 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 복수의 x-선 방출 영역 중 유일한 상기 선택된 서브-복수로부터 획득된 이미지 데이터를 기초로 하여 이미지를 보는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    제 1 시간에서 획득되는 제 1 이미지 데이터를 액세스하는 단계를 구비하되, 상기 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 유일한 상기 선택된 서브-복수로부터 획득된 상기 이미지 데이터는 상기 제 1 시간보다 뒤에 제 2 시간에서 획득되는 제 2 이미지 데이터이며; 및
    상기 제 1 이미지 데이터와 상기 제 2 이미지 데이터를 기초로 하여 이미지를 보는 단계;를 더 포함하며,
    상기 제 2 이미지 데이터는 상기 제 1 시간으로부터 상기 제 2 시간으로 상기 대상의 변화의 영역의 이미지 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 제 1 이미지 데이터와 상기 제 2 이미지 데이터를 기초로 하여 이미지를 보는 단계는 상기 제 1 이미지 데이터 또는 상기 제 2 이미지 데이터 중 적어도 하나를 기초로 하여 상기 대상의 3차원 재구성을 보는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 3차원 재구성은 적어도 상기 제 1 이미지 데이터 및 상기 제 2 이미지 데이터 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 기구의 상기 결정된 위치를 이미지화하도록 작동되기 위하여 상기 방출 어레이 내의 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 서브-복수를 선택하는 단계는 제 1 이미지 데이터의 픽셀들의 가중치 매트릭스를 형성하는 단계 및 또 다른 이미지 데이터 획득을 위한 영역들을 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  20. 제 13항에 있어서, 상기 기구의 상기 결정된 위치를 이미지화하도록 작동되기 위하여 상기 방출 어레이 내의 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 서브-복수를 선택하는 단계는 상기 대상의 x-선들의 선택된 범위를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  21. 복수의 x-선 방출 영역의 이미터 어레이를 구비하고, 상기 x-선 방출 영역들은 개별적이고 대상의 이미지들을 제공하기 위하여 검출기에 의해 검출되는 x-선들을 방출하도록 작동할 수 있는, 복수의 x-선 방출 영역의 이미터 어레이의 작동 방법에 있어서,
    제 1 시간에서 획득된 제 1 이미지 데이터를 액세스하는 단계;
    상기 제 1 이미지 데이터의 분석에 의해 콘트라스트의 영역의 에지의 위치를 결정하는 단계; 및
    상기 콘트라스트의 영역의 상기 에지의 상기 결정된 위치를 이미지화하도록 작동되도록 하기 위하여 상기 방출 어레이 내의 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 서브-복수를 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 선택하는 단계를 실질적으로 상기 대상의 상기 부들을 조사하기 위하여 상기 복수의 x-선 방출 영역의 상기 선택된 서브-복수로 한정하는 단계;를 더 포함하며, 상기 콘트라스트의 영역의 상기 에지가 위치되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 콘트라스트의 영역의 상기 결정된 에지는 실질적으로 상기 콘트라스트의 영역의 유일한 리딩 에지인 리딩 에지 위치이며, 상기 콘트라스트의 영역들은 상기 대상에 대하여 위치되는 이동가능한 물질에 기인하여 존재하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 복수의 x-선 방출 영역 중 유일한 상기 선택된 서브-복수로부터 획득된 이미지 데이터를 기초로 하여 이미지를 보는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 제 1 시간보다 뒤에 제 2 시간에서 상기 복수의 x-선 방출 영역 중 유일한 상기 선택된 서브-복수로 제 2 이미지 데이터를 발생시키는 단계; 및
    상기 제 1 이미지와 상기 제 2 이미지 모두를 기초로 하여 이미지를 보는 단계;를 더 포함하며,
    상기 제 2 이미지 데이터는 상기 제 1 시간으로부터 상기 제 2 시간으로 상기 대상의 변화의 영역의 이미지 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 제 1 이미지와 상기 제 2 이미지 모두를 기초로 하여 이미지를 보는 단계는 상기 제 1 이미지 데이터 또는 상기 제 2 이미지 데이터 중 적어도 하나를 기초로 하여 상기 대상의 3차원 재구성을 보는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 3차원 재구성은 적어도 상기 제 1 이미지 데이터 및 상기 제 2 이미지 데이터 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  28. 제 21항에 있어서, 상기 콘트라스트의 영역의 상기 에지의 상기 결정된 위치를 이미지화하도록 작동되도록 하기 위하여 상기 방출 어레이 내의 복수의 상기 x-선 방출 영역 중 서브-복수를 선택하는 단계는 제 1 이미지 데이터의 픽셀들의 가중치 매트릭스를 형성하는 단계 및 또 다른 이미지 데이터 획득을 위한 영역들을 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미터 어레이의 작동 방법.
