KR20170037607A - 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영을 위한 사지 이미징 장치 - Google Patents

콘 빔 컴퓨터 단층 촬영을 위한 사지 이미징 장치 Download PDF

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KR20170037607A
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케어스트림 헬스 인코포레이티드
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Abstract

예시적 X-선 이미징 시스템(예컨대, 볼륨 방사선 촬영 이미징 시스템, CBCT 시스템) 및/또는 그 시스템을 사용하기 위한 방법은 균형추와 검출기가 동일한 상대적 공간에 위치결정되거나 가로지를 수 있더라도 검출기와 균형추를 별개로(예컨대, 스캐너 또는 갠트리) 제공할 수 있다.

Description

콘 빔 컴퓨터 단층 촬영을 위한 사지 이미징 장치{EXTREMITY IMAGING APPARATUS FOR CONE BEAM COMPUTED TOMOGRAPHY}
본 발명은 일반적으로는 진단 이미징에 관한 것이고 구체적으로는 사지의 볼륨 이미지를 획득하도록 사용되는 콘 빔 이미징 시스템에 관한 것이다.
3-D 볼륨 이미징은 내부 구조 및 기관의 상태를 평가하기 위한 초기 2-D 방사선 촬영 이미징 기술보다 상당한 이점을 제공하는 가치 있는 진단 도구임이 판명되었다. 환자 또는 다른 피사체의 3-D 이미징은, 다수의 이미지가 급속히 연속하여 이미징 가능하게 하는 디지털 방사선 촬영(DR) 검출기와 같은 고속 이미징 검출기의 개발을 포함하는, 여러 진전에 의해 가능하게 되었다.
콘 빔 컴퓨터 단층 촬영(CBCT) 또는 콘 빔 CT 기술은 3-D 볼륨 이미지를 제공하기 위한 진단 도구의 일 유형으로서 상당한 장래성을 제공한다. 콘 빔 CT 시스템은 피사체로 향하여 x-선의 발산 콘 빔을, 피사체 주위의 그 궤도를 따라 다양한 지점으로부터, 지향시키는, 전형적으로는 이미징될 물체 둘레로 회전하는 갠트리에 부착된, x-선 소스 및 높은 프레임 레이트 디지털 방사선 촬영(DR) 검출기를 사용함으로써 볼륨 측정 데이터 세트를 포착한다. CBCT 시스템은 회전 내내 투영을, 예컨대, 매 회전도에서마다 하나의 2-D 투영 이미지를 포착한다. 투영은 그 후 다양한 기술을 사용하여 3D 볼륨 이미지로 재구성된다. 2-D 이미지 데이터로부터 3-D 볼륨 이미지를 재구성하기 위한 주지의 방법들 중에는 필터드 백 투영 접근법이 있다.
진단 품질의 3-D 이미지가 CBCT 시스템 및 기술을 사용하여 발생될 수 있기는 하지만, 여러 기술적 난제가 남아 있다. 일부 경우에서는, 예컨대, 피사체에 대한 x-선 소스 및 검출기의 한정된 각도 회전 범위가 있을 수 있다. 다리, 팔 및 다른 사지의 CBCT 이미징은 짝 사지로부터의 물리적 막힘에 의해 방해받을 수 있다. 이것은, 예컨대, 인간의 다리 또는 무릎에 대한 CBCT 이미지 투영을 획득함에 있어서 맞닥뜨리는 장애물이다. 무릎 주위의 모든 이미징 위치가 접근가능하지는 않다; 환자 자신의 해부구조는 흔히 스캔 원주의 일부에 걸쳐 방사선 소스 및 이미지 검출기가 위치결정되는 것을 방지한다.
무릎의 CBCT 이미징에서 직면하는 문제를 예시하기 위해, 도 1의 평면도는 피사체(20)인 환자의 우측 무릎(R)을 이미징할 때 방사선 소스(22) 및 검출기(24)에 대한 원형 스캔 경로를 도시한다. 방사선 소스(22) 및 검출기(24)의 다양한 위치는 파선 형태로 도시되어 있다. 무릎으로부터 소정 거리에 배치된 소스(22)는 약 200도의 호에 걸쳐 여러 다른 지점에 위치결정될 수 있다; 어느 더 큰 호에 대해서라도 짝 사지, 좌측 무릎(L)은 길을 차단한다. 소스(22)보다 더 작은 그리고 전형적으로는 피사체(20)에 매우 가까이 배치된 검출기(24)는 환자의 우측과 좌측 무릎 사이에 위치결정될 수 있고 그리하여 전체 원형 궤도에 걸쳐 위치결정될 수 있다.
관용적 CBCT 이미징에 대해서는 소스 및 검출기의 전체 360도 궤도가 필요하지는 않다; 그보다, 이미지 재구성에 충분한 정보는, 예컨대, 콘 빔 자체의 각도에 의해 단지 180도를 초과하는 궤도 스캔 범위로 획득될 수 있다. 그렇지만, 일부 경우에서는, 무릎 또는 다른 관절 이미징 및 다른 애플리케이션에 대해 약 180도보다 훨씬 더 많은 회전을 획득하는 것이 어려울 수 있다. 더욱, 특정 각도 범위에 걸쳐 투영 이미지를 획득하는 것이 이점을 갖지만, 환자 해부구조는 소스, 검출기 또는 둘 다가 그 범위에 걸쳐 이미징하는 것을 차단하는 진단 상황이 있을 수 있다.
사지 이미징을 위한 관용적 솔루션에 대한 또 다른 어려움은 불량 이미지 품질에 관한 것이다. 이미지 품질을 위해, CBCT 시퀀스는 검출기가 피사체에 가까이 위치결정될 것과 콘 빔 방사선의 소스가 피사체로부터 충분한 거리에 있을 것을 요구한다. 이것은 최상의 이미지를 제공하고 그리고 이미지 절단 및 결과적 손실 데이터를 감축한다.
CBCT 이미징은 소정 각도 범위에 걸쳐 사지를 선회하는 검출기 및 방사선 소스를 채용하는 다른 유형의 볼륨 이미징에도 영향을 미치는 여러 난제를 표현한다. 스캐닝된 사지에 대한 깊이 정보를 획득하도록 사용될 수 있는 다양한 단층 촬영 이미징 모드가 있다.
요컨대, 사지 이미징에 대해서는, 특히 짝 하지 이미징에 대해서는, 이하를 포함하는 여러 개선이 필요하다:
(i) 유리한 조건 하에서 사지를 검사하기 위한 적어도 거친 자동화된 설정에 대한 능력으로, 스캐닝 시퀀스를 통해 수락가능한 방사선 레벨 및 이미지 품질을 제공하기 위해 이미징되는 피사체에 상대적인 방사선 소스 및 검출기의 개선된 배치(예컨대, 소스와 검출기 간 감축된 상대적 이동); 또는
(ii) 환자가 그들 신체 부위의 이미지를 제공하기 위해 다쳤을 수 있는 팔다리 또는 관절을 뒤틀거나, 비틀거나, 지나치게 압박할 필요가 없도록, 개선된 환자 접근성.
요컨대, 이미징 장치의 간단한 구성 및 위치결정에 대한 능력은, 이미지 사지가 하중-지탱 및 비-하중-지탱 조건 둘 다 하에서 적합한 정향으로 제시되어, 그리고 환자가 적합하게 서서 또는 앉아서, 적합한 이미징 기법 하에서 볼륨 이미지를 획득하기 위해, CBCT 이미징의 이점이 소정 사지 범위와의 사용에 적응가능하게 할 수 있다.
본 출원의 태양은 의료 디지털 방사선 촬영의 분야를 진전시키는 것이다.
본 출원의 다른 태양은, 전체적으로 또는 부분적으로, 관련 분야에서의 적어도 상기 및 다른 결점을 다루는 것이다.
본 출원의 다른 태양은, 전체적으로 또는 부분적으로, 적어도 여기에서 설명되는 이점을 다루는 것이다.
본 출원의 다른 태양은 사지 신체 부위, 무릎, 다리, 발목, 손가락, 손, 손목, 팔꿈치, 팔, 어깨와 같은, 특히 관절 있는 또는 하중-지탱하는, 짝 사지의 진단 이미징 분야를 진전시키는 것이다.
본 출원의 다른 태양은 소정 범위의 사지에 적합한 이미징 조건에 적응되고 그리고/또는 환자가 사지의 적합한 이미징을 위해 여러 위치에 있을 수 있게 하는 장치 및/또는 방법 실시형태를 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 태양은 검출기 및 균형추를 스캔 갠트리 메커니즘에 별개로 제공할 수 있는 방사선 촬영 이미징 장치 및/또는 방법 실시형태를 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 태양은 서로 독립적으로 이동하도록 구성된 검출기 및 균형추를 제공할 수 있는 방사선 촬영 이미징 장치 및/또는 방법 실시형태를 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 태양은 별개의 지지부에 다른 재료 또는 특성을 허용할 수 있는 또는 단일 유닛으로서 검출기 및 균형추를 위치결정 및 지지하는데 사용된 것으로부터 재료의 총 중량을 감축할 수 있는 검출기 및 균형추에 대해 개별적으로 2개의 별개의 지지부를 제공할 수 있는 방사선 촬영 이미징 장치 및/또는 방법 실시형태를 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 태양은 감축된 이동 또는 진동으로 스캐닝 동안 소스에 상대적으로 검출기를 위치결정할 수 있는 능력을 제공할 수 있는 방사선 촬영 이미징 장치 및/또는 방법 실시형태를 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 태양은 검출기와 균형추 사이에 규정된 크기의 클리어런스 갭을 제공할 수 있는 방사선 촬영 이미징 장치 및/또는 방법 실시형태를 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 태양은 볼륨 측정 방사선 촬영 이미징 시스템의 스캔 볼륨을 증가시키도록 검출기 및 균형추에 대해 개별적으로 별개의 지지부를 제공할 수 있는 방사선 촬영 이미징 장치 및/또는 방법 실시형태를 제공하는 것이다.
이들 목적은 단지 예시적 예로서 주어질 뿐이고, 그러한 목적은 본 발명의 하나 이상의 실시형태에 대한 예시일 수 있다. 개시된 발명에 의해 본질적으로 달성되는 다른 바람직한 목적 및 이점은 당업자에게 명백하게 되거나 떠오를 수 있다. 본 발명은 첨부 청구 범위에 의해 정의된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은, 수반 도면에 예시되어 있는 바와 같은, 본 발명의 실시형태의 이하의 더 구체적인 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면의 요소는 서로에 대해 반드시 축척대로는 아니다.
도 1은 하위 다리의 부분에 대한 CBCT 스캐닝의 한계 및 기하구조를 도시하는 도식도;
도 2는 본 출원의 일 실시형태에 따른 이미징 장치에 대한 스캐닝 패턴의 평면도 및 사시도;
도 3a는 본 출원의 일 실시형태에 따른 이미징 장치로의 환자 접근을 도시하는 사시도;
도 3b는 검출기 수송부의 경로 내에 이미징될 사지를 에워싸기 위한 단계의 시퀀스를 도시하는 평면도;
도 3c는 본 출원의 일 실시형태에 따른 다른 이미징 장치로의 환자 접근을 도시하는 사시도;
도 3d는 본 출원의 일 실시형태에 따른 다른 이미징 장치에 대한 회전가능한 갠트리를 도시하는 사시도;
도 4는 본 출원의 일 실시형태에 따른 이미징 장치를 사용할 때 여러 각도 위치에서 환자의 다리의 일부의 CBCT 투영을 획득하기 위한 동작 시퀀스의 부분도;
도 5는 본 출원의 일 실시형태에 따라 사지 이미징을 위한 CBCT 이미징 장치를 도시하는 사시도;
도 6a는 이미징 링 병진 및 위치결정에 사용되는 내부 컴포넌트의 도시도;
도 6b는 회전 및 병진에 대한 기준축의 도시도;
도 6c는 이미징 스캐너에 대한 위치결정 시스템의 컴포넌트를 도시하는 도식도;
도 6d는 수직 병진 장치의 컴포넌트 중 일부를 도시하는 사시도;
도 6e는 커버가 설치된 CBCT 이미징 장치의 도시도;
도 7a는 수직 또는 z-축에 대한 이미징 링의 병진의 도시도;
도 7b는 z-축에 직교하는 α-축 둘레로 이미징 링의 회전의 도시도;
도 7c는 α-축에 직교하는 γ-축 둘레로 이미징 링의 회전의 도시도;
도 7d는 이미징 스캐너의 미세-튜닝 위치에 대한 오퍼레이터 제어부의 위치의 도시도;
도 7e는 위치결정 제어부의 확대도;
도 8은 서 있는 환자와 무릎 이미징을 위해 구성된 사지 이미징 장치를 도시하는 사시도;
도 9는 서 있는 환자와 발 또는 발목 이미징을 위해 구성된 사지 이미징 장치를 도시하는 사시도;
도 10은 앉아 있는 환자와 무릎 이미징을 위해 구성된 사지 이미징 장치를 도시하는 사시도;
도 11은 앉아 있는 환자와 팔꿈치 이미징을 위해 구성된 사지 이미징 장치를 도시하는 사시도;
도 12a은 본 출원의 일 실시형태에 따른 사지 이미징 장치의 스캐너 컴포넌트의 평면도;
도 12b는 본 출원의 일 실시형태에 따른 사지 이미징 장치의 스캐너 컴포넌트를 지지하는 프레임의 사시도;
도 12c는 본 출원의 일 실시형태에 따라 균형추가 부가된 사지 이미징 장치의 스캐너 컴포넌트를 지지하는 프레임의 사시도;
도 13a는 문 개방 위치를 도시하는 이미징 스캐너의 평면도;
도 13b는 문 폐쇄 위치를 도시하는 이미징 스캐너의 사시도;
도 13c는 문 폐쇄 위치를 도시하는 이미징 스캐너의 평면도;
도 13d는 폐쇄 위치에 있는 문를 도시하는 사시도;
도 14a는, 이미징 스캔의 하나의 극단에서, 여러 그 내부 이미징 컴포넌트가 도시된 이미징 스캐너의 평면도;
도 14b는, 도 14a에 도시된 것과는 이미징 스캔의 반대 극단에서, 여러 그 내부 이미징 컴포넌트가 도시된 이미징 스캐너의 평면도;
도 14c는 그 하우징이 도시된 이미징 스캐너의 평면도;
도 14d는 내부 이미징 컴포넌트 및 중심 호 각도가 도시된 이미징 스캐너의 평면도;
도 15는 스캐너의 문이 폐쇄될 때 허용가능한 스캐닝 컴포넌트의 이동을 도시하는 평면도;
도 16은, 폐쇄 위치에 있는 문을 도시하는, 하우징 커버가 제거된 스캐너의 사시도;
도 17a 및 도 17b는 CBCT X-선 이미징 시스템에서의 사용을 위한 예시적 갠트리 및/또는 수송 메커니즘의 부가적 특징부를 도시하는 선도;
도 18a 내지 도 18d는 본 출원에 따른 CBCT X-선 이미징 시스템에서의 사용을 위한 수송 메커니즘을 위한 갠트리와의 사용을 위한 균형추 지지 메커니즘의 일례의 실시형태를 도시하는 선도;
도 19a 내지 도 19b는 본 출원에 따른 CBCT 방사선 촬영 이미징 시스템 등에서의 사용을 위한 수송 메커니즘을 위한 갠트리와의 사용을 위한 균형추 지지 메커니즘의 일례의 실시형태를 도시하는 선도; 및
도 20a 내지 도 20b는 본 출원에 따른 CBCT 방사선 촬영 이미징 시스템 등에서의 사용을 위한 수송 메커니즘을 위한 갠트리와의 사용을 위한 균형추 지지 메커니즘의 일례의 실시형태를 도시하는 선도.
