KR20140051861A - 뇌의 실영상에 ｎｂｓ 기능 데이터를 오버레이하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

뇌의 실영상에 ｎｂｓ 기능 데이터를 오버레이하기 위한 방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20140051861A
KR20140051861A KR1020137034147A KR20137034147A KR20140051861A KR 20140051861 A KR20140051861 A KR 20140051861A KR 1020137034147 A KR1020137034147 A KR 1020137034147A KR 20137034147 A KR20137034147 A KR 20137034147A KR 20140051861 A KR20140051861 A KR 20140051861A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
brain
nbs
overlaying
anatomical
function data
Prior art date
Application number
KR1020137034147A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101531620B1 (ko
Inventor
헨리 한눌라
Original Assignee
넥스팀 오와이
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 넥스팀 오와이 filed Critical 넥스팀 오와이
Publication of KR20140051861A publication Critical patent/KR20140051861A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101531620B1 publication Critical patent/KR101531620B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00—Magnetotherapy
    • A61N2/02—Magnetotherapy using magnetic fields produced by coils, including single turn loops or electromagnets
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T19/00—Manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G06T19/006—Mixed reality
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0033—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room
    • A61B5/004—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room adapted for image acquisition of a particular organ or body part
    • A61B5/0042—Features or image-related aspects of imaging apparatus classified in A61B5/00, e.g. for MRI, optical tomography or impedance tomography apparatus; arrangements of imaging apparatus in a room adapted for image acquisition of a particular organ or body part for the brain
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/389—Electromyography [EMG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using visual displays
    • A61B5/7425—Displaying combinations of multiple images regardless of image source, e.g. displaying a reference anatomical image with a live image
    • 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
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00—Magnetotherapy
    • A61N2/004—Magnetotherapy specially adapted for a specific therapy
    • A61N2/006—Magnetotherapy specially adapted for a specific therapy for magnetic stimulation of nerve tissue
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/20—Surgical navigation systems; Devices for tracking or guiding surgical instruments, e.g. for frameless stereotaxis
    • A61B2034/2046—Tracking techniques
    • A61B2034/2065—Tracking using image or pattern recognition
    • 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
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B2090/364—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body
    • A61B2090/365—Correlation of different images or relation of image positions in respect to the body augmented reality, i.e. correlating a live optical image with another image
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/25—User interfaces for surgical systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Gynecology & Obstetrics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 뇌의 실영상에 NBS(Navigated Brain Stimulation) 기능 데이터를 오버레이하는 방법을 개시한다. 이 방법은 뇌의 실영상을 획득하는 단계, 뇌의 해부학적 모델 및 뇌와 관련된 NBS 기능 데이터를 포함하는 뇌의 기능 맵을 획득하는 단계, 뇌의 실영상으로부터 뇌의 적어도 하나의 해부학적 랜드마크를 식별하는 단계, 뇌의 해부학적 모델 상의 상기 식별된 해부학적 랜드마크들 중 적어도 하나를 식별하는 단계, 모델의 식별된 적어도 하나의 해부학적 랜드마크가 뇌의 실영상 내에서의 대응하는 적어도 하나의 해부학적 랜드마크의 크기 및 배향에 대응하도록 기능 맵을 변형시키는 단계, 및 대응하는 정렬된 해부학적 랜드마크들에 따라서 뇌의 상기 실영상에 적어도 상기 NBS 기능 데이터를 디지털적으로 오버레이하는 단계를 포함한다.

Description

뇌의 실영상에 ＮＢＳ 기능 데이터를 오버레이하기 위한 방법 및 시스템{METHOD OF AND SYSTEM FOR OVERLAYING NBS FUNCTIONAL DATA ON A LIVE IMAGE OF A BRAIN}
본 발명은 뇌의 실영상(live image)에 NBS(Navigated Brain Stimulation)를 오버레이하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 특히, 수술 도중에 해부학적(anatomical) 모델 상의 해부학적 랜드마크들이 뇌의 실영상 상의 대응하는 해부학적 랜드마크들과 정렬될 수 있도록, 뇌의 NBS 기능 데이터 및 뇌의 해부학적 모델을 포함하는 기능 맵이 수술 이전에 구성된다.
현대의 뇌 신경외과에서, 외과의사들은 종종 뇌를 관찰하기 위해 광학 현미경들 및/또는 특수화된 이미징 디바이스들을 이용한다. 그러나, 외과의사에게 국부적인 뇌 기능들을 매우 정확하고 시간상으로 적절하게 디스플레이하기 위한 필요성은 오래도록 느껴져 왔다. 현재는, 정확한 방법들은 수술의 시작시에 상당한 양의 시간을 요구하고, 이는 증가된 위험을 환자에게 제기한다. 반대로, 환경을 설정하는데 수술 도중에 적은 시간을 요구하는 방법들은 덜 정확하며 이에 해당하는 위험들을 제기한다.
뇌를 수술할 때, 외과의사들이 수술 부위에서 뇌의 어떤 부분들이 중요 영역들인지 인지하는 것은 필수불가결하며, 이러한 부위의 제거는 운동 기능, 감각 기능, 언어 기능, 시각 등의 손실을 초래할 것이다. 현재, 이러한 국부적인 뇌 기능들을 결정하기 위한 일반적인 방법은, 전류의 단펄스를 전달하는 프로브를 이용하여 보통 그리드의 형태로 노출된 뇌의 복수의 위치들을 물리적으로 자극하여, 그에 따라 환자로부터 대응하는 시각적 반응 또는 측정가능한 반응이 존재하는지를 결정한다. 반응이 유도되면, 뇌에서의 그 지점은 기능 지점으로서 태그된다. 어떠한 반응도 유도되지 않으면, 그 지점은 절단하기에 안전한 것으로 간주된다.
더욱 최근에는, 수술 이전에, 환자에게는 기능 매핑을 위해 NBS를 행할 수 있다. 매핑의 범위는 임박한 수술의 상세들에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 종양이 환자의 뇌에서 제거되어야 하는 경우, NBS 기능 매핑은 종양의 바로 가까이에 있는 뇌의 기능들을 매핑하도록 제한될 수 있다. 시험적인 또는 보다 외과적인 신경외과의 경우, 기능 매핑은 더욱 광범위할 수 있다.
