KR20190091202A - 파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 x-선 이미징 시 환자의 이미징 영역을 결정하기 위한 휴대용 바이트부 - Google Patents

파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 x-선 이미징 시 환자의 이미징 영역을 결정하기 위한 휴대용 바이트부 Download PDF

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Abstract

본 출원은 파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 이미징 시에 환자(201)의 이미징 영역(204)을 결정하기 위한 휴대용 바이트부(230)에 관한 것이다. 바이트부는 제1 단부(233) 및 제2 단부(234)를 포함한다. 바이트부는 기지의 치수들을 갖는다. 제1 단부는 환자의 입(202) 안에 배치되도록 구성된다. 바이트부는 마커들(231, 232)을 더 포함한다. 제1 단부는 입 내부의 영역을 지시하도록 구성된다. 마커들은 입 외부에 배치되도록 구성된다. 마커들이 마커들의 위치들을 인식하는 것을 가능하게 하며, 이에 따라 마커들의 위치들과 바이트 스틱의 기지의 치수들을 이용하여 X-선 이미징 유닛(100)에 대한 제1 단부의 위치(205)를 계산하는 것이 가능하다.

Description

파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 X-선 이미징 시 환자의 이미징 영역을 결정하기 위한 휴대용 바이트부{PORTABLE BITE PART FOR DETERMINING AN IMAGING AREA OF A PATIENT IN PANORAMIC, COMPUTED TOMOGRAPHY, OR CEPHALOMETRIC X-RAY IMAGING}
본 출원은 대체로 파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 X-선 이미징 시 환자의 이미징 영역을 결정하기 위한 휴대용 바이트부에 관한 것이다.
전통적으로 환자는 머리를 가능한 정지 상태로 유지하는 것으로 생각되는 다양한 지지 방법을 이용하여 X-선 이미징 유닛에 배치된다. 또한 전통적인 방법들에서 턱의 위치가 매우 중요하다.
전통적인 지지 수단은 턱받침, 정적 바이트 스틱(static bite stick) 및 이마 및/또는 관자놀이를 지지하는 머리 지지대이다. 또한, 환자 배치를 가능한 한 견고하게 행하도록 각기 다른 종류의 스트랩들이 사용된다.
또한, 어떤 이미징 유닛들은 부착 수단이 바이트 스틱들의 일부 방향들로의 움직임을 허용하도록 이미징 유닛에 부착되는 이러한 바이트 스틱들을 구비한다.
또한, 환자의 얼굴에 투영되는 조준 레이저 라인들이 널리 사용된다. 이러한 방법들은 희망하는 이미징 영역의 위치를 양호하게 어림잡게 하지만, 특정 치아가 유닛의 좌표계에서 어디에 위치되는지 아는 것은 여전히 어렵다.
또한 전통적인 것으로 생각할 수 있는 하나의 접근법은 스카우트 영상(scout image)을 사용하는 것이다. 이는 3차원(3D) 이미지를 위한 표적화 지원으로 사용될 수 있는 저선량 파노라마 이미지 또는 90도 각도로 촬영된 두 개의 투영 이미지로 된 세트이다. 이는 다중 노출을 요구하기 때문에 매우 느린 방법이다. 또한, 방사되는 선량은 약간 더 높다. 또한, 스카우트 이미지와 3D 노출 사이에 환자가 움직이지 않는 것을 보장하는 것은 없다.
이러한 종류의 접근법에는 견고한 셋업(setup)이 매우 중요하다. 환자 배치(표적화)가 행해지면, 환자는 전체 이미징 프로세스 동안 고정된 자세를 유지해야 한다. 표적화와 이미징 단계 사이에 환자가 움직이면, 결과 이미지가 잘못되었을 수 있다. 결과는 흐릿한 이미지 또는 잘못된 영역의 이미지일 수 있다.
본 발명의 하나의 목적은 상술한 단점들을 해소하는 환자 배치 시스템을 제공하는 데 있는데, 이는 X-선 이미징 시 이미징 영역이 환자의 입 안의 어디에 위치되는지 알 필요가 있기 때문이다. 각기 다른 환자에 따라 그 해부학적 구조가 각기 다르기 때문에 이는 하나의 도전이다.
본 발명의 하나의 목적은 독립 청구항들에 따른 휴대용 바이트부, 방법, 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 판독 가능 매체에 의해 충족된다.
하나의 실시예는 파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 X-선 이미징 시에 환자의 이미징 영역을 결정하기 위한 휴대용 바이트부이다. 바이트부는 제1 단부 및 제2 단부를 포함한다. 바이트부는 기지의 치수들을 갖는다. 제1 단부는 환자의 입 안에 배치되도록 구성된다. 바이트부는 마커들을 더 포함한다. 제1 단부는 입 내부의 영역을 지시하도록 구성된다. 마커들은 입 외부에 배치되도록 구성된다. 마커들은 마커들의 위치들을 인식하는 것을 가능하게 하며, 이에 따라 마커들의 위치들과 바이트 스틱의 기지의 치수들을 이용하여 X-선 이미징에 대한 제1 단부의 위치를 계산하는 것이 가능하다.
하나의 실시예는 파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 X-선 이미징 시에 환자의 이미징 영역을 결정하기 위한 휴대용 바이트부를 이용하는 방법이다. 바이트부는 제1 단부 및 제2 단부를 포함한다. 바이트부는 기지의 치수들을 갖는다. 제1 단부는 환자의 입 안에 배치되도록 구성된다. 방법은 제1 단부의 위치가 영역에 있도록 제1 단부를 환자의 입 안에 배치하는 단계; 마커들을 포함하는 바이트부를 표시하는 적어도 하나의 이미지를, X-선 이미징 유닛의 카메라부에 의해, 촬영하는 단계; 및 마커들의 위치들과 바이트부의 기지의 치수들을 이용하여 제1 단부의 유닛에 대한 위치를 계산하기 위하여, 적어도 하나의 이미지로부터 마커들의 위치를, 유닛의 프로세서부에 의해, 인식하는 단계를 포함한다. 제1 단부는 입 내부의 영역을 표시하도록 구성된다. 마커들은 입 외부에 배치되도록 구성된다.