이하는, 수반 도면에 예가 예시되는, 본 발명의 예시적 실시형태의 설명이다. 가능한 경우는 언제라도, 동일한 참조 부호는 도면 곳곳에서 동일 또는 유사한 부분을 지칭하도록 사용될 것이다.
예시적 목적으로, 본 발명의 원리는 여기에서는 그 예시적 실시형태를 주로 참조하여 설명된다. 그렇지만, 당업자는 동일한 원리가 모든 유형의 방사선 촬영 이미징 어레이, 다양한 유형의 방사선 촬영 이미징 장치 및/또는 그 장치를 사용하기 위한 방법에 동등하게 적용가능하고 거기에 구현될 수 있음과, 어느 그러한 변형이라도 본 출원의 참 취지 및 범위로부터 벗어나지 않음을 쉽게 인식할 것이다. 더욱, 이하의 설명에서는 특정 예시적 실시형태를 예시하는 수반 도면을 참조한다. 전기적, 기계적, 논리적 그리고 구조적 변경은 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않고 실시형태에 이루어질 수 있다.
본 출원의 맥락에서, 용어 "사지(extremity)"는, 무릎, 다리, 발목, 손가락, 손, 손목, 팔꿈치, 팔, 어깨 및 어느 다른 해부학적 사지를 지칭하는, 진단 이미징 용어에서 관용적으로 이해되는 바와 같은 그 의미를 갖는다. 용어 "피사체"는, 예컨대, "피검 다리"와 같은, 이미징되는 환자의 사지를 기술하도록 사용된다. 용어 "짝 사지"는 일반적으로는 보통 2개 이상이 동일한 환자 상에 존재하는 어느 해부학적 사지라도 지칭하도록 사용된다. 본 출원의 맥락에서, 짝 사지는 필요하지 않는 한 이미징되지 않는다; 피검 사지만이 이미징된다. 일 실시형태에서, 짝 사지는 환자 선량을 감축하기 위해 이미징되지 않는다.
본 출원의 즉석 실시형태를 위해 여기에서 주어진 여러 예는, 예컨대, 다리, 무릎, 발목 및 발과 같은, 인간 해부구조의 하중-지탱 하지의 이미징에 초점을 맞춘다. 그렇지만, 이들 예는 예시적이고 비-한정적이라고 생각된다.
본 출원의 맥락에서, 용어 "호" 또는, 대안으로, 또는 호형은, 예컨대 360도보다 더 크거나 또는 더 작은 곡선의 일부와 같이, 곡선, 스플라인 또는 비-선형 경로의 일부라는 의미를 갖는다.
용어 "작동가능한"은, 예컨대, 전기 신호에 응답하여서와 같이, 자극에 응답하여 작용을 달성할 수 있는 디바이스 또는 컴포넌트에 관한 그 관용적 의미를 갖는다.
여기에서 사용될 때, 용어 "에너지를 공급받을 수 있는"은 전력을 수신 시, 그리고 선택사항으로서는 가능 신호를 수신 시, 명시된 기능을 수행하는 컴포넌트 세트 또는 디바이스에 관한 것이다.
본 출원의 맥락에서, 2개의 요소는 그들 각도 정향이 서로 90도, +/- 약 10도 이내 만큼 다르면 실질적으로 직교한다고 생각된다.
원통의 수학적 정의는 친숙한 "캔-형상" 직원 원통뿐만 아니라 어느 수의 다른 형상이라도 포함함을 관찰하는 것이 교훈적이다. 원통의 외측 표면은, 제1 직선 요소를 밑면으로부터 뻗어 나오는 제2, 고정된 직선에 평행하게 유지하면서, 밑면을 따른 폐곡선 또는 다른 경로를 따라 제1 직선 요소를 이동시킴으로써 발생되되, 이동하는 제1 직선은 밑면에서 고정된 폐곡선 또는 밑과 교차한다. 예컨대, 정육면체는 이러한 정의에 따라 원통형 형상을 갖는다고 생각된다. 예컨대, 회전의 캔-형상 원통은 이동하는 제1 직선이 직각으로 밑면에서의 원과 교차할 때 발생된다. 물체는 그 전반적 표면 형상이, 표준 모서리 라운딩, 돌출하는 또는 오목한 기계적 및 전기적 파스너, 및 외부 장착 특징부를 허용하면서, 이러한 정의에 따라 원통 형상으로 근사될 때 실질적으로 원통형이라고 생각된다.
본 출원에 따른 특정 예시적 실시형태는 조정된 비-선형 소스 및 검출기 경로(예컨대, 중심점 둘레 궤도, 곡선 또는 동심)를 획정하는 이미징 장치를 제공함으로써 사지 이미징의 어려움을 다루되, 소스 및 검출기 경로를 제공하는 컴포넌트는 이미징 이전에 그리고 그 다음에 환자 접근을 가능하게 하도록 구성되고 환자가 CBCT 이미지 포착 시리즈 동안 보통 자세로 서 있거나 앉아 있을 수 있게 하도록 구성된다. 특정 예시적 실시형태는 사지의 위치결정을 가능하게 하는 원주 상의 접근 개구부를 갖는 검출기 수송 디바이스를 사용함으로써 이러한 능력을 제공하되, 검출기 수송 디바이스는 위치결정된 사지 둘레로, 그것이 제자리에 있고 나면, 회전되어, 그것이 스캔의 적어도 일부를 통해 회전됨에 따라 사지를 (예컨대, 부분적으로, 실질적으로, 완전히) 에워싼다.
사지를 스캐닝하기 위한 CBCT 장비의 설계에 대한 고려사항일 수 있는 인간 뼈대의 차원 특성을 고려하는 것이 교훈적이다. 예컨대, 편안하게 서 있는 위치에서 평균 신장의 성인 인간 환자는 좌측과 우측 무릎이 일반적으로 어디에서나 약 10 내지 약 35cm 떨어져 있다. 평균 신장의 성인에 대해, 무릎들 간 약 35-40cm(14-15.7 인치)를 초과하는 것은 덜 편안하고 보통 서 있는 자세의 범위 밖에 있음을 증가시키게 된다. 이러한 제약은 필요한 2-D 이미지 시퀀스를 획득하기 위한 관용적 갠트리 솔루션을 사용하는 것을 비실용적이게 함을 주목하는 것이 교훈적이다. 특정 예시적 실시형태에 대해, 소스 또는 검출기 중 어느 것은 무릎 CBCT 이미징을 위해 서 있는 환자의 다리들 사이로 통과할 수 있어야 하는데, 갠트리 또는 다른 관용적 솔루션으로는 이용가능하지 않은 능력이다.
도 2의 사시도 및 대응하는 평면도는 본 출원의 일 실시형태에 따라 CBCT 이미징 장치(10)의 컴포넌트에 스캐닝 패턴이 어떻게 제공되는지 도시한다. 중심축(β)으로부터 적합한 반경(R1)의 검출기 경로(28)는 검출기 수송부(34)에 의해 검출기 디바이스에 제공된다. 제2, 더 큰 반경(R2)의 소스 경로(26)는 소스 수송부(32)에 의해 방사선 소스에 제공된다. 일 실시형태에서, 비-선형 소스 경로(26)는 비-선형 검출기 경로(24)보다 길이가 더 크다. 후속하여 더 상세히 설명되는 본 출원의 일 실시형태에 의하면, 동일한 수송 시스템이 검출기 수송부(34) 및 소스 수송부(32) 둘 다를 제공한다. 사지, 피사체(20)는 중심축(β)이 피사체(20)에서의 지점을 통하는 선으로서 생각될 수 있도록 실질적으로 중심축(β)을 따라 중심에 놓이는 것이 바람직하다. 일 실시형태에서, 이미징 보어 또는 CBCT 장치는 중심축(β)을 포함하거나 망라할 수 있다. 이미지 포착에 대해 제한하는 기하구조는, 전술한 바와 같이, (예컨대, 환자 해부구조에 대해, 짝 팔다리에 의해서와 같이) 갭(38)에 의해 차단되고 그리하여 전형적으로는 약 220도보다 작게 제한되는 소스 수송부(32)의 경로에 기인한다. 원주 상의 갭 또는 개구부(38)는 소스 경로(26)의 호의 종점들 사이의 공간을 점유할 수 있다. 갭 또는 개구부(38)는, 예컨대, 하나의 다리가 이미징되고 있는 동안 환자에 공간을 서 있을 곳을 준다.
검출기 경로(28)는, 검출기가 환자 해부구조에 의해 반드시 차단되지는 않고 서 있는 환자의 다리들 사이로 뻗을 수 있는 적어도 부분적으로 이미징되는 사지의 주위의 주행 경로를 가질 수 있으므로, 원주 상의 갭(38)을 통해 뻗어 스캐닝을 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 실시형태는 초기의 환자 위치결정의 일부분으로서 환자에 접근을 허용하도록 검출기 경로(28)의 일시적 제한을 가능하게 한다. 도 2에서의 사시도는, 예컨대, 그것이 (예컨대, 소스 경로 또는 하우징 너머로) 중심축(β)으로부터 뻗어 나오도록 원주 상의 갭(38)을 개방하여 놓도록 회전되는 검출기 수송부(34)를 도시한다. 검출기 수송부(34)가 도 3a에 도시된 개방 위치로 병진되면, 환자는 이미징을 위한 위치 내외로 자유롭게 이동할 수 있다. 환자가 위치에 적당하게 있을 때, 검출기 수송부(34)는 180도보다 많이 축(β) 둘레로 회전된다; 본 출원의 일 실시형태에 의하면, 검출기 수송부(34)는 실질적으로 200도만큼 축(β) 둘레로 회전된다. 이러한 환자 접근 및 검출기 수송부(34)의 후속 조절은 도 3b에 연속하는 단계로 도시된다. 이러한 궤도 이동은 이미징될 사지를 더 효율적으로 가두고, 검출기 수송부(34) 하우징에 기인하여 도 2 내지 도 3c에는 보이지 않는, 검출기(24)를 시퀀스에서의 제1 투영 이미지를 획득하도록 피사체(20)에 가까운 위치에 배치한다. 일 실시형태에서, 검출기 수송부(34)는 갭(38), 및/또는 검출기 경로의 부분에 걸친 문 또는 차폐를 포함할 수 있다. 도 3d에 도시된 바와 같이, 회전가능한 갠트리(68)는 본 출원의 일 실시형태에 따라 검출기(24) 및 소스(22)가 다른 이미징 장치(10')의 이미징 볼륨 주위로 회전할 수 있게 한다.