NBS 기능 매핑은 네비게이팅형 두부 자기 자극(TMS; Transcranial Magnetic Stimulation)의 이용을 통해서 환자의 뇌의 기능들을 정확하게 매핑하는 비-외과적인 방법이다. 환자의 뇌에 또는 그 내부의 위치에 전자기 자극을 공급함으로써, 그리고 환자의 대응 반응을 측정하고 그리고/또는 결정함으로써, 유균 환경(non- sterile environment)에서 환자의 뇌의 정확한 2- 또는 3-차원 맵을 제공하는 것이 가능하다. 2-차원 및 3-차원 NBS 기능 매핑의 더욱 상세한 설명들은, 예를 들어, "Transcranial magnetic stimulation induction coil device with attachment portion for receiving tracking device"의 US 제2008/058582호, "Stereotactic frame and method for supporting a stereotactic frame"의 US 제2005/075560호, "Method for three-dimensional modeling of the skull and internal structures thereof"의 US 특허 제7,720,519호, "A method for visualizing electric fields on the human cortex for the purpose of navigated brain stimulation"의 US 제11/853,232호, "Improved accuracy of navigated brain stimulation by online or offline corrections to co-registration"의 US 제11/853,256호, "Transcranial magnetic stimulation induction coil device with attachment portion for receiving tracking device"의 US 제2008/058582호, "Transcranial magnetic stimulation induction coil device and method of manufacture"의 US 제2008/058581호, "Method and apparatus for dose computation of magnetic stimulation"의 US 제6,849,040호, "Electrode structure for measuring electrical responses from the human body"의 US 특허 제7,440,789호에서 찾을 수 있고, 그 전체는 인용에 의해 본원에 포함된다.
앞서 언급된 인용들 중 적어도 몇몇에서 더욱 상세하게 설명된 바와 같이, NBS 기능 매핑의 시작시에 또는 그 이전에, 환자의 뇌의 모델이 매핑을 위해 획득되거나 또는 선택된다. 본 발명의 실시예에 따라서, 본원에 설명된 바와 같이, 수많은 옵션들이 이용가능하지만, 환자의 뇌의 MRI 또는 CT가 매핑을 위해 해부학적 모델로서 활용된다. MRI 데이터가 완성되면, 환자의 머리 및 각각의 TMS 펄스의 정확한 위치 및 배향을 인지하는 것을 통해서, 해부학적 모델에 환자의 뇌의 기능을 정확하게 매핑하는 것이 가능하다.
본 발명의 제 1 양상에 따르면, 뇌의 실영상에 NBS(Navigated Brain Stimulation) 기능 데이터를 오버레이하는 방법이 제공된다.
본 발명의 특정 실시예들에 따르면, 몇몇 또는 모두의 이하의 단계들을 포함하는, 본 명세서에 설명된 방법들이 존재한다; 이하의 단계들은: 뇌의 실영상(live image)을 획득하는 단계, 뇌의 해부학적 모델 및 뇌와 관련된 NBS 기능 데이터를 포함하는 뇌의 기능 맵을 획득하는 단계, 뇌의 실영상으로부터 뇌의 적어도 하나의 해부학적 랜드마크를 식별하는 단계, 뇌의 해부학적 모델 상의 상기 식별된 해부학적 랜드마크들 중 적어도 하나를 식별하는 단계, 모델의 식별된 적어도 하나의 해부학적 랜드마크가 뇌의 실영상 내의 대응하는 적어도 하나의 해부학적 랜드마크의 크기 및 배향에 대응하도록 기능 맵을 변형시키는 단계, 및 대응하는 정렬된 해부학적 랜드마크들에 따라서 뇌의 상기 실영상에 적어도 상기 NBS 기능 데이터를 디지털적으로 오버레이하는 단계이다.
게다가, 특정 실시예들에 따르면, 본 발명은; 상기 식별된 해부학적 랜드마크들을 연속적으로 추적하는 단계, 및 기능 맵의 식별된 해부학적 랜드마크들이 실영상의 대응하는 해부학적 랜드마크들 위에 중첩된 채로 유지되는 것을 보증하기 위해 디지털적으로 오버레이된 NBS 기능 데이터를 연속적으로 업데이트하는 단계를 더 포함한다.
특정 실시예들에 따라서, 이 방법은; 실영상으로부터 적어도 2개의 해부학적 랜드마크들 사이의 거리에 있어서의 변화를 결정하는 단계, 및 거리에 있어서의 상기 결정된 변화에 기초하여 NBS 기능 데이터의 위치에 대한 신뢰도 표시를 결정하는 단계를 더 포함한다.
유리하게, 이 방법은 상기 신뢰도 표시를 그래픽적으로 디스플레이하는 단계를 포함한다.
대안적으로, 또는 이에 더해, 이 방법은 실영상으로부터 정지 프레임(freeze frame)을 취하는 단계, 상기 정지 프레임으로부터 상기 해부학적 랜드마크들을 식별하는 단계, 상기 정지 프레임 상에 상기 변형된 기능 맵을 디지털적으로 오버레이하는 단계, 상기 정지 프레임 및 상기 실영상 사이의 임의의 변화들을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 변화들에 기초하여 적어도 NBS 기능 데이터와 실영상의 오버레이를 업데이트하는 단계를 포함한다.
특정 실시예들에 따르면, 이 방법은 기능 맵의 적어도 일부의 투명도를 변형시키는 단계를 포함한다. 예시적인 버전에서, 기능 맵의 해부학적 모델 부분의 투명도만이 조절된다.
기능 맵을 변형시키는 단계는 주밍(zooming), 패닝(panning), 틸팅(tilting), 조정(adjusting), 배향(orienting) 및 이동(moving) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
특정 실시예들에 따르면, 이 방법은, 기능 맵 및 뇌의 실영상을 스크린상에 디스플레이하는 단계; 및 오퍼레이터로 하여금 모델의 식별된 적어도 하나의 해부학적 랜드마크 및 뇌의 실영상 내의 적어도 하나의 해부학적 랜드마크를 정렬하도록 기능 맵을 변형시키기 위해 인에이블하기 위한 GUI를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 양상에 따르면, 프로세서로 하여금 이하의 단계들 중 몇몇 또는 모두를 수행하게 하기 위한 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 물건이 제공된다; 이하의 단계들은: 뇌의 실영상으로부터 뇌의 적어도 하나의 해부학적 랜드마크를 식별하는 단계, 뇌의 기능 맵 상의 상기 식별된 해부학적 랜드마크들 중 적어도 하나를 식별하는 단계(상기 기능 맵은 뇌의 해부학적 모델 및 뇌와 관련된 NBS 기능 데이터를 포함함), 모델의 식별된 적어도 하나의 해부학적 랜드마크가 뇌의 실영상의 크기와 배향에 대응하도록 기능 맵을 변형시키는 단계, 및 대응하는 정렬된 해부학적 랜드마크들에 따라서 뇌의 상기 실영상에 적어도 상기 변형된 NBS 기능 데이터를 디지털적으로 오버레이하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 3 양상에 따르면, 앞서 정의된 방법 단계들 중 적어도 몇몇을 수행하도록 배열된 컴퓨팅 디바이스의 프로세서가 제공된다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 오직 예시에 의해 설명될 것이다.
도 1은 사용되고 있는 본 발명의 높은 레벨의 개략적인 도면을 나타낸다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따라서, 뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법을 요약하는 흐름도를 나타낸다.