하나의 실시예는 컴퓨터 프로그램으로, 프로그램이 X-선 이미징 유닛에서 실행될 때, 파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 X-선 이미징 시에, 휴대용 바이트부에 의해, 환자의 이미징 영역을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램이다. 바이트부는 바이트부는 제1 단부 및 제2 단부를 포함한다. 바이트부는 기지의 치수들을 갖는다. 제1 단부는 환자의 입 안에 배치되도록 구성된다. 프로그램은 마커들을 포함하는 휴대용 바이트부을 표시하는 적어도 하나의 이미지를, X-선 이미징 유닛의 카메라부에 의해, 촬영하기 위한 이미징 코드; 및 마커들의 위치들과 바이트 스틱의 기지의 치수들을 이용하여 바이트 스틱의 제1 단부의 유닛에 대한 위치를 계산하기 위하여, 적어도 하나의 이미지로부터 마커들의 위치들을, 유닛의 프로세서부에 의해, 인식하기 위한 인식 코드를 포함한다. 제1 단부는 입 내부의 영역을 표시하도록 구성된다. 마커들은 입 외부에 배치되도록 구성된다.
하나의 실시예는, 컴퓨터 프로그램으로, 프로그램이 X-선 이미징 유닛에서 실행될 때, 파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 X-선 이미징 시에, 휴대용 바이트부에 의해, 환자의 이미징 영역을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램을 포함하는, 유형의 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 매체이다. 바이트부는 바이트부는 제1 단부 및 제2 단부를 포함한다. 바이트부는 기지의 치수들을 갖는다. 제1 단부는 환자의 입 안에 배치되도록 구성된다. 프로그램은 마커들을 포함하는 휴대용 바이트부을 표시하는 적어도 하나의 이미지를, X-선 이미징 유닛의 카메라부에 의해, 촬영하기 위한 이미징 코드; 및 마커들의 위치들과 바이트 스틱의 기지의 치수들을 이용하여 바이트 스틱의 제1 단부의 유닛에 대한 위치를 계산하기 위하여, 적어도 하나의 이미지로부터 마커들의 위치들을, 유닛의 프로세서부에 의해, 인식하기 위한 인식 코드를 포함한다. 제1 단부는 입 내부의 영역을 표시하도록 구성된다. 마커들은 입 외부에 배치되도록 구성된다.
다른 실시예들은 종속 청구항들에 제시되어 있다.
아래의 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1a는 X-선 이미징 유닛을 나타낸다.
도 1b는 유닛의 움직임을 나타낸다.
도 2a는 휴대용 바이트부 및 그 배치를 나타낸다.
도 2b는 휴대용 바이트부 및 카메라부의 사용을 나타낸다.
도 2c는 동작 교정 시의 휴대용 바이트부의 사용을 나타낸다.
도 3은 유닛의 기능부들을 나타낸다.
도 1a는 의료 이미징에 있어서 결정된 이미징 영역(204)을 이미징하기 위한 X-선 이미징 유닛(100)을 나타낸다.
의료 이미징은 구강외 치과 이미징일 수 있다.
유닛(100)은 파노라마 및/또는 CT 이미지를 이미징하기 위한 회전부(회전기, 갠트리)(120)를 포함한다.
회전부(120)는 X-선 발생원부(124) 및 X-선 이미징 검출기부(헤드)(126)를 포함한다.
회전부(120)는 문자 C의 형태를 가질 수 있으며, 이에 따라 발생원부(124) 및 발생원부(124)는 회전부(120)의 일측 단부에 부착될 수 있고 그리고 검출기부(126)는 회전부(120)의 타측 단부에 부착될 수 있다.
발생원부(124)는 이미징을 위한 X-선 빔을 제공하기 위한 X-선 발생원을 포함할 수 있다.
발생원은 파노라마 및 CT 이미징 모드들에 공통일 수 있다.
CT 이미징은 빔이 콘 형상의 빔인 콘 빔 CT(Cone beam CT: CBCT)이거나, 혹은 빔이 피라미드 형상의 빔, 반달 형상의 빔 또는 기타 형상의 빔인 대안적인 CT일 수 있다.
검출기부(126)는 빔을 수신하여 영역(204)의 이미지를 발생시키기 위한 하나 또는 둘의 X-선 검출기를 포함할 수 있다.
일(1)-검출기부(126)는 파노라마 검출기, 파노라마 이미징도 가능하게 하는 두부계측 검출기, 파노라마/CT 겸용 검출기, 파노라마/CT/두부계측 겸용 검출기, 또는 원-샷 두부계측 이미징을 가능하게 하는 파노라마/CT 검출기를 포함할 수 있다.
일-검출기부(126)는 검출기를 바람직하게는 발생원에 대해 직교하게 배치시키기 위하여 검출기부(126)를 회전부(120)에 대해 회전시키는 것이 가능하도록 조정될 수 있다.
이(2)-검출기부(126)는 파노라마 검출기 및 CT 검출기, 또는 파노라마 이미징도 또한 가능한 두부계측 검출기 및 CT 검출기를 포함할 수 있다.
이-검출기부(126)는, 검출기들을 부착하는 여러 방법이 있고 그리고 빔 내에 위치되는 검출기를 교체하는 것이 가능하도록 조정될 수 있다. 사용되는 검출기는 바람직하게는 발생원에 직교하게 배치된다.
대안적으로, 검출기부(126)가 고정될 수 있다.
또한, 회전부(120)가 빔을 시준하기 위한 발생원부(124)용 제1 시준기부(X-선 빔 제한부)(128)를 포함할 수 있다.
