KR102599510B1 - 모바일 이미징을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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데이비드 에이. 갈로우
로버트 피. 클로우티어
존 티. 히키
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메드트로닉 내비게이션, 인코퍼레이티드
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Abstract

이미징 시스템이 개시된다. 이미징 시스템은 피검자에 관한 위치들에서 이미지 데이터를 획득 및/또는 생성하도록 동작 가능하다. 이미징 시스템은 이미징 시스템을 이동시키도록 구성된 구동 시스템을 포함한다.

Description

모바일 이미징을 위한 시스템 및 방법
본 개시는 이미징 시스템, 특히 모바일 이미징 시스템에 관한 것이다.
본 섹션은 본 개시와 관련된 배경 정보를 제공하며 반드시 종래 기술인 것은 아니다.
이미징 시스템들은 일반적으로 이미징 절차 동안 사용되는 일체형 환자 지지대들을 포함한다. 일반적으로 알려져 있는 이미징 시스템들은 Neurologica Corp.에서 판매한 BodyTom® CT 이미징 시스템 및 Brain Lab에서 판매 한 Airo® CT 이미징 시스템을 포함한다. 이러한 이미징 시스템들은 환자를 홀딩하고 환자 지지에 관한 이미징 시스템의 강체의 움직임을 위한 트랙을 제공하도록 맞춤 설계된 환자 지지대들을 포함한다. 이미징 시스템들은 제 위치에 고정되는 베이스들을 더 포함 할 수 있고 이미징 동안 베이스에 관해 약 12 센티미터 내지 약 18 센티미터와 같은 단거리를 이동할 수 있는 갠트리를 포함할 수 있다.
따라서, 일반적으로 알려져 있는 이미징 시스템들은 환자 지지대에 관한 이외의 제한된 이동성을 포함할 수 있다.
이 섹션은 본 개시의 요약을 개괄적으로 제공하고, 전체 범위 또는 모든 특징을 포괄적으로 개시하지는 않는다.
이미징 시스템으로도 지칭되는 피검자의 이미지 데이터를 획득하기 위한 시스템이 개시된다. 이미징 시스템은 다양한 유형의 이미지를 생성하기 위해 사용되는 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 이미지들은 재구성된 3차원 이미지들, 2차원 이미지들 또는 다른 적절한 이미지 유형들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 이미징 시스템은 X-레이 스캐너 또는 CT 스캐너일 수 있다. 이미지 데이터는 2차원(예를 들어, 투영 이미지 데이터) 또는 다른 적절한 유형들의 이미지 데이터일 수 있다.
이미징 시스템은 피검자에 관해 이동할 수 있는 이동성 특징을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 피검자는 선택된 의료 시설들에 일반적으로 위치하는 표준 및/또는 일반적으로 알려져 있는 방사선 투과성 수술대 이를테면 오하이오주에 사업장을 갖는 Steris plc에서 판매한 STERIS 4085 수술대와 같은 지지대 상에 위치될 수 있다. 이미징 시스템은 선택된 이미지들의 디스플레이를 위한 이미지들의 재구성을 가능하게 하기 위해 선택된 방식으로 피검자의 이미지 데이터를 획득하도록 피검자에 관해 위치되도록 구성된다.
다양한 실시예에서, 이미지 데이터는 이미징 시스템이 피검자에 관해 이동하는 동안 획득될 수 있다. 예를 들어, 이미징 시스템은 피검자에 관해(예를 들어, 주위를) 총 360도 또는 그 일부로 회전할 수 있다. 이미징 시스템은 또한 또는 회전에 더하여, 피검자의 종축을 따라 이동할 수 있다. 피검자의 종축을 따라 이동하거나 및/또는 종축을 가로질러 이동함에 있어서, 이미징 시스템은 선택된 휠 지지부들을 포함할 수 있는 구동 시스템에 의해 구동될 수 있다. 휠 지지부들은 메카넘 또는 옴니-휠들과 같은 전방향 휠들을 포함할 수 있다. 전방향 휠들은 일반적으로 적어도 제1 롤링 부분 및 제2 롤러 또는 롤링 부분을 포함한다. 이미징 시스템은 실질적으로 X축 및 Y축 방향 중 하나 또는 둘 다로 이동할 수 있다. 또한, 이미징 시스템은 피검자의 종축에 관해 비스듬히 이미지 데이터를 획득하기 위해 피검자에 관해 기울어질 수 있다.
이미징 시스템은 이미징 시스템의 수동 조작에 의해 이동될 수 있다. 다양한 실시예에서, 이미징 시스템은 피검자에 관해 이미징 시스템을 직접 이동시키기 위해 사용자로부터 압력과 같은 힘을 감지하는 하나 이상의 센서를 포함하는 핸들을 포함할 수 있다. 이미징 시스템의 수동 움직임은 이미징 시스템의 다른 구동 또는 로봇 제어 특징들을 포함하거나 제외할 수 있다. 따라서, 사용자는 시스템의 움직임을 미리 계획하지 않고 효율적이고 빠른 방식으로 피검자에 관해 이미징 시스템을 선택적으로 이동시킬 수 있다.
이미징 시스템은 피검자에 관해 이미징 시스템을 이동시키는 자동 또는 로봇 제어부들과 같은 제어부들을 더 포함할 수 있다. 이미징 시스템은 피검자의 선택된 이미지 데이터 수집을 획득하기 위해 피검자에 대해 미리 계획된 경로로 또는 경로에 따라 이동할 수 있다. 예를 들어, 피검자의 선택된 부분의 선택된 3차원 모델의 재구성이 선택될 수 있고, 이미징 시스템은 3차원 재구성에 적절한 양 및 유형의 이미지 데이터를 획득하기 위해 피검자에 관해 자동으로 이동하도록 프로그래밍될 수 있다.
적용 가능한 추가 영역들이 여기에 제공된 설명으로부터 분명해질 것이다. 이 발명의 내용에서의 설명 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적으로 의도되고 본 개시의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
여기에 설명되는 도면들은 모든 가능한 구현 예가 아니라 단지 선택된 실시예들의 예시 목적들이고, 본 개시의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
도 1은 이미징 시스템의 주위 모습이다;
도 2는 구동 시스템의 상세도이다;
도 3은 구동 시스템의 구동 서브 시스템의 상세도이다;
도 4a는 제1 위치에 있는 이미징 시스템의 개략도이다;
도 4b는 제2 위치에 있는 이미징 시스템의 개략도이다;
도 5는 구동 시스템의 사시도이다;
도 6은 도 5에 도시된 구동 시스템의 구동 어셈블리의 제1 상세 사시도이다;
도 7은 도 5에 도시된 구동 시스템의 구동 어셈블리의 제2 상세 사시도이다;
도 8은 다양한 실시예에 따른 핸들 어셈블리의 상세도이다;
도 9는 다양한 실시예에 따른 핸들 어셈블리의 상세도이다;
도 10은 다양한 실시예에 따른 이미징 시스템 카트의 상부 사시도이다;
도 11은 도 10의 카트의 하부 평면도이다;
도 12는 도 10의 카트의 주위 모습이다;
도 13은 다양한 실시예에 따라 이미징 시스템을 홀딩하기 위한 카트의 상부 사시도이다;
도 14는 도 13의 카트의 하부 평면도이다;
도 15는 다양한 실시예에 따른 이미징 시스템을 위한 카트의 상부 사시도이다;
도 16은 도 15의 카트의 하부 평면도이다;
도 17은 다양한 실시예에 따른 이미징 시스템을 위한 카트의 상부 사시도이다; 그리고
도 18은 도 17의 카트의 하부 평면도이다.
대응하는 참조 부호들은 여러 도면에 걸쳐 상응하는 부분들을 나타낸다.
이제 예시적인 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 보다 충분히 설명될 것이다.
도 1은 다양한 시술에 사용될 수 있는 20) 및 네비게이션 시스템(30)을 포함할 수 있는 수술실 시스템(10)의 개요를 도시한 도면이다. 네비게이션 시스템(30)은 피검자, 이를테면 환자(40)에 관한 아이템, 이를테면 이식물 또는 기구의 위치를 추적하는 데 사용될 수 있다. 또한 네비게이션 시스템(30)은 가이드 와이어, 관절경 검사 시스템, 정형외과용 이식물, 척추 이식물, 뇌심부 자극(DBS) 프로브 등을 포함하여, 임의의 유형의 기구, 이식물 또는 전달 시스템을 네비게이팅하는 데 사용될 수 있음이 유의되어야 한다. 또한, 기구들은 신체의 임의의 영역을 네비게이팅 또는 매핑하는 데 사용될 수 있다. 네비게이션 시스템(30) 및 다양한 추적 또는 네비게이팅 아이템들은 일반적으로 최소한의 침습 또는 개방 시술과 같은 임의의 적절한 시술에 사용될 수 있다.
네비게이션 시스템(30)은 환자(40)의 수술 전, 수술 중 또는 수술 후 또는 실시간 이미지 데이터를 획득하는 데 사용되는 20)과 인터페이싱할 수 있다. 그러나 임의의 적절한 피검자가 이미징될 수 있고 피검자에 관해 임의의 적절한 시술이 수행될 수 있음이 이해될 것이다. 도시된 실시예에서, 20)은 USA, Colorado, Louisville에 사업장을 두고 있는 Medtronic Navigation, Inc.가 판매하는 O-arm®이미징 시스템 또는 디바이스의 부분들을 포함하거나 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 20)은 이미지 데이터 캡처 부분(46)을 둘러싸는 갠트리 하우징(44)을 가질 수 있다. 갠트리(44)는 제1 부분(48)(일반적으로 고정 부분을 포함할 수 있는) 및 제2 부분(50)(제1 부분(48)에 관해 이동 가능한 부분을 포함할 수 있는)을 포함할 수 있다. 이미지 캡처 부분(46)은 서로 대체로 또는 실제적으로 가능한 180도 각도로 위치되고 이미지 캡처 부분(46)의 트랙(56)에 관해 이동 가능한 회전자(도시되지 않음) 상에 장착되는 x-선원 또는 방출 부(52) 및 x-선 수신 또는 이미지 수신 부분(x-선을 검출하도록 동작 가능할 수 있는 검출기라고도 함)(54)를 포함할 수 있다. 이미지 캡처 부분(46)은 이미지 데이터 획득 동안 회전자 상에서 또는 회전자와 함께 갠트리(44) 주위를 360도 회전하도록 동작 가능할 수 있다.
이미지 캡쳐 부분(46)은 중심 점 또는 축(46a)을 중심으로 회전할 수 있어, 환자(40)의 이미지 데이터가 다수의 방향으로부터 또는 다수의 평면에서 획득될 수 있게 한다. 20)의 축(46a)은 환자(40)의 종축과 같은 축에 관해 정렬되거나 위치될 수 있다. 20)은 미국 특허 제7,188,998호; 제7,108,421호; 제7,106,825호; 제7,001,045호; 및 제6,940,941호에 개시된 시스템들 및 방법들의 전부 또는 부분들을 포함할 수 있으며, 이 모두는 여기에 참고로 통합된다. 다른 가능한 이미징 시스템들은 또한 환자(40)의 3차원 모습들을 생성할 수 있는 C-아암 형광 투시 이미징 시스템들을 포함할 수도 있다.
이미지 캡처 부분(46)의 위치는 이미징 디바이스(20)의 임의의 다른 부분에 관해 정확하게 알려져 있을 수 있다. 또한, 여기서 논의되는 바와 같이, 이미지 캡처 부분(46)의 위치를 정확하게 아는 것은 추적 부분을 갖는 네비게이션 시스템(30)(예를 들어, 광학 로컬라이저(60) 및/또는 EM 로컬라이저(62)를 포함하는 전자기(EM) 추적 시스템)과 함께 추적 피검자, 이를테면 환자(40)에 관한 이미지 캡처 부분(46)의 위치 및 이미지 데이터를 결정하는 데 사용될 수 있다.
여기서 더 논의될 디바이스들을 포함하여 다양한 추적 디바이스들은 네비게이션 시스템(30)으로 추적될 수 있고 그 정보가 아이템, 예를 들어, 툴 또는 기구(68)의 위치의 디스플레이(64) 상의 디스플레이를 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 기구는 사용자(69)에 의해 작동, 제어 및/또는 홀딩될 수 있다. 사용자(69)는 외과의, 간호사, 용접공 등 중 하나 이상일 수 있다. 간략하게 말하면, 환자 추적 디바이스(70), 이미징 디바이스 추적 디바이스(72) 및 기구 추적 디바이스(74)와 같은 추적 디바이스들은 수술실의 선택된 부분들이 광학 로컬라이저(60) 및/또는 EM 로컬라이저(62)을 포함하여 적절한 추적 시스템과 함께 서로에 관해 추적될 수 있게 한다. 일반적으로, 추적은 선택된 기준 프레임 내에서, 이를테면 환자 기준 프레임 내에서 일어난다.
임의의 추적 디바이스들(70, 72, 74)은 각각의 추적 디바이스들을 추적하는 데 사용되는 추적 로컬라이저에 따라, 광학 또는 EM 추적 디바이스들, 또는 둘 다일 수 있음이 이해될 것이다. 추적 디바이스들(70-74)은 모두 유사하거나 상이할 수 있고, 네비게이팅 시술 동안 모두 교체 가능하지만 선택되거나 선택된 목적으로 배치될 수 있음을 이해해야 한다. 또한 임의의 적절한 추적 시스템이 네비게이션 시스템(30)과 함께 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 대안적인 추적 시스템들은 레이더 추적 시스템들, 음향 추적 시스템들, 초음파 추적 시스템들 등을 포함할 수 있다.
전형적인 EM 추적 시스템은 Colorado, Louisville에 사업장을 두고 있는 Medtronic Navigation, Inc.가 판매하는 STEALTHSTATION® AXIEM™ 네비게이션 시스템을 포함할 수 있다. 대표적인 트래킹 시스템들이 또한 2010년 7월 6일에 발행된 미국 특허 제7,751,865호; 1999년 6월 22일에 발행된 미국 특허 번호 제5,913,820호; 및 1997년 1월 14일에 발행된 미국 특허 번호 제5,592,939호에 개시되며, 모두 여기에 참고로 통합된다.
또한, EM 추적 시스템들의 경우, EM 로컬라이저(62)에 의해 생성된 EM 필드의 왜곡을 차폐하거나 보상하기 위한 차폐 또는 왜곡 보상 시스템들을 제공하는 것이 필요할 수 있다. 대표적인 차폐 시스템들은 2010년 9월 14일에 발행된 미국 특허 제7,797,032호 및 2004년 6월 8일에 발행된 미국 특허 제6,747,539호의 시스템들을 포함하고; 왜곡 보상 시스템들은 2004년 1월 9일에 출원된 미국 특허 출원 제10/649,214호(미국 출원 공보 제2004/0116803호로 공개됨)를 포함할 수 있으며, 이 모두는 여기에 참고로 통합된다.
EM 추적 시스템과, 로컬라이저(62) 및 다양한 추적 디바이스는 EM 제어기(80)를 통해 통신할 수 있다. EM 제어기는 다양한 증폭기, 필터, 전기 절연 및 다른 시스템을 포함할 수 있다. 또한 EM 제어기(80)는 추적을 위해 EM 필드를 방출 또는 수신하도록 로컬라이저(62)의 코일들을 제어할 수 있다. 그러나, 여기에 참고로 통합되는, 2002년 11월 5일에 발행된 미국 특허 제6,474,341호에서 개시된 것과 같은 무선 통신 채널은 EM 제어기(80)에 직접 연결되는 것과 반대로 사용될 수 있다.