도 3은 환자에 대한 기능 맵을 생성하기 위해 통상적인 수술-이전 매핑 절차의 개략도를 나타낸다(여기서, 기능 맵은 뇌의 해부학적 모델 및 뇌와 관련된 NBS 기능 데이터를 포함한다).
도 4는 이미 기록된 기능 맵을 확인하기 위해 DCS 절차를 따르는 이미지들을 나타낸다.
도 5는 기능 맵 및 대응하는 실영상을 정렬하기 위한 자동화된 프로세스의 개략도를 나타낸다.
도 6은, 오퍼레이터로 하여금 NBS 뷰가 라이브 현미경 이미지를 따라서 변형되고 정렬되게 인에이블하도록 필수(required) 세그먼트를 생성하게 하는 세분화 툴을 이용하여, NBS 절차에서 나온 3-D 엑스포트를 나타낸다.
도 7 내지 도 14는 사용되고 있는 본 발명의 다양한 양상들을 요약하는 다양한 픽쳐들 및 도면들을 나타낸다.
개괄적으로, 도 1을 특히 참조하여, 기본적인 실시예에서, 본 발명은 통상적으로 현미경(14)을 이용하여 수술 도중에 뇌(12)의 라이브 광학 뷰(10)를 획득하는 단계를 수반한다. 다음으로, 본 발명은 환자(18)에 대한 기능 맵(16)을 정렬하는 단계를 수반하고, 여기서 기능 맵(16)은 뇌(12)의 라이브 뷰(10)와 함께 뇌(12)의 해부학적 모델(20) 및 환자(18)에 대한 NBS(Navigated Brain Stimulation) 기능 데이터를 포함한다. 이러한 정렬 단계는 점선(22)에 의해 개략적으로 표시된다. 환자의 NBS 기능 데이터는 통상적으로 외과 수술 이전에 획득되고 컴파일링되지만, 그러나 이러한 양상은 상세한 설명에서 더욱 상세하게 추가로 설명될 것이다.
특히, 2개의 뷰들(10, 16)의 정렬은 라이브 현미경 이미지(10)로부터의 대응하는 해부학적 랜드마크들(24, 26) 위에 기능 맵(16)으로부터의 해부학적 랜드마크들, 예컨대, 정맥(24), 대뇌구(sulcus) 및 뇌회전(gyrus)(단일 참조 부호 26으로 표시됨)을 중첩시킴으로써 달성된다. 기능 맵(16)이 라이브 뷰(10)와 정렬되면, 2개의 뷰들은 정렬된 뷰(28)를 정의하도록 사실상 서로 접착될 수 있다.
도 2를 이제 참조하여, 뇌의 실영상 위에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법은 참조 부호(40)로 표시된다. 방법(40)은 블록(42)으로 표시된 것과 같이, 도 1에 도시된 실영상(10)와 같은, 뇌의 실영상을 획득하는 단계를 포함한다.
방법(40)은, 블록(44)으로 표시된 것과 같이, 뇌의 해부학적 모델 및 뇌와 관련된 NBS 기능 데이터를 포함하는 뇌의 기능 맵을 획득하는 단계를 더 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 기능 맵은 MRI 또는 CT 이미징 기술을 이용하여 통상적으로 수술 이전에 구성되었으며, 기능 맵은 수술 도중에 후속 이용을 위해 데이터베이스 저장소에 저장된다. 도 7은, 기능 맵이 구성될 수 있는 하나의 방법을 나타낸다. 이러한 프로세스(120)는 환자에 대한 MRI 이미지를 로딩하는 것(화살표 122), 및 그 MRI 이미지를 환자의 머리와 정렬시키는 것(화살표 124)을 포함한다. 타겟 자극은 뇌의 3-D 매핑(화살표 126)을 인에이블하여 반응을 이끌어낸 영역(그리고, 이에 따라 회피해야만 하는 영역들)(화살표 128)에 관한 결과들이 출력되고 데이터베이스 저장소에 저장된다(화살표 130).
MRI를 사용하는 이점은, 해부학적 랜드마크들(정맥들, 대뇌구들, 뇌회전들 등)은 그 이미지에서 쉽게 가시적이며, 이는 특히 해부학적 랜드마크들이 육안으로 쉽게 가시적일 때 개두술 도중에 특히 유용하다. 이와 같이, NBS 매핑 세션 동안 태그된 기능 위치들이 3-D 위치들뿐만 아니라 해부학적 랜드마크들과 관련된 위치들로서 태그될 수 있다. 예를 들어, 환자의 운동 기능은 환자의 머리의 배향에 기초하여 특정 3-D 위치에서 태그될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 동일한 운동 기능은, 예를 들어, 특정 정맥 및 뇌회전으로부터 일정 거리로서 태그될 수 있다. 유사하게, 특정 정맥과 뇌회전 사이의 거리가 알려져 있으면, 운동 기능은 예를 들어 상기 정맥으로부터 상기 뇌회전까지의 거리의 백분율 또는 분수로서 태그될 수 있다. 일례로서, 외과의사가 암 조직을 절제할 때, 주변 뇌 조직은 뇌 이동 현상(brain shift phenomenon)으로 인해 방사배향 압축(radical compression) 또는 연신(stretching)을 경험할 수 있다. 그러나, 통상적으로, 이러한 상황들에서, 해부학적 랜드마크들, 예컨대, 정맥들은 기능적 피질에 대해 그들의 상대적인 위치를 유지한다.
이러한 수술-이전 매핑은 이제 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 환자(50)는 NBS 유도된 TMS를 포함하는 수술-이전 매핑 프로세스를 경험하며, 그 결과는 근전도검사(EMG; electromyography)를 이용하여 측정된다. 이 경우, 환자(50)는 사람의 말하기에서의 역할을 맡고 있는 뇌의 브로카(Broca)의 영역(54) 가까이에 종양(52)을 갖는다. M1(원격 전이) 영역(56)이 또한 나타난다. 이러한 특정 예시에서, 수술-이전 매핑 프로세스의 일부는 말하기 매핑이며, 이를 행하는 동안, 예를 들어, 환자(50)에게는 스크린(58)상에 나타나는 오브젝트들의 이름을 말하는 것과 같은 임무가 주어지고, 자극 이전, 도중 및 이후의 환자들의 반응들은 모니터링되고 비교된다.
EMG 이후에, 수술-이전 매핑 프로세스는 화살표(60)에 의해 개략적으로 표시된 수술-이전 계획 단계를 포함한다. 이러한 단계 동안, 통상적인 3-D 오브젝트들인 NBS 맵들뿐만 아니라 통상적으로 또한 3-D 오브젝트인 종양 맵도 구성된다. 이러한 수술-이전 계획 단계는 또한 수술을 위한 궤적을 결정하는 것을 포함한다.