원주 상의 갭 또는 개구부(38)는 피검 다리 또는 다른 사지의 위치결정을 위한 접근을 허용할 뿐만 아니라, 환자가 이미징 동안 보통 자세로 서 있기에 충분한 공간을 허용하여, 이미징을 위한 피검 다리를 축(β)(도 2)을 따른 중심 위치에 그리고 이미징되지 않는 짝 다리를 원주 상의 갭(38)에 의해 획정된 공간 내에 배치한다. 원주 상의 갭 또는 개구부(38)는, 소스-검출기 기하구조 및 거리에 의해 결정되는, 대략 180도 빼기 부채각(예컨대, 소스 경로의 단부들 사이)으로 뻗어있다. 원주 상의 갭 또는 개구부(38)는 사지의 접근을 그 중심이 중심축(β)을 따른 위치에 놓일 수 있도록 허용한다. 환자의 다리 또는 다른 사지가 제자리에 있고 나면, 검출기 수송부(34), 또는 이러한 수송 경로를 획정하는 후드형 커버 또는 중공 문 또는 다른 부재는 제자리로 회전되어, 원주 상의 갭 또는 개구부(38)의 검출기 부분을 폐쇄할 수 있다.
예로서, 도 4의 평면도는 CBCT 이미징 장치를 사용할 때 여러 각도 위치에서 환자의 다리의 일부의 CBCT 투영을 획득하기 위한 동작 시퀀스의 부분들을 도시한다. 전술한 바와 같이, 후드 또는 섀시 아래 은폐될 수 있는, 검출기(24)와 방사선 소스(22)의 상대적 위치가 도 4에 도시되어 있다. 소스(22)와 검출기(24)는 CBCT 스캔 및 투영 이미징 동안 각각의 위치에서 방사선 소스(22)가 검출기(24)로 향하여(예컨대, 대척적으로 반대로) 방사선을 지향시킬 수 있도록 정렬될 수 있다. 시퀀스는, 방사선 소스(22)와 검출기(24)가 제1 각도에서 이미지를 획득하도록 초기 위치에 있는, 시작 스캔 위치(50)에서 시작한다. 그 후, 방사선 소스(22)도 그리고 검출기(24)도 중간 스캔 위치(52, 54, 56, 58)에서 표현된 바와 같이 축(β)(예컨대, 이미징 볼륨) 둘레로 회전한다. 이미징은 끝 스캔 위치(60)에서 종료된다. 이러한 시퀀스가 도시하는 바와 같이, 소스(22)와 검출기(24)는 각각의 이미징 각도에서 피사체(20)에 대해 대향 위치에 있다. 스캐닝 사이클 내내, 검출기(24)는 피사체(20)의 짧은 거리(D1) 내에 있다. 소스(22)는 피사체(20)의 더 긴 거리(D2) 너머에 위치결정된다. 각각의 경로 상의 소스(22) 및 검출기(24) 컴포넌트의 위치결정은, 후속하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 각각의 수송 경로에 대해 하나씩, 별개의 액추에이터에 의해, 또는 단일 회전가능한 부재에 의해 수행될 수 있다. 최초 및 최종 스캔 위치에서의 대응하는 변경으로, 반대 방향으로, 즉, 도 4에 도시된 예에 대해 시계방향으로 스캐닝 운동도 가능함을 주목한다.
소스(22)와 검출기(24)가 사지를 선회하는 이러한 기본 동작 시퀀스를 고려하면, 환자가 앉아 있거나 서 있거나 그리고 하중-지탱 또는 비-하중-지탱 자세로 환자 사지를 이미징하는데 적응가능한 이미징 시스템의 유용성은 가치가 인정될 수 있다. 도 5의 사시도는 본 출원의 일 실시형태에 따라 사지 이미징을 위한 CBCT 이미징 장치(100)를 도시한다. 이미징 장치(100)는 소스(22)와 검출기(24)를 하우징(78) 내에 하우징 및 은폐하는 짐발 이미징 링(gimballed imaging ring) 또는 스캐너(110)를 갖는다. 도 5는 그들의 지지 수송 메커니즘을 도시한다. 스캐너(110)는, 다양한 환자 자세 및 사지 이미징 조건에 적응하도록, 후속 도면에서 설명되는 바와 같은 실질적으로 직교하는 축 둘레로와 같이, 비-평행 축 둘레로 짐발 방식으로 회전가능하고 높이가 조절가능하다. 지지 기둥(120)은, 후속하여 설명되는 바와 같이 조절가능한 높이를 갖고 더욱 스캐너(110)의 회전을 제공하는 강성 지지 요소인, 요크, 또는 분기형 또는 포크형 지지 암(130) 상에 스캐너(110)를 지지한다. 지지 기둥(120)은, 바닥, 벽 또는 천장에 장착되는 바와 같이, 위치가 고정될 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같은 휴대용 CBCT 실시형태에 의하면 그리고 다른 경우에는, 지지 기둥(120)은 이미징 장치(100)를 제위치로 수송 및 조작하도록 선택사항인 바퀴 또는 캐스터(122)를 또한 포함하는 지지 기부(121)에 장착된다. 제어 패널(124)은 장치(100) 조절 및 동작을 위한 명령어를 입력하도록, 디스플레이 모니터와 같은, 오퍼레이터 인터페이스를 제공할 수 있다. 일 실시형태에서, 제어 패널(124)은 CBCT 시스템(100)의 동작을 제어하기 위한 프로세서 또는 컴퓨터(예컨대, 하드웨어, 펌웨어 및/또는 소프트웨어)를 포함할 수 있다. 지지 기둥(120)은 고정된 높이일 수 있거나, 장치(100)가 이동될 때 개선된 가시성을 위해서와 같이, 신축식 동작을 가질 수 있다.
수직 및 회전 이동
도 6a는 이미징 장치(100)가 다양한 구성으로 사지를 이미징할 수 있는 능력을 가능하게 하는 스캐너(110)에 대한 (커버가 제거된) 예시적 내부 이미징 및 위치결정 메커니즘의 부분들을 도시한다. 도 6b는 스캐너(110) 위치결정을 위한 회전축 획정을 도시한다. α-축 및 γ-축은 짐발 동작을 가능하게 하도록 비-평행이다. 도 6a에 도시된 바와 같은 본 출원의 일 실시형태에 의하면, α-축 및 γ-축은 서로 직교한다. α-축은 z-축과 실질적으로 직교한다. α-축과 γ-축의 교차점은 소정의 영 아닌 거리만큼 지지 기둥(120)으로부터 오프셋되어 있을 수 있다.
z-축을 우선 고려하면, 도 6a는 수직 운동을 달성하기 위한 일례의 실시형태를 도시한다. 지지 기둥(120) 내에서, 수직 운반 병진 요소(128)는 수직 방향으로 트랙(112) 내에서 기둥(120)을 따라 상방 또는 하방으로 주행하기 위해 작동된다. 운반 병진 요소(128)는 포크형 또는 C-형상의 지지 암(130)에 α-축 회전을 제공하도록 액추에이터(136)에 결합되는 지지 샤프트(132)를 갖는다. 기초 컴포넌트를 더 잘 볼 수 있게 하도록 도 6a에 부분적으로만 도시된 포크형 지지 암(130)은 샤프트(132)를 지지하도록 결합된다. X-선 소스(22)와 수신기(24)는, β 축으로 지정된, 스캔 또는 중심축 둘레 회전을 위해 회전가능한 갠트리(36) 상에 장착된다. 축(β)은 α-축 및 γ-축에 직교한다.
z-축 병진은 여러 방식으로 실시될 수 있음을 인식할 수 있다. 사용되는 시스템의 유형에 의해 다뤄져야 하는 난제는 암(130)이 지지하는 이미징 스캐너(110) 및 포크형 지지 암(130)의 중량을 취급하는 것을 포함한다. 이것은 중량이 쉽게 수 백 파운드이다. 부가적으로, 전력 손실, 환자와의 접촉, 또는 위치결정 이동 또는 동작을 방해하는 기계적 문제와 같은 취급 조건에 대한 예방이 제공되어야 한다. 도 6c에 그리고 도 6d의 사시도에 도식적으로 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시형태에 의하면, 수직 액추에이터(129)는 나사식 샤프트(123)를 회전시킨다. 수직 운반 병진 요소(128)는 회전 운동을 필요한 선형(예컨대, z-방향) 운동으로 변환하도록 볼 나사 장착 장치(125)를 채용하고, 그리하여 수직 운반 병진 요소(128)를 상방으로 재촉하거나 수직 운반 병진 요소(128)가 하방으로 이동할 수 있게 한다. 볼 나사 변환 디바이스는 높은 중량 하중을 취급하는데 이점이 있고 전형적으로는 나사식 디바이스를 사용하는 다른 유형의 변환기보다 더 효율적이다. 볼 나사 배열의 사용은 또한 스캐너(110)를 제위치로 들어올리는 샤프트를 소형 모터가 구동할 수 있게 하고 수직 이동의 제어를 가능하게 하기 위한 복잡하고 부피가 큰 균형추 시스템에 대한 필요성을 없애는 것을 도울 수 있다. 선형 인코더 요소와 같은 인코더(145)는 수직 운반 병진 요소(128)의 수직 위치를 표시하는데 사용되는 피드백 신호를 제공할 수 있다.
수직 운반 병진 요소(128)는 지지 기둥(120)(도 6a)에 형성된 트랙(112) 내측에서 주행한다; 바퀴(138)는 슬롯 내에서 병진 요소(128)를 안내하는 것을 돕는다. 짝 바퀴(138)는 기둥(120) 내에서 중심 잡기를 제공하도록 서로 직교할 수 있다.
제동 시스템은 또한 지지 기둥(120)에 제공될 수 있다. 스프링-로디드 브레이크(142)(도 6d)는 기계적 곤란, 전력 고장, 또는 다른 조건이 검출될 때 샤프트(123) 또는 다른 기계적 지지부를 작동 및 접지시키도록 위치결정된다. 하중계와 같은 센서(144)는 바람직하지 않은 급속한 이동 또는 간섭 조건을 감지하고 브레이크(142) 작동을 야기하도록 구성된다.
수직 병진을 위한 지지 기둥(120)의 다른 특징은 중량 및 충격을 흡수할 스프링을 갖는 빌트-인 리던던시, 환자에 의한 막힘을 포함하는 기계적 문제를 감지할 하중계, 및 수동으로 동작가능한 브레이크 메커니즘을 포함한다.
다른 유형의 병진 장치가 수직 운반 병진 요소(128)의 수직 이동을 제공하도록 사용될 수 있음을 주목해야 한다. 일 실시형태에서, β-축은 +/- 10도까지 구현될 수 있다. 일 실시형태에서, 수평 α-축은 +/- 10도까지 구현될 수 있다. 일 실시형태에서, CBCT 장치에 대한 γ-축은 45도까지 +/- 될 수 있다.
스캐너에 대한 짐발 배열
포크형 지지 암(130)은 짐발 배열로 스캐너(110)를 지지할 수 있다. 소스(22) 및 검출기(24)는 도 6a에서는 참조를 위해 갠트리(36) 상에 도시되고 도 6e의 대체 도면에서는 덮여 있다. 수직 운반 병진 요소(128)는 지지 기둥(120) 내에서 트랙(112)(도 6a) 내에서 타고 가도록 구성된다. 전력 손실 상황에서와 같이, 특정 예시적 실시형태에 대해서는, 소정 레벨의 수동 조작성이 제공될 수 있다.
본 출원의 대체 실시형태에 의하면, 수직 운반 병진 요소(128)는 지지하는 나사식 샤프트(132)를 따라 수직으로 이동시키는 모터일 수 있다; 대안으로, 수직 운반 병진 요소(128)는 지지 기둥(120) 내에서 수직 운반 병진 요소(128) 및 그 연결된 포크형 지지 암(130) 및 컴포넌트를 수동으로 올리고 내리기 위한 상당한 균형추를 갖는 체인, 풀리, 또는 다른 중간 메커니즘을 사용하여 구동될 수 있다.
다음으로, 포크형 지지 암(130)의 α-축 이동을 고려하면, 일 실시형태에서 회전 액추에이터(136)는 샤프트(132)(도 6a)의 회전을 가능하게 하도록 에너지를 공급받을 수 있다. 이러한 회전 작동은 z-축 병진은 물론 γ-축에 대한 회전과도 병행할 수 있다.
포크형 지지 암(130)은 포크형 지지 암(130)의 위치 및 각도에 따라 γ-축에 대한 이동을 허용한다. 도 6a의 예에서, γ-축은 실질적으로 z-축에 평행하게 수직으로 정향된다. 도 6e는 수평으로 정향된 γ-축을 도시한다. 포크형 지지 암(130)에 의해 제공되는, 회전 액추에이터(146)를 갖는 피벗팅 마운트(140)는 γ-축을 따른 회전을 가능하게 한다. α-축 및 γ-축 회전의 짐발 조합은 이미징 장치가, 환자가 서 있거나, 앉아 있거나 엎드려 있으면서, 여러 가능한 위치에서 이미징을 위해 설정될 수 있게 할 수 있다.