  29. 제 1 이미지 데이터의 발생 다음에 제 2 이미지 데이터의 위치를 결정하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 대상의 가능한 변화의 영역의 결정된 위치를 기초로 하여 대상을 통하여 x-선들을 방출하도록 x-선 방출 어레이 내의 서브-복수의 x-선 방출 영역을 선택하기 위하여, 명령들을 실행하기 위하여 작동될 수 있는 프로세서를 갖는 노출 조정 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  30. 제 29항에 있어서,
    기구의 적어도 하나의 리딩 단부의 위치를 결정하도록 작동할 수 있는 내비게이션 시스템;을 더 포함하며,
    상기 대상 내의 상기 가능한 변화의 영역의 상기 결정된 위치는 상기 기구의 적어도 상기 리딩 단부의 상기 위치이며,
    상기 기구의 적어도 상기 리딩 단부의 상기 위치는 x-선 방출 어레이 내의 상기 서브-복수의 x-선 방출 영역의 선택을 위한 프로세서로 전송되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 내비게이션 시스템은:
    상기 기구와 관련된 전자기 추적 장치; 및
    상기 전자기 추적 장치로부터 전자기장을 방출하거나 또는 감지하도록 작동할 수 있는 전자기 로컬라이저;를 포함하며,
    상기 방출되거나 또는 감지된 전자기장은 기구의 적어도 하나의 리딩 단부의 상기 위치의 결정을 만들도록 작동하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  32. 제 29항에 있어서,
    제 1 이미지 데이터 내의 조영제의 리딩 에지의 영역을 식별하기 위하여 상기 제 1 이미지 데이터를 분석하기 위한 명령들을 실행하도록 작동되는 이미지 분석 시스템;을 더 포함하며,
    상기 제 1 이미지 데이터 내의 상기 조영제의 리딩 에지는 상기 대상의 가능한 변화의 영역의 상기 결정된 위치인 것을 특징으로 하는 시스템.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 노출 조정 시스템의 프로세서는 대상의 이미지를 재구성하는데 도움을 주기 위하여 상기 제 2 이미지 데이터를 발생시키도록 x-선 방출 어레이 내의 서브-복수의 x-선 방출 영역을 선택하기 위하여 상기 리딩 에지의 상기 결정된 위치를 가중 매트릭스 내로 수신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  34. 제 30항에 있어서, 상기 재구성된 이미지는 입체 3차원 이미지인 것을 특징으로 하는 시스템.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 프로세서는 이전의 이미지 데이터와 상기 제 2 이미지 데이터로부터의 이미지 데이터를 포함하는 업데이트된 입체 3차원 이미지를 결정하기 위하여 제 2 이미지 데이터의 가중치 매트릭스를 기초로 하여 입체 3차원 이미지를 업데이트하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
KR1020147001655A 2011-06-22 2012-06-21 중재적 영상 KR101697617B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/166,072 US10849574B2 (en) 2011-06-22 2011-06-22 Interventional imaging
US13/166,072 2011-06-22
PCT/US2012/043536 WO2012177867A2 (en) 2011-06-22 2012-06-21 Interventional imaging

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140050634A true KR20140050634A (ko) 2014-04-29
KR101697617B1 KR101697617B1 (ko) 2017-01-18

Family

ID=46545453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147001655A KR101697617B1 (ko) 2011-06-22 2012-06-21 중재적 영상

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10849574B2 (ko)
EP (1) EP2723238B1 (ko)
JP (2) JP2014523295A (ko)
KR (1) KR101697617B1 (ko)
CN (1) CN103781423B (ko)
AU (2) AU2012272869A1 (ko)
WO (1) WO2012177867A2 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8768029B2 (en) 2010-10-20 2014-07-01 Medtronic Navigation, Inc. Selected image acquisition technique to optimize patient model construction
CN105979898B (zh) 2013-12-10 2019-03-26 皇家飞利浦有限公司 位置确定系统
CN103948405B (zh) * 2014-05-12 2016-02-03 王云彦 一种全自动神经介入治疗器械输送器
EP2995254A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-16 Koninklijke Philips N.V. Imaging system
WO2017194727A1 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Koninklijke Philips N.V. System and method for multi-beam x-ray exposure for 4d imaging