수술-이전 매핑 프로세스는 앞서 획득된 이미 기록된 기능 맵을 확인하기 위해 직접적 외피 자극(DCS; Direct Cortical Stimulation) 절차를 수행함으로써 수술의 시작시에 이중 체크될 수 있다. 이는 외과의사(64)가 환자의 뇌에 현미경(66)과 함께 사용하는 DCS 자극기 프로브(62)를 통해서 달성될 수 있다. 스크린(68)은, 기능 매핑 프로세스의 정확도의 확인/검증을 용이하게 하기 위해, 앞서 설명된 바와 같이 환자(50)가 디스플레이된 오브젝트들의 이름을 말하는 것을 가능하게 하기 위해 제공된다. 현미경(66) 및 오버레이된 기능 맵으로부터의 라이브 뷰를 포함하는 뷰(70)는 스크린(72) 상에 디스플레이된다. 컴포넌트들(76 및 78)을 포함하는 추적 시스템(74)은 기능 맵의 정확도를 보증하기 위해 그리고 3-D 기능 맵이 구성되게 하기 위해 이용된다. 컨트롤러(80)는 다양한 컴포넌트들, 예컨대 EMG 입력(82), DCS 자극기 프로브(62), 현미경(66) 및 스크린들(68, 70) 상의 디스플레이들로부터 입력들을 수신하고 그리고/또는 이들을 제어한다.
도 4는 이미 기록된 기능 맵을 확인하기 위해 DCS 절차에 따르는 이미지들(90, 92)을 나타낸다. 특히, 이미지(90)는 DCS가 반응들을 생성하는 상이한 컬러로 표시된 영역(94)을 나타낸다. 이미지(92)에서 나타낸 것과 같이 추가적인 컬러 툴들이 제공되며, 여기서 종양(96)은 마커 액체가 주입된 후에 형광으로 가시적으로 된다.
도 2로 다시 돌아와서, 방법(40)은, 블록(46)으로 표시된 바와 같이, 뇌의 실영상으로부터 뇌의 적어도 하나의 해부학적 랜드마크를 식별하는 단계, 및 그후 블록(48)으로 표시된 바와 같이, 뇌의 해부학적 모델 상의 상기 식별된 해부학적 랜드마크들 중 적어도 하나를 식별하는 단계를 더 포함한다. 이러한 단계들은, 예를 들어, 이미지들 내의 지배적인 특징들을 식별하기 위해 수동으로(즉, 외과의사, 또는 보조 또는 기술자에 의해), 또는 예컨대, 광학적 인식 소프트웨어를 이용함으로써 자동으로 위치할 수 있다. 식별되는 (또는 소프트웨어가 식별하도록 프로그래밍된) 통상적인 랜드마크들은 정맥들, 대뇌구들, 뇌회전들을 포함한다.
또한, 방법(40)은 모델의 식별된 적어도 하나의 해부학적 랜드마크는 블록(50)으로 표시된 것과 같이 뇌의 실영상 내에서의 대응하는 적어도 하나의 해부학적 랜드마크에 그 크기 및 배향이 대응하도록(즉, 정렬되도록) 기능 맵을 변형시키는 단계를 더 포함한다. 통상적으로, 기능 맵을 변형시키는 단계는 맵을 줌 인 또는 줌 아웃하는 단계, 기능 맵을 패닝(panning)하는 단계, 틸팅(tilting)하는 단계, 조정(adjusting)하는 단계, 배향(orienting)하는 단계 및 이동(moving)시키는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 변형시키는 단계(50)는 뇌의 기능 맵 및 실영상을 스크린(통상적으로는, 외과의사에 의해 관찰되는 현미경의 스크린) 상에 디스플레이하는 단계, 및 식별된 랜드마크들을 정렬시키기 위해 오퍼레이터(외과의사 또는 보조 둘 중 하나)로 하여금 기능 맵을 변형시키게 하는 GUI를 제공하는 단계를 포함한다.
대안적으로, 예를 들어, 광학적 인식 소프트웨어의 이용을 통해서, 2개 이미지들의 배향 및 정렬은 임의의 인간 상호작용의 수반 없이 완벽하게 자동으로 수행될 수 있다. 이러한 환경에서, 광학적 인식 소프트웨어는 예를 들어 2개의 이미지들을 분석하고 대응하는 해부학적 랜드마트들을 식별할 수 있다. 해부학적 랜드마크들이 식별되면, 정렬 소프트웨어는 기능 맵이 현미경 실영상와 정확하게 정렬되도록 기능 맵을 변형시킬 수 있다. 이러한 환경에서, 정확도를 위해 최종 결합 이미지를 검증하고 그리고/또는 관찰하는데 보조 또는 기술자가 참여할 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 자동화된 정렬을 위한 다른 옵션은, 두개골 및 개두를 스캐닝하기 위해 예를 들어, 스캐닝 레이저(98)를 이용하여 스캐닝할 수 있다. 다음으로, 3-D 기능 맵, 2-D 기능 맵 및/도는 세분된 뇌 이미지 사이의 형상 비교 및/도는 표면 매칭은 기능 맵을 현미경 이미지로 정확하게 변형시키고 정렬하기 위해 구성될 수 있다. 부분적으로 또는 전체적으로 자동화된 정렬을 위한 다른 유사한 방법들은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 당업자들에 의해 인식될 것이다. 도 6은, 예를 들어, NBS 뷰(102)를 라이브 현미경 이미지에 따라서 변형시키고 정렬하도록 하게 하기 위해 오퍼레이터로 하여금 요구되는 세그먼트를 생성하도록 허용하는 세분화 툴을 이용하여 NBS 절차를 따르는 3-D 엑스포트(100)를 나타낸다.
다음으로, 도 2에 따른 방법(40)은 블록(52)로 표시된 것과 같은 대응하는 정렬된 해부학적 랜드마크들에 따라서 뇌의 실영상에 적어도 NBS 기능 데이터를 디지털적으로 오버레이함으로써 종결할 수 있다.