이미징 장치(100)의 일례의 위치결정 능력은 도 7a 내지 도 7c에 도시된다. 도 7a는 스캐너(110)의 z-축(수직) 병진을 제공하기 위해 지지 기둥(120) 상에서 포크형 지지 암(130)의 이동을 도시한다. 도 7b는 수평 α-축 둘레로 포크형 지지 암(130)의 회전을 도시한다. 도 7c는 포크형 지지 암(130)의 C-암 배열에 의해 획정되는 바와 같이 γ-축 둘레 회전을 도시한다.
지지 암(130)을 위치결정하기 위한 제어 및 시퀀스
일례의 실시형태에 의하면, 오퍼레이터 커맨드의 초기 세트는, 후속하여 설명되는 것들과 같은, 이미징을 위한 잘 정의된 세트의 디폴트 위치 중 하나로 CBCT 이미징 장치(100)를 자동으로 구성한다. 이러한 초기 설정이 완료될 때까지 환자는 기다린다. 그 후, 환자는 CBCT 이미징 장치(100)에서 위치결정되고 α 또는 γ 축 둘레로의 회전 또는 높이(z-축)에서의 어느 필요한 조절이라도 기술자에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 유형의 미세-튜닝 조절은 위치에 대한 증분 변경만이 대부분의 경우에 필요하기 때문에 그리고 환자 편안함 증가를 위해 낮은 속도이다.
도 7d 및 도 7e의 확대도는 도 7a 내지 도 7c에 설명된 바와 같은 z-축 병진 및 α- 및 γ-축 회전의 오퍼레이터 조절을 위해 (개선된 가시성을 위해 스캐너(110)가 제거된) 암(130) 상에 제공되는 사용자 제어 스테이션(156, 158)을 도시한다. 양 제어 스테이션(156, 158)은 본질적으로는 여러 다른 사지 이미징 배열에 대해 오퍼레이터를 위한 더 용이한 접근을 가능하게 하도록 복제된 동일한 것이다. 예로서, 도 7e는 제어 스테이션(158)의 확대도를 도시한다. 가능 스위치(159)는 제어부(160)를 활성화하도록 눌려지고 그리고 연관된 표시자는 제어부(160)가 활성 또는 가능으로 될 때 빛난다. 일부 이미징 구성에서 환자가 부주의하게 제어부와 접촉하는 것으로부터 보호하기 위한 환자 안전 특징으로서, 하나 또는 둘 다의 제어 스테이션(156, 158)은 불능으로 된다. 하나 또는 둘 다의 제어 스테이션(156, 158)은 또한 스위치(159)를 누른 후 타임-아웃 기간 다음에 불능으로 될 수 있다. 비상 정지 제어부(162)는 지지 암(130)의 하방 운동을 포함하는 이미징 장치의 모든 운동을 정지시킬 수 있다.
여전히 도 7e를 참조하면, 제어부(160)는 z-축 병진, α-축 회전 및/또는 γ-축 회전을 위해 적합한 액추에이터 중 어느 것이라도 활성화할 수 있다. 시스템의 예시적 응답은, 다음과 같이, 오퍼레이터 조치에 기반할 수 있다:
(i) z-축 수직 이동은 수직 상방 또는 하방 방향으로 제어부(160)를 누름으로써 달성된다. 제어 로직은, 제어부를 상방으로 누르는 것이 지지 암(130) 정향에 무관하게 z-축 이동을 제공하도록, 지지 암(130)의 각도 위치에 대해 조절한다.
(ii) α-축 회전은 제어부(160)를 회전시킴으로써 달성된다. 시계 방향(CW)으로든 반시계 방향(CCW)으로든 제어부(60)의 원형 운동은 α-축 둘레로 대응하는 회전을 야기한다.
(iii) γ-축 회전은 제어부(60)의 수평 좌측에서 우측 또는 우측에서 좌측 이동에 의해 달성된다. z-축 이동에 대해서와 같이, 제어 로직은, 좌측에서 우측 또는 우측에서 좌측 이동이 지지 암(130) 정향에 무관하게 오퍼레이터에 상대적이도록, 지지 암(130)의 각도 위치에 대해 조절한다.
도 6e에 도시된 바와 같은 CBCT 이미징 장치(100)는 스캐너(110) 위치결정에 대해 적어도 3 자유도(DOF)를 제공함을 주목해야 한다. 전술한 z-축 병진 및 α- 및 γ-축 둘레 회전에 부가하여, 캐스터(122)는 바닥을 따른 병진뿐만 아니라 z-축에 대한 스캐너(110) 위치의 회전도 가능하게 한다.
다양한 사지를 이미징하기 위한 구성
도 6a 내지 도 7d를 참조하여 설명된 기본 구조를 고려하면, 다양한 목적으로 스캐너(110)의 위치결정 다재다능을 인식할 수 있다. 후속하는 도 8 내지 도 11은, 예로서, 이러한 배열이 사지 이미징을 위한 여러 다른 구성을 어떻게 제공하는지 도시한다.
도 8은, 피사체(20)가 서 있는 환자인 경우, 무릎 검사를 위한 일례의 스캐너(110) 위치결정을 도시한다. 선택사항인 환자 지지봉(150)은 기둥(120)을 지지하도록 부착될 수 있다. 일 실시형태에서, 지지봉(150)은 수직 운반 병진 요소(128)에 장착된다. 따라서, 수직 운반 병진 요소(128)가 이동함에 따라, 지지봉(150)의 대응하는 위치는 이동될 수 있다. 본 출원의 대체 실시형태에 의하면, 지지봉(150)은, 스캐너(110)의 커버에 또는 포크형 지지 암(130)에와 같이, 스캐너(110)에 장착될 수 있다. 대조적으로, 지지봉(150)의 실시형태는 이미징 동안 또는 스캐너(110)에 의한 스캔 동안 움직이지 않을 수 있다. 이러한 실시형태에서, z-축을 따른 수직 조절은 스캐너(110)의 중심에 환자의 무릎을 놓는다. 포크형 지지 암(130)은 α-축 및 γ-축 둘 다를 포함하고 있는 평면이 실질적으로 수평이도록 배열된다. 환자 접근은 개구부, 스캐너(110)에서의 원주 상의 갭 또는 개구부(38)를 통해서이다. 문(160)은 원주 상의 갭 또는 개구부(38)의 내측 부분을 에워싸도록 갭(38)을 가로 질러 제자리로 피벗팅된다. 환자의 무릎이 위치결정되고 나면 문(160)은 환자의 다리들 사이에 맞는다.
선택사항인 환자 지지봉(150)의 특정 예시적 실시형태는, 바람직하게는 이미징 볼륨에 대한 규정된 공간적 관계를 갖도록, CBCT 장치(100)의 가동부에 장착될 수 있다. 그러한 실시형태에 대해, 존재 검출기(151)는 지지봉(150)이 CBCT 시스템(100)에 장착될 때를 검출하도록 구성될 수 있다. 검출될 때, 예컨대, 제어 패널(124)에서의 컨트롤러 등은 부착된 지지봉(150)과 그들 사이의 충돌을 방지하도록 스캐너(110), 및/또는 포크형 지지 암(130) 이동을 계산할 수 있다. 그리하여, 부착될 때, 지지봉(150)은 스캐너(110)의 운동을 제한할 수 있다. 예시적 존재 검출기(151)는, 국한되는 것은 아니지만, 자기 검출기, 광학 검출기, 전자-기계적 검출기 등을 포함할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 선택사항 또는 착탈식 지지 암(150)은 수직 운반 병진 요소(128)에 부착되고 그들 부착이 한 쌍의 존재 검출기(151)에 의해 보고되게 할 수 있다.
도 8 및 선택된 후속 예시적 실시형태에 대해, 문(160)은, 그 폐쇄 위치로 피벗팅되고 나면, 도 4에 도시된 바와 같은 곡선형 검출기 수송부(34) 경로를 보호 및/또는 제공함으로써 이미징 경로를 효과적으로 연장할 수 있다. 이러한 배열로는, 문(160)이 수송부 경로를 보호하도록 폐쇄될 때, 무릎은 중량-지탱 또는 비-중량-지탱 조건 하에서 검사될 수 있다. 개구부(38)를 가로지르는 검출기 수송부(34) 경로의 부분을 에워쌈으로써, 문(160)은 사지가 3D 이미징에 적합하게 위치결정 가능하게 하고 소스와 검출기 사이에서 이들 이미징 컴포넌트가 CBCT 이미지 포착 시퀀스로 사지를 선회할 때 제위치에 유지 가능하게 한다.
도 9는, 피사체(20)가 서 있는 환자인 경우, 발 또는 발목 검사를 위한 스캐너(110) 위치결정을 도시한다. 이러한 구성으로, 스캐너(110)는 관심있는 구역을 더 효율적으로 스캐닝하도록 내려진다. α-축과 γ-축 둘 다를 포함하고 있는 평면은, γ-축 둘레로 회전되어, 수평으로부터 대략 10도 오프셋되어 있다. 계단(116)은 환자 접근을 위해 원주 상의 갭 또는 개구부(38)를 가로질러 제공된다.
도 10은 환자가 앉아 있으면서 무릎 검사를 위한 스캐너(110) 위치결정을 도시한다. 이러한 구성에 대해, 포크형 지지 암(130)은 z-축에 대해 올려진다. α-축 둘레 회전은 γ-축을 그것이 수직 또는 거의 수직이도록 정향시킨다. 원주 상의 갭 또는 개구부(38)는 우측 무릎을 이미징하기에 용이한 환자 접근을 가능하게 하도록 위치결정된다. γ-축 둘레로 180도 회전은 원주 상의 갭 또는 개구부(38)를 스캐너(110)의 다른 측면에 위치결정하고 다른(좌측) 무릎의 이미징을 가능하게 함을 주목해야 한다.
대안의 스캐너(110) 위치결정은 환자가 앉아 있으면서 발 또는 발목 검사, 환자가 앉아 있으면서 발가락 검사, 환자가 앉아 있으면서 손 검사를 포함할 수 있다.
도 11은, 환자가 앉아 있으면서, 팔꿈치 검사를 위한 스캐너(110) 위치결정을 도시한다. 이러한 구성에 대해, 포크형 지지 암(130)은 z-축에 대해 재차 올려진다. γ-축 둘레 회전은 환자 접근에 적합하게 원주 상의 갭(38)을 위치결정한다. α-축 둘레 추가적 회전은 환자 편안함을 위해 제공될 수 있다.
CBCT 이미징 장치(100)의 일 실시형태에서, 오퍼레이터는 우선 (예컨대, 도 8 내지 도 11에 도시된 구성에 대한) 검사 유형을 특정하는 명령어를 제어 콘솔 또는 제어 패널(124)에서 입력할 수 있다. 그 후 시스템은, 환자를 위치결정하기 이전에, 선택된 구성을 자동으로 적응시킨다. 환자가 제자리에 있고 나면, 전술한 바와 같이, z-축 및 α- 및 γ-축 회전에 대한 수동으로 제어되는 조절이 이루어질 수 있다.
스캐너 구성 및 동작
도 1 내지 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 스캐너(110)는, 도 8 내지 도 11에 도시된 것들과 같이, 이미징되어야 하는 사지 둘레로 검출기(24) 및 방사선 소스(22)에 적합한 주행 경로를 제공하도록 구성된다. 그러한 다양한 예시적 구성에서의 스캐너(110) 동작은, 이하를 포함하는, 적어도 다소 상충할 수 있는 여러 요건을 제시할 수 있다:
(i) 큰 각도 범위에 걸친, 바람직하게는 방사선 소스의 부채각 더하기 180도를 초과하는 호에 걸친 이미징.
(ii) 팔다리의 넓은 범위에 대한 사지 위치결정 및 환자 접근의 용이함.
(iii) 환자 상의 최소화된 긴장으로 이미징을 가능하게 하는 중량-지탱 및 비-중량-지탱 자세 둘 다를 허용할 수 있는 능력.
(iii) 가동부와의 부주의한 환자 접촉을 방지하도록 에워쌈.
(iv) 스캔 사이클 내내 소스 대 검출기의 고정된 레지스트레이션.
도 12a의 평면도는 본 출원의 일 실시형태에 따라 피사체(20)를 선회하는 스캐너(110)의 컴포넌트의 구성을 도시한다. 하나 이상의 소스(22) 및 검출기(24)는 제어가능하게 회전될 수 있는(예컨대, 중심축(β) 둘레로 호에 걸쳐 회전가능한) 수송 조립체(170)의 일부분인 캔틸레버식 C-형상 갠트리(36)에 장착된다. 그리하여, 소스(22)와 검출기(24)는 그들 이동 사이클 내내 서로에 대해 고정된다. 액추에이터(172)는 조립체(170)의 프레임(174)에 장착되고 갠트리 피벗팅을 위한 가동 힌지를 제공한다. 액추에이터(172)는 스캔 시퀀스 동안 필요에 따라 시계방향(CW) 또는 반시계방향(CCW) 회전으로 갠트리(36) 및 프레임(174)을 이동시키도록 에너지를 공급받을 수 있다. 커버(184)는 먼지 및 부스러기를 감축하거나 들어가지 않게 하고 그리고/또는 오퍼레이터 및 환자를 가동부와의 접촉으로부터 보호할 수 있다.