또한 추적 시스템은 Colorado, Louisville에 사업장을 두고 있는 Medtronic Navigation, Inc.가 판매하는 광학 로컬라이저(60)와 유사한 광학 로컬라이저를 갖는 STEALTHSTATION® TRIA® TREON® 및/또는 S7™ 네비게이션 시스템을 포함하여 임의의 적절한 추적 시스템이거나 이를 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 또한 대안적인 추적 시스템들이 1999년 11월 9일에 발행된 미국 특허 제5,983,126호에 개시되어 있으며, 이는 이에 의해 참고로 통합된다. 다른 추적 시스템들은 음향, 방사, 레이더 등의 추적 또는 네비게이션 시스템들을 포함할 수 있다.
간략하게 말하면, 20)은 여기서 더 상세하게 논의될 하우징 또는 카트(100)를 포함하는 지지 시스템을 포함할 수 있다. 이미징 시스템(20)은 카트(100)에 하우징될 수 있는 별도의 이미지 처리 유닛(102)을 더 포함할 수 있다. 네비게이션 시스템(30)은 네비게이션 메모리(112)를 통신 또는 포함할 수 있는 네비게이션 처리 유닛(110)을 포함할 수 있다. 네비게이션 처리 유닛(110)은 이미징 시스템(20)으로부터 이미지 데이터를 포함하는 정보를 그리고 각각의 추적 디바이스들(70, 72, 74) 및 로컬라이저들(60, 62)을 포함하여 추적 시스템으로부터 추적 정보를 수신할 수 있다. 이미지 데이터는 워크스테이션 또는 다른 컴퓨터 시스템(116)의 디스플레이 디바이스(64) 상에 이미지(114)로서 디스플레이될 수 있다. 워크스테이션(116)은 적절한 입력 디바이스들, 이를테면 키보드(118)를 포함할 수 있다. 다른 적절한 입력 디바이스들, 이를테면 마우스, 풋 페달 등이 포함될 수도 있음이 이해될 것이다.
이미지 처리 유닛(102)은 제공될 경우, 이미징 시스템(20)으로부터의 이미지 데이터를 처리하고 이미지 데이터를 네비게이션 프로세서(110)로 송신하도록 구성될 수 있다. 그러나, 또한 이미징 시스템(20)은 어떠한 이미지 처리도 수행할 필요가 없고 이미지 처리 유닛(102)이 이미지 데이터를 바로 네비게이션 처리 유닛(110)으로 송신할 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 네비게이션 시스템(30)은 시스템 설계에 기반하여 단일 또는 다수의 메모리 시스템에 액새스할 수 있는 단일 또는 다수의 처리 센터 또는 유닛을 포함하거나 그것들로 동작할 수 있다. 그러나, 여기서 논의된 모든 처리 유닛은 일반적으로 선택된 메모리로부터 리콜된 명령들을 실행하는 프로세서들이거나 온보드 메모리를 갖거나 또는 트수 용도의 프로세서들일 수 있는 프로세서들일 수 있음이 이해된다. 또한, 각각의 프로세서들은 여기서 논의된 모든 처리 작업을 수행하도록 제공되거나 구성될 수 있다. 따라서, 특정 프로세스가 이미징 프로세스로서 논의될 수 있지만, 네비게이션 처리 유닛(110)이 그 프로세스를 수행하도록 구성될 수도 있다.
여기서 논의된 바와 같이, 이미징 시스템(20)은 환자(40)에 관해 이동할 수 있다. 환자(40)는 수술대 또는 지지대(120)에 고정될 수 있지만, 수술대 또는 지지대(120)에 고정될 필요는 없다. 수술대 또는 지지대(120)는 복수의 스트랩(124)을 포함할 수 있다. 스트랩들(124)은 환자(40)를 테이블(120)에 관해 고정하도록 환자(40) 주위에 고정될 수 있다. 다양한 추가적인 또는 대안적인 장치가 수술대(120) 상의 고정 위치에 환자(40)를 위치시키는 데 사용될 수 있다. 그러한 환자 위치 디바이스들의 예들은 2004년 10월 7일에 공개된 미국 특허 출원 공보 제2004/0199072호(2003년 4월 1일에 "An Integrated Electromagnetic Navigation And Patient Positioning Device(일체형 전자기 네비게이션 및 환자 위치 디바이스)"이라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 제10/405,068호)에 제시되어 있으며, 이는 이에 의해 참고로 통합된다. 다른 알려져 있는 장치들도 Mayfield® 클램프를 포함할 수 있다.
또한, 환자(40)의 이미지 시스템(20)에 관한 위치가 환자 추적 디바이스(70) 및 이미징 시스템 추적 디바이스(72)와 네비게이션 시스템(30)에 의해 결정될 수 있다. 그에 따라, 환자(40)의 이미징 시스템(20)에 관한 위치가 결정될 수 있다. 또한 대표적인 이미징 시스템, 이를테면 O-arm®이 작동되어 제1 위치를 알 수 있고 선택된 허용 오차 내에서 동일한 제1 위치로 재위치될 수 있다. 허용 오차는 약 0.01 밀리미터(mm) 내지 약 10 mm, 약 0.01 mm 내지 약 2 mm, 및 약 10 미크론일 수 있다. 이는 실질적으로 이미징 시스템(20)의 정확한 배치 및 이미징 디바이스(20)의 위치의 정확한 결정을 가능하게 한다. 이미징 부분(22)의 정확한 위치 설정은 미국 특허 제7,188,998호; 제7,108,421호; 제7,106,825호; 제7,001,045호; 및 제6,940,941호에서 더 설명되며; 이 모두는 여기에 참고로 통합된다.
피검자, 이를테면 환자(40)의 및/또는 그에 관한 물리적 공간은 피검자 또는 환자 공간으로 지칭될 수 있다. 이미징 시스템(30)으로부터의 이미지 데이터로 생성되거나 재구성된 이미지의 이미지 공간 또는 이미지의 좌표계는 이미지 공간으로 지칭될 수 있다. 이미지 공간은 환자 공간에서의 매칭 지점들 또는 기준 지점들 및 이미지 공간에서의 관련된 또는 동일한 지점들을 식별함으로써 환자 공간에 정합될 수 있다. 이미징 디바이스(20)는 정확한 그리고 알려져 있는 위치의 이미지 데이터를 생성하는 데 사용될 수 있다. 이는 이미지 데이터의 획득시 이미지 데이터가 환자(40)에 자동으로 또는 "생래적으로 정합되게(inherently registered)" 할 수 있다. 기본적으로, 환자 공간에서의 이미징 시스템(20)의 정확한 위치 설정에 기인하여 환자(40)의 이미징 시스템(20)에 관한 위치가 정확하게 알려진다. 이는 이미징 시스템(20)의 알려져 있는 정확한 위치에 기인하여 이미지 데이터에서의 지점들이 환자(40)의 지점들에 관해 알려질 수 있게 한다.
대안적으로, 이미지 데이터에서의 기준 지점들을 환자(40) 상의 기준 지점들과 매칭시킴으로써 수동 또는 자동 정합이 일어날 수 있다. 이미지 공간의 환자 공간에의 정합은 환자 공간과 이미지 공간 간 변환 맵을 생성할 수 있게 한다. 다양한 실시예에 따르면, 정합은 이미지 공간과 환자 공간에서 실질적으로 동일한 지점들을 결정함으로써 일어날 수 있다. 동일한 지점들은 해부학적 기준 지점들 또는 이식된 기준 지점들을 포함할 수 있다. 대표적인 정합 기술들은 여기에 참고로 통합되는 2017년 8월 22일자로 발행된 미국 특허 제9,737,235호에 개시되어 있다.
정합되면, 이미징 시스템(20)과 및/또는 이를 포함하는 네비게이션 시스템(30)은 선택된 시술들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 선택된 시술들은 이미징 시스템(20)으로 생성되거나 획득된 이미지 데이터를 사용할 수 있다. 또한, 이미징 시스템(20)은 시술에 관해 상이한 시간들에 이미지 데이터를 획득하는 데 사용될 수 있다. 여기서 논의된 바와 같이, 선택된 시술 부분의 확인을 포함하여 다양한 목적을 위해 시술 부분에 이어 환자(40)의 이미지 데이터가 획득될 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면서 추가로 도 2, 도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 이미징 시스템(20)은 환자(40)의 실제 또는 가상의 3차원 이미지들을 생성하는 데 사용되는 이미지 데이터를 획득하도록 구성될 수 있다. 상술된 바와 같이, 이미징 시스템 프로세서(102) 및/또는 네비게이션 시스템 처리 유닛(110)은 사용자(69)에 의한 디스플레이 및/또는 시청을 위한 이미지들을 생성 또는 재구성하는 데 사용될 수 있다. 이미지 데이터는 환자(40)가 이미징 시스템(20)이 환자(40)의 이미지 데이터를 획득할 수 있게 하도록 이미징 시스템(20)에 관해 배치된 상태에서 획득된다. 이미지 데이터를 획득하는 동안, 이미징 시스템(20)은 환자(40)에 관해 이동할 수 있다.
다양한 실시예에서, 디스플레이 디바이스(64)로 디스플레이하기 위한 3D 이미지를 생성하기 위해, 이미지 데이터는 환자(40)에 관한 복수의 시점 또는 위치로부터 획득될 수 있다. 획득된 이미지 데이터는 x-선으로 생성된 것과 같은 환자(40)를 통한 복수의 투영을 포함할 수 있고, 2D 투영을 포함할 수 있다. 환자(40)의 복수의 투영 또는 다른 적절한 이미지 데이터는 환자(40)에 대한 시술을 수행하는 데 도움을 주기 위해 이미지를 생성 또는 재구성하는 데 단독으로 또는 다른 정보와 함께 사용될 수 있다. 그러나, 환자(40)가 피검자일 필요는 없고 다른 적절한 피검자들이 이미징될 수 있음이 이해된다. 자기 공명 영상 검사(MRI) 시스템, 컴퓨터 단층 촬영(CT) 이미징 시스템, 형광 투시 이미징 시스템, X-선 이미징 시스템 등을 포함하여 임의의 적절한 이미징 시스템이 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
환자의 복수의 투영을 포함하여 복수의 이미지 데이터를 획득하기 위해, 이미징 시스템(20)이 이동된다. 다양한 실시예에서, 이미징 시스템(20)은 이미징 시스템(20)을 이동시키고/이동시키거나 그것의 움직임을 보조하기 위한 구동 어셈블리(140)를 포함한다. 구동 시스템(140)은 여기서 논의된 바와 같이, 다방향 구동 시스템일 수 있고, 다양한 실시예에서 구동 시스템은 전방향 구동 시스템일 수 있다. 다방향 및/또는 전방향 구동 시스템은 이미징 시스템(20)과 같은 구성물을 적어도 두 방향으로 별도로 및/또는 동시에 이동시키도록 구성될 수 있다. 이동할 때, 예를 들어, 이미징 시스템(20)은 다방향 구동 시스템(140)에 의해 두 수직축에 관해 비스듬히 구동될 수 있다. 다방향 구동 시스템(140)은 이미징 시스템(20)을 이미징 시스템(20) 내에 획정되는 축(101)을 중심으로 회전시키도록 작동될 수 있다. 또한, 다방향 구동 시스템(140)은 피검자(40)의 이미지 데이터를 획득하면서 이미징 시스템(20)을 복수의 축으로 구동시키도록 동작 가능할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에서, 구동 시스템(140)은 이미징 시스템을 적어도 두 모션 축으로 동시에 또는 별도로 이동시키도록 작동될 수 있다. 그러나, 구동 시스템은 이미징 시스템(20)을 둘보다 많거나 적은 축으로 동시에 이동시킬 수 있음이 이해된다.
구동 시스템(140)은 적어도 하나의(예를 들어, 제1) 전방향 휠(144)을 포함하는 휠들 또는 롤러들을 포함한다. 롤러들을 포함할 수 있는 전방향 휠(144)은 평면에서 병진 이동하고 평면에 수직하는 축을 중심으로 회전할 수 있다. 병진 이동 동안, 전방향 휠(144)은 일반적으로 시작 지점으로부터 임의의 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 전방향 휠의 병진 이동 및 회전은 실질적으로 정밀하고 제어될 수 있다. 구동 어셈블리(140)는 전방향 휠(144)보다 많이 포함할 수 있고 적어도 세 개 이상의 전방향 휠을 포함할 수 있음이 이해된다. 다수의 휠의 각각은 이미징 시스템(20)의 선택된 움직임을 달성하게 구동되도록 서로에 관해 선택된 위치들에 위치될 수 있다.
전방향 휠들의 각각은 실질적으로 유사할 수 있지만, 유사하거나 동일한 부분들을 포함할 수도 있다. 그에 따라, 휠들은 제2 전방향 휠(146), 제3 전방향 휠(148) 및 제4 전방향 휠(150)을 포함할 수 있다. 전방향 휠들(144, 146, 148, 150)은 대형 메카넘 휠(중국, 광동 지방, 동관시, 창안구, Xiao Bian 거리, Yaxin Alley #3, Omni Mechanical Technology가 제조한 상품 번호 NM254 AL. Omni Mechanical Technology, No. 3 Yaxin Alley, Xiao Bian ST, Chang)과 같은 임의의 적절한 전방향 휠들일 수 있다.
전방향 휠들의 사용은 이미징 시스템(20)을 이동시키기 위해 선택된 방식으로 하나 이상을 구동하는 동작을 포함할 수 있다. 예를 들어, 두 쌍의 휠이 베이스(103)에 관한 다이아몬드의 코너들에 위치될 수 있다. 한 쌍은 이미징 시스템을 제1 방향으로 이동시키도록 구동될 수 있고 다른 쌍은 이미징 시스템(20)을 제1 방향에 실질적으로 직교하도록 구동될 수 있다. 대안적으로, 각 쌍 중 한 쌍이 이미징 시스템(20)을 회전시키도록 구동될 수 있다. 따라서, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 이미징 시스템(20)이 하나 이상의 전방향 휠을 선택적으로 구동시킴으로써 선택된 방식으로 이동될 수 있음을 이해할 것이다. 여기서 논의된 바와 같이, 휠들(144-150)의 구동은 환자(40)의 선택된 이미지 데이터 획득을 달성하는 데 사용될 수 있다.
제1 전방향 휠(144)을 포함하여 전방향 휠들(144, 146, 148, 150)(도 2 참조)은 복수의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전방향 휠(144)은 제1 외부 플레이트(160) 및 제2 외부 플레이트(162)를 포함하여 두 개의 외부 플레이트를 포함할 수 있다. 롤러(164) 및/또는 복수의 롤러는 플레이트(160) 및/또는 제2 플레이트(162)의 평면에 관해 비스듬히 위치될 수 있다. 롤러(164)는 두 개의 엔드 플레이트(160, 162)에 고정되게 또는 회전 가능하게 연결되는 액슬(168) 상에서 회전하도록 제공될 수 있다. 다양한 실시예에서, 액슬들(168)은 고정되고 롤러(164)가 액슬들(168)을 중심으로 회전한다.
계속해서 도 2 및 도 3을 참조하면, 구동 어셈블리(140)는 제1 구동 서브 어셈블리(174) 및 제2 구동 서브 어셈블리(176)를 포함하여 두 개의 구동 서브 어셈블리로서 형성 또는 제공될 수 있다. 각각의 구동 서브 어셈블리들(174, 176)은 실질적으로 동일할 수 있지만, 여기서 논의된 바와 같이, 이미징 시스템(20)을 이동시키기 위해 실질적으로 또는 상대적으로 독립적으로 제어될 수 있다. 특히, 각각의 구동 서브 어셈블리들은 전방향 휠들(144, 146, 148, 150) 중 두 개를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 구동 서브 어셈블리(176)는 제3 전방향 휠(148) 및 제4 전방향 휠(150)을 포함할 수 있다.