해부학적 랜드마크들이 정렬되면, 컴퓨터 소프트웨어는 2개의 뷰들을 함께 효과적으로 로킹할 수 있다. 따라서, 개괄적으로 말해서, 현미경이 이동하면, 기능 맵은 대응하는 양만큼 자동으로 이동할 것이다(또는 이동하도록 유도될 것이다). 유사하게, 현미경이 줌 인 또는 줌 아웃되면, 기능 맵은 대응하는 양만큼 자동으로 줌할 것이다(또는 줌되도록 유도될 것이다). 반대로, 기능 맵이 임의의 방법으로 조절(즉, 줌, 틸팅, 회전 등)되면, 이에 따라 실영상은 (환자의 머리 및/또는 현미경의 배향에 있어서의 조절을 요구할 수 있는) 이미지들의 정렬을 유지하도록 조절될 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 이제 더욱 상세하게 설명될 일종의 추적 설비(tracking arrangement)를 예상한다. 이러한 추적 특징은, 수술 도중에 환자의 뇌가 만곡(distortions), 예컨대, 부어오르는(bloating) 경향이 있다는 점에서 중요하다. 추가적으로, 심장과 유사하게, 환자의 뇌는 일정하게 확장하고 수축한다. 따라서, 실제 해부학적 랜드마크들 사이 및/또는 주위의 뇌 물질(brain matter)의 실제 비율들에서 있어서의 변화들에 반응하여 식별된 해부학적 랜드마크들 사이 및/또는 주위의 기능 맵의 비율들을 주기적으로 또는 연속적으로 변형시키는 것이 바람직하며 심지어는 필수적일 수 있다. 이러한 환경에서, 외과의사, 도는 기술자는 뇌 및/또는 개인 선호의 움직임/변형(deformation)의 범위에 기초하여 이 특징을 선택적으로 턴 온 및 턴 오프할 수 있다.
전술한 것으로부터 뒤따라서, 나타내지는 않았지만, 본 발명의 방법은, 일 실시예에서, 환자의 머리에 대한 현미경의 상대적인 위치가 모니터링되고/추적되는 (도 3에서 추적 설비(74)와 유사할 수 있는) 추적 설비를 이용함으로써 행해질 수 있는, (도 2에서 단계(46)에 따라서) 식별된 해부학적 랜드마크들을 연속적ㅇ로 추적하는 단계들을 포함한다. 그후, 이 추적 방법은, 기능 맵의 식별된 해부학적 랜드마크들이 실영상의 대응하는 해부학적 랜드마크들 위에 중첩된/정렬된 채로 유지하도록 보증하기 위해 디지털적으로 오버레이된 NBS 기능 데이터를 연속적으로 업데이트한다. 따라서, 현미경에 위치 추적 시스템 또는 표면 스캐닝 센서가 장착되는 한, 현미경이 이동하기 때문에, 수술 도중에, "접착된" MRI 기능 맵이 그에 따라 이동할 수 있다.
본 발명의 방법은, 실영상으로부터 적어도 2개의 해부학적 랜드마크들 사이의 거리에 있어서의 변화를 결정하는 단계, 및 거리에 있어서의 결정된 변화에 기초하여 NBS 기능 데이터의 위치에 대한 신뢰도 표시를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 실시예에서, 신뢰도 표시는 컬러별로 또는 문자숫자식 값으로 그래픽적으로 디스플레이될 수 있다. 이러한 그래픽 표현은 뇌 이동을 정량화할 수 있고 임의의 주어진 시점에서 수술전 매핑의 인덱스 및/또는 신뢰도 표시를 제공할 수 있다. 이러한 그래픽적 표현은 사용자의 재량으로 토글 온 및 토글 오프될 수 있다. 추가적으로, 소프트웨어에는, 외과의사가 대응하는 기능 영역들의 위치의 가능한 부정확성들에 대해 인지해야만 하도록, 거리에 있어서의 충분히 큰 변화가 발생한 것 또는 발생될 것으로 예상된다는 것을 오퍼레이터에게 경고하는 알람 기능이 셋 업된다.
이에 더해, 또는 대안적으로, 추적 방법은 실영상으로부터 정지 프레임을 취하는 단계, 상기 정지 프레임으로부터 해부학적 랜드마크들을 식별하는 단계, 정지 프레임 상에 변형된 기능 맵을 디지털적으로 오버레이하는 단계, 정지 프레임과 실영상 사이의 임의의 변화들을 결정하는 단계, 및 결정된 변화들에 기초하여 적어도 NBS 기능 데이터와 실영상의 오버레이를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 기능 맵의 적어도 일부의 투명도를 변형시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 버전에서, 오직 기능 맵의 해부학적 모델 부분의 투명도만이 조절된다. 따라서, 기능맵 및 해부학적 모델 그 자체 상의 기능 데이터 위치들은 분리될 수 있고 그리고/또는 분리가능할 수 있다. 예를 들어, 해부학적 모델은 단순하게 정렬을 위한 가이드로서 이용될 수 있고, 이 관점에서 오직 기능 데이터만이 라이브 현미경 뷰에 중첩된다. 게다가, 기능 맵의 해부학적 모델 부분의 투명도는 기능 매핑 데이터의 투명도와는 독립적으로 조절될 수 있다. 따라서, 뷰들이 정렬되면, 기능 맵의 해부학적 모델 부분은, 수술의 기간들 동안 라이브 현미경 이미징 위에 거의 가시적이지 않거나 또는 명목상으로 가시적이 되도록, 조절될 수 있다. 추가적으로, 해부학적 모델 부분의 투명도는 해부학적 랜드마크들의 정렬을 체크하기 위해 저하될 수 있다(즉, 덜 투명하게 될 수 있다). 유사하게, 기능 데이터의 투명도는 기능 맵의 해부학적 모델 부분과 함께 또는 그 부분과는 독립적으로 조절될 수 있다.
앞서 나타난 바와 같이, 앞서 설명된 단계들 중 적어도 하나(또는 조합)는 자동으로, 통상적으로는 컴퓨터 소프트웨어의 도움으로 수행된다.
본 실시예에 따르면, 현미경 이미징은 수술실 외부의 원격의 위치로 전송될 수 있다. 이 위치에서, 보조, 기술자 및/또는 자동화된 소프트웨어는 라이브 현미경 이미지와 기능 맵을 정렬시키는 단계 그리고 그후에 외과의사에 디스플레이하기 위해 현미경으로 다시 결합된 뷰를 전송하는 단계를 수행할 수 있다. 이러한 설비는 수술실에서 요구되는 장비 및 인원의 양을 감소시키는 것에 있어서 특히 유리하다. 여기서 실시예는 초기 정렬을 수행하는 보조 또는 기술자의 이용으로 설명되지만, 분명하게 보조의 또는 기술자의 실제 상호작용은 가능한 최대의 상호작용에서 존재하지 않는 상호작용으로 임의의 변화하는 정도일 수 있다.
라이브 현미경 이미지로 기능 맵을 정렬하는데 있어서 해부학적 랜드마크들의 이용은 NBS 기능 데이터를 뇌 항법 장치로 보내기 위한 필요성을 경감시킬 수 있다. 프로세스에서 뇌 항법 장치를 제거함으로써, 원격의 비-외과적 위치에서 신속하게 NBS 데이터를 정렬시키고, 뇌 이동에 대해 보상하는 것이 가능하다. 본 발명은 또한 더욱 정확하고 효과적인 수술 계획 툴을 제공한다. NBS 매핑이 개두의 필요 없이 기능 맵을 생성하기 때문에, 외과의사는 기능 영역들을 회피하기 위해 최선의 코스 심지어는 개두 위치를 매핑하기 위한 계획 동안 기능 맵을 리뷰할 수 있다. 다음으로, 외과의사가 수술실로 이동할 때, 그녀/그는 라이브 현미경 이미지에 오버레이된 정확하게 동일한 친숙한 기능 맵을 볼 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 외과의사는, 주석들 및 코스가 오버레이된 결합된 뷰에 디스플레이되도록, 기능 맵 상의 3-D 코스를 주석하고 심지어는 그릴 수 있다. 앞선 투명도 상세에 따라서, 외과의사의 마크업들은 설명된 해부학적 모델 및 기능 데이터에서와 같이 원하는 투명도로 선택적으로 디스플레이될 수 있다.
