KR20210133871A - 움직임 보상이 있는 의료 또는 치과 이미징 시스템 - Google Patents
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Abstract
머리(2)의 일부의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템(1)은, 다양한 위치에서 x-선 이미지를 생성하도록 머리(2) 둘레에서 이동하는 x-선 소스(5) 및 x-선 검출기(6), x-선 이미지를 취득하는 동안 머리(2)의 임의의 움직임을 나타내는 센서 데이터를 제공하는 추적 디바이스(7A-7D) 및 센서 데이터에 기초하여 추적 데이터를 생성하고 x-선 이미지 및 추적 데이터에 기초하여 머리 부분(2)의 x-선 이미지를 계산하여 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리 부분(2)의 임의의 움직임을 보상하는 컴퓨터(8)를 포함하고, 추적 디바이스(7A-7D)는 적어도 하나의 카메라(9) 및 카메라(9)를 환자에게 분리 가능하게 부착하기 위한 부착 디바이스(10)를 포함한다.
Description
본 발명은 환자의 머리의 적어도 일부의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템에 관한 것으로, 이 시스템은 머리 부분의 이미지의 흐림을 방지하거나 감소시키기 위해 이미지를 취득하는 동안 머리 부분의 임의의 움직임을 보상하도록 구성된다.
그러한 의료 또는 치과 이미징 시스템은, 예를 들어 특허 출원 US 2016/0166226 A1호로부터 공지되어 있다. 카메라는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 요소, 예를 들어 x-선 소스 또는 x-선 검출기 또는 운반 아암 상에 장착되어 의료 또는 치과 이미징 시스템에 대해 정해진 위치를 갖는다. 카메라는 환자의 머리에 고정된 광학 마크의 이미지를 기록하도록 구성된다. 따라서, 환자의 머리에 있는 마크와 카메라를 운반하는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 요소 사이의 정확한 위치 관계가 결정될 수 있다. 머리 부분의 3차원 x-선 이미지를 계산할 때, 컴퓨터는 카메라의 그러한 이미지와 결정된 위치 관계를 사용하여 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리 부분의 임의의 움직임을 보상하여 흐릿한 3차원 x-선 이미지를 방지한다.
본 출원의 목적은 그러한 공지된 기술을 개선하고 특히 환자 움직임의 보다 확고하고 정확한 결정을 갖는 의료 또는 치과 이미징 시스템을 제공하는 것이다.
그러한 목적은 청구항 1에 따른 머리의 적어도 일 부분의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 디바이스 및 청구항 15에 따른 의료 또는 치과 이미징 시스템용 부착 디바이스에 의해 달성된다. 특히, 유리한 실시예는 종속 청구항에 특정되어 있다.
본 발명에 따르면, 환자 머리의 적어도 일 부분의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템은, 프레임 또는 지지 구조, x-선 소스 및 x-선 검출기를 갖는 회전 유닛, 머리의 적어도 일 부분의 임의의 움직임을 나타내는 센서 데이터를 제공하도록 구성된 추적 디바이스, 및 적어도 하나의 머리 부분의 3차원 x-선 이미지를 계산하도록 구성된 컴퓨터를 포함한다.
환자는 바람직하게는 인간 또는 동물일 수 있다. 의료 또는 치과 이미징 시스템에 의해 촬상될 환자 머리의 적어도 일 부분은, 예를 들어 이마, 얼굴, 구강, 턱, 적어도 하나의 치아, 치근관(dental root canal), 비골, 또는 환자 머리의 임의의 다른 부분을 포함할 수 있다.
프레임 또는 지지 구조는 바람직하게는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 다양한 구성요소, 특히 회전 유닛을 위한 캐리어이다. 특히 바람직하게는, 프레임 또는 지지 구조는 컬럼, 베이스 또는 바닥 스탠드 및 고정 아암 중 적어도 하나를 포함한다.
회전 유닛의 x-선 소스는 환자 머리의 적어도 일 부분을 향해 x-선을 방출하도록 구성된다. x-선 소스는 바람직하게는 원추형 빔 또는 팬형 빔 x-선 소스를 포함한다. x-선 검출기는 x-선 소스에 의해 방출된 x-선, 특히 촬상될 머리의 적어도 일 부분을 향해 방출되고 및/또는 촬상될 머리의 적어도 일 부분을 통과하는 x-선의 적어도 일부를 수신하도록 구성된다. 그러한 수신된 x-선에 기초하여, 의료 또는 치과 이미징 시스템, 특히 컴퓨터는 머리의 적어도 일 부분의 이미지를 생성하도록 구성된다. x-선 소스와 x-선 검출기는 회전 유닛의 적어도 일부이다.
x-선 소스와 x-선 검출기가 있는 회전 유닛은 프레임, 특히 프레임의 고정 아암에 회전 가능하게 결합되며, 머리 또는 (촬상될) 머리 부분 둘레에서 이동하도록 구성되어, x-선 소스 및 x-선 검출기는 복수의 다양한 위치를 차지하여 상기 다양한 위치에서 복수의 x-선 이미지를 생성한다. 바람직하게는, 회전 유닛은 피봇 지점에서, 특히 고정 아암의 자유 단부에서 프레임 또는 고정 아암에 회전 가능하게 결합된다. 피봇 지점 및/또는 회전 유닛은 바람직하게는 x-선 소스 및 x-선 검출기를 갖는 회전 유닛이 둘레를 회전하는 회전축을 포함한다. 피봇 지점은 바람직하게는 피봇 베어링을 포함한다.
회전 유닛은 바람직하게는 회전 아암 또는 캔틸레버, 특히 C-형상을 갖는 회전 아암을 포함한다. x-선 소스 및 x-선 검출기는 바람직하게는 서로 마주보도록 회전 아암의 반대쪽 단부 섹션 또는 (자유) 단부에 배치된다.
추적 디바이스는 머리의 적어도 일 부분의 복수의 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리의 적어도 일 부분의 임의의 움직임을 나타내는 센서 데이터를 제공하도록 구성된다. 추적 디바이스는 바람직하게는 센서 데이터를 컴퓨터로 전송하여 센서 데이터에 기초하여 추적 데이터를 생성하도록 구성된다.
추적 디바이스는 센서 데이터를 생성하기 위해 추적 디바이스의 적어도 하나의 추적 마커를 마주보고 기록하도록 구성된 적어도 하나의 카메라를 포함한다. 카메라에 의해 제공되는 센서 데이터는 바람직하게는 광학 센서 데이터를 포함한다. 광학 센서 데이터는 적어도 하나의 추적 마커의 이미지를 포함한다. 센서 데이터는 특히 상이한 순간에 촬영된 이미지에서 마커의 상이한 (공간적) 위치로 인해 머리 또는 머리의 적어도 일 부분의 임의의 움직임을 나타낸다. 마커의 상이한 공간적 위치는, 예를 들어 머리 또는 촬상될 적어도 하나의 머리 부분의 수평 및/또는 수직 움직임, 특히 머리 또는 머리 부분의 수직축 둘레에서 틸팅 및/또는 끄덕임 움직임 및/또는 회전에 의해 야기될 수 있다.
센서 데이터, 특히 적어도 하나의 추적 마커의 이미지에 기초하거나 그로부터 유도되고, 컴퓨터에 의해 생성된 추적 데이터는, 예를 들어 적어도 하나의 추적 마커의 복수의 위치 또는 궤적, 특히 적어도 하나의 추적 마커 및/또는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 적어도 구성요소, 예를 들어 x-선 소스, x-선 검출기, 회전 유닛의 회전 아암 또는 컬럼 중 적어도 하나에 대한 머리 또는 머리의 적어도 일 부분의 궤적을 포함할 수 있다. 추적 데이터는, 특히 복수의 x-선 이미지가 촬영되는 동안 머리의 적어도 일 부분의 움직임을 기록하고 머리 또는 촬상되는 머리의 적어도 일 부분의 움직임을 보상하도록 제공된다.
의료 또는 치과 이미징 시스템은 바람직하게는 머리, 특히 촬상되는 머리의 적어도 일 부분, 또는 턱을 지지하도록 구성된 환자용 턱 받침 또는 머리 받침을 포함한다. 턱 받침 상의 머리의 지지로 인해, 추적 디바이스에 의해 추적될 움직임은 특히 선형 또는 측방향 움직임보다는 머리 또는 머리의 적어도 일 부분의 틸팅 또는 끄덕임 움직임을 포함한다. 그러한 틸팅 또는 끄덕임 움직임은 측방향 또는 선형 움직임과 구별하기 쉽고, 적어도 하나의 카메라를 환자에게 분리 가능하게 부착하기 위한 부착 디바이스를 갖는 추적 디바이스에 의해 측정하기가 더 쉽다.
컴퓨터는 x-선 이미지를 수신하기 위해 x-선 검출기에 통신 가능하게 연결된다. 컴퓨터는 센서 데이터를 수신하기 위해 추적 디바이스에 통신 가능하게, 예를 들어 유선 또는 무선으로 연결된다. 컴퓨터는 추적 데이터를 생성하기 위해 추적 디바이스의 센서 데이터를 처리하도록 구성된다. 컴퓨터에 의한 센서 데이터의 처리는, 예를 들어 적어도 하나의 마커가 의료 또는 치과 이미징 시스템의 회전 구성요소에 배치될 때 적어도 하나의 카메라에 의해 광학 센서 데이터를 취득하는 동안 적어도 하나의 마커의 회전을 고려하는 것을 포함한다. 컴퓨터는 다양한 위치에서 생성되고 x-선 검출기로부터 수신된 복수의 x-선 이미지 및 추적 데이터에 기초하여 3차원 x-선 이미지를 계산하여 복수의 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리 또는 촬상될 머리 부분의 임의의 움직임을 보상하도록 구성된다. 컴퓨터는 프레임에 물리적으로 연결되거나 프레임 또는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 임의의 다른 부분으로부터 멀리 떨어져 있을 수 있다. 컴퓨터는 특히 다양한 위치에서 생성된 복수의 x-선 이미지, 센서 데이터 및/또는 추적 데이터를 처리하고 3차원 x-선 이미지를 계산하기 위한 소프트웨어 및/또는 알고리즘을 포함한다. 컴퓨터는 바람직하게는 적어도 디스플레이 또는 모니터에 통신 가능하게 연결되어 계산된 3차원 x-선 이미지를 도시한다.
추적 디바이스는 적어도 하나의 카메라 및 적어도 하나의 카메라를 환자, 특히 환자의 머리에게 분리 가능하게 부착하기 위한 부착 디바이스를 포함함으로써, 적어도 하나의 카메라가 추적 디바이스의 적어도 하나의 추적 마커를 마주보고 기록하여 적어도 하나의 추적 마커의 이미지를 생성한다.
환자의 머리에 카메라를 배치할 수 있게 하는 부착 디바이스를 제공함으로써, 머리 또는 촬상될 적어도 하나의 머리 부분을 틸팅하는 시각적 효과가 유리한 방식으로 증대된다. 예를 들어, 환자가 환자의 머리에 위치 설정된 카메라와 함께 머리를 틸팅하면, 틸팅 움직임은 공지된 시스템에 의해 캡처된 이미지보다 큰 센서 데이터 또는 추적 마커 이미지의 가시적인 차이를 초래한다. 특히, 센서 데이터 및/또는 추적 데이터는 환자 머리와 바람직하게는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 구성요소에 위치된 적어도 하나의 추적 마커 사이의 거리에 비례하여 증대된다. 그 결과, 마커 이미지의 가시적으로 증대된 차이가 달성되고 따라서 특히 틸팅 및 끄덕이는 환자의 움직임의 보다 확고하고 정확한 결정이 달성된다. 따라서, 환자의 머리에 카메라를 부착하는 것은 턱 받침이 있는 의료 또는 치과 이미징 시스템에 특히 유리한데, 전술한 바와 같이, 턱 받침으로 인해, 머리의 움직임이 주로 틸팅 또는 끄덕임 움직임으로 제약되어 마커 이미지의 더 큰 차이를 초래하기 때문이다.
카메라는 바람직하게는 가시 스펙트럼에서 사진을 촬영하는 광학 카메라, 비디오 카메라 또는 디지털 카메라 중 적어도 하나이다. 카메라는 바람직하게는 CCD 센서 또는 CMOS 센서를 포함한다. 카메라에 의해 생성되거나 기록된 센서 데이터는 바람직하게는 광학 또는 가시 광선 센서 데이터를 포함한다.
추적 디바이스는 바람직하게는 추가로 적어도 하나의 관성 센서 및 적어도 하나의 관성 센서를 환자, 특히 환자의 머리 또는 머리의 적어도 일 부분에 분리 가능하게 부착하기 위한 부착 디바이스를 포함하여, 적어도 하나의 관성 센서는 센서 데이터를 생성하기 위해 머리 또는 머리 부분의 임의의 움직임을 기록한다.
적어도 하나의 관성 센서는 유리한 방식으로 특히 머리 또는 촬상될 머리 부분(예를 들어, 머리의 구강 영역)의 크고 갑작스러운 움직임의 보다 신뢰할 수 있거나 확고한 움직임 검출을 제공한다. 적어도 하나의 관성 센서의 제공은 또한, 특히 환자 움직임이 카메라의 제한된 시야를 초과할 수 있기 때문에, 더 넓은 범위의 환자 움직임에 대해 의료 또는 치과 이미징 시스템의 적용 가능성을 확장시킨다.
적어도 하나의 관성 센서에 의해 생성 또는 기록된 센서 데이터는 바람직하게는 관성 움직임 센서 데이터를 포함한다. 관성 움직임 센서 데이터는, 예를 들어 촬상될 머리 부분 또는 머리의 가속도 값을 특정하는 가속도 데이터 또는 촬상될 머리 부분 또는 머리의 회전 또는 회전 속도를 특정하는 회전 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
컴퓨터는 관성 움직임 센서 데이터를 수신하기 위해 적어도 하나의 관성 센서에 통신 가능하게, 예를 들어 유선 또는 무선으로 연결된다. 컴퓨터는 추적 데이터를 생성하기 위해 추적 디바이스의 관성 움직임 센서 데이터를 처리하도록 구성된다.
적어도 하나의 관성 센서는 가속도계, 자력계 또는 자이로스코프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 관성 센서는 바람직하게는 특히 관성 움직임 센서 유닛을 함께 형성하는 추적 디바이스의 복수의 관성 센서 중 하나이다. 관성 움직임 센서 유닛은 단지 한 종류의 관성 센서(예를 들어, 가속도계 또는 자력계 또는 자이로스코프만) 또는 상이한 유형의 상기 관성 센서를 포함할 수 있다.
이 특히 바람직한 실시예에 따르면, 추적 디바이스는 특히 전술한 바와 같은 적어도 하나의 카메라, 및 특히 전술한 바와 같은 적어도 하나의 관성 센서를 포함한다. 따라서, 센서 데이터는 적어도 하나의 카메라에 의해 제공된 광학 센서 데이터 및 적어도 하나의 관성 센서에 의해 제공된 관성 움직임 센서 데이터를 포함한다. 컴퓨터는 바람직하게는 광학 및 관성 움직임 센서 데이터를 수신하고 이를 처리하여 추적 데이터, 특히 광학 및 관성 움직임 센서 데이터를 포함하는 결합된 추적 데이터를 생성하도록 구성된다. 컴퓨터는 바람직하게는 다양한 위치에서 생성된 복수의 x-선 및 상기 광학 및 관성, 바람직하게 결합된 추적 데이터에 기초하여 머리 또는 적어도 하나의 머리 부분의 3차원 x-선 이미지를 계산하여 복수의 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리 또는 촬상될 머리 부분의 임의의 움직임을 보상하도록 구성된다.
적어도 하나의 카메라와 적어도 하나의 관성 센서와 각각의 센서 및 추적 데이터의 조합은 머리 또는 머리 부분의 움직임에 대한 보상을 포함하는 3차원 x-선 이미지의 계산 또는 재구성을 유리한 방식으로 가속화한다. 적어도 하나의 관성 센서는 바람직하게는 의료 또는 치과 이미징 디바이스의 주요 성능 인자인 총 3차원 x-선 이미지 계산 시간에 긍정적인 영향을 미치는 움직임 보상 또는 검출 알고리즘의 시작점으로 사용될 수 있는 실시간 센서 또는 추적 데이터를 제공한다.
또한, 위에서 이미 설명한 바와 같이, 관성 움직임 센서 데이터는, 특히 크고 갑작스러운 환자 움직임의 경우 추적 프로세스와 추적 데이터를 더욱 확고하게 만드는 데 사용된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 관성 센서 및 각각의 관성 움직임 센서 데이터 및/또는 그로부터 유도된 추적 데이터는 따라서 적어도 하나의 카메라의 광학 센서 데이터 및/또는 그로부터 유도된 추적 데이터를 보충하고 특히 크고 갑작스러운 움직임의 보다 신뢰할 수 있는 움직임 검출 및 보상을 가능하게 하여 의료 또는 치과 이미징 시스템의 적용 가능성을 광범위한 환자 움직임 패턴으로 확장한다.
적어도 하나의 카메라 및 부착 디바이스는 바람직하게는 서로에 대해 이동 가능하여, 적어도 하나의 카메라가, 특히 머리의 적어도 일 부분의 복수의 x-선 이미지를 촬영하기 전에 적어도 하나의 추적 마커로 지향될 수 있다. 적어도 하나의 카메라 및 부착 디바이스는 바람직하게는 서로에 대해 이동 가능하여, 적어도 하나의 카메라가 적어도 하나의 추적 마커를 마주보고 기록할 수 있으며 및/또는 적어도 하나의 마커가 카메라의 시야에 있어 적어도 하나의 추적 마커 및/또는 광학 센서 데이터의 이미지를 생성한다. 이는 적어도 하나의 카메라를 통한 적어도 하나의 추적 마커의 보다 정확한 기록 및/또는 상이한 신체 높이를 갖는 환자에게 추적 디바이스를 일치시키는 것을 유리한 방식으로 제공한다. 서로에 대해 이동 가능하기 위해, 적어도 하나의 카메라 및 부착 디바이스는 바람직하게는 분절 방식으로 또는 힌지 또는 피봇 조인트 또는 분절식 조인트에 의해 서로 연결된다.
적어도 하나의 카메라 및/또는 적어도 하나의 관성 센서는 바람직하게는 보다 확실한 연결을 유리한 방식으로 제공하는 부착 디바이스에 분리 불가능하게 부착된다.
부착 디바이스는 바람직하게는 스트랩 또는 벨트 중 하나를 포함한다. 부착 디바이스는 바람직하게는 하네스 또는 헬멧형 헤드피스를 포함한다. 이들 실시예는 환자에게 편안한 맞음새 및/또는 적어도 하나의 카메라 및/또는 적어도 하나의 관성 센서의 확실하고 타이트한 맞음새를 유리한 방식으로 제공한다. 부착 디바이스는 직물, 가죽 또는 플라스틱 중 적어도 하나로 제조될 수 있다.
부착 디바이스는 바람직하게는 다양한 환자에 맞도록 조절 가능하여, 유리하게는 하나의 부착 디바이스가 복수의 사람을 위해 사용될 수 있다. 특히, 부착 디바이스는 탄성 재료, 예를 들어 탄성 직물로 제조되거나 탄성 부분, 예를 들어 탄성 스트랩을 포함하여 다양한 환자에 대해 조절 가능하게 한다. 대안적으로 또는 추가로, 부착 디바이스는 바람직하게 무한 가변 체결구 부분, 예를 들어 벨크로 체결구, 또는 예를 들어 복수의 구멍 및 구멍 중 하나에 선택적으로 삽입될 수 있는 핀을 갖는 벨트와 유사한 증분 체결구를 포함한다.
적어도 하나의 카메라 및 적어도 하나의 관성 센서는 바람직하게는 공유 또는 공통 부착 디바이스, 특히 전술한 바와 같은 부착 디바이스를 포함한다. 공유 부착 디바이스는 유리하게는 환자(머리) 상의 적어도 하나의 카메라 및 적어도 하나의 관성 센서의 배치를 단순화하고 단축시킨다. 특히 바람직하게는, 공유 부착 디바이스는 복수의 카메라, 예를 들어 2개 또는 3개의 카메라, 및 단일 관성 센서를 포함한다. 이 실시예는 촬상될 적어도 하나의 머리 부분 또는 환자의 머리의 특히 빠르고, 신뢰할 수 있으며, 확고한 움직임 검출을 제공하여 컴퓨터에 의한 3차원 x-선 이미지의 계산 시간을 감소시킨다.
의료 또는 치과 이미징 시스템은 바람직하게는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 적어도 하나의 구성요소에 대해 공지된 위치 관계를 갖는 적어도 하나의 추적 마커를 포함한다. 따라서, 적어도 하나의 추적 마커는 유리하게는 특히 머리 또는 적어도 하나의 머리 부분의 3차원 x-선 이미지를 계산하고 머리 또는 머리 부분의 임의의 움직임을 보상할 때 컴퓨터에 대해 신뢰할 수 있는 기준을 형성한다.
적어도 하나의 추적 마커는, 예를 들어 회전 유닛, 특히 회전 유닛의 회전 아암, x-선 소스 또는 x-선 검출기, 또는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 고정 또는 비이동 구성요소, 예를 들어 프레임 또는 프레임에 연결되는 구성요소 상에 장착될 수 있다. 복수의 추적 마커가 제공되는 경우, 추적 마커 모두는 회전 유닛에 배치될 수 있거나, 추적 마커 모두는 고정 구성요소에 배치될 수 있거나, 추적 마커 중 적어도 하나는 회전 유닛에 배치될 수 있고 적어도 하나의 다른 추적 마커는 고정 부품에 배치될 수 있다.
의료 또는 치과 이미징 시스템의 적어도 하나의 추적 마커는 바람직하게는 의료 또는 치과 이미징 시스템 상에 배치되거나 의료 또는 치과 이미징 시스템에 고정된다. 특히, 적어도 하나의 추적 마커는, 예를 들어 접착제에 의해 또는 기계적으로 의료 또는 치과 이미징 시스템 상에 분리 불가능하게 배치된다. 따라서, 적어도 하나의 추적 마커는 유리하게는 적어도 하나의 카메라에 대한 안정된 기준을 형성한다. 적어도 하나의 추적 마커는, 예를 들어 회전 유닛, 특히 회전 유닛의 회전 아암, x-선 소스 또는 x-선 검출기, 또는 프레임에 부착된 구성요소 상에 분리 불가능하게 장착될 수 있다.
적어도 하나의 추적 마커는 바람직하게는 x-선 소스와 x-선 검출기 사이에 배열되고, 특히 중심적으로 배치된다. 이는 특히 환자에게 부착된 적어도 하나의 카메라에 의한 적어도 하나의 추적 마커의 기록을 단순화한다. 적어도 하나의 추적 마커는 특히 바람직하게는 회전 유닛 또는 회전 아암의 일부 상에 또는 x-선 소스와 x-선 검출기 사이에 있는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 고정 구성요소 상에, 특히 회전 유닛과 프레임을 회전 가능하게 결합하는 피봇 지점 또는 피봇 베어링에 가깝게 또는 그 위에 배치된다. 대안적으로 또는 추가로, 적어도 하나의 추적 마커는 특히 바람직하게는 턱 받침 또는 턱 받침 상에 놓일 때 환자의 머리를 마주보는 회전 유닛 또는 회전 아암 또는 고정 구성요소의 측면 상에 배치되어, 특히 유리한 방식으로, 적어도 하나의 마커는 x-선 이미지를 취득하는 동안 적어도 하나의 카메라의 시야에 연속적으로 있다.
대안적으로 또는 추가로, 적어도 하나의 추적 마커는 바람직하게는, 환자가 회전 유닛이 머리 또는 촬상될 머리 부분 둘레에서 이동하는 위치를 취하고 x-선 소스 및 x-선 검출기가 복수의 다양한 위치를 점유하여 상기 다양한 위치에서 복수의 x-선 이미지를 생성할 때, 환자 위에, 특히 환자의 머리 위에 위치되는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 일부에 배치된다. 이 구성은 유리하게는 적어도 하나의 카메라가 환자의 머리에 배치될 때 적어도 하나의 카메라와 적어도 하나의 추적 마커 사이에 직접적인 광학 연결을 확립하여, 적어도 하나의 카메라에 의한 적어도 하나의 추적 마커의 기록을 위한 최적의 조건을 제공한다. 특히, 적어도 하나의 추적 마커는, x-선 이미지를 취득하는 동안 적어도 하나의 카메라의 시야에 지속적으로 있는 추적 디바이스의 기준을 유리하게 형성하기 위해 환자 위에 위치된 의료 또는 치과 이미징 시스템의 고정 또는 회전 가능한 부분에 배치된다. 예를 들어, 적어도 하나의 추적 마커는, 프레임의 비회전 부분 상에 또는 프레임에 이동 가능하게 연결되고 바람직하게는 회전 유닛과 프레임의 고정 아암을 회전 가능하게 결합하는 피봇 지점에 가깝게 또는 그 위에 또는 피봇 베어링 옆에 있는 의료 또는 치과 이미징 시스템의 구성요소 상에 배치된다.
적어도 하나의 추적 마커는 바람직하게는 적어도 하나의 카메라에 의해 인식될 수 있는 광학 마커를 포함한다. 광학 마커는, 예를 들어 컬러 마커, 미리 결정된 기하학적 형상을 갖는 마커 또는 미리 결정된 기하학적 원주를 갖는 마커 중 적어도 하나를 포함한다. 추적 디바이스는 바람직하게는 복수의 추적 마커를 포함하며, 복수의 추적 마커 중 적어도 2개는 그 외관이 상이하고, 예를 들어, 이들은 상이한 색상 및/또는 상이한 형상을 가지며, 이는 유리하게는 추적 디바이스의 움직임 검출을 추가로 지원한다.
의료 또는 치과 이미징 시스템은 바람직하게는 적어도 하나의 추적 마커의 이미지를 전송하기 위해 컴퓨터와 적어도 하나의 카메라 사이에 그리고 관성 움직임 센서 데이터를 전송하기 위해 컴퓨터와 적어도 하나의 관성 센서 사이에 무선 또는 유선 통신 링크를 포함한다. 무선 통신 링크는 유리하게는 특히 회전 유닛과 관련하여 취급하기 쉬운 데이터 통신을 제공한다. 무선 통신 링크는 바람직하게는 예를 들어 무선 주파수, 블루투스, 와이파이 등을 통한 단거리 통신을 포함한다.
유선 통신 링크는 유리하게는 외부 간섭에 덜 민감한 데이터의 보안 전송을 제공한다. 유선 통신 링크는 유리하게는 적어도 하나의 카메라 및/또는 적어도 하나의 관성 센서 및/또는 적어도 하나의 부착 디바이스와 컴퓨터를 통신 가능하게 그리고 물리적으로 연결하고 센서 데이터를 컴퓨터에 전송하도록 구성된 적어도 하나의 연결 와이어를 포함한다. 특히 바람직하게는, 임의의 카메라 및 부착 디바이스의 관성 센서에 통신 가능하게 연결되고 모든 카메라 및 관성 센서의 광학 및 관성 움직임 센서 데이터를 컴퓨터로 전송하도록 구성된 단일 또는 공유 연결 와이어가 제공된다.
무선 통신 링크는 바람직하게는 적어도 하나의 카메라 및/또는 적어도 하나의 관성 센서에 통신 가능하게 연결되고 광학 또는 광학 및 관성 움직임 센서 데이터를 무선으로 전송하도록 구성된 무선 송신기 및 컴퓨터에 통신 가능하게 연결되고 무선으로 전송된 센서 데이터를 수신하여 컴퓨터로 전달하도록 구성된 무선 수신기를 포함한다. 무선 송신기는 적어도 하나의 카메라 또는 적어도 하나의 관성 센서와 일체형이거나 그/그들로부터 떨어져 있거나 별개일 수 있다. 부착 디바이스 상의 제한된 공간으로 인해, 적어도 하나의 카메라 또는 적어도 하나의 관성 센서 및 무선 송신기를 갖는 일체형의 원피스 유닛이 유리하다. 무선 수신기는 컴퓨터와 일체형이거나 컴퓨터와 떨어져 있거나 별개일 수 있다.
추적 디바이스가 복수의 카메라를 포함하는 경우, 무선 통신 링크는 바람직하게는 광학 센서 데이터를 무선으로 전송하기 위해 복수의 카메라 중 적어도 2개에 대한 공유 또는 공통 무선 송신기를 포함한다. 추적 디바이스가 복수의 관성 센서를 포함하는 경우, 무선 통신 링크는 바람직하게는 관성 움직임 센서 데이터를 무선으로 전송하기 위해 복수의 관성 센서 중 적어도 2개에 대한 공유 또는 공통 무선 송신기를 포함한다. 추적 디바이스가 적어도 하나의 카메라와 적어도 하나의 관성 센서를 포함하는 경우, 무선 통신 링크는 바람직하게는 광학 및 관성 움직임 센서 데이터를 무선으로 전송하기 위해 적어도 하나의 카메라 및 적어도 하나의 관성 센서에 대한 공유 또는 공통 무선 송신기를 포함한다. 이들 실시예는 유리하게는, 단일 또는 적은 수의 무선 송신기(들)만이 사용되기 때문에, 더 간단하고 저렴한 추적 디바이스를 제공한다. 이들 각각의 실시예에서, 공유 무선 송신기는 카메라(들) 또는 관성 센서(들) 중 하나와 일체형일 수 있어 부착 디바이스 상의 제한된 공간으로 인해 유리할 수 있거나, 임의의 카메라(들) 또는 관성 센서(들)로부터 떨어져 있거나 별개일 수 있다. 대안적으로, 카메라 및/또는 관성 센서가 2개 이상 있는 경우, 그러한 카메라 및/또는 관성 센서 각각은 그 자체의 무선 송신기를 가질 수 있다.
무선 송신기는 바람직하게는 부착 디바이스에 의해 환자, 특히 환자의 머리에 분리 가능하게 부착되도록 구성된다. 부착 디바이스는 바람직하게는 전술한 바와 같은 부착 디바이스를 포함한다. 특히 바람직한 무선 송신기, 특히 공유 일체형 또는 원격 무선 송신기, 및 적어도 하나의 카메라 및/또는 적어도 하나의 관성 센서는 공유 부착 디바이스, 특히 전술한 바와 같은 부착 디바이스를 갖는다. 이는 유리하게는 적어도 하나의 카메라 및/또는 적어도 하나의 관성 센서 및 무선 송신기의 취급을 단순화한다.
일 실시예에 따르면, 환자 머리의 적어도 일 부분의 이미지를 생성하도록 구성된 의료 또는 치과 이미징 시스템용 부착 디바이스는, 부착 디바이스를 환자, 특히 환자의 머리에 분리 가능하게 부착하기 위한 부착 수단, 특히 적어도 하나의 부착 요소, 적어도 하나의 추적 마커의 이미지를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 카메라 및 관성 움직임 센서 데이터를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 관성 센서를 포함하고, 적어도 하나의 추적 마커의 이미지 및 관성 움직임 센서 데이터는 머리의 적어도 일 부분의 이미지를 취득하는 동안 머리의 적어도 일 부분의 임의의 움직임을 보상하도록 제공된다.
부착 디바이스는 바람직하게는 위에서 설명된 부착 디바이스의 특성 및/또는 구성요소 중 적어도 하나 이상, 예를 들어 컴퓨터 또는 무선 송신기에 대한 유선 통신 링크를 위한 연결 와이어를 포함하므로, 반복을 피하기 위해 상기 설명 및 실시예를 참조한다.
본 발명은 다음 도면을 참조하여 아래에서 설명될 것이다:
도 1은 복수의 카메라 및 유선 통신 링크를 갖는 추적 디바이스를 사용하여 환자의 머리의 적어도 일부의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템의 제1 실시예를 개략적으로 도시하고;
도 2는 복수의 카메라 및 무선 통신 링크를 갖는 추적 디바이스를 사용하여 환자의 머리의 적어도 일부의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템의 제2 실시예를 개략적으로 도시하며;
도 3은 복수의 카메라 및 관성 센서 및 유선 통신 링크를 갖는 추적 디바이스를 사용하여 환자의 머리의 적어도 일부의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템의 제3 실시예를 개략적으로 도시하고;
도 4는 복수의 카메라, 관성 센서 및 별개의 무선 송신기를 갖는 추적 디바이스를 사용하여 환자의 머리의 적어도 일부의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템의 제4 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 1은 복수의 카메라 및 유선 통신 링크를 갖는 추적 디바이스를 사용하여 환자의 머리의 적어도 일부의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템의 제1 실시예를 개략적으로 도시하고;
도 2는 복수의 카메라 및 무선 통신 링크를 갖는 추적 디바이스를 사용하여 환자의 머리의 적어도 일부의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템의 제2 실시예를 개략적으로 도시하며;
도 3은 복수의 카메라 및 관성 센서 및 유선 통신 링크를 갖는 추적 디바이스를 사용하여 환자의 머리의 적어도 일부의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템의 제3 실시예를 개략적으로 도시하고;
도 4는 복수의 카메라, 관성 센서 및 별개의 무선 송신기를 갖는 추적 디바이스를 사용하여 환자의 머리의 적어도 일부의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템의 제4 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 환자의 머리(2)의 적어도 일 부분의 이미지를 생성하기 위한 각각의 의료 또는 치과 이미징 시스템(1)은, 프레임 또는 지지 구조(3)(프레임의 단부 부분만이 도시됨), 프레임(3)에 회전 가능하게 결합된 회전 유닛(4), 촬상될 머리(2)의 적어도 일 부분의 임의의 움직임을 나타내는 센서 데이터를 제공하도록 구성된 추적 디바이스(7A-7D), 턱 받침(20) 및 머리(2)의 적어도 일부의 3차원 x-선 이미지를 계산하도록 구성된 컴퓨터(8)(도 4에는 도시되지 않았으나 거기에도 구현될 수 있음)를 포함한다.
회전 유닛(4)은 머리(2) 또는 촬상될 머리(2)의 적어도 일 부분을 향해 x-선을 방출하기 위한 x-선 소스(5) 및 x-선 소스(5)에 의해 방출된 x-선, 특히 머리(2) 또는 촬상될 머리 부분을 관통한 x-선의 적어도 일부를 수신하도록 구성된 x-선 검출기(6)를 포함한다. 회전 유닛(4)은 2개의 대향 단부 섹션을 갖는 캔틸레버 또는 회전 아암(16)을 포함하고, x-선 소스(5)는 이들 각각의 단부 섹션 중 하나에 부착되고 x-선 검출기(6)는 이들 각각의 단부 섹션 중 다른 것에 부착된다.
회전 유닛(4), 특히 회전 아암(16)은 피봇 베어링(17)에 의해 프레임(3)에 회전 가능하게 결합되어, x-선 소스(5) 및 x-선 검출기(6)를 갖는 회전 유닛(4)은 머리(2) 또는 촬상될 머리 부분을 중심으로 회전하도록 구성된다. 따라서, x-선 소스(5) 및 x-선 검출기(6)는 머리(2) 또는 머리 부분에 대해 복수의 다양한 위치를 점유하여 상기 다양한 위치에서 머리(2)의 적어도 일 부분의 복수의 x-선 이미지를 생성할 수 있다. 피봇 베어링(17) 또는 피봇 지점을 덮기 위해 커버 또는 캡(18)이 제공될 수 있다(도 1, 도 3, 도 4 참조). 캡(18)은 회전 유닛(4)의 일부일 수 있고 특히 회전 유닛(4)과 함께 회전할 수 있거나, 대안적으로 특히 프레임(3)에 결합되는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1)의 고정 부분일 수 있다.
컴퓨터(8)는 추적 디바이스(7A-7D)로부터 수신된 센서 데이터를 처리하여 추적 데이터를 생성하고 다양한 위치에서 x-선 검출기(6)에 의해 생성된 머리(2) 또는 머리(2)의 적어도 일 부분의 복수의 x-선 이미지 및 추적 데이터에 기초하여 머리(2)의 적어도 일 부분의 3차원 x-선 이미지를 계산하여 복수의 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리(2) 또는 머리 부분의 임의의 움직임을 보상하도록 구성된다. 따라서, 컴퓨터(8)는 센서 데이터를 전송하기 위해 유선 통신 링크(21)(도 1 및 도 3 참조) 또는 무선 통신 링크(13)(도 2 및 도 4 참조)를 통해 x-선 검출기(6) 및 추적 디바이스(7A-7D)에 통신 가능하게 연결된다.
무선 통신 링크(13)는 바람직하게는 블루투스 또는 유사한 기술을 사용한다. 컴퓨터(8)는 센서 데이터를 수신하기 위해 추적 디바이스(7A-7D)와 무선으로 통신하도록 구성된, 바람직하게는 컴퓨터(8)의 하우징 내에 일체로 배치된 무선 수신기(15)를 포함한다. 무선 수신기(15)는 바람직하게는 머리(2) 또는 적어도 하나의 머리 부분의 x-선 이미지를 수신하기 위해 x-선 검출기(6)와 무선으로 통신하도록 구성된다.
유선 통신 링크(21)는 유리하게는 추적 디바이스(7A-7D)와 컴퓨터(8)를 통신 가능하게 그리고 물리적으로 연결하고 센서 데이터를 컴퓨터(8)로 전송하도록 구성된 적어도 하나의 연결 와이어를 포함한다.
컴퓨터(8)는, 머리(2) 또는 적어도 하나의 머리 부분의 x-선 이미지 및 추적 디바이스(7A-7D)로부터 수신된 센서 데이터를 처리하여 추적 데이터를 생성하고 3차원 x-선 이미지의 계산 및 재구성과 x-선 이미지를 기록하는 동안 머리(2) 또는 적어도 하나의 머리 부분의 임의의 움직임의 보상을 위한, 특히 소프트웨어 및/또는 알고리즘을 갖는 프로세서 또는 마이크로컨트롤러를 포함한다.
추적 디바이스(7A-7D)는 머리(2)의 적어도 일 부분의 복수의 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리(2)의 적어도 일 부분의 임의의 움직임을 나타내는 센서 데이터를 제공하고 센서 데이터를 컴퓨터(8)로 통신 가능하게 전송하도록 구성된다. 각각의 추적 디바이스(7A-7D)는 환자, 특히 머리(2) 또는 촬상될 머리 부분에 분리 가능하게 부착하기 위한 부착 수단 또는 적어도 하나의 부착 요소(10A)를 갖는 부착 디바이스(10)를 포함한다. 부착 디바이스(10)는 바람직하게는 복수의 x-선 이미지를 촬영하기 전에 머리(2)에 고정되고, 바람직하게는 복수의 x-선 이미지를 촬영한 후에 머리(2)로부터 제거되도록 구성된다. 부착 디바이스(10)는 바람직하게 머리(2)의 상단에 부착되도록 구성된다. 부착 수단 또는 부착 요소(10A)는, 예를 들어 벨트 또는 스트랩을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4의 실시예에 따른 다양한 추적 디바이스(7A-7D) 사이의 차이점이 아래에서 설명된다.
도 1 및 도 2의 추적 디바이스(7A 및 7B)는 부착 디바이스(10, 10A) 상에 배치되거나 장착된 복수의, 예를 들어 2개의 카메라(9)를 포함하여, 부착 디바이스(10, 10A)와 함께 2개의 카메라(9)가 환자의 머리(2)에 분리 가능하게 부착될 수 있거나 부착된다. 추적 디바이스(7A)는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1)의 적어도 하나의 구성요소에 대해 공지된 위치 관계를 갖는 복수의, 예를 들어 3개의 추적 마커(11)를 더 포함한다. 이 공지된 위치 관계를 갖기 위해, 추적 마커(11)는 x-선 소스(5)와 x-선 검출기(6) 사이에서 의료 또는 치과 이미징 시스템(1) 상에 배치된다.
도 1의 추적 디바이스(7A)의 모든 추적 마커(11)는 회전 유닛(4)에 대해 고정되어 있거나 이동 불가능하게 배치된다. 추적 마커(11)는 특히 피봇 베어링(17)을 덮고 프레임(3)의 고정 부분에 이동 불가능하게 또는 고정식으로 결합되는 커버(18) 상의 회전 피봇 베어링(17)에 인접하게 배치된다.
도 2의 추적 디바이스(7B)를 참조하면, 추적 마커(11)의 적어도 하나 이상이 회전 유닛(4)의 회전 아암(16) 상에 배치된다. 적어도 하나의 추적 마커가 피봇 베어링(17) 상에 또는 그에 인접하게 배치된다.
도 1 및 도 2의 각각의 실시예에서, 마커는 의료 또는 치과 이미징 디바이스(1) 상에 배치되어, 마커(11) 중 적어도 하나는 x-선 이미지를 취득하는 동안 언제든지 적어도 하나의 카메라(9)에 의해 항상 보일 수 있다. 도 1 및 도 2에서 확인될 수 있는 바와 같이, 추적 마커(11)는 환자가 x-선 소스(5)와 x-선 검출기(6) 사이의 위치를 취할 때 환자 또는 머리(2) 위에, 따라서 부착 디바이스(10, 10A) 및 카메라(9) 위에 배치되어, 회전 유닛(4)은 머리(2) 또는 촬상될 머리 부분 둘레에서 이동할 수 있거나 이동하여 다양한 위치에서 복수의 x-선 이미지를 생성할 수 있다. 특히, 추적 마커(11)는, 머리(2) 또는 촬상될 머리 부분 또는 턱 받침 중 적어도 하나를 마주보도록 고정 커버(18) 또는 회전 아암(16) 상에 배치된다.
점선은 카메라(9)의 시야(22)를 개략적으로 도시한다. 도 1 및 도 2에서 확인될 수 있는 바와 같이, 특히 고정 커버(18) 또는 회전 피봇 베어링(17) 및/또는 회전 아암(16) 상에서 x-선 소스(5)와 x-선 검출기(6) 사이에 추적 마커(11)를 제공하면, 회전 유닛(4)이 회전할 때에도 추적 마커(11)가 항상 시야(22)에 있고 따라서 추적 마커(11)가 회전 유닛(4) 또는 회전 유닛(4)의 구성요소에 의해 결코 가려지지 않는 것이 보장된다.
도 2에 도시된 실시예에서, 회전 유닛(4) 또는 회전 유닛(4)과 함께 회전하는 임의의 구성요소 상에 추적 마커(11)의 배치로 인해, 추적 마커(11)는 회전 유닛(4)이 회전할 때, 특히 x-선 이미지가 생성될 때 회전으로 설정된다. 따라서, 카메라(9)의 광학 센서 데이터는 추적 마커(11)의 회전을 나타낸다. 컴퓨터(8), 특히 컴퓨터(8)의 소프트웨어 및/또는 알고리즘은 추적 데이터를 생성할 때 추적 마커(11)의 회전을 고려하거나 제거하도록 구성된다.
도 1 및 도 2의 카메라(9)는 추적 마커(11)의 이미지를 기록하고 및/또는 광학 센서 데이터를 생성하도록 구성된다. 카메라(9), 특히 렌즈, 대물 렌즈 또는 조리개와 같은 카메라(9)의 이미지 캡처 구성요소는 환자 및/또는 부착 디바이스(10, 10A) 상에 배치될 수 있거나 배치되어, 추적 마커(11)를 마주보고 따라서 추적 마커(11)를 기록할 수 있어 추적 마커(11)의 이미지 및/또는 센서 데이터를 생성할 수 있다. 카메라(9) 및 부착 디바이스(10) 중 적어도 하나 이상이 서로 이동 가능하게 결합되어, 카메라(9), 특히 카메라(9)의 이미지 캡처 구성요소가 추적 마커(11)를 겨냥하여 추적 마커(11)의 이미지를 생성할 수 있고 및/또는 각각의 추적 마커(11)가 적어도 카메라(9) 중 한 카메라의 하나의 시야(22)에 있다. 서로에 대해 이동 가능하기 위해, 카메라(들)(9) 및 부착 디바이스(10)의 적어도 하나의 요소(10A)는 분절 방식으로, 예를 들어 힌지 또는 분절식 조인트(19)에 의해 서로 연결된다.
추적 마커(11)의 이미지 및/또는 센서 데이터는 머리(2) 또는 촬상될 적어도 하나의 머리 부분의 움직임을 보여 주거나 기록한다. 추적 마커(11)의 이들 이미지 및/또는 센서 데이터는 이어서 컴퓨터(8)로 전달된다. 도 1에 따르면, 이는 전술한 바와 같이 유선 통신 링크(21)에 의해 달성된다.
도 2에 따르면, 센서 데이터는 전술한 바와 같이 무선 통신 링크(13)에 의해 컴퓨터(8)로 전달된다. 무선 통신 링크(13)는 추적 마커(11)의 이미지 및/또는 카메라(9)의 광학 센서 데이터를 컴퓨터(8)의 무선 수신기(15)로 무선으로 전송하도록 구성된 적어도 하나의 무선 송신기를 포함한다. 이 실시예에 따르면, 무선 송신기는 카메라(9) 중 하나의 내부에 또는 일체로 배치되므로 도시되지 않는다.
도 1 및 도 2에 따르면, 컴퓨터(8)는 그러한 전송된 이미지 및/또는 추적 디바이스(7A 또는 7B)의 센서 데이터를 사용하여 3차원 x-선 이미지를 계산할 때 x-선 검출기(6)에 의해 복수의 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리(2) 또는 촬상될 머리 부분의 임의의 움직임을 보상한다.
도 3의 추적 디바이스(7C)는 2개의 카메라(9) 및 추가로 적어도 하나의 관성 센서(12A), 바람직하게는 관성 움직임 센서 유닛(12)에 함께 패킹된 복수의 관성 센서(12A)를 포함한다. 관성 센서(12A) 또는 유닛(12)은 관성 움직임 센서 데이터를 생성하기 위해 머리(2) 또는 적어도 하나의 머리 부분의 임의의 움직임을 기록하도록 구성된다.
2개의 카메라(9) 및 관성 센서(12A) 또는 유닛(12)은 공유 부착 디바이스(10, 10A) 상에 배치되거나 장착되어, 부착 디바이스(10, 10A)와 함께 카메라(9) 및 관성 센서(12A) 또는 유닛(12)은 환자의 머리에 분리 가능하게 부착될 수 있거나 부착된다. 2개의 카메라(9)는 도 1 및 도 2의 카메라(9)에 대응하므로, 반복을 피하기 위해 이들 도면의 설명을 참조한다.
도 1 및 도 2에 대응하게, 추적 마커(11)의 이미지 및/또는 카메라(9)의 광학 센서 데이터 및 추가로 관성 움직임 센서 데이터는 환자, 특히 머리 또는 촬상될 머리 부분의 움직임을 보여주거나 기록한다. 광학 및 관성 움직임 센서 데이터는 전술한 바와 같이 유선 통신 링크(21)에 의해 컴퓨터(8)로 전달된다. 컴퓨터(8)는 카메라(9)에 의해 기록된 추적 마커(11)의 이미지 및 관성 움직임 센서 데이터를 모두 사용하여 3차원 x-선 이미지를 계산할 때 x-선 검출기(6)에 의해 복수의 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리(2) 또는 머리 부분의 임의의 움직임을 보상한다.
도 4의 추적 디바이스(7D)는 별개의 또는 원격의 무선 송신기(14), 3개의 카메라(9) 및 적어도 하나의 관성 센서(12A) 또는 관성 움직임 센서 유닛(12)을 포함한다. 별개의 또는 원격의 무선 송신기(14)는 카메라(9) 또는 관성 센서(12A) 중 하나에 일체화되지 않고 별도의 또는 자립형 디바이스이다. 카메라(9), 관성 센서(12A) 또는 유닛(12) 및 무선 송신기(14)는 공유 부착 디바이스(10, 10A) 상에 배치되거나 장착되어, 부착 디바이스(10, 10A)와 함께 이들 디바이스(9, 12A, 12 및 14)는 환자의 머리에 분리 가능하게 부착될 수 있거나 부착된다. 3개의 카메라(9)는 도 1, 도 2 및 도 3의 카메라(9)에 대응하고 관성 센서(12A) 또는 유닛(12)은 도 3의 센서(12A) 또는 유닛(12)에 대응하므로, 반복을 피하기 위해 이들 도면의 설명을 참조한다.
도 1, 도 2 및 도 3에 대응하게, 추적 마커(11)의 이미지 및/또는 카메라(9)의 광학 센서 데이터 및 관성 움직임 센서 데이터는 환자, 특히 머리(2) 또는 촬상될 머리 부분의 움직임을 보여주거나 기록한다. 별개의 무선 송신기(14)는 각각의 카메라(9) 및 적어도 하나의 관성 센서(12A)에 통신 가능하게 연결되고 그 이미지 및 센서 데이터를 수신하고 컴퓨터(8)의 무선 수신기(15)에 무선으로 전송하도록 구성된다(도 2 참조). 컴퓨터(8)는 추적 마커(11)의 이미지 및/또는 카메라(9)의 광학 센서 데이터 및 관성 움직임 센서 데이터를 모두 사용하여 3차원 x-선 이미지를 계산할 때 x-선 검출기(6)에 의해 복수의 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리(2) 또는 머리 부분의 임의의 움직임을 보상한다.
도 3 및 도 4에 도시된 추적 디바이스(7C 및 7D)의 모든 추적 마커(11)는 도 1을 참조하여 도시되고 설명된 바와 같이 회전 유닛(4)에 대해 고정식으로 또는 이동 불가능하게 배치된다. 추적 마커(11)는 특히 피봇 베어링(17)을 덮고 프레임(3)의 고정 부분에 이동 불가능하게 또는 고정식으로 결합되는 커버(18) 상의 회전 피봇 베어링(17)에 인접하게 배치된다. 대안적으로, 도 3 및 도 4에 도시된 추적 디바이스(7C 및 7D)의 추적 마커(11) 중 적어도 하나 이상 또는 전부는 도 2를 참조하여 도시되고 설명된 바와 같이 회전 유닛(4), 특히 회전 아암(16) 상에 배치될 수 있다.
특히, 설명되거나 도시된 실시예는 본 발명을 도시하는 역할을 한다. 따라서, 실시예에 개시된 특성은 그 실시예에 제한되지 않고, 오히려 개별적으로 또는 다른 실시예 중 하나의 하나 이상의 특성과 함께 결합될 수 있다.
Claims (19)
- 환자의 머리(2)의 적어도 일 부분의 이미지를 생성하기 위한 의료 또는 치과 이미징 시스템(1)으로서,
프레임(3),
환자의 머리(2)를 향해 x-선을 방출하기 위한 x-선 소스(5) 및 x-선 소스(5)에 의해 방출된 x-선의 적어도 일부를 수신하도록 구성된 x-선 검출기(6)를 갖는 회전 유닛(4)으로서, 회전 유닛(4)은 프레임(3)에 회전 가능하게 결합되고, x-선 소스(5) 및 x-선 검출기(6)가 복수의 다양한 위치를 점유하여 상기 다양한 위치에서 머리(2)의 적어도 일 부분의 복수의 x-선 이미지를 생성하도록 머리(2) 둘레에서 이동하도록 구성된, 회전 유닛,
머리(2)의 적어도 일 부분의 복수의 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리(2)의 적어도 일 부분의 임의의 움직임을 나타내는 센서 데이터를 제공하도록 구성된 추적 디바이스(7A-7D), 및
x-선 검출기(6) 및 추적 디바이스(7A-7D)에 통신 가능하게 연결되고, 추적 디바이스(7A-7D)의 센서 데이터를 수신 및 처리하여 추적 데이터를 생성하고 다양한 위치에서 생성된 복수의 x-선 이미지 및 추적 데이터에 기초하여 머리(2)의 적어도 일 부분의 3차원 x-선 이미지를 계산하여 복수의 x-선 이미지를 취득하는 동안 머리(2)의 상기 적어도 일 부분의 임의의 움직임을 보상하도록 구성되는 컴퓨터(8)를 포함하는 의료 또는 치과 이미징 시스템에 있어서,
추적 디바이스(7A-7D)는 적어도 하나의 카메라(9) 및 적어도 하나의 카메라(9)를 환자에게 분리 가능하게 부착하기 위한 부착 디바이스(10)를 포함함으로써, 적어도 하나의 카메라(9)가 추적 디바이스(7A-7D)의 적어도 하나의 추적 마커(11)를 마주보고 기록하여 적어도 하나의 추적 마커의 이미지를 포함하는 센서 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제1항에 있어서,
추적 디바이스(7A-7D)는 적어도 하나의 관성 센서(12A) 및 적어도 하나의 관성 센서(12A)를 환자에게 분리 가능하게 부착하기 위한 부착 디바이스(10)를 더 포함하여, 적어도 하나의 관성 센서(12A)가 관성 움직임 센서 데이터를 포함하는 센서 데이터를 생성하도록 머리(2)의 적어도 일 부분의 임의의 움직임을 기록하는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
적어도 하나의 카메라(9) 및 부착 디바이스(10)는 적어도 하나의 카메라(9)가 적어도 하나의 추적 마커(11)로 지향될 수 있도록 서로에 대해 이동 가능한 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
부착 디바이스(10)는 스트랩 또는 벨트 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
부착 디바이스(10)는 다양한 환자에 맞도록 조절 가능한 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제2항에 있어서,
적어도 하나의 카메라(9) 및 적어도 하나의 관성 센서(12A)는 공유 부착 디바이스(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제1항, 제2항 또는 제6항에 있어서,
의료 또는 치과 이미징 시스템(1)의 적어도 하나의 구성요소에 대해 공지된 위치 관계를 갖는 적어도 하나의 추적 마커(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제7항에 있어서,
적어도 하나의 추적 마커(11)는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제7항에 있어서,
적어도 하나의 추적 마커(11)는 x-선 소스(5)와 x-선 검출기(6) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제7항에 있어서,
적어도 하나의 추적 마커(11)는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1)의 회전 유닛(4)의 일부에 배치되는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제7항에 있어서,
적어도 하나의 추적 마커(11)는, 적어도 하나의 카메라(9)와 함께 부착 디바이스(10)를 착용한 환자가 회전 유닛(4)이 머리(2) 둘레에서 이동하는 위치를 취하고 x-선 소스(5) 및 x-선 검출기(6)가 복수의 다양한 위치를 점유하여 상기 다양한 위치에서 복수의 x-선 이미지를 생성할 때 적어도 하나의 추적 마커가 적어도 하나의 카메라(9)의 시야(22)에 있도록 위치되는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제7항에 있어서,
적어도 하나의 추적 마커(11)는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1)의 프레임(3)의 고정 부분 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제12항에 있어서,
적어도 하나의 추적 마커(11)는, 적어도 하나의 카메라(9)와 함께 부착 디바이스(10)를 착용한 환자가 회전 유닛(4)이 머리(2) 둘레에서 이동하는 위치를 취하고 x-선 소스(5) 및 x-선 검출기(6)가 복수의 다양한 위치를 점유하여 상기 다양한 위치에서 복수의 x-선 이미지를 생성할 때 적어도 하나의 추적 마커가 적어도 하나의 카메라(9)의 시야(22)에 있도록 위치되는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제1항, 제2항 또는 제6항에 있어서,
센서 데이터의 전송을 위해 컴퓨터(8)와 적어도 하나의 카메라(9) 사이의 유선 통신 링크(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제1항, 제2항 또는 제6항에 있어서,
센서 데이터의 전송을 위해 컴퓨터(8)와 적어도 하나의 카메라(9) 사이의 무선 통신 링크(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제2항 또는 제6항에 있어서,
센서 데이터의 무선 전송을 위해 컴퓨터(8)와 적어도 하나의 관성 센서(12A) 사이의 유선 또는 무선 통신 링크(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제15항에 있어서,
무선 통신 링크(13)는 적어도 하나의 카메라(9)에 통신 가능하게 연결되고 센서 데이터를 무선으로 전송하도록 구성된 무선 송신기(14), 및 컴퓨터(8)에 통신 가능하게 연결되고 무선으로 전송된 센서 데이터를 수신하여 컴퓨터(8)로 전달하도록 구성된 무선 수신기(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 제17항에 있어서,
무선 송신기(14)는 부착 디바이스(10)에 의해 환자에게 분리 가능하게 부착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 의료 또는 치과 이미징 시스템(1). - 환자의 머리(2)의 적어도 일 부분의 이미지를 생성하도록 구성된 의료 또는 치과 x-선 이미징 시스템(1)을 위한 부착 디바이스(10)에 있어서,
부착 디바이스(10)를 환자에게 분리 가능하게 부착하기 위한 부착 수단(10A),
의료 또는 치과 이미징 시스템(1)의 추적 마커(11)의 광학 이미지를 생성하도록 구성된 카메라(9), 및
관성 움직임 센서 데이터를 생성하도록 구성된 관성 센서(12A)를 포함하고,
추적 마커(11)의 광학 이미지 및 관성 움직임 센서 데이터는 머리(2)의 적어도 일 부분의 이미지를 취득하는 동안 복수의 x-선 이미지가 생성되는 머리(2)의 적어도 일 부분의 임의의 움직임을 보상하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 부착 디바이스(10).
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