시준기부(128)는 발생원부(124) 앞에 부착될 수 있고, 빔이 선택된 이미징 프로토콜, 선택된 이미지 크기 및 관련된 검출기 크기의 필요에 부합하도록 이미징 도중 빔의 크기와 형상을 제어한다.
또한, 유닛(100)이 유닛(100)을 지지하고 그리고 그 높이(Z) 및 동시에 회전부(120)의 높이를 파노라마 또는 CT 이미징을 위해 환자(201)의 키에 맞추기 위한 칼럼(140)을 포함한다.
유닛(100)은 상/하 Z-이동을 제공할 수 있는 구조 및 동시에 이동되기에 적합한 다른 부분들을 위한 지지대를 형성하기 위한 캐리지부(145)를 포함한다.
칼럼(140)은 캐리지부(145)에 대한 상/하 Z-이동을 초래하기 위한 높이 조절부(141)를 포함한다.
조절부(141)는 예컨대 높이 조절 모터, 기어, 나사봉 및 신축자재 또는 평형추 이동으로의 Z-이동을 실현하기 위한 신축자재부 또는 평형추부를 포함한다.
높이 조절 모터는 캐리지(145)의 높이를 조절하기 위한 조절부(141)의 다른 부분들을 구동한다.
또한, 유닛(100)은 파노라마 및 CT 이미징을 위해 환자(201)를 지지하기 위한 하부 셰프(142) 및 관자놀이 지지부(143)를 포함한다.
하부 셰프(142)는 캐리지부(145)에 부착될 수 있다.
하부 셰프(142)는 환자(201)의 턱 끝을 지지할 수 있고, 관자놀이 지지부(143)는 환자(201)의 이마 또는 관자놀이를 지지할 수 있다.
또한, 유닛(100)은 상부 셰프(150)를 포함하며, 이는 회전부(120)를 지지하고 회전부(120)가 상부 셰프(150)에 대해 이동할 수 있게 하기 위함이다.
상부 셰프(150)는 고정 조인트에 의해 캐리지부(145)에 부착될 수 있다.
회전부(120)는 부착 수단에 의해 상부 셰프(150)에 부착될 수 있는데, 부착 수단은 회전부(120)가 그 회전 축선(122) 둘레로 회전할 수 있게 한다.
캐리지(145)는 하부 셰프(142), 관자놀이 지지부(143), 상부 셰프(150) 및 회전부(120)를 포함할 수 있고, 이에 따라 높이 조절부(141)가 Z-이동을 구현할 때, 높이 조절부(141)가 부품들(142, 143, 150, 120)의 높이에 맞추어 조절된다.
도 1b는 회전부(120)가 그 회전 축선(122) 둘레로 400도 회전할 수 있도록 부착 수단이 회전부(120)의 회전 R-이동을 허용하는 것을 나타낸다.
R-이동은 파노라마 및/또는 CT 이미징을 위해 사용될 수 있다.
또한, 부착 수단은 회전부(120)에 대해 제1의 선형 Y-이동을 허용할 수 있고, 이에 따라 이미징 도중에 회전부의 회전 축선(122) 및 이에 따라 그 회전 중심이 상부 셰프(150)에 대해 Y-이동을 따라 조정(배치)될 수 있다. Y-이동은 상부 셰프(150)와 평행하다.
또한, 부착 수단은 제2의 선형 X-이동을 허용할 수 있고, 이에 따라 회전 축선(122)이 이미징 도중에 X- 및 Y-이동들에 의해 규정되는 평면 내에서 조정될 수 있다. X-이동은 Y-이동과 직교한다.
또한, 부착 수단은 회전축선(122)을 회전부(120)에 대해 이동시키는 제3의 NA-이동을 허용할 수 있다. 빔을 따르는 회전 축선(122)의 NA-이동은 파노라마 및 CT 이미징 모드들에서 배율을 변경하는 데 사용될 수 있다.
또한, 부착 수단은 회전 축선(122)을 빔과 직교하게 이동시키는 제4의 NP-이동을 허용할 수 있다. 이러한 이동은 CT 이미징 시 오프셋 스캔과 대칭 스캔 사이에서 변경하는 데 사용될 수 있고, 이는 시야(FOV: Field Of View)에 영향을 미친다.
또한, 유닛(100)은 회전부(120)가 하부 셰프 위에 있도록 상술한 바와 같은 회전부(120)를 하부 셰프(142)에 대한 배치 도중에, 그리고/또는 조사 도중에 부착 수단(151)에 의해 회전시키고 그리고/또는 이동시키기 위한 회전 모터부를 포함할 수 있다.
회전 모터부가 회전부(120)에 또는 상부 셰프(150)에 있을 수 있다.
또한, 유닛(100)은 회전부(120)의 배치 도중 그리고/또는 스캔 도중 시준기부(128) 및/또는 검출기부(126)를 이동시키기 위한 제1 이동 모터부를 포함할 수 있다.
제1 모터부는 회전부(120)에 또는 상부 셰프(150)에 있을 수 있다.
또한, 유닛(100)은 두부계측 이미지를 제공하기 위한 두부계측 암부(160) 및 두부계측 헤드부(162)를 포함할 수 있다.
유닛(100)은 파노라마 이미지를 만들어 내는 파노라마 이미징의 스캔 단계 중에 R-, X- 및 Y-, 또는 X- 및 Y-이동들을 이용할 수 있다.
또한, 유닛(100)은 CT 이미지를 만들어 내는 CT 이미징의 스캔 단계 중에 R-이동을 이용하여 CT 검출기를 독출할 수 있다.
또한, 유닛(100)은 CT 이미징의 스캔 단계 중에 X- 및/또는 Y-이동을 이용할 수 있다.
유닛(100)은 관심 구역(ROI: Region Of Interest)의 중심과 R-이동이 일치하도록 ROI의 투영 X-선 이미지들을 생성할 수 있다. 유효 회전각(애퍼처(aperture))은 유닛에 따라 대략 180 내지 360도이다.
