KR20160023875A - 자기 공명 영상 연구를 위한 발 위치결정 시스템 - Google Patents

자기 공명 영상 연구를 위한 발 위치결정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20160023875A
KR20160023875A KR1020167002047A KR20167002047A KR20160023875A KR 20160023875 A KR20160023875 A KR 20160023875A KR 1020167002047 A KR1020167002047 A KR 1020167002047A KR 20167002047 A KR20167002047 A KR 20167002047A KR 20160023875 A KR20160023875 A KR 20160023875A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
foot
magnetic resonance
resonance imaging
mri
individual
Prior art date
Application number
KR1020167002047A
Other languages
English (en)
Inventor
카를로스 알베르토 카발 미라발
이브리오 라파엘 곤잘레스 달마우
루이스 마뉴엘 플로레스 디아즈
조르지 아마도르 베르란가 아코스타
루이스 사터르나이노 헤레라 마르틴즈
Original Assignee
센트로 데 인제니에리아 제네티카 와이 바이오테크놀로지아
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 센트로 데 인제니에리아 제네티카 와이 바이오테크놀로지아 filed Critical 센트로 데 인제니에리아 제네티카 와이 바이오테크놀로지아
Publication of KR20160023875A publication Critical patent/KR20160023875A/ko

Links

Images

Classifications

    • A61B5/0555—
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6829—Foot or ankle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/70—Means for positioning the patient in relation to the detecting, measuring or recording means
    • A61B5/702—Posture restraints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/70—Means for positioning the patient in relation to the detecting, measuring or recording means
    • A61B5/706—Indicia not located on the patient, e.g. floor marking
    • 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
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • 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
    • A61B2090/363—Use of fiducial points
    • 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
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3954—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers magnetic, e.g. NMR or MRI
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00—Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/10—Parts, details or accessories
    • A61G13/12—Rests specially adapted therefor; Arrangements of patient-supporting surfaces
    • A61G13/1205—Rests specially adapted therefor; Arrangements of patient-supporting surfaces for specific parts of the body
    • A61G13/1245—Knees, upper or lower legs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G13/00—Operating tables; Auxiliary appliances therefor
    • A61G13/10—Parts, details or accessories
    • A61G13/12—Rests specially adapted therefor; Arrangements of patient-supporting surfaces
    • A61G13/1205—Rests specially adapted therefor; Arrangements of patient-supporting surfaces for specific parts of the body
    • A61G13/125—Ankles or feet
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1055—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using magnetic resonance imaging [MRI]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1092—Details
    • A61N2005/1097—Means for immobilizing the patient

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 시간을 통해 강력한 정량적 정보를 얻기 위해서 자기 공명 영상(MRI) 연구 동안, 발과 다리의 하부의 위치의 재현 가능성을 보장하는 시스템과 방법에 관련된 것이다. 시스템은 임의의 MRI 장비의 무선주파수 코일 내로 삽입되는 장치를 포함한다. 상기 장치는 발 지지부, 다리 지지부 및 상술한 부분들이 그 내부에 고정되는 것을 가능하게 하도록 채용된 베이스를 포함한다. 이러한 장치와 방법으로, 외부 및 내부 마커를 통해서, 발과 다리의 하부의 해부학적 구조(anatomy)와 생리(physiology)에 영향을 주는 병리생리학 현상들의 진전의 정량적 연구가 수행된다.