앞서 설명된 실시예들이 현미경 오버레이와 관련하여 설명되지만, 임의의 이미징 디바이스 및 디스플레이가 존재할 때, 동일한 방법들 및 시스템들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 카메라가 개두에 대해 고정된 또는 이동가능한 위치에 있을 수 있고, 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 디스플레이들 또는 TV 스크린들이 오버레이된 정보를 갖는 수술실의 내부 도는 외부의 하나 또는 그 초과의 위치들에 위치될 수 있다.
게다가, 본 발명의 특정 실시예들에 따르면, 기능 맵은 3-D 맵이다. 따라서, 외과의사가 3-D 수단(예컨대, 3-D 디스플레이 고글들 또는 3-D 디스플레이 스크린)을 이용하면, 기능 맵은 3-D 공간과 상호작용될 수 있다. 예로써, 수술 또는 계획 도중에, 외과의사는 어떤 해부학 및 어떤 기능들이 전술한 표면 밑에 놓이게 되는지 알아보기 위해 뇌의 레이어(layer)들을 관통할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 특정 깊이에서, 또는 심지어는 표면에서, 계획 또는 수술 소프트웨어는 현재 위치에서의 기능 포인트들뿐만 아니라 현재 위치에서 일정 깊이에 위치된 임의의 기능 포인트들, 예컨대, 현재 깊이 아래이지만 현재 깊이에서 절단에 의해간섭에 약한 기능 포인트들을 표시할 수 있다.
도 8 내지 도 14는 사용되고 있는 다양한 양상들을 요악하는 다양한 픽쳐들및 도면들을 나타낸다. 도 8 및 도 10은, 예를 들어, 2개의 임상적 흐름들(140, 160)을 각각 나타낸다. 흐름(140, 160)은 MRI 단계(142, 162), NBS 단계(144, 164), NBS 분석(146, 166), 보내기 단계(148, 168), MRI 기능 맵으로의 NBS 데이터의 융합(150, 170) 및 (도 8에 나타낸 것과 같은)데이터 투영(152) 또는 (도 10에 도시된 것과 같은)워크스테이션 상의 디스플레이(172)를 포함한다.
도 9는 현미경 스크린(182) 상에 디스플레이된 NBS 결과들(180)의 예시를 나타낸다. 특히, 종양 경계가 종양 가까이의 M1의 NBS 국부화와 관련하여 나타난다.
도 11은 뇌의 실영상 위에 중첩된 스크린상에 나타난 NBS 데이터를 나타낸다. 특히, 이 도면은 기능 맵을 주밍하고, 패닝하고, 틸팅하고, 조절하고, 배향하고 그리고/또는 이동시킴으로써 관련 기능 맵을 변형시키는 능력을 나타낸다.
도 12는 NBS 데이터를 확인하기 위해 앞서 설명된 것과 같이 이용될 수 있는 NBS 데이터로 오버레이된 DCS 데이터를 나타낸다.
도 13은 앞서 설명된 바와 같이 세분화된 뷰를 이용함으로써 대응 라이브 뷰와의 NBS 기능 데이터의 자동 정렬을 나타낸다. 이러한 특정한 경우, 수술전 NBS 결과들은 단극성 피질내 자극(monopolar intracortical stimulation)으로 행해진 수술중 매핑 결과들에 동의했다. 종양은 보통 수술 이후에 작용하는, 종양에 가까운 영역에 의해 제어되는, 운동 기능들을 가지고 성공적으로 절제되었다.
최종적으로, 도 14는 외과치료 전략을 변형시킨 놀랄만한 결과들을 산출했던 수술전 NBS를 나타낸다. 직접 외피 자극(DCS)이 수술중에 수행되었다. DCS 결과들은 수술전 NBS와 비교가능하였고, 수술의 임상적 성공은 기대치를 초과하였다. 이 경우는 NBS가 마비 환자들의 수술전 매핑에 이용될 수 있는 것으로 예시한다. 더욱 더 중요하게, 이 경우의 기록은 왜 NBS에 기초한 종양 절제 수술이 fMRI에 따라서 계획된 수술 보다 실질적으로 더 나은 임상적 성과들로 종종 유도할 수 있는지를 입증한다.
기능 매핑에 있어서 해부학적 랜드마크들을 활용하는 이점은, 해부학적 랜드마크들이 육안으로 쉽게 가시적일 때 개두술 도중에 그 자체로 나타난다. 뇌의 최외측 표면이 관여되는 한, 외과의사는 환자의 머리의 배향에 상관없이 해부학적 랜드마크들을 용이하게 형성할 수 있고 이들을 MRI 이미지와 정렬할 수 있다.
따라서, 본 발명은 돌발적인 운동능력부족들을 회피하는 신뢰가능한 뇌 매핑 솔루션을 제공하며, 이에 의해 환자의 안전이 증가된다. 또한, 외과의사에게 정확한 데이터를 제공하여 이에 의해 주요 운동 피질에 인접한 병리학적 조직의 자신감있는 제거를 결과로 초래한다. 또한, 본 발명은 수술 도중에 소비되는 시간을 감소시켜서 이에 의해 환자의 안전을 증가시킨다.
NBS를 DCS와 비교할 대, NBS는 비-외과적인 반면 DCS는 매우 외과적이다. NBS는 (이에 의해, 신경 전문가들 및/또는 비-수술실 인력을 요구하는) 수술-이전에 수행되는 반면에, DCS는 환자가 깨어있도록 요구한다. 숙달된 인력과 함께, NBS는 60분 미만이 걸릴 수 있는 반면에 (대부분의 경우 45-60분, 더욱 어려운 경우들에서는 90분까지 걸림), DCS는 수술실에서 2시간까지 걸릴 수 있다. NBS는 통상적으로 100% 성공률을 갖는 반면에, DCS의 성공률은 통상적으로 80-85%이다. 결국, NBS는 알려진 부작용들도 전혀 갖지 않는 반면에, DCS로 인해서는 감염 및/또는 부어오름이 발생할 수 있다.