각각의 전방향 휠들(144, 146, 148, 150)은 제1 전방향 휠(144)을 구동하기 위한 제1 모터(178), 제2 전방향 휠(146)을 구동하기 위한 제2 모터(184) 제3 전방향 휠(148)을 구동하기 위한 제3 모터(188), 및 제4 전방향 휠(150)을 구동하기 위한 제4 모터(192)를 포함하여 각각의 모터에 의해 구동될 수 있다. 각각의 모터들(178-192)은 다양한 실시예에 따라, 그것들 각각의 전방향 휠들(144-150)을 직접 구동할 수 있다. 그러나, 각각의 모터들(178-192)의 각각은 그것들 각각의 휠들(144-150)을 간접적으로 구동할 수 있음이 이해된다. 다양한 실시예에서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 벨트 구동부 또는 체인 구동부, 또는 다른 적절한 간접 구동부가 모터들(178-192)을 각각의 전방향 휠들(144-150)과 상호 연결시킬 수 있다. 다양한 다른 상호 연결 부분은 각각의 모터들(178-192)로부터 각각의 전방향 휠들(144-150)을 구동하기 위해 텐셔너, 풀리 등을 포함할 수 있음이 이해된다. 그러나, 또한 휠들은 각각의 모터들로부터 직접 또는 간접 구동에 의해 구동될 수 있음이 이해된다. 또한, 여기서 논의되는 바와 같이, 휠들(144-150)과 각각의 모터들(178-192) 간의 분리가 제공될 수 있다.
각각의 전방향 휠들(144)은 상술된 바와 같이, 제1 전방향 휠(144)에 대하여 예시된 바와 같이, 외부 플레이트들(160, 162)을 포함한다. 각각의 다른 휠들(146-150)은 소문자들이 붙은 유사한 참조 부호들로 참조되는 각각의 외부 플레이트들을 포함할 수 있다.
각각의 구동 서브 어셈블리들(174, 176)은 제1 구동 서브 어셈블리(174)의 제1 프레임(198) 및 제2 구동 서브 어셈블리(176)의 제2 프레임(200)과 같은 프레임워크 또는 프레임 구조를 포함한다. 각각의 프레임들(198, 200)은 단일 부재 또는 다수의 부재가 함께 연결되어 형성될 수 있다. 또한, 프레임들(198, 200)은 실질적으로 단지 내부 교차 지지부 및/또는 외부 경계 부재가 없이 골격으로 만들어진 프레임워크를 포함할 수 있다. 프레임들(198, 200)은 각각의 구동 메커니즘들, 이를테면 각각의 모터들(178-192) 및 각각의 전방향 휠들(144-150)에 대한 다양한 직접 및 간접 구동 부재를 홀딩한다.
다양한 실시예에서, 휠 액슬(210)은 제1 전방향 휠(144)을 통해 연장되고 프레임(198)과 상호 연결된다. 액슬(210)은 전방향 휠(144)에 연결되어 프레임들(198, 200)에 관한 전방향 휠(144)의 회전을 가능하게 한다. 예를 들어, 액슬(210)은 엔드 플레이트들(160, 162) 중 하나 또는 둘 다에 연결되어 모터(178)에 의해 구동될 때 전방향 휠(144)을 회전시킬 수 있다. 액슬(210)이 회전되면 외부 플레이트들(160, 162)을 회전시켜 전방향 휠(144)에 구동력을 제공한다.
다른 휠들(146-150)의 각각은 각각의 액슬 이를테면 제2 전방향 휠을 위한 제2 액슬(212), 제3 전방향 휠(148)의 제3 액슬(214) 및 제4 휠(150)의 제4 액슬(216)을 포함할 수 있다. 각각의 액슬들(210-216)의 각각은 상술된 바와 같이, 각각의 구동 또는 변속 메커니즘들과 함께 각각의 모터들(178-192)에 의해 구동될 수 있다. 전방향 휠들(144-150)을 선택된 방식으로 구동하면 여기서 더 논의될 바와 같이, 이미징 시스템(20)을 이동시킬 수 있다.
제1 구동 서브 어셈블리(174) 및 제2 구동 서브 어셈블리(176)를 포함하는 구동 어셈블리(140)는 링키지(220)와 상호 연결될 수 있다. 링키지(220)는 관형 강체 및/또는 원통형 고체 부재를 포함하는 강체 부재와 같은 임의의 적절한 링키지, 또는 다른 적절한 연결 부재일 수 있다. 다양한 실시예에서, 링키지(220)는 외부 곡면(222)을 갖는 실질적으로 원통형 구성을 포함한다. 링키지(220)는 각각의 프레임들(198, 200)에서 각각의 구동 서브 어셈블리들(174, 176)에 이동 가능하게 연결될 수 있다.
예를 들어, 제1 프레임(198)은 링키지 연결부(228)를 포함할 수 있다. 링키지 연결부(228)는 링키지(220)가 프레임워크(198)에 관해 또는 프레임워크(198)를 링키지(220)에 관해 이동할 수 있게 하는 베어링(bearing) 또는 부싱(bushing)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 프레임워크(198)는 대체로 양방향 화살표(230) 방향으로 링키지(220)를 중심으로 회전할 수 있다. 유사하게, 링키지(220)는 프레임(200)의 제2 링키지 연결부(234)에서 제2 구동 서브 어셈블리(176)에 연결될 수 있다. 다시 링키지(220) 및/또는 프레임 어셈블리(220)는 링키지 연결부(234)에서 푸싱 및/또는 베어링을 통해 서로에 관해 대체로 양방향 화살표(230) 방향으로 이동할 수 있다.
따라서, 구동 서브 어셈블리(174)는 제2 구동 서브 어셈블리(176)에 관해 이동할 수 있다. 다시 말해서, 제2 구동 서브 어셈블리(176)는 화살표(230a) 방향과 같은 제1 방향으로 이동할 수 있는 한편, 제1 구동 서브 어셈블리(174)는 화살표(230b) 방향으로 이동할 수 있다. 링키지(220) 그리고 그에 따라 각각의 가동 연결부들(228, 234)은 구동 서브 어셈블리들(174, 176)이 일반적으로 링키지(220) 및 축(236)을 중심으로 서로에 관해 독립적으로 이동할 수 있게 한다. 여기서 논의되는 바와 같이, 서로에 관한 구동 서브 어셈블리들(174, 176)의 이러한 움직임은 환자(40)의 이미지 데이터를 획득하기 위한 이미징 시스템(20)의 선택된 움직임을 가능하게 한다. 이는 또한 여기서 더 논의될 바와 같이, 이미지 데이터의 획득 동안 환자(40)에 관한 이미징 시스템(20)의 진동 또는 모션을 제거하거나 감소시킬 수 있다.
이미징 시스템(20)에 구동 어셈블리(140)에 연결하기 위해 하나 이상의 충격 흡수기들(쿠셔닝 또는 소프트 마운트라고도 함)(250)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 복수의 마운트(250)는 구동 어셈블리(140) 상에서 프레임들(198) 또는 돌출부(250) 상에 제공될 수 있다. 돌출부들은 프레임(198, 200)의 프레임 부재의 외측면과 일체형이거나 추가될 수 있다. 플랫폼들(252)이 프레임들(198, 200)과 형성될 수 있고 별도의 부재일 필요는 없으며, 단지 예시를 위해 별도의 구성요소로서 도시되고 논의됨이 이해된다. 그에 따라, 마운트들(250)은 이미징 시스템(20)과 연결하기에 적절한 구동 어셈블리(140)의 임의의 위치에 제공될 수 있다.
다양한 실시예에서, 마운트들(250)은 천연 또는 합성 고무, 금속 스프링 코일, 유압식 충격 흡수기 등과 같은 탄성 및/또는 순응성 재료로 형성될 수 있다. 마운트들(250)은 이미징 시스템(20)에 관한 구동 어셈블리(140)의 움직임 동안 쿠셔닝 및 진동의 감소 또는 진동의 제거를 가능하게 한다. 그에 따라, 구동 어셈블리(140)는 이미징 시스템(20)에 비강성으로 연결되면서 바닥, 포장면 등과 같은 표면 위를 이동할 수 있다. 마운트들(250)은 구동 어셈블리(140)의 모션 동안 구동 어셈블리(140)에 의해 받게 되는 힘 또는 모션을 이를테면 감쇠 또는 흡수함으로써, 이미징 시스템(252)으로 향하거나 전달되는 힘의 감소를 가능하게 한다. 모션은 구동 어셈블리(140)의 모션에 기인하여 구동 어셈블리(140)의 표면이 이동하거나 이동할 수 있는 불일치 또는 불균일에 기인할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 모터(178-192)가 동작 동안 충격 또는 저킹 모션을 유발할 수 있으며 이는 그렇게 함으로써 이미징 시스템(200)에 영향을 주는 모션을 제거하거나 감소시키기 위해 각각의 마운트(250)에 의해 흡수될 수 있다. 마운트들(250)은 이를테면 이미징 동안 이미징 시스템(20)의 움직임과 같은, 이미징 동안 이미징 시스템(20)의 서스펜션이 실질적으로 편평한 방식일 수 있게 하도록 선택된 양만큼 이동 또는 압축될 수 있다. 그러나, 다양한 실시예에서, 구동 어셈블리(140)는 카트(100)에 견고하게 연결될 수 있음도 이해된다. 또한, 구동 서브 시스템들(174, 176) 사이에 링키지(220)가 필요하지 않을 수 있다.
그렇기는 하지만, 다양한 실시예에서, 마운트들(250)은 연결부(220)에 대한 연접을 제공한다. 예를 들어, 제1 서브 어셈블리(174)에 관하여 논의하면, 마운트들 중 단지 두 개의 마운트(250' 및 250'')만 순응성이고 다른 두 개의 마운트(250''' 및 250'''')는 견고하게 부착된다. 이러한 예에서, 휠들(144, 146)은 부유하고 이는 3점 접촉(좌측 후방, 우측 후방 및 부유식 전방 어셈블리)을 생성한다. 세 지점이 평면을 획정하기 때문에, 베이스(103)는 바닥(280)에 관해 상대적으로 고정되게 유지된다. 다른 예에서는, 모든 마운트(250)가 순응성이고 서브 어셈블리(174)는 전체적으로 지형에 적응하고 이미징 시스템(20)을 바닥(280)에 관해 상대적으로 고정되게 유지하기 위해 독립적인 서스펜션과 유사하게 작용한다.
다시 도 1을 참조하고 계속해서 도 2 및 도 3을 참조하면, 이미징 시스템(20)은 사용자(69) 또는 다른 적절한 개인에 의해 위치될 수 있다. 다양한 실시예에서, 핸들 또는 조작 어셈블리(260)는 이미징 시스템(20)을 이동시키기 위한 하우징 또는 이동 카트(100)와 같은 적어도 일부와 연결된다. 사용자(69)는 파지 부분(262) 및 감지 부분(264)을 포함하는 핸들 어셈블리(260)를 잡을 수 있다. 핸들 부분(262)은 핸들(262)에 가해지는 힘, 이를테면 힘의 양 및 힘의 방향을 감지하기 위한 감지 부분(264)의 하나 이상의 센서와 연결될 수 있다. 굴곡, 압력 센서 등과 같은 다른 적절한 센서들이 포함될 수도 있다. 또한, 핸들 어셈블리(260)에는 다른 제어부들이 제공될 수도 있다. 핸들 어셈블리(260)는 Medtronic, Inc.가 판매하는 O-arm® 이미징 시스템에 포함된 것들 및/또는 여기에 참고로 통합되는 2016년 9월 22일에 공개된 미국 특허 출원 공보 제2016/0270748호에 개시된 것들과 유사한 부분들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 사용자(69)에 의해 가해지는 힘을 받는 핸들(262) 및 사용자(69)에 의해 핸들(262)에 가해지는 힘을 감지하는 감지 유닛(264)은 그 다음 이미징 시스템(20)을 이동시킬 수 있다. 감지 유닛(264)의 센서들은 힘 센서(예를 들어, 저항 센서, 전압 센서, 부하 센서, 위치 센서, 속도 센서 등), 방향 센서(예를 들어, 자이로스코프) 또는 다른 적절한 센서와 같은 임의의 적절한 센서일 수 있다. 감지 유닛(264)의 센서들은 이를테면 이미지 처리 유닛(102) 및/또는 별도의 모션 제어기(268)에 포함되는 제어기에 감지 신호를 전송할 수 있다. 모션 제어부(268)는 사용자(69)에 의해 핸들(262) 상에 가해진 힘에 관한 센서들(264)로부터 감지된 신호들을 수신할 수 있다. 그 다음 모션 제어기(268)는 하나 이상의 모터(178-192)를 구동하기 위한 구동 신호를 생성할 수 있다. 모션 제어기(268)는 임의의 적절한 모션 제어기, 이를테면 이더넷을 포함하는 다축 모션 제어기 또는 California, Rockland에 사업장을 두고 있는 Galil Motion Control가 판매하는 DMC-18x6 모션 제어기를 포함하는 컴퓨터 카드(PCI) 제어기들일 수 있다.
그러나, 모션 제어기(268)는 임의의 적절한 모션 제어기일 수 있고, 각각의 휠들(144-150)을 구동하기 위한 모터들(178-192)의 동작을 제어할 수 있다. 각각의 모터들(178-192)을 제어함으로써, 각각의 전방향 휠들(144-150)은 적절한 방식으로 각각의 액슬들(210-216)을 중심으로 회전될 수 있다. 이미징 시스템(20)은 전방향 휠들(144-150)을 각각의 액슬들(210-216)을 중심으로 선택된 방식으로 구동함으로써, 선택된 및/또는 적절한 축들로 또는 그것들을 따라 이동될 수 있다.
이를테면 핸들 어셈블리(260)를 이용한 이미징 시스템의 움직임은 빠르거나 코스 및/또는 느리거나 정밀할 수 있다. 코스 움직임 동안, 이미징 시스템(20)은 사용자(69)에 의해 가해져 측정 또는 감지된 힘에 기초하여 약 0.9 마일/시간(MPH) 내지 약 2.0 MPH(약 1.5 MPH를 포함)와 같이 빠르게 이동될 수 있다. 정밀한 움직임 동안, 이미징 시스템(20)은 사용자(69)에 의해 가해져 측정 또는 감지된 힘에 기초하여 약 0.01 MPH 내지 약 0.3 MPH(약 0.15 MPH를 포함)와 같이 보다 느리게 이동될 수 있다. 이미징 시스템(20)은 전방향 휠들(144-150)을 적절한 제어 방식에 따라 구동함으로써 적어도 3축으로 이동될 수 있다. 적절한 제어 방식들은 선택된 방식으로 이를테면 선택된 모션 축을 따라 그리고 다수의 모션 축을 따라 이미징 시스템(20)을 이동시키기 위해 휠들(144-150) 중 하나 이상을 구동하는 것들을 포함한다. 휠들(144-150)의 구동은 또한 휠들로부터 피드백을 갖거나 갖지 않는 폐쇄 또는 개방 루프로 수행될 수도 있다.