Description

자기 공명 영상 연구를 위한 발 위치결정 시스템{FEET POSITIONING SYSTEM FOR MAGNETIC RESONANCE IMAGING STUDIES}
본 발명은 인간 의학, 제약 산업 및 생체 의학 연구의 분야에 관련된 것이다. 특히, 이것은 방사선학, 스포츠 의학, 맥관학, 내분비학, 정형 외과학, 류머티스학 및 외상학에 적용될 수 있다. 이것은 발과 다리의 하부의 정량적 장기 공명 영상(MRI) 연구를 가능하게 한다.
염증, 퇴행성, 외상, 감염, 자가 면역, 정형 외과, 혈관 및 신경 질환의 큰 집합은 발과 다리의 하부의 해부학적 구조(anatomy)와 생리(physiology)에 영향을 주고 있다. 이러한 질환들(conditions)의 원인들과 그들의 치료들은 매우 다르다. 발 질환은 다양한 정도로 신체를 방해한다. 그들의 전문적인 활동(운동선수, 예술가, 군인) 중 발을 포함하는 하부 사지(extremities)에 높은 스트레스를 받아야 하는 사람의 숫자는 증가하고 있다. 다른 한편으로는, 무엇보다도 당뇨족궤양(diabetic foot ulcers, DFU), 류머티스성 관절염(rheumatoid arthritis), 기형, 염증 및 감염, 혈액 순환, 외상, 및 신경병성 질환과 같은 하부 팔다리에 영향을 주는 다양한 질환과 그것들의 높은 발병률이 있다. 발 질환과 다리의 하부의 진단 방법은 아직까지 불충분하다.
이미지를 이용한 발 연구는 주제에 대한 헌신적인 저작물의 숫자가 증가함과 함께 현재 과학적이고 임상적인 문제가 있다[Suzuki E. Diabetologia (2000), 43: 165-172; Greenman R L., Diabetes Care (2005), 28: 6:1425-30; E.C Kavanagh, A.C Zoga, Seminars in Musculoskeletal Radiol (2006), 10: 4 308-27; Kapoor A, Arch Intern Med. (2007), 167:125-132; Johnson P.W, AJR (2009), 192: 96-100; Andreassen C. S., Diabetologia (2009), 52: 1182-1191; Moreno Casado M.J, Revista Intern. Ciencias Podologicas (2010), 4: 45-53; Poll L.W, Diabetology & Metabolic Syndrome (2010), 2: 2-5 (http://www.dmsjournal.com/content/2/1/25); Ramoutar CT, The J of Diabetic Foot Complications (2010), 2: 18-27; M.J. Sormaala, et al., Musculoskeletal disorders (2011), 12: 1-6; H. Kudo, et al. Jpn. J. Radiol (2012), 30: 852-857; W L. Sung, et al., The J. of Foot and Ankle Surgery (2012), 50: 570-574; Freud W., BMJ Open (2012), 2: 1-8]. 이러한 인용된 저작물에서, 이용되는 방법은 X-선, 초음파, 컴퓨터 단층 촬영, 다른 방식의 핵 의학과 MRI이다. 최근 출판물은 다양한 발 상태 연구에 대한 상기 기술의 비교 평가를 한다[BA Lipsky, et al. Clinical Infectious Diseases (2004), 39:885-910; Moholkar S, Appl. Radiology, www.appliedradiology.com, October (2009); Vartanians V.M, et al. Skeletal Radiol (2009), 38:633-636; Thomas-Ramoutar C, The J of Diabetic Foot Complications (2010), 2:18-27]. 모든 영상 방식은 상호보완적이다. 하지만, 더 많은 논문(articles)은 해부학적이고 기능적인 정보를 제공하는 동안, 그것의 비-침입성(non-invasiveness), 부드러운 부분의 연구에 대한 민감도, 그것의 높은 공간 해상도와 필적할 수 없는 콘트라스트(contrast) 때문에 MRI에 우선권을 부여한다[M.L. Mundwiler, et al. Arthritis Research and Therapy (2009), 11: 3, 1-10; Vartanians V.M, et al., Skeletal Radiol (2009), 38: 633-636; M.J. Sormaala, et al., Musculoskeletal disorders, (2011), 12: 1-6; H. Kudo, et al. Jpn. J. Radiol (2012), 30: 852-857; W L. Sung, et al., The J. of Foot and Ankle Surgery (2012), 50: 570-574].
하지만, 2007년, 출판된 학술 조사는 선택적인 지방 위축(selective fat atrophy)을 갖는 602명 환자의 연구를 기술하고; 그것들은 MRI 진단이 불확실하다는 결론을 내렸다[M.P. Recht, et al. AJR (2007), 189: W123-W127]. 이러한 결론의 원인은 환자가 동일한 위치결정 조건에서 연구되지 않은 것이다. MRI 리포트의 대다수는 진전의 연속성(종단적 연구)을 부여하지 않고, 발의 상태의 정성적 평가를 수행하고, 그렇게 한 그것들은, 동일한 조건 하에서 그것을 완성하는 것의 보증을 나타내지 않는다. 따라서, 그것들의 결론은 보통 조심스럽거나 또는 다른 저작물과 일치하지 않는다. 예를 들어, 에델만(Edelman)은 6개월 동안 63명의 당뇨족궤양(DFU) 환자의 임상 과정의 연구를 했고[Edelman, D., J. Gen Intern Med (1997), 12: 537-543], 여기서 MRI 정보의 제공은 치유법을 예측하는데 실패한 다른 전염성의 질환으로부터 골수염을 구별하는 것에 있어, 결정 요인이 아니라고 결론 내린다. 반면, 다른 연구[Kapoor A, Arch Intern Med. (2007), 167: 125-132]에서, 메타 분석(meta-analysis)으로부터, MRI의 민감도와 특이성(specificity)을 종래의 방사선 촬영과 테크네튬99(technetium 99)의 방법에 비교하면서, 다른 저자로부터의 데이터가 논의된다. 동시에, 골수염의 연구에 대하여 MRI가 다른 방법에 비해서 더 높은 특이성과 민감도를 갖는 것이 증명되었다. 1997년에 에델만(Edelman)에 의해서 출판된 저작물로부터의 단언은 다른 저자에 의한 저작물[Craig JC, Radiol. (1997), 203: 849-855; BA Lipsky, et al. Infections Clinical Infectious Diseases (2004), 39: 885-910; Collins M.S, AJR (2005), 185: 386-393; Kapoor A, Arch Intern Med. (2007), 167: 125-132; Tan, PL Teh J.; The British J. of Radiol (2007), 80: 939-948; Robinson A.H.N, J Bone Joint Surg [Br] (2009), 91-B: 1-7; Johnson P.W, AJR (2009), 192: 96-100]과 일치하지 않는다. 특히, 크레이그(Craig)에 의해 출판된 저작물에서 진단 민감도는 90%이고 특이성은 71%인 것을 장래를 내다보고 증명하면서, 15개의 MRI 테스트의 결과는 57개의 샘플의 조직병리학과 상관관계를 갖는다[Craig J C, Radiol (1997), 203: 849-855]. 