또한, 유닛(100)은 환자(201)의 입(202) 안에 배치되는 휴대용 바이트부(230)의 적어도 하나의 이미지를 촬영하기 위한 카메라부(177)를 포함할 수 있다.
카메라부(177)는 적어도 하나의 카메라(177)를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 카메라(177)는 회전부(120)의 스캔 이동 중에 환자(201)의 얼굴을 기록하기 위해 사용되는 안면 광학 카메라(177)일 수 있다. 또한, 안면 광학 카메라(177)는 스캔 이전에 또는 이후에 사용될 수 있다.
대안적으로, 적어도 하나의 카메라(177)는 비디오 카메라(177)일 수 있다.
카메라(177)는 환자(201) 앞의 고정된 장소, 예컨대 캐리지부(145)에, 상부 셰프(150)에, 또는 회전 유닛(120)에 장착될 수 있고, 카메라가 회전 유닛에 장착되는 경우 카메라(177)는 회전 유닛(120)과 함께 이동한다.
대안적으로, 적어도 하나의 카메라(177)는 적어도 두 개의 카메라(177)를 포함할 수 있다.
카메라(177)들은 캐리지부(145), 상부 셰프(150) 및 회전 유닛(120) 중 적어도 하나에 장착될 수 있다.
대안적으로, 적어도 하나의 카메라(177)는 X-선 발생원부(124)의 X-선 발생원 및 검출기부(126)의 적어도 하나의 검출기를 포함하는 X-선 카메라일 수 있고, 이 경우 X-선 발생원 및 검출기부(126)를 사용하여 바이트부(230)에 대한 적어도 하나의 (X-선) 이미지를 촬영하는 것이 가능하다.
도 2a는 자유롭게 움직일 수 있는 바이트부(230), 및 CT 이미징을 위한 영역(체적)(204)을 결정하기 위해 바이트부가 예컨대 환자(201)의 입(202) 안에 배치된 때에, 바이트부가 적어도 하나의 이미지로부터 어떻게 광학적으로 결정되는지 나타낸다.
바이트부(230)는 바이트부(230)와 유닛(100) 사이에 물리적 연결이 없는 방식일 수 있다.
바이트부(230)는 예컨대 스틱 또는 기타 세장형 부분일 수 있다.
바이트부(230)는 직선 형상, 곡선 형상 또는 기타 임의의 형상일 수 있다.
바이트부(230)는 마커들(추적 표적들)(231, 232), 제1 단부(233), 제2 단부(234) 및 공지의 치수를 포함한다.
바이트부(230)의 소재는 목재, 플라스틱, 실리콘 또는 X-선에 투명한 임의의 기타 방사선 투과성 소재일 수 있다.
마커들(231, 232)의 소재는 X-선을 통과시키지 않는 약간 방사선 불투과성인 소재일 수 있다.
직선형 바이트부(230)의 치수들은 바이트부(230)의 길이(단부들(233, 234) 사이의 거리), 단부(233)와 하나의 마커(231, 232) 사이의 거리, 마커들(231, 232) 사이의 거리, 및 마커들(231, 232)의 적어도 하나의 치수 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
곡선형 바이트부(230)의 치수들은 곡선형 바이트부(230)의 스트링(string)의 길이(단부들(233, 234) 사이의 거리), 단부(233)와 하나의 마커(231, 232) 사이의 스트링의 길이(단부(233)와 하나의 마커(231, 232) 사이의 거리), 마커들(231, 232) 사이의 거리, 및 마커들(231, 232)의 적어도 하나의 치수 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
마커들(231, 232)의 적어도 하나의 치수는 마커(231, 232)의 직경, 형상 또는 크기일 수 있다.
마커들(231, 232)은 적어도 제1 마커(231) 및 제2 마커(232)를 포함할 수 있고, 이 마커들(231, 232) 사이에 차이를 볼 수 있다.
마커들(231, 232)은 구 형상을 가지는 마커, 예컨대 볼 마커(ball marker)일 수 있거나, 혹은 다각형 형상을 가지는 마커, 예컨대 큐브 마커(cube marker)일 수 있다. 마커들(231, 232)이 둘 다 동일한 형상을 가질 수 있거나, 혹은 마커들(231, 232)이 서로 다른 형상을 가질 수 있다.
또한, 마커들(231, 232)은 동일한 색상 또는 서로 상이한 색상을 가질 수 있는데, 예컨대 마커(231)는 흑색을 그리고 마커(232)는 백색을 가질 수 있으며, 반대로 마커(231)가 백색을 그리고 마커(232)는 흑색을 가지는 것도 가능하다.
또한, 마커들(231, 232)은 바이트부(230)의 표면(235) 상의 그래픽 심벌들(피처들)일 수 있다. 그래픽 심벌들은 예컨대 정사각형, 삼각형, 구, 링, 교차선 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 마커들(231, 232)은 발광 다이오드들, 반사기들 또는 자기적으로 추적될 수 있는 자기부들일 수 있다.
마커들(231, 232)이 반사기들인 경우, 카메라부(177)는 초음파 소나 시스템을 포함할 수 있다.
마커들(231, 232)이 자기부들인 경우, 카메라부(177)는 자기장 검출 시스템을 포함할 수 있다.
마커들(231, 232)은 마커(231)가 단부(234)에 위치되고 마커(232)가 단부들(233, 234) 사이의 어디엔가 위치하도록 바이트부(230)에 형성될 수 있다.
대안적으로, 마커(231)가 단부(234)와 마커(232) 사이의 어디엔가 위치할 수 있다.
대안적으로, 바이트부(230)가 곡선형이거나 혹은 직선이 아닌 임의의 형상인 경우, 단부(233)의 위치를 규정하기 위하여 바이트부(230)가 세 개의 마커(231, 232)를 포함할 수 있다.