전방향 휠들을 상이한 속도들 및/또는 방향들로 구동하면 이미징 시스템(20)의 상이한 총 움직임을 야기할 수 있다. 따라서, 이미징 시스템(20)은 제1 축(274)으로 이동될 수 있다. 제1 축(274)은 대체로 피검자, 이를테면 환자(40)의 장축을 따르는 축일 수 있다. 또한, 모션 제어기(268)는 제1 축(274)에 실질적으로 수직할 수 있는 제2 축(276)으로 이미징 어셈블리(20)를 이동시키도록 모터들(178-192)을 작동시킬 수 있다. 두 개의 축(274, 276)은 이미징 시스템(20)이 대체로 평면에서 움직이게 할 수 있다.
축들(274, 276)에 의해 획정되는 움직임 평면은 실질적으로 평행하거나 이미징 시스템(20)이 배치되는 표면(280)에 의해 획정될 수 있다. 또한, 이미징 시스템(20)은 제1 축(274) 및 제2 축(276)에 실질적으로 수직할 수 있는 축(282)을 중심으로 회전할 수 있다. 일반적으로 이미징 시스템(20)은 축(282)을 중심으로 화살표(284) 방향으로 회전할 수 있다. 또한, 갠트리(48)를 포함하는 이미징 시스템(20)은 축들(274, 276)에 실질적으로 수직하는 축(282) 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 갠트리(48)는 축(282) 방향으로 이동할 수 있고, 이러한 움직임은 구동 어셈블리(140)로 인한 움직임이 아닐 수 있고, 모션 제어기(268)가 갠트리(48)를 또한 축(282) 방향으로도 이동시키는 데 사용될 수 있다.
따라서, 핸들 어셈블리(260)가 이미징 시스템(20)을 이동시키는 데 사용될 수 있다. 이미징 시스템(20)의 움직임은 환자(40)의 이미지 데이터를 수집하는 것과 같은 이미징 시스템(20)의 동작 동안 수행될 수 있다. 또한 핸들 어셈블리(260)는 이미징 시스템(20)을 환자(40)에 관해 선택된 위치로 이동시키는 데 사용된 다음 환자(40)의 이미지 데이터를 수집하는 동안 해제될 수도 있다. 그에 따라, 핸들 어셈블리(260)는 이를테면 환자(40)를 이미징하기 전, 동안 또는 후에 임의의 적절한 시간에 이미징 시스템(20)을 이동시키는 데 사용될 수 있음이 이해된다.
또한 핸들 어셈블리들은 이미징 시스템(20) 상의 다른 위치들에 위치될 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 제2 핸들 어셈블리(290)는 핸들 어셈블리(260)로부터 떨어져 위치될 수 있다. 또한 제2 핸들 어셈블리(290)는 핸들(292) 및 센서 어셈블리(294)를 포함할 수 있다. 센서 어셈블리(294)는 센서 어셈블리(264)와 유사하고 모션 제어부(268)와 통신할 수 있다. 핸들 어셈블리(290)는 상술된 바와 같이, 모든 방향으로 또는 축(274, 276, 282 및 284)을 따라 이미징 시스템(20)을 이동시키거나 그 수를 제한할 수 있다. 예를 들어, 제2 핸들 어셈블리(290)는 이미징 시스템(20)을 제1 개략적인 위치(예를 들어, 보관함)로부터 제2 개략적인 위치(예를 들어, 수술실)로 이동시키는 데 사용될 수 있다. 따라서, 제2 핸들 어셈블리(290)는 이미징 시스템(20)의 움직임을 대체로 축들(274, 276)을 따라 그리고 화살표(284) 방향으로 제한할 수 있다.
또한, 환자(40)의 이미징은 실질적으로 자동, 수동 또는 둘 다의 조합으로 수행될 수 있다. 계속해서 도 1 내지 도 3을 참조하고 추가로 도 4a 및 4b를 참조하면, 이미징 시스템(20)은 환자(40)에 관해 이동 가능하다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 환자(40)는 병원 침대 또는 수술실(예를 들어, 방사선 투과성) 침대와 같은 지지체(120) 상에 위치된다. 환자(40)는 임의의 적절한 위치 또는 공간에 위치될 수 있음이 이해된다. 그럼에도 불구하고, 이미징 시스템(20)은 디스플레이 디바이스(64) 또는 임의의 다른 적절한 디스플레이 디바이스 상에 디스플레이될 이미지(114)의 생성을 위한 이미지 데이터를 획득하기 위해 환자(40)에 관해 이동할 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 이미징 시스템(20)은 환자(40)에 관해 초기 또는 시작 위치(300)에 위치될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 환자(40)는 이미징 시스템(20)의 동작 및 움직임 동안, 이동할 필요가 없다. 이미징 시스템(20)이 임의의 적절한 방식 또는 방향, 또는 상술된 것들을 포함하는 움직임들에 대한 방향의 조합으로 피검자에 관해 이동될 수 있다. 예를 들어, 이미징 시스템(20)은 도 4a에 도시된 바와 같이, 화살표(274') 방향으로 축(274)을 따라 이동할 수 있다. 그에 따라, 이미징 시스템(20)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 환자(40)의 머리(40a) 근처로부터 환자(40)의 발(40b)을 향해 이동할 수 있다.
이미징 시스템(20)의 이동 동안, 갠트리(48)는 화살표(274') 방향으로 이동할 수 있고/있거나 전체 이미징 시스템 어셈블리는 화살표(274') 방향으로 이동할 수 있다. 갠트리(48) 및 카트(100)를 비롯한 전체 이미징 시스템(20)의 움직임 동안, 모션 제어기(268)는 전방향 휠들(148, 150)을 비롯한 구동 어셈블리(140)를 작동시켜 이미징 시스템(20)을 대체로 화살표(274') 방향으로 이동시킬 수 있다. 이미징 시스템(20)은 상술된 것들과 같은 다양한 부분을 포함할 수 있으며, 이는 또한 환자(40)를 중심으로, 이를테면 환자의 장축을 중심으로 회전할 수도 있다.
이미징 시스템(20)이 카트(100)를 포함하여, 화살표(274') 방향으로 이동함에 따라, 구동 시스템(140)의 전방향 휠들은 회전하여 이미징 시스템(20)을 화살표(274') 방향으로 이동시킬 수 있다. 이미징 시스템(220)은 또한 환자 지지체(120)를 지지할 수 있는 표면(280)을 따라 이동한다. 표면(280)은 이미징 시스템(20)의 움직임을 위해 실질적으로 매끄럽고 평탄할 수 있음이 이해될 수 있다. 그러나, 또한 표면(280)은 표면(280)의 하부 또는 평평한 부분(280'') 위로 연장되는 범프들 또는 돌출부들(280')과 같은 결함들을 포함할 수 있음이 이해된다. 유사하게 낮은 곳들 또는 함몰부들(도시되지 않음)이 존재할 수 있다.
이미징 시스템(20)이 도 4a에 도시된 시작 위치(300)로부터 도 4b에 도시된 종료 또는 제2 위치(302)로 움직이는 동안, 이미징 시스템(20)은 범프(280')에 부딪힐 수 있다. 범프(280')는 대체로 화살표(304) 방향과 같이, 평평한 표면 부분(280'')으로부터 멀어지는 방향으로 전방향 휠들(144-150) 중 하나 이상을 이동시킬 수 있다. 전방향 휠(150)과 같은 선택된 전방향 휠의 움직임 동안, 검출기(54)와 같은 이미징 시스템의 다양한 부분의 배향 또는 위치가 대체로 평면을 따르고 축들(274, 276)에 의해 획정되는 것과 같은 의도된 경로로부터 환자(40)에 관해 이동할 수 있다. 그에 따라, 결과 이미지 데이터는 이미징 시스템(20)을 이용하여 획득된 이미지 데이터의 모든 이미지 프레임 또는 획득과 정렬되지 않을 수 있다.
이미징 시스템(20)은 관성 측정 유닛(IMU)(310)으로 지칭될 수 있는 위치 측정 센서에 포함된 것들과 같은 추가 센서들을 포함할 수 있다. IMU(310)는 하나 이상의 가속도계 및 하나 이상의 자이로스코프를 포함할 수 있다. IMU(310)는 검출기(54), 갠트리(48), 카트(100)의 이미징 시스템 지지 베이스(103) 또는 다른 적절한 위치들과 같은 이미징 시스템(20)의 다양한 부분에 통합될 수 있다.
IMU(310)는 이미징 시스템(20)의 움직임 동안 검출기(54)와 같은 각각의 부분들의 움직임의 양 또는 이미징 시스템(20)의 움직임 동안 이미징 시스템(20)의 총 모션을 결정할 수 있다. 검출기(54)와 같은 또는 검출기(54)만을 포함하는 이미징 시스템(20)의 결정된 모션은 이미지 데이터로부터 이미지(114)의 재구성에 통합될 수 있다. 예를 들어, 이미지 데이터의 획득 동안 화살표(304) 방향으로 약 1mm의 검출기(54)의 움직임이 결정될 수 있다. 검출기(54)의 변위 동안 획득된 이미지 데이터는 실질적으로 에러가 없거나 선명한 이미지 데이터(144)를 생성하기 위해 측정되거나 결정된 양에 기초하여 나머지 이미지 데이터와 정렬될 수 있다.
다양한 실시예에서, IMU(310)는 움직임의 크기 및 움직임의 시간을 포함하여 감지된 움직임을 이미지 처리 유닛(102) 또는 다른 적절한 처리 유닛으로 송신할 수 있다. 이미징 처리 유닛(102)과 같은 적절한 처리 유닛은 환자(40)의 획득된 모든 이미지 데이터를 정렬시키기 위한 움직임의 양 및 움직임의 시간을 통합할 수 있다.
IMU(310)는 세 개의 가속도계 및 세 개의 자이로스코프를 포함할 수 있고, 그에 따라 이미징 시스템(20) 및/또는 그 부분들의 자유로운 움직임을 감지하기 위해 6 자유도를 제공할 수 있다. IMU(310)는 편차들을 감지하고 개방 루프 방식으로 이미징 데이터를 정정할 수 있다. 다시 말해, 움직임의 시간 및 양은 이미징 프로세서(102) 및/또는 네비게이션 프로세서(110)에 의해 이미지 데이터 획득 및/또는 이미지 재구성으로 결정 및 통합될 수 있다. 다양한 실시예에서, IMU(310)는 또한 또는 대안적으로 갠트리(44) 및/또는 이미징 시스템(20)의 선택된 축들을 전체로서 관성을 안정시키기 위해(X, Y, Z, 틸트, 웨그) IMU(310) 주위에서 폐쇄 루프 방식으로 동작 가능할 수 있다. 다시 말해서, 이미지 시스템 전체로서 또는 갠트리(44) 및/또는 이미징 부분(46)은 이미지 데이터가 관성적으로 안정된 방식으로 수집됨을 보장하도록 이동될 수 있다. 즉, 이미징 시스템(20)의 다양한 부분은 감지 및/또는 결정된 움직임을 보상하기 위한 IMU(310)로부터의 신호에 기초하여 이동될 수 있다. 일반적으로, 회전자(56)의 회전축은 이미징 목적들로 환자(40) 주위에서 360도 회전될 수 있기 때문에 관성적으로 안정화되지 않을 것이다.　
또한, IMU(310)는 네비게이션에 사용될 수 있다. IMU(310)로부터의 정보는 이미지 데이터 획득 동안 이미징 시스템(20)이 관성 공간에서 코스를 유지함을 보장하기 위해 구동 제어기(268)에 의해 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 하나 보다 많은 IMU(310)가 존재할 수 있다. 구동 제어부(268) 및 구동 시스템(140, 340)은 세 개의 모션 축을 사용할 수 있기 때문에, 구동을 위한 IMU는 수직축을 중심으로 회전하기 위해 단지 두 개의 가속도계(x/y 방향) 및 하나의 자이로스코프만을 포함할 수 있다. 이는 그것이 직선, 스플라인 이동 또는 다지점 안내와 같은 선택된 방식으로 수술대(120) 및 환자(40)를 따라 구동됨을 보장하는 데 사용될 것이다. 그러나 어느 경우든 IMU(310)의 사용은 선택 사항이다.
IMU(310)에 추가적으로, 또는 대안적으로 추적 시스템(30)이 또한 이미징 시스템(20)의 움직임을 결정하는 데 사용될 수 있다. 상술된 바와 같이, 이미징 추적 디바이스(72)는 이미징 시스템(20) 상에 위치될 수 있다. 이미징 시스템(20)이 화살표(274') 방향으로 움직이는 동안, 추적 시스템은 갠트리(48)를 비롯한 이미징 시스템(20)의 움직임을 추적할 수 있다. 이미지 데이터의 획득 동안 이미징 시스템(20)의 추적된 위치는 또한 축(274)과 같은 선택된 축에 따른 이미지 데이터의 정렬을 보장하기 위해 사용될 수 있다. 그에 따라, 추적 시스템(30)은 이를테면 이미지 데이터를 획득하는 동안, 시간이 흐르면서 이미징 시스템(20)의 위치에 관한 위치 데이터를 생성 또는 제공하기 위해 사용될 수 있다.
상술된 바와 같이, 도 1, 도 2 및 도 3과 관련하여, 이미징 시스템(20)은 구동 시스템(140)을 포함 또는 통합할 수 있다. 구동 시스템(140)은 전방향 휠들을 포함할 수 있는 휠 지지체들과 같은 하나 이상의 지지체를 포함할 수 있다. 전방향 휠들(144-150)은 198,200의 프레임 구조들과 같은 선택된 구조들에 연결 및/또는 통합될 수 있다. 그러나, 휠들(144-150)과 같은 지지체들은 상술된 프레임들(198,200)에 통합되어야 할 필요는 없음이 이해된다. 도 5, 도 6 및 도 7을 참조하면, 이미징 시스템(20)은 구동 어셈블리(340)를 통합할 수 있다. 구동 어셈블리(340)는 독립적인 구동 서브 어셈블리들과 같은 선택된 서브 어셈블리들을 포함할 수 있다. 구동 어셈블리(340)는 제1 독립 구동 서브 어셈블리(344), 제2 독립 구동 서브 어셈블리(346), 제3 독립 구동 서브 어셈블리(348) 및 제4 독립 구동 서브 어셈블리(350)를 포함할 수 있다. 각각의 구동 서브 어셈블리들(344-350)은 도 6 및 도 7에 구체적으로 도시된 것들과 같은 다양한 구성요소를 포함할 수 있다. 구동 어셈블리(340)의 구동 서브 어셈블리들(344-350)은 이미징 시스템(20)에, 이를테면 베이스 또는 지지 부분(103)에 장착 또는 연결된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 지지 베이스(103)는 각각의 독립 구동 서브 어셈블리들(344-350)에 연결된다. 상술된 부분들을 포함하는 이미징 시스템(20)이 지지 베이스(103)와 그 외 달리 연관될 수 있음이 이해된다. 단지 지지 베이스(103)의 도시는 단순히 본 논의를 위한 것이다. 또한 이미징 시스템(20)은 구동 어셈블리(340)에 기인하여 상술된 바와 같이, 상술된 모든 특징 및 가능한 움직임을 포함할 수 있음이 이해된다.
각각의 구동 서브 어셈블리들(344-350)은 상술된 바와 같이, 휠들(144-150)과 같은 지지체들과 연관될 수 있다. 따라서, 휠들(144-150)은 다시 상세히 설명되지 않지만, 상술된 것들을 포함하는 특징들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 구동 서브 어셈블리(344)는 휠(144)을 포함하거나 이에 연결될 수 있다. 각각의 구동 서브 어셈블리들은 구동 서브 어셈블리(344)와 유사한 구성요소들을 포함할 수 있고 독립하여 상세하게 논의되지 않을 것임이 이해된다. 구동 서브 어셈블리(346-350)의 유사한 구성요소들은 소문자가 붙은 유사한 참조 부호들을 포함한다.