다른 저자는 민감도와 특이성에 대해서 독립체(entities)와 비교 방법에 따라, 항상 50% 이상인 다른 값을 공표했다[Collins M.S, AJR (2005), 185: 386-393; Johnson P.W, AJR (2009), 192: 96-100; Thomas-Ramoutar C, The J of Diabetic Foot Complications (2010), 2: 18-27]. 다른 한편으로는, 플로이트 더블유(Freud W) 등[Freud W., BMJ Open (2012), 2, 1-8]은 스트레스에 의해서 유발되는 결과를 평가하기 위해서, 마라톤 레이스를 따라, 시작에서와 레이스의 다른 단계 동안, 22명의 운동선수의 발의 MRI 연구를 하였다. 그것에서, 다른 병변(lesions)에 대한 아킬레스 건의 크기와 그것의 거리가 측정되었다. 하지만, 부종(edema)의 존재가 보고됨에도 불구하고, 부피와 그것의 변화가 측정되지 않았다. 이 저작물의 유보된 결론은 엄격한 정량적 근거를 갖지 않는다. (발과 다리의) 다른 연구들 사이의 일치(conformity)와 함께 미해결 문제로 남아있다. 발에 영향을 주는 다른 질환들의 정량적과 진전적인 평가는 불충분하다.
결과에서의 이러한 불일치와, 신뢰할 수 있는 진전적인 정량적 연구의 부재는 몇 가지 주요 이유가 있다: 발은 개인 사이의 높은 생물학적인 다양성의 구조이고, 발은 높은 유동성(mobility)을 갖고 그들의 해부학적-기능적 특성이 복잡하다(그것들은 높은 역학적인 하중과 함께 26개의 뼈, 33개의 관절, 126개의 근육과 100 이상의 힘줄, 혈관 및 신경 말단을 갖는다).
특허 출원 U.S. 2013/0053677는 발 병변(lesions)을 연구하기 위한 장치, 스캐너를 청구한다. 상기 특허 문서에서 발의 발바닥 면은 스캔되고, 발의 외면(발 피부)의 3차원 재현(reconstruction)은 소프트웨어로 수행된다. 이러한 장치와 방법은 내부 뼈 구조, 근육, 인대, 관절 및 그들의 변형의 측정을 빼고(less) 디스플레이가 가능하지 않다. 그것은 오직 발의 발바닥 면에서 피부 본성(dermal nature)의 일부 질환에만 적용된다. 그것은 무엇보다도 당뇨족궤양(DFU, 발의 임의의 영역에서 다른 깊이로 나타남), 류머티스성 관절염, 기형, 염증 및 감염, 신경병성 및 순환 장애와 같은 발의 대다수의 질환의 시각화(visualization), 양화(quantification) 및 관찰(monitoring)을 해결하지 않는다. 이러한 장치는 MRI 연구에 연결되어 있지 않는다. 더욱이, 오직 하나의 발이 평가되어, 동일한 조건에서 그것들 사이의 비교가 가능하지 않다. 한편, 특허 출원 WO 2012/143628 A1는 오직 무릎의 전방 인대의 부분적인 손상을 측정하기 위한 장치와 정형외과적 역학 방법을 개시한다.
새로운 정성적과 정량적 정보를 제공하기 위해서, 발의 표면과 내부에서 해부학적이고 생리학적인 과정의 양화, 및 사실상 하부 사지의 모든 질환에 대한 진전적인 정보가 상기 발명들로 해결되지 않는다.
MRI 발 연구에서 주요 문제는 다른 실험에 따라, (해부학적인 구조의 크기와 상대적인 위치를 바꾸는 염증 처리과정을 포함한)고정되고 재현가능한 위치가 달성되는 것을 요구하면서, 여러 가지의 발 질환의 진전적이고 정량적인 정보를 얻는 것이다. 발과 다리의 하부에 현존하는 병리생리학적 과정의 정량적 정보 및 자연스럽게 또는 해결되지 않은 문제로 남은 치료의 결과 중 하나로서 그들의 진전을 얻기 위함이다.
본 발명은 스캔 과정 동안, MRI 장비에 대해서 발의 방향(orientation)을 제어하기 위한 발의 위치결정 장치를 포함하는 시스템을 제공함으로써, 상술한 문제를 해결하고, 여기서, 상기 장치는 다음을 포함한다: (a) 발 표면 스탠드(장치에 대해서 고정된 위치에 피험자의 적어도 하나의 발을 배치시키기 위함)를 포함하고, MRI가 기록될 때 볼 수 있는 영상 마커(markers)인 적어도 두 개의 요소; 발뒤꿈치 뒤에 위치되도록 채용되고 발을 위한 상기 표면에 대해서 슬라이딩하는 발뒤꿈치 아치(heel arch); 및 스캔하는 동안 상기 지지 표면 상에서 환자 발을 고정하는 도구를 포함하는 발 지지부; (b) 장치에 대해서 고정된 위치에서 상기 사람의 적어도 하나의 다리를 위치결정하기 위한 다리 지지대; 스캔하는 동안 상기 지지 표면 상에 환자 다리를 고정하는 도구를 포함하는 다리 지지부; (c) 그것 내부에 발 지지 표면과 다리 지지부를 지지하도록 채용된 장치 베이스.
본 발명의 시스템과 장치는 고정되고 재현 가능한 발, 및 다리의 하부의 위치를 확실하게 하고, 이것은 일련의 정량적 연구를 위해서 필수적이고 특별히 복잡한 과정이다. 이러한 해결책은 심지어 해부학적 부분의 치수와 상대적인 위치의 평가가 어려운 염증 처리과정과 다른 장애를 갖는 환자의 경우에도 적용된다.
본 발명의 시스템과 함께 발과 다리의 하부의 해부학적 구조의 면적, 부피, 질감의 정량적 측정이 수행될 수 있고, 이는 발과 다리의 하부에 영향을 주는 질환에 대한 다른 치료 계획의 유효성을 평가하기 위한 소중한 정량적 정보이다.
본 발명의 실시예에서, 베이스에 대해서 이동가능한 발의 지지부는 베이스에 대해서 눈금에 나타난 다수의 결정된 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 동일한 목적인 시스템에서, 발을 위치결정하기 위한 장치는 MRI 장비의 주요 정자기장의 축에 대해 재현 가능한 위치에서 MRI를 위한 장비에 결합되도록 채용된다.
본 발명의 시스템에서, 발 지지 표면은 MRI가 기록될 때 볼 수 있는 적어도 두 개의 이미지 마커(markers)를 포함한다. 이러한 시스템은 가능하다면 발이 다른 하나의 제어 장치가 될 수 있는 것을 가능하게 하고, MRI와 함께 일련의 정량적 연구를 위한 외부 마커(marker)와 내부 바이오마커(biomarker)를 통해서, 발, 발목 및 다리의 하부의 위치의 재현 가능성과 오차 평가를 보장한다. 특정한 실시예에 있어서, 발을 위치결정하는 장치에서, 이미지 마커 요소는 MRI 평면을 정의하는 상기 발 지지 표면에 평행하게 위치된다. 다른 평면은 MRI 마커에 의해서 정의된 평면에 수직을 이룬다. 본 발명의 구현(materialization)에 있어서, 발 위치결정을 위한 장치는 MRI 시각화(visualization) 하에서 실질적으로 보이지 않는 물질로 이루어진다. 특정한 경우, 상기 물질은 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC)이다.
본 발명의 실시예에서, 상기 장치는 발을 위한 두 개의 지지 표면, 발뒤꿈치를 위한 두 개의 호(arcs), 및 두 개의 다리 지지 표면을 포함하고, 모든 것은 장치가 MRI 스캔 동안 개인의 양 발과 다리의 하부의 동시 조사를 가능하게 하는 방법으로 장치의 베이스 상에 서로 옆에 위치한다. 본 발명의 구현에 있어서, 본 발명의 시스템 목적에서, 발을 위치결정하기 위한 장치는 MRI 시스템의 견고한 무선주파수(RF) 코일 내로 삽입되도록 채용된다. 본 발명의 시스템과 장치와 함께, 발과 다리의 하부의 위치의 고정시킴(mmobilization)과 재현 가능성이 보장된다. 이러한 장치는 그것이 기계적이고 전자기적으로 MRI 장비와 호환되고, RF 코일 내에 배치될 수 있도록 설계되고 구성된다. 특정한 경우, 발 위치결정 장치가 삽입되는 RF 코일은 헤드 코일(head coil)이다.