도 12b의 사시도는 수송 조립체(170)의 프레임(174) 및 갠트리(36)를 더 상세히 도시한다. 액추에이터(172)는 축(β) 둘레로 소스(22) 및 검출기(24)를 이동시키도록 프레임(174)을 피벗팅하기 위해 벨트(178)와 협력한다. 도 12c의 사시도는 캔틸레버식 배열의 개선된 균형을 위해 균형추(182)가 부가되어 있는 프레임(174)을 도시한다.
검출기 경로(28)(도 2)인 스캔 호의 부분이 환자의 접근을 가능하게 하는 원주 상의 갭 또는 개구부(38)를 통과하기 때문에, 스캔 경로의 이러한 부분은 환자로부터 격리되어야 한다. 도 13a, 도 13b, 및 도 13c는, 환자가 적절한 위치에 있고 나면, 검출기 경로(28)에 걸친 커버링을 제공하도록 하우징(180) 내에서 퇴축 위치에 보관되는 슬라이딩가능한 문(176)을, 갭 또는 개구부(38)에 걸쳐 폐쇄하기 위한 연속하는 위치에서, 도시한다. 일 실시형태에서, 문(176)은 실질적으로, 폐쇄될 때, 환자의 사지 주위로 검출기(24)의 통과를 가능하게 하는 중공 구조일 수 있다. 도 12b를 참조하면, 검출기(24)를 지지하는 갠트리(36)의 프레임(174)의 부분은 이미징 스캔 동안 문(176)에 의해 제공된 중공 내측 챔버를 통과할 수 있다. 이미징 시퀀스의 종결에서, 갠트리(36)의 프레임(174)은 그 제위치로 다시 회전되고 문(176)는 하우징(180) 내 환자 출입을 위해 그 원래 위치로 퇴축된다. 일 실시형태에서, 문(176)은 오퍼레이터에 의해 수동으로 개폐된다. 일 실시형태에서는, 문(176)의 완전 폐쇄가 감지되는 동안 스캐닝 수송 컴포넌트의 이동(캔틸레버식 프레임(174)의 회전) 만이 가능하도록 인터로크가 제공된다.
도 13b는 또한 하우징(180)의 상부 및 저부 표면(190, 192)을 각각 도시한다. 외주면(194)은 상부와 저부 표면(190, 192) 사이에서 뻗어 연결한다. 내주면(196)은 제1 표면으로부터 제2 표면으로 뻗어있는 중심 개구부(198)를 형성하도록 상부와 저부 표면(190, 192)을 연결하도록 구성되고, 여기서 중심 개구부(198)는 β 축을 둘러싸고 있다.
도 2 및 도 4에 대해 도시된 바와 같이, 일 실시형태에서 방사선 소스(22) 및 검출기(24) 각각은, 각각, 반경(R2, R1)을 갖는 호를 따라 피사체를 선회할 수 있다. 대체 실시형태에 의하면, 소스 수송부(32) 내에서, 소스 액추에이터는 검출기 수송부(34)의 일부분인 별개의 상보적 검출기 액추에이터와 협력하여 사용될 수 있다. 그리하여, 각각의 수송 조립체에서 하나씩, 2개의 독립적 액추에이터 디바이스는 소스(22) 및 검출기(24)를 피사체(20) 둘레로, 일제히, 그들 각각의 호를 따라 이동시키도록 외부 로직 컨트롤러에 의해 별개로 제어 및 조정될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 표면은 그것이 약 10 피트를 초과하는 곡률 반경을 가지면 "실질적으로" 평탄하다고 생각된다.
도 10의 사시도는 환자가 앉아 있으면서 무릎 이미징을 위해 구성된 사지 CBCT 이미징 장치(100)를 도시한다. 도 10으로부터, 환자는 이미징되고 있지 않는 다리의 편안한 배치를 위해 스캔 볼륨 외측에 공간을 필요로 한다는 것을 알 수 있다. 이러한 목적으로, 하우징(78)은 부가적 클리어런스를 제공하는 형상으로 되어 있다.
도 8 내지 도 11 및 도 13a 내지 도 13d로부터 쉽게 보일 수 있는 바와 같이, 이미징 스캐너(110)는 하우징(78)을 갖는다. 본 출원의 일 실시형태에 의하면, 하우징(78)은 실질적으로 원통형이다; 그렇지만, 하우징(78)에 대한 원통형 표면 형상은 요구되지 않는다. 실질적으로 원통형은, 하우징(78) 표면 형상이, 원통의 엄격한 기하학적 정의로부터 조금 벗어나고 그리고 자체가 원통형은 아닌 부착 및 컴포넌트 인터페이스를 위한 소정 부가적 특징부 및 주변 갭을 가지며, 원통에 가깝게, 적어도 제1 근사치로, 근사함을 의미한다.
도 14a 내지 도 14d는 스캐너(110)가 어떻게 구성 및 동작되는지(예컨대, 스캔)의 이해를 위해 관심 있는 여러 특징부를 도시한다. 도 14a는, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 주변 갭(38)이 하우징(78)에 의해 어떻게 형성되는지를 도시한다. 파선으로 윤곽을 나타낸 스캔 볼륨(228)은, 전술한 바와 같이, 소스 및 검출기 경로(26, 28)에 의해 획정되고, 전형적으로는 β축의 적어도 일부를 포함한다. 내측 중심 볼륨(230)은 하우징(78)의 표면(S2)에 의해 획정될 수 있고 전형적으로는 스캔 볼륨(228)을 에워쌀 수 있다. 내측 중심 볼륨(230)은 또한, 도 14c에 도시된 바와 같이, 폐쇄될 때 문(176)에 의해 획정될 수 있다. 문(176)이 개방 위치(예컨대, 완전히 또는 부분적으로 개방)에 있을 때 주변 갭(38)은 내측 중심 볼륨(230)과 인접한다.
도 14a는, 스캔의 시작에든 끝에든 있을 수 있는, 스캔 경로의 하나의 극단에서의 소스 수송부(32) 및 검출기 수송부(34)를 도시한다. 도 14b는 스캔 경로의 다른 극단에서의 소스 수송부(32) 및 검출기 수송부(34)를 도시한다. 소스(22)는 소스 수송부(32)를 따라 오프셋되어 있음을 주목해야 한다. 이러한 비대칭으로, 하우징(78)의 표면(S3)에 대한 소스(22)의 주행 한도는 표면(S4)에 대한 그 주행 한도와는 다르다. 도 14b에 도시된 극단의 주행 위치에서, 소스(22)는 소스(22)가 도 14a에 도시된 다른 극단의 주행 위치에서 표면(S3)으로부터인 것보다 표면(S4)으로부터 거리가 2배 이상이다. 일 실시형태에서, 본 발명자들은 환자가 앉아 있으면서 환자 위치결정을 위한 부가적 클리어런스를 얻는데 이러한 차이를 사용한다.
도 14c는 하우징(78)의 구성을 도시한다. 본 발명의 맥락에서, 상부 표면(190)은 스캔 볼륨(228)의 위에, 적어도 부분적으로 위에, 또는 상부와 정렬된다고 생각된다; 저부 표면(192)은 스캔 볼륨(228)의 아래에, 적어도 부분적으로 아래에, 또는 저부와 정렬된다. 일 실시형태에서, 상부 표면(190) 또는 저부 표면(192)은 스캔 볼륨(228)의 일부와 교차할 수 있다. 도 14c에 도시된 바와 같이, 스캔 볼륨(228)은 원통형 또는 원형 원통형일 수 있다. 그렇지만, 본 출원의 예시적 실시형태는 다른 기지의 2D 스캔 구역 및/또는 3D 스캔 볼륨과 사용되도록 의도된다. 하우징(78)의 커버는 금속, 유리 섬유, 플라스틱 또는 다른 적합한 재료일 수 있다. 일 실시형태에 의하면, 상부 및 하부 표면(190, 192)의 적어도 부분들은 실질적으로 평탄하다.
도 14a 내지 도 14c에 도시된 바와 같이, 스캐너(110)는 그 형상 및 주변 갭 또는 개구부(38)의 형상을 획정하는 여러 표면을 갖는다.
(i) 외측 연결 표면(S1)은 적어도 부분적으로 소스 및 검출기를 싸도록 상부 표면(190)의 일부와 저부 표면(192)의 일부 사이에 뻗어있다; 외측 연결 표면의 적어도 일부는 스캐닝 동안 소스가 주행하는 경로 밖에서 뻗어있다; 도 14a 내지 도 14c에 도시된 외측 연결 표면(S1)의 실시형태는 중심(β) 둘레 반경(R5)으로 일반적으로 원형인 그리고 하우징의 모서리(E1, E2) 사이에 뻗어있는 호형 표면을 제공한다;
(ii) 내측 연결 표면(S2)은 스캔 볼륨(228)의 일부를 포함하는 내측 중심 볼륨(230)을 획정하도록 제1 표면의 일부와 제2 표면의 일부 사이에 뻗어있다; 도 14d에 도시된 실시형태에서, 내측 연결 표면(S2)은 β축으로부터 대략 반경(R4)에 있다. 내측 연결 표면(S2)의 적어도 부분들은 원통형일 수 있다.
(iii) 다른 연결 표면은 선택사항으로서는 소스 수송부(32)(도 14a 내지 도 14b)에 대한 주행 경로의 제1 종점에 대응하고 모서리(E1)를 따라 곡선형 표면(S1)에 인접하는 표면(S3)을 포함할 수 있되, 표면(S3)은 곡선형 내측 표면(S2)을 향하여 안쪽으로 뻗어있다; 그리고 소스 수송부(32)에 대한 제1 종점과는 주행 경로의 반대 극단에서의 제2 종점에 대응하고 모서리(E2)를 따라 곡선형 표면(S1)에 인접하는 표면(S4)을 포함할 수 있되, 표면(S4)은 곡선형 내측 표면(S2)을 향하여 안쪽으로 뻗어있다. 일 실시형태에 의하면, 표면(S3, S4)은 실질적으로 평탄하고 표면(S3, S4) 사이의 각도는 약 90도보다 더 크다. 일반적으로, 다른 부가적 표면 세그먼트(예컨대, 짧은 선형 또는 곡선형 표면 세그먼트)는 표면(S1-S4) 사이에 뻗어있거나 그 중 어느 것이라도 포함할 수 있다.
내측 및 외측 연결 표면(S1, S2) 및, 선택사항으로서는, 다른 표면은 외측 연결 표면(S1)이, 연장되면, 개구부(38)를 가로지를 곳으로 향하여 또는 그 너머로부터 뻗어있는 각진 오목부로서 갭(38)을 형성하도록 외측 연결 표면(S1)과 교차하도록 바깥으로 뻗어있는 그리고 내측 중심 볼륨(230)과 인접하는 주변 갭 또는 개구부(38)를 획정한다. 도 14d에 도시된 바와 같이, 스캔 볼륨 밖의 제1 방사상 거리(R4)에서 결정된 주변 갭(38)의 모서리들 사이에 그리고 스캔 볼륨 내에 중심이 위치하여 획정되는 제1 호(A1)의 중심각은 스캔 볼륨 밖의 제2 방사상 거리(R3)에서의 주변 갭(38)의 모서리들 사이에 그리고 제1 호 중심으로 획정되는 제2 호(A2)의 중심각보다 더 작고, 여기서 제2 방사상 거리(R3)는 제1 방사상 거리(R4)보다 더 크다. 일 실시형태에서, 도 14d에 도시된 바와 같이, 스캔 볼륨 밖의 제1 방사상 거리(R4)에서 결정된 주변 갭(38)의 모서리들 사이에 획정되는 제1 거리는 스캔 볼륨 밖의 제2 방사상 거리(R3)에서의 주변 갭(38)의 모서리들 사이의 제2 거리보다 더 작고, 여기서 제2 방사상 거리(R3)는 제1 방사상 거리(R4)보다 더 크다. 일 실시형태에 의하면, 호(A1, A2)는, 도 14d에 도시된 바와 같이, β축을 중심으로 하고 그리고 갭(38)의 모서리는, 부분적으로, 하우징(78)의 표면(S3, S4)에 의해 획정된다.
도 10을 참조하여 설명된 것과 같은, 환자 해부구조에 필요한 공간은 호(A2)에 대한 중심각이 이미징되어야 하는 사지를 수용하기에 충분히 클 때 제공될 수 있다. 일 실시형태에 의하면, 갭(38)의 모서리 사이의 호(A2)에 대한 중심각은 적어도 약 5도만큼 호(A1)에 대한 중심각을 초과한다; 더 유익하게는, 호(A2)에 대한 중심각은 적어도 약 10 또는 15도만큼 호(A1)에 대한 중심각을 초과한다.
도 8 내지 도 11의 사시도는 환자의 팔다리를 이미징하기 위한 사지 CBCT 이미징 장치(100)의 다양한 구성을 도시한다. 이들 구성의 각각에 대해, 환자의 팔다리 또는 다른 사지는 스캐너(110)의 중심에 위치결정되어야 하고 그리고 공간은 짝 사지에 제공되어야 한다. 여기에서 설명된 바와 같이, 주변 갭 또는 개구부(38)는 환자 해부구조의 다른 부위에 대한 공간 및 환자를 위한 접근 공간을 허용하도록 제공된다. 환자가 위치결정될 때까지 문(176)는 하우징(78) 내로 물러나 있고; 그 후, 문(176)은, 이미징되고 있는 환자로부터 격리된, 이미징 수신기, 검출기(24)에 적합한 수송 경로를 제공하기 위해 제자리로 피벗팅된다.