구동 서브 어셈블리(344)의 휠(144)은 액슬(210)을 통해 구동 모터, 이를테면 구동 모터(178)에 연결된다. 어셈블리(344)는 하나 이상의 베어링 및/또는 연결 구성요소(358)를 포함할 수 있다. 구동 모터(178)는 기어 감속 메커니즘(360)에 의해 액슬(210)에 연결될 수 있다. 기어 감속 메커니즘(360)은 모터를 약 50 내지 1과 같은 적절한 양으로 감소시킬 수 있다. 그에 따라, 모터(178)는 휠(144)을 적절한 방식 및 속도로 구동할 수 있다. 또한, 구동 연결 부재(362)가 여기서 논의된 바와 같이 액슬(210)과 상호 연결될 수 있다.
모터(178)는 베이스(103)에 관해, 이를테면 베이스(103)에 고정되게 장착될 수 있다. 구동 모터(178)는 연결 또는 장착 블록(342)을 통해 휠(144)과 상호 연결될 수 있다. 장착 블록(364)은 베이스(103)에 관해 위치될 수 있고 이를테면 통로 또는 보어(366)를 통해 모터(178)를 휠(144)에 연결할 수 있게 한다. 장착 블록(364)은 피봇 메커니즘(370)을 통해 베이스(103)에 이동 가능하게 연결될 수 있다. 피봇 메커니즘(370)은 베이스(103)에 견고하게 또는 고정되게 연결된 강성 장착 블록(372)을 포함할 수 있다. 피봇 핀(376)은 블록(372)의 보어(378) 및 장착 블록(342)의 제2 보어(380)를 통과할 수 있다.
구동 어셈블리(344)는 장착 또는 프리-텐셔닝 어셈블리(380)를 더 포함한다. 프리-텐셔닝 어셈블리(380)는 볼트(382) 및 너트(384) 및 다양한 다른 구성요소, 또는 이들 구성요소에 대한 선택적 대안 예들을 포함할 수 있다. 프리-텐셔닝 어셈블리(380)는 감쇠 또는 충격 흡수의 테셔닝을 가능하게 한다.
구동 어셈블리(344)는 피봇 메커니즘(370)으로 인해 장착 블록(364)이 고정 블록(372)에 관해 피봇 및 이동하게 함으로써 바닥(280)에 기인한 베이스(103)의 모션의 충격 흡수 또는 감쇠를 포함하거나 가능하게 할 수 있다. 장착 블록(364)과 고정 블록(372) 사이에는 충격 흡수 또는 댐핑 재료 또는 어셈블리, 이를테면 제1 댐핑 부재(390) 및 제2 댐핑 부재(392)가 제공될 수 있다. 보다 많거나 적은 댐핑 부재가 제공될 수 있고 두 개는 단지 대표적인 것임이 이해된다. 또한, 재료들은 고정 블록(372)에 관한 장착 블록(364)의 움직임의 선택된 양의 충격 흡수 또는 감쇠를 가능하게 하도록 선택될 수 있고 상술된 마운트들(250)과 유사할 수 있다. 그에 따라, 휠(144)은 이미징 시스템(20)을 실질적으로 이동시키지 않고 이미징 시스템(20)의 상술된 바와 같은 움직임 동안 베이스(103)에 관해 이동할 수 있다. 댐핑 어셈블리(390, 392)는 베이스(103)에 관한 휠(144)의 움직임의 선택된 양의 힘을 흡수할 수 있다. 또한, 각각의 서브 어셈블리들(344-350)은 댐핑 부분들 중 별도의 것들을 포함할 수 있다. 그에 따라, 각각의 휠(144-150)들은 베이스(103)에 관해 독립적으로 이동 가능할 수 있고 휠들(144-150)의 독립적인 서스펜션을 가능하게 할 수 있다.
또한, 구동 어셈블리(344)는 잠금 시스템을 포함할 수 있으며 이때 액슬(210)은 선택된 조건들 하에서 기어 메커니즘(360)으로부터 분리되는 스플라인(398)을 포함한다. 스프링 부재(400)는 모터에 동력이 공급되지 않거나 높은 모터 속도 또는 이미징 시스템 속도와 같은 선택된 조건들 하에서 액슬(210)을 기어 메커니즘(360)으로부터 편향시키거나 떨어지게 홀딩하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 비상 또는 비작동 상태에서 휠(144)은 모터(178)에 의해 구동되지 않을 것이다.
구동 어셈블리(340)는 네 개의 구동 서브 어셈블리(344, 348, 346, 350)와 같은 선택된 수의 구동 서브 어셈블리를 포함할 수 있음이 이해된다. 임의의 적절한 수의 구동 서브 시스템이 제공될 수 있고 네 개는 단지 대표적인 것일 뿐이며, 예를 들어, 세 개 또는 다섯 개가 제공될 수 있음이 이해된다. 그럼에도 불구하고, 각각의 구동 서브 어셈블리(344-350)는 실질적으로 유사하거나 동일한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 여기서 반복되지는 않는다. 각각의 구동 서브 어셈블리들(344-350) 또는 상술된 바와 같은 휠들은 실질적으로 및/또는 완전히 서로 독립적으로 작동될 수 있다. 다시 말해, 각각의 휠들은 상이한 속도들 또는 방향들로 작동될 수 있다. 동일한 구성요소들은 소문자가 붙은 같은 참조 부호들로 주어진다.
또한, 구동 어셈블리(140) 및/또는 구동 어셈블리(340)를 포함하는 다양한 실시예에 따른 구동 어셈블리가 상술된 것들과 같은 다른 유형들의 휠들 또는 전방향 휠들에 포함될 수 있음이 이해된다. 다른 유형들의 휠들은 호주, Tighes Hill에 사업장을 두고 있는 Rotacaster Wheel Limited가 판매하는 메카넘 휠들 및/또는 Rotacaster® 전방향 휠들을 포함할 수 있다.
또한, 다양한 실시예에 따라, 적절한 선택된 수의 휠이 이미징 시스템(20)에 관해 제공될 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 상술된 바와 같이, 이미징 시스템(20)을 선택된 축들로 이동시키기 위해 세 개의 휠이 서로 실질적으로 120도에 위치될 수 있다. 또한, 이미징 시스템(20)을 선택된 방식으로 이동시키기 위해 네 개 또는 다섯 개의 휠이 이미징 시스템(20)에 관해 위치될 수도 있음이 이해된다. 또한, 이미징 시스템(20)은 선택된 휠(들)을 적절한 방식으로 구동함으로써 다양한 방향으로 구동될 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 제2 휠 쌍이 서로 대향하여 위치될 때 두 개의 휠은 서로 대향하여 위치될 수 있다. 각각의 휠들은 축들을 따라 연장되는 액슬들 상에 배치될 수 있어 각 휠 쌍은 다른 휠들의 축에 수직한 동일한 축을 따라 연장되게 된다. 그에 따라, 휠들의 동작은 이미징 시스템을 제1 또는 수직 축으로 이동시키거나, 축을 중심으로 회전시키거나, 또는 두 쌍의 휠에 의해 획정되는 원점에 관해 대각선으로 이동시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하고 추가로 도 8을 참조하면, 핸들 어셈블리(260)가 보다 상세하게 도시되어 있다. 상술된 바와 같이, 핸들 어셈블리(260)는 파지 가능한 부재 또는 핸들(262)을 포함한다. 핸들(262)은 선택된 방식으로, 이를테면 5 자유도로 이미징 시스템(20)을 이동시키기 위해 사용자, 이를테면 사용자(69)에 의해 파지될 수 있게 하는 치수를 포함한다. 핸들 어셈블리(260)는 카트(100)에 관해 갠트리 어셈블리(44)만을 신속하게 작동 또는 이동시키도록 이동될 수 있다. 또한, 다양한 실시예에서, 핸들 어셈블리(260)는 카트(100)를 이동시켜 전체 이미징 어셈블리(20)를 이동시킬 수도 있다. 그에 따라, 핸들 어셈블리는 갠트리(44)만, 전체 이미징 시스템(20)만 또는 갠트리(44)를 전체 이미징 시스템(20)과 떨어뜨려 둘 다 이동시킬 수 있다.
센서 어셈블리(264)는 카트(100), 갠트리(48) 또는 다른 적절한 부분들을 포함하여 이미징 시스템(20)의 적어도 일부에 견고하게 연결된 릿지 베이스(450)에 장착되는 다양한 센서 부분을 포함할 수 있다. 센서는 굴곡, 압력 센서, 텐션 센서, 위치 센서(예를 들어, 조이스틱) 등을 포함할 수 있다. 그 다음 센서 어셈블리(264)는 갠트리(44)를 피검자(40)에 관해 선택된 축들, 이를테면 X-축, Y-축 또는 Z-축으로 작동 또는 이동시킬 수 있는 제1 센서 서브 어셈블리(454)와 같은 다양한 부분을 포함한다. 다양한 실시예에서, 축들은 상술된 바와 같이, 축들(274, 276, 282)로 실질적으로 정의될 수 있다. 예를 들어, X 축은 대체로 환자(40)의 축(46a)을 따라 있을 수 있다.
제1 센서 서브 어셈블리(454)는 Minnesota, Minneapolis에 사업장을 두고 있는 Medtronic, Inc.가 판매하는 O-arm® 이미징 시스템들에 포함된 것과 유사할 수 있다. 제1 센서 서브 어셈블리(454)는 굴곡 센서(456)와 같은 하나 이상의 굴곡 센서를 포함할 수 있다. 릿지 베이스(450)에 관한 핸들(262)의 움직임은 굴곡부(456)에 힘이 가해지게 한다. 굴곡부(456)에 가해지는 힘이 감지될 수 있고 모션 제어기(268)에 의해 제어되는 것과 같은 갠트리(44) 및/또는 전체 이미징 시스템(100)의 선택된 움직임을 유발하도록 신호가 생성될 수 있다. 신호는 다른 부분에 대한 굴곡부의 한 단부 또는 부분의 압력 또는 움직임에 기초하여 생성될 수 있다. 신호는 라이브 웨이브, 저항 등의 왜곡에 기초할 수 있다.
제2 센서 서브 어셈블리(460)는 제2 굴곡부(464) 및 제3 굴곡부(466)를 포함할 수 있다. 베이스(450)에 관한 핸들(262)의 움직임을 감지하기에 적절한 임의의 수의 굴곡부가 감각 어셈블리(264)에 포함될 수 있음이 이해된다. 또한, 센서는 임의의 적절한 센서들일 수 있고 굴곡일 필요는 없음이 이해된다. 그럼에도 불구하고, 다양한 실시예에서, 굴곡부들(464, 466)은 중앙 베이스 또는 연결부(468)와 각각의 돌출부들(464, 466)의 제2 단부들에 연결되는 각각의 아암들 또는 굴곡부들(474, 478) 사이에 연장된다. 아암들(474, 478)에 연결되는 핸들(262)의 움직임은 굴곡부들(464, 466)의 굴곡을 야기한다. 굴곡부들(464, 466)의 굴곡이 감지되고 갠트리(44)의 움직임을 유발하도록 신호가 생성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 굴곡부들(464, 466)은 갠트리(44)의 틸트 및/또는 웨그를 유발하도록 작동될 수 있다. 웨그는 대체로 양방향 화살표(284) 방향의 갠트리(44)의 회전일 수 있다. 틸트는 갠트리(44)를 기울여서 갠트리의 평원이 환자(40)의 축(46a)에 관해 비수직 각도로 이동되게 한다. 따라서, 각각의 굴곡부들(464, 466)은 갠트리(44)의 틸트 및 웨그를 유발하도록 신호들을 단독으로 또는 조합하여 생성할 수 있다.
핸들 어셈블리(260)는 갠트리(44)를 신속하게 또는 빠르게 이동시키도록 작동될 수 있다. 이는 상술된 바와 같이, 피검자(40)의 이미징을 위한 피검자(40)에 관한 갠트리(44)의 위치 설정을 가능하게 할 수 있다. 또한, 핸들 어셈블리(260)는 구동 어셈블리(140, 340)가 카트(100)를 포함하는 이미징 시스템(20)을 이동시키도록 구동 어셈블리를 제어함으로써 이미징 시스템(20)을 이동시키는 데 사용될 수 있다. 따라서, 핸들 어셈블리(260)는 갠트리(44)를 단독으로 또는 카트(100)와 함께 이동시키고, 또한 카트(100)를 단독으로 또는 갠트리(44)와 함께 이동시키는 데 사용될 수 있음이 이해된다.
계속해서 도 1을 참조하고 추가로 도 9을 참조하면, 제2 핸들 어셈블리(290)가 보다 상세하게 도시 및 논의된다. 핸들 어셈블리(290)는 상술된 바와 같이 핸들 어셈블리(292) 및 센서 어셈블리(294)를 포함한다. 센서 어셈블리(294)는 두 개의 센서 어셈블리(490 및 492)를 포함할 수 있다. 두 개의 센서 어셈블리는 핸들(292)의 각각의 단부들(292a 및 292b)에서의 힘 또는 움직임을 감지하기 위해 핸들(292)의 대향 단부들 또는 반대 단부들에 위치될 수 있다. 이들 센서 어셈블리(490, 492) 각각은 실질적으로 동일할 수 있고, 따라서 아이템들은 반복되지 않을 것이나, 유사한 부분들에 대한 참조 부호들은 소문자가 붙어 도면들에 포함된다.
센서 서브 어셈블리(490)는 카트(100)에 견고하게 부착될 수 있는 베이스(498)를 포함한다. 센서 서브 어셈블리(490)는 카트(100)의 구조에 견고하게 연결된 제2 베이스(500)를 포함할 수 있다. 연결 부재(502)는 카트(100)로 연장되고 또한 이에 연결될 수 있고 핸들(292)의 선택된 움직임이 센서 서브 어셈블리(490)에 의해 감지될 수 있게 한다. 센서 서브 어셈블리(490)는 적어도 제1 굴곡부(504)를 포함하고 대체로 화살표(510) 방향(이는 대체로 이를테면 핸들(292)을 누르는 것에 의한 카트(100)를 향하는 방향일 수 있다)의 모션을 감지하기 위해 제2 굴곡부(506)를 포함할 수 있다. 센서 서브 어셈블리(490) 또한 적어도 제3 굴곡부들(514)을 포함할 수 있고 대체로 화살표(520) 방향의 핸들(292)의 이를테면 카트(100)에 관한 측방향으로의 움직임을 감지하기 위한 제4 굴곡부(516)를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 제2 센서 서브 어셈블리(492)는 카트(100)에 관한 같은 움직임을 감지하기 위해 유사한 부분들을 포함할 수 있다.
센서 서브 어셈블리들(490, 492)은 구동 어셈블리들(140, 340)의 움직임을 유발하기 위한 차동 신호들을 포함하거나 모션 제어부(268)에 전송할 수 있다. 그에 따라, 핸들(292)에 가해지는 힘 또는 움직임이 센서 어셈블리(294)가 카트(100)를 그리고 그에 따라 이미징 시스템(20)을 구동 어셈블리들(340, 140)을 통해 구동시키도록 신호들을 모션 제어부(268)에 전송하게 할 수 있다.