발 위치결정 장치는 비자성 물질로 이루어지고, 그것의 전자기적 특징, 특히 전기적 및 자기적 투과성은 RF 필드(field)의 균일성과 강도, 및 RF 수신 코일의 품질 계수(quality factor , Q)를 변화시키지 않는다. 장치의 구성을 위한 물질은 반드시 견고하고, 가볍고, 울퉁불퉁하지 않고, 빈번한 청소와 살균에 내성이 있어야 한다.
본 발명의 더 나은 이해를 위해서, 도 1은 본 발명의 부분인 하나의 장치의 주요부의 도표(아이소메트릭(isometric), 측면, 정면 도면)를 도시하지만, 도표는 그것을 한정하지 않는다. 상기 장치는 다음을 포함한다: (a) 장치에 대한 고정 위치에서 상기 개인의 적어도 하나의 발을 위치시키기 위한 발 지지 표면(1)으로서, 상기 지지 표면은 MRI가 기록될 때 보이는 적어도 두 개의 이미지 마커 아이템(7)을 포함하는 발 지지 표면; 개인의 발뒤꿈치 뒤에 위치되도록 채용되고, 발을 위한 상기 표면에 대해서 슬라이딩하는 발뒤꿈치를 위한 호(3); 및 스캔하는 동안 상기 지지 표면 상에 개인의 발을 셋팅(set)하는 수단(6);을 포함하는 발 지지부 (b) 장치에 대해 고정 위치에서 상기 사람의 적어도 하나의 다리를 배치시키기 위한 다리 지지부(2); 및 스캔하는 동안 상기 다리 지지부(2)에 개인의 한 다리를 고정하는 수단(6);을 포함하는 다리 지지부 및 (c) 발 지지 표면과 다리 지지부가 그것 위에 고정되는 것을 가능하도록 채용된 장치 베이스(4).
도 1에 도시된 장치는 다리의 적절한 배치를 위한 지지부(2)와 적절한 각도를 형성하는 양 발의 위치를 고정하고, 양 다리가 동일한 평면, 동일한 방향, 및 코일의 RF 필드의 가장 균일한 영역 내에 놓이게 하기 위해서, 전방부에 적합하게 위치된 두 개의 발 지지 표면(1)을 갖는다. 또한, 상기 장치는 양 발의 종골(calcaneus)의 위치를 보장하기 위해서, 발뒤꿈치를 위한 아치(3)를 갖는다. 선택적으로, 지지부(2)와 발뒤꿈치 아치(3) 양자는 부드러운 물질로 코팅될 수 있다. 동일한 도면에서 적절한 경우, MRI 장비 모델에 따른 RF 코일, 또는 환자 침대에 그것을 고정하는 것을 허락하는 장치의 베이스(4)가 도시된다. 발의 지지 표면(1)은 슬라이딩하고, 그것들의 위치는 눈금(scale)에 따라 표시된다(marked). 또한, 도 1A와 도 1C에서 스캔하는 동안, 개인의 발와 다리를 각자의 지지부에 고정하기 위한 밴드(6)가 도시된다. 도 2는 다리 지지부(2), 발 지지부의 표면(1), 및 발뒤꿈치를 위한 아크(3)를 상세히 나타낸다.
장치의 주요한 요소는 도 1 및 2에서 부호 7로 도시된다. 평행하고 지지 표면(1)의 동일한 높이(level)에 있는 4개의 외부 마커가 있다. 이러한 외부 마커는 전해액이 채워진 알맞게 밀봉된 튜브로 구성되고, 그것들의 자기 완화 시간 스핀-레티클(T1) 및 스핀-스핀(T2)은 발 조직의 T1 및 T2와 유사하다. 이러한 두 개의 직선 세그먼트(line segments)는 하나의 기하학적 평면을 결정한다. 도 3은 관상(coronal) 단면(도 3A), 시상(도 3B), 및 발의 3-차원 재구성(도 3c)를 도시하고, 여기서 외부 마커가 표시된다.
도 1의 장치는 또한 발의 치수에 의해서 일제히 두 개의 지지부(1)의 위치를 조정하기 위한 핀(8)을 포함한다. 핀(8)은 양 지지 표면(1)을 동시에 풀고 고정한다. 편리하게는, 장치는 그립핑 그루브(gripping groove, 9)를 갖고, 이는 MRI 장비의 조작자가 이송과 배치하기 위해서, 그것의 다른 부분과 접촉 없이, 한 손으로 장치를 잡는 것을 가능하게 한다. RF 코일의 전자기적 특성에 모든 변화를 확인하기 위해서, 장치가 처음으로 사용될 때, MRI는 그것을 배치하기 전 표준 개체(환영(phantom))로 기록되고, 언제 한번(once) 그것이 배치된다. 환영의 MRI에서는 RF 필드 균일성, NEMA 국제표준["MS 6-2008; MS 8-2008: MS 9-2008, NEMA]에 따른 신호 대 잡음 및 대조 대 잡음 비율(signal-to-noise and contrast-to-noise ratios)이 측정된다.
본 발명의 다른 목적은 이미지의 스캔 동안 MRI 시스템에 대해서, 개인의 발의 방향을 제어하기 위한 방법이고, 이는 다음을 포함한다: (a) 발 위치결정 장치를 MRI 시스템의 RF 코일 내에 고정되고 재현 가능한 위치에 배치하는 단계(도 4 참조); (b) 개인의 발의 MRI 평면의 얹힘(rest)에 대한 기준(reference)인 평면을 결정하는 방법으로 장치 내에 할당된 영상 마커 요소에 관하여 재현 가능하고 고정된 위치에서 상기 발 위치결정을 위한 장치에 개인의 발을 위치시키는 단계; (c) 발의 정확한 위치결정을 확인하기 위해서 MRI를 기록하는 단계; (d) 필요하다면, MRI 시스템 내에서 마커와 장치에 대하여 개인의 발의 위치를 수정하는 단계; 및 (e) MRI를 기록하는 단계.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 방법에서, 발의 위치결정, 및 다른 연속적인 MRI 기록을 따른 오차를 확인하기 위해서 부가적으로 내부 바이오마커가 이용된다. 본 발명의 목적을 위해서, 그것은 내부 바이오마커로서 재현 가능한 방법으로 측정할 수 있는 면적과 부피의 해부학적인 구조가 정의되고, 이것은 연구 중 질환에 의해서 영향을 받는 영역으로부터 떨어진다.
본 발명의 실시예에 있어서 MRI 시스템에 대한 발의 방향을 제어하기 위한 방법에서, 발 위치결정을 위한 장치는 다음을 포함하는 장치이다: (a) 장치에 관하여 고정된 위치에서 상기 피험자의 적어도 하나의 발을 위치결정하기 위한 발 지지 표면; 개인의 발뒤꿈치 뒤에 위치되도록 채용되고 발을 위한 상기 표면에 관하여 슬라이딩하는 발뒤꿈치 아치; 및 스캔하는 동안 상기 지지 표면 상에 개인의 발을 고정하는 수단을 포함하는 발 지지부; (b) 장치에 대해서 고정된 위치에서 상기 사람의 적어도 하나의 다리를 위치결정하기 위한 다리 지지대; 및 스캔하는 동안 상기 다리 지지대에 개인의 다리를 고정하기 위한 수단을 포함하는 발을 위한 지지부; (c) 그것 내부에 발 지지 표면과 다리 지지부를 지지하도록 채용된 장치 베이스. 본 발명의 방법의 특정한 구현에서, 발을 위치결정하기 위한 장치는 도 1에 도시된다.
도 1은 MRI 스캔닝 동안 발의 위치결정과 고정을 위한 장치의 개략도. A. 장치의 아이소메트릭(isometric)도, B. 측면도, C. 평면도. 도면에서 장치의 주요부가 도시된다: 1. 발 지지 표면, 2. 다리 지지대, 3. 발뒤꿈치를 위한 아치, 4. 장치 베이스, 5. 눈금, 6. 발과 다리의 하부를 고정하는 수단, 7. 이미지 마커(외부), 8. 핀, 및 9. 그립 그루브(Grip groove).
도 2는 장치에서 다리 지지대(도 2A에서 2), 다리 지지 표면(도 2B에서 1), 및 발뒤꿈치를 위한 아치(도 2c에서 3)의 상세도.
도 3은 건강한 발의 MRI. 화살표는 관상 단면(A), 시상 단면(B), 및 발의 3-차원 이미지 재구성(C)에서 외부 마커의 위치를 나타낸다.
도 4는 MRI 헤드 RF 코일에서 장치 위치결정의 실시예. 화살표(1)는 MRI 자기 시스템을 나타내고, 화살표(2)는 위치결정 및 크램핑(cramping) 장치를 나타내며, 화살표(3)는 완전한 RF 코일을 나타낸다.
도 5는 화살표(1)로 나타낸 MRI 장비에서, 헤드 코일의 내부에, 위치결정 장치에서 발이 검사되는 개인의 위치. 화살표(2)는 개인의 무릎의 뒷면에 새워진 베개를 나타낸다.