EP3427666A1 (en) * 2017-07-11 2019-01-16 Siemens Healthcare GmbH Combined imaging system with a magnetic resonance apparatus and an x-ray apparatus
SE1830320A1 (en) * 2018-11-03 2020-05-04 Tracy Of Sweden Ab Method and arrangement for identifying object
US10888294B2 (en) * 2018-12-27 2021-01-12 Medtronic Navigation, Inc. System and method for imaging a subject
EP3705048B1 (en) 2019-03-04 2021-04-21 Boscherini, Duccio A surgical table with an integrated imaging device
CA3145509A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-25 Connor PUETT Systems and methods for generating multi-view synthetic dental radiographs for intraoral tomosynthesis
CN110505383B (zh) * 2019-08-29 2021-07-23 重庆金山医疗技术研究院有限公司 一种图像获取方法、图像获取装置及内窥镜系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05237082A (ja) * 1991-11-29 1993-09-17 General Electric Co <Ge> Ｘ線量を減らす方法と装置
JPH0670235A (ja) * 1992-06-20 1994-03-11 Philips Electron Nv 周辺血管造影法及びそれを実施するための配置構成
KR20040085163A (ko) * 2002-01-22 2004-10-07 더 유니버시티 오브 노쓰 캐롤라이나-채플 힐 대면적 개별 어드레스 가능한 다중 빔 ｘ선 시스템
US20100183116A1 (en) * 2009-01-19 2010-07-22 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray image diagnosing apparatus, and controlling method of x-ray image diagnosing apparatus

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4459990A (en) * 1982-01-26 1984-07-17 Elscint, Incorporated Radiographic method and apparatus for the visualization of the interior of a body particularly useful for the visualization of a subject's circulatory system
JP3432825B2 (ja) 1992-08-14 2003-08-04 ブリテイッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー 位置決定システム
JP3784856B2 (ja) * 1995-05-25 2006-06-14 株式会社東芝 画像診断装置
US5592939A (en) 1995-06-14 1997-01-14 Martinelli; Michael A. Method and system for navigating a catheter probe
US5697377A (en) 1995-11-22 1997-12-16 Medtronic, Inc. Catheter mapping system and method
US5915485A (en) 1997-01-13 1999-06-29 Mcatavey; Dennis B. Ski post hole auger bit
US6493573B1 (en) 1999-10-28 2002-12-10 Winchester Development Associates Method and system for navigating a catheter probe in the presence of field-influencing objects
US6474341B1 (en) 1999-10-28 2002-11-05 Surgical Navigation Technologies, Inc. Surgical communication and power system
US7366562B2 (en) 2003-10-17 2008-04-29 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for surgical navigation
US6747539B1 (en) 1999-10-28 2004-06-08 Michael A. Martinelli Patient-shielding and coil system
US6980627B2 (en) * 2000-10-06 2005-12-27 Xintek, Inc. Devices and methods for producing multiple x-ray beams from multiple locations
US7082182B2 (en) * 2000-10-06 2006-07-25 The University Of North Carolina At Chapel Hill Computed tomography system for imaging of human and small animal
US6636757B1 (en) 2001-06-04 2003-10-21 Surgical Navigation Technologies, Inc. Method and apparatus for electromagnetic navigation of a surgical probe near a metal object