도 2b는 유닛(100) 내에 배치되고 부분들(142, 143)에 의해 지지된 환자(201)를 나타낸다.
대안적으로, 환자(201)가 부분들(142, 143) 없이 유닛(100) 내에 배치되는 것이 가능하다.
유닛(100)은 환자 배치가 정확하지 않아도 되는 것을 가능하게 한다. 바이트부(230)가 유닛에 대한 올바른 좌표계를 가리키면 하부 셰프(142)에 의한 개략적인 배치면 충분하다.
길이를 알고 있는 직선형 바이트부(230)가 환자(201)의 입(202) 안에 있고, 카메라부(177)로부터 가려져 있는 일 단부(233)가 그것이 영역(204) 안에 위치하도록 치아(203)들 사이에서 표적화되어 있다.
단부(233)는 영역(204)의 중심(205)의 정확한 위치를 결정한다.
표적화가 보다 정확할수록 X-선 노출이 보다 적어진다.
환자가 그/그녀의 입(202)을 닫고 난 후에, 바이트부(230)의 다른 측부(234)가 닫힌 입(202) 바깥으로 내밀어지면, 바이트부를 카메라부(177)에 의해 볼 수 있다.
대안적으로, 바이트부(230)가 예컨대 접착제, 변형성 플라스틱 또는 임의의 다른 적당한 소재에 의해 환자(201)에 부착될 수 있다.
대안적으로, 바이트부(230)가 환자(201)의 입(202) 안에 있는 임플란트 또는 부착 스크루에 고정될 수 있다.
단부(234)가 바이트부(230)를 따라 각기 다른 위치들에 위치하는 적어도 두 개의 마커 볼(231, 232)을 포함할 수 있다.
도 2b는 두 개의 서로 상이한 색상을 갖는 마커 볼(231, 232)을 포함하는 바이트부(230)의 예를 나타낸다. 마커(231)는 단부(234)에 위치하고, 마커(232)는 도면에 나타난 바와 같이 마커(231)로부터 적절한 거리에 위치한다.
바이트부(230)의 치수들(기하학적 구조)을 충분히 알면, 마커들(231, 232)의 위치들을 아는 것에 의해 숨겨진 단부(233)의 위치(X, Y, Z 좌표들)(205)를 계산하는 것이 가능하다.
카메라 모델들은 흔히 두 개의 부분들을 컴퓨터 비전에 구비하며, 제1 부분은 렌즈 왜곡을 모델링하고 제2 부분은 핀 홀 카메라로서의 투영 특성들을 모델링한다.
이러한 카메라 모델은 카메라 검출기를 나타내는 3D 평면 대 평면의 다 대 일 매핑을 제공한다. 특히, 교정 프로세스를 통해 획득된 렌즈의 지식들을 이용함으로써 사진들(이미지들)이 왜곡되지 않을 수 있다. 그러면 결과적으로 교정된 사진들이 핀 홀 카메라를 이용하여 획득된 것처럼 생각될 수 있다.
포인트-와이즈(point-wise)식으로 투영 매핑을 반전시키는 것이 가능하지 않음에도 불구하고, 카메라 모델은 검출기 평면의 각각의 포인트를 3D 공간의 유일한 선과 링크시키는 반전 매핑을 초래한다.
다각형 마커(231, 232), 예컨대 큐브는 그 가장자리가 특징일 수 있다. 투영은 가장자리들을 라인 세그먼트로 매핑하고, 이는 라인 검출 알고리즘, 예컨대 허프 변환(Hough transform)을 이용하여 검출될 수 있다. 3D 공간에서 평행한 라인들이 검출기 평면에 공통의 소실점을 공유한다. 또한, 소실점들이 서로 직교하는 세트들로 그룹화될 수 있다. 이 정보는 큐빅 마커(231, 232)의 가시면들을 인식하는 전문적인 직사각형 검출 알고리즘에서 사용될 수 있다.
구 형상 마커들(231, 232)은 검출 평면 상에 원들로 투영되고, 이에 따라 구 형상 마커들(231, 232)을 검출하는 데에 원 검출 알고리즘, 예컨대 원형 허프 변환이 사용될 수 있다.
마커들(231, 232)의 기하학적 형상을 아는 경우, 단일 뷰로부터 이용 가능한 축척(scale) 정보 및 배치 정보를 조합하는 것에 의해 3D 위치를 고유하게 식별하는 것이 가능하다. 검출기 평면에서의 마커(231, 232)의 위치는 마커(231, 232)가 놓이는 방향을 나타내고 축척은 거리를 나타낸다.
다중 뷰는 치수들이 미리 알려져 있지 않은 마커들(231, 232)을 이용할 수 있게 한다. 이 경우 관심 포인트들이 각각의 뷰에서 식별되고, 어떤 종류의 서술자가 각각의 피처에 지정된다. 그런 다음, 각기 다른 뷰들 사이에서 서술자들 간의 부합(match)들이 구해진다. 마지막으로, 마커들(231, 232)의 3D 위치들을 획득하기 위해 삼각측량 프로세스가 사용된다.
충분히 풍부한 텍스처(texture)를 갖는 마커들(231, 232)의 피처들은 이미지 상관 기법들을 이용하여 부합될 수 있다. 대안적으로, 피처들은 서술자들, 예컨대 MSER(Maximally Stable Extremal Region) 또는 SURF(Speeded-Up Robust Features)와 짝지어질 수 있다. 그러면 일부 계측 항목에서 그 서술자들이 최소 거리를 갖는 피처들을 짝짓는 것에 의해 이미지 쌍들 간의 관련성들이 획득될 수 있다.
카메라부(177)는 두 개의 카메라(177)를 포함하는데, 이들은 도면에 나타난 바와 같이 각기 다른 위치들에 장착된다.
각각의 카메라(177)는 마커들(231, 232)을 제시하는 적어도 하나의 이미지를 촬영하는 데 사용된다.