도 6은 발 연구를 위한 MRI 단면의 방향(Orientation). 관상 단면(A)는 발바닥이 배치된 표면 상에서 외부 마커에 의해서 결정되는 평면에 평행하다. 시상(B)및 축(C) 단면은 관상 단면에 직교한다.
도 7은 동일한 건강한 지원자에 대한, 두 개의 다른 시간(A 및 B)에서 촬영된 시상 MRI 단면.
도 8은 표피생장인자(EGF, epidermal growth factor)로 치료 전과 치료 중 촬영된, 당뇨족궤양(DFU) 환자의 MRI 축 단면. A. 치료 전(0주); 치료의 시작 이후 B. 9주; C. 14주; 및 D. 28주.
도 9는 표피생장인자(EGF)로 치료의 0주, 9주, 14주 및 28주에서 환자의 당뇨족궤양(DFU)의 면적(A)과 부피(B)의 변화. MRI로부터 시작하여 면적과 부피가 측정된다.
도 10은 표피생장인자(EGF)로 치료되는 당뇨족궤양(DFU) 환자의 MRI로부터 시작하여, 3개의 다른 시간에서의, 부종 부피의 3-차원 재구성. 가장 어두운 영역이 부종이다. A. 치료 전, 0 주; B. 치료 6주, C. 치료 10주. 두꺼운 검정색과 흰색 화살표는 당뇨족궤양(DFU)을 나타낸다. 흰색 화살표는 부종에 의해서 영향을 받는 영역을 나타낸다.
도 11 당뇨족궤양(DFU) 환자에서 부종 부피의 변화. A. 치료 전; B. 표피생장인자(EGF)로 치료 6주; 및 C. 표피생장인자(EGF)로 치료 10주.
도 12는 제어 장치로서 건강한 발과 자유수(free water) 겉보기 확산 계수(ADC)에 동등한 영역과 비교하며, 영향 받은 발의 당뇨족궤양(DFU)의 영역에서 MRI로부터 시작하면서 측정된 겉보기 확산 계수(ADC, Apparent Diffusion Coefficient). DFU로 영향 받은 발에 대해서, 도면에서 표피생장인자(EGF)로 치료하는 동안 측정된 겉보기 확산 계수(ADC)가 표시된다.
도 13은 표피생장인자(EGF) 치료 동안, 본 발명의 시스템과 방법으로 얻은 당뇨족궤양(DFU)의 발의 MRI(축 단면). A. 치료 전; B. 치료 6주 치료; 및 C. 치료 7주. 화살표는 A와 B에서 병변을 나타내고, C에서 치료의 결과로서 새로운 상피 조직의 출현(appearance)과 관련된 초강력성 영역(hyperintense area)을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 시스템과 방법으로 얻어진 MRI를 통해서 연구된, 환자에서 종골 감염의 시간적 진전(Temporal evolution). A. 0주 연구; B. 6주 연구; 및 C. 8주 연구. 화살표는 감염 부위를 나타낸다.
실시예
다음 실시예들은 예시의 목적으로 제시되고, 본 발명을 제한하는 것으로 고려되어서는 않된다.
실시예 1. 개인의 위치결정
MRI 스캔에 대한 정량적 측정의 재현 가능성을 보장하는 제1 단계는 MRI 장비의 RF 코일에 결합된, 도 1에 도시된 장치 내에서 개인의 양 발과 다리를 정확하게 위치시키는 것이다. 개인은 도 5에 도시된 바와 같이, 그의 다리가 자기 시스템의 입구를 향하게 장비 침대에 얼굴을 위로 하고 눕는다 (반드시 눕는다).
발과 다리의 하부는 위치의 변화 없이, 양 발의 MRI(예를 들어, 관상 및 축 단면)와 자기 공명 스펙트럼(MRS)를 동시에 얻기 위해서, 배치되고 고정된다. 이는 동일한 조건에서, 연구에 따라 양 다리(limbs)를 비교하는 것을 가능하게 하여, 하부 몸체(lower member)가 다른 하나에 대한 기준으로서의 역할을 한다.
각 발은 조심스럽게 지지 표면(1)에 받쳐지고 발뒤꿈치는 아치(3)에 기대진다. 일체로(At unison), 다리의 하부는 지지대(2) 상에 지지되고, 이것은 발의 치수에 따라서, 핀(8)이 알맞게 장착된다. 지지 표면(1)과 발뒤꿈치 아치(3)의 위치는 장치에 부착된 눈금(5로 표시된)에서 기록된다.
시험되는 사람들은 도 5에 도시된 바와 같이, 편안함을 느끼기 위해서 다리를 약간 구부린다. 무릎 뒷면 아래에 쿠션(cushion)이 배치되고, 그래서 그들은 그것 위에 그들의 다리를 받칠 수 있다. 다음 발과 다리의 하부를 고정하기 위한 수단(6으로 나타남)은 시험되는 사람의 무의식적 움직임이 발 또는 다리의 하부의 위치를 변경하는 것을 방지하기 위해서 조정된다.
실시예 2. 발의 위치의 확인 및/또는 보정
개인의 발이 한번 위치되면, 그는 자석 시스템의 등각점(isocenter)에 배치되고, 3개의 단면: 관상, 시상 및 축 단면에서 계획한 MRI를 기록하도록 진행한다. MRI는 외부 마커(7)를 나타낸다. 발의 정확한 위치가 확인되어, 발바닥의 MRI는, 각 발에 대한 한 쌍의 외부 마커(7)에 의해서 결정된 지지 표면(1) 상에서 완전히 지지되어 나타난다. 위치결정이 정확하지 않은 경우, 그것은 실시예 1과 같이 보정된다. 만약 위치결정이 정확하면, 연구 단면들(sections)의 최종 계획이 진행된다.
실시예 3. 단면(sections)의 계획과 방향
기록될 제1 단면은 그것이 외부 마커에 의해서 결정된 하나에 관하여 미리 설정된 각도에 따른 임의의 평면일 지라도, 외부 마커에 의해서 결정된 평면과 평행하게 지향된다. 다른 필요한 단면은 수행될 연구에 따라 이러한 제1 단면과 연결되어 결정된다. 도 6에서 실시예 4 내지 10에서 계획되고 적용되는 단면의 방향이 도시된다. 관상 단면(도 6A)은 외부 마커에 의해서 결정된 평면에 평행하고, 다른 두 단면(시상, 도 6B 및 축, 도 6C)는 초기 관상 단면에 직교한다.
실시예 4. 내부 마커의 측정: 해부학적 구조의 위치
외부 마커(도 7로 표시됨)에 더하여, 연속적 MRI 연구에서 위치, 그것의 재현 가능성 및 오차의 평가를 결정하는 것을 가능하게 하는 설립된 내부 제어 장치가 있다. 이것은 특히 염증 처리과정을 갖는 환자들에게 필수적이고, 왜냐하면 이러한 경우 해부학적 부분의 크기 및 상대적인 위치와 자연적으로 또는 치료법으로 인한 그것들의 진전의 측정이 어렵기 때문이다.
내부 마커로서 그것은 발의 내부 해부학적 구조로 정의되고, 이는 그것이 발에 영향을 주는 병리학적 과정 특히 염증성으로부터 영향을 받지 않거나 또는 거리가 먼 방법으로 선택된다. 이 경우 그것은 골간거종인대(tolocalcaneum interosseum ligament)의 중심으로부터 두 개의 외부 마커를 연결하는 세그먼트(segment)까지의 수직 거리(Lo)를(도 7 참조) 내부 마커로 채택하였다. 거리(Lo)와 두 개의 외부 마커를 연결하는 수직 세그먼트는 정확히 한 평면을 결정한다. 양 거리는 MRI의 시상 단면(도 7)으로부터 측정된다. 이 도면에서, 예시적으로, 두 개의 별도의 연구에서, 다른 시기에, 동일한 지원자에 대해서 수행된 두 개의 시상 평면이 도시된다. 그것은 표시된 두 개의 외부 마커 사이 이미지 상에 놓인 거리를 측정한다. 이 실시에에서, 양 도면(7A 및 7B)에서 L0= 13.2 cm이다. L1 세그먼트 역시 도시되고, 이것은 선 L0에 수직이고, L0의 교점(intersection point)으로부터 외부 마커를 가장 먼 외부 마커를 연결하는 선으로 진행한다. 더욱이, 도 7A 및 도 7B에 도시된 바와 같이, L2는 이미지에서 L0의 교차 지점으로부터 외부 마커를 후방의 외부 마커 위치에 연결하는 선까지 거리이다. 두 개의 거리(L1 > L2)는 가능한 상대 오차를 직면하는 두 개의 다른 민감도를 제공하기 위해서, 다른 크기로 선택된다. 발 위치의 방향의 변화는 거리(L1 및 L2)의 변화를 의미할 수 있다. 더욱이, 만약 L1 및 L2의 편차가 작고 그것들이 알려져 있다면 이후 상기 값의 변화는 오직 발의 형태학적 변화에 기인한다.