도 13a는 문(176)이 개구부(38)를 막지 않는, 즉, 개구부(38)가 트여 있어, 개구부(38) 내 사지 배치를 위한 환자 접근을 허용하는 개방 위치에 있는 스캐너(110)를 도시한다. 도 13c는 문(176)이, 래치(92)에 의해 잡혀, 폐쇄 위치에 있는 스캐너(110)를 도시하는 평면도이다. 그리하여, 문(176)은 개구(38) 내로 뻗어, 환자의 사지의 이미징을 위해 개구부(38)의 일부를 에워싼다. 센서(82)는 적어도 문(176)이 폐쇄 위치에 있는지 아니면 어떤 다른 위치에 있는지 표시하는 인터로크 신호를 제공한다. C-형상 갠트리(36)와 같은 내부 스캐너(110) 컴포넌트의 이동은 문(176)이 닫혀 래칭되지 않는 한 방지된다. 릴리스(90)는 그 래칭된 위치로부터 문(176)을 래칭 해제한다. 도 13c 및 도 13d에 도시된 바와 같이, 핸들(76)은 문(176)을 개폐하도록, 도시된 바와 같은 표면(S1)을 따라서와 같이, 개구부(38)의 밖에 위치결정될 수 있다. 개구부(38) 밖에 핸들(76) 또는 다른 유형의 문 폐쇄 디바이스의 배치는 문(176)을 개폐할 때 환자 편안함에 유익하다. 도 13c 및 도 13d의 예시적 실시형태에서 도시된 바와 같이, 핸들(76)은 스캐너(110) 하우징(78)의 원주를 따라서와 같은 규정된 방향(예컨대, 대응하는 방향, 또는 도시된 시계 방향)으로의 핸들(76)의 이동이 (예컨대, 동일한 방향으로의) 문(176)의 대응하는 이동을 야기하도록 문(176)과 동작가능하게 결합된다. 일 실시형태에서, 핸들(76)의 시계방향 이동은 문(176)의 시계방향 이동을 야기하고, 문(176)을 개구부 내로 뻗게 하고, 문(176)을 폐쇄한다; 핸들(76)의 반시계방향 이동은 문(176)의 반시계방향 이동을 야기하고, 그것이 개구부를 막지 않거나 개구부가 트이는 위치로 이동하도록, 문(176)을 개방한다.
일 실시형태에 의하면, 문(176)은 오퍼레이터에 의해 수동으로 피벗팅되고, 폐쇄되고, 개방된다. 이것은 오퍼레이터가 환자 및 이미징되어야 하는 사지를 더 주의 깊게 지원할 수 있게 한다. 대체 실시형태에 의하면, 액추에이터는 자동으로 문을 개폐하도록 제공된다.
도 15는 문(176)이 막 폐쇄되었을 때 각도(θ0)에서 갠트리(36)의 초기 위치를 도시한다. 소스(22) 및 검출기(24)는 각도(θ0)에서 휴지 또는 디폴트 위치에 있다. 검출기 경로(28)는 도시된 바와 같이 문(176)의 중공 부분 내로 연장된다.
도 15는, 평면도로부터, 갠트리(36)의 상대적 각도 회전 및 문(176)에 의해 제공된 중공 통로(84)가 스캔 볼륨(228) 내에서 이미징되고 있는 피사체 주위로 검출기(24)의 궤도에 대한 주행의 넓은 각도 범위를 어떻게 가능하게 하는지 도시한다. 이러한 시퀀스는 어떻게 문(176)이 검출기 경로(28)를 덮거나 둘러싸지만 막지는 않는지 도시하고 그리고 환자가 적합하게 위치결정되고 문(176)이 제자리에 피벗팅되어 래칭될 때 이미징을 위해 검출기 경로(28)가 어떻게 문(176)의 중공 내부를 통과하는지 도시한다. 대체 실시형태에 의하면, 문(176)의 다른 특징부는, 문 폐쇄 전에, 그 동안 그리고 그 다음에, 하우징(78)에서의 문 애퍼처(88)를 덮을 수 있는 폐쇄부(188)이다.
도 16의 사시도는, 내부 부분의 가시성을 위해 하우징(78)의 커버가 제거되어, 문(176)의 다른 특징부를 도시한다. 폐쇄부(188)는 그렇지 않았더라면 문이 폐쇄되었을 때 노출되었을 갭을 덮도록 문(176)의 일부분으로서 제공된다. 이러한 커버링은 먼지 및 부스러기가 들어가지 않게 하고 스캐너(110)의 내부 가동부의 가시성 및 그와의 환자 접촉을 방지하도록 돕는다. 대체 실시형태에 의하면, 폐쇄부(188)의 모서리(94)는 하우징(78)에 부착되고 폐쇄부(188)는 문(176)이 그 폐쇄 위치로 향하여 피벗팅됨에 따라 제자리에 접히거나 구부러진다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 갠트리(36) 상의 검출기(24) 및 소스(22)는 호형 비-선형 안내 레일(예컨대, 슬롯)의 일부 상에서 달린다. 그렇지만, 방사선 소스의 질량은 방사선 검출기의 질량에 비해 5배, 10배, 20배 또는 그 이상일 수 있다. 예시적 CBCT의 X-선 이미징 시스템에서, 불균등한 소스(22) 및 검출기(24) 질량 및/또는 스캐닝 볼륨 또는 회전의 중심(예컨대, β축)에 상대적인 질량들의 위치의 조합은 큰 불균형을 생성할 수 있다. 예컨대, 불균형 CBCT 갠트리 메커니즘은 소스가 기울어진 스캔 기하구조의 높은 위치(또는 낮은 위치)를 "뒤집어 엎을" 때 백래시에 시달릴 수 있다.
따라서, 균형추는 스캐너(예컨대, 스캐너(110) 또는 갠트리(36))의 무게 중심(COG)을 스캐닝 볼륨 또는 회전의 중심에 가까이 이동시키고 그리고/또는 소스 및 검출기의 질량 불균형을 감축하도록 검출기에 부가될 수 있다. 도 12c, 도 16, 도 17a 및 도 17b는 검출기(24)에 부가된 균형추(182)를 도시한다. 검출기에 부가되는 균형추는 국한되는 것은 아니지만 다음과 같은 운동 제어에 대한 이점을 제공할 수 있다, (i) 모든 정향으로 카운터-밸런싱된 갠트리를 구동하기 위한 힘이 감축될 수 있다, (ii) 관성이 증가될 수 있고 더 용이하게 제어될 수 있다, 그리고/또는 (iii) 스캔 볼륨의 스캐닝 또는 운동 동안 (예컨대, 소스와 검출기 사이의) 진동이 감축될 수 있다.
균형추는 더 균형 잡힌 갠트리를 갖는 CBCT X-선 이미징 시스템 및/또는 방법에 대한 단점을 포함할 수 있다. 바람직하게, 소스(22) 및 검출기(24)는 스캔 볼륨(228)의 스캐닝 동안 서로에 상대적으로 이동하지 않는다. 따라서, 균형추(182)(및/또는 소스(22), 검출기(24))에 의해 생성되고 그리고/또는 갠트리(36)에 인가되는 굽힘력을 견디도록 매우 강한 구조가 필요로 된다. 더욱, 구조는 (균형추와) 방사선 소스 및 검출기를 일제히 이동시키기에 충분해야 한다.
도 17a 및 도 17b는 CBCT X-선 이미징 시스템에서의 사용을 위한 수송 메커니즘을 위한 갠트리의 부분들의 부가적 특징부를 도시하는 선도이다. 도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이, 수송 메커니즘(170)의 갠트리(36)의 프레임(174)은 균형추(182), 검출기(24) 및/또는 소스(22)에 의해 생성 및/또는 인가되는 굽힘력을 견디도록 질량 집적 구조를 사용할 수 있다. 더욱, 프레임(174)은, 프레임 연결 부분(174c)에 의해 연결될 수 있는, 스캔 볼륨(228) 내로 또는 그로 향하여 뻗어있는 제1 또는 상부 부분(174a), 제2 또는 하위 부분(174b)을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 부분(174a), 부분(174b), 및 부분(174c)은 적어도 부분적으로 부분(174a)과 부분(174b) 사이에 뻗어있는 내부 포켓(174d)(도 12a)을 형성할 수 있다. 도 17b는 갠트리(36)의 프레임(174)의 외측 표면을 도시한다. 도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이, 프레임(174)은 일체로 형성되거나, 섹션으로 부착되어 통합되거나, 강성 연결되거나 등일 수 있다.
일 실시형태에서, 검출기는 일체이거나 착탈식으로 부착될 수 있는 그리드를 포함할 수 있다. 도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이, 검출기 경로를 따라 검출기(24) 대비 그 위치에서, 예시적 그리드(242)는 6 자유도(DOF)에 대해 제약된다. 이것은 검출기(24) 대비 3-점 제약, 스톱(246) 대비 2-점 제약, 및 브래킷(244) 대비 단일점 제약에 의해 제공된다.
X-선 이미징 시스템(예컨대, 볼륨 방사선 촬영 이미징 시스템, CBCT 시스템) 및/또는 그 시스템을 사용하기 위한 방법의 특정 예시적 실시형태는 균형추와 검출기가 동일한 상대적 공간에 위치결정되거나 가로지를 수 있더라도 검출기와 균형추를 별개로(예컨대, 스캐너 또는 갠트리) 제공할 수 있다. 일 실시형태에서, X-선 이미징 시스템 및/또는 방법은 별개의 지지 암(예컨대, 제1 및 제2 지지 암 또는 검출기 중량 지지 유닛과 균형추 지지 유닛)의 원위 단부 가까이에 검출기 및 균형추를 제공할 수 있다. 다른 실시형태에서, 검출기 및 균형추는 (예컨대, 스캐너의) 갠트리 메커니즘 또는 수송 메커니즘에 결합되고 서로 독립적으로 이동하도록 구성될 수 있다.
특정 예시적 실시형태에서, 이미징 시스템(예컨대, CBCT 시스템)은 검출기 및 균형추에 대해 개별적으로 2개의 별개의 지지부를 제공할 수 있다. 더욱, 별개의 지지부 구조는 감축된 또는 최소한의 이동 또는 진동으로 스캐닝 동안 소스에 상대적으로 검출기를 위치결정할 수 있는 능력을 제공할 수 있다. 특정 예시적 실시형태에서, 균형추에 대한 더 약하고, 더 가볍고, 더 작고, 다른 재료 및/또는 더 유연한 지지는 단일 유닛으로서 검출기 및 균형추를 위치결정 및 지지하는데 사용된 것으로부터 재료의 총 중량을 감축할 수 있다. 더욱, 별개의 지지부는 획득되는 진단 방사선 촬영 이미징 또는 이미징 데이터의 품질 상에 감축된 충격 또는 최소한의 충격을 갖는 스캐닝 동안 균형추의 증가된 진동을 갖는 독립적 운동을 허용하면서 검출기 경로에 근접한 균형추의 위치결정을 가능하게 할 수 있다. 부가적으로, 검출기 및 균형추에 대해 개별적으로 2개의 별개의 지지부를 제공하는 것은 (예컨대, 국한되는 것은 아니지만 밀도, 강도, 강성, 굽힘에 대한 저항, 비용 등과 같은 다른 특성을 갖는) 다른 재료들이 검출기 및 균형추에 대한 각각의 지지 구조에 사용될 수 있게 할 수 있다.
도 18a 내지 도 18d는 방사선 촬영 이미징 시스템(예컨대, CBCT X-선 이미징 시스템) 및/또는 그 시스템을 사용하기 위한 방법에서의 사용을 위한 수송 메커니즘을 위한 갠트리와의 사용을 위한 균형추 지지 메커니즘의 일례의 실시형태를 도시하는 선도이다. 도 18a 내지 도 18d에 도시된 바와 같이, 2개의 별개의 지지부는 검출기(24)를 지지하도록 결합된 검출기 중량 지지 암(310) 및 균형추(382)를 지지하도록 결합된 (예컨대, 별개의 그리고 개별적으로 제공된) 균형추 지지 암(320)을 포함할 수 있다. 특정 예시적 실시형태에서, 검출기 중량 지지 암(310) 및 균형추 지지 암(320)은 다른 재료 또는 재료 조합으로 제작될 수 있다. 도 18a 내지 도 18d에 도시된 바와 같이, 검출기 중량 지지 암(310) 및 균형추 지지 암(320)은 제1 단부에서 갠트리(336)에 결합되고 제2(또는 원위) 단부에서, 각각, 검출기(24) 및 균형추(382)에 결합될 수 있다. 특정 예시적 실시형태에서, 검출기 중량 지지 암(310) 및 균형추 지지 암(320)은 제1 클리어런스 갭(350a)에 의해 분리되어 있다. 일 실시형태에서, 검출기(24) 및 균형추(382)는 제2 클리어런스 갭(350b)에 의해 분리될 수 있다. 바람직하게는, 검출기 중량 지지 암(310) 및 균형추 지지 암(320)은 스캔 볼륨에 부딪히지 않고 주위에 원주를 따라 뻗어있을 수 있다. 일 실시형태에서, 균형추 지지 암(320)은 갠트리(336)로의 그 마운트와 균형추(382) 사이에 곡선형 형상의 C-암 또는 다른 곡선형 익스텐션을 포함할 수 있다. 도 18a 내지 도 18d에 도시된 바와 같이, 검출기 중량 지지 암(310)은 균형추 지지 암(320)의 내측에 (예컨대, 방사상으로 또는 스캔 볼륨에 대해) 위치결정될 수 있다. 바람직하게는, 소스(22)는 또한 갠트리(336)(또는 수송 메커니즘의 다른 부분)에 장착된다. 일 실시형태에서, 하나 이상의 소스(22) 및 검출기(24)는 제어가능하게 회전될 수 있는(예컨대, 적어도 부분적으로 스캔 볼륨 또는 축(β) 둘레로 회전가능한) 수송 조립체의 일부분인 갠트리(336)에 장착될 수 있다.