마커들(231, 232)의 위치들은 알고 있는 좌표들 및 초점 거리를 이용하여 계산될 수 있다. 계산들은 삼각측량법에 기초하는데, 마커들(231, 232)이 카메라(177)들에 의해 촬영된 두 개의 서로 다른 이미지들 내에 위치되는 각도들이 계산된다.
이-카메라부(177)에서, 제1 카메라(177)의 경우, 3D 공간 내의 포인트(X)는 검출기 평면 상의 하나의 포인트에 투영된다. 투영된 포인트는 제1 카메라(177)의 초점을 관통하는 라인을 규정한다.
마지막으로, 두 개의 카메라(177)의 초점들을 관통하는 라인을 도입하는 것에 의해 삼각형이 형성된다. 교정 절차를 통해, 카메라(177)들의 상대 위치들 및 방향들을 획득하는 것이 가능하다. 이로 인해, 초점들 간의 거리와 삼각형의 각도들을 추정할 수 있게 된다. 따라서, 원칙적으로, X의 위치, 및 마커들(231, 232)의 위치들을 획득하기 위해 삼각법이 사용될 수 있다.
그러나, 실제로는, 역투영된 X-선이 교차하지 않으며, 삼각법을 바로 적용하는 대신 오류 허용 기법들을 사용할 필요가 있다.
대안적으로, 카메라부(177)가 단 하나의 카메라(177)를 포함하는 경우, 계산들은 적어도 하나의 이미지 내의 마커들(231, 232)의 위치들에 기초할 수 있다. 마커(231, 232)가 가까울수록 이미지 상에서 더 크게 보인다는 점을 활용함으로써, 적어도 하나의 마커(231, 232)의 크기로부터 깊이 좌표가 계산된다.
이러한 유닛(100)에 의해 보다 작은 시야(FOV)를 사용할 수 있게 되는데, 이는 영역(204)의 위치(205)가 더 잘 알려져 있기 때문이다.
또한, 보다 작은 시야로 인해 보다 작고 저렴한 검출기들을 사용할 수 있게 되고, 이는 유닛(100)들이 보다 저렴해짐을 의미한다.
또한 시야가 더 작다는 것은 환자(201)의 X-선 노출량이 더 적어짐을 의미한다.
치아(203) 또는 입(202) 내부에 깊게 들어가 있는 위치들에 도달할 필요가 있는 경우, 직선형 바이트부(230)는 바이트부(230)를 위한 최적의 형상이 아니다. 따라서 바이트부(230)의 기하학적 형상은 숨겨진 단부(233)의 좌표들을 계산하기 위하여 제3 마커(231, 232)를 요구한다. 3개의 가시적 마커(231, 232)로, 숨겨진 단부(233)가 위에서 설명한 바와 같이 계산될 수 있다.
도 2c는 파노라마, CT 또는 두부계측 이미징에서의 동작 교정 시에 바이트부(230)의 마커들(231, 232)이 사용되는 방법을 나타낸다.
동작 교정은 이미징 영역(204)이 결정된 후에 행해질 수 있다.
환자(201)가 이미징을 위한 이미징 위치에 있고 바이트부(230)가 그/그녀의 입(202) 안에 있을 때, 발생원부(124) 및 검출기부(126)가 희망하는 이미징 영역(204)에 대한 X-선 이미지들(237, 238)을 촬영하기 위해 사용된다.
이미지들은 환자(201)의 적어도 일부분 및 마커들(231, 232)을 포함할 수 있다.
카메라부(177)로 기능하는 발생원부(124)는, 이미지들(237, 238)을 촬영하고 그리고 검출기부(126)에 의해 포착된 이미지들(237, 238)로부터의 이미지 데이터를 제공하기 위하여, 유닛의 스캔 이동 중에 환자(201)에게 방사한다.
촬영된 이미지들(237, 238)은 적어도 제1 X-선 이미지(237)와 제2 X-선 이미지(238)를 포함할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 마커들(231, 232)의 제1 위치들(좌표들)(xA11yA21zA31, xB11yB21zB31)은 제1 이미지(237)로부터 인식될 수 있고, 마커들(231, 232)의 제2 위치들(xA12yA22zA32, xB12yB22zB32)은 제2 이미지(238)로부터 인식될 수 있다.
그러면, 제1 및 제2 이미지(237, 238) 사이에서의 마커들(231, 232)의 이동(xAMyAMzAM, xBMyBMzBM)이 마커들(231, 232)의 기지의 위치들(xA11yA21zA31, xB11yB21zB31, xA12yA22zA32, xB12yB22zB32)을 이용하여 검출될(계산될) 수 있다.
제2 이미지(238)의 위치들(xA12yA22zA32, xB12yB22zB32)이 제1 이미지(237)의 위치들(xA11yA21zA31, xB11yB21zB31)과 일치하지 않은 경우, 마커들(231, 232)이 제1 및 제2 이미지(237, 238) 사이에서 이동된 것이다.
마커들(231, 232)의 이동은 환자(201) 및/또는 이미지 영역(204)의 이동을 의미한다.
검출된 이동(xAMyAMzAM, xBMyBMzBM)은, 이동(xAMyAMzAM, xBMyBMzBM)에 의해 초래된 잡음(artifact)을 제거하거나, 교정하거나 혹은 보상하는 것에 의해, 이러한 이동(xAMyAMzAM, xBMyBMzBM)이 일어난 포착 이미지 데이터(237, 238)가 교정된 X-선 이미지들로 재구성될 때 고려될 수 있다.
제1 및 제2 이미지(237, 238) 사이에 검출된 이동(xAMyAMzAM, xBMyBMzBM)이 없으면, 포착 이미지 데이터가 X-선 이미지들로 재구성될 때 동작 교정이 필요 없다.
도 3은 유닛(100)의 기능 부품들을 나타낸다.