표 1에서 10명의 건강한 지원자로부터의 이미지 상에서 측정되고, 발이 항상 동일한 위치에 배치된 두 개의 다른 시간에서 기록된 L1 및 L2의 값이 나타난다. 놀랍게도, 표 1에 나타난 바와 같이, 평균 변화(ΔL1 및 ΔL2, 두 개의 다른 연구에서 두 개의 연속적인 위치 사이에서의 변화)는 1.0mm보다 작고(최대 변화는 6.7%였다), 이는 장치와 절차가 얼마나 강력한지 증명하는 것이다.
표 1. 발의 정확한 위치결정의 기준. 두 개의 별도의 경우에서 연구된 10명의 건강한 지원자의 시상 MRI 단면에서의 치수( L 1 및 L 2 )
Figure pct00001
ΔL1 및 ΔL2 는 다른 시간에서, 하나의 연구로부터 다른 하나까지 단일한 건강한 지원자로부터의 L 1 및 L 2 의 변화이다.
실시예 5. 내부 마커를 결정함: 해부학적 구조 영역
외부 마커(7로 표시됨), 및 실시예 4에 기술된 제1 내부 마커 외에, 제2 내부 마커는 수행되도록 요구되는 MRI 평가에 따라, 소정의 해부학적인 구조의 영역으로 정의된다.
이 실시예에서, 설명하기 위해서, 이러한 제2 내부 마커는 다수의 종골 관상 단면의 영역으로 정의된다. 5개의 다른 관상 단면이 선택된다. 다수의 관상 단면의 기록은 가능한 염증 처리과정의 다른 거리에 위치한 다른 영역들로부터 또는 발 및/또는 다리의 하부의 다른 부위에서의 변화로부터 여러 가지 평가를 보증한다.
다른 연구들에서 측정된 영역들의 비율은, 다른 구조의 이미지 상에서, 단면의 발 위치결정과 방향의 부인할 수 없는 내부 제어 장치이다. 이러한 내부 마커는 완전히 결정적이고, 제1 내부 마커(실시예 4)에 나타나고 관련된 결과를 보완하고 일치한다.
기술된 조건 하에서 수행된 일련의 연구에서, 발의 다른 부분의 크기에서 변화는 4.5% 이하이다. 이러한 값보다 큰 모든 변화는 오직 발의 병리생리학 과정의 진전에 기인한다. 표 2에, 10명의 지원자에서, 두 개의 다른 시간에, 5개의 관상 단면에서 측정된 종골 영역의 변화의 계수가 나타난다.
표 2. 제2 내부 마커로서 종골 영역으로부터 계산된 발 위치의 재현 가능성에 대한 증명.
Figure pct00002
실시예 6. 치료 중 당뇨족궤양(DFU)의 치수의 진전의 측정
적절한 위치결정과 재현 가능성의 보증은 표피생장인자(EGF)로 치료하는 동안 당뇨족궤양(DFU) 면적과 부피 변화를 측정함으로써 당뇨족궤양(DFU) 반흔 형성 동특성(cicatrization kinetics)의 정량적 평가를 가능하게 한다. 본 발명의 시스템과 방법에 의해서 동일한 위치에서 촬영된, 25명의 당뇨족궤양(DFU) 환자의 MRI는 놀라운 정확도로, 병변 크기의 측정을 가능하게 한다.
도 8에서는 연구된 환자 중 하나의 축 MRI 단면을 나타난다. 첫번째 MRI는 표피생장인자(EGF)로 치료하기 전에 촬영되었고, 두번째는 치료 적용의 9주에 촬영되었으며, 세번째는 치료 적용의 14주에 촬영되었고, 네번째는 치료 적용의 28주에 촬영되었다. 더욱이, 도 9에서는 치료하는 동안 병변의 면적(도 9A)과 부피(도 9B)의 정량적 변화이고, 이는 그것에 대한 반응을 증명한다. 위탁 환자(referred patient)에 대해서 병변 면적의 크기에서의 감소는 6.5배이고, 부피에서의 감소는 11.2배이다.
실시예 7. 염증 처리과정에서의 환자의 발에서 부종 부피의 진전의 측정
본 발명의 시스템과 방법으로 발의 정확한 위치결정, 및 그것의 재현 가능성의 보증은 당뇨족궤양(DFU)으로 인한 부종 부피 변화(부기(swelling))의 동특성(kinetics)의 정량적 평가를 가능하게 하고, 이는 부종과 관련된 어떠한 모든 병리학에도 적용된다. 실시예 6에서 평가된 25명의 환자에 대해서, 치료 기간 내내, 부종 부피의 값이 측정되었다. 표피생장인자(EGF)로 치료된 당뇨족궤양(DFU) 환자에서 부종의 거동(behavior)의 예는 도 10에 나타난다. 확인할 수 있듯이, 치료의 결과로 부종의 부피에서 뚜렷한 감소가 있다.
치료 시간에 대한 부종의 변화의 비율은 도 11에 나타난 값으로부터 계산될 수 있다. 동일하게 환자에서 부종의 부피는 치료 전에 137 cm3이고, 반면 10주의 치료 때 상기 부피는 54 cm3임이 확인된다.
실시예 8. 발 병변의 질감 진전의 MRI에 의한 정량적 평가
본 발명의 시스템과 방법의 결과로서, 발의 재현 가능한 위치는 표피생장인(EGF)로 치료의 시작 후 다른 시간에서, 당뇨족궤양(DFU)을 갖는 환자의 확산 MRI(Diffusion MRI)를 기록하는 것을 가능하게 하고, 그것들로부터 겉보기 확산 계수(ADC)는 실시예 6의 25명의 환자에서 계산된다. 겉보기 확산 계수(ADC)는 측정이 되는 조직의 질감을 포함한 여러 가지 특성의 복잡한 함수이다. 위치 정확도의 보증은 오직 겉보기 확산 계수(ADC)의 관계식(relationship)이 오로지 질감 변화에 따른 함수인 것으로 설정할 수 있다.
도 12에서는 당뇨족궤양(DFU)을 갖는 환자의 양 발에 대해서 측정된 겉보기 확산 계수(ADC), 및 건강한 사람에 대해서 측정된 겉보기 확산 계수(ADC)를 나타내고, 영향받은 발은 자유수의 겉보기 확산 계수(ADC)와 비교된다. 당뇨족궤양(DFU)로 영향받은 발의 겉보기 확산 계수(ADC) 곡선은 치료되면서 건강한 발의 값에 접근한다.
MRI를 통해서, 병변과 그것들의 경계에서의 분자 유동성(molecular mobility)의 변화의 양화는 당뇨족궤양(DFU)에서 치료와 과립(granulation) 및 상피화(epithelization) 과정의 발현에 대한 반응을 평가하는 예상외의 소중한 정보를 준다. 도 13에서는 3개의 MRI(축 단면)이 나타나고, 상처 반흔 형성의 과정과 새로운 상피 조직의 발생이 관찰된다. 이러한 새로운 조직은 도 13C에서 화살표로 표시된 초강력성 영역으로 시각화된다. 이러한 절차는 화상과 같은 다른 병변의 유사한 정량적 평가도 가능하게 한다.
실시예 9. 당뇨족궤양(DFU)에서 생체 내 대사 활동( in vivo metabolic activity)의 진전의 정량적 MRI 평가
발의 위치의 재현 가능성의 보증은 모노 복셀(mono voxel) 또는 멀티 복셀(multi-voxel) 여부의 "대사 내" 자기 공명 스펙트럼(MRS) 연구로부터 발 질환의 대사 활동의 정량적 후속 연구를 수행하기 위한 필수적 조건이다. 복셀의 정확한 위치의 보증은 일련의 연구에 대한 스펙트럼(spectra)을 비교하고, 치료에 대한 반응을 평가하기 위해서 필요한 조건이다. 양 발과 다리의 하부가 배치되면, 종단적 연구를 통해서 복셀이 크기, 위치 및 방향에서 동일한 것을 보장하는 것이 가능하다. 지질(Lip, Lipids)과 크레아틴(Cr, Creatine)에 대응하는 두 개의 선은 스펙트럼에서 강조된다. 건강한 발의 자기 공명 스펙트럼(MRS) 진폭은 당뇨족궤양(DFU)에 의해서 영향 받은 발 중의 하나에 적어도 두 배이다. 또한, 진폭의 비율(Lip/Cr)은 건강한 발의 스펙트럼으로부터 당뇨족궤양(DFU)에 의해서 영향 받은 발까지 변화하고, 이는 당뇨족궤양(DFU)의 상태의 바이오마커 중의 하나이다.
실시예 10. 골수염 환자의 진전의 평가
도 14에서, 단일 환자의 종골의 MRI는 세 개의 다른 시점에서, 동일한 위치결정 조건에서 나타나고(reflected), 촬영된다. 뼈 부종의 부피는 상기 도면에 나타난 관상 MRI 단면으로부터 측정된다. 위탁 환자(referred patient)에 대한 뼈 감염의 부피는 8625 mm3 to 27049 mm3까지 증가한다.
1: 발 지지 표면 2: 다리 지지대
3: 발뒤꿈치를 위한 아치 4: 장치 베이스
5: 눈금 6: 발과 다리의 하부를 고정하는 수단
7: 이미지 마커(외부) 8: 핀
9: 그립 그루브(Grip groove)