US6674837B1 (en) * 2001-06-15 2004-01-06 Nan Crystal Imaging Corporation X-ray imaging system incorporating pixelated X-ray source and synchronized detector
JP4746270B2 (ja) 2002-02-15 2011-08-10 メドトロニック・ナビゲーション・インコーポレーテッド 着脱可能部分を有する多次元ｘ線イメージング装置用ガントリ・リング
AU2003225836A1 (en) 2002-03-13 2003-09-29 Breakaway Imaging, Llc Systems and methods for quasi-simultaneous multi-planar x-ray imaging
AU2003224711A1 (en) 2002-03-19 2003-10-08 Breakaway Imaging, Llc Computer tomograph with a detector following the movement of a pivotable x-ray source
JP2005529648A (ja) 2002-06-11 2005-10-06 ブレークアウェイ・イメージング・エルエルシー Ｘ線画像化装置用の片持ち支持ガントリ・リング
US6904118B2 (en) * 2002-07-23 2005-06-07 General Electric Company Method and apparatus for generating a density map using dual-energy CT
WO2004019279A2 (en) 2002-08-21 2004-03-04 Breakaway Imaging, Llc Apparatus and method for reconstruction of volumetric images in a divergent scanning computed tomography system
US20040199072A1 (en) 2003-04-01 2004-10-07 Stacy Sprouse Integrated electromagnetic navigation and patient positioning device
DE10340544B4 (de) 2003-09-01 2006-08-03 Siemens Ag Vorrichtung zur visuellen Unterstützung einer elektrophysiologischen Katheteranwendung im Herzen
US7072494B2 (en) 2004-02-20 2006-07-04 Siemens Corporate Research, Inc. Method and system for multi-modal component-based tracking of an object using robust information fusion
SE527217C2 (sv) 2004-03-30 2006-01-24 Xcounter Ab Apparat och metod för att erhålla bilddata
US7772541B2 (en) 2004-07-16 2010-08-10 Luna Innnovations Incorporated Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter
JP2006070235A (ja) 2004-09-03 2006-03-16 Kazuo Saito 蓄光粉体塗料とその塗装方法
DE102004059663A1 (de) * 2004-12-10 2006-06-29 Siemens Ag Verfahren zur Bildgebung mit einem Mehrzeilen-Computertomographen
JP5291619B2 (ja) 2006-05-24 2013-09-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 座標系レジストレーション
US20090036768A1 (en) 2006-11-17 2009-02-05 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices
US9179984B2 (en) * 2007-02-19 2015-11-10 Medtronic Navigation, Inc. Multi-configuration tracking array and related method
US10433929B2 (en) * 2007-03-09 2019-10-08 St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. System and method for local deformable registration of a catheter navigation system to image data or a model
WO2009012453A1 (en) * 2007-07-19 2009-01-22 The University Of North Carolina At Chapel Hill Stationary x-ray digital breast tomosynthesis systems and related methods
WO2009050626A1 (en) 2007-10-19 2009-04-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Imaging system with distributed sources and detectors
JP5550209B2 (ja) 2007-12-25 2014-07-16 キヤノン株式会社 Ｘ線撮影装置
DE102008004473A1 (de) 2008-01-15 2009-07-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines tomosynthetischen 3D-Röntgenbildes
JP5229873B2 (ja) * 2008-01-31 2013-07-03 東芝メディカルシステムズ株式会社 画像表示装置