핸들(292)은 선택된 수의 부재, 이를테면 제1 센서 서브 어셈블리(490)에 연결되는 제1 부재(540) 및 제2 센서 서브 어셈블리(492)에 연결되는 제2 핸들 부재(542)를 포함할 수 있다. 제3 핸들 부재(546)는 제3 핸들 부분(546)의 각각의 단부들 또는 부분들에서 핸들 부재들(540, 542)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 다양한 실시예에서, 제3 핸들 부분(546)은 제1 핸들 부재(540)에 관한 제3 핸들 부재(546)의 선택된 양의 이동을 가능하게 하기 위해 핀(550)에 의해 제1 핸들 부재(540)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 제2 핀(554)은 또한 제2 핸들 부재(542)에 관한 제3 핸들 부재(546)의 선택적 양의 움직임을 가능하게 하기 위해 제3 핸들 부재(546)를 제2 핸들 부재(542)에 연결하기 위해 제공될 수 있다. 그에 따라, 핸들 어셈블리(292)는 센서 어셈블리(294)에 연결하기 위해 복수의 부재에 제공될 수 있다. 제1 및 제2 핸들 부재(540, 542)에 관한 제3 핸들 부재(546)의 움직임은 서로에 관한 센서 서브 어셈블리들(549, 542)의 분리를 가능하게 할 수 있다. 그에 따라, 카트(100)에 관한 핸들(292)의 선택된 모션 또는 원하는 또는 선택된 모션에 관한 센서 서브 어셈블리들(490, 492)로부터의 적절한 또는 선택된 신호들이 카트(100)를 이동시키기 위해 모션 제어부(286)에 전송되는 부적절한 신호들을 감지할 수 있다.
이미징 시스템(20)은 다양한 적절한 기술에 따라 이동될 수 있다. 이미징 시스템(20)을 이동시키는 데 있어서, 다양한 목적을 위해 환자(40)의 이미지 데이터가 획득될 수 있다. 이미징과 관련하여, 이미지 데이터는 3D 모드 또는 2D 모드로서 사용하기 위해 획득될 수 있다. 2D 모드에서 이미지들은 함께 스티칭되어 환자(40)의 긴 2D 이미지를 생성할 수 있다. 3D 모드에서 이미지는 3D 공간에 재생성될 수 있다. 어느 경우든, 환자(40)에 관해 이미징 시스템(20)을 이동시키는 것은 획득된 이미지 데이터로 생성된 최종 이미지를 갖는 환자의 큰 시야를 가능하게 할 수 있다. 또한, 이미지 데이터 획득 동안 이미징 시스템(20)의 위치를 결정하는 것은 이미지 데이터 상에 선명하고 오류가 없는 최종 이미지가 생성됨을 보장하는 것을 도울 수 있다.
상술된 바와 같이, 이미징 시스템은 이미징 시스템(20)을 이동시키기 위한 제1 핸들 시스템(260)과 같은 하나 이상의 핸들 시스템과 잡은 조작자(64)에 의해 실질적으로 수동으로 이동될 수 있다. 이에 대안적으로 또는 추가적으로, 사용자(69)는 3차원 재구성과 같은 선택된 이미징 분석을 입력할 수 있고, 이미징 처리 유닛(102)은 적절한 또는 선택된 재구성을 수행하기 위해 이미지 데이터를 획득하기 위한 이미징 시스템(20)의 제1 위치(300)로부터 제2 위치(302)로의 적절한 움직임을 결정하기 위한 명령들을 실행할 수 있다. 또한 사용자(69)가 전체 3차원 재구성보다는 환자(40)의 선택된 부분의 이미징을 선택할 수도 있음이 이해된다. 또한, 이미지 처리 유닛(102)을 비롯한 이미징 시스템(20)은 그 다음 구동 시스템(140)을 사용한 검출기(54) 및/또는 방사체(52)의 회전, 갠트리(48)의 움직임 또는 이미징 시스템(20)의 움직임을 비롯한 이미징 시스템의 움직임을 결정할 수 있다. 이미징 시스템(20)의 모든 모션은 이미지 데이터를 획득하기 위해 이미징 시스템(20)을 환자(40)에 관해 이동시키는 데 사용될 수 있다. 그에 따라, 이미징 시스템(20)의 움직임은 획득될 이미지 데이터 및/또는 이미지 데이터에 기초한 원하는 결과 이미지 또는 이미지의 재구성의 유형에 대한 사용자(69)에 의한 입력에 기초하여(단지 이에만 기초하는 것을 포함) 실질적으로 자동일 수 있다.
또한, 수동 움직임 및 자동 움직임의 조합이 수행될 수 있다. 예를 들어, 사용자(69)는 이미징 시스템을 이동시켜 환자(40)의 흉부 부근과 같은 선택된 위치로 이동시킬 수 있다. 그 다음 사용자(69)는 선택된 수의 이미지 및 이미지들 및/또는 이미지 데이터의 간격을 식별할 수 있다. 그 다음 이미징 시스템(20)은 이렇게 선택된 위치 및/또는 제한된 이미지 획득 영역 또는 볼륨에서, 단지 검출기 및/또는 방사체(54, 52)를 회전시키고/회전시키거나 갠트리(48)를 이동시키는 것과 같이 이동할 수 있다. 따라서, 이미징 시스템(20)은 피검자(40)의 이미지 데이터를 획득하기 위해 수동 또는 자동으로 또는 이들의 조합으로 이동될 수 있다는 것이 해당 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해된다.
다양한 실시예에서, 핸들 어셈블리(260)와 같은 다양한 핸들 어셈블리는 이미징 시스템(20)을 개략적으로 또는 조잡하게 이동시키기 위해 사용자(69)에 의해 사용될 수 있다. 개략적인 움직임은 이미징 시스템(20)을 선택된 수술실 내로 또는 환자(40) 근처로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 이를테면 이미지 데이터를 획득하기 위해서는, 개략적인 움직임에 정밀한 움직임이 뒤따를 수 있다. 정밀한 움직임은 이미징 시스템 제어기(102) 및/또는 모션 제어기(268)에 의해 구동되는 것과 같이 실질적으로 자동일 수 있다. 따라서, 이미징 시스템(20)은 개략적인 또는 코스 방식 및/또는 정밀한 방식으로 이미지 데이터를 획득하기 위해 구동 시스템(140)을 이용하여 피검자(40)에 관해 이동될 수 있다.
상술된 바와 같이, 이미징 시스템(20)은 이를테면 피험자(40)에 관해 및/또는 수술실로, 한 장소로부터 다른 장소로 또는 다른 수술실로 이미징 시스템(20)을 이동시키거나 또는 한 수술실 또는 장소로부터 다른 수술실로 이미징 시스템을 이동시키는 것을 돕는 적절한 구동 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 구동 시스템은 피검자(40)의 이미징 후 또는 전과 같은 선택된 절차 동안 사용자(69)가 피검자(40)에 접근하도록 이미징 시스템(20)을 이동시키는 것을 도울 수 있다. 구동 시스템은 이미징 시스템(20)을 이동시키고/이동시키거나 피검자(40)에 접근할 수 있게 하는 것을 돕기 위해 이미징 시스템(20), 이를테면 카트(100), 갠트리(48), 또는 이미징 시스템(20)의 다른 부분들에 관해 배향될 수 있다.
따라서, 다양한 실시예에 따르면, 이미징 시스템(20)은 상술된 그리고 여기서 더 논의될 것들과 같은 다양한 구동 시스템을 포함할 수 있다. 먼저 도 10 및 도 11을 참조하면, 구동 시스템(640)은 이미징 시스템(20)의 카트(100)에 통합 또는 부착될 수 있다. 구동 시스템(640)은 상술된 도 5에 도시된 구동 시스템(340)과 유사할 수 있다.
구동 시스템(640)은 허브들(644, 648) 사이에 회전 가능하게 장착되는 복수의 복수의 롤러(652)와 함께 제1 허브 부재(644) 및 제2 허브 부재(648)를 포함하는 메카넘 휠들과 유사하거나 동일한 휠들과 같은 복수의 다방향 또는 전방향 휠을 포함한다. 롤러(652)는 롤러(642)를 통해 액슬들(654)을 통해 허브들(644, 648)에 회전 가능하게 고정될 수 있다. 롤러(652)는 액슬(654)에 회전 가능하게 위치 또는 장착될 수 있는 한편 액슬은 허브들(644, 648)에 고정되는 방식으로 장착된다. 그러나 이에 대안적으로, 롤러(652)는 액슬(654)에 고정될 수 있고 액슬(654)은 허브들(644, 648)에 관해 회전할 수 있다. 그러나, 롤러(652)는 휠(642) 상의 다른 각각의 롤러들에 관해 독립적으로 회전할 수 있음이 이해된다. 롤러(652)는 일반적으로 여기서 논의된 바와 같이, 롤러 축(664)상에서 허브들(644, 648) 및 휠의 축에 관해 회전한다.
또한 선택된 수의 휠, 여기서 642a, 642b, 642c 및 642d로 지정된 네 개의 휠이 이해된다. 각각의 휠들은 카트(100)의 베이스(103)에 관한 그것들의 위치를 제외하고는 서로 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 도 10 및 도 11에서는 카트(100)에 관해 갠트리(48)가 도시되어 있지 않지만, 갠트리 마운트(48m)는 참조를 위해 도시되어 있다. 갠트리(48)는 베이스(103)에 관해 그리고 구동 시스템(640)에 기인하여 장착 및 이동 가능할 수 있다.
베이스(103)는 카트(100)의 전원 및 제어부(100c)(즉, 카트(100)의 후방 근처)로부터 카트(100)의 전방(100f)을 향해 연장될 수 있다. 또한 베이스(103)는 제1 측(100s1)과 제2 측(100s2) 사이에서 연장될 수 있다. 다양한 실시예에서, 도 10 및도 11에 도시된 바와 같이, 베이스(103)는 실질적으로 직사각형일 수 있다. 각각의 휠들(642)은 베이스(103)의 코너에 또는 그 근처에 위치될 수 있다. 일반적으로, 허브(648)와 같은 허브들 중 하나는 제2 허브(644)보다 베이스(103) 근처에 위치될 수 있다. 다양한 실시예에서, 허브(648)와 베이스의 측벽 간 간극은 단지 휠(642)의 자유 회전을 가능하게 하기에 충분할 수 있지만, 추가적인 간격이 제공될 수 있음이 이해된다.
또한, 허브들(644, 648)은 대체로 휠 축(660)을 중심으로 회전한다. 일반적으로, 카트의 대향 측들 상의 휠들(642)은 실질적으로 동일한 축(660)을 중심으로 회전하므로, 후방 축(660r) 및 전방 축(660f)이 있을 수 있다. 롤러들(652)은 각각의 휠(642) 상에 위치되지만, 대체로 휠(642)의 회전축(660)에 관해 각도(668)에 있는 축(664)을 중심으로 회전하도록 위치된다. 다양한 실시예에서, 각도(668)는 약 10도 내지 약 90도(약 35도 내지 약 55도를 포함하고, 추가로 약 45도를 포함)일 수 있다. 그러나, 휠 축(660)에 관한 롤러들(652)의 각도(668)는 또한 롤러들이 휠 어셈블리(642)의 중심에 더 가까운 허브 중 하나 이상에 관해 롤러의 중심에 장착된 경우에도 존재할 수 있음이 이해된다.
따라서, 베이스(103)가 카트(103)의 장축(670)을 따라 대체로 화살표(672) 방향으로 이동하는 경우, 롤러들(652)은 베이스(103)의 이동 방향과 정렬되거나 평행하지 않은 힘 각도를 가질 것이다. 따라서, 카트(100)에서 임의의 방향으로 구동하는 비효율은 대체로 이동 방향으로 그리고 축(660)을 중심으로 회전하는 휠만 갖는 것보다 클 수 있다.
상술된 시스템과 유사하게, 각각의 휠(642)은 각각 개별적으로 동력을 공급받을 수 있고, 그에 따라 모터들을 포함하는 독립적 또는 개별적 구동 시스템들을 통해 제어될 수 있다. 각각의 개별 구동 시스템들은 모터 어셈블리(672) 및 기어링, 이를테면 기어 감속 어셈블리(676)를 포함할 수 있다. 모터(672)는 장착 블록(678) 내에 장착된 액슬을 구동 또는 회전시키기 위해 기어 감속 어셈블리(676)를 구동할 수 있다. 장착 블록(678)은 액슬(682)을 장착 블록(678) 내에 잡아둘 수 있다. 액슬(682)은 휠(642)이 축(660)을 중심으로 회전하게 할 수 있다.
장착 블록(678)은 베이스(103)에 고정되게 연결될 수 있다. 그에 따라, 네 개의 휠(642a-642d) 각각은 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 각각의 코너들에서 베이스(103)에 관해 고정되는 그 각각의 장착 블록(678) 및 액슬(682)을 가질 수 있다. 장착 블록(678)은 베이스(103)에 일반적으로 견고하게 고정될 수 있다. 그러나, 베이스(103)를 비롯한 카트(100)는 선택된 양의 유연성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 휠들(642)이 베이스(103)에 장착되고 평평한 표면 상에 위치될 때, 전방 휠(642b)은 표면 돌출 또는 함몰(685)에 의해 약 1mm 내지 약 5 cm와 같은 선택된 양 또는 거리(684)만큼 상승 또는 하강될 수 있다. 그러나,베이스(103)는 네 개의 휠(642)을 모두 표면 돌출 또는 함몰(685)을 포함하여 바닥 표면(683)과 접촉하게 유지하면서 휠(642b)을 약 1 mm 내지 약 5cm 정도 상승시킬 장애물과 같은 선택된 장애물 위로 카트(100)가 움직일 수 있게 하기에 적절한 유연성을 갖게 형성될 수 있다. 따라서, 휠(642)은 장애물에 부딪히더라도 이를테면 장착 블록(678)에서, 네 개의 휠 모두를 바닥 표면(683)과 실질적으로 접촉하게 유지하면서 베이스(103)에 견고하게 고정될 수 있다.
상술된 바와 같이, 각각의 액슬(682)은 각각의 휠들(642)을 회전시키기 위해 각각의 모터(672)에 의해 구동될 수 있다. 휠(642)을 구동할 때, 모터(672)에 동력을 공급함으로써, 각각의 휠들은 모터(672)로부터의 입력에 기초하여 회전할 것이다. 축(660)을 중심으로 하는 회전은 대체로 베이스의 측들(103s1, 103s2)과 평행 한 평면에 있을 수 있다. 축(660)은 대체로 또는 실질적으로, 이를테면 카트(103)의 장축(673)에 대한 수직의 약 3도 내에 있다.
네 개의 휠 각각은 카트(100)를 임의의 적절한 방향으로 이동시키도록 실질적으로 독립적으로 동력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 휠(642)은 양방향 화살표(690) 방향으로, 이를테면 대체로 전방 부분(100f)을 향해 전방으로 또는 제어 중심 부분(100c)을 향해 후방으로 카트(100)의 움직임을 가능하게 할 수 있다. 또한, 각각의 방식으로 휠(642)을 구동하는 것은 이를테면 대체로 만곡된 양방향 화살표(694) 방향으로 회전 움직임을 또는 대체로 양방향 화살표(696) 방향으로 측방향 움직임을 가능하게 한다. 양방향 화살표(696) 방향으로의 측방향 운동은 대체로 양방향 화살표(690)에 수직할 수 있다. 그에 따라, 다양한 실시예에 따르면, 카트(100)는 대체로 도 4a에 도시되고 상술된 축(274)과 같은 갠트리(48)의 z-축을 따라 있을 수 있는 방향으로 이동될 수 있다.