Claims (11)

  1. 발 위치결정 장치를 포함하고 자기 공명 영상의 스캐닝 과정 동안 자기 공명 영상의 장비에 대하여 개인의 발의 방향을 제어하는 시스템으로서, 상기 장치는
    (a) 다음을 포함하는 발 지지부:
    1. 상기 장치에 대하여 고정된 위치에서 상기 개인의 적어도 하나의 발을 위치시키는 발 지지 표면(1)으로서, 상기 발 지지 표면은 MRI 이미지가 기록될 때 볼 수 있는 적어도 두 개의 이미지 마커 요소(7)를 포함하는 발 지지 표면(1);
    2. 상기 개인의 발뒤꿈치 뒤에 위치되도록 채용되고 발을 위한 상기 표면에 대하여 슬라이딩하는 발뒤꿈치를 위한 아치(3);
    3. 스캔하는 동안 상기 지지 표면 상에 상기 개인의 발을 고정시키는 수단(6);
    (b) 다음을 포함하는 다리 지지부:
    1. 상기 장치에 대하여 고정된 위치에 상기 개인의 적어도 하나의 다리를 위치시키는 다리 지지대(2);
    2. 스캐닝 동안 상기 개인의 다리를 상기 다리 지지대(2)에 고정하는 수단(6);
    (c) 상기 발 지지 표면과 상기 다리 지지부가 그 내부에 고정되는 것을 가능하게 하도록 채용된 장치 베이스(4)를 포함하는 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치 베이스(4)는 상기 발 지지부가 상기 베이스에 대해서 눈금(5)에 표시된 연이은 특정 위치에 배치될 수 있는 것을 가능하게 하기 위해서, 이동 가능한 형태로 상기 발 지지부의 결합이 가능하도록 채용된 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 발 위치결정 장치는 자기 공명 영상 스캐닝을 위한 장비에 상기 자기 공명 영상 시스템의 정자기장(static magnetic field)의 축에 대한 재현 가능한 위치로 결합되도록 채용되는 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    이미지 마커 요소(7)는 상기 발 지지 표면에 평행하게 위치되고 자기 공명 이미지의 평면을 정의하고, 자기 공명 영상 마커에 의해서 정의된 평면에 대하여 수직인 다른 평면들을 갖는 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치는 자기 공명 이미지의 시각화 하에서 실질적으로 보이지 않는 물질로 이루어지는 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 물질은 폴리염화비닐(polyvinyl chloride)인 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치는 두 개의 발 지지 표면(1), 두 개의 발뒤꿈치를 위한 아치(3), 및 두 개의 다리 지지표면(2)를 포함하고, 상기 장치가 자기 공명 영상 스캐닝 동안 개인의 양 발 또는 다리의 하부의 동시 검사를 가능하게 하는 방법으로, 그들 모두는 상기 장치 베이스(4) 상에서 다른 하나의 옆에 위치되는 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치는 자기 공명 영상 시스템의 견고한 무선주파수 코일 내로 삽입되도록 채용되는 시스템.
  9. 자기 공명 영상 스캐닝 동안 자기 공명 영상의 시스템에 대한 개인의 발의 방향을 제어하는 방법으로서,
    (a) 자기 공명 영상 시스템의 무선주파수 코일 내에 고정되고 재현 가능한 위치로 발 위치 결정 장치를 배치하는 단계.
    (b) 개인의 발의 자기 공명 영상의 평면의 얹힘(rest)에 대한 기준인 평면을 결정하는 방법으로 상기 장치 내에 배치된, 이미지 마커 요소에 대하여 고정되고 재현 가능한 위치로 상기 발 위치결정 장치 내에 개인의 발을 위치시키는 단계.
    (c) 정확한 발 위치결정을 확인하기 위해서 자기 공명 영상의 이미지를 기록하는 단계.
    (d) 필요하다면, 자기 공명 영상 시스템 내에서 상기 마커와 상기 장치에 대해서 발 위치를 수정하는 단계.
    (e) 자기 공명 이미지를 기록하는 단계.
    를 포함하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    다르고 연속되는(subsequent) 자기 공명 영상 기록을 따라 위치결정과 그것의 오차를 확인하기 위해서 추가적인 내부 바이오마커가 정의되는 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 발 위치결정 장치는 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나에 기술된 상기 장치인 방법.
KR1020167002047A 2013-06-24 2014-06-23 자기 공명 영상 연구를 위한 발 위치결정 시스템 KR20160023875A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CU20130086A CU24138B1 (es) 2013-06-24 2013-06-24 Sistema de posicionamiento de los pies para estudios de resonancia magnética
CUCU-2013-0086 2013-06-24
PCT/CU2014/000003 WO2014206379A1 (es) 2013-06-24 2014-06-23 Sistema de posicionamiento de los pies para estudios de resonancia magnética