JP5329103B2 (ja) 2008-02-01 2013-10-30 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 画像処理装置及びｘ線ｃｔ装置
JP5388472B2 (ja) * 2008-04-14 2014-01-15 キヤノン株式会社 制御装置、ｘ線撮影システム、制御方法、及び当該制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
US8532734B2 (en) 2008-04-18 2013-09-10 Regents Of The University Of Minnesota Method and apparatus for mapping a structure
US9737235B2 (en) 2009-03-09 2017-08-22 Medtronic Navigation, Inc. System and method for image-guided navigation
JP5346654B2 (ja) 2009-03-31 2013-11-20 キヤノン株式会社 放射線撮影装置及びその制御方法
US20120099768A1 (en) 2010-10-20 2012-04-26 Medtronic Navigation, Inc. Method and Apparatus for Reconstructing Image Projections
US9807860B2 (en) 2010-10-20 2017-10-31 Medtronic Navigation, Inc. Gated image acquisition and patient model construction
US8768029B2 (en) 2010-10-20 2014-07-01 Medtronic Navigation, Inc. Selected image acquisition technique to optimize patient model construction
JP5276682B2 (ja) * 2011-02-21 2013-08-28 キヤノン株式会社 マルチｘ線撮影装置及びその制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05237082A (ja) * 1991-11-29 1993-09-17 General Electric Co <Ge> Ｘ線量を減らす方法と装置
JPH0670235A (ja) * 1992-06-20 1994-03-11 Philips Electron Nv 周辺血管造影法及びそれを実施するための配置構成
KR20040085163A (ko) * 2002-01-22 2004-10-07 더 유니버시티 오브 노쓰 캐롤라이나-채플 힐 대면적 개별 어드레스 가능한 다중 빔 ｘ선 시스템
US20100183116A1 (en) * 2009-01-19 2010-07-22 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray image diagnosing apparatus, and controlling method of x-ray image diagnosing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012177867A2 (en) 2012-12-27
EP2723238B1 (en) 2022-03-23
US20120330134A1 (en) 2012-12-27
JP6412608B2 (ja) 2018-10-24
AU2012272869A1 (en) 2014-02-06
EP2723238A2 (en) 2014-04-30
JP2014523295A (ja) 2014-09-11
AU2015218552B2 (en) 2017-07-27
JP2017140441A (ja) 2017-08-17
WO2012177867A3 (en) 2013-05-02
US10849574B2 (en) 2020-12-01
KR101697617B1 (ko) 2017-01-18
AU2015218552A1 (en) 2015-09-17
CN103781423B (zh) 2016-12-28
CN103781423A (zh) 2014-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6412608B2 (ja) 介入性撮像
JP6092922B2 (ja) 患者のモデル構築を最適化するための、選択される画像を取得する技術
JP4411406B2 (ja) Ｘ線透視及び超音波の複合による種位置確認装置及び方法
US8024026B2 (en) Dynamic reference method and system for use with surgical procedures
KR20190005177A (ko) 영상을 기반으로 하는 탐색을 위한 방법 및 장치
JP2014523295A5 (ko)
EP3148643B1 (en) Systems for brachytherapy planning based on imaging data
CN105407966B (zh) 用于短距离放射治疗的射野成像
JP2015134201A (ja) 患者のモデル構築を最適化するための、選択される画像を取得する技術
CN101442934A (zh) 使用未造影图像数据生成术中3维图像的系统和方法
KR102292701B1 (ko) 방사선 요법 치료를 위한 의료 장치
CN103705262B (zh) 用于近距离治疗的导航设备和用于操作该导航设备的方法
US11813094B2 (en) System and method for imaging
US20220079536A1 (en) System and method for imaging
US20220079537A1 (en) System and method for imaging
EP4210579A1 (en) System and method for imaging
Shar Dual-camera infrared guidance for computed tomography biopsy procedures

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 4