유닛(100)은 유닛(100), 및 상술한 이동 및 이미징 프로세스를 제어하기 위한 제어부(370)를 포함한다.
제어부(370)는 사용자 및/또는 컴퓨터 프로그램(소프트웨어)에서 발동한 명령들을 수행하고 데이터를 처리하기 위한 프로세서부(372)를 포함한다.
프로세서부(372)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
또한, 제어부(370)는 데이터를 저장하고 유지하기 위한 메모리부(380)를 포함할 수 있다. 데이터는 명령들, 컴퓨터 프로그램들 및 데이터 파일들일 수 있다.
메모리부(380)는 적어도 하나의 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서부(372)가 다수의 프로세서를 포함하면, 프로세서들은 유닛(100)에만, 또는 적어도 하나의 별도의 장치에, 또는 프로세서들 중 한 부분이 유닛(100)에 그리고 프로세서들 중 다른 부분이 이미지의 형성 또는 재구성을 수행하도록 구성된 적어도 하나의 별도의 장치에 위치하도록 위치될 수 있다.
또한, 제어부(370)는 제어 명령들을 발생원부(124), 검출기부(126), 카메라부(177) 및 이동부(375) 중 적어도 하나로 송신하기 위한 데이터 전송부(374)를 포함할 수 있다.
이동부(375)는 부분(120, 124, 126, 128, 141, 162, 164, 166) 중 적어도 하나의 이동을 초래하는 모터들, 구동기들 또는 기타 부품들(375)을 포함할 수 있다.
또한, 데이터 전송부(374)는 측정부들 또는 유닛(100)의 기능을 검출하는 기타 검출부들로부터의 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 데이터 전송부(374)는 부분들(124, 126, 177, 375) 중 적어도 하나로 제어 명령들을 송신할 수 있다.
또한, 데이터 전송부(374)는 부분들(124, 126, 177, 375) 중 적어도 하나로부터의 정보를 수신할 수 있다.
또한, 제어부(370)는 제어 명령들을 입력하고, 정보 및/또는 명령들을 수신하고 그리고 정보를 표시하기 위한 사용자 인터페이스부(178)를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부(178)는 터치스크린, 적어도 하나의 기능키 및 유선 또는 무선 원격 제어기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부(178)는 칼럼(140)에 부착될 수 있다.
메모리부(380)는 데이터 전송부(374)를 제어하기 위한 적어도 하나의 데이터 전송 애플리케이션(384), 사용자 인터페이스부(178)를 제어하기 위한 사용자 인터페이스 애플리케이션(388), 및 유닛(100)의 기능을 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램 (코드)(389)을 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램(389)은 이동부(375), 검출 장치들, 발생원부(124), 검출기부(126) 및 카메라부(177) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 컴퓨터 프로그램(389)은 이미징 파라미터들, 이미징 크기들 및 이미징 모드들을 제어할 수 있다.
메모리부(380)와 컴퓨터 프로그램(380)은, 프로세서부(372)와 함께, 유닛이 적어도 도면들에 제시된 액션들을 제공하게 할 수 있다.
이러한 액션은, 바이트부가 그 단부(233)의 위치(205)가 환자(201)의 입(205) 안의 영역(204)에 있도록 배치되었을 때 바이트부(230)를 나타내는 적어도 하나의 이미지를, 카메라부(177)에 의해, 촬영하는 것일 수 있다.
또한, 이러한 액션은 촬영된 적어도 하나의 이미지의 3D 좌표들에서의 유닛(100)에 대한 마커들(231, 232)의 위치들 및 거리들의 계산일 수 있다.
또한, 이러한 액션은 마커들(231, 232)의 계산된 위치들 및 거리들, 그리고 바이트부(230)의 적어도 하나의 기지의 치수에 기초한 유닛(100)에 대한 위치(205)의 결정일 수 있다.
또한, 이러한 액션은 유닛(100)이 영역(204)의 파노라마, CT 또는 두부계측 이미징을 수행할 수 있도록 결정된 위치(205)에 기초한 영역(204)의 결정일 수 있다.
또한, 이러한 액션은, 영역(204)이 결정되고 난 후에, 영역(204)의 파노라마, CT 또는 두부계측 이미지를 제공하기 위하여 환자(201)의 방사가 개시될 위치로 회전부(120)를 상술한 이동들 중 적어도 하나에 의해 구동하는(이동시키는) 것일 수 있다.
또한, 이러한 액션은, 회전부(120)가 시작 위치로 구동되고 난 후에, 사용되는 파노라마, CT 또는 두부계측 이미징 모드에 전형적이고 그리고 사용되는 이미징 모드에 따라 영역(204)으로부터 파노라마, CT 또는 두부계측을 발생시키는 상술한 이동들 중 적어도 하나를 이용하여, 결정된 영역을 회전부(120)에 의해 방사하는 것일 수 있다.
또한, 이러한 액션은 방사 중의 환자(201)의 동작의 교정일 수 있다.
컴퓨터 프로그램(389)은 컴퓨터(제어부(370))와 함께 사용하기 위해 내장되는 컴퓨터 프로그램 코드(389)를 담고 있는, 유형의 비휘발성(비일시성) 컴퓨터 판독-가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품일 수 있다.
바이트부(230)를 사용하는 경우 환자(201)가 하부 셰프(142)에 관하여 배치되는 방법에 대한 상당한 정확성이 필요하지 않은데, 이는 유닛(100)이 항상 희망하는 이미징 체적의 올바른 좌표를 가지기 때문이다.
또한, 방사 중에 바이트부(230)의 위치가 적어도 하나의 카메라(177)로 실시간으로 관찰될 때 제시된 장치는 이미지 스태빌라이저에 대해 사용될 수 있다. 스캔 중에 환자(201)가 움직이는지 아니면 움직이지 않는지 여부는 문제가 되지 않는다. 환자(201)의 위치가 매 이미지 프레임에서 기지인 경우, 보다 선명한 이미지들을 획득하기 위하여 컴퓨터 프로그램(389)으로 환자(201)의 동작이 보상될(교정될) 수 있다.
또한, 바이트부(230)를 이용하면, 견고한 환자 배치가 전혀 필요 없다. 부분들(142, 143)이 훨씬 가볍고 보다 간단할 수 있다.
또한, 부분들(142, 143)이 환자(201)의 머리의 전통적인 환자 지지에 대한 적절한 각도를 찾는 다수의 조정 방법이 있다. 바이트부(230)를 더 이상 조정할 필요가 없는데, 이는 단지 포인트-앤드-슛(point-and-shoot)을 하는 것만으로 충분하고 시야의 위치가 모든 방사에서 최적이기 때문이다.

Claims (14)

  1. 파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 X-선 이미징 시에 환자(201)의 이미징 영역(204)을 결정하기 위한 휴대용 바이트 스틱(230)으로,
    제1 단부(233), 및
    제2 단부(234)를 포함하고,
    바이트 스틱이 기지의 치수들을 가지며, 그리고
    제1 단부가 환자의 입(202) 안에 배치되도록 구성된, 바이트 스틱에 있어서,
    바이트 스틱이 마커들(231, 232)을 더 포함하며,
    제1 단부가 입 내부의 영역을 지시하도록 구성되고,
    마커들은 입 외부에 배치되도록 구성되고, 그리고
    마커들이 마커들의 위치들을 인식하는 것을 가능하게 하며, 이에 따라 마커들의 위치들과 바이트 스틱의 기지의 치수들을 이용하여 X-선 이미징 유닛(100)에 대한 제1 단부의 위치(205)를 계산하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 바이트 스틱.
  2. 선행하는 청구항에 있어서,
    마커들이 적어도 제1 마커(231) 및 제2 마커(232)를 포함하며, 제2 마커가 제1 단부 및 제2 단부 사이에 위치하고, 제1 마커는 제2 단부 상에 또는 제2 단부와 제2 마커 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 바이트 스틱.
  3. 선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    치수들이 바이트 스틱의 길이, 제1 단부와 제1 마커 사이의 거리, 제1 및 제2 마커 사이의 거리 및 제1 및 제2 마커의 적어도 하나의 치수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이트 스틱.
  4. 청구항 3에 있어서,
    마커들의 적어도 하나의 치수가 마커들의 직경, 형상 또는 크기인 것을 특징으로 하는 바이트 스틱.
  5. 선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 있어서,
    마커들이 바이트 스틱의 표면(235)에 있는 그래픽 심벌들을 포함하며, 심벌들이 정사각형, 삼각형, 구, 링 및 교차선 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 바이트 스틱.
  6. 파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 X-선 이미징 시에 환자(201)의 이미징 영역(204)을 결정하기 위한, 선행하는 청구항들 중 어느 한 청구항에 따른 바이트 스틱(230)을 이용하는 방법으로,
    제1 단부의 위치(205)가 영역에 있도록 바이트 스틱의 제1 단부(233)를 환자의 입(202) 안에 배치하는 단계,
    마커들(231, 232)을 포함하는 바이트 스틱을 표시하는 적어도 하나의 이미지를, X-선 이미징 유닛(100)의 카메라부(177)에 의해, 촬영하는 단계, 및
    마커들의 위치들과 바이트 스틱의 기지의 치수들을 이용하여 제1 단부의 유닛에 대한 위치를 계산하기 위하여, 적어도 하나의 이미지로부터 마커들의 위치들을, 유닛의 프로세서부(372)에 의해, 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    카메라부가 유닛의 칼럼(140) 또는 회전부(120)에 장착되는 광학 카메라(177)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    카메라부가 유닛의 X-선 발생원부(124)의 X-선 발생원 및 회전부에 장착되는 유닛의 X-선 이미징 검출부(126)를 포함하며, 적어도 하나의 이미지가 적어도 하나의 X-선 이미지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 청구항에 있어서,
    프로세서부가 적어도 하나의 촬영된 이미지로부터 마커들의 유닛에 대한 위치들과 거리들을 계산하고, 계산된 위치들과 거리들 및 바이트 스틱의 길이에 기초하여 제1 단부의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 청구항에 있어서,
    회전부에 있는 카메라부가 두 개의 이미지를 촬영하고, 프로세서부가 두 개의 촬영 이미지를 이용하여 제1 단부의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    카메라부가 유닛의 캐리지부(145), 상부 셰프 및 회전 유닛 중 적어도 하나에 장착되는 두 개의 카메라(177)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    두 개의 카메라가 모두 적어도 하나의 이미지를 촬영하고, 그리고 프로세서부는 촬영 이미지들로부터 마커들의 위치들과 거리들을 계산하고, 계산된 위치들과 거리들 및 바이트 스틱의 길이에 기초하여 제1 단부의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 청구항 6 내지 청구항 12 중 어느 한 청구항의 방법을 수행하도록 구성된, 파노라마, 컴퓨터 단층촬영 또는 두부계측 X-선 이미징 시에 환자(201)의 이미징 영역(204)을 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램(389)으로,
    마커들(231, 232)을 포함하는 휴대용 바이트 스틱을 표시하는 적어도 하나의 이미지를, X-선 이미징 유닛(100)의 카메라부(177)에 의해, 촬영하기 위한 이미징 코드, 및
    마커들의 위치들과 바이트 스틱의 기지의 치수들을 이용하여 바이트 스틱의 제1 단부(233)의 유닛에 대한 위치(205)를 계산하기 위하여, 적어도 하나의 이미지로부터 마커들의 위치들을, 유닛의 프로세서부(372)에 의해, 인식하기 위한 인식 코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
  14. 유형의 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 매체로, 청구항 13의 컴퓨터 프로그램(389)을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 매체.
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