특정 예시적 실시형태에서, 균형추 지지 암(320)은 스캔 볼륨(228)을 가로지르지 않고 스캐너에 균형추(382)를 부착하기 위한 어느 규정된 3D 형상이라도 가질 수 있다. 예컨대, 균형추 지지 암(320)은 갠트리에서의 소스 마운트와 균형추 사이에 호형 익스텐션 또는 C-암 형상을 포함할 수 있다. 대안으로, 균형추 지지 암은 갠트리 메커니즘으로의 마운트 연결과 균형추로의 마운트 연결 사이에 곡선형 또는 비-선형 형상을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 균형추 지지 암은 갠트리 메커니즘과 균형추 사이에 규정된 형태를 함께 형성하는 일련의 직선 섹션을 포함할 수 있다. 개구부 또는 스캔 볼륨을 가로질러 소스로부터 방사선을 수신하도록 장착되는 검출기로부터 물리적으로 분리된 의도된 위치에 균형추을 위치시키는 어느 구성(예컨대, 기계적 또는 전자-기계적)이라도 구상된다. 일 실시형태에서, 검출기 중량 지지 메커니즘 및 균형추 지지 메커니즘은 유사한(또는 똑같은) 형상을 갖는다. 일 실시형태에서, 검출기 중량 지지 메커니즘 및 균형추 지지 메커니즘은 유사한 낫 형상을 갖는다. 일 실시형태에서, 검출기 중량 지지 메커니즘 또는 균형추 지지 메커니즘은 스캔 볼륨 아래 또는 위로 가로지르는 형태를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 검출기 중량 지지 메커니즘 또는 균형추 지지 메커니즘은 스캔 볼륨을 둘러싸는 유사한 형상을 가질 수 있다.
특정 예시적 실시형태에서, 검출기 중량 지지 암(310)은 스캔 볼륨(228)의 스캐닝 동안 검출기(24) 운동을 스캔 볼륨(228)의 스캐닝 동안 균형추 지지 암(320)에 의해 허용되는 균형추(382)의 운동의 1/2, 1/5 또는 1/10 미만으로 제한하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 검출기 중량 지지 암(310)은 스캔 볼륨(228)의 스캐닝 동안 검출기(24)에서 5mm 미만, 3mm 미만 또는 1mm 미만의 운동(예컨대, 또는 소스(22)와 검출기(24) 간 상대 운동)이 생성되도록 검출기(24)를 소스(22)(예컨대, 갠트리(336))에 연결할 수 있다. 일 실시형태에서, 균형추 지지 암(320)은 스캔 볼륨(228)의 스캐닝 동안 균형추(382)에서 12mm 미만, 8mm 미만 또는 3mm 미만의 운동이 생성되도록 균형추(382)를 소스(22)(예컨대, 갠트리(336))에 연결한다. 일 실시형태에서, 검출기 중량 지지 암(310)은 검출기 및 균형추가 (예컨대, 프레임(174)을 사용하여) 단일 유닛으로서 장착 및/또는 이동하는 기지의 구성에 비해 감축된 이동을 갖는 갠트리 메커니즘에 검출기(24)를 고정할 수 있다.
특정 예시적 실시형태에서, 검출기 및 균형추에 대해 개별적으로 2개의 별개의 지지부를 제공하는 것은 검출기와 균형추 사이에 규정된 크기의 클리어런스 갭을 제공할 수 있는 능력을 제공할 수 있다. 일 실시형태에서, 클리어런스 갭은 검출기 중량 지지 암(310)과 균형추 지지 암(320) 사이의 (또는 검출기(24)와 균형추(382) 사이의) 기설정된 3-차원 갭, 2-차원 갭 또는 거리일 수 있다. 일 실시형태에서, 클리어런스 갭은 스캔 볼륨(228)의 스캐닝 동안 또는 CBCT 방사선 촬영 이미징 시스템의 어느 이동 동안에라도 균형추(382)의 실제 이동 및/또는 계산된 이동(예컨대, 편향)의 양에 응답(예컨대, 비례, 가중, 비-선형)하여 설정될 수 있다. 일 실시형태에서, 클리어런스 갭은 스캔 볼륨(228)의 스캐닝 동안 또는 CBCT 방사선 촬영 이미징 시스템의 어느 이동 동안에라도 검출기(24)의 실제 이동(소스 이동, 검출기와 소스, 스캐너 간 상대적 이동 등) 및/또는 계산된 이동(예컨대, 편향)의 양에 응답(예컨대, 비례, 가중, 비-선형)하여 설정될 수 있다.
특정 예시적 실시형태에서, 검출기 및 균형추에 대해 개별적으로 2개의 별개의 지지부를 제공하는 것은 CBCT 방사선 촬영 이미징 시스템의 증가된 스캔 볼륨 및/또는 증가된 보어 크기를 제공할 수 있다. 특정 예시적 실시형태에서, 검출기(24) 및 균형추(382)에 대해 개별적으로 2개의 별개의 지지부를 제공하는 것은 CBCT 방사선 촬영 이미징 시스템의 스캔 볼륨을 증가시키고 그리고/또는 보어 크기를 증가시킬 수 있는 능력을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 한편, 스캔 볼륨(228)의 스캐닝 동안 소스(22)와 검출기(24) 간 계산된 또는 실제의 이동을 유지 또는 감축한다.
도 19a 내지 도 19b는 CBCT 방사선 촬영 이미징 시스템 등에서의 사용을 위한 수송 메커니즘을 위한 갠트리와의 사용을 위한 균형추 지지 메커니즘의 일례의 실시형태를 도시하는 선도이다. 도 19a 내지 도 19b에 도시된 바와 같이, 2개의 별개의 지지부는 검출기(24)를 지지하도록 결합된 검출기 중량 지지 암(410) 및 균형추(482)를 지지하도록 결합된 (예컨대, 별개의 그리고 개별적으로 제공된) 균형추 지지 암(420)을 포함할 수 있다. 도 19a 내지 도 19b에 도시된 바와 같이, 검출기 중량 지지 암(410) 및 균형추 지지 암(420)은 제1 단부에서 갠트리에 결합되고 제2(또는 원위) 단부에서, 각각, 검출기(24) 및 균형추(482)에 결합될 수 있다. 특정 예시적 실시형태에서, 검출기 중량 지지 암(410) 및 균형추 지지 암(420)은 제1 클리어런스 갭(450a)에 의해 분리되어 있다. 일 실시형태에서, 검출기(24) 및 균형추(482)는 제2 클리어런스 갭(450b)에 의해 분리될 수 있다. 바람직하게는, 검출기 중량 지지 암(410) 및 균형추 지지 암(420)은 스캔 볼륨에 부딪히지 않고 주위에 원주를 따라 또는 밖에 뻗어있을 수 있다. 도 19a 내지 도 19b에 도시된 바와 같이, 검출기 중량 지지 암(410)은 짝 사지가 사이에 통과할 수 있도록 균형추 지지 암(420)의 내측에 (예컨대, 방사상으로 또는 스캔 볼륨에 대해) 위치결정될 수 있다. 바람직하게는, 소스(22)는 또한 갠트리(336)에 장착된다.
도 20a 내지 도 20b는 CBCT 방사선 촬영 이미징 시스템 등에서의 사용을 위한 수송 메커니즘을 위한 갠트리와의 사용을 위한 균형추 지지 메커니즘의 일례의 실시형태를 도시하는 선도이다. 도 20a 내지 도 20b에 도시된 바와 같이, 2개의 별개의 지지부는 검출기(24)를 지지하도록 결합된 검출기 중량 지지 암 및 균형추(482)를 지지하도록 결합된 (예컨대, 다수의 익스텐션을 갖는 그리고 별개의) 균형추 지지 암을 포함할 수 있다. 도 20a 내지 도 20b에 도시된 바와 같이, 검출기 중량 지지 암(510) 및/또는 균형추 지지 암은 하나 이상의 제1 단부에서 갠트리에 결합되고 하나 이상의 제2(또는 원위) 단부에서, 각각, 검출기(24) 및 균형추(482)에 결합된 (예컨대, 기계적으로 또는 전자-기계적으로 연결 또는 분리된) 복수의 지지 암/유닛으로서 형성될 수 있다.
특정 실시형태에서, 검출기 중량 지지 암 및/또는 균형추 지지 암은 갠트리(36)(또는 스캐너(110))에 부착되는 별개의 유닛으로서 도시된다. 대안의 예시적 실시형태에서, 검출기 중량 지지 암 및/또는 균형추 지지 암은 스캐너(110) 또는 수송 메커니즘(예컨대, 갠트리(36))의 하나 이상의 부분과 단일 유닛으로서 일체로 형성될 수 있다.
방사선 촬영 이미징 시스템은 전형적으로는 방사선 촬영 이미지에서의 신호 대 잡음(S/N) 비 및 콘트라스트를 개선하는 산란-방지 디바이스로서 선형 그리드를 사용한다. 그리드는 전형적으로는 x-선에 투과성인 스페이서에 의해 분리된 x-선을 차단하는 일련의 납 포일 스트립을 포함한다. 스트립의 이격은 그리드 빈도를 결정하고, 그리고 납 스트립들 간 높이-대-거리는 그리드 비를 결정한다. 이들 및 다른 그리드 특성은 특정 이미지에 사용되는 방사선 에너지에 종속하여 달라질 수 있다. 검출기의 교정은, 다른 교정 데이터가 다른 그리드에 사용되도록, 그리드 특성을 고려한다. 여기에서의 특정 예시적 실시형태에서, 검출기는 검출기에 착탈식으로 부착되거나 일체일 수 있는 그리드를 포함할 수 있다. 본 출원에 따른 특정 예시적 실시형태는 이미징 경로로부터 그리드의 제거 또는 다른 그리드의 교체를 위해 (예컨대, 문(176)을 통해) 그리드 접근을 제공할 수 있다. 일 실시형태에서, 검출기는 그리드를 포함하지 않는다.
적어도 하나의 실시형태와 일관되게, 예시적 방법/장치는 전자 메모리로부터 액세스되는 이미지 데이터 상에 수행하는 저장된 명령어를 갖는 컴퓨터 프로그램을 사용할 수 있다. 이미지 프로세싱 분야의 당업자에 의해 인식될 수 있는 바와 같이, 여기에서의 일 실시형태의 컴퓨터 프로그램은 퍼스널 컴퓨터 또는 워크스테이션과 같은 적합한, 범용 컴퓨터 시스템에 의해 이용될 수 있다. 그렇지만, 많은 다른 유형의 컴퓨터 시스템은, 예컨대, 네트워킹된 프로세서의 배열을 포함하여, 설명된 예시적 실시형태의 컴퓨터 프로그램을 실행하도록 사용될 수 있다.
여기에서 설명된 특정 예시적 실시형태의 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 저장될 수 있다. 이러한 매체는, 예컨대, 하드 드라이브 또는 착탈식 디바이스와 같은 자기 디스크 또는 자기 테이프와 같은 자기 저장 매체; 광학 디스크, 광학 테이프 또는 기계 판독가능한 광학 인코딩과 같은 광학 저장 매체; 롬(ROM), 또는 램(RAM)과 같은 고체 상태 전자 저장 디바이스; 또는 컴퓨터 프로그램을 저장하도록 채용된 어느 다른 물리적 디바이스 또는 매체라도 포함할 수 있다. 설명된 실시형태의 예시적 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램은 또한 인터넷 또는 다른 네트워크 또는 통신 매체를 거쳐 이미지 프로세서에 접속되는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 상에 저장될 수 있다. 더욱, 당업자는 그러한 컴퓨터 프로그램 제품의 균등물이 또한 하드웨어에 구축될 수 있음을 쉽게 인식할 것이다.