네 개의 휠(642)의 위치 설정은 대체로 베이스(103)의 코너들에 그리고 측들(103s1, 103s2)을 따라 있고 이미징 시스템(100)의 실질적인 안정을 가능하게 한다. 상술된 바와 같이, 갠트리(48)는 제어 부분(100c) 및 베이스(103)에 관해 이동할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 갠트리(48)는 대체로 다양한 축(274, 276, 282) 방향을 따라 이동할 수 있고 또한 이를테면 대체로 곡선(284)을 따라 카트(100)에 관해 웨깅할 수 있다. 따라서,베이스(103)에 관한 휠(642)의 위치 설정이 갠트리(48)의 위치 설정 동안 이미징 시스템(20)의 안정을 가능하게 할 수 있다. 또한, 갠트리(48)의 임의의 위치 동안 이미징 시스템(20)의 중력 중심은 베이스(103)의 네 개의 코너 내에 실질적으로 유지될 수 있다. 따라서, 도 10 및도 11에 도시된 휠들을 갖는 이미징 시스템(20)은 약 10도 이하를 포함하여 약 15도 이하의 경사 또는 각도와 같이 선택된 기울기에서도 실질적으로 안정적일 수 있다.
따라서, 베이스(103)의 코너들에서 실질적으로 휠들(642)을 포함하는 이미징 시스템(20)의 움직임 동안, 이미징 시스템(20)은 실질적으로 안정적으로 유지될 수 있다. 이미징 시스템의 움직임은 이를테면 모터(672)에 전력을 공급함으로써, 이미징 시스템(20)을 이동시키기 위한 전력을 필요로 할 수 있다. 그러나, 모터(672)에 전력을 공급하는 것은 바닥과 같은 표면을 따르는 움직임 동안 각각의 휠들(642)에 장착된 롤러들(652)의 힘을 극복해야 할 것이다. 따라서, 대체로 양방향 화살표(690)의 움직임 방향으로 회전하는 단일 고체 휠에 관한 드래그 또는 비효율은 각도(668)의 코사인에 대한 것일 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 구동 어셈블리(740)가 도시되어 있다. 구동 어셈블리(740)는 도 10 및 도 11에서 상술되고 도시된 구동 시스템(640)과 유사하게, 이미징 시스템(20)의 베이스(103)에 장착될 수 있다. 또한, 이미징 시스템(20)은 이게 여기서 상세히 설명될 카트(100)를 포함하여 상술된 이미징 시스템(20)과 실질적으로 동일하다. 그러나, 구동 시스템(740)은 여기서 네 개의 휠(742a, 742b, 742c 및 742d)로 지정된 복수의 휠(742)을 포함할 수 있다. 각각의 휠들(742)은 제1 허브(744) 및 제2 허브(748)를 포함할 수 있다. 그러나, 휠(742)은 허브들(748, 744) 사이보다는, 일반적으로 각각 허브들(748, 744) 상에 회전 가능하게 장착되는 복수의 롤러(752)를 포함함으로써 휠(642)과 상이할 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 휠 어셈블리들은 모터(672), 기어링 또는 기어 감속기(676) 및 장착 블록(678)을 포함하여 상술된 것들과 실질적으로 유사한 부분들을 포함할 수 있다. 휠(742)은 액슬(682)에 의해 장착 블록(678)을 통해 회전 가능하게 장착될 수 있다.
도 14를 참조하고, 대표적으로 휠(742a)에 대해 논의하면, 휠(742a)은 액슬(682)상에서 축(756)을 중심으로 회전할 수 있다. 축(756)은 축(682)에 의해 획정될 수 있고 각각의 허브들(744, 748)의 회전 중심일 수 있다. 롤러(752)는 축(756)에 실질적으로 수직하는 축(758)을 중심으로만 회전할 수 있다. 따라서, 휠(742a)은 대체로 이에 관해 반대되는 힘 벡터 없이 축(756)을 따르는 방향으로 이동할 수 있다.
베이스(103)는 측들(100s1, 100s2) 및 장축(673)을 포함할 수 있다. 카트(100)는 상술된 바와 같이 대체로 양방향 화살표(690, 694 및 696) 방향으로 이동할 수 있다. 액슬(682)의 축(756)은 대체로 카트(103)의 축(673)에 관해 각도(764)에 있을 수 있다. 각각의 독립 휠 어셈블리들(742)은 중심 축(696)에 관한 각도(764)에 각각의 축(756)을 가질 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 휠 축들(756)은 중심 축(696)에 수직하는 범위 내, 이를테면 약 10도 내지 약 20도 내에 있을 수 있다. 각도는 전방(100f) 또는 후방 또는 제어 콘솔(100c)을 향할 수 있다. 따라서, 도 14에 도시된 바와 같이, 각도(764)는 약 70도 내지 약 90도이며, 추가로 약 70도 내지 약 88도 그리고 추가로 약 70도 내지 약 80도를 포함할 수 있다.
각도(764)는 카트(100)를 대체로 축(673)을 따라 양방향 화살표(696) 방향으로 일구동하는 효율이 각도(764)의 코사인과 유사하게 할 수 있다. 유사하게, 양방향 화살표(696)에 의해 도시된 움직임 방향에 관한 축(756)의 각도 또한 축에 대한 축(756)의 각도에 기초할 수 있다. 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 휠들(742)의 회전축(756)은 대체로 베이스(103)의 장축(673)에 관한 각도(764)에 있다. 그러나, 롤러(752)는 대체로 휠(742)의 축(756)에 관해 약 90도인 축(758) 상에서 회전한다.
각 휠 어셈블리(742)는 카트(100)를 이동시키기 위해 상술된 프로세스들과 유사하게 모터(672)에 동력을 공급함으로써 독립적으로 구동될 수 있다. 상술된 바와 같이, 카트(100) 또한 휠들(742)을 구동함으로써 도 4a에 도시된 바와 같이 대체로 z-축을 따라, 이를테면 축(274)을 포함하여 화살표(696) 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 갠트리(48) 또한 카트(100)에 관해 이동할 수 있음이 이해된다.
휠 어셈블리들은 상술된 것과 유사한 방식으로 장착 블록들(678)로 베이스(103)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 장착 블록(678)은 베이스(103)에 견고하게 고정될 수 있다. 그러나, 베이스(103)는 네 개의 휠 어셈블리(742) 모두가 지지 표면과 접촉하게 유지하면서 하나 이상의 휠이 지지 표면의 실질적으로 평평한 부분에 관해 상술된 바와 같은 돌출부 또는 함몰부를 넘어갈 수 있도록 선택된 유연성을 가질 수 있다. 그에 따라, 이미징 시스템(20)의 안정성을 유지하고/유지하거나 이미징 시스템(20)이 지지 표면의 결함들 위로 수송될 수 있게 하면서 카트(100)가 제1 위치로부터 다른 제2 위치로 이동될 수 있다.
또한, 도 13 및 도 14에 도시되는 베이스(103)의 코너들에서의 휠 어셈블리(742)의 위치 설정은 경사면 상에서도 이미징 시스템(20)이 실질적으로 안정적으로 유지될 수 있게 한다. 예를 들어, 이미징 시스템(20)은 경사면, 이를테면 경사로 상에 위치될 수 있고, 경사면이 약 10도 이하를 포함하여 약 15도 이하일 때 카트(100)에 관한 갠트리(48)의 임의의 위치에서 안정적일 수 있다. 일반적으로, 이미징 시스템(20)의 위치 설정 및 수송 동안 이미징 시스템(20)의 안정성을 유지하는 것을 돕기 위해 이미징 시스템(20)의 중력 중심은 휠(742)에 의해 획저되는 기하학적 구조 내에 유지된다.
또한, 베이스(103)의 중심 축(673)에 관해 비스듬한 각각의 축(756)을 중심으로 회전하도록 하는 휠 어셈블리(742)의 위치 설정은 이미징 디바이스(20)의 효율적인 움직임을 가능하게 할 수 있다. 상술된 바와 같이, 이미징 디바이스(20)의 실질적으로 임의의 방향으로의 움직임은 롤러들(752)의 힘 벡터가 이동 방향에 관해 비슴듬하게 할 수 있다. 그러나, 베이스(103)의 중심 축(673)에 관한 축(756)의 각도는 휠들이 장축(673)에 수직한 축을 중심으로 그리고 카트(100)의 이동 방향으로 회전하는 고체 휠들인 경우보다 대체로 약 22% 덜 효율적인 각도(764)의 코사인인 저항을 야기할 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 이미징 시스템(20)을 위한 구동 시스템(840)이 도시되어 있다. 그러나, 도 13 및도 14와 유사하게, 갠트리(48)는 카트(100)에 관해 도시되어 있지 않지만, 제어 부분(100c)은 전방을 향해 또는 전방 부분(100f)에 있는 것으로 도시되어 있다. 구동 시스템(840)은 여기서 842a, 842b, 842c 및 842d로 지칭되는 네 개의 휠을 포함하여 선택된 수의 휠(842)을 포함한다. 휠들(842)은 베이스(103)에 관한 그것들의 위치를 제외하고는 도 14에 도시된 휠(742)과 실질적으로 유사하다. 따라서, 휠들은 허브들(744, 748) 및 롤러들(752)을 갖는다. 롤러들(752)은 대체로 허브들(744, 748)에 관해 동일한 기하학적 구조로 그리고 휠들(842)이 휠들(742)과 같이 회전하는 것에 관해 상술된 방식으로 회전한다.
휠들(842)은 장착 블록(678)으로 베이스(103)에 연결되고 모터(672)에 의해 구동될 수 있다. 또한, 각각의 휠들은 휠 어셈블리(842a)에 대한 각각의 축(852), 휠 어셈블리(842b)에 대한 축(856), 휠 어셈블리(842c)에 대한 축(860) 및 휠 어셈블리(842d)에 대한 축(864)을 포함하여 각각의 장착 블록(678)을 통해 연장되는 선택된 축들을 중심으로 회전할 수 있다.
휠 어셈블리들(842)은 상술된 휠 어셈블리(742)와 유사한 방식으로 작동한다. 그러나, 도 16에 도시된 바와 같이, 중심 축 또는 회전 축(852 및 860)은 휠(842a) 및 휠(842c)이 베이스(103)의 장축(673)에 대체로 수직한 동일한 축을 중심으로 회전하도록 실질적으로 동일하다. 그러나, 두 개의 휠(842a, 842c)은 두 개의 휠(842a 및 842c)만으로 대체로 양방향 화살표(690) 방향으로 카트(100)를 구동할 수 있지만, 휠들(842b) 상의 롤러들(890) 및 휠들(842d) 상의 롤러들(894)은 각각의 휠들(842b, 842d) 상에서 자유롭게 회전할 수 있다.
유사한 방식으로, 양방향 화살표(696)의 축을 따르는 방향으로 카트(100)를 이동시킬 때, 두 개의 휠(842d 및 842b)에 동력이 공급될 수 있고 휠들(842a, 842c)의 롤러들(896 및 900)이 각각 자유롭게 회전할 수 있다. 축들(856, 864)은 대체로 베이스(103)의 장축(673)과 정렬되거나 평행할 수 있다. 그에 따라, 휠들(842b, 842d)은 각각의 축들을 중심으로 회전하여 베이스(103)를 대체로 장축(673)에 직교하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
따라서, 대안적으로, 휠 구동 어셈블리(840)는 한 번에 두 개의 휠 어셈블리만을 구동함으로써 카트(100)를 대체로 두 개의 직교 축을 따라 이동시킬 수 있다. 또한, 휠 어셈블리들은 카트(100)를 대체로 양방향 화살표(694) 방향으로 회전시키도록 동력을 공급받을 수 있다. 그에 따라, 모든 휠이 선택된 방향들로, 이를테면 장축(673)과 정렬된 선을 따라 또는 장축(673)에 직교하는 선을 따라 카트(100)를 이동시키도록 동력을 공급받는 것은 아닐 수 있다.
상술된 바와 같이, 장착 구조(678)는 실질적으로 견고한 방식으로 베이스(103)에 고정될 수 있다. 그러나, 상술된 바와 같이, 네 개의 휠 모두의 접촉은 베이스(103)의 유연성으로 인해, 바닥과 같은 지지 표면과, 심지어 그 내부의 범프들 또는 함몰부들 위에 유지될 수 있다.
그러나, 베이스(103)는 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 단일의 균일한 크기가 아닐 수 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 베이스(103)는 폭(914)과 같은 제1 치수를 갖는 제1 부분(910)을 포함할 수 있다. 베이스(103)는 폭(918)과 같은 제2 치수를 갖는 제2 부분(916)을 더 포함할 수 있다. 제2 폭(918)은 베이스(103)의 각각의 부분(916, 914)의 제1 폭(914) 또는 각각의 치수 미만일 수 있다. 전방 부분(100f)에 더 근접한 베이스(916)의 제2 부분은 갠트리 마운트(48m)를 홀딩하거나 장착하게 하기에 충분히 클 수 있는 보다 작은 폭을 가질 수 있지만, 베이스(103)의 제1 부분(910)만큼 넓을 필요는 없다. 따라서, 사용자, 이를테면 외과 의사(69)는 베이스(103)의 일부에 의해 방해받지 않을 때 피검자(40) 및 갠트리(48)에 더 가까이 이동할 수 있다.
또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 구동 어셈블리(40)의 배향 및 구성은 제1 휠(842a), 제2 휠(842b) 및 제3 휠(842c)에 의해 획정되는 실질적으로 세 개의 지점을 갖는 평면을 획정할 수 있다. 제4 휠(842d)은 대체로 제1 휠(842a)과 제3 휠(842c) 사이의 선을 따른다. 휠 어셈블리(842)와 바닥과 같은 지지 표면과 접촉하는 것에 포함되는 구동 어셈블리(840)의 대체로 삼각형 구성은 코너들 및/또는 출입구들과 같은 작거나 단단한 공간들에서 카트(100)의 조작을 가능하게 할 수 있다. 또한, 대체로 삼각형 구성은 베이스(103)의 제2 부분(916)이 가능한 한 좁게 형성 될 때 사용자(69)가 갠트리 및 카트(100) 근처에 발 또는 다리를 놓을 수 있게 한다. 휠 어셈블리(842b)를 대체로 카트(100)의 양방향 화살표(690)에 의해 획정되는 장축을 따르는 축(856)을 중심으로 회전하도록 정렬함으로써. 그러나, 구동 어셈블리(840)의 구성은 약 10도 이하를 포함하여 15도의 경사면들 상에 있을 때에도 베이스(103)에 관한 갠트리(48)의 선택된 구성들에서 이미징 시스템(20)의 안정성을 여전히 유지할 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 구동 어셈블리(940)가 도시되어 있다. 구동 어셈블리(940)는 측(100s1 및 100s2) 사이 제어부(100c)가 있는 부분 근처로부터 전방(100f)으로 연장되는 카트(100)의 베이스(103) 상에 장착될 수 있다. 구동 어셈블리는 세 개의 휠 어셈블리(942a, 942b 및 942c)와 같은 휠 어셈블리(942)를 포함할 수 있다.