Claims (21)

  1. 뇌의 실영상에 NBS(Navigated Brain Stimulation) 기능 데이터를 오버레이하는 방법으로서,
    - 뇌의 실영상을 획득하는 단계,
    - 상기 뇌의 해부학적 모델 및 상기 뇌와 관련된 NBS 기능 데이터를 포함하는 상기 뇌의 기능 맵을 획득하는 단계,
    - 상기 뇌의 실영상으로부터 상기 뇌의 적어도 하나의 해부학적 랜드마크를 식별하는 단계,
    - 상기 뇌의 해부학적 모델 상의 상기 식별된 해부학적 랜드마크들 중 적어도 하나를 식별하는 단계,
    - 상기 모델의 식별된 적어도 하나의 해부학적 랜드마크는 상기 뇌의 상기 실영상 내에서 대응하는 적어도 하나의 해부학적 랜드마크의 크기 및 배향에 대응하도록, 상기 기능 맵을 변형시키는 단계, 및
    - 상기 대응하는 정렬된 해부학적 랜드마크들에 따라서 상기 뇌의 상기 실영상에 적어도 상기 NBS 기능 데이터를 디지털적으로 오버레이하는 단계를 포함하는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 식별된 해부학적 랜드마크들을 연속적으로 추적하는 단계, 및
    - 상기 기능 맵의 상기 식별된 해부학적 랜드마크들이 상기 실영상의 대응하는 해부학적 랜드마크들 위에 중첩된 채로 유지하는 것을 보증하기 위해 상기 디지털적으로 오버레이된 NBS 기능 데이터를 연속적으로 업데이트하는 단계를 더 포함하는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    - 상기 실영상으로부터 적어도 2개의 해부학적 랜드마크들 사이의 거리에 있어서의 변화를 결정하는 단계, 및
    - 거리에 있어서의 상기 결정된 변화에 기초하여 상기 NBS 기능 데이터의 위치에 대한 신뢰도 표시를 결정하는 단계를 더 포함하는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 신뢰도 표시를 그래픽적으로 디스플레이하는 단계를 더 포함하는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실영상으로부터 정지 프레임을 취하는 단계, 상기 정지 프레임으로부터 상기 해부학적 랜드마크들을 식별하는 단계, 상기 정지 프레임 상에 상기 변형된 기능 맵을 디지털적으로 오버레이하는 단계, 상기 정지 프레임과 상기 실영상 사이의 임의의 변화들을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 변화들에 기초하여 상기 적어도 NBS 기능 데이터와 상기 실영상의 오버레이를 업데이트하는 단계를 더 포함하는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능 맵의 적어도 일부의 투명도를 변형시키는 단계를 더 포함하는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기능 맵의 오직 해부학적 모델 부분의 투명도만이 조정되는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능 맵을 변형시키는 단계는, 주밍(zooming), 패닝(panning), 틸팅(tilting), 조정(adjusting), 배향(orienting) 및 이동(moving) 중 적어도 하나를 포함하는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 기능 맵 및 상기 뇌의 실영상을 스크린상에 디스플레이하는 단계; 및
    - 오퍼레이터로 하여금 상기 모델의 상기 식별된 적어도 하나의 해부학적 랜드마크와 상기 뇌의 상기 실영상 내의 상기 적어도 하나의 해부학적 랜드마크를 정렬시키기 위해 상기 기능 맵을 변형시키도록 인에이블하기 위한 GUI를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계들 중 적어도 하나는 자동으로 수행되는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 단계들의 결합은 자동으로 수행되는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단계들 중 적어도 하나는 컴퓨터 소프트웨어의 도움으로 수행되는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학적 인식 소프트웨어는 임의의 하나 또는 그 초과의 상기 단계들에 활용되는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 단계들의 정확도는 검증되는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  15. 제 14 항 있어서,
    상기 검증은 사용자에 의해 또는 소프트웨어를 이용하여 자동으로 수행되는,
    뇌의 실영상에 NBS 기능 데이터를 오버레이하는 방법.
  16. 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 물건으로서;
    상기 컴퓨터 판독가능 매체는 프로세서로 하여금
    - 뇌의 실영상으로부터 뇌의 적어도 하나의 해부학적 랜드마크를 식별하는 단계,
    - 상기 뇌의 기능 맵 상에 상기 식별된 해부학적 랜드마크들 중 적어도 하나를 식별하는 단계 ― 상기 기능 맵은 상기 뇌의 해부학적 모델 및 상기 뇌와 관련된 NBS 기능 데이터를 포함함 ―,
    - 상기 모델의 상기 식별된 적어도 하나의 해부학적 랜드마크가 상기 뇌의 실영상의 크기 및 배향에 대응하도록, 상기 기능 맵을 변형시키는 단계, 및
    - 상기 대응하는 정렬된 해부학적 랜드마크들에 따라서 상기 뇌의 상기 실영상에 적어도 상기 변형된 NBS 기능 데이터를 디지털적으로 오버레이하는 단계
    를 수행하게 하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 매체는 일시적 매체인,
    컴퓨터 프로그램 물건.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 매체는 비-일시적 매체인,
    컴퓨터 프로그램 물건.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 항 내지 제 15 항에 기재된 방법의 임의의 단계들을 더 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
  20. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 방법의 임의의 단계들 중 적어도 몇몇을 수행하도록 배열된 컴퓨팅 디바이스의 프로세서.
  21. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 방법의 임의의 단계들을 자동으로 수행하도록 배열된 컴퓨팅 디바이스의 프로세서.