본 발명의 맥락에서 "컴퓨터-액세스가능한 메모리"와 균등물인 "메모리"라는 용어는, 예컨대, 데이터베이스를 포함하여, 컴퓨터 시스템이 액세스가능하고 이미지 데이터 저장 및 그 연산에 사용되는 어떠한 유형의 일시적 또는 더 영속적 데이터 저장 작업공간이라도 지칭할 수 있음을 주목해야 한다. 메모리는, 예컨대, 자기 또는 광학 저장소와 같은 장기 저장 매체를 사용하여 비-휘발성일 수 있다. 대안으로, 메모리는 마이크로프로세서 또는 다른 제어 로직 프로세서 디바이스에 의해 일시적 버퍼 또는 작업공간으로서 사용되는 램(RAM)과 같은 전자 회로를 사용하여 더 휘발성 본질일 수 있다. 디스플레이 데이터는, 예컨대, 전형적으로는 디스플레이 디바이스와 직접 연관될 수 있고 디스플레이된 데이터를 제공하기 위해 필요에 따라 주기적으로 리프레시되는 일시적 저장 버퍼에 저장된다. 이러한 일시적 저장 버퍼도, 그 용어가 본 발명에서 사용될 때, 메모리라고 생각될 수 있다. 또한, 메모리는 계산 및 다른 프로세싱의 중간 및 최종 결과를 실행 및 저장하기 위한 데이터 작업공간으로서 사용된다. 컴퓨터-액세스가능한 메모리는 휘발성, 비-휘발성, 또는 휘발성과 비-휘발성 유형의 하이브리드 조합일 수 있다.
여기에서의 예시적 실시형태의 컴퓨터 프로그램 제품은 주지되어 있는 다양한 이미지 조작 알고리즘 및 프로세스를 사용할 수 있음을 이해할 것이다. 여기에서의 예시적 컴퓨터 프로그램 제품 실시형태는 구현에 유용한 여기에서는 구체적으로 도시되거나 설명되지 않은 알고리즘 및 프로세스를 구체화할 수 있음을 더 이해할 것이다. 그러한 알고리즘 및 프로세스는 이미지 프로세싱 분야의 통상의 기술 내에 있는 관용적 유틸리티를 포함할 수 있다. 이미지를 산출하고 그렇지 않으면 프로세싱하거나 본 출원의 컴퓨터 프로그램 제품과 협력하기 위한 그러한 알고리즘 및 시스템 및 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 부가적 태양은 여기에서 구체적으로 도시되거나 설명되지는 않고 당업계에 공지된 그러한 알고리즘, 시스템, 하드웨어, 컴포넌트 및 요소로부터 선택될 수 있다.
본 설명 및 예들이 주로 인간 또는 다른 피사체의 방사선 촬영 의료 이미징에 관한 것이기는 하지만, 본 출원의 장치 및 방법의 실시형태는 또한 다른 방사선 촬영 애플리케이션에 적용될 수 있음을 주목해야 한다. 이것은 방사선 촬영 이미지가 이미징된 피사체의 다른 특징부를 강조하기 위해 다른 프로세싱 처리로 획득 및 제공될 수 있는 비-파괴 검사(NDT)와 같은 애플리케이션을 포함한다.
여기에서 때로는 CBCT 디지털 방사선 촬영 시스템에 대해 설명되고 있기는 하지만, 본 출원의 실시형태는 그렇게 한정되려는 의도는 아니다. 예컨대, 치과 DR 이미징 시스템, 모바일 DR 이미징 시스템 또는 룸-기반 DR 이미징 시스템과 같은 다른 DR 이미징 시스템은 본 출원에 따른 방법 및 장치 실시형태를 이용할 수 있다. 여기에서 설명된 바와 같이, 일례의 평탄 패널 DR 검출기/촬상기는 단일 샷(방사선 촬영) 및 연속(형광 투시) 이미지 취득 둘 다를 할 수 있다. 더욱, 팬 빔 CT DR 이미징 시스템이 사용될 수 있다.
예시적 DR 검출기는 방사선을 전자 신호로 직접 변환하기 위한 것인 "직접 변환 유형" 및 방사선을 형광으로 변환하여 형광을 전자 신호로 변환하기 위한 것인 "간접 변환 유형"으로 분류될 수 있다. 간접 변환 유형 방사선 촬영 검출기는 일반적으로는 방사선량에 따른 강도를 갖는 형광을 발생시키도록 방사선을 수신하기 위한 섬광체를 포함한다.
본 출원에 따른 예시적 실시형태는 (개별적으로 또는 조합하여) 여기에서 설명된 다양한 특징을 포함할 수 있다. John Yorkston 등의 이름으로, 2012년 10월 8일자로 출원된, 공동으로 양도된, 동시 계류 중인 미국 가특허출원 일련 번호 제61/710,832호(발명의 명칭 "Extremity Scanner and Methods For Using The Same")로부터 우선권을 주장하며, 그 개시는 참조에 의해 편입된다.
본 발명이 하나 이상의 구현에 대해 예시되었기는 하지만, 첨부 청구범위의 취지 및 범위로부터 벗어남이 없이 개조 및/또는 수정이 예시된 예에 이루어질 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 특정 특징이 수 개의 구현 중 하나에 대해 개시되었을 수 있지만, 그러한 특징은 어느 소정 또는 특정 기능에 대해서라도 소망되고 유익할 수 있으므로 다른 구현의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다. 용어 "중 적어도 하나"는 열거된 항목 중 하나 이상이 선택될 수 있음을 의미하도록 사용된다. 용어 "약"은 열거된 값이, 개조가 예시된 실시형태에 대한 프로세스 또는 구조의 불순응을 초래하지 않는 한, 다소 개조될 수 있음을 나타낸다. 마지막으로, "예시적"은 설명이, 그것이 이상적임을 내포한다기보다는, 일례로서 사용됨을 나타낸다. 본 발명의 다른 실시형태가 여기에 개시된 본 발명의 명세서 및 실무의 고려로부터 당업자에게 명백할 것이다. 명세서 및 예는 예시로서 생각될 뿐이며, 본 발명의 참 범위 및 취지는 이하의 청구범위에 의해 나타내려는 의도이다.

Claims (17)

  1. 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영 이미징을 위한 이미징 장치로서,
    적어도 하나의 지지 기둥을 포함하는 지지 구조; 및
    적어도 3-차원 이동을 가지며 상기 지지 기둥에 결합되는 스캐너를 포함하되, 상기 스캐너는,
    a) 갠트리를 포함하고, 상기 갠트리는,
    (i) 수신된 방사선에 따른 이미지 데이터를 취득하도록 스캔 볼륨 주위에서 부분적으로 검출기 경로를 따른 이동을 위해 상기 검출기를 상기 갠트리에 결합시키도록 구성된 검출기 중량 지지 암;
    (ii) 상기 스캔 볼륨을 통해 방사선을 지향시키도록 에너지를 공급받을 수 있는 방사선 소스로서, 상기 방사선 소스는 상기 스캔 볼륨 주위에서 부분적으로 소스 경로를 따른 이동을 위해 상기 갠트리에 결합되되, 상기 소스 경로는 상기 검출기 경로보다 더 긴 상기 방사선 소스; 및
    (iii) 상기 검출기 중량 지지 암과 별개로 균형추를 상기 갠트리에 결합시키도록 구성된 균형추 지지 암을 포함하는, 이미징 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 갠트리는 턴테이블 및 상기 턴테이블 주위로 회전하도록 고정된 장착 구조를 포함하고, 상기 방사선 소스는 상기 장착 구조에 부착되되, 상기 검출기 중량 지지 암은 상기 장착 구조에 장착된 C-형상의 암인, 이미징 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 균형추 지지 암은 상기 검출기에 상대적인 상기 균형추의 독립적 이동을 제공하도록 구성되는, 이미징 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 균형추 지지 암은 상기 검출기와 상기 균형추 사이에 규정된 크기의 클리어런스 갭을 제공하도록 구성되는, 이미징 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 검출기 중량 지지 암 상의 상기 검출기와 상기 균형추 지지 암 상의 상기 균형추는 갭이 사이에 있어 별개로 제공되되, 상기 규정된 크기의 클리어런스 갭은 상기 균형추의 이동량에 응답하는 이미징 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스캔 볼륨의 스캐닝 동안 상기 균형추의 상대 운동은 상기 스캔 볼륨의 스캐닝 동안 상기 검출기의 운동보다 적어도 5배 더 큰, 이미징 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 검출기 중량 지지 암과 상기 균형추 지지 암은 서로 평행하거나, 상기 검출기 중량 지지 암과 상기 균형추 지지 암 중 하나는 상기 스캔 볼륨에 더 가깝거나, 상기 검출기 중량 지지 암과 상기 균형추 지지 암은 상기 스캔 볼륨의 길이방향 또는 방사상 축을 따른 방향으로 서로 위에 있거나, 또는 상기 검출기 중량 지지 암과 상기 균형추 지지 암은 상기 갠트리에서의 장착 지점으로 돌아가 떨어져 있는, 이미징 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 검출기 중량 지지 암과 상기 균형추 지지 암은 다른 재료인, 이미징 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 검출기는 상기 검출기 중량 지지 암의 원위 단부 가까이에 결합되고 그리고 상기 균형추는 상기 균형추 지지 암의 원위 단부 가까이에 결합되는, 이미징 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 검출기 및 상기 균형추에 대해 각각 2개의 별개의 지지부인 상기 검출기 중량 지지 암 및 상기 균형추 지지 암은 감축된 이동 또는 진동으로 스캐닝 동안 상기 소스에 상대적으로 상기 검출기를 위치결정하도록 동작하는 이미징 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 검출기 중량 지지 암은 상기 스캔 볼륨의 스캐닝 동안 상기 검출기에서 10mm 미만의 운동이 생성되도록 상기 검출기를 상기 소스에 연결하는, 이미징 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 검출기 중량 지지 암은 상기 스캔 볼륨의 스캐닝 동안 검출기 운동을 상기 스캔 볼륨의 스캐닝 동안 상기 균형추 지지 암에 의해 허용되는 상기 균형추의 운동의 1/10 미만으로 제한하도록 구성되는, 이미징 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 검출기 및 상기 균형추에 대해 각각 2개의 별개의 지지부인 상기 검출기 중량 지지 암 및 상기 균형추 지지 암은 CBCT 방사선 촬영 이미징 시스템의 스캔 볼륨을 증가시키도록 동작하는, 이미징 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 스캔 볼륨으로의 방사상 접근을 위해 상기 검출기 경로 및 상기 소스 경로에 갭을 제공하기 위한 스캐너 하우징; 및
    상기 갭을 막지 않는 제1 위치로부터 상기 갭 내로 뻗는 제2 위치로 상기 갭 내로 이동하는 문을 더 포함하는, 이미징 장치.
  15. 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영을 위한 방법으로서,
    검출기 경로의 적어도 일부를 따라 검출기를 이동시키는 단계로서, 상기 검출기 경로의 상기 적어도 일부는 상기 검출기가 CBCT 장치의 이미징 볼륨 주위에서 적어도 부분적으로 이동하게 구성되도록 뻗어있고, 상기 CBCT 장치의 상기 이미징 볼륨은 상기 검출기 경로 내에 위치결정되게 되는, 상기 검출기를 이동시키는 단계;
    상기 검출기 경로의 상기 적어도 일부를 따라 상기 검출기를 이동시키는 단계와 조정하여 소스 경로의 적어도 일부를 따라 소스를 제어가능하게 이동시키는 단계로서, 상기 소스 경로의 상기 적어도 일부는 상기 소스가 상기 CBCT 장치의 상기 이미징 볼륨 주위에서 적어도 부분적으로 이동하게 구성되도록 뻗어있고, 상기 CBCT 장치의 상기 이미징 볼륨은 상기 소스 경로 내에 위치결정되게 되고, 상기 소스 경로는 상기 검출기에 의한 이미지 포착을 위해 상기 CBCT 장치의 상기 이미징 볼륨의 충분한 방사선 노출을 허용하기에 충분히 긴, 상기 소스를 제어가능하게 이동시키는 단계; 및
    상기 검출기와 별개로 상기 검출기 경로의 상기 적어도 일부에 근접하여 균형추를 제어가능하게 이동시키는 단계를 포함하는, 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영을 위한 방법.
  16. 제15항에 있어서, 검출기 중량 지지 암은 상기 검출기 경로의 상기 일부를 따라 상기 검출기를 이동시키도록 구성되되, 균형추 지지 암은 상기 검출기 경로의 상기 일부에 근접하여 상기 균형추를 이동시키도록 구성되는, 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영을 위한 방법.
  17. 콘 빔 컴퓨터 단층 촬영 이미징을 위한 이미징 장치로서,
    전자기 빔을 발생시키도록 이미징 볼륨의 일측 상에 배열된 방사선 소스;
    상기 방사선 소스와는 상기 이미징 볼륨의 반대측 상에 배열된 방사선 검출기로서, 상기 전자기 빔을 수신하도록 구조화 및 배열되는 상기 방사선 검출기;
    단층 촬영 효과가 산출되게 하는 제어된 방식으로 실질적으로 상기 이미징 볼륨 주위로 상기 방사선 소스 및 상기 방사선 검출기를 회전시키기 위한 수단;
    상기 방사선 소스를 상기 회전시키기 위한 수단에 연결하기 위한 제1 수단;
    상기 방사선 검출기를 상기 회전시키기 위한 수단에 연결하기 위한 제2 수단; 및
    상기 연결하기 위한 제2 수단과는 독립적으로 균형추를 상기 회전시키기 위한 수단에 연결하기 위한 제3 수단을 포함하는, 이미징 장치.
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