각각의 휠 어셈블리들은 상술된 휠 어셈블리(742) 및 허브들(744, 748)괴 유사한 두 개의 허브 부재(944 및 948)를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 허브들은 그 위에 회전 가능하게 장착되는 복수의 롤러(952)를 가질 수 있다. 휠 어셈블리들(942)은 개별 구성 및 기하학적 구조들을 포함하여 상술된 휠 어셈블리들(742)과 유사하고 여기서 상세히 설명되지 않을 것이다. 각각의 휠 어셈블리들은 장착 블록(978)으로 베이스(103)에 견고하게 장착되고 모터(972)에 의해 구동될 수 있다. 선택된다면, 기어링 또는 변속 메커니즘 또한 모터(972)와 각각의 휠들(942) 사이에 제공될 수 있다. 또한, 각 휠(942)은 액슬(982) 상에서 회전할 수 있다. 액슬(982)은 허브들(944, 948)이 회전하는 축(990)을 획정하여, 모터(972)에 의해 구동될 때 휠 어셈블리(942)가 축(990)을 중심으로 회전하게 한다. 상술된 바와 같이, 롤러들(952)은 휠 축(990)에 관해 약 90도인 축(991)을 중심으로 회전할 수 있다.
구동 어셈블리(940)의 각각의 휠 어셈블리들은 각각의 축을 중심으로 회전함에 따라, 휠 어셈블리(942a)는 축(990)을 중심으로 회전하고, 휠 어셈블리(942b)는 축(994)을 중심으로 회전하며, 휠 어셈블리(942c)는 축(998)을 중심으로 회전한다. 축들(990, 994, 998)은 서로에 관해 실질적으로 동일하게 이를테면 약 120도 떨어져 있는 것과 같은 각도로, 또는 임의의 적절한 선택된 각도로 위치될 수 있다. 그에 따라, 각 축들 사이에 각도(1002)가 형성된다. 카트 베이스(103)는 대체로 카트(100)의 전방으로부터 후방으로의 방향과 대체로 양방향 화살표(690)로 정렬될 수 있는 종축(673)을 가질 수 있다. 휠 어셈블리는 장축(673)과 실질적으로 정렬되거나 휠 어셈블리(942b)의 축(994)과 같은 하나의 축을 가질 수 있다. 다른 두 개의 축(990, 998)은 장축(673)에 관해 이를테면 각도(1006)가 약 60도를 포함하여 약 40도 내지 약 80도일 수 있는 각도로 형성될 수 있다. 그에 따라, 카트(100)가 양방향 화살표(690) 방향과 같은 임의의 방향으로 이동할 때, 휠 어셈블리 중 어느 것도 자유롭게 구르지 않는다. 카트(100)가 양방향 화살표(696) 방향으로 이동할 때, 휠 어셈블리(942b)만이 회전방향으로 회전한다. 그에 따라, 구동 어셈블리(940)는 대부분의 방향에서 카트(100)의 움직임에 대한 움직임 방향과 일치하지 않는 롤러에서의 힘 벡터를 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 구동 어셈블리(940)의 3 개의 휠 어셈블리만이 제공되어 카트(100)의 이동 중에 표면과의 접촉 및 마찰을 감소시킨다.
또한, 베이스(103)는 상술된 바와 같이, 지지 표면이 요철 또는 돌출부 또는 함몰 부를 포함할 때에도, 모든 휠 어셈블리(942)와 지지 표면과의 접촉을 유지하게 하도록 유연한 재료로 형성될 수 있다. 휠들(942)은 카트(100)의 안정성을 유지하기에 적절한 거리와 같은 거리만큼 이격될 수 있다.
그러나, 다양한 실시예에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 휠 어셈블리들(942)은 카트(100)의 구동을 가능하게 하기 위해 측들(100s1, 100s2)로부터 또는 그것들을 지나 부분적으로만 돌출될 수 있다. 또한, 베이스(103)는 상술된 카트(100a) 및 베이스(103a)와 유사하게, 상이한 폭들(914, 918)을 갖는 두 개의 섹션(910 및 916)을 포함할 수 있다. 그에 따라, 갠트리의 마운트(48m)를 수용하도록 위치된 제2 섹션(916)은 제1 섹션(910)의 폭(914)보다 폭(918)이 더 좁을 수 있다. 상술된 바와 같이, 이는 외과의(69)가 선택된 시술 동안 갠트리 및/또는 환자(40)에 더 가까이 이동할 수 있게 한다. 다시 이것은 휠 어셈블리(942b)의 회전 축(994)을 카트(100)의 장축(673)과 일렬로 위치시킴으로써 제공될 수도 있다. 또한, 카트(100)는 카트(100a)에 관한 갠트리(48)의 다양한 구성에서 여전히 안정적으로 유지될 수 있다. 또한, 구동 어셈블리(940)는 갠트리(48)를 Z-축과 같은 이미징을 위해 선택된 축 또는 축들로 이동시키도록 작동될 수 있고, 갠트리(48)는 Z-축에서 카트(100a)에 관해 이동하지 않을 수 있다.
상술된 바와 같이, 구동 어셈블리(340, 640, 740, 840 및 940)와 같은 구동 어셈블리들은 모두 카트에 관해 휠 어셈블리들을 회전시키지 않고 카트(100)의 다방향 움직임을 가능하게 하는 휠 어셈블리들을 포함하도록 제공될 수 있다. 휠들의 선택된 유형들 또는 구성들은 상술된 바와 같이, 메카넘 및/또는 전방향 휠들을 포함할 수 있다. 휠 설계들은 또한 휠의 움직임 제어에 기초하여 카트의 선택된 움직임을 달성하도록 선택될 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따라, 적절한 수의 휠은 네 개보다 많은 휠 어셈블리 또는 세 개 미만의 휠 어셈블리를 포함할 수 있다.
이러한 휠들은 카트(100)에 관해 휠들을 비틀거나 회전시키지 않고 실질적으로 직교하는 방향으로 카트(100)가 움직일 수 있게 그리고 지점을 중심으로 회전할 수 있게 한다. 따라서 카트(100)는 회전 캐스터 휠들과 같은 회전 휠 어셈블리들 없이 직교 축들로 이동할 수 있다. 그에 따라, 상술되고 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 카트(100)는 피검자(40)의 이미지 데이터를 획득하기 위해 갠트리(48)를 Z-축으로 이동시키는 데 사용될 수 있다. 갠트리(48)는 다양한 실시예에 따라, Z-축에서 카트에 관해 이동할 수 있다. 그러나, 다양한 실시예에 따르면, 카트(100)는 갠트리(48)가 또한 Z-축에서 카트(100)에 관해 이동하는 것 외에 Z-축으로 이동할 수 있다. 그러나, 또한 갠트리(48)는 카트(100)에 고정될 수 있고 갠트리(48)보다 카트(100)가 Z-축으로 이동함이 이해된다. 이는 이미징 시스템(20)이 갠트리(48)를 카트에 관해 고정되게 유지하면서 갠트리(48)를 이동시키기 위해 카트(100) 단독에 관한 갠트리(48)의 움직임, 카트의 움직임과 조합되는 카트에 관한 갠트리(48)의 움직임, 또는 단지 카트(100)의 움직임에 기인하는 도 1에 도시된 바와 같은 Z-축 움직임 또는 축(274)을 따르는 움직임을 포함하게 한다.
예시적인 실시예들은 본 개시가 완전하고, 해당 기술분야의 통상의 기술자들에게 그 범위를 충분히 전달하도록 제공된다. 본 개시의 실시예들에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 구성요소들, 디바이스들 및 방법들의 예들과 같이 많은 구체적인 세부 사항이 제시되었다. 구체적인 세부 사항들이 채용되어야 할 필요는 없고, 예시적인 실시예들이 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 어느 것도 본 개시의 범위를 제한하도록 해석되어서는 안 된다는 것이 해당 기술분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 일부 예시적인 실시예에서, 주지의 프로세스들, 주지의 디바이스 구조들 및 주지의 기술들은 상세히 설명되지 않았다.
실시예들에 대한 앞에서의 설명은 예시 및 설명의 목적들로 제공되었다. 그것은 완전하거나 본 개시를 제한하려는 의도가 아니다. 특정 실시예의 개개의 요소들 또는 특징들은 일반적으로 그러한 특정 실시예로 제한되지 않고, 적용 가능할 경우, 상호 교환 가능하며, 구체적으로 도시 또는 설명되지 않더라도, 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 또한 동일하게 많은 방식이 달라질 수도 있다. 그러한 변형은 본 개시로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안 되고 그러한 모든 변경은 본 개시의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (41)

  1. 피검자의 이미지 데이터를 획득하기 위한 시스템으로서,
    방출되는 에너지를 검출하도록 구성된 검출기로서, 상기 방출되는 에너지의 상기 검출은 이미지 데이터가 되도록 동작 가능한, 상기 검출기;
    상기 검출기를 이동 가능하게 둘러싸기 위한 둘러싸인 내부 공간을 갖는 갠트리로서, 상기 검출기가 상기 둘러싸인 갠트리 내에서 이동하도록 구성되는, 상기 갠트리;
    지지 구조 및 베이스를 갖는 카트로서, 상기 지지 구조는 상기 갠트리를 표면으로부터 떨어지게 지지하도록 구성되는, 상기 카트; 및
    상기 베이스에 장착되는 다방향 구동 시스템을 포함하며;
    상기 다방향 구동 시스템은 상기 카트를 평면 내에서 이동시키기 위한 입력을 수신하도록 동작 가능하고,
    상기 다방향 구동 시스템은 제1 다방향 구동 서브 시스템 및 제2 다방향 구동 서브 시스템에 이동 가능하게 연결되는 연결부로 서로 연결되는 상기 제1 다방향 구동 서브 시스템 및 상기 제2 다방향 구동 서브 시스템을 포함하는, 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 다방향 구동 시스템은 상기 카트가 적어도 두 축으로 동시에 움직일 수 있게 하도록 구성된 적어도 하나의 가동 지지부를 포함하는, 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 적어도 하나의 가동 지지부는 전방향 휠을 포함하고;
    상기 다방향 구동 시스템은 상기 전방향 휠을 구동하기 위한 적어도 하나의 모터를 포함하는, 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 전방향 휠은 상기 전방향 휠이 면에서 병진 이동하거나 축을 중심으로 회전할 수 있게 하도록 구성된 적어도 하나의 롤러를 포함하는, 시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 전방향 휠은 복수의 전방향 휠을 포함하고;
    상기 제1 다방향 구동 서브 시스템은 상기 복수의 전방향 휠의 적어도 제1 전방향 휠 및 제2 전방향 휠을 포함하고;
    상기 제2 다방향 구동 서브 시스템은 상기 복수의 전방향 휠의 적어도 제3 전방향 휠 및 제4 전방향 휠을 포함하는, 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 전방향 휠, 상기 제2 전방향 휠, 상기 제3 전방향 휠 및 상기 제4 전방향 휠의 각각은 상기 다방향 구동 시스템에 의해 획정되는 지지 베이스의 코너 부근에 위치되는, 시스템.
  8. 청구항 3에 있어서, 상기 전방향 휠은 제1 전방향 휠, 제2 전방향 휠, 제3 전방향 휠 및 제4 전방향 휠을 포함하고;
    상기 제1 전방향 휠, 상기 제2 전방향 휠, 상기 제3 전방향 휠 및 상기 제4 전방향 휠의 각각은 서로 독립적으로 구동되어 상기 카트를 회전시키고 상기 카트를 면 내에서 병진 이동시키도록 동작 가능한, 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서, 움직임 제어 어셈블리를 더 포함하며, 상기 움직임 제어 어셈블리는:
    사용자에 의해 체결되도록 구성된 핸들;
    상기 사용자에 의해 가해지는 힘 및 상기 힘의 방향을 감지하기 위한 센서; 및
    감지된 상기 힘에 기초하여 상기 센서로부터 신호를 수신하고 (i) 상기 카트를 회전시키고 (ii) 상기 카트를 면 내에서 병진 이동시키도록 상기 다방향 구동 시스템을 구동하기 위한 구동 신호를 생성하도록 구성된 움직임 제어부를 포함하는, 시스템.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 전방향 휠을 구동시키기 위해 상기 제1 전방향 휠에 결합되는 제1 모터;
    상기 제2 전방향 휠을 구동시키기 위해 상기 제2 전방향 휠에 결합되는 제2 모터;
    상기 제3 전방향 휠을 구동시키기 위해 상기 제3전방향 휠에 결합되는 제3 모터; 및
    상기 제4 전방향 휠을 구동시키기 위해 상기 제4 전방향 휠에 결합되는 제4 모터를 더 포함하는, 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 다방향 구동 시스템에 기인한 상기 카트의 움직임 동안 상기 검출기, 상기 갠트리, 상기 카트 또는 이들의 조합들 중 적어도 하나의 위치의 변화를 감지하도록 구성된 센서를 더 포함하며;
    상기 센서는 상기 위치의 변화에 관한 위치 신호를 생성하도록 구성되는, 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 이미지 데이터 및 상기 센서로부터의 상기 위치 신호에 기초하여 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 프로세서를 더 포함하는, 시스템.
  13. 피검자의 이미지 데이터를 획득하기 위한 시스템으로서,
    이미지 데이터 수집 시스템;
    상기 이미지 데이터 수집 시스템을 이동 가능하게 둘러싸기 위한 내부 공간을 갖는 갠트리;
    지지 구조 및 베이스를 갖는 카트로서, 상기 지지 구조는 상기 갠트리를 표면으로부터 떨어지게 지지하도록 구성되는, 상기 카트; 및
    복수의 전방향 휠 및 상기 복수의 전방향 휠을 구동시키기 위한 적어도 하나의 모터를 포함하여 상기 베이스에 장착되는 다방향 구동 시스템; 및
    사용자로부터 상기 다방향 구동 시스템을 제어하기 위한 입력을 수신하기 위한 입력 시스템을 갖는 움직임 제어 시스템을 포함하며;
    상기 다방향 구동 시스템은 상기 카트를 평면 내에서 이동시키기 위한 입력을 수신하도록 동작 가능하고,
    상기 다방향 구동 시스템은 제1 프레임 부재 및 제2 프레임 부재를 포함하고;
    상기 제1 프레임 부재는 상기 제2 프레임 부재에 관해 이동 가능하고;
    상기 제1 프레임 부재 및 상기 제2 프레임 부재 양자는 상기 베이스에 관해 이동 가능한, 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서, 각각의 상기 전방향 휠들은 각각의 상기 전방향 휠들이 면에서 병진 이동하거나 축을 중심으로 회전할 수 있게 하도록 구성된 복수의 롤러를 포함하는, 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 다방향 구동 시스템은 상기 베이스에 단단하지 않게(non-rigidly) 장착되는, 시스템.
  16. 삭제
  17. 청구항 13에 있어서, 상기 다방향 구동 시스템은 상기 제1 프레임 부재 및 상기 프레임 부재 양자에 연결되어 이동 가능한 연결부를 더 포함하며, 상기 제1 프레임 부재 및 상기 제2 프레임 부재는 상기 연결부를 중심으로 회전하는, 시스템.
  18. 청구항 13에 있어서, 움직임 제어 어셈블리를 더 포함하며, 상기 움직임 제어 어셈블리는:
    상기 사용자에 의해 체결되도록 구성된 핸들;
    상기 사용자에 의해 가해지는 힘 및 상기 힘의 방향을 감지하기 위한 센서; 및
    감지된 상기 힘에 기초하여 상기 센서로부터 신호를 수신하고 (i) 상기 카트를 회전시키고 (ii) 상기 카트를 면 내에서 병진 이동시키도록 상기 다방향 구동 시스템을 구동하기 위한 구동 신호를 생성하도록 구성된 움직임 제어부를 포함하는, 시스템.
  19. 청구항 13에 있어서, 이미지 데이터 수집 시스템은 방출되는 에너지를 검출하도록 구성된 검출기를 포함하며;
    상기 검출기는 상기 갠트리 내에서 이동 가능하고 상기 갠트리 내에 둘러싸이는, 시스템.
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