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160023875A true KR20160023875A (ko) 2016-03-03

Family

ID=51229767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167002047A KR20160023875A (ko) 2013-06-24 2014-06-23 자기 공명 영상 연구를 위한 발 위치결정 시스템

Country Status (14)

Country Link
US (1) US10765341B2 (ko)
EP (1) EP3015065B1 (ko)
JP (1) JP6665087B2 (ko)
KR (1) KR20160023875A (ko)
CN (1) CN105431083B (ko)
AR (1) AR096616A1 (ko)
BR (1) BR112015032281A2 (ko)
CA (1) CA2916112A1 (ko)
CU (1) CU24138B1 (ko)
ES (1) ES2697400T3 (ko)
HK (1) HK1222112A1 (ko)
MX (1) MX351561B (ko)
RU (1) RU2676858C2 (ko)
WO (1) WO2014206379A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210109934A (ko) * 2020-02-28 2021-09-07 한국표준과학연구원 뇌질환 임상시험용 표준 팬텀

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104569879A (zh) * 2015-01-12 2015-04-29 上海联影医疗科技有限公司 脚踝线圈组件及其使用方法
CN108697374B (zh) 2016-01-13 2021-09-17 丹麦专用绷带股份有限公司 一种用于提供身体部位的周长的量度的装置和方法
DK3402401T3 (da) * 2016-01-13 2021-06-07 Specialbandager Dk As Fremgangsmåde til bestemmelse af effektiviteten af en kompressionsbandage
PL231269B1 (pl) * 2016-07-15 2019-02-28 Iddmedical Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Urządzenie do badania stawów kończyn
WO2020227763A1 (en) * 2019-05-10 2020-11-19 QOL Holdings Pty Ltd Foot positioning assembly
CN111134712B (zh) * 2020-01-21 2023-05-16 泉州装备制造研究所 一种足踝关节ct和mri扫描固定器

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0464341A (ja) * 1990-07-04 1992-02-28 Toshiba Corp 上部開放型磁気共鳴イメージング装置
JP2780884B2 (ja) * 1991-10-18 1998-07-30 株式会社東海理化電機製作所 医療用頭蓋固定装置
US5329924A (en) * 1991-12-04 1994-07-19 Apogee Medical Products, Inc. Sequential imaging apparatus
US5361764A (en) * 1993-07-09 1994-11-08 Grumman Aerospace Corporation Magnetic resonance imaging foot coil assembly
SE9401793D0 (sv) * 1994-05-24 1994-05-24 Jan A G Willen Anordning vid diagnos
RU11677U1 (ru) * 1999-05-26 1999-11-16 Ивановская государственная медицинская академия Устройство для рентгенодиагностики повреждений голеностопного и подтаранного суставов
US6889555B1 (en) * 1999-07-20 2005-05-10 Fidelica Microsystems, Inc. Magnetoresistive semiconductor pressure sensors and fingerprint identification/verification sensors using same
SE515679C2 (sv) * 1999-12-20 2001-09-24 Jan A G Willen Anordning för kompression av de nedre extremiteterna för medicinskt bildupptagningsändamål
DE20009909U1 (de) * 2000-06-02 2000-08-17 Schindler Rolf Lagerungshilfe zur tomographischen Funktionsuntersuchung der Lendenwirbelsäule
JP2002052008A (ja) * 2000-08-08 2002-02-19 Katsumi Kose 磁気共鳴診断装置
US20040199072A1 (en) 2003-04-01 2004-10-07 Stacy Sprouse Integrated electromagnetic navigation and patient positioning device
US7379769B2 (en) * 2003-09-30 2008-05-27 Sunnybrook Health Sciences Center Hybrid imaging method to monitor medical device delivery and patient support for use in the method
WO2005117551A2 (en) * 2004-05-28 2005-12-15 Marvel Medtech, Llc Interventional immobilization device
US7555794B2 (en) 2005-08-23 2009-07-07 Ge Medical Systems Israel, Ltd. Methods and apparatus for ergonomic arm and head support
US8282646B2 (en) * 2006-02-27 2012-10-09 Biomet Manufacturing Corp. Patient specific knee alignment guide and associated method
DE102007038382A1 (de) * 2007-08-14 2009-02-26 Siemens Ag Oberkörper-Magnetresonanzgerät sowie Steuerverfahren dazu
WO2009059434A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Orthosoft Inc. Trackable reference device for computer-assisted surgery
US8146599B2 (en) * 2008-06-17 2012-04-03 Civco Medical Instruments Co., Inc. Patient positioning system
US8150709B2 (en) 2009-03-20 2012-04-03 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Integrated point of care medication administration information system
US20130053677A1 (en) 2009-11-09 2013-02-28 Jeffrey E. Schoenfeld System and method for wound care management based on a three dimensional image of a foot
PT105144A (pt) * 2010-06-04 2012-09-10 Fjr Sgps S A Aparelho para medir a laxidez do joelho
US8567081B2 (en) * 2010-08-31 2013-10-29 Northwest Podiatric Laboratory, Inc. Apparatus and method for imaging feet
FR2974286B1 (fr) 2011-04-22 2013-05-17 Genourob Appareil et procede de detection d'une lesion partielle de ligament croise anterieur du genou

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210109934A (ko) * 2020-02-28 2021-09-07 한국표준과학연구원 뇌질환 임상시험용 표준 팬텀

Also Published As

Publication number Publication date
CU20130086A7 (es) 2015-02-26
WO2014206379A1 (es) 2014-12-31
BR112015032281A2 (pt) 2017-07-25
EP3015065A1 (en) 2016-05-04
HK1222112A1 (zh) 2017-06-23
JP2016522056A (ja) 2016-07-28
US10765341B2 (en) 2020-09-08
ES2697400T3 (es) 2019-01-23
CN105431083B (zh) 2019-07-05
AR096616A1 (es) 2016-01-20
JP6665087B2 (ja) 2020-03-13
CA2916112A1 (en) 2014-12-31
CN105431083A (zh) 2016-03-23
US20160157750A1 (en) 2016-06-09
MX351561B (es) 2017-10-18
EP3015065B1 (en) 2018-10-17
RU2016101848A (ru) 2017-07-26
CU24138B1 (es) 2015-12-23
MX2016000135A (es) 2016-03-01
RU2676858C2 (ru) 2019-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10765341B2 (en) Feet positioning system for magnetic resonance imaging studies
Di Iorgi et al. Update on bone density measurements and their interpretation in children and adolescents
Giles et al. Can ultrasound measurements of muscle thickness be used to measure the size of individual quadriceps muscles in people with patellofemoral pain?
Glüer 30 years of DXA technology innovations
Freedman et al. Re-evaluating the functional implications of the Q-angle and its relationship to in-vivo patellofemoral kinematics
English et al. Ultrasound is a reliable measure of muscle thickness in acute stroke patients, for some, but not all anatomical sites: a study of the intra-rater reliability of muscle thickness measures in acute stroke patients
CN107257660B (zh) 身体扫描中的生理状态确定方法
Yang et al. Four-dimensional magnetic resonance imaging using axial body area as respiratory surrogate: initial patient results
Topalidou et al. Evaluation of the reliability of a new non-invasive method for assessing the functionality and mobility of the spine
Girdler et al. Emerging techniques in diagnostic imaging for idiopathic scoliosis in children and adolescents: a review of the literature
Lohman et al. ACSM's body composition assessment
Smeulders et al. Reliability of in vivo determination of forearm muscle volume using 3.0 T magnetic resonance imaging
Yoon et al. Comparison of low-dose CT and MR for measurement of intra-abdominal adipose tissue: a phantom and human study
Bussey et al. A non-invasive technique for assessing innominate bone motion
Zhang et al. Investigation of 3D glenohumeral displacements from 3D reconstruction using biplane X-ray images: accuracy and reproducibility of the technique and preliminary analysis in rotator cuff tear patients
Beattie et al. Quantifying fat and lean muscle in the lower legs of women with knee osteoarthritis using two different MRI systems
KR20180056684A (ko) 사지용 정위 고정 프레임
Koerkamp et al. Intrafraction motion during radiotherapy of breast tumor, breast tumor bed, and individual axillary lymph nodes on cine magnetic resonance imaging
Sharifnezhad et al. The validity and reliability of kinovea software in measuring thoracic kyphosis and lumbar lordosis
Kwon et al. Reliability and validity of measures of hammer toe deformity angle and tibial torsion
Buffey et al. The validity and reliability of the Achilles tendon moment arm assessed with dual-energy X-ray absorptiometry, relative to MRI and ultrasound assessments
Michalik et al. Introduction and evaluation of a novel multi-camera surface topography system
Dengel et al. Assessment of muscle mass
Tuijthof et al. Accuracy of a CT-based bone contour registration method to measure relative bone motions in the hindfoot
Wolf et al. Reliability of tarsal bone segmentation and its contribution to MR kinematic analysis methods

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid