KR20230022432A

KR20230022432A - 이동 가능한 소스를 갖는 미니 c-아암

Info

Publication number: KR20230022432A
Application number: KR1020237000519A
Authority: KR
Inventors: 마르크 한스로울; 다니엘 산토스; 제이 스테인; 트리 프함; 스코트 헌트
Original assignee: 홀로직, 인크.
Priority date: 2020-06-10
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2023-02-15
Also published as: CN115768355A; EP4164499A1; AU2021288678A1; US20230218251A1; JP2023529891A; WO2021252625A1; EP4164499A4; CA3183719A1

Abstract

이동 가능한 X-선 소스를 갖는 미니 C-아암이 개시된다. 미니 C-아암은 이동 가능한 베이스, C-아암 조립체, 및 C-아암 조립체와 베이스를 결합하기 위한 아암 조립체를 포함한다. C-아암 조립체는 제1 단부, 제2 단부, 및 원호 길이를 정의하는 만곡된 중간 본체 부분을 포함한다. 소스는 제1 단부에 인접하게 위치 설정된다. 검출기는 제2 단부에 위치 설정된다. 소스는, X-선 소스가 제1 위치에 있을 때의 제1 이미지 및 X-선 소스가 제2 위치에 있을 때의 제2 이미지를 포함하여 환자의 해부구조의 복수의 이미지가 취득될 수 있도록 원호 길이를 따라 그리고 검출기에 대해 이동될 수 있다. 이미지는 환자의 해부구조를 이동시키지 않고 촬상된다. C-아암 조립체는 검출기에 대해 소스를 이동시키기 위한 모터 및 벨트 구동 시스템을 포함할 수 있다.

Description

이동 가능한 소스를 갖는 미니 C-아암

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2020년 6월 10일자로 출원된 "Mini C-arm with Movable Source and/or Detector"라는 명칭의 계류 중인 미국 가특허 출원 제63/037,263호의 정규 출원으로서 그 출원일의 이익을 주장하고, 상기 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.

개시 분야

본 발명은 전반적으로 이미징 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 예를 들어 이동 가능한 X-선 소스를 갖는 미니 C-아암과 같은 이동형 이미징 시스템에 관한 것이다.

미니 C-아암은 환자의 뼈 및/또는 조직(집합적으로 환자의 해부구조)을 이미징하기 위한 비침습적 수단을 제공하는 이동형 X-선 형광 투시 이미징 시스템이다. 이들 시스템은 사지(예를 들어, 손, 손목, 팔꿈치, 다리, 발, 발목 등) 수술 중에 정형외과 외과의에 의해 사용되어 환자의 해부구조를 평가하고 예를 들어 뼈 플레이트, 나사, 핀, 와이어 등과 같은 다양한 내부 및/또는 외부 하드웨어 디바이스(제한하려는 의도 없이 정형외과 디바이스로서 집합적으로 지칭됨)가 사용되는 절차를 안내한다. 예를 들어, 외과의는 해부구조를 시각화하고 골절을 고정하고 안정화하는 데 사용되는 정형외과 디바이스의 위치와 배향을 확인하기 위해 골절된 뼈를 복구하는 수술 중에 X-선 이미지를 취득할 수 있다.

종래의 미니 C-아암은 X-선 검출기에 대해 고정된 관계에 있는 X-선 소스를 갖는다. X-선 소스 및 검출기는 실질적으로 "C" 또는 "U" 형상을 갖는 일체형 지지 조립체(본 명세서에서는 C-아암 조립체라고 지칭됨)의 대향 단부에 장착된다. 이미징 구성요소는 이미징 축에 정렬되며 이미지 검출기 거리(image detector distance)(SID)에 대해 고정된 X-선 소스를 갖는다. 이 배열은 특정 제한을 제시할 수 있다. 즉, 미니 C-아암과 관련하여, X-선 소스와 검출기 또는 SID 사이의 검출기 최대 거리가 고정되어 이를 초과할 수 없다. 예를 들어, 일반적으로 말하면, 종래의 미니 C-아암은 서로 고정된 거리(예를 들어, 45 cm 이하의 고정된 SID)에 위치되는 고정된 이미징 구성요소(예를 들어, X-선 소스 및 검출기)를 포함한다.

검출기는 정형외과 수술 절차 중에 수술 테이블로서 사용되는 경우가 많다. 일단 환자의 해부구조가 검출기 상에 배치되면, 외과의는 C-아암 조립체를 움직일 수 없다. 특정 경우에, 환자의 해부구조의 다수의 X-선 뷰 또는 투영을 획득하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 외과의는, 예를 들어 정형외과 디바이스를 배치하는 데 사용되는 수술 도구(예를 들어, 드릴)의 깊이, 위치 및/또는 각도를 평가하기 위해 뼈 골절 절차 동안 다수의 X-선 뷰(예를 들어, 전방-후방 뷰, 경사진 뷰, 측방향 뷰 등)를 취득하기를 원할 수 있다. 추가로, 외과의는 정형외과 디바이스를 환자의 해부구조에 삽입하거나 고정한 후 그 위치를 확인하기를 원할 수 있다. 종래의 미니 C-아암을 이용하여, 외과의는 검출기 표면으로부터 환자의 해부구조를 제거하고 C-아암 조립체를 재배치함으로써 또는 X-선 소스 및 검출기에 대한 환자의 해부구조의 위치를 변경함으로써 이들 뷰를 취득할 수 있다. 수술 절차 및 수반된 정형외과 디바이스의 유형에 따라, 환자의 해부구조를 이동시켜야 하는 것은 절차에 위험을 추가할 수 있으며 바람직하지 않을 수 있다.

이들 및 기타 고려사항과 관련하여 본 개선사항이 유용할 수 있다.

이 요약은 아래의 상세한 설명에서 추가로 설명되는 개념들의 선택을 단순화된 형태로 소개하도록 제공된다. 이 요약은 청구된 주제의 주요 특징이나 필수 특징을 식별하도록 의도된 것이 아니며, 청구된 주제의 범위를 결정하는 데에 도움을 주도록 의도된 것도 아니다.

일 실시예에서, 미니 C-아암 이미징 장치가 개시된다. 미니 C-아암 이미징 장치는 C-아암 조립체, 이동 가능한 베이스, 및 C-아암 조립체를 이동 가능한 베이스에 결합하는 아암 조립체를 포함한다. C-아암 조립체는 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 만곡된 중간 본체 부분을 포함한다. C-아암 조립체는 또한 제1 단부에 인접한 X-선 소스 및 제2 단부에 있는 검출기를 포함한다. 만곡된 중간 본체 부분은 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 원호 길이를 정의한다. X-선 소스는, X-선 소스가 만곡된 중간 본체 부분 상의 제1 위치에 있을 때 미니 C-아암이 제1 이미지를 취득하고 X-선 소스가 만곡된 중간 본체 부분 상의 제2 위치에 있을 때 제2 이미지를 취득할 수 있도록 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 그리고 검출기에 대해 이동 가능하며, 제2 위치는 제1 위치와 상이하여, 환자의 해부구조의 제1 및 제2 이미지는 환자의 해부구조에 대해 상이한 각도로 촬상되고 수술 절차 중에 환자의 해부구조를 이동시키지 않고 취득된다.

일 실시예에서, C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분은 레일을 포함하고, X-선 소스는 레일에 이동 가능하게 결합된다.

일 실시예에서, X-선 소스는 레일의 길이를 따라 수동으로 이동 가능하다.

일 실시예에서, X-선 소스는 구동 시스템을 통해 레일의 길이를 따라 이동된다. 일 실시예에서, 구동 시스템은 벨트에 작동식으로 결합된 모터 및 하나 이상의 아이들러를 포함하고, 모터의 활성화는 하나 이상의 아이들러를 중심으로 벨트를 회전시켜 레일의 길이를 따라 X-선 소스를 이동시킨다.

일 실시예에서, X-선 소스는 레일에 이동 가능하게 결합된 커넥터 유닛 및 레일의 길이를 따라 이동을 안내하기 위한 방향 정렬 피처를 포함한다.

일 실시예에서, 미니 C-아암 이미징 장치는 X-선 소스가 레일의 길이를 따라 이동할 때 X-선 소스를 밸런싱하기 위한 동적 평형추를 더 포함한다.

일 실시예에서, C-아암 조립체는 C-아암 조립체의 제1 단부에 인접한 만곡된 중간 본체 부분에 결합된 중간 링크 부재를 더 포함하고, X-선 소스는 중간 링크 부재에 이동 가능하게 결합되어 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 X-선 소스를 위치 설정한다. 일 실시예에서, 중간 링크 부재는 C-아암 조립체에 고정된다. 일 실시예에서, 중간 링크 부재는 C-아암 조립체에 이동 가능하게 결합된다.

일 실시예에서, X-선 소스는 X-선 소스가 검출기 바로 위에 위치 설정될 때 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 그리고 X-선 소스와 검출기를 통과하는 축에 대해 ±20도 이동한다.

일 실시예에서, 검출기는 X-선 소스가 검출기 바로 위에 위치 설정될 때 X-선 소스와 검출기를 통과하는 축을 중심으로 회전 가능하다. 일 실시예에서, 검출기는 하우징 내에 위치 설정되고, 하우징은 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 제2 단부에 회전 가능하게 결합된다.

일 실시예에서, X-선 소스는 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이에 직교하여 연장되는 원호를 따라 이동 가능하다. 일 실시예에서, X-선 소스는 소스 하우징 내에 위치 설정되고, 소스 하우징 및 X-선 소스는 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이에 직교하여 연장되는 원호를 따라 검출기에 대해 이동 가능하다. 일 실시예에서, X-선 소스는 소스 하우징 내에 위치 설정되고, X-선 소스는 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이에 직교하여 연장되는 원호를 따라 소스 하우징 및 검출기에 대해 이동 가능하다.

일 실시예에서, 미니 C-아암 이미징 장치는 2차 링크 부재를 더 포함하고, 2차 링크 부재는 C-아암 조립체에 회전 가능하게 결합된 제1 단부 및 X-선 소스에 결합된 제2 단부를 포함하며, 2차 링크 부재는, X-선 소스가 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이에 직교하여 연장되는 원호를 따라 이동하도록 C-아암 조립체에 대해 회전 가능하다.

일 실시예에서, 미니 C-아암 이미징 장치가 개시된다. 미니 C-아암 이미징 장치는 C-아암 조립체, 이동 가능한 베이스, 및 C-아암 조립체를 이동 가능한 베이스에 결합하는 아암 조립체를 포함한다. C-아암 조립체는 제1 단부, 제2 단부, 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 만곡된 중간 본체 부분, 및 C-아암 조립체에 결합되고 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 부분들 사이에서 연장되는 레일을 포함한다. 레일은 원호 길이를 정의한다. X-선 소스는 레일에 이동 가능하게 결합된다. 검출기는 C-아암 조립체의 제2 단부에 위치 설정되고 구동 시스템은 X-선 소스와 관련되며, 구동 시스템은 벨트에 작동식으로 결합된 모터 및 하나 이상의 아이들러를 포함하고, 모터의 활성화는 하나 이상의 아이들러를 중심으로 벨트를 회전시켜 레일의 원호 길이를 따라 X-선 소스를 이동시킨다.

일 실시예에서, X-선 소스는 미니 C-아암이 만곡된 중간 부분을 따른 제1 위치에서 제1 이미지를 취득하고 만곡된 중간 부분을 따라 제2 위치에서 제2 이미지를 취득할 수 있도록 레일의 원호 길이를 따라 이동 가능하며, 제2 위치는 제1 위치와 상이하여, 환자의 해부구조의 제1 및 제2 이미지는 상이한 각도로 촬상되고 수술 절차 중에 환자의 해부구조를 이동시키지 않고 취득된다.

일 실시예에서, X-선 소스는 레일에 이동 가능하게 결합된 커넥터 유닛 및 레일의 원호 길이를 따라 이동을 안내하기 위한 방향 정렬 피처를 포함한다.

일 실시예에서, X-선 소스는 레일의 원호 길이를 따라 검출기 및 이미징 축에 대해 ±20도의 이동을 제공하며, 이미징 축은 X-선 소스가 검출기 바로 위에 위치 설정될 때 X-선 소스 및 검출기를 통과하는 축으로서 정의된다.

일 실시예에서, 검출기는 검출기의 표면에 직교하여 통과하는 축을 중심으로 회전 가능하다.

일 실시예에서, 미니 C-아암 이미징 장치는 레일의 원호 길이를 따라 x-선 소스의 이동을 제어하기 위한 동작 제어 시스템을 더 포함한다.

일 실시예에서, 미니 C-아암을 사용하여 다수의 이미지를 취득하는 방법이 개시된다. 미니 C-아암은 제1 단부, 제2 단부, 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 만곡된 중간 본체 부분을 갖는 C-아암 조립체를 포함하며, 미니 C-아암은 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 이동 가능한 X-선 소스 및 C-아암 조립체의 제2 단부에 위치 설정된 검출기를 포함한다. 방법은 만곡된 중간 본체 부분 상의 제1 위치와 만곡된 중간 본체 부분 상의 제2 위치 사이에서 검출기에 대한 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 X-선 소스를 이동시키는 단계 및 x-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 검출기의 표면으로부터 환자의 해부구조를 이동시키지 않고 환자의 해부구조의 복수의 투영 이미지를 취득하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 방법은 디스플레이 디바이스 상에 2개 이상의 투영 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 2개 이상의 투영 이미지를 디스플레이하는 단계는 제1 위치에서 취득된 투영 이미지 및 제2 위치에서 취득된 투영 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 2개 이상의 투영 이미지를 디스플레이하는 단계는 X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 취득된 복수의 투영 이미지로부터 적어도 2개의 투영 이미지를 선택하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 방법은 X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 취득된 복수의 투영 이미지 모두의 비디오와 함께 2개 이상의 투영 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 방법은 복수의 투영 이미지를 사용하여 환자의 해부구조의 3차원 재구성을 생성하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 방법은 환자의 해부구조의 3차원 재구성을 디스플레이하는 단계를 더 포함한다.

일 실시예에서, 방법은 복수의 투영 이미지를 취득하기 전에 다중-각도 뷰(multi-angle view)(MAV) 상상 취득 모드 또는 단층 영상 합성(tomosynthesis)(TOMO) 이미지 취득 모드 중 하나를 선택하는 단계; 및 선택된 모드에 기초하여 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이하기 위해 복수의 투영 이미지를 처리하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 이미지는 X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 연속적으로 취득된다.

일 실시예에서, X-선 소스는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 자동으로 이동한다.

예로서, 이제, 첨부 도면을 참조하여 개시된 디바이스의 특정 실시예를 설명하기로 한다:
도 1은 종래의 이동형 이미징 시스템 또는 미니 C-아암의 사시도이고;
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 C-아암 조립체의 예시적인 실시예의 사시도로서, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있으며;
도 3은 회전 가능한 검출기를 갖는 도 2에 도시된 C-아암 조립체의 예시적인 실시예의 사시도로서, 후방-전방(AP) 각도 및 경사진 각도에서 환자의 해부구조의 예시적인 이미지를 포함하고;
도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른, 도 2에 도시된 C-아암 조립체의 예시적인 실시예의 측면도로서, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있으며;
도 5a 내지 도 5d는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른, 도 4에 도시된 C-아암 조립체의 예시적인 실시예의 다양한 도면으로서, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있고;
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 대안 구동 시스템의 개략도로서, 구동 시스템은 도 5a 내지 도 5d에 도시된 C-아암 조립체와 관련하여 사용될 수 있으며;
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 대안 구동 시스템의 개략도로서, 구동 시스템은 도 5a 내지 도 5d에 도시된 C-아암 조립체와 관련하여 사용될 수 있고;
도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 대안 구동 시스템의 개략도로서, 구동 시스템은 도 5a 내지 도 5d에 도시된 C-아암 조립체와 관련하여 사용될 수 있으며;
도 9는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른, 도 2에 도시된 C-아암 조립체의 대안 예시적인 실시예의 다양한 도면을 예시하며, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있고;
도 10은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른, 도 2에 도시된 C-아암 조립체의 대안 예시적인 실시예의 다양한 도면을 예시하며, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있고;
도 11은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 대안 위치 감지 시스템의 개략도로서, 위치 감지 시스템은 본 명세서에 개시된 C-아암 조립체와 관련하여 사용될 수 있으며;
도 12는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 대안 위치 감지 시스템의 개략도로서, 위치 감지 시스템은 본 명세서에 개시된 C-아암 조립체와 관련하여 사용될 수 있고;
도 13a는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 C-아암 조립체의 대안 예시적인 실시예의 정면도로서, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있으며;
도 13b는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 C-아암 조립체의 대안 예시적인 실시예의 정면도로서, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있으며;
도 14a는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 C-아암 조립체의 대안 예시적인 실시예의 측면도로서, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있고;
도 14b는 도 14a에 도시된 C-아암 조립체의 정면도이며;
도 15는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 C-아암 조립체의 대안 예시적인 실시예의 사시도로서, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있고;
도 16은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 C-아암 조립체의 대안 예시적인 실시예의 사시도로서, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있고;
도 17은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 C-아암 조립체의 대안 예시적인 실시예의 사시도로서, C-아암 조립체는 도 1에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있고;
도 18은 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 이미지 취득 방법의 예시적인 실시예의 흐름도로서, 이미지 취득 방법은 본 명세서에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있으며;
도 19는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따른 이미지 처리 방법의 예시적인 실시예의 흐름도로서, 이미지 처리 방법은 본 명세서에 도시된 미니 C-아암과 관련하여 사용될 수 있다.
도면은 반드시 실척으로 작성되지 않는다. 도면은 단지 묘사일 뿐이며, 본 개시내용의 특정 파라미터를 보여주도록 의도되지 않는다. 도면은 본 개시내용의 예시적인 실시예를 도시하도록 의도되며, 따라서 범위의 제한으로서 고려되지 않는다. 도면에서, 달리 언급되지 않는 한 유사한 번호는 유사한 요소를 나타낸다.

본 개시내용은 전반적으로 이동형 X-선 형광 투시 이미징 시스템인 미니 C-아암 및 이러한 시스템을 작동 또는 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 개시내용에 따른 미니 C-아암의 다양한 실시예는 본 개시내용의 바람직한 실시예가 제시된 첨부 도면을 참조하여 이하에서 설명된다. 그러나, 본 개시내용의 미니 C-아암은 많은 상이한 형태로 구체화될 수 있으며 본 명세서에서 기재된 실시예로 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시내용이 미니 C-아암의 특정 예시적 특징을 본 기술 분야의 숙련자에게 전달하도록 제공된다.

미니 C-아암은 환자의 사지를 이미징하고 개입을 수행하는 것을 비롯하여 광범위한 정형외과 절차에 사용된다. 예로서, 골절을 설정하기 위한 수술 절차 중에, 뼈 단편이 먼저 정상적인 정렬로 재배치(축소)된 다음 플레이트, 나사, 못, 및 와이어 등과 같은 정형외과 디바이스로 함께 유지된다. 외과의는 이들 절차 중에 미니 C-아암을 사용하여 환자의 해부구조를 이미징할 수 있다. 특정 예에서, 예를 들어 정형외과 디바이스를 뼈에 삽입 또는 달리 고정하기 위해 뼈에 구멍을 드릴링하는 데 사용되는 수술 도구의 위치, 깊이, 및/또는 각도를 평가하도록 환자의 해부구조의 다수의 X-선 뷰를 획득하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 안내가 없으면, 외과의는 이들 디바이스의 위치를 교정하기 위해 뼈에서 정형외과 디바이스를 제거해야 할 수 있다. 정형외과 디바이스가 환자의 해부구조에 삽입되거나 달리 고정된 후 환자의 해부구조에 대한 정형외과 디바이스의 배치를 확인하기 위해 다수의 X-선 뷰를 획득하는 것이 또한 바람직할 수 있다.

전술한 바와 같이, 종래의 미니 C-아암은, C-아암 조립체의 대향 단부에 장착되고 서로 및 C-아암 조립체에 대해 고정된 X-선 소스 및 검출기를 갖는다. 결과적으로, 조작자는 C-아암 조립체와 이미징 구성요소를 환자의 해부구조에 대해 이동시켜 다양한 각도에서 환자의 해부구조의 이미지를 취득할 수 있지만, 이는 검출기로부터 환자의 해부구조를 제거하고 이미징 구성요소를 환자에 대해 재배치하는 것 및/또는 X-선 소스 및 검출기에 대해 환자의 해부구조의 위치를 변경하는 것을 필요로 한다. 환자의 해부구조를 이동시켜야 하는 이들 방법은 특히 골절을 고정하는 수술을 수행할 때 바람직하지 않다.

본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따르면, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 미니 C-아암은 X-선 소스 및 검출기를 포함하는 C-아암 조립체, 이동 가능한 또는 이동형 베이스 등, 및 C-아암 조립체와 이동 가능한 베이스를 결합하기 위한 아암 조립체를 포함한다. 본 개시내용의 X-선 소스는 외과의가 환자의 해부구조를 이동시키지 않고 상이한 위치 및/또는 각도에서 다수의 X-선 이미지를 취득할 수 있도록 절차 동안 C-아암 조립체 및 검출기에 대해 이동 가능하다. 예로서, 환자의 해부구조에 위치될 정형외과 디바이스의 위치 또는 깊이에 대한 정보를 제공하기 위해 드릴링 절차 중에 상이한 각도에서 X-선 이미지를 취득할 수 있다. 이는 외과의가 실시간으로 드릴링 도구의 위치, 삽입 각도, 깊이 등 및/또는 정형외과 디바이스의 배치를 교정하게 할 수 있다. 이는 2차 수술 가능성 감소, 수술 후 합병증 위험 감소, 워크플로 개선에 의한 절차 시간 단축, 전반적인 절차 품질 개선의 이점이 있다.

일 실시예에서, X-선 소스 또는 X-선 소스 모듈(제한하거나 구별하려는 의도 없이 상호 교환 가능하게 사용되는 용어)은 C-아암 조립체에 기계적으로 결합되고 C-아암 조립체의 원호 길이를 따라 이동 가능하다. 원호 길이는 C-아암 조립체의 곡률의 일부 또는 전체를 포함할 수 있다. 특정 추가적인 실시예에서, 검출기는 검출기의 면에 직교하여 통과하는 축을 중심으로 회전 가능할 수 있다. 대안 실시예에서, 소스는 C-아암 조립체의 원호 길이에 직교하는 원호에 기계적으로 결합되고 이 원호를 따라 이동 가능하다.

본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따르면, 그리고 본 명세서에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, X-선 소스 또는 X-선 소스 모듈이 검출기에 대해 이동 가능하게 함으로써, 미니 C-아암은 다중-각도 뷰(MAV) 및/또는 단층 영상 합성(TOMO) 이미지 취득을 가능하게 한다. MAV 및 TOMO 이미징 취득 방법은 소스로부터 검출기의 이미지 평면까지 X-선 빔의 각도가 변경되는 동안 환자의 정적 해부구조의 형광 투시 이미지를 취득하는 단계를 포함한다(예를 들어, X-선 소스 빔의 중심이 X-선 소스와 검출기 사이의 상대 이동 범위 전체에 걸쳐 검출기 이미지 평면의 중심과 정렬된 상태로 유지되는 동안 X-선 소스 빔과 검출기 이미지 평면 사이의 각도가 변경될 수 있음). TOMO를 이용하여, X-선 소스가 제한된 각도 범위를 통해 검출기 위의 원호에서 이동하여 다양한 각도로부터 환자의 해부구조의 이미지를 여러 개 캡처한다. TOMO 이미지 취득은, 노출이 스캔 동안 1도 정도마다 이루어지는 경우, 예를 들어 40도(예를 들어, C-아암 조립체의 중간 본체 부분의 원호 길이의 중심으로부터 또는 이미징 축, 예를 들어 본 명세서에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 X-선 소스가 검출기 바로 위에 정렬될 때 X-선 소스 및 검출기를 통과하는 축에 대해 ±20도)일 수 있는 각도 범위에 걸쳐 취득을 포함할 수 있다. 그 후, 이들 이미지는 컴퓨터에 의해 3차원 이미지 세트로 재구성 또는 "합성"된다. MAV 이미지 취득으로, X-선 소스는 환자 해부구조의 오프축 뷰(예를 들어, 경사진 뷰 또는 측방향 뷰)를 비롯하여 2개 이상의 이미지를 취득하도록 이동 가능하다.

특정 실시예에서, MAV 이미지 취득 및 TOMO 이미지 취득은 실질적으로 동일한 프로세스를 이용할 수 있다. 즉, 본 명세서에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 미니 C-아암은 다양한 뷰, 투영, 각도 등에서 복수의 이미지가 취득될 수 있게 한다. 그러나, 이미지 처리 및 디스플레이는 2개의 모드(예를 들어, MAV 이미지 취득 모드 및 TOMO 이미지 취득 모드) 사이에 상이할 수 있다. 예를 들어, MAV와 관련하여, 상이한 각도에서 취득된 2개의 개별 2D 이미지를 예시하는 이미지가 나란히 디스플레이될 수 있다. 한편, TOMO를 이용하여, 3D 재구성된 이미지를 생성하여 디스플레이할 수 있다. MAV와 TOMO는 모두 또한 취득된 이미지의 전체 시퀀스를 디스플레이할 수 있다(예를 들어, 2D Cine 유형 이미지).

어느 경우든, 환자의 해부구조를 이동시키지 않고 환자의 해부구조의 다수의 각도 또는 뷰를 취득하기 위해(예를 들어, 모션 블러 이미징 효과(motion-blur imaging effect)를 감소시키기 위해 이미지가 취득될 때 검출기와 관련하여 환자의 해부구조를 정적 상태로 유지하는 것이 바람직함), 이미지 취득 워크플로 동안 환자의 해부구조 및/또는 검출기에 대해 X-선 소스를 이동시키는 것이 바람직하다. 미니 C-아암의 경우, X-선 소스로부터 검출기의 이미지 평면(SID)까지의 거리는 45 cm를 초과할 수 없다. 따라서, X-선 소스가 그 MAV/TOMO 각도 범위를 통해 이동할 때 SID를 제어해야 한다(예를 들어, 이미지 품질에 대한 절충이 제한되어 거리가 약간 달라질 수 있음). 즉, X-선 소스의 이동 동안, 소스 이동에 대한 제어는 SID를 유지하기 위해 제어되어야 한다(예를 들어, SID가 45 cm를 초과하지 않도록 SID를 제어하기 위해서는 X-선 소스의 이동에 대한 정밀한 제어가 바람직함).

이를 감안하여, 본 개시내용의 X-선 소스는 그 활성 영역(이하, 검출기의 이미지 평면이라고 지칭됨)의 중심에서 검출기의 상단 표면에 또는 그 둘레에 센터링되는 원호 길이를 따라 이동하거나 회전한다. 특정 실시예에서, 원호 길이는 다시 SID, 예를 들어 45 cm와 동일할 수 있는 원호 반경과 동일할 수 있다. 그러나, 원호 반경은 45 cm로 제한되지 않을 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어, C-아암은 SID가 45 cm를 초과하지 않는 검출기 거리에 대한 가변 소스를 허용할 수 있는 것으로 고려된다. 이들 실시예에서, 소스는 더 크거나 더 작은 원호 길이를 따라 이동할 수 있다.

C-아암 조립체의 원호 길이를 따라 소스의 이동을 달성하고 제어하기 위해, 미니 C-아암은 바람직하게는 다음 특징 중 하나 이상을 포함한다: 전술한 원호 길이를 따른 기계적 이동 경로; 예를 들어, X-선 소스에 힘을 인가하여 소스를 이동 경로/원호 길이를 따라 이동시키는 전동식 구동 서브시스템, 및 X-선 소스의 이동을 제어하는 동작 제어 시스템과 같은 구동 시스템. 동작 제어 시스템은 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 검출기에 대한 X-선 소스의 각도 위치를 측정하기 위한 위치 설정 감지 서브시스템; X-선 소스의 최대 이동 범위를 검출하고 제한하는 과대 이동 감지 서브시스템; 정상적인 동작 범위 동안 X-선 소스가 장애물과 접촉하는 것을 검출하고 방지하는 충돌 검출 서브시스템.

본 명세서에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, C-아암 조립체는 트랙 또는 레일의 형태로 제공될 수 있는 기계적 이동 경로를 포함한다. X-선 소스 모듈은 트랙 또는 레일에 결합되어 이를 따라 이동하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 트랙은 C-아암 조립체의 중간 본체 부분의 일체형 부분으로서 형성되거나 C-아암 조립체의 중간 본체 부분에 부착된 별개의 피스를 포함할 수 있다. 소스는 트랙 또는 레일에 직접 또는 간접적으로 결합되어 소스는 C-아암 조립체의 중간 본체 부분의 원호 길이(A_L)를 따라 연장되는 트랙 또는 레일을 따라 이동, 재배치 등을 할 수 있다.

예를 들어, 원호 길이를 따라 소스의 이동을 가능하게 하기 위해 전동식 구동 서브시스템을 통해 소스 모듈에 힘이 인가될 수 있다(예를 들어, 전동식 구동 서브시스템은 X-선 소스에 힘을 인가하여 X-선 소스를 기계적 이동 경로(예를 들어, 트랙 또는 레일)를 따라 이동시킴). 일 실시예에서, 구동 시스템은, 예를 들어 리드 스크류, 벨트 구동 시스템 등과 같은 구동 메커니즘에 부착된 모터를 포함할 수 있다. 또한, 모터는 모터가 움직이지 않을 때 X-선 소스 모듈의 위치를 로킹하기 위한 제동 메커니즘, 예를 들어 스프링 보조식 제동 메커니즘을 포함할 수 있다.

이제, 도 1을 참조하면, 미니 C-아암(100)의 종래 실시예가 도시되어 있다. 예시된 바와 같이, 미니 C-아암(100)은 베이스(120), C-아암 조립체(150), 및 C-아암 조립체(150)를 베이스(120)에 결합하기 위한 아암 조립체(130)를 포함한다. 예시된 바와 같이, 베이스(120)는 플랫폼(122) 및 플랫폼(122)의 하단 표면으로부터 연장되는 복수의 휠(124)을 포함할 수 있고, 그에 따라 베이스(120), 따라서 미니 C-아암(100)이 조작자에 의해 원하는 대로 이동 가능하게 위치될 수 있다. 휠(124)은 사용자에 의해 선택 가능하게 로킹될 수 있고, 그에 따라 로킹된 상태에 있을 때, 휠(124)은 조작자가 베이스(120)의 위치 또는 배향을 변위시키지 않고 아암 조립체(130)를 조작할 수 있게 한다. 베이스(120)는 또한 캐비닛(126)을 포함할 수 있다. 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 캐비닛(126)은, 예를 들어 미니 C-아암(100)을 작동시키기 위한 제어부(도시되지 않음), 미니 C-아암(100)의 작동에 필요한 전기 구성요소(도시되지 않음), C-아암 조립체(150)의 연장을 밸런싱하는 데 필요한 평형추(도시되지 않음), 제동 시스템, 코드 랩 등을 보관할 수 있다. 캐비닛(126)은 또한, 예를 들어, 키보드, 하나 이상의 모니터, 프린터 등을 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 아암 조립체(130)는 제1 아암(132) 및 제2 아암(134)을 포함할 수 있지만, 아암 조립체(130)는 예를 들어 1개, 3개, 4개 등과 같은 더 적거나 더 많은 수의 아암을 포함할 수 있는 것으로 고려된다. 아암 조립체(130)는 베이스(120)에 대한 C-아암 조립체(150)의 가변 배치를 가능하게 한다. 일 실시예에서, 아암 조립체(130), 더 구체적으로 제1 아암(132)은 수직으로 조절 가능한 연결을 통해 베이스(120)에 결합될 수 있지만, 아암 조립체(130)를 베이스(120)에 결합하기 위한 다른 메커니즘이, 예를 들어 피봇 가능한 연결 메커니즘을 포함하는 것이 고려된다. 제2 아암(134)은 제2 아암(134)이 제1 아암(132)에 대해 상대적으로 이동할 수 있도록 조인트 조립체를 통해 제1 아암(132)에 결합될 수 있다. 또한, 제2 아암(134)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 궤도 장착부(170)를 통해 C-아암 조립체(150)에 결합될 수 있다. 이렇게 배열되면, 아암 조립체(130)는 C-아암 조립체(150)가 베이스(120)에 대해 이동 가능하게 위치 설정될 수 있게 한다.

본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 개시내용의 미니 C-아암(100)은 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 적절한 베이스(120) 및/또는 아암 조립체(130)와 함께 사용될 수 있다. 이와 같이, 베이스(120) 및/또는 아암 조립체(130)의 구성, 작동 등에 관한 추가 세부 사항은 본 개시내용의 간결함을 위해 생략된다. 이와 관련하여, 본 개시내용은 구체적으로 청구되지 않는 한 본 명세서에 개시되고 예시된 베이스(120) 및/또는 아암 조립체(130)의 세부 사항으로 제한되어서는 안 되며 임의의 적절한 베이스(120) 및/또는 아암 조립체(130)는 본 개시내용의 원리와 관련하여 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1을 참조하면, 이전에 언급된 바와 같이, 미니 C-아암(100)은 또한 C-아암 조립체(150)를 포함한다. C-아암 조립체(150)는 소스(152), 검출기(154), 및 소스(152) 및 검출기(154)에 결합하기 위한 중간 본체 부분(156)을 포함한다. 본 기술 분야의 숙련자가 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 이미징 구성요소(예를 들어, X-선 소스(152) 및 검출기(154))는 광자를 수신하고, 광자/X-선을 이미지 처리 유닛(도시되지 않음)으로 송신되는 조작 가능한 전기 신호로 변환한다. 이미지 처리 유닛은 전기 신호를 수신하고 전기 신호를 이미지로 변환하기 위해 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 적절한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 시스템일 수 있다. 다음으로, 이미지는 모니터 또는 TV 스크린 상에 디스플레이될 수 있다. 이미지는 또한 저장, 인쇄 등도 가능하다. 이미지는 단일 이미지 또는 복수의 이미지일 수 있다.

C-아암 조립체(150)의 중간 본체 부분(156)은 만곡된 또는 아치형 구성을 포함한다. 예를 들어, 중간 본체 부분(156)은 실질적으로 "C" 또는 "U" 형상을 가질 수 있지만, 다른 형상이 고려된다. 중간 본체 부분(156)은 본체 부분(158) 및 소스 및 검출기(152, 154)에 각각 결합하기 위한 제1 및 제2 단부 부분(160, 162)을 포함하는 일체형 구조일 수 있다. 추가로, C-아암 조립체(150)는 아암 조립체(130)에 결합하기 위한 오비탈 궤도(170)를 포함할 수 있다. 궤도 장착부(170)는 중간 본체 부분(156)의 본체 부분(158)에 결합될 수 있다. 이러한 배열로, 본체 부분(158), 및 따라서 소스 및 검출기(152, 154)는 궤도 장착부(170)에 대해 회전하거나 궤도를 돌 수 있고, 그에 따라 환자의 해부구조에 대해 이미징 구성요소를 위치 설정하는 데 있어 조작자에게 증가된 다용도성이 제공될 수 있다. 예시된 바와 같이, 소스(152) 및 검출기(154)는 서로 대면하는 관계로 C-아암 조립체(150)의 제1 및 제2 단부(160, 162)에 위치 설정된다.

예를 들어, 소스(152) 및 검출기(154)가 C-아암 조립체(150)의 제1 및 제2 단부(160, 162)에 고정식으로 결합되는 도 1에 도시된 미니 C-아암(100)과 같은 종래의 미니 C-아암과 달리, 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따라, 소스는 검출기의 중심을 통해 연장하는 이미징 축을 중심으로 이동하거나 회전한다. 도 2를 참조하면, 본 개시내용에 따른 하나의 예시적인 실시예에서, 미니 C-아암은 소스(252), 검출기(254), 및 중간 본체 부분(256)을 포함하는 C-아암 조립체(250)를 포함할 수 있고 소스(252)는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 곡률을 따라 이동한다. 이 예에서, 소스(252)는 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)의 일부를 따라 이동할 수 있지만, 특정 실시예에서, 소스(252)는 그렇게 제한되지 않고 중간 본체 부분(256)의 전체 원호 길이(A_L)를 따라 이동할 수 있음이 고려된다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 소스(252)는 이미징 축(I_A)(예를 들어, 소스가 검출기 바로 위에 위치 설정될 때 소스와 검출기 사이의 축에 대응하는 이미징 축)에 대해 각도(θ)만큼 이동하거나 회전할 수 있다. 일 실시예에서, θ는 X-선 소스(252)가 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따라 40도의 전체 각도 범위를 이동하도록 이미징 축(I_A)에 대해 ±20도일 수 있지만, C-아암 및 SID의 설계에 기초하여 다른 각도 범위가 고려된다. 이렇게 배열되면, X-선 소스는 검출기(254) 및 이미징 축(I_A)에 대해 다양한 각도로 위치 설정되어 오프축 X-선 뷰의 취득을 가능하게 할 수 있다. 이는 X-선 소스와 검출기가 이미징 축(I_A)(예를 들어, 소스가 검출기 바로 위에 위치 설정될 때 소스와 검출기 사이에서 연장되는 축)을 따라 정렬되고 고정되는 종래의 미니 C-아암과 대조된다. 이는 하나의 실시예에 불과하고 다른 치수 또는 범위가 고려된다는 것을 이해하여야 한다. 예시된 바와 같이, 중간 본체 부분의 원호 길이(A_L)는 X-선 소스가 이동할 수 있는 원호 길이를 개략적으로 나타낸다. 원호 길이(A_L)는 단지 예시일 뿐 실척이 아니다.

더 구체적으로, X-선 소스(252)는, 예를 들어 환자의 해부구조의 이동 없이 다양한 각도에서 다수의 투영 이미지의 취득을 가능하게 하도록 이동, 재배치 등을 할 수 있다. 즉, 도 3을 참조하면, X-선 소스(252)는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따라 이동될 수 있다. X-선 소스(252)를 이동시킬 때, 외과의는, 예를 들어 전방-후방 뷰(anterior-posterior view)(AP), 후전방 뷰(posteroanterior view)(PA), 경사진 뷰 및/또는 측방향 뷰를 비롯하여 다양한 각도에서 다수의 투영 이미지를 취득할 수 있다. PA 뷰에서, X-선 빔은 환자 해부구조의 후방(뒤) 양태를 통해 진입한다. X-선 소스는 통상적으로 PA 뷰를 취득하기 위해 0도이다. AP 뷰에서, X-선 빔은 환자 해부구조의 전방(앞) 양태를 통해 진입한다. X-선 소스는 통상적으로 AP 뷰를 취득하기 위해 0도이다. 측방향 뷰에서, X-선 빔(뷰)은 환자의 신체를 우측/좌측 절반으로 분할하는 평면에 실질적으로 직교한다. X-선 소스는 통상적으로 가장 넓은 각도이다. 경사진 뷰에서, X-선 빔(뷰)은 통상적으로 측방향 뷰와 AP/PA 뷰 사이의 각도에서 획득된다. 이들 뷰 모두는 검출기(254) 상에 위치 설정될 수 있는 환자의 해부구조를 이동시키지 않고 촬상될 수 있다. 추가적인 이점으로서, 외과의는 환자의 해부구조 주위에 간극을 제공하고 그에 접근을 제공하기 위해 절차 동안 소스(252)를 이동시킬 수 있다.

C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)은 기계적 이동 경로를 포함할 수 있다. 기계적 이동 경로는 X-선 소스(252)가 이동할 수 있는 트랙을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 기계적 이동 경로 또는 트랙은 중간 링크(275)(도 4), 레일(301)(도 5a 내지 도 8) 또는 트랙(370)(도 9) 또는 트랙(380)(도 10)의 형태로 제공될 수 있다. 또한, X-선 소스(252)는 기계적 이동 경로(예를 들어, 트랙)에 결합하고 이를 따라 이동하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 트랙은 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)에 형성되거나(도 9 및 도 10 참조) 중간 본체 부분(256)(도 4 참조) 및 레일(301)(도 5a 내지 도 8 참조)에 부착된 별개의 피스를 포함할 수 있다. 예를 들어, C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)은 그 원호 길이(A_L)를 따라 연장되는 트랙을 포함할 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 소스(252)는, 소스(252)가 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따라 연장되는 트랙을 따라 이동, 재배치 등을 할 수 있도록 트랙에 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있다.

일 실시예에서, 조작자는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따라 소스(252)를 수동으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 소스(252)는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따라 활주하도록 트랙에 결합될 수 있다. C-아암 조립체(250)의 소스(252) 및 중간 본체 부분(256)은, 예를 들어 스프링 보조식 제동 메커니즘과 같은 제동 메커니즘을 포함할 수 있다. 제동 메커니즘은 로킹 구성과 로킹 해제 구성 사이에서 천이되어 로킹 해제 구성에 있을 때 조작자가 선택적으로 X-선 소스 모듈을 이동 가능하게 하고 모터가 동작하지 않을 때 X-선 소스 모듈의 위치를 로킹하거나 고정할 수 있게 한다. 로킹 해제 구성에서, 소스(252)는 조작자에 의해 또는 전동식 구동 서브시스템을 통해 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따라 이동될 수 있다. 로킹 구성에서, 소스(252)의 위치는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)에 대해 고정될 수 있다. 소스(252)는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따라 연속적으로 이동 가능할 수 있거나, 대안적으로 소스(252)는 미리 정해진 각도, 위치 등에 위치 설정 가능할 수 있다.

대안적으로 및/또는 추가로, 일 실시예에서, 소스(252)는, 예를 들어 전동식 제어부(예를 들어, 전동식 구동 서브시스템)를 통해 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)에 대해 이동될 수 있다. 예를 들어, 미니 C-아암은 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따라 소스(252)를 이동시키는 모터를 포함할 수 있다. 모터는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)에 대해 소스(252)를 활성화 및 이동시키기 위해, 예를 들어 제어 페달 또는 임의의 다른 제어 디바이스를 통해 활성화될 수 있다. 대안적으로, 모터는, 예를 들어 음성 커맨드, 손가락 제어 등과 같이 현재 공지되어있거나 이후에 개발되는 임의의 다른 메커니즘에 의해 활성화될 수 있다. 전동식 제어부를 통합함으로써, 소스(252)의 이동이 더 잘 제어될 수 있으므로 다양한 이미지의 정확한 취득을 용이하게 할 수 있다(예를 들어, 전동식 제어부의 통합은 다양한 각도 및/또는 위치에서 이미지를 취득하기 위해 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따라 소스(252)의 정확한 위치 설정을 제공함). 이렇게 배열되면, 외과의는 전방-후방 뷰 및 경사진/측방향 뷰를 포괄하는 넓은 각도 범위로부터 X-선 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, TOMO 이미징 품질을 갖는 미니 C-아암을 이용할 때, 이미지의 속도와 각도를 정밀하게 제어해야 하므로 전동식 제어부의 이용이 더 중요해진다.

특정 실시예에서, 중간 링크 부재(275)(도 4 참조)는 C-아암 조립체에 결합될 수 있고 중간 본체 부분(256)의 곡률을 따라 위치 설정될 수 있다. 중간 링크 부재(275)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 트랙을 형성하거나 통합할 수 있다. 일 실시예에서, 중간 링크 부재(275)는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)에 고정식으로 결합될 수 있다. 이들 실시예에서, 중간 링크(275)는 단일체로서 제공될 수 있고, 여기서 링크와 C-아암 모두는 하나의 구성요소로서 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 중간 링크 부재(275)가 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)에 이동 가능하게 결합될 수 있다는 것이 고려된다. 중간 링크 부재(275)를 통합함으로써, 기존 C-아암 조립체의 개조가 가능해질 수 있다.

X-선 소스(252)는 중간 링크 부재(275)에 결합될 수 있고 중간 링크 부재(275)의 길이를 따라 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 소스(252)는 소스(252)를 중간 링크 부재(275)에 결합하고 소스(252)를 중간 링크 부재(275)에 대해 이동시키는 롤러를 포함할 수 있다. 롤러는 중간 링크 부재(275)의 양쪽에 형성되거나 위치 설정된 홈에서 이동할 수 있다. 다른 예에서, 중간 링크 부재(275)에 대한 소스(252)의 이동을 구동하기 위해 소스(252)에 부착된 모터 및 벨트가 있을 수 있다. 소스(252)는 중간 링크 부재(275)의 원호 길이(A_L)를 따라 이동 가능하게 위치 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 예시된 C-아암 조립체(250)의 실시예와 관련하여, 중간 링크 부재(275)는 중간 본체 부분(256)의 곡률을 따라 연장된다. 이렇게 배열되면, 링크 부재(275)와 중간 본체 부분(256)은 동일한 원호 길이를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 소스(252)는 중간 본체 부분(256)의 원호 길이를 따라 이동한다. 대안적으로, 예를 들어 도 5a 내지 도 5d에 예시된 바와 같은 C-아암 조립체(250)의 다른 실시예와 관련하여, 중간 링크 부재(예를 들어, 레일(301))는 할선(secant line)이다(즉, 2개의 지점에서 C-아암과 교차함). 이러한 방식으로, 소스(252)는 레일(301)을 따라 이동하고, 중간 본체 부분(256)의 원호 길이를 통해 이동하지만 그 이동 경로는 더 짧다.

전술한 바와 같이, 특정 실시예에서, 소스(252)는 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)의 일부를 따라 이동할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 소스(252)는 검출기(254)에 대해 이동의 ±θ도 이동 또는 회전할 수 있다. 하나의 예시적인 실시예에서, θ는 20도일 수 있다. 이렇게 배열되면, 소스(252)는, X-선 소스(252)가 40도의 전체 각도 범위를 이동할 수 있도록 이미징 축(I_A)에 대해 ±20도 이동할 수 있지만, C-아암 및 SID의 설계에 기초하여 다른 각도 범위가 고려된다. 그러나, 대안적으로, 특정 실시예에서, 소스(252)는 그렇게 제한되지 않고 중간 본체 부분(256)의 전체 원호 길이(A_L)를 따라 이동할 수 있는 것으로 고려된다.

도 5a 내지 도 5d에 도시된 실시예에서, 중간 링크 부재는 레일(301)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 레일(301)은 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 일부를 따라 연장될 수 있다. 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 이동하거나 진행한다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 소스 모듈(252)은 아래에서 설명되는 하나 이상의 방향 정렬 피처를 통해 레일(301)에 이동 가능하게(예를 들어, 활주 가능하게) 결합된 커넥터 유닛 또는 하우징(300)을 포함할 수 있다. C-아암 조립체(250)는 또한 벨트(322) 및 하나 이상의 아이들러(324)를 포함하는 벨트 구동 시스템(320)에 작동식으로 결합된 출력 기어(312)에 작동식으로 결합된 모터(310)(도 5d)를 포함하거나 모터에 작동식으로 관련될 수 있다. 사용 동안, 모터(310)의 활성화는 출력 기어(312)를 회전시키고, 출력 기어는 아이들러(324) 둘레에서 벨트(322)를 회전시킨다. 벨트(322)의 회전은 레일(301)의 길이를 따라 벨트(322)와 상호 작용하기 위해 기어에 작동식으로 결합될 수 있는 소스 모듈(252)을 이동시킨다.

전술한 바와 같이, 소스 모듈(252)은, 예를 들어 롤러 슬롯, 홈, 아치 통로 등과 같은 방향 정렬 피처를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 일 실시예에서, 방향 정렬 피처는 레일(301)의 길이를 따라 상호 작용하고 이동을 안내하기 위해 커넥터 유닛(300)의 프레임에 복수의 롤러 또는 베어링(326)을 포함한다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 소스 모듈(252)의 이동을 안내하기 위해 레일(301)과 상호 작용하기 위한 복수의 롤러 또는 베어링(326)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 모터(310)의 회전은 레일(301)을 따라 소스 모듈(252)을 이동시키는 벨트(322)를 구동한다. 예를 들어, 모터(310)의 활성화는 레일(301)의 원호 길이를 따라 소스 모듈(252)을 제1 또는 시작 위치로부터 제2 또는 종료 위치로 이동시킨다. 이러한 배열로, 소스(252)와 검출기의 이미지 평면 사이의 거리는 일정하게 유지된다. 전술한 바와 같이, 모터는 원하는 방향으로 모터의 출력 기어를 활성화 및/또는 회전시키기 위해, 예를 들어 제어 페달 또는 임의의 다른 제어 디바이스를 통해 활성화 및 제어될 수 있다.

또한, 미니 C-아암 조립체(250)는 소스 모듈(252)이 레일(301)의 원호 길이를 따라 밸런싱된 상태를 유지할 수 있도록 하는 동적 평형추(375)(도 5b)를 포함할 수 있다. 동적 평형추(375)는 또한 C-아암 로킹 장치가 맞물림 해제되면 C-아암의 궤도 균형을 도울 수 있다. 추가로, 동적 평형추(375)는 소스 동작 동안 모터 토크 곡선을 최적화하는 것을 도울 수 있다. 즉, 사용 동안, 모터 토크는 X-선 소스의 각도 또는 위치에 따라 조절되거나 변경될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 미니 C-아암(예를 들어, 펌웨어 및 소프트웨어)은 X-선 소스 모듈(252)의 특정 위치에 기초하여 구동 시스템에 입력하기 위한 모터 토크를 결정 또는 제공하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 위치 각도 곡선에 대한 상대 모터 토크가 계산되고 이용될 수 있음). 예를 들어, X-선 소스 모듈(252)이 0°위치에 위치되는 경우(예를 들어, 검출기(254)와 이미징 축을 따라 정렬되는 경우), X-선 소스 모듈(252)이 동작 범위의 단부에 위치 설정될 때 X-선 소스 모듈(252)을 이동시키는 것과 비교하여 X-선 소스 모듈(252)을 이동시키는 데에 감소된 또는 더 적은 토크가 요구된다. 동적 평형추(375)를 이용함으로써, 모터 토크 곡선은 X-선 소스 모듈(252)이 움직이는 동안 매끄럽게 될 수 있다(예를 들어, 동적 평형추(373)는 거의 동일한 양의 모터 토크가 X-선 소스 모듈의 위치에 무관하게 X-선 소스 모듈을 이동시키는 데 사용될 수 있도록 이용될 수 있음). 대안적으로, 일 실시예에서, 불균형은 동적 평형추의 이용에 의해 완전히 제거될 수 있다. 동적 평형추는 원호 이동을 따라 X-선 소스 모듈을 이동시킴으로써 유발되는 불균형을 제거하도록 구성될 수 있다. 사용 시, 동적 평형추는 원호 이동을 따라 모터 토크를 밸런싱하기 위해 X-선 소스 모듈의 반대 방향으로 이동하도록 구성된다.

또한, 및/또는 대안적으로, 미니 C-아암은 제동 메커니즘이 맞물림 해제되면 궤도 회전을 포함할 수 있다. 즉, 바람직하게는, C-아암 조립체의 무게 중심은 회전축의 중심과 정렬된다. 이렇게 배열되면, C-아암은 궤도 회전의 임의의 각도를 따라 밸런싱되므로, 제동 메커니즘이 맞물림 해제되면 C-아암 조립체가 드리프트되지 않는 것을 보장한다. 그러나, 본 개시내용의 특징에 따르면, MAV/TOMO 상상 취득 동안 X-선 소스가 이동하기 때문에, C-아암 조립체의 무게 중심이 회전축으로부터 멀리 변위됨으로써 불균형을 유발할 수 있고, 이는 궤도 회전에서 C-아암 조립체가 드리프트하게 할 수 있다. C-아암 조립체의 무게 중심이 변위하지 않도록 불균형을 상쇄하기 위해 동적 평형추가 이용될 수 있다.

동적 평형추(375)는 소스 모듈(252)의 이동 방향과 반대로 이동하도록 구성된 이동 밸러스트일 수 있다. 하나의 예에서 그리고 예시된 바와 같이, 동적 평형추(375)는 벨트(322)가 소스 모듈(252)의 반대 방향으로 동적 평형추(375)를 이동시키도록 벨트(322)에 결합된다. 그러나, 동적 평형추(375)는 벨트 및/또는 아이들러를 따라 어디든지 위치 설정될 수 있는 것으로 고려된다.

일 실시예에서, 레일(301)은 검출기(254)의 활성 영역의 중심에 센터링된 약 22.65 인치(또는 57.5 cm)의 반경을 가질 수 있다. 이렇게 배열되면, X-선 소스(252)는, 그 활성 영역 중심에서 검출기(254)의 상단 표면 둘레에 X-선 소스의 초점의 45 cm 이동 반경을 유지하면서 레일(301)의 원호 길이를 따라 이동할 수 있다. 일 실시예에서, C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 반경은 C-아암의 중심에 대해 약 13.37 인치(또는 34 cm)이다.

벨트 구동 시스템(320)을 사용하여 검출기(254)에 대한 소스(252)의 전동식 이동이 도시되고 설명되었지만, 다른 전동식 및 수동 메커니즘이 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 전동식 구동 서브시스템은 리드 스크류, 랙 앤 피니언, 기어 트레인, 전동식 레일, 선형 액추에이터 등의 형태일 수 있다.

예를 들어, 도 6을 참조하면 대안적인 전동식 구동 서브시스템이 도시되어 있다. 사용 시, 대안적인 전동식 구동 서브시스템은 설명된 것을 제외하고 본 명세서에 개시된 다른 실시예와 실질적으로 유사하다. 전동식 구동 서브시스템(320)은 리드 스크류(316)에 작동식으로 결합된 모터(310)를 이용할 수 있다. 즉, 예시된 바와 같이, C-아암 조립체(250)는 레일(301)을 포함할 수 있다. 레일(301)은 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 일부를 따라 연장될 수 있다. 사용 동안, 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 이동하거나 진행한다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 이동 가능하게(예를 들어, 활주 가능하게) 결합되는 커넥터 유닛 또는 하우징(300)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, C-아암 조립체(250)는 또한 리드스크류(316)에 작동식으로 결합된 모터(310)를 포함하거나 작동식으로 관련될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 모터(310)는 모터(310)의 활성화가 리드스크류(316)를 회전시키도록 리드스크류(316)와 결합, 상호 작용 등을 한다. 리드스크류(316)의 회전은 레일(301)의 길이를 따라 소스 모듈(252)을 이동시킨다.

소스 모듈(252)은 너트(예를 들어, 플로팅 리드스크류 너트(317))에 작동식으로 결합될 수 있다. 플로팅 리드스크류 너트(317)는 소스 모듈(252)이 레일(301)의 길이를 따라 이동할 때 리드스크류(316)가 소스 모듈(252)에 대해 피봇하게 하도록 1 자유도를 제공한다. 예시된 바와 같이, 리드스크류(316)는 또한 리드스크류(316)를 레일(301)에 결합하기 위한 원위 베어링(315)을 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시된 다른 실시예와 유사하게, 소스 모듈(252)은 또한, 예를 들어 롤러 슬롯, 홈, 아치 통로 등과 같은 방향 정렬 피처를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 일 실시예에서, 방향 정렬 피처는 레일(301)의 길이를 따라 상호 작용하고 이동을 안내하기 위해 커넥터 유닛(300)의 프레임에 복수의 롤러 또는 베어링(326)을 포함한다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 소스 모듈(252)의 이동을 안내하기 위해 레일(301)과 상호 작용하기 위한 복수의 롤러 또는 베어링(326)을 포함할 수 있다. 모터(310)의 활성화는 리드 스크류(316)를 회전시켜 소스 모듈(252)을 레일(301)의 원호 길이를 따라 그리고 제1 또는 시작 위치로부터 제2 또는 종료 위치로 검출기(254)에 대해 이동시킨다. 이러한 배열로, 소스(252)와 검출기의 이미지 평면 사이의 거리는 일정하게 유지된다.

도 7을 참조하면, 대안적인 전동식 구동 서브시스템이 도시되어 있다. 사용 시, 대안적인 전동식 구동 서브시스템은 설명된 것을 제외하고 본 명세서에 개시된 다른 실시예와 실질적으로 유사하다. 전동식 구동 서브시스템(320)은 구동 또는 모터 벨트(322)에 작동식으로 결합된 모터(310)를 이용한다. 모터(310)는 구동 또는 모터 벨트(322)에 작동식으로 결합된 출력 기어 또는 풀리(312)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, C-아암 조립체(250)는 레일(301)을 포함할 수 있다. 레일(301)은 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 일부를 따라 연장될 수 있다. 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 이동하거나 진행한다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 이동 가능하게(예를 들어, 활주 가능하게) 결합되는 커넥터 유닛 또는 하우징(300)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, C-아암 조립체(250)는 또한 구동 또는 모터 벨트(322)에 작동식으로 결합된 출력 기어 또는 풀리(312)에 작동식으로 결합된 모터(310)를 포함하거나 작동식으로 관련될 수 있다. 또한, 전동식 구동 서브시스템(320)은 또한 소스 모듈(252)의 커넥터 유닛(300)과 작동식으로 결합될 수 있고 구동 또는 모터 벨트(322)의 방향을 조절하기 위한 복수의 아이들러(324)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커넥터 유닛(300)은 구동 또는 모터 벨트(322)와 상호 작용하기 위한 풀리 및 피니언(323)을 갖는 샤프트를 포함할 수 있다. 사용 동안, 모터(310)의 활성화는 출력 기어 또는 풀리(312)를 회전시키고, 이는 아이들러(324) 둘레에서 구동 또는 모터 벨트(322)를 회전시킨다. 구동 또는 모터 벨트(322)의 회전은 레일(301)의 길이를 따라 소스 모듈(252)을 이동시키기 위해 풀리 및 피니언(323)과 상호 작용한다.

전술한 바와 같이, 소스 모듈(252)은 또한, 예를 들어 롤러 슬롯, 홈, 아치 통로 등과 같은 방향 정렬 피처를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 일 실시예에서, 방향 정렬 피처는 레일(301)의 길이를 따라 상호 작용하고 이동을 안내하기 위해 커넥터 유닛(300)의 프레임에 복수의 롤러 또는 베어링(326)을 포함한다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 소스 모듈(252)의 이동을 안내하기 위해 레일(301)과 상호 작용하기 위한 복수의 롤러 또는 베어링(326)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 모터(310)의 회전은 원호 길이를 따라 소스 모듈(252)을 제1 또는 시작 위치로부터 제2 또는 종료 위치로 이동시키는 구동 또는 모터 벨트(322)를 구동한다. 이러한 배열로, 소스(252)와 검출기의 이미지 평면 사이의 거리는 일정하게 유지된다.

대안적으로, 도 8을 참조하면, 대안적인 전동식 구동 서브시스템이 도시되어 있다. 사용 시, 대안적인 전동식 구동 서브시스템은 설명된 것을 제외하고 본 명세서에 개시된 다른 실시예와 실질적으로 유사하다. 도시된 바와 같이, 전동식 구동 시스템(320)은 레일(301)에 작동식으로 결합된 모터(310)를 이용한다. 모터(310)는 출력 샤프트에 위치 설정된 출력 기어 또는 피니언(312)과 직접 결합되거나 관련될 수 있다. 모터(310)의 활성화는 출력 기어 또는 피니언(312)을 회전시키며, 이는 레일(301)의 원호 길이를 따라 그리고 검출기(254)에 대해 소스 모듈(252)을 이동시킨다.

즉, 일 실시예에서, C-아암 조립체(250)는 레일(301)을 포함할 수 있다. 레일(301)은 그 표면을 따라 랙(319)을 포함하고, 랙(319)은 출력 기어 또는 피니언(312)과 상호 작용한다. 레일(301)은 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 일부를 따라 연장될 수 있다. 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 이동하거나 진행한다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 이동 가능하게(예를 들어, 활주 가능하게) 결합되는 커넥터 유닛 또는 하우징(300)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, C-아암 조립체(250)는 또한 레일(301)(예를 들어, 랙(319))에 작동식으로 결합된 출력 기어 또는 피니언(312)에 작동식으로 결합된 모터(310)를 포함하거나 작동식으로 관련될 수 있다. 사용 동안, 모터(310)의 활성화는 출력 기어 또는 피니언(312)을 회전시킨다. 출력 기어 또는 피니언(312)의 회전은 레일(301)의 길이를 따라 소스 모듈(252)을 이동시키기 위해 랙(319)과 상호 작용한다.

전술한 바와 같이, 소스 모듈(252)은 또한, 예를 들어 롤러 슬롯, 홈, 아치 통로 등과 같은 방향 정렬 피처를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 일 실시예에서, 방향 정렬 피처는 레일(301)의 길이를 따라 상호 작용하고 이동을 안내하기 위해 커넥터 유닛(300)의 프레임에 복수의 롤러 또는 베어링(326)을 포함한다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 소스 모듈(252)은 레일(301)의 길이를 따라 소스 모듈(252)의 이동을 안내하기 위해 레일(301)과 상호 작용하기 위한 복수의 롤러 또는 베어링(326)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 모터(310)의 회전은 출력 기어 또는 피니언(312)을 랙(319)을 중심으로 회전시키고, 이는 원호 길이를 따라 제1 또는 시작 위치로부터 제2 또는 종료 위치로 소스 모듈(252)을 이동시킨다. 이러한 배열로, 소스(252)와 검출기의 이미지 평면 사이의 거리는 일정하게 유지된다.

전동식 구동 서브시스템은 다른 대안 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전동식 구동 서브시스템은 레일과 맞물리기 위해 롤러에 작동식으로 결합된 모터의 형태일 수 있다. 모터는 또한 소스 모듈에 작동식으로 결합될 수 있다. C-아암 조립체는 레일과 작동식으로 관련될 수 있다. 모터의 활성화는 롤러를 회전시키고, 이는 소스 모듈이 레일의 길이를 따라 그리고 따라서 원호 길이를 따라 그리고 검출기에 대해 이동하게 한다.

또한, 미니 C-아암 및/또는 전동식 제어 시스템은 힘 보조 서브시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전동식 제어 시스템은, 예를 들어 이동 중에 X-선 소스 모듈에 힘을 인가하는 데 이용될 수 있는 기성 제품인 정하중 스프링(constant-force spring)과 같은 스프링 보조 장치를 포함할 수 있다. 이렇게 배열되면, X-선 소스 모듈을 이동하기 위해 모터가 생성해야 하는 힘/토크의 양이 감소되어, 더 작은 모터 및 감소된 전력/전류를 사용할 수 있게 한다. 대안적으로 및/또는 추가로, 예를 들어 기성 제품인 완충기와 같은 완충기가 X-선 소스 모듈이 너무 갑작스럽게 정지하는 것을 방지하기 위해(예를 들어, 정지 "슬래밍"을 방지하거나 적어도 최소화하기 위해) 이용될 수 있다. 완충기는 이동 범위의 단부에서 동작을 감속시킨다(예를 들어, 감속도를 제한함).

대안적으로, 도 4를 다시 참조하면, C-아암 조립체(250)는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)과 소스(252) 사이에 위치 설정된 중간 링크 부재(275)를 포함할 수 있다. 중간 링크 부재(275)는 중간 본체 부분(256)에 이동 가능하게 결합될 수 있다(예를 들어, 내부 C-아암(275)이 외부 C-아암(256)에 대해 활주할 수 있음). 또한, 소스 모듈(252)은 중간 링크 부재(275)(예를 들어, 내부 C-아암)에 대해 이동할 수 있다. 또한, C-아암 조립체(250)는 변위된 슈(예를 들어, 궤도 장착부(170))에 대해 여전히 회전 가능할 수 있다.

도 9를 참조하면, C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)은, 예를 들어 그 측면 표면에 형성된 아치형 또는 만곡된 트랙(370)을 포함할 수 있다. 소스 모듈(252)은 아치형 트랙(370)에 결합된 전동식 롤러(372)에 작동식으로 결합될 수 있다. 전동식 구동 서브시스템의 활성화는 소스 모듈(252)의 롤러(372)가 아치형 트랙(370) 표면을 따라 이동하게 한다. 이러한 배열로, 예를 들어 소스(252)와 검출기의 이미지 평면 사이의 거리인 SID는 일정하거나 가변적으로 유지되도록 구성될 수 있다.

대안적으로, 도 10을 참조하면, C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)은, 예를 들어 그 하단 표면에 형성된 트랙(380)을 포함할 수 있다. 소스 모듈(252)은 트랙(380)에 결합된 전동식 롤러에 작동식으로 결합될 수 있다. 전동식 구동 서브시스템의 활성화는 소스 모듈(252)의 롤러가 트랙(380)을 따라 이동하게 한다. 이러한 배열로, 예를 들어 소스(252)와 검출기의 이미지 평면 사이의 거리인 SID는 일정하거나 가변적으로 유지되도록 구성될 수 있다.

이전에 언급되고 설명된 바와 같이, 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따르면, 미니 C-아암(200)은 또한 동작 제어 시스템을 포함할 수 있다. 동작 제어 시스템은 원호 길이를 따라 소스 모듈(252)의 위치를 감지, 결정 등을 하기 위한 위치 감지 서브시스템을 포함할 수 있다(예를 들어, 위치 감지 서브시스템은 기계적 이동 경로의 원호 길이를 따라 검출기(254)에 대해 X-선 소스 모듈(252)의 각도 위치를 측정함). 위치 감지 서브시스템으로부터의 피드백은 X-선 소스(252)가 중간 본체 부분 또는 기계적 이동 경로(예를 들어, 트랙 또는 레일)의 원호 길이를 따라 이동할 때 X-선 소스의 이동을 제어하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 위치 감지 서브시스템은 중간 본체 부분 또는 기계적 이동 경로에 결합될 수 있다. 위치 감지 서브시스템은, 예를 들어 전위차계와 같은 센서를 포함하는 임의의 수의 적절한 형태로 제공될 수 있다. 대안적으로, 위치 감지 서브시스템은 회전 인코더, 가속도계, 이중 가속도계, 경사계, 홀 효과 센서, 모터 인코더, 선형 유도 센서, 카운트 펄스, 자이로/가속도계/자력계 센서의 임의의 조합 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 7을 참조하면, 미니 C-아암은 전위차계(340)를 포함할 수 있다. 전위차계(340)는, 예를 들어 벨트(322)와 같은 이동 표면과 접촉하거나 인접하게 위치 설정될 수 있다. 대안적으로, 전위차계(340)는 타이밍 풀리 샤프트와 접촉하여 위치 설정될 수 있거나(예를 들어, 전위차계는 샤프트와 동축일 수 있음) 방향 정렬 피처(예를 들어, 롤러 슬롯) 내에 위치 설정되거나 그와 관련될 수 있다. 일 실시예에서, 전위차계는 커넥터 유닛(300)에 연결될 수 있다. 전위차계(340)의 출력 신호(예를 들어, 저항)는 소스 모듈(252)의 각도 위치와 상관된다. 미니 C-아암의 펌웨어 및/또는 소프트웨어는 미리 정의되고 저장된 저항값을 포함할 수 있다. 그 후, 전위차계(340)의 출력 신호를 미리 정의되고 저장된 저항값과 비교함으로써, 소스 모듈(252)의 각도 위치가 식별될 수 있다. 일 실시예에서, 전위차계는 기어와 동축이거나 X-선 소스 모듈 및 샤프트에 장착되고 레일과 접촉할 수 있다(마찰 연결).

대안적으로, 도 11을 참조하면, 미니 C-아암은 가속도계(410)를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 일 실시예에서, 가속도계(410)는 소스 모듈(252)의 구성요소에 견고하게 부착될 수 있다. 가속도계(410)의 출력은 소스 모듈(252)의 각도(피치 및/또는 롤)를 계산하는 데 사용된다.

대안적으로, 도 12를 참조하면, 미니 C-아암은 이중 가속도계(410)를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 일 실시예에서, 제1 가속도계(412)는 소스 모듈(252)의 구성요소에 견고하게 부착될 수 있다. 제2 가속도계(414)는, 예를 들어 소스 모듈(252)과 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256) 사이의 연결 유닛(300)과 같은 정지 구성요소에 결합될 수 있다. 가속도계(410)의 출력은 제1 및 제2 가속도계(412, 414) 사이의 상대 변위를 계산하는 데 사용될 수 있다. 상대 변위에 기초하여, 소스 모듈(252)의 위치가 계산될 수 있다.

대안적으로, 위치 감지 서브시스템은 Fredericks사에 의해 제조된 ApexOne와 같은 경사계의 형태일 수 있다. 대안적으로, 위치 감지 서브시스템은 홀 효과 센서의 형태일 수 있다. 홀 효과 센서는 전위차계와 실질적으로 유사하게 작동한다. 일 실시예에서, 홀 효과 센서는 전위차계를 대체할 수 있다. 예를 들어, 홀 효과 센서는 벨트와 접촉하도록 위치 설정될 수 있다. 홀 효과 센서 자석은, 예를 들어 회전 풀리에 부착될 수 있다. 이렇게 배열되면, 홀 효과 센서는 정지 상태로 유지되고(예를 들어, 회전하지 않고, 예를 들어 홀 효과 센서는 풀리 샤프트와 동축으로 위치 설정될 수 있음) X-선 소스 모듈의 비회전 표면에 부착될 수 있다. 풀리의 회전은 홀 효과 센서(각도) 출력이 변경되게 한다.

대안적으로, 위치 감지 서브시스템은 모터 인코더의 형태일 수 있다. 모터 인코더는 모터에 부착되어 모터 로터의 회전 위치와 회전수를 감지한다.

대안적으로, 위치 감지 서브시스템은 선형 유도 센서의 형태일 수 있다. 유도 센서는 PCB에 근접한 전기 전도성 요소일 수 있다. 유도 센서는 이 회로와 관련하여 선형으로 이동한다. 전도성 요소가 회로 길이를 따라 이동함에 따라, 인덕턴스가 변경하고 변위/위치로 변환된다.

대안적으로, 위치 감지 서브시스템은 카운트 스테퍼 모터 펄스의 형태일 수 있다. 스테퍼 모터로 전송되는 명령된 모터 회전 단계의 수를 계수하기 위해 동작 제어 회로가 포함된다. 각각의 스텝 펄스 명령은 모터의 출력 샤프트/로터의 미리 결정된 각도 회전을 초래하므로, 모터 샤프트의 각도 위치가 결정될 수 있다.

본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따르면, 동작 제어 시스템은 또한 기계적 이동 경로의 원호 길이를 따라 X-선 소스의 최대 이동 범위를 검출하고 제한하기 위해 과대 이동 감지 서브시스템을 포함할 수도 있다. 과대 이동 감지 서브시스템은 시계 방향(CW) 및 반시계 방향(CCW) 모두에서 X-선 소스의 이동을 제한하는 정지부를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 정지부는 소스 모듈의 중앙 위치(예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 이미징 축(I_A)에 대해 ±20도)로부터 프로그래밍된 이동 한계에 있는 소프트웨어 정지부일 수 있다. 특정 실시예에서, 과대 이동 제한 정지부가 또한 제공될 수 있다. 과대 이동 제한 정지부는 소프트웨어 정지 각도보다 약간 더 큰 각도에 위치 설정되는 기계적 스위치를 포함할 수 있다(예를 들어, 기계적 스위치는, 예를 들어 ±0.5도 초과, 따라서 예를 들어 ±20.5도로 위치 설정될 수 있음). 기계적 스위치는 모터 구동 신호를 정지시킬 수 있다. 모든 실시예에서, 하드 정지부가 제공된다.

즉, 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따르면, 과대 이동 감지 서브시스템은 소스(252)에 대한 기계적 및/또는 소프트웨어 기반 정지부로 프로그래밍되어, C-아암 조립체(250)가 불균형해지는 것을 피하고 및/또는 X-선 소스(252)의 최대 이동 범위를 검출하고 제한할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 소스(252)의 이동은 C-아암 조립체(250)의 진동을 최소화할 수 있다.

예를 들어, 미니 C-아암은 미니 C-아암이 기울어지게 할 수 있는 불균형 상태를 방지하기 위해 소스(252)의 이동을 제어하거나 제한하기 위한 하나 이상의 정지 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 이동 가능한 베이스(120)에는, 소스(252)가 측방향으로 또는 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따라 이동될 때, 미니 C-아암의 기울어짐을 방지하기 위해 평형추가 제공될 수 있다. 대안적으로, 소스(252)의 측방향 배치를 방지하거나 제한하기 위해, 소스(252)의 측방향 변위를 제한하도록 하나 이상의 정지 메커니즘이 통합될 수 있다. 정지 메커니즘은 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 메커니즘일 수 있으며 하나 이상의 기계적 정지부의 형태일 수 있다. 대안적으로, 정지부는 소스(252)의 이동을 제한하는 소프트웨어의 형태일 수 있다.

과대 이동 감지 서브시스템은 소스(252)가 미니 C-아암을 불안정하게 만드는 방식으로 위치 설정될 수 있는 가능성을 방지하거나 적어도 최소화하도록 구성될 수 있다. 과대 이동 감지 서브시스템은 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 서브시스템일 수 있다. 예를 들어, 과대 이동 감지 서브시스템은 기계적 제한 스위치, 광학(투과형(thru-beams)) 센서, 근접도 센서, 전위차계(교정 중에 결정된 제한에서 Ω), 선형 액추에이터 제한부 등이거나 이를 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 7을 참조하면, 일 실시예에서, C-아암 조립체(250)는 하나 이상의 기계적 제한 스위치(404)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제한 스위치(404)는 접촉식 스위치의 형태일 수 있다. 사용 동안, X-선 소스 모듈(252)의 기계적 표면은 제한 스위치(404)와 접촉하도록 구성될 수 있으며, 제한 스위치(404)는 과대 이동 제한 위치에 위치된다. 이렇게 배열되면, X-선 소스 모듈(252)과 제한 스위치(404)의 접촉은 제한 스위치(404)의 개방/폐쇄 상태를 변경하고, 이는 정지될 X-선 소스(252)의 이동을 야기하는 시스템의 동작 제어/감지 회로에 의해 차례로 검출된다.

대안적으로, 일 실시예에서, 하나 이상의 광학 투과형 스위치가 포함될 수 있다. X-선 소스 모듈의 기계적 표면을 포함할 수 있는 비접촉식 스위치는 제한 스위치의 광학 빔을 기계적으로 간섭(예를 들어, 차단)할 수 있으며, 제한 스위치는 과대 이동 제한 위치에 위치된다. 이렇게 배열되면, 빔을 차단하는 것이 제한 스위치의 개방/폐쇄 상태를 변경하고, 이는 시스템의 동작 제어/감지 회로에 의해 차례로 감지된다.

대안적으로, 일 실시예에서, 하나 이상의 근접도 센서가 포함될 수 있다. 비접촉식 스위치는 X-선 소스 모듈의 기계적 표면과 하나 이상의 근접도 센서 사이의 물리적 거리를 감지할 수 있다. 감지된 거리가 미리 정해진 임계값에 도달하면, 시스템의 동작 제어/감지 회로가 이를 과대 이동 제한 위치로 결정한다. 근접도 센서는, 예를 들어 유도 센서, 용량성 센서, 광학 센서(예를 들어, 적외선 반사율), 자기 센서(예를 들어, 홀 효과 센서) 등을 비롯하여 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 근접도 센서일 수 있다.

대안적으로, 일 실시예에서, 예를 들어 각도 출력을 측정하기 위해 하나 이상의 전위차계가 포함될 수 있다. 이 실시예는 비접촉식 간접 감지 해결책을 이용한다. 과대 이동 제한 위치에서 전위차계의 출력값은 공장/서비스 교정 중에 저장된다. 사용 동안, 전위차계 출력이 저장된 한계에 도달하는 경우, 시스템의 동작 제어/감지 회로가 이를 과대 이동 제한 위치로 결정한다.

대안적으로, 일 실시예에서, 예를 들어 X-선 소스 모듈을 이동시키기 위해 하나 이상의 선형 액추에이터 구동 시스템이 포함될 수 있다. 액추에이터는 액추에이터의 출력 샤프트의 선형 위치를 검출하는 센서이다(또는 센서를 포함함). 과대 이동 제한 위치의 샤프트 위치는 공장/서비스 교정 중에 저장된다. 사용 시, 출력이 저장된 제한에 도달하는 경우, 시스템의 동작 제어/감지 회로가 이를 과대 이동 제한 위치로 결정한다.

본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 이들 모든 실시예와 관련하여, 과대 이동 제한 위치의 결정 시, 미니 C-아암 동작 제어 시스템/감지 회로는, 예를 들어 청각적 또는 시각적 경보와 같은 경보를 송신하고, 및/또는 C-아암 조립체의 추가 이동을 방지한다.

또한, 도 7을 참조하면, C-아암 조립체(250)는 하나 이상의 하드 정지부(408)를 포함할 수 있다. 사용 동안, 하드 정지부(408)는, 예를 들어 과대 이동 제한 정지부보다 약간 더 큰 각도로 위치 설정되는 C-아암 조립체(250)의 일부일 수 있다(예를 들어, 하드 정지부(408)는, 예를 들어 ±24도로 위치 설정될 수 있음). 하드 정지부(408)는 소스 모듈(252)의 이동을 기계적으로 정지시킬 수 있다.

본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따르면, 동작 제어 시스템은 또한 충돌 검출 서브시스템을 포함할 수 있다. 충돌 검출 서브시스템은 정상적인 동작 범위 동안 X-선 소스가 장애물과 접촉하는 것을 검출하고 방지하도록 구성된다. 사용 시, 충돌 검출 서브시스템은 많은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 충돌 검출 서브시스템은 미니 C-아암의 다양한 구성요소의 이동을 감지하고, 소스 모듈이 구동 시스템에 의해 이동되는 동안, X-선 소스 모듈과, 예를 들어 테이블과 같은 물체의 충돌을 방지하도록 구성되는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 충돌 또는 잠재적인 충돌을 감지하면, 모터 구동 신호가 정지될 수 있고, 이는 차례로 X-선 소스 모듈의 이동을 정지시킨다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, 일 실시예에서, X-선 소스(252)는, 예를 들어 X-선 소스(252)의 전방 및 후방 표면 상에 위치되는 제1 및 제2 센서(400)와 같은 복수의 센서(400)를 소스 상에 포함할 수 있다. 이렇게 배열되면, 충돌 센서(400)는 X-선 소스(252)와 임의의 외부 장애물 사이의 거리를 감지하도록 구성된다. 잠재적인 충돌을 검출하면, 모터 구동 신호가 정지될 수 있으며, 이는 차례로 X-선 소스 모듈(252)의 이동을 정지시킨다.

대안적으로, 일 실시예에서, 충돌 감지 서브시스템은 각도 위치/모터 명령(스테퍼) 시스템, 감지 모터 전류 시스템, 기계적 "범퍼" 변위시스템, 가속도계(감속), 비접촉 시스템, 등을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 각도 위치/모터 명령(스테퍼) 충돌 검출 서브시스템은 사전 설정된 임계값보다 높은 힘이 튜브 모듈에 인가될 때 모터 로터가 튜브 모듈과 관련하여 "미끄러질" 수 있게 하는 구동 시스템을 포함할 수 있다. 이는 모터가 구동/회전을 유지하는 동안 장애물과의 충돌 시에 튜브 모듈 및 이후에 각도 센서가 정지/감속될 수 있게 한다. 일 실시예에서, 서브시스템은 모터를 회전시키기 위해 모터 명령/펄스를 전송하고, 각도 출력값을 획득하며, 전송된 펄스와 타임 스탬프에서의 각도값을 비교하고, 소프트웨어, 펌웨어 또는 그 조합에서 펄스 대 각도 관계를 비교할 수 있다. 미리 정해진 공차 내에서 값이 동기화되지 않으면, 미니 C-아암의 추가 이동이 방지되어 모터 명령이 정지된다.

대안적으로, 모터 전류 실시예에서, 서브시스템은 모터 전류를 모니터링할 수 있다. 전류 스파이크 및/또는 과도한 전류가 검출되면, 미니 C-아암의 추가 이동이 방지되어 모터 명령이 정지된다.

대안적으로, 일 실시예에서, 충돌 검출 서브시스템은 기계적 범퍼 시스템의 형태일 수 있다. 기계적 범퍼 시스템은 장애물과의 접촉 시에 편향하는 기계적 외부 피처를 포함한다. 일 실시예에서, 인접한 접촉 또는 비접촉 센서는 충돌 시에 기계적 외부 피처의 위치 변화를 검출할 수 있고 시스템의 동작 제어/감지 회로는 이를 충돌로 결정하고 모터 신호를 정지시킨다. 몇몇 실시예에서, 편향력을 미세 조절/최적화하기 위한 옵션은 편향되는 기계적 요소의 고유 강성 및/또는 외력을 인가하는 스프링 요소의 포함을 포함한다.

대안적으로, 일 실시예에서, 충돌 검출 서브시스템은 가속도계의 형태일 수 있다. 시스템은, 예를 들어 X-선 소스 모듈에 가속도계를 포함할 수 있다. 사용 동안, 가속도계는 X-선 소스 모듈의 가속도를 연속적으로 측정할 수 있다. 모듈의 "예기치 않은" 감속이 검출되면(예를 들어, 동작 제어 시스템의 결과가 아닌 감속), 동작 제어 회로는 이를 충돌로 결정하고 모터 신호를 정지시킨다.

대안적으로, 일 실시예에서, 충돌 검출 서브시스템은 비접촉 시스템의 형태일 수 있다. 비접촉 시스템은 시스템 외부에 있는 물체의 근접도를 감지(예를 들어, 검출, 모니터링 등)한다. 예를 들어, 비접촉 시스템은 근접도 센서, 레이저 시스템, 반사 시스템, 레이더 시스템 등을 포함할 수 있다.

도 7의 실시예와 관련하여 위치 설정 감지 서브시스템, 과대 이동 감지 서브시스템, 및 충돌 검출 서브시스템을 포함하는 동작 제어 시스템이 예시되었지만, 본 개시내용은 이에 제한되지 않으며, 도 5, 도 6 및 도 8의 실시예를 포함하는 본 명세서에 개시된 실시예 각각이 동작 제어 시스템의 하나 이상의 특징을 통합할 수 있다는 것이 고려됨이 이해될 것이다.

도 3을 참조하면, C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따른 소스(252)의 이동과 조합하여 또는 그와 별개로 사용될 수 있는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따라, 검출기(254)는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 단부 부분(262)에 대해 회전한다. 즉, 중간 본체 부분(256)은 본체 부분(258) 및 소스 및 검출기(252, 254)에 각각 결합하기 위한 및 제1 및 제2 단부(260, 262)를 포함한다. 검출기(254)는 검출기(254)를 통과하는 축(A)을 중심으로 회전 가능할 수 있다(예를 들어, 예시된 바와 같이, 축(A)은 검출기(254)의 전방 표면을 직교하여 통과함). 검출기(254)는 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 메커니즘에 의해 회전 가능할 수 있다. 예를 들어, 검출기는 2011년 9월 1일자로 출원된 Independently Rotatable Detector Plate for Medical Imaging Device라는 명칭의 미국 특허 제9,161,727호에 개시된 것과 같은 회전 메커니즘을 통해 회전 가능할 수 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다. C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따른 소스(252)의 이동과 조합하여 사용될 때, 검출기(254)의 회전은 환자의 해부구조의 추가적인 위치 설정을 가능하게 하여 환자의 해부구조의 이동 없이 AP 또는 PA 뷰의 취득을 용이하게 할 수 있다.

검출기(254)는 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 메커니즘에 의해 회전할 수 있다. 예를 들어, 검출기(254)는 하우징(265) 내에 위치 설정될 수 있고, 하우징(265)은 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 단부 부분(262)에 회전 가능하게 결합된다.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따른 소스(252)의 이동 및/또는 회전 가능한 검출기(254)와 조합하여 또는 그와 별개로 사용될 수 있는 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따라, 소스(252)는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)에 실질적으로 직교하는 원호(A_r)를 따라 이동할 수 있다. 소스(252)는 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 메커니즘에 의해 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)에 실질적으로 직교하는 원호(A_r)를 따라 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 도 13a를 참조하면, X-선 소스(252)는 소스 하우징(270) 내에 위치 설정될 수 있다. 소스 하우징(270) 및 X-선 소스(252)는 원호(A_r)를 따라 이동 가능할 수 있다. 대안적으로, 도 13b를 참조하면, X-선 소스(252)는 소스 하우징(270) 내에서 이동 가능할 수 있다. 이렇게 배열되면, 조작자는 x-선 소스(252)의 동작을 보지 못하고 소스 하우징(270)이 고정 상태로 유지되기 때문에 수술에 영향을 미치지 않는다. 대안적으로, 일 실시예에서, X-선 튜브는 소스 하우징(270) 내에서 원호(A_r)를 따라 이동할 수 있다. 어느 구현에서든, X-선 소스(252)는 각도(α)에 의해 어느 한 방향으로 이동될 수 있고 이에 의해 검출기(254)에 대한 소스(252)의 이동을 가능하게 한다. 일 실시예에서, α는 소스(252)가 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이 A_L에 실질적으로 직교하는 원호(A_r)를 따라 ±15도의 이동을 제공할 수 있도록 15도일 수 있다.

대안적으로, 도 14a 및 도 14b를 참조하면, 소스(252)는 2차 링크 부재(280) 상에 위치 설정될 수 있다. 예를 들어, 2차 링크 부재(280)는 제1 단부(282) 및 제2 단부(284)를 포함할 수 있다. 2차 링크 부재(280)의 제1 단부(282)는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 2차 링크 부재(280)의 제1 단부(282)는 회전 가능한 핀 메커니즘(285)을 통해 결합될 수 있다. 예시된 바와 같이, 2차 링크 부재(280)의 제1 단부(282)는 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 중심 부분에 위치 설정될 수 있다. 2차 링크 부재(280)는 어느 한 방향으로 각도(α)만큼 회전될 수 있고 이에 의해 2차 링크 부재(280)의 제2 단부(284)에 결합된 소스(252)의 이동을 가능하게 하여 검출기(254)에 대한 소스(252)의 이동을 용이하게 한다. 일 실시예에서, α는 소스(252)가 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이 A_L에 실질적으로 직교하는 원호(A_r)를 따라 ±20도의 이동을 제공할 수 있도록 20도일 수 있다. 현재 실시예와 관련하여, 소스(252)를 C-아암 조립체(250)에 결합하기 위해 2차 링크 부재를 이용함으로써, 소스(252)와 검출기의 이미지 평면 사이의 거리가 변경될 수 있다.

도 15를 참조하면, 검출기(254)에 대한 소스(252)의 측방향 이동을 가능하게 하는 C-아암 조립체(250)의 대안 실시예가 예시되어 있다. 도시된 대안 실시예에서, C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)은 함께 결합된 제1 및 제2 세그먼트(510, 520)로부터 제조될 수 있다. 제1 세그먼트(510)는 소스(252)를 포함할 수 있다. 제2 세그먼트(520)는 검출기(254)를 포함할 수 있다. 소스(252)가 검출기(254)에 피봇 가능하게 결합되도록 제1 세그먼트(510)는 제2 세그먼트(520)에 피봇 가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 예시된 바와 같이, 제2 세그먼트(520)는 실질적으로 직선형일 수 있고 제1 단부에 결합된 검출기(254)를 포함할 수 있는 반면, 제1 세그먼트(510)는 검출기(254) 반대쪽의 제2 단부에서 제2 세그먼트(520)에 피봇 가능하게 결합될 수 있다. 이렇게 배열되면, 피봇 지점(530)은 검출기(254)의 이미지 평면과 실질적으로 정렬될 수 있다. 또한, 이렇게 배열되면, 소스(252)와 검출기(254) 사이의 거리는 일정하게 유지된다. 제1 및 제2 세그먼트(510, 520)는 본 명세서에 개시된 임의의 메커니즘을 비롯하여 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 메커니즘에 의해 서로 피봇 가능하게 결합될 수 있다.

도 16을 참조하면, 검출기(254)에 대한 소스(252)의 측방향 이동을 가능하게 하는 C-아암 조립체(250)의 대안 실시예가 예시되어 있다. 대안 실시예는 본 명세서에 설명된 것을 제외하고는 도 15와 관련하여 전술한 실시예와 실질적으로 유사하다. 도시된 대안 실시예에서, 검출기(254)와 관련된 제2 세그먼트(520)는 대략 L자형을 포함할 수 있고, 그에 따라 제2 세그먼트(520)는 C-아암 조립체(250)의 궤도 장착부(170)와 작동식으로 결합되어 C-아암 조립체(250)의 회전 이동을 유지할 수 있다. 이렇게 배열되면, 제2 세그먼트(520)가 C-아암 조립체(250)에 회전 가능하게 결합되고 제2 세그먼트(520)가 제1 세그먼트(510)에 피봇 가능하게 결합된 상태에서, 소스(252)는 검출기(254)에 피봇 가능하게 결합될 수 있는 한편 여전히 아암 조립체(130)에 대한 C-아암 조립체(250)의 회전 이동을 가능하게 할 수 있다. 또한, 도 15의 실시예에서와 같이, 제1 및 제2 세그먼트(510, 520) 사이의 피봇 지점(530)은 검출기(524)의 이미지 평면과 일치한다. 또한, 이렇게 배열되면, 소스(252)와 검출기(524) 사이의 거리는 일정하게 유지된다. 제1 및 제2 세그먼트(510, 520)는 본 명세서에 개시된 임의의 메커니즘을 비롯하여 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 메커니즘에 의해 서로 피봇 가능하게 결합될 수 있다.

도 17을 참조하면, 검출기(254)에 대한 소스(252)의 측방향 이동을 가능하게 하는 C-아암 조립체(250)의 다른 대안 실시예가 예시되어 있다. 대안 실시예는 본 명세서에 설명된 것을 제외하고는 도 15와 관련하여 전술한 실시예와 실질적으로 유사하다. 도시된 대안 실시예에서, 중간 본체 부재(256)의 제1 세그먼트(510)는 그 중간 지점에서 중간 본체 부재(256)의 제2 세그먼트(520)에 피봇 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, C-아암 조립체(250)의 수평 중심선에 실질적으로 근접하게 피봇 지점(530)을 위치 설정시킴으로써, 소스(252)와 검출기(254) 사이의 거리가 변경될 수 있다.

소스(252)가 C-아암 조립체(250)의 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)에 실질적으로 직교하는 원호(A_r)를 따라 이동 가능하게 함으로써, TOMO 이미징 취득이 미니 C-아암으로 구현될 수 있다. 즉, X-선 소스(252)는 몇 초 안에 다수의 이미지를 촬상하면서 환자의 해부구조 위로 이동될 수 있다. 그 후, 이미지를 조합하여 환자 해부구조의 3D 이미지 또는 체적을 생성할 수 있다. 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, TOMO는 소스(252)가 환자의 해부구조를 따라 및/또는 가로질러 이동하는 동안 다수의 이미지 취득을 이용한다. 그 후, 이미지는 생성된 이미지에 기초하여 환자의 해부구조의 3D 이미지 또는 체적을 생성하는 컴퓨터화 시스템에 입력될 수 있다. 또한, 및/또는 대안적으로, 소스(252)는, 예를 들어 더 큰 작업 공간을 생성하도록 이동될 수 있다(예를 들어, 외과의는 원하는 대로 소스(252)를 방해가 되지 않게 이동할 수 있는 능력을 가짐). 또한, 및/또는 대안적으로, 소스(252) 및 검출기(254)는 환자의 해부구조의 다수의 이미지를 취득하기 위해 사용될 수 있다. 이들 이미지는 환자 해부구조의 다양한 각도에서 다수의 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있다.

또한, 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따라 그리고 이전에 언급된 바와 같이, 소스(252)는 수동 작동(예를 들어, 조작자가 수동으로 소스(252)를 이동시킬 수 있음)을 통해 또는 전동식 제어부(예를 들어, C-아암 조립체(250)는 소스(252)를 이동시키기 위해 하나 이상의 모터를 포함할 수 있음)를 통해 검출기(254)에 대해 및/또는 C-아암(250)의 중간 본체 부분(256)에 대해 이동한다. 일 구현에서, TOMO를 수행하여 환자 해부구조의 3D 이미지 또는 체적을 생성할 때, 3D 이미지 또는 체적의 생성은 각각의 개별 이미지에 대한 소스(252)의 위치 설정에 관한 정밀한 제어를 필요로 하기 때문에, 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)를 따른, 중간 본체 부분(256)의 원호 길이(A_L)에 직교하는 원호(A_r)를 따른 소스(252)의 전동식 제어, 및/또는 축(A)을 중심으로 한 검출기(254)의 회전이 바람직하다.

또한, 및/또는 대안적으로, 미니 C-아암이 프로그래밍 가능할 수 있고, 그에 따라 개별 외과의가 조작자 선호도를 충족시키기 위해 소스(252)에 대한 미리 설정된 각도 및/또는 위치를 사전 프로그래밍할 수 있는 것으로 고려된다.

본 명세서에서 이전에 언급된 바와 같이, 본 개시내용의 하나 이상의 특징에 따르면, 소스(252)가 이미지 캡처 동안 검출기(254)에 대해 이동 가능하도록 함으로써, 미니 C-아암은 MAV 및/또는 TOMO 이미지 취득을 가능하게 한다.

예를 들어, 도 18을 참조하면, MAV 및/또는 TOMO 이미지 취득 방법의 예시적인 실시예가 개시된다. 이미지 취득 방법의 하나 이상의 특징에 따르면, 방법은 MAV 또는 TOMO 이미징이 이용되는 지의 여부에 무관하게 상이한 위치 및/또는 각도에서 다수의 이미지를 취득하는 데 사용될 수 있다. 즉, 조작자에 의해 실질적으로 동일한 프로세스 또는 방법이 사용되어 다수의 이미지를 취득할 수 있다. 따라서, 보다 효율적인 워크플로가 조작자에게 제공된다.

본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 이미지 취득 방법은 검출기에 대한 X-선 소스의 각도 범위 또는 위치 전체에 걸쳐 이미지를 연속적으로 취득하는 데 사용될 수 있다. 즉, X-선 소스는 초기에 활성화될 수 있고, X-선 소스는, 예를 들어 제1 및 제2 위치와 같은 다양한 위치 사이에서 이동될 수 있다(예를 들어, X-선 소스는 X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 계속 ON이고, 그에 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 상이한 각도로 일련의 이미지를 생성함). 그 결과, X-선 소스가 검출기에 대한 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 이동할 때, 환자의 해부구조를 검출기의 표면으로부터 이동시키지 않고 환자의 해부구조의 복수의 투영 이미지가 취득된다. 일 실시예에서, 이미지는 X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 연속적으로 취득된다. 또한, 일 실시예에서, X-선 소스는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 자동으로 이동한다. 특정 실시예에서, 제1 및 제2 위치는 원하는 이미지를 취득하기 위해 조작자에 의해 미리 선택된 미리 결정된 위치에 대응한다.

그 후, MAV 또는 TOMO 이미징이 이용되고 있는 지의 여부에 따라, 취득 후 복수의 이미지 처리 및 이미지 디스플레이가 두 모드 사이에서 상이할 수 있다. 예를 들어, MAV와 관련하여, 상이한 각도에서 취득된 2개의 개별 2D 이미지를 예시하는 이미지가 나란히 디스플레이될 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이된 이미지는 제1 위치에서 취득된 제1 이미지 및 제2 위치에서 취득된 제2 이미지를 포함한다. 대안적으로, 디스플레이되는 이미지는 X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 취득한 복수의 투영 이미지로부터 조작자에 의해 선택된 제1 및 제2 이미지를 포함한다.

한편, TOMO를 이용하는 경우, 3D 재구성된 이미지가 생성된 다음 디스플레이될 수 있다(예를 들어, 복수의 투영 이미지를 사용하는 환자의 해부구조의 3차원 재구성이 생성될 수 있음). MAV와 TOMO는 모두 또한 취득된 이미지의 전체 시퀀스를 디스플레이할 수 있다(예를 들어, 2D Cine 유형 이미지). 이는 조작자가 디스플레이될 이미지를 선택할 수 있게 한다(예를 들어, 제1 위치와 제2 위치로부터의 이미지 또는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 취득한 모든 이미지의 영화를 보여줌). 또한, 일 실시예에서, X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 취득한 모든 투영 이미지의 시퀀스는, 예를 들어 영화 또는 비디오로서 디스플레이될 수 있다.

도 18을 참조하면, MAV 및/또는 TOMO 이미지 취득 방법은, 단계 1010에서, MAV 또는 TOMO 모드를 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 사용자는 이미지 취득 선택 모드를 누름으로써 원하는 작동 모드를 선택할 수 있지만, MAV와 TOMO 상상 취득 모드 사이에서 선택하기 위한 현재 알려져 있거나 이후에 개발되는 임의의 다른 메커니즘이 사용될 수 있다. 대안적으로, MAV 또는 TOMO 작동 모드의 선택이 이미지 취득 후에 선택될 수 있다는 것이 고려된다.

다음으로, 단계 1020에서, 원하는 이미지 취득 모드(예를 들어, MAV 또는 TOMO)를 선택한 후, 사용자는 이미지 취득을 개시할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 X-선 ON 버튼을 누르고 유지하여 이미지 취득을 시작하고 X-선 소스를 ON할 수 있지만, 미니 C-아암 및/또는 X-선 소스를 시작하기 위한 현재 알려져 있거나 이후에 개발되는 임의의 다른 메커니즘이 사용될 수 있다.

단계 1030에서, X-선 소스는 제1 또는 시작 위치 및/또는 각도로 이동된다. 대안적으로, X-선 소스가 초기에 제1 또는 시작 위치 및/또는 각도로 이동될 수 있고 그 후, 미니 C-아암 및/또는 X-선 소스가 활성화될 수 있다는 것이 고려된다. 어느 쪽이든, 제1 또는 시작 위치 및/또는 각도는 미리 설정된 위치 및/또는 각도일 수 있거나, 사용자 명령을 통해 설정될 수 있다(예를 들어, 미리 설정된 위치 및/또는 각도가 아님).

단계 1040에서, X-선 소스가 ON인 상태에서, 미니 C-아암은 제1 이미지 취득을 시작할 수 있다.

단계 1050에서, X-선 소스는 제2 위치 및/또는 각도로 이동된다. 제2 위치 및/또는 각도는 미리 설정된 위치 및/또는 각도일 수 있거나, 사용자 명령을 통한 것일 수 있다(예를 들어, 미리 설정된 위치 및/또는 각도가 아님). 이전에 언급된 바와 같이, 일 실시예에서, X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 X-선 소스는 계속 ON 상태를 유지하므로 X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 환자의 해부구조의 복수의 이미지가 취득될 수 있다.

단계 1060에서, 미니 C-아암 및/또는 이미지 취득이 OFF될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, X-선 소스는 사용자가 X-선 ON 버튼을 해제하면 자동으로 턴 오프될 수 있다. 완료되면, 이미지, 각도, 타임 스탬프 데이터 등이 이미지 처리를 위해 GPU로 전송될 수 있다.

개시된 워크플로 동안, 사용자는 전체 워크플로에 걸쳐 X-선 ON 버튼을 누르고 유지하지만, 시작 위치에 도달하면 X-선 소스가 자동으로 ON되고 종료 위치에 도달하면 자동으로 차단된다. 이는 조작자와 환자의 과다 노출을 방지하는 데 도움이 된다. 대안적인 자동 노출 제어 디바이스 및/또는 메커니즘이 사용될 수 있는 것으로 고려된다.

특정 다른 실시예에서, MAV 이미지 취득 및 TOMO 이미지 취득은 연속 모드 또는 스냅샷 모드를 통해 이루어질 수 있다. 두 시나리오 모두에서, MAV 또는 TOMO 이미지를 취득하는 방법은 실질적으로 동일하다. 주요 차이점은 X-선 소스 에너지가 온 상태를 유지하는 지속 기간 또는 시간이다. 연속 모드에서, X-선 소스 에너지는 사용자가 X-선 ON 스위치를 계속 누르고 있는 동안 온 상태를 유지할 수 있으며 스위치를 해제하면 정지 이미지가 취득된다. 스냅샷 이미지 취득 모드에서, 디바이스가 허용 가능한 이미지 품질의 이미지를 취득했다고 결정하면 X-선 소스 에너지는 디바이스에 의해 자동으로 턴 오프될 수 있다. 연속 모드와 유사하게, 정지 이미지가 취득된다. 두 경우(연속 또는 스냅샷)에, X-선 소스의 이동은 이미지 취득으로부터 분리될 수 있다.

특정 실시예에서, 미니 C-아암은 또한 소스가 이동함에 따라 검출기 활성 영역과 일치하도록 빔을 시준하기 위한 시준기/시야(FOV) 제어 서브시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 시준기/시야(FOV) 제어 서브시스템은, X-선 소스 모듈이 전체 동작 범위를 통해 이동하는 동안 시준기의 애퍼처 크기 및 위치를 제어할 수 있다.

대안적으로, 일 실시예에서, 미니 C-아암은 사용자가 FOV의 맞춤형 크기 및 위치를 선택 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 1단계 시퀀스가 이용될 수 있다. 관심 영역에 대한 위치는 사용자 FOV 크기 및 터치스크린을 통한 배치 입력으로 결정될 수 있다. Mag-view는 감소된 선량(애퍼처 크기 감소로 인해)을 가능하게 하며, 노출 증가는 이미지 품질 개선을 위한 옵션이다. 사용 동안, Mag View 중에는 레이저를 OFF해야 한다.

이미지 처리는 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 도 19를 참조하면, 이미지 처리는 이미지 원데이터를 취득하는 것과 취득된 모든 이미지에 대해 X-선 소스의 각도 위치를 취득하는 것을 포함할 수 있다. 각도 위치는 이미지를 취득하는 명령이 전송될 때마다 기록되며, 이 각도 이미지 "쌍"은, 예를 들어 TOMO 이미지의 이미지 재구성을 가능하게 한다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 미니 C-아암은 이미지 원데이터, 수집된 각각의 이미지에 대한 X-선 소스의 각도 또는 위치를 수집하기 위한, 그리고 수집된 이미지 각각을 타임 스탬핑하기 위한 다양한 서브시스템을 포함하거나 그와 작동식으로 관련될 수 있다. 그 후, 정보는 호스트 컴퓨터와 그래픽 카드를 포함하는 이미지 처리 서브시스템에 제공될 수 있으며, 이미지 처리 서브시스템은 이미지 원데이터, X-선 소스 각도, 및 타임 스탬프 데이터를 수집한다. 이미지 처리 서브시스템은 수집된 데이터를 본 명세서에 설명된 하나 이상의 이미지로 재구성한다.

즉, 이미지 취득 동안, 각각의 취득 이미지의 각도 위치가 기록되어 이미지 처리를 용이하게 한다. 예를 들어, TOMO 이미지 취득 동안, 각각의 X-선에 대한 소스 각도 정보를 사용하여 3차원 이미지를 재구성할 수 있다. 따라서, X-선 소스의 이동을 제어하는 것에 추가하여, 검출기에 의한 이미지 취득은 X-선 소스가 이동 범위를 통해 이동함에 따라 조정되어야 하며, 이들 이미지의 후속 처리는 최종 사용자에게 전달되어야 한다.

추가로 및/또는 대안적으로, 미니 C-아암은 C-아암 밸런스 서브시스템을 포함할 수 있다. C-아암 밸런스 서브시스템은 X-선 소스 모듈의 이동 중에 C-아암을 밸런싱하기 위한 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 서브시스템일 수 있다. 예를 들어, C-아암 밸런스 서브시스템은 C-아암 압출 연장부의 평형추, 변위된 슈 연장부의 평형추, 연결 장치의 평형추, 구동 벨트의 평형추, 광선총 및 변위된 슈의 로킹 장치, 전자 로킹 장치 및 확인 등일 수 있다.

추가로 및/또는 대안적으로, 미니 C-아암은 플렉스-아암 밸런스 서브시스템을 포함할 수 있다. 플렉스-아암 밸런스 서브시스템은 X-선 소스 모듈의 이동 동안 플렉스-아암을 밸런싱하기 위한 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 서브시스템일 수 있다. 예를 들어, 플렉스-아암 밸런스 서브시스템은 수동 로킹 장치, 전기 기계적 로킹 장치, 가스 스프링 등일 수 있다. 일 실시예에서, 가스 스프링은 최대 하중을 처리할 수 있다.

소스(252) 및 검출기(254)는 현재 공지되어 있거나 이후에 개발되는 임의의 소스 및 검출기일 수 있다. 예를 들어, X-선 소스 모듈(252)은 X-선 소스, 하우징 또는 인클로저, 예를 들어 하우징에 장착되고 접근성을 위해 사용자와 마주하는 제어 패널, X-선 소스에 부착된 시준기, 시준기 또는 X-선 소스에 부착된 레이저, 시준기 또는 X-선 소스에 부착된 검출기 조명, 및 예를 들어 하우징 내부에 위치 설정된 제어 PCB를 포함할 수 있다. 검출기(254)는, 예를 들어 비정질 실리콘 검출기, 비정질 셀레늄 검출기, 플라즈마 기반 검출기 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 평판 패널 검출기일 수 있다. 소스(252) 및 검출기(254)는, 예를 들어 손, 손목, 팔꿈치, 발 등과 같은 환자의 해부구조의 이미지를 생성한다.

본 개시내용은 특정 실시예를 참조하지만, 첨부된 청구항(들)에 정의된 바와 같이 본 개시내용의 영역 및 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시예에 대한 수많은 수정, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 개시내용은 설명된 실시예에 제한되지 않고, 다음 청구범위의 언어 및 그 등가물에 의해 정의된 전체 범위를 갖는 것으로 의도된다. 임의의 실시예의 설명은 단지 설명을 위한 것이며 청구범위를 포함하는 본 개시내용의 범위가 이들 실시예로 제한된다는 것을 시사하도록 의도되지 않는다. 다시 말하면, 본 명세서에서 본 개시내용의 예시적인 실시예를 상세히 설명하였지만, 본 발명의 개념은 달리 다양하게 구체화되고 채용될 수 있으며, 첨부된 특허청구범위는 종래 기술에 의해 제한되는 것을 제외하고 이러한 변형을 포함하는 것으로 해석되도록 의도되는 점을 이해하여야 한다.

전술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제공되었으며 본 개시내용을 본 명세서에 개시된 형태 또는 형태들로 제한하도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 본 개시내용의 다양한 특징은 본 개시내용을 간소화할 목적으로 하나 이상의 실시예 또는 구성으로 함께 그룹화된다. 그러나, 본 개시내용의 실시예 또는 구성의 다양한 특징은 대안 실시예 또는 구성으로 조합될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 다음의 청구범위는 참조로 본 상세한 설명에 포함되며, 각각의 청구범위는 그 자체로 본 개시내용의 별개의 실시예이다.

본 명세서에서 사용될 때, 단수로 기재되고 단어 "a" 또는 "an"으로 진행되는 요소 또는 단계는, 배제가 명시적으로 언급되지 않는 한, 요소 또는 단계의 복수를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 더욱이, 본 개시내용의 "일 실시예"에 대한 언급은 기재된 특징을 또한 통합하는 추가 실시예의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다.

본 명세서에 사용될 때, "적어도 하나", "하나 이상" 및 "및/또는"이라는 문구는 접속사 및 이접사 모두로 작용하는 개방형 표현이다. 용어 "a"(또는 "an"), "하나 이상" 및 "적어도 하나"는 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 모든 방향 참조(예를 들어, 근위, 원위, 상부, 하부, 상향, 하향, 좌측, 우측, 측방향, 길이배향, 전방, 후방, 상단, 하단, 위, 아래, 수직, 수평, 반경방향, 축방향, 시계 배향, 및 반시계 배향)는 본 개시내용에 대한 독자의 이해를 돕기 위한 식별 목적으로만 사용되며, 특히 본 개시내용의 위치, 배향 또는 사용에 관한 제한을 생성하지 않는다. 연결 참조(예를 들어, 맞물림, 부착, 결합, 연결 및 접합)는 광범위하게 해석되어야 하며 달리 나타내지 않는 한 요소 집합 사이와 요소 사이의 이동에 대한 중간 부재를 포함할 수 있다. 따라서, 연결 참조는 두 요소가 직접 연결되고 서로 고정된 관계에 있음을 반드시 추론하지는 않는다. 모든 회전 참조는 다양한 요소 사이의 상대 이동을 설명한다. 식별 참조(예를 들어, 1차, 2차, 제1, 제2, 제3, 제4 등)는 중요성이나 우선 순위를 암시하기 위한 것이 아니라 한 특징을 다른 특징과 구별하는 데 사용된다. 도면은 단지 예시를 위한 것이며 본 명세서에 첨부된 도면에 반영된 치수, 위치, 순서 및 크기에 대한 상대는 달라질 수 있다.

Claims

미니 C-아암 이미징 장치이며,
C-아암 조립체;
이동 가능한 베이스; 및
C-아암 조립체를 이동 가능한 베이스에 결합하는 아암 조립체를 포함하고;
C-아암 조립체는:
제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 만곡된 중간 본체 부분을 포함하며, C-아암 조립체는 제1 단부에 인접한 X-선 소스 및 제2 단부에 있는 검출기를 포함하고, 만곡된 중간 본체 부분은 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 원호 길이를 정의하며, X-선 소스는, X-선 소스가 만곡된 중간 본체 부분 상의 제1 위치에 있을 때 미니 C-아암이 제1 이미지를 취득하고 X-선 소스가 만곡된 중간 본체 부분 상의 제2 위치에 있을 때 제2 이미지를 취득할 수 있도록 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 그리고 검출기에 대해 이동 가능하며, 제2 위치는 제1 위치와 상이하여, 환자의 해부구조의 제1 및 제2 이미지는 환자의 해부구조에 대해 상이한 각도로 촬상되고 수술 절차 중에 환자의 해부구조를 이동시키지 않고 취득되는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제1항에 있어서, C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분은 레일을 포함하고, X-선 소스는 레일에 이동 가능하게 결합되는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제2항에 있어서, X-선 소스는 레일의 길이를 따라 수동으로 이동 가능한, 미니 C-아암 이미징 장치.
제2항에 있어서, X-선 소스는 구동 시스템을 통해 레일의 길이를 따라 이동되는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제4항에 있어서, 구동 시스템은 벨트에 작동식으로 결합된 모터 및 하나 이상의 아이들러를 포함하고, 모터의 활성화는 하나 이상의 아이들러를 중심으로 벨트를 회전시켜 레일의 길이를 따라 X-선 소스를 이동시키는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제5항에 있어서, X-선 소스는 레일에 이동 가능하게 결합된 커넥터 유닛 및 레일의 길이를 따라 이동을 안내하기 위한 방향 정렬 피처를 포함하는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제5항에 있어서, X-선 소스가 레일의 길이를 따라 이동할 때 X-선 소스를 밸런싱하기 위한 동적 평형추를 더 포함하는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제1항에 있어서, C-아암 조립체는 C-아암 조립체의 제1 단부에 인접한 만곡된 중간 본체 부분에 결합된 중간 링크 부재를 더 포함하고, X-선 소스는 중간 링크 부재에 이동 가능하게 결합되어 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 X-선 소스를 위치 설정하는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제8항에 있어서, 중간 링크 부재는 C-아암 조립체에 고정되는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제8항에 있어서, 중간 링크 부재는 C-아암 조립체에 이동 가능하게 결합되는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제1항에 있어서, X-선 소스는 X-선 소스가 검출기 바로 위에 위치 설정될 때 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 그리고 X-선 소스와 검출기를 통과하는 축에 대해 ±20도 이동하는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제1항에 있어서, 검출기는 X-선 소스가 검출기 바로 위에 위치 설정될 때 X-선 소스와 검출기를 통과하는 축을 중심으로 회전 가능한, 미니 C-아암 이미징 장치.
제12항에 있어서, 검출기는 하우징 내에 위치 설정되고, 하우징은 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 제2 단부에 회전 가능하게 결합되는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제1항에 있어서, X-선 소스는 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이에 직교하여 연장되는 원호를 따라 이동 가능한, 미니 C-아암 이미징 장치.
제14항에 있어서, X-선 소스는 소스 하우징 내에 위치 설정되고, 소스 하우징 및 X-선 소스는 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이에 직교하여 연장되는 원호를 따라 검출기에 대해 이동 가능한, 미니 C-아암 이미징 장치.
제14항에 있어서, X-선 소스는 소스 하우징 내에 위치 설정되고, X-선 소스는 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이에 직교하여 연장되는 원호를 따라 소스 하우징 및 검출기에 대해 이동 가능한, 미니 C-아암 이미징 장치.
제14항에 있어서, 2차 링크 부재를 더 포함하고, 2차 링크 부재는 C-아암 조립체에 회전 가능하게 결합된 제1 단부 및 X-선 소스에 결합된 제2 단부를 포함하며, 2차 링크 부재는, X-선 소스가 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이에 직교하여 연장되는 원호를 따라 이동하도록 C-아암 조립체에 대해 회전 가능한, 미니 C-아암 이미징 장치.
미니 C-아암 이미징 장치이며,
C-아암 조립체;
이동 가능한 베이스; 및
C-아암 조립체를 이동 가능한 베이스에 결합하는 아암 조립체를 포함하고;
C-아암 조립체는:
제1 단부, 제2 단부, 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 만곡된 중간 본체 부분, 및 C-아암 조립체에 결합되고 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 부분들 사이에서 연장되는 레일 - 레일은 원호 길이를 정의함 -;
레일에 이동 가능하게 결합된 X-선 소스;
C-아암 조립체의 제2 단부에 있는 검출기; 및
X-선 소스와 관련된 구동 시스템을 포함하고, 구동 시스템은 벨트에 작동식으로 결합된 모터 및 하나 이상의 아이들러를 포함하며, 모터의 활성화는 하나 이상의 아이들러를 중심으로 벨트를 회전시켜 레일의 원호 길이를 따라 X-선 소스를 이동시키는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제18항에 있어서, X-선 소스는 미니 C-아암이 만곡된 중간 부분을 따른 제1 위치에서 제1 이미지를 취득하고 만곡된 중간 부분을 따라 제2 위치에서 제2 이미지를 취득할 수 있도록 레일의 원호 길이를 따라 이동 가능하며, 제2 위치는 제1 위치와 상이하여, 환자의 해부구조의 제1 및 제2 이미지는 상이한 각도로 촬상되고 수술 절차 중에 환자의 해부구조를 이동시키지 않고 취득되는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제18항에 있어서, X-선 소스는 레일에 이동 가능하게 결합된 커넥터 유닛 및 레일의 원호 길이를 따라 이동을 안내하기 위한 방향 정렬 피처를 포함하는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제18항에 있어서, X-선 소스는 레일의 원호 길이를 따라 검출기 및 이미징 축에 대해 ±20도의 이동을 제공하며, 이미징 축은 X-선 소스가 검출기 바로 위에 위치 설정될 때 X-선 소스 및 검출기를 통과하는 축으로서 정의되는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제18항에 있어서, 검출기는 검출기의 표면에 직교하여 통과하는 축을 중심으로 회전 가능한, 미니 C-아암 이미징 장치.
제18항에 있어서, 레일의 원호 길이를 따라 x-선 소스의 이동을 제어하기 위한 동작 제어 시스템을 더 포함하는, 미니 C-아암 이미징 장치.
제1 단부, 제2 단부, 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 만곡된 중간 본체 부분을 갖는 C-아암 조립체를 포함하는 미니 C-아암을 사용하여 다수의 이미지를 취득하는 방법이며, 미니 C-아암은 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 이동 가능한 X-선 소스 및 C-아암 조립체의 제2 단부에 위치 설정된 검출기를 포함하고, 방법은:
만곡된 중간 본체 부분 상의 제1 위치와 만곡된 중간 본체 부분 상의 제2 위치 사이에서 검출기에 대한 C-아암 조립체의 만곡된 중간 본체 부분의 원호 길이를 따라 X-선 소스를 이동시키는 단계; 및
x-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 검출기의 표면으로부터 환자의 해부구조를 이동시키지 않고 환자의 해부구조의 복수의 투영 이미지를 취득하는 단계를 포함하는, 방법.
제24항에 있어서, 디스플레이 디바이스 상에 2개 이상의 투영 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제25항에 있어서, 2개 이상의 투영 이미지를 디스플레이하는 단계는 제1 위치에서 취득된 투영 이미지 및 제2 위치에서 취득된 투영 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함하는, 방법.
제25항에 있어서, 2개 이상의 투영 이미지를 디스플레이하는 단계는 X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 취득된 복수의 투영 이미지로부터 적어도 2개의 투영 이미지를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
제25항에 있어서, X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 취득된 복수의 투영 이미지 모두의 비디오와 함께 2개 이상의 투영 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제24항에 있어서, 복수의 투영 이미지를 사용하여 환자의 해부구조의 3차원 재구성을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제29항에 있어서, 환자의 해부구조의 3차원 재구성을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제24항에 있어서, 복수의 투영 이미지를 취득하기 전에 다중-각도 뷰(multi-angle view)(MAV) 상상 취득 모드 또는 단층 영상 합성(tomosynthesis)(TOMO) 이미지 취득 모드 중 하나를 선택하는 단계; 및 선택된 모드에 기초하여 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이하기 위해 복수의 투영 이미지를 처리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제24항에 있어서, 이미지는 X-선 소스가 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동할 때 연속적으로 취득되는, 방법.
제24항에 있어서, X-선 소스는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 자동으로 이동하는, 방법.