KR1020137034147A 2011-06-03 2012-06-04 뇌의 실영상에 ｎｂｓ 기능 데이터를 오버레이하기 위한 방법 및 시스템 KR101531620B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161492821P 2011-06-03 2011-06-03
US61/492,821 2011-06-03
US201161564336P 2011-11-29 2011-11-29
US61/564,336 2011-11-29
PCT/FI2012/050551 WO2012164173A2 (en) 2011-06-03 2012-06-04 Method of and system for overlaying nbs functional data on a live image of a brain

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140051861A true KR20140051861A (ko) 2014-05-02
KR101531620B1 KR101531620B1 (ko) 2015-06-25

Family

ID=46548506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137034147A KR101531620B1 (ko) 2011-06-03 2012-06-04 뇌의 실영상에 ｎｂｓ 기능 데이터를 오버레이하기 위한 방법 및 시스템

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9082215B2 (ko)
EP (1) EP2714193B1 (ko)
JP (1) JP2014522274A (ko)
KR (1) KR101531620B1 (ko)
CN (1) CN103619407B (ko)
ES (1) ES2776526T3 (ko)
PL (1) PL2714193T3 (ko)
WO (1) WO2012164173A2 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150135447A (ko) * 2014-03-21 2015-12-02 넥스팀 오와이 구조 유효성 지수를 사용하는 추적 경두개 자기 자극 플래닝
WO2015149854A1 (en) * 2014-04-03 2015-10-08 Brainlab Ag Method and system for supporting a medical brain mapping procedure
US11547499B2 (en) * 2014-04-04 2023-01-10 Surgical Theater, Inc. Dynamic and interactive navigation in a surgical environment
DE102014010350A1 (de) * 2014-07-10 2016-01-14 Carl Zeiss Meditec Ag Augenchirurgiesystem
US10013808B2 (en) * 2015-02-03 2018-07-03 Globus Medical, Inc. Surgeon head-mounted display apparatuses
US9933470B2 (en) * 2015-08-31 2018-04-03 The Boeing Company Energy spectrum visualization system
JP6392190B2 (ja) 2015-08-31 2018-09-19 富士フイルム株式会社 画像位置合せ装置、画像位置合せ装置の作動方法およびプログラム
JP6461024B2 (ja) * 2016-02-05 2019-01-30 富士フイルム株式会社 画像位置合せ装置、方法およびプログラム
JP7227168B2 (ja) * 2017-06-19 2023-02-21 モハメド・アール・マーフーズ 蛍光透視法および追跡センサを使用する股関節の外科手術ナビゲーション
KR101950815B1 (ko) * 2017-08-25 2019-02-21 뉴로핏 주식회사 패치 가이드 방법 및 프로그램
US11986319B2 (en) * 2017-08-25 2024-05-21 NEUROPHET Inc. Patch guide method and program
US10398855B2 (en) * 2017-11-14 2019-09-03 William T. MCCLELLAN Augmented reality based injection therapy
US20200016396A1 (en) * 2018-07-11 2020-01-16 Synchron Australia Pty Limited Systems and methods for improving placement of devices for neural stimulation
JP7189594B2 (ja) * 2018-07-23 2022-12-14 国立大学法人 大分大学 非侵襲的ヒト優位半球の大脳運動性言語野判定装置
CN109300168A (zh) * 2018-07-30 2019-02-01 福建中医药大学附属人民医院（福建省人民医院） 单次蛛网膜下腔阻滞术中信息收集处理系统及其处理方法
US11497924B2 (en) * 2019-08-08 2022-11-15 Realize MedTech LLC Systems and methods for enabling point of care magnetic stimulation therapy
CN110766808B (zh) * 2019-11-05 2020-03-27 北京智拓视界科技有限责任公司 人脸数据的处理方法、设备和计算机可读存储介质
US11628037B2 (en) 2020-04-29 2023-04-18 Medtronic Navigation, Inc. System and method for viewing a subject
US11593972B2 (en) * 2020-04-29 2023-02-28 Medtronic Navigation, Inc. System and method for viewing a subject

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI114613B (fi) 2001-10-17 2004-11-30 Nexstim Oy Menetelmä ja laite magneettistimulaation annoslaskentaa varten
JP3849853B2 (ja) * 2001-10-19 2006-11-22 株式会社日立メディコ 手術用受信コイル及びこれを用いた磁気共鳴イメージング装置
FI117886B (fi) 2002-07-29 2007-04-13 Nexstim Oy Paikanninkehys ja menetelmä paikanninkehyksen tukemiseksi
FI113615B (fi) 2002-10-17 2004-05-31 Nexstim Oy Kallonmuodon ja sisällön kolmiulotteinen mallinnusmenetelmä
FI119172B (fi) 2003-11-18 2008-08-29 Nexstim Oy Elektrodirakenne sähköisten vasteiden mittaamiseksi ihmiskehosta
US7998053B2 (en) 2006-08-30 2011-08-16 Nexstim Oy Transcranial magnetic stimulation induction coil device and method of manufacture
US7854232B2 (en) * 2006-08-30 2010-12-21 Nexstim Oy Transcranial magnetic stimulation induction coil device with attachment portion for receiving tracking device
US7925066B2 (en) 2006-09-13 2011-04-12 Nexstim Oy Method and apparatus for correcting an error in the co-registration of coordinate systems used to represent objects displayed during navigated brain stimulation
WO2008133831A2 (en) 2007-04-23 2008-11-06 Medtronic Navigation, Inc. Method and apparatus for electromagnetic navigation of a magnetic stimulation probe
PL2680746T3 (pl) 2011-03-03 2020-09-21 Nexstim Oyj Odwzorowanie poznawcze z wykorzystaniem przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

Also Published As

Publication number Publication date
PL2714193T3 (pl) 2020-06-29
JP2014522274A (ja) 2014-09-04
US20130176336A1 (en) 2013-07-11
WO2012164173A2 (en) 2012-12-06
KR101531620B1 (ko) 2015-06-25
CN103619407A (zh) 2014-03-05
CN103619407B (zh) 2016-05-11
EP2714193A2 (en) 2014-04-09
US9082215B2 (en) 2015-07-14
ES2776526T3 (es) 2020-07-30
EP2714193B1 (en) 2019-12-18
WO2012164173A3 (en) 2013-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101531620B1 (ko) 뇌의 실영상에 ｎｂｓ 기능 데이터를 오버레이하기 위한 방법 및 시스템
US11317982B2 (en) Image processing circuits for real-time visualizations using MRI image data and predefined data of surgical tools
JP6568478B2 (ja) 低侵襲治療のための計画、誘導およびシミュレーションシステムおよび方法
JP2019534734A (ja) 誘導される処置システム
US10123841B2 (en) Method for generating insertion trajectory of surgical needle
US20190311542A1 (en) Smart operating room equipped with smart surgical devices
EP2195676A2 (en) Mri surgical systems for real-time visualizations using mri image data and predefined data of surgical tools
US10603118B2 (en) Method for recovering patient registration
US20190336225A1 (en) System and methods for updating patient registration during surface trace acquisition
US10188468B2 (en) Focused based depth map acquisition
CA2976573C (en) Methods for improving patient registration
CN112807083A (zh) 用于神经外科导航的颅脑穿刺路径建立方法和系统
US20220354579A1 (en) Systems and methods for planning and simulation of minimally invasive therapy
Leuze et al. Landmark-based mixed-reality perceptual alignment of medical imaging data and accuracy validation in living subjects
Ivanov et al. Neuronavigation. Principles. Surgical technique.
US20230363829A1 (en) Systems and methods for operative microscope tracking for technical guidance
CN116172704A (zh) 一种颅脑定位穿刺方法
Williamson et al. Image-guided microsurgery
Gibson et al. 3D visualization methods to guide surgery for Parkinson’s disease
Zelasco et al. Software support for a new stereotaxic frame
ROBERTSON¹ et al. 86 Medicine Meets Virtual Reality 11 JD Westwood et al.(Eds.) IOS Press, 2003
DE102004015498A1 (de) Verfahren zur dreidimensionalen Rekonstruktion von räumlichen Punktmodellen aus mehr als zwei fragmentierten Stereobildern für medizinische Anwendungen

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee