KR20180044421A - 교정 수술 계획에 사용하기 위해 의료용 임플란트를 가진 환자의 의료 영상화를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

교정 수술 계획에 사용하기 위해 의료용 임플란트를 가진 환자의 의료 영상화를 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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존 더블유. 스퍼링
미첼 라르손
브루스 클라인
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메이오 파운데이션 포 메디칼 에쥬케이션 앤드 리써치
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Abstract

의료 영상들을 처리하여 교정 수술들을 계획하거나 안내하는데, 교정 수술들에 사용하기 위한 임플란트들을 설계하는데, 또는 일반적으로 피검자의 뼈 구조를 평가하는데 유용한 정보를 생성하기 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 의료 영상들은 컴퓨터 단층 영상화("CT") 시스템으로 획득된 영상들과 같은 x-선 영상들, 자기 공명 영상화("MRI") 시스템으로 획득된 영상들과 같은 자기 공명 영상들, 또는 초음파 영상화 시스템으로 획득된 영상들과 같은 초음파 영상들일 수 있다. 영상들은 또한 함께 융합되거나 또는 다른 방식으로 조합되어 조합되지 않은 영상들에 비해 피검자 내의 기기류 또는 임플란트의 묘사를 강화하는 조합된 영상들을 생성할 수 있다.

Description

교정 수술 계획에 사용하기 위해 의료용 임플란트를 가진 환자의 의료 영상화를 위한 시스템 및 방법
관련 출원들에 대한 상호 참조
[0001] 본 출원은 2015년 9월 4일자로 출원된 "Systems and Methods for Improved Imaging and Treatment of Patients with Medical Implants(의료용 임플란트를 가진 환자의 개선된 영상화 및 치료를 위한 시스템 및 방법)"이라는 명칭의 미국 가출원 제 62/214,399 호 및 2016년 3월 18일자로 출원된 "Systems and Methods for Medical Imaging of Patients with Medical Implants for Use in Revision Surgery Planning(교정 수술 계획에 사용하기 위해 의료용 임플란트를 가진 환자의 의료 영상화를 위한 시스템 및 방법)"이라는 명칭의 미국 가출원 제 62/310,305 호를 우선권으로 주장한다. 이들 가출원들은 모두 모든 목적들을 위해 본 명세서에서 참조로 포함된다.
발명의 배경
[0002] 본 발명의 분야는 의료 영상화(medical imaging)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 교정 수술들을 계획하거나 수술들에 사용될 임플란트들을 설계하는데 사용하기 위한, x-선 영상화 또는 자기 공명 영상화(magnetic resonance imaging)("MRI")와 같은 의료 영상화에 관한 것이다.
[0003] 미국에서만 2014년에 719,000건의 인공 관절 성형술들과 332,000건의 인공 고관절 성형술들이 수행되었다. 2030년까지, 일차 인공 관절 성형술들에 대한 수요는 572,000건의 절차들까지 증가할 것으로 추정되며, 인공 관절 성형술들에 대한 수요는 348 만건의 절차들까지 증가할 것으로 예상된다. 고관절 및 무릎 교정 절차들에 대한 수요는 젊은 환자들에게 수행되는 일차 절차들로 인하여 그리고 나중의 실패로 더 빠른 마모를 초래하는 비만의 증가로 인하여 극적으로 증가할 것으로 또한 예상된다. 정형 외과의 부가적인 부문들에서는 양적으로 상당한 증가를 보이고 있다. 어깨 관절 성형술의 비율은 무릎 및 고관절 성형술의 다섯 배로 증가하고 있으며, 미국에서는 매년 100,000건이 넘는 절차들이 수행된다. 또한 기기류를 이용한 척추 수술뿐만 아니라 교정 척추 수술의 비율이 극적으로 증가하였다. 개발 도상국들에서 증가하는 건강관리 자원들이 이용 가능해짐에 따라, 전 세계적으로 교정 수술의 부담이 상당히 증가하고 있다.
[0004] 현재, 교정 수술들을 정확하게 계획하는 능력은 부족하다. 예를 들어, 정형 외과적 교정 절차들 중에서 외과 의사가 직면하는 중점 과제들 중 하나는 남아있는 뼈 스톡과 특정 뼈 구조의 양을 정량화하는 것이다. 이러한 정보는 수술 진행 여부를 결정하는데 뿐만 아니라, 적절한 구성요소들을 계획하는데 중요하다. 그러나 외과 의사는 교정을 수행하기에 충분한 뼈가 남아 있는지를 흔히 확신하지 못하며, 적절한 구성요소들을 계획할 수 있는 능력이 제한적이다. 이것은 교정들을 계획하는 것이 제한된 진단 영상들로 인해 종종 어려움을 겪기 때문이다. 실제로, 전념할 수 있는 근골격계 방사선 전문의들이 없는 일부 기관들에서는 영상들이 본질적으로 진단 가치가 없을 정도로 영상 품질이 너무 열악하여, 임상의가 최선의 추측 분석을 활용할 수 밖에 없도록 한다.
[0005] 교정 수술들을 위해 CT 검사들을 받는 피검자들에게 공통적으로 존재하는 금속, 플라스틱 및 다른 이식된 물질들은 가는 줄무늬들, 그림자들 및 왜곡들의 형태로 심각한 영상 아티팩트들을 생성하여, 기본적인 해부학적 구조의 정확한 식별을 방해할 수 있다. 영상 아티팩트들은 일반적으로 재구성 알고리즘들에 의해 가정된 이상적인 모델들과 금속 또는 다른 고도로 감쇄하는 물질에 의해 영향을 받은 실제 CT 신호 간의 데이터 불일치 때문에 발생한다. x-선들은 금속들 및 기타 물질들에 의해 크게 감쇄되며, 이는 결과적으로 데이터 불일치들을 유발하고, 결국에는 잡음, 빔 경화, 산란 및 비선형의 부분적 체적 효과들과 같은 영상 아티팩트를 초래하는 요인들을 증폭시킨다. 이러한 방식으로, 작은 영상 영역만 차지할 수 있는 작은 이식된 물체들은 전체 영상들에 영향을 주는 아티팩트들을 생성하여, 해부학적 구조들을 모호하게 할 수 있다.
[0006] 또한, 개인 맞춤형 장치들은 일차 관절성형술 및 다른 절차들에 대해 점점 더 대중화되고 있다. 이러한 환자 특정 기기류는 올바른 정렬로 구성요소를 배치하는 기능뿐만 아니라, 수술에 사용되는 정확한 구성요소들에 대한 계획을 개선하는데 도움이 될 수 있다. 그러나, 현재 영상화 기술들은 교정 사례들에 대해 환자 특정 안내들을 작성하는 능력에서 상당히 제한된다. 교정 설정에서 맞춤 안내를 위해 사용되는 CT 스캔들에 관한 사례 보고서가 드문드문 있었다; 그러나 현재 교정 수술을 위해 환자 특정 기기류를 제공하는 대형 정형 외과적 제조업체는 없다. 현재의 CT 스캔들에는 그러한 안내들을 정확하게 계획하기에는 너무 많은 아티팩트가 있다. 외과 의사가 환자 특정 안내를 만드는 것을 고려할 경우, 상당한 가정들이 이루어져야 하며 그 과정은 극도로 노동 집약적이다.
[0007] 노력들에도 불구하고, 영상 아티팩트들은 다양한 진단 및 중재적 절차들, 그리고 특히 교정 수술 응용들에 대한 진료에서 심각한 문제들을 계속 제기하고 있다. 그러므로, 이전의 임플란트들 또는 기기류를 가진 환자를 영상화하기 위한 개선된 시스템들 및 방법들이 여전히 필요하다.
[0008] 본 개시는 환자의 해부학적 구조 내에 존재하는 임플란트들 및 기기류를 가진 환자들의 영상화를 개선하기 위한 시스템들 및 방법들을 제공함으로써 전술한 결점들을 극복한다. 일부 양태들에서, 이식된 물체들 또는 기기류는 영상화 데이터로부터 식별되고 제거되어, 남아있는 뼈 조직과 같은 기본 조직의 선명한 식별을 가능하게 한다. 이것은 더 정확한 임상 진단뿐만 아니라, 환자의 특정 임플란트들 및 교정 수술들을 위한 안내들의 개선된 설계 및 제조를 용이하게 한다.
[0009] 본 발명의 일 양태는 x-선 영상화 시스템, 자기 공명 영상화(magnetic resonance imaging)("MRI") 시스템 등일 수 있는 의료 영상화 시스템으로 획득된 영상 데이터에 기초하여 교정 수술 계획 또는 안내에 관한 정보를 제공하는 보고서를 생성하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 의료 영상화 시스템으로 획득된 피검자의 영상 데이터는 컴퓨터 시스템에 제공된다. 제공된 영상 데이터는 컴퓨터 시스템으로 처리되어 피검자의 해부학적 구조에 이식된 적어도 하나의 물체를 식별하고 식별된 적어도 하나의 물체를 영상 데이터로부터 제거한다. 그런 다음 보고서가 컴퓨터 시스템으로 생성된다. 보고서는 처리된 영상 데이터에 기초한 것이며 피검자에 특정한 교정 수술 계획에 관한 정보를 제공한다.
[0010] 본 발명의 다른 양태는 x-선 영상화 시스템, MRI 시스템 등 일 수 있는 의료 영상화 시스템으로 획득된 영상 데이터에 기초하여 교정 수술에 사용하기 위한 임플란트를 설계하기 위한 정보를 제공하는 리포트를 생성하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 의료 영상화 시스템으로 획득된 피검자의 영상 데이터는 컴퓨터 시스템에 제공된다. 제공된 영상 데이터는 컴퓨터 시스템으로 처리되어 피검자의 해부학적 구조에 이식된 적어도 하나의 물체를 식별하고 식별된 적어도 하나의 물체를 영상 데이터로부터 제거한다. 그런 다음 보고서가 컴퓨터 시스템으로 생성된다. 보고서는 처리된 영상 데이터에 기초한 것이며 교정 수술에 사용하기 위해 피검자 특정 임플란트를 설계하기 위한 정보를 제공한다.
[0011] 본 발명의 또 다른 양태는 x-선 영상화 시스템, MRI 시스템 등일 수 있는 의료 영상화 시스템으로 획득된 영상 데이터에 기초하여 피검자의 뼈 구조에 관한 정보를 제공하는 보고서를 생성하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 의료 영상화 시스템으로 획득된 피검자의 영상 데이터는 컴퓨터 시스템에 제공된다. 제공된 영상 데이터는 컴퓨터 시스템으로 처리되어 피검자의 해부학적 구조에 이식된 적어도 하나의 물체를 식별하고 식별된 적어도 하나의 물체를 영상 데이터로부터 제거한다. 그런 다음 보고서가 컴퓨터 시스템으로 생성된다. 보고서는 처리된 영상 데이터에 기초한 것이며 피검자의 뼈 구조에 관한 정보를 제공한다.
[0012] 본 발명의 또 다른 양태는 하나 또는 그 초과의 의료 영상화 시스템들로 획득된 영상 데이터에 기초하여 교정 수술 계획, 교정 수술 안내, 교정 수술에 사용하기 위한 피검자 특정 임플란트 또는 피검자의 뼈 구조에 관한 정보를 제공하는 보고서를 생성하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 방법은 적어도 하나의 의료 영상화 시스템으로 획득된 피검자의 영상 데이터를 컴퓨터 시스템에 제공하는 단계를 포함한다. 영상 데이터를 컴퓨터 시스템과 조합함으로써 영상 융합 데이터가 생성되며, 그럼으로써 영상 융합 데이터는 영상 데이터에 대해 피검자의 해부학적 구조에 이식된 적어도 하나의 물체의 묘사를 강화한다. 그런 다음 영상 융합 데이터에 기초하여 보고서가 컴퓨터 시스템으로 생성된다. 이 보고서는 피검자에 특정한 교정 수술 계획, 교정 수술에 사용하기 위한 피검자 특정 임플란트의 설계 또는 피검자의 뼈 구조 중 적어도 하나에 관한 정보를 제공한다.
[0013] 본 발명의 전술한 양태들과 장점들 및 다른 양태들과 장점들은 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다. 설명에서, 본 발명의 일부를 형성하고 본 발명의 바람직한 실시예를 예시로 도시한 첨부 도면들이 참조된다. 그러나, 이러한 실시예는 반드시 본 발명의 전체 범위를 나타내는 것은 아니며, 따라서 청구 범위에 대하여 그리고 본 발명의 범위를 해석하기 위하여 참조가 된다.
[0014] 도 1a는 예시적인 CT 영상화 시스템의 일 예의 도면이다.
[0015] 도 1b는 예시적인 CT 영상화 시스템의 블록도이다.
[0016] 도 2는 자기 공명 영상화("MRI") 시스템의 일 예의 블록도이다.
[0017] 도 3은 교정 수술 계획 또는 임플란트 설계에 사용하기 위해 의료 영상화 데이터에 기초하여 보고서를 생성하기 위한 예시적인 방법의 단계들을 설명하는 흐름도이다.
[0018] 도 4는 교정 수술 계획 또는 임플란트 설계에 사용하기 위해 함께 융합되거나 또는 다른 방식으로 조합되는 의료 영상화 데이터에 기초하여 보고서를 생성하기 위한 예시적인 방법의 단계들을 설명하는 흐름도이다.
[0019] 도 5는 본 명세서에 설명된 방법들을 구현할 수 있는 컴퓨터 시스템의 일 예이다.
[0020] 본 명세서에서는 교정 수술들을 계획 또는 안내하거나, 교정 수술들에 사용하기 위한 임플란트들을 설계하거나, 또는 일반적으로 피검자의 뼈 구조를 평가하는데 유용한 정보를 생성하기 위해 의료 영상들을 처리하기 위한 시스템들 및 방법들이 기술된다. 일부 양태들에서, 의료 영상들은 컴퓨터 단층촬영(computed tomography)("CT") 시스템, C-아암 x-선 영상화 시스템, 평면 x-선 영상화 시스템 등으로 획득된 영상들과 같은 x-선 영상들일 수 있다. 일부 다른 양태들에서, 의료 영상들은 자기 공명 영상화("MRI") 시스템으로 획득된 자기 공명 영상들일 수 있다. 또 다른 양태들에서, 의료 영상들은 초음파 시스템으로 획득된 초음파 영상들 일 수 있다.
[0021] 이전의 기기류 또는 임플란트들을 설정할 때 교정 수술은 가장 도전적이고 값 비싼 외과적 사례들 중 하나이다. 사례들이 정확하게 계획될 수 있는 기본 설정과 달리, 외과 의사는 자주 최소한의 정보를 가지고 교정 사례에 들어간다. 일부 사례들에서, 외과 의사에게는 무슨 유형의 구성요소들이 특정 교정 수술에 필요할 수 있는지를 추측하도록 맡겨지거나, 새로운 구성요소들을 배치하기에 뼈가 충분할지를 의문을 갖도록 맡겨진다. 현재, 이러한 환자들 중에서 기본적인 뼈 구조를 이해할 것을 다루는 시장은 필요하지 않다.
[0022] 미국에서 매년 CT로 스캔한 피검자들의 약 20 %에는 금속 임플란트들이 포함되어 있다. 따라서, 특히 교정 수술들의 수행과 관련하여 이전의 임플란트들 및 기기류를 지닌 환자들의 개선된 영상화를 위한 임상적 필요성이 급속하게 증가하고 있다. 본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 다양한 임상 CT 스캐너들에서 광범위한 방식으로 사용되어 외과 의사들과 다른 임상 의사들이 교정 수술을 받는 환자들의 잔존 뼈 스톡을 평가하는데 도움을 줄 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들의 응용들은 정형 외과 수술, 신경 외과, 이비인후과, 치과 등 다양한 영역들에 걸쳐 있을 수 있다.
[0023] 본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들은 임플란트들 또는 기기류를 지닌 환자들을 영상화하기 위한 개선된 프로토콜들을 생성하는 것을 용이하게 할 수 있다. 다양한 구현예들은 x-선 영상들로부터 임플란트들 또는 기기류 - 및 연관된 영상 아티팩트들 - 을 제거하기 위한 영상화 시스템 및 소프트웨어 해결책들을 포함하며, 이것은 결과적으로 기본 뼈 및 기타 조직들을 더 정확하게 시각화할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 시스템들 및 방법들은 (시멘트가 있는 또는 없는) 자동화된 금속, 세라믹 또는 플라스틱 임플란트 빼내기 및 분할을 수행하도록 설계될 수 있다. 50,000달러에서 100,000달러 이상을 범위로 하는 교정 관절성형술을 시행하는 비용을 감안하면, 수술 전에 뼈 구조에 관한 정보를 갖는 것이 대단히 중요할 것이다.
[0024] 본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들은 또한 교정 수술을 위한 환자 특정 안내를 제공한다. 교정 수술의 실패율은 종종 일차 수술보다 높다. 이전의 수술들로부터 생긴 심한 흉터와 뒤틀어진 해부학적 구조로 인해, 적절하게 정렬된 것을 밝히는 것은 교정 수술들에서 매우 어려울 수 있다. 기본 해부학적 구조들(예를 들어, 뼈 구조)를 정확하게 묘사한 것에 기초한 개인 맞춤형 안내들은 교정 수술의 성공률들을 개선하는데 극적으로 도움이 될 것이다. 실제로, 연구 결과들에 따르면 환자 특정 안내들의 최고 장점들은 흔히 일차 의료 절차들로 인해 뼈가 소실되고 해부학적 구조가 뒤틀어진 사례들에 있다고 한다.
[0025] 3D 프린팅은 환자 특정 해부학 모델들을 생성하게 하고, 기기류들이 구성요소들을 정확한 위치들에 배치시키게 하고, 주문형 환자 특정 임플란트를 가능하게 함으로써 일차 외과 수술 절차들을 계획하는데 있어서 강력한 기술로 진화하였다. 그러나 기기류 또는 임플란트들이 제 위치에 있는 환자들의 경우, 금속 아티팩트들은 완전한 영상 분할을 가능하게 하지 않으며, 이에 따라 종종 보간이 필요하다. 그러나 이러한 보간법은 진짜 밑에 있는 뼈가 위치할 수 있는 위치를 추측하는 결과를 가져오고, 이것은 모델 설계, 기기류 설계 및 임플란트 설계시 오류 잠재성을 더 크게 한다.
[0026] 따라서, 위에서 언급한 응용들 이외에, 본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들은 또한 교정 수술을 위한 임플란트들의 설계 및 제조의 개선된 정확성을 제공한다. 특히 개선된 수술 전 영상화는 교정시 어느 임플란트들이 필요할 지 또는 맞춤 임플란트들을 제조해야 하는지를 결정하게 함으로써 교정 수술들을 용이하게 한다. 후자의 경우, 개선된 영상 품질로 인해 개선된 디자인으로 개인 맞춤형 임플란트들이 달성될 수 있다. 더 큰 규모로, 특정 크기들 및 모양들을 비롯하여, 교정에 사용되는 임플란트들의 개발에 초점을 맞추도록 더 높은 품질의 영상들이 사용될 수 있다.
[0027] 이제 특히 도 1a 및 도 1b를 참조하면, x-선 컴퓨터 단층촬영("CT") 영상화 시스템(100)의 일 예가 도시된다. CT 시스템은 적어도 하나의 x-선 소스(104)가 연결되는 갠트리(102)를 포함한다. x-선 소스(104)는 갠트리(102)의 대향 측상의 검출기 어레이(108)를 향하여 x-선들의 팬 빔(fab-beam) 또는 콘 빔(cone-beam)일 수 있는 x-선 빔(106)을 투사한다. 검출기 어레이(108)는 다수의 x-선 검출기 요소들(110)을 포함한다. x-선 검출기 요소들(110)은 함께CT 시스템(100)에 위치된 의료 환자 또는 검사 받는 물체와 같은 피검자(112)를 관통하는 투사된 x-선들(106)을 감지한다. 각각의 x-선 검출기 요소(110)는 충돌하는 x-선 빔의 세기를 나타낼 수 있고, 이런 연유로 피검자(112)를 관통함에 따라 빔의 감쇄를 나타낼 수 있는 전기 신호를 생성한다. 일부의 구성들에서, 각 x-선 검출기(110)는 검출기(110)에 충돌하는 x-선 광자들의 수를 카운트할 수 있다. x-선 투사 데이터를 획득하는 스캔 동안, 갠트리(102) 및 그 위에 장착된 구성요소들은 CT 시스템(100) 내에 배치된 회전의 중심(114)을 중심으로 회전한다.
[0028] CT 시스템(100)은 또한 전형적으로 디스플레이(118); 키보드 및 마우스와 같은 하나 또는 그 초과의 입력 장치들(120); 및 컴퓨터 프로세서(122)를 포함하는 운영자 워크스테이션(116)을 포함한다. 컴퓨터 프로세서(122)는 상업적으로 구입 가능한 운영 체제를 실행하는 상업적으로 구입 가능한 프로그램 가능 머신을 포함할 수 있다. 운영자 워크스테이션(116)은 스캐닝 제어 파라미터들이 CT 시스템(100)으로 입력될 수 있게 하는 운영자 인터페이스를 제공한다. 일반적으로, 운영자 워크스테이션(116)은 데이터 저장 서버(124) 및 영상 재구성 시스템(126)과 통신한다. 예로서, 운영자 워크스테이션(116), 데이터 저장 서버(124) 및 영상 재구성 시스템(126)은 유선, 무선이든 또는 둘 다의 조합이든, 임의의 적합한 네트워크 접속을 포함할 수 있는 통신 시스템(128)을 통해 접속될 수 있다. 예로서, 통신 시스템(128)은 사유 또는 전용 네트워크들뿐만 아니라 인터넷과 같은 개방형 네트워크들을 둘 다 포함할 수 있다.
[0029] 운영자 워크스테이션(116)은 또한 CT 시스템(100)의 동작을 제어하는 제어 시스템(130)과 통신한다. 제어 시스템(130)은 일반적으로 x-선 제어기(132), 테이블 제어기(134), 갠트리 제어기(136) 및 데이터 획득 시스템(138)을 포함한다. x-선 제어기(132)는 x-선 소스(104)에 전력 및 타이밍 신호들을 제공하며, 갠트리 제어기(136)는 갠트리(102)의 회전 속도 및 위치를 제어한다. 테이블 제어기(134)는 테이블(140)을 제어하여 피검자(112)를 CT 시스템(100)의 갠트리(102) 내에 위치시킨다.
[0030] DAS(138)는 검출기 요소들(110)로부터의 데이터를 샘플링하고 그 데이터를 후속 처리를 위해 디지털 신호들로 변환한다. 예를 들어, 디지털화된 x-선 데이터는 DAS(138)로부터 데이터 저장 서버(124)로 전달된다. 그 다음, 영상 재구성 시스템(126)은 데이터 저장 서버(124)로부터 x-선 데이터를 검색하고 그로부터 영상을 재구성한다. 영상 재구성 시스템(126)은 상업적으로 구입 가능한 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있거나, 멀티 코어 프로세서들 및 대량으로 병렬화된 고밀도 컴퓨팅 장치들을 포함하는 시스템과 같은 고도의 병렬 컴퓨터 아키텍처일 수 있다. 선택적으로, 영상 재구성은 또한 운영자 워크스테이션(116)의 프로세서(122) 상에서 수행될 수 있다. 이후 재구성된 영상들은 저장을 위해 데이터 저장 서버(124)로 다시 전달되거나 운영자 또는 임상의에게 디스플레이되도록 운영자 워크스테이션(116)으로 전달될 수 있다.
[0031] CT 시스템(100)은 또한 하나 또는 그 초과의 네트워크형 워크스테이션들(142)을 포함할 수 있다. 예로서, 네트워크형 워크스테이션(142)은 디스플레이(144); 키보드 및 마우스와 같은 하나 또는 그 초과의 입력 장치들(146); 및 프로세서(148)를 포함할 수 있다. 네트워크형 워크스테이션(142)은 운영자 워크스테이션(116)과 동일한 설비 내에 또는 상이한 건강관리 시설 또는 클리닉과 같은 상이한 설비에 배치될 수 있다.
[0032] 네트워크형 워크스테이션(142)은 운영자 워크스테이션(116)과 동일한 설비 내에 있든, 아니면 상이한 설비에 있든, 통신 시스템(128)을 통해 데이터 저장 서버(124) 및/또는 영상 재구성 시스템(126)으로의 원격 액세스를 얻을 수 있다. 따라서, 다수의 네트워크형 워크스테이션들(142)은 데이터 저장 서버(124) 및/또는 영상 재구성 시스템(126)에 액세스할 수 있다. 이러한 방식으로, x-선 데이터, 재구성된 영상들 또는 기타 데이터는 데이터 저장 서버(124), 영상 재구성 시스템(126) 및 네트워크형 워크스테이션들(142) 사이에서 교환될 수 있고, 그래서 데이터 또는 영상들은 네트워크형 워크스테이션(142)에 의해 원격 처리될 수 있다. 이러한 데이터는 예컨대, 전송 제어 프로토콜(transmission control protocol)("TCP"), 인터넷 프로토콜(internet protocol)("IP"), 또는 다른 공지되거나 적합한 프로토콜들에 따라 임의의 적합한 포맷으로 교환될 수 있다.
[0033] 이제 특히 도 2를 참조하면, 자기 공명 영상화("MRI") 시스템(200)의 일 예가 도시된다. MRI 시스템(200)은 전형적으로 디스플레이(204); 키보드 및 마우스와 같은 하나 또는 그 초과의 입력 장치들(206); 및 프로세서(208)를 포함하는 운영자 워크스테이션(202)을 포함한다. 프로세서(208)는 상업적으로 구입 가능한 운영 체제를 실행하는 상업적으로 구입 가능한 프로그램 가능 머신을 포함할 수 있다. 운영자 워크스테이션(202)은 스캔 처방들이 MRI 시스템(200)에 입력될 수 있게 하는 운영자 인터페이스를 제공한다. 일반적으로, 운영자 워크스테이션(202)은 네 개의 서버들: 즉 펄스 시퀀스 서버(210); 데이터 획득 서버(212); 데이터 처리 서버(214); 및 데이터 저장 서버(216)에 연결될 수 있다. 운영자 워크스테이션(202) 및 각 서버(210, 212, 214, 216)는 서로 통신하도록 접속된다. 예를 들어, 서버들(210, 212, 214 및 216)은 유선, 무선 또는 둘 다의 조합이든 임의의 적합한 네트워크 접속을 포함할 수 있는 통신 시스템(240)을 통해 접속될 수 있다. 예로서, 통신 시스템(240)은 사유 또는 전용 네트워크들뿐만 아니라 인터넷과 같은 개방형 네트워크들을 둘 다 포함할 수 있다.
[0034] 펄스 시퀀스 서버(210)는 운영자 워크스테이션(202)으로부터 다운로드된 명령어들에 응답하여 그래디언트 시스템(218) 및 무선 주파수(radio frequency)("RF") 시스템(220)을 작동시키도록 기능한다. 미리 정해진 스캔을 수행하는데 필요한 그래디언트 파형들이 생성되고 그래디언트 시스템(218)에 인가되며, 그래디언트 시스템(218)은 어셈블리(222) 내 그래디언트 코일들을 여기하여 자기 공진 신호들을 위치 인코딩하는데 사용되는 자계 그래디언트들(Gx, Gy 및 Gz)을 생성한다. 그래디언트 코일 어셈블리(222)는 분극 자석(226) 및 전신(whole-body) RF 코일(228)을 포함하는 자석 어셈블리(224)의 일부를 형성한다.
[0035] 미리 정해진 자기 공명 펄스 시퀀스를 수행하기 위해, RF 파형들이 RF 시스템(220)에 의해 RF 코일(228) 또는 별개의 로컬 코일(도 2에 도시되지 않음)에 인가된다. RF 코일(228) 또는 별개의 로컬 코일(도 2에 도시되지 않음)에 의해 검출된 반응 자기 공명 신호들은 RF 시스템(220)에 의해 수신되고, 이곳에서 반응 자기 공명 신호들은 펄스 시퀀스 서버(210)에 의해 생성된 커맨드들의 지시 하에 증폭, 복조, 필터링 및 디지털화된다. RF 시스템(220)은 MRI 펄스 시퀀스들에서 사용되는 다양한 RF 펄스들을 생성하기 위한 RF 송신기를 포함한다. RF 송신기는 펄스 시퀀스 서버(210)로부터의 스캔 처방 및 지시에 응답하여 원하는 주파수, 위상 및 펄스 진폭 파형의 RF 펄스들을 생성한다. 생성된 RF 펄스들은 전신 RF 코일(228) 또는 하나 또는 그 초과의 로컬 코일 또는 코일 어레이들(도 2에 도시되지 않음)에 인가될 수 있다.
[0036] RF 시스템(220)은 또한 하나 또는 그 초과의 RF 수신기 채널들을 포함한다. 각각의 RF 수신기 채널은 자신이 접속된 코일(228)에 의해 수신된 자기 공명 신호를 증폭하는 RF 전치 증폭기 및 수신된 자기 공명 신호의 I 및 Q 직교 성분들을 검출하고 디지털화하는 검출기를 포함한다. 그러므로, 수신된 자기 공명 신호의 크기는 임의의 샘플링된 지점에서 I 및 Q 성분들의 제곱들의 합의 제곱근에 의해 결정될 수 있으며:
Figure pct00001
[0037] 수신된 자기 공명 신호의 위상은 또한 다음의 관계에 따라 결정될 수 있다:
Figure pct00002
[0038] 펄스 시퀀스 서버(210)는 또한 선택적으로 생리학적 획득 제어기(230)로부터 환자 데이터를 수신한다. 예로서, 생리학적 획득 제어기(230)는 환자에 연결된 다수의 상이한 센서들로부터 신호들, 예컨대 전극들로부터 심전계(electrocardiograph)("ECG") 신호들 또는 호흡 벨로즈들 또는 기타 호흡 모니터링 장치로부터 호흡 신호들을 수신할 수 있다. 이러한 신호들은 펄스 시퀀스 서버(210)에 의해 스캔의 수행을 피검자의 심장 박동 또는 호흡과 동기화하거나 "통제(gate)"하는데 전형적으로 사용된다.
[0039] 펄스 시퀀스 서버(210)는 또한 환자 및 자석 시스템의 상태와 연관된 다양한 센서들로부터의 신호들을 수신하는 스캔 룸 인터페이스 회로(232)에 연결된다. 또한, 환자 위치조정 시스템(234)이 스캔 중에 환자를 원하는 위치로 이동시키는 커맨드들을 수신하는 것 역시 스캔 룸 인터페이스 회로(232)를 통해 이루어진다.
[0040] RF 시스템(220)에 의해 생성된 디지털화된 자기 공명 신호 샘플들은 데이터 획득 서버(212)에 의해 수신된다. 데이터 획득 서버(212)는 운영자 워크스테이션(202)으로부터 다운로드된 명령어들에 응답하여 실시간 자기 공명 데이터를 수신하고 버퍼 저장소를 제공하도록 동작하여, 버퍼 오버런으로 인해 데이터가 손실되지 않도록 한다. 일부 스캔들에서, 데이터 획득 서버(212)는 획득된 자기 공명 데이터를 데이터 프로세서 서버(214)에 전달하는 것 이상으로 수행하지 않는다. 그러나, 스캔의 추가 수행을 제어하기 위해 획득된 자기 공명 데이터로부터 도출되는 정보를 필요로 하는 스캔들에서, 데이터 획득 서버(212)는 그러한 정보를 생성하고 이 정보를 펄스 시퀀스 서버(210)에 전달하도록 프로그래밍된다. 예를 들어, 사전 스캔들 동안, 자기 공명 데이터가 획득되어 펄스 시퀀스 서버(210)에 의해 수행된 펄스 시퀀스를 교정하는데 사용된다. 다른 예로서, 네비게이터 신호들이 획득되어 RF 시스템(220) 또는 그래디언트 시스템(218)의 작동 파라미터들을 조정하거나, k-공간이 샘플링되는 뷰 순서를 제어하는데 사용될 수 있다. 또 다른 예에서, 데이터 획득 서버(212)는 자기 공명 혈관 조영술(magnetic resonance angiography)("MRA") 스캔에서 조영제(contrast agent)의 도달을 검출하는데 사용되는 자기 공명 신호들을 처리하는 데에도 또한 사용될 수 있다. 예로서, 데이터 획득 서버(212)는 자기 공명 데이터를 획득하고 이 데이터를 실시간으로 처리하여 스캔을 제어하는데 사용되는 정보를 생성한다.
[0041] 데이터 처리 서버(214)는 데이터 획득 서버(212)로부터 자기 공명 데이터를 수신하고 이 데이터를 운영자 워크스테이션(202)으로부터 다운로드된 명령어들에 따라 처리한다. 이러한 처리는 예를 들어, 다음과 같은 것, 즉, 원시 k-공간 데이터의 푸리에 변환을 수행하여 2 차원 또는 3 차원 영상들을 재구성하는 것; 반복 또는 역 투사 재구성 알고리즘들과 같은 다른 영상 재구성 알고리즘들을 수행하는 것; 원시 k-공간 데이터 또는 재구성된 영상들에 필터들을 적용하는 것; 기능적 자기 공명 영상들을 생성하는 것; 모션 또는 플로우 영상들을 계산하는 것 등 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다.
[0042] 데이터 처리 서버(214)에 의해 재구성된 영상들은 운영자 워크스테이션(202)으로 다시 전달되고 이곳에서 영상들이 저장된다. 실시간 영상들은 데이터베이스 메모리 캐시(도 2에 도시되지 않음)에 저장되며, 캐시로부터 실시간 영상들은 운영자 디스플레이(212) 또는 담당 의사들이 사용하기 위해 자석 어셈블리(224) 근처에 배치된 디스플레이(236)로 출력될 수 있다. 배치 모드(batch mode) 영상들 또는 선택된 실시간 영상들은 디스크 저장소(238) 상의 호스트 데이터베이스에 저장된다. 이러한 영상들이 재구성되어 저장소에 전송될 때, 데이터 처리 서버(214)는 운영자 워크스테이션(202)을 통해 데이터 저장 서버(216)에 통지한다. 운영자 워크스테이션(202)은 운영자에 의해 영상들을 보관하거나, 필름들을 제작하거나, 네트워크를 통해 다른 설비들에 영상들을 전송하는데 사용될 수 있다.
[0043] MRI 시스템(200)은 또한 하나 또는 그 초과의 네트워크형 워크스테이션들(242)을 포함할 수 있다. 예로서, 네트워크형 워크스테이션(242)은 디스플레이(244); 키보드 및 마우스와 같은 하나 또는 그 초과의 입력 장치들(246); 및 프로세서(248)를 포함할 수 있다. 네트워크형 워크스테이션(242)은 운영자 워크스테이션(202)과 동일한 설비 내에 또는 상이한 건강관리 또는 클리닉과 같은 다른 설비에 배치될 수 있다.
[0044] 네트워크형 워크스테이션(242)은 운영자 워크스테이션(202)과 동일한 설비 내에 있든 아니면 상이한 설비에 있든, 통신 시스템(240)을 통해 데이터 처리 서버(214) 또는 데이터 저장 서버(216)로의 원격 액세스를 얻을 수 있다. 따라서, 다수의 네트워크형 워크스테이션들(242)은 데이터 처리 서버(214) 및 데이터 저장 서버(216)에 액세스할 수 있다. 이러한 방식으로, 자기 공명 데이터, 재구성된 영상들 또는 기타 데이터는 데이터 처리 서버(214) 또는 데이터 저장 서버(216)와 네트워크형 워크스테이션들(242) 사이에서 교환될 수 있고, 그래서 데이터 또는 영상들은 네트워크형 워크스테이션(242)에 의해 원격 처리될 수 있다. 이러한 데이터는 예컨대, 전송 제어 프로토콜("TCP"), 인터넷 프로토콜("IP") 또는 다른 공지되거나 적합한 프로토콜들에 따라 임의의 적합한 포맷으로 교환될 수 있다.
[0045] 이제 도 3을 참조하면, 의료 영상 데이터에 기초하여 보고서를 생성하기 위한 예시적인 방법의 단계들을 설명하는 흐름도가 도시되며, 여기서 보고서는 절제 수술들에 유용한 정보를 제공한다. 방법은 단계(302)에서 나타낸 바와 같이, 의료 영상화 시스템으로 획득된 재구성된 영상들 또는 연관된 데이터를 포함할 수 있는 영상 데이터를 컴퓨터 프로세서에 제공하는 단계를 포함한다. 의료 영상화 시스템은 x-선 영상화 시스템 또는 MRI 시스템일 수 있다. 일 예로서, x-선 영상화 시스템은 도 1a 및 도 1b에 도시된 시스템과 같은 CT 영상화 시스템일 수 있다. 일부 사례들에서, CT 영상화 시스템은 이중 에너지 CT 영상화 시스템일 수 있으며, 이 경우에 제공된 영상들은 두 개의 서로 다른 x-선 에너지들을 나타낼 수 있다. 다른 예들에서, x-선 영상화 시스템은 C-아암 x-선 영상화 시스템, 디지털 방사선 촬영 시스템 등일 수 있다. 연관된 데이터는 예를 들어, x-선 영상화 시스템에 의해 획득된 x-선 감쇄 데이터 또는 MRI 시스템으로 획득된 원시 k-공간 데이터일 수 있다.
[0046] 일부 양태들에서, 영상 데이터를 제공하는 단계는 메모리 또는 다른 데이터 저장 장치로부터 이전에 획득된 영상들 또는 데이터를 검색하는 단계를 포함한다. 그러나, 다른 양태들에서, 영상 데이터를 제공하는 단계는 의료 영상화 시스템으로 영상들 또는 데이터를 획득하는 단계를 포함한다.
[0047] 바람직하게, 영상 데이터는 영상 아티팩트들을 최소화하는 획득 기술들을 사용하여 획득되거나, 획득된 영상 데이터는 영상 아티팩트들을 최소화하거나 또는 다른 방식으로 영상 품질을 개선하기 위해 처리된다. 일부 사례들에서, 획득된 영상 데이터는 영상 재구성 이전 또는 도중에 아티팩트들을 제거하거나 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio)("SNR")를 개선하기 위해 처리된다. 일부 다른 사례들에서, 이미 재구성된 영상들은 아티팩트들을 제거하거나 SNR을 개선하기 위해 처리된다.
[0048] 일 예로서, 다양한 투영 뷰들을 사용하여 획득된 데이터는 본 명세서에 그 전체가 참조로 포함된 미국 특허 제 8,965,078 호에 기재된 바와 같이, 영상 재구성에 앞서 국부적으로 적응 가능한 양방향 필터를 사용하여 잡음 제거될 수 있다. 다른 예로서, 영상들은 본 명세서에 그 전체가 참조로 포함된 미국 특허 제 9,036,771 호에 기재된 바와 같이, 잡음 레벨들의 국부적 변동들에 적응적인 수정된 논-로컬 평균(non-local means)("NLM") 알고리즘을 사용하여 잡음 제거될 수 있다.
[0049] MRI 시스템이 영상 데이터를 획득하기 위해 언제 그리고 사용될 때의 일례로서, 금속 임플란트들에 기인하는 아티팩트들을 최소화하는 데이터 획득이 사용될 수 있다. 예를 들어, 민감도 유발 아티팩트들을 최소화하는 펄스 시퀀스들이 구현될 수 있다. 다른 예로서, 다중-획득 가변-공진 영상 조합(multi-acquisition variable-resonance image combination)("MAVRIC") 또는 금속 아티팩트 수정을 위한 슬라이스 인코딩과 같은 영상화 기술들이 사용될 수 있다.
[0050] 다시 도 3을 참조하면, 단계(304)에서 나타낸 바와 같이, 물체들은 제공된 영상 데이터에서 식별된다. 이러한 물체들은 x-선들을 크게 감쇄시키거나 자기 공명 영상들을 혼란시키는 물질들로 구성된 금속 임플란트들, 플라스틱 임플란트들 또는 기타 임플란트들 또는 기기류를 포함할 수 있다. 일부 응용들에서, 이러한 물체들을 식별하는 것은 그 물체들을 포함하는 영상 데이터에서 관심 영역(regions-of-interest)("ROI")을 식별하는 것을 포함한다. 일부 양태들에서, 재구성하기 전의 데이터에 기초하여 또는 재구성된 영상들에 기초하여 물체들 또는 임플란트들을 식별하는 다양한 물질 분해 기술들이 적용될 수 있다. 일부 다른 응용들에서, 그러한 물체들을 식별하는 것은 영상 분할 알고리즘들(image segmentation algorithms)을 구현하는 것을 포함할 수 있다.
[0051] 일 예로서, 영상 내의 물체들을 식별하기 위해 영상화된 물체 전체에 걸쳐 밀도 및 구성 물질 농도의 분포를 결정하기 위한 방법이 사용될 수 있다. 이러한 방법은, 예를 들어, 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제 7,885,373 호에 기재되어 있다. 이러한 접근법은 일반적으로 이중 에너지 영상 데이터를 각각의 에너지 레벨들과 연관된 감쇄 계수들로 변환하는 단계, 하나의 에너지 레벨을 갖는 감쇄 계수들과 다른 에너지 레벨과 연관된 감쇄 계수들의 비율을 계산하는 단계, 및 계산된 비율을 상관시켜서 영상화된 물체의 구성 물질의 농도를 표시하는 단계를 포함한다. 본 명세서에서 그 전체가 참조로 포함된 미국 특허 제 8,290,232 호에 기재된 바와 같이, 두 개 초과의 구성 물질들의 물질 분해가 또한 수행될 수 있다. 이와 같은 후자의 접근법에서, 각 에너지 레벨과 연관된 질량 감쇄 계수들은 결정된 유효 밀도들의 곱 및 구성 물질들의 각각의 농도들에 의해 가중된 구성 물질들 질량 감쇄 계수들의 합으로서 표현된다.
[0052] 이러한 방식으로, 금속 또는 플라스틱 임플란트들 또는 기기류들을 포함하는 물체들이 식별될 수 있다. 그런 다음 단계(306)에서 나타낸 바와 같이, 식별된 물체들과 연관된 정보를 사용하여, 제공된 영상 데이터는 진단 및 치료 목적들을 위해 영상들 및 다른 적합한 정보를 생성하기 위해 식별된 물체들을 빼버리거나 또는 다른 방식으로 제거하도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 식별된 물체들은 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다수의 분할 기술들을 사용하여 재구성된 영상들로부터 제거될 수 있다.
[0053] 예로서, 식별된 물체들이 제거되는 영상들은 본 명세서에 그 전체가 참조로 포함된 미국 특허 제 8,280,135 호에 기재된 방법들을 사용하여 생성될 수 있다. 이러한 예시적인 기술에서, 재 포맷된 투영들은 보통의 투영 각도에서 획득한 데이터를 사용하여 생성되며, 그런 다음 금속들, 금속 합금들 및 기타 크게 감쇄하는 물질들뿐만 아니라, 플라스틱들 및 기타 물질들로 구성된 물체들에 대응하는 영역들을 검출하고 분할하도록 처리된다. 이후, 예를 들어, 금속 임플란트들과 연관된 분할된 영역들은 재 포맷된 투영들로부터 제거될 수 있고 보간된 정보로 대체되어 식별된 물체들이 제거된 영상들을 재구성하는데 사용하기 위한 수정된 투영들을 생성할 수 있다.
[0054] 처리 블록(308)에서 일반적으로 나타낸 바와 같이, 식별된 물체들이 제거된 영상 데이터에 기초하여, 하나 또는 그 초과의 보고서가 컴퓨터 시스템에 의해 생성된다. 일부 양태들에서, 단계(310)에서 나타낸 바와 같이, 생성된 보고서는 교정 수술을 계획하거나 또는 다른 방식으로 안내하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 보고서는 교정 수술을 계획하거나 또는 다른 방식으로 안내하는데 사용될 수 있는 영상들, 데이터 또는 그로부터 도출된 정보와 같은 정보를 포함할 수 있다. 예로서, 생성된 보고서는 이전의 수술들 이후의 피검자들의 뼈 구조뿐만 아니라, 그 피검자에게서 존재하는 기존의 임플란트들 또는 기기류를 비롯한, 피검자의 해부학적 구조에 기초한 특정 피검자의 교정 수술을 수행하기에 최적한 계획을 나타낼 수 있는 환자 특정 교정 수술 안내를 나타낼 수 있다. 다른 예로서, 보고서는 피검자의 뼈, 주변 해부학적 구도 또는 둘 모두의 컴퓨터 생성된 모델을 포함할 수 있다.
[0055] 일부 다른 양태들에서, 단계(312)에서 나타낸 바와 같이, 생성된 보고서는 교정 수술에 사용하기 위한 임플란트를 설계하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 보고서는 교정 수술에 사용하기 위한 환자 특정 임플란트를 설계하는데 사용될 수 있는 영상들, 데이터 또는 이로부터 도출된 정보와 같은 정보를 포함할 수 있다. 이러한 보고서는 유익하게도 이전의 수술들 이후의 뼈 구조를 비롯한 피검자의 해부학적 구조에 관한 정보를 제공할 수 있으며, 이 정보는 결과적으로 피검자의 해부학적 구조에 특별하게 맞춘 주문형 임플란트를 설계하는데 사용될 수 있다. 따라서, 일 예로서, 보고서는 피검자의 뼈의 컴퓨터 생성된 모델 또는 피검자의 해부학적 구조를 위해 구체적으로 설계된 임플란트의 컴퓨터 생성된 모델을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 임플란트의 컴퓨터 생성된 모델은 컴퓨터 수치 제어(computer numerical control)("CNC") 시스템, 3 차원 프린터, 또는 설계된 임플란트를 기계 가공하거나 또는 다른 방식으로 구축하도록 구성된 임의의 다른 적합한 시스템에 제공되도록 포맷된 데이터를 포함할 수 있다.
[0056] 또 다른 양태들에서, 단계(314)에서 나타낸 바와 같이, 일반적으로, 생성된 보고서는 피검자의 뼈 구조에 관한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 보고서는 뼈 밀도 또는 뼈 용량과 같이 피검자의 뼈 구조를 나타내는 영상들, 데이터 또는 그로부터 도출된 정보와 같은 정보뿐만 아니라, 다른 조직들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 보고서는 교정 수술을 받는 환자들에게 유리할 수 있으며, 이에 따라 나머지 뼈나 뼈의 품질에 관한 정보는 교정 수술을 정확하게 계획하고 실행하는데 활용될 수 있다. 다른 예로서, 보고서는 피검자의 뼈, 주변 해부학적 구조 또는 둘 다의 컴퓨터 생성된 모델을 포함할 수 있다.
[0057] 이제 도 4를 참조하면, 의료 영상 데이터에 기초하여 보고서를 생성하기 위한 예시적인 방법의 단계들을 설명하는 흐름도가 도시되며, 여기서 보고서는 절제 수술들에 유용한 정보를 제공한다. 그러나 교정 수술들에 유익한 것 이외에도, 본 명세서에 기술된 방법들은 일차 환자들에게 피질 주변부들의 개선된 시각화와 같은 영상 품질을 개선하는데 유익할 수 있다는 것에 유념한다.
[0058] 단계(402)에 나타낸 바와 같이, 방법은 하나 또는 그 초과의 의료 영상화 시스템들로 획득된 재구성된 영상들 또는 연관된 데이터를 포함할 수 있는 영상 데이터를 컴퓨터 프로세서에 제공하는 단계를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 의료 영상화 시스템들은 x-선 영상화 시스템, MRI 시스템, 초음파 영상화 시스템 등을 포함할 수 있다. 일 예로서, x-선 영상화 시스템은 도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 같은 CT 영상화 시스템일 수 있다. 일부 사례들에서, CT 영상화 시스템은 이중 에너지 CT 영상화 시스템일 수 있으며, 이 경우 제공된 영상들은 두 개의 서로 다른 x-선 에너지들을 나타낼 수 있다. 다른 예들에서, x-선 영상화 시스템은 C-아암 x-선 영상화 시스템, 디지털 방사선 촬영 시스템 등일 수 있다. 연관된 데이터는 예를 들어 x-선 영상화 시스템에 의해 획득된 x-선 감쇄 데이터 또는 MRI 시스템으로 획득된 원시 k-공간 데이터일 수 있다.
[0059] 일부 양태들에서, 영상 데이터를 제공하는 단계는 메모리 또는 다른 데이터 저장 장치로부터 이전에 획득된 영상들 또는 데이터를 검색하는 단계를 포함한다. 그러나, 다른 양태들에서, 영상 데이터를 제공하는 단계는 하나 또는 그 초과의 의료 영상화 시스템들로 영상 또는 데이터를 획득하는 단계를 포함한다.
[0060] 바람직하게, 영상 데이터는 영상 아티팩트들을 최소화하는 획득 기술들을 사용하여 획득되거나, 획득된 영상 데이터는 영상 아티팩트들을 최소화하거나 또는 다른 방식으로 영상 품질을 개선하도록 처리된다. 일부 사례들에서, 획득된 영상 데이터는 영상 재구성 이전에 또는 영상 재구성 중에 아티팩트들을 제거하거나 신호 대 잡음비("SNR")를 개선하도록 처리된다. 일부 다른 사례들에서, 이미 재구성된 영상들은 아티팩트를 제거하거나 SNR을 개선하기 위해 처리된다.
[0061] 단계(404)에서 나타낸 바와 같이, 하나 또는 그 초과의 의료 영상화 시스템들로부터의 영상 데이터는 함께 융합되거나 또는 다른 방식으로 조합되어, 이전의 기기류 또는 임플란트들을 가진 피검자들의 아티펙트들이 제거되거나 또는 다른 방식으로 감소된 영상 융합 데이터를 생성할 수 있다.
[0062] 일부 양태들에서, 각기 아티팩트들을 갖지만 같지 않은 아티팩트들을 갖는 상이한 영상화 양식들(예를 들면, CT, MRI, 단층영상합성법, 단순 방사선 사진들, 초음파)은 함께 융합되거나 또는 다른 방식으로 조합되어 아티팩트들을 제거하거나 상당히 줄일 수 있는 조합된 영상 데이터를 생성할 수 있다. 하나의 특정 실시예로서, 조합된 영상 데이터는 자기 공명 영상들을 x-선 CT 영상들과 융합 또는 다른 방식으로 조합하는 것을 포함할 수 있다. 자기 공명 영상들은 연조직을 x-선 CT 영상들보다 잘 묘사하는 반면, x-선 CT 영상들은 뼈를 자기 공명 영상들보다 잘 묘사한다. 따라서, 영상 융합 접근법은 관심 있는 해부학적 구조에서 연조직들과 뼈들 두 가지 모두를 가장 잘 시각화하는데 사용될 수 있다.
[0063] 일부 다른 양태들에서, 영상 융합 데이터는 다수의 상이한 영상화 양식들로부터 생성되지 않고, 동일한 영상화 양식으로부터의 영상 데이터를 함께 융합하거나 또는 다른 방식으로 조합함으로써 생성될 수 있지만, 상이한 방법들로도 처리될 수 있다. 일 예로서, 영상 융합 데이터는 통상적인 방식으로 재구성된 x-선 CT 영상일 수 있는 제 1 영상과 금속 아티팩트 축소 프로토콜을 사용하여 재구성된 제 2 영상을 함께 융합하거나 또는 다른 방식으로 조합하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 방법으로, 결과적인 영상 융합 데이터는 관심 영역에서 하운스필드 단위들(Hounsfield Units)을 보존했을 수 있으며, 또한 일반적으로 잡음 제거된 모양새를 가질 수도 있다. 정정할 것들은 또한 (예를 들어, 금속 아티팩트들이 존재하는 곳에 제한된) 영상의 좁은 관심 영역으로 제한될 수 있고, 반면에 나머지 영상 공간은 정상적으로 처리된다.
[0064] 일부 사례들에서, 영상 데이터의 조합은 최적화될 수 있다. 예로서, 어떤 데이터를 조합할지, 어느 양식으로 데이터를 조합할지, 그리고 금속 아티팩트들 또는 기타 아티팩트들을 줄이기 위해 그 데이터가 어떻게 수정될 수 있을지는 이상적인 영상 융합 사례들의 데이터베이스와의 비교를 사용하여 또는 결과적인 조합에 대해 기대되는 영상 품질의 지표들에 의해 최적화될 수 있다. 또한 기기류 또는 임플란트들을 가진 환영들로부터 획득된 영상들 또는 기타 데이터는 상이한 양식들 및 특정 알고리즘들을 더욱 세분화하는 최적화의 일부로서 사용될 수 있다.
[0065] 조합될 영상 데이터는 획득, 재구성, 전처리, 후처리 등 동안 조작될 수 있다. 일 예로서, CT데이터는 금속 아티팩트들을 감소시키도록 설계된 특화된 프로토콜로 획득될 수 있으며, 이러한 영상 데이터는 아티팩트들을 감소시키고 조직 콘트라스트를 증가시키기 위해 후 처리된 MR데이터와 조합될 수 있다.
[0066] 선택적으로, 물체들은 제공된 영상 데이터 또는 영상 융합 데이터에서 식별될 수 있다. 이러한 물체들은 x-선들을 크게 감쇄시키거나 자기 공명 영상들을 혼란시키는 물질들로 구성된 금속 임플란트들, 플라스틱 임플란트들 또는 기타 임플란트들이나 기기류를 포함할 수 있다. 일부 응용들에서, 그러한 물체들을 식별하는 것은 물체들을 포함하는 영상 데이터에서 ROI들을 식별하는 것을 포함한다. 일부 양태들에서, 재구성 전에 데이터에 기초하여 또는 재구성된 영상들에 기초하여 물체들 또는 임플란트들을 식별하기 위해 다양한 물질 분해 기술들이 적용될 수 있다. 일부 다른 응용들에서, 그러한 물체들을 식별하는 것은 영상 분할 알고리즘들을 실시하는 것을 포함할 수 있다.
[0067] 이러한 방식으로, 금속 또는 플라스틱 임플란트들 또는 기기류들을 포함하는 물체들이 식별될 수 있다. 그런 다음 식별된 물체들과 연관된 정보를 사용하여, 제공된 영상 데이터 또는 영상 융합 데이터는 진단 및 처리 목적들을 위한 영상들 및 다른 적합한 정보를 생성하기 위해 식별된 물체들을 빼버리거나 또는 다른 방식으로 제거하도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 식별된 물체들은 본 기술 분야에서 공지된 다수의 분할 기술을 사용하여 재구성된 영상들로부터 제거될 수 있다.
[0068] 처리 블록(406)에서 일반적으로 나타낸 바와 같이, 영상 융합 데이터에 기초하여, 하나 또는 그 초과의 보고서가 컴퓨터 시스템에 의해 생성된다. 일부 양태들에서, 단계(408)에서 나타낸 바와 같이, 생성된 보고서는 교정 수술을 계획하거나 또는 다른 방식으로 안내하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 보고서는 교정 수술을 계획하거나 또는 다른 방식으로 안내하는데 사용될 수 있는 영상들, 데이터 또는 그로부터 도출된 정보와 같은 정보를 포함할 수 있다. 예로서, 생성된 보고서는 이전의 수술들 이후 피검자들의 뼈 구조뿐만 아니라, 피검자에게서 존재하는 기존 임플란트들 또는 기기류를 비롯한, 피검자의 해부학적 구조에 기초하여 특정 피검자에 대해 교정 수술을 수행하기에 최적의 계획을 나타낼 수 있는 환자 특정 교정 수술 안내를 나타낼 수 있다. 다른 예로서, 보고서는 피검자의 뼈, 주변 해부학적 구조 또는 둘 모두의 컴퓨터 생성된 모델을 포함할 수 있다.
[0069] 일부 다른 양태들에서, 단계(410)에서 나타낸 바와 같이, 생성된 보고서는 교정 수술에 사용하기 위한 임플란트를 설계하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 보고서는 교정 수술에 사용하기 위해 환자 특정 임플란트를 설계하는데 사용될 수 있는 영상들, 데이터 또는 그로부터 도출된 정보와 같은 정보를 포함할 수 있다. 이러한 보고서는 유익하게도 이전의 수술들 이후의 뼈 구조를 비롯한 피검자의 해부학적 구조에 관한 정보를 제공할 수 있으며, 이것은 결과적으로 피검자의 해부학적 구조에 구체적으로 맞춘 주문형 임플란트를 설계하는데 사용될 수 있다. 유사하게, 환자 특정 해부학적 모델이 또한 설계될 수 있다. 따라서, 일 예로서, 보고서는 피검자의 뼈의 컴퓨터 생성된 모델 또는 피검자의 해부학적 구조에 대해 구체적으로 설계된 임플란트의 컴퓨터 생성된 모델을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 임플란트의 컴퓨터 생성된 모델은 컴퓨터 수치 제어("CNC") 시스템, 3 차원 프린터, 또는 설계된 임플란트를 기계 가공하거나 또는 다른 방식으로 구축하도록 구성된 임의의 다른 적합한 시스템에 제공되도록 포맷된 데이터를 포함할 수 있다.
[0070] 일부 사례들에서, 대측성 영상 정보 또는 이상적인 해부학적 구조의 데이터베이스로부터의 영상들은 금속 아티팩트들에 근사하게 보간할 필요성을 보충하거나 또는 다른 방식으로 줄이는데 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 대측성 정보는 정상적인 해부학적 구조를 복원하는 안내로서 사용될 수 있다. 보간의 필요성을 줄이면 엔지니어들이 3D 모델들을 설계하는데 필요한 시간이 줄어들어, 이들 모델들에 기초하여 기기류의 정확도를 개선하는 것 이외에 맞춤형 임플란트들의 더 정확한 제조를 가능하게 할 것이다. 광범위한 환자들 전체에서 획득된 이와 같이 정확한 해부학적 정보는 주문형이 아닌 기성 제품으로 구입 가능할 임플란트들의 설계를 용이하게 해줄 가능성이 있다.
[0071] 또 다른 양태들에서, 단계(412)에서 나타낸 바와 같이, 일반적으로, 생성된 보고서는 피검자의 뼈 구조에 관한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 보고서는 뼈 밀도 또는 뼈 용량과 같은 피검자의 뼈 구조를 나타내는 영상, 데이터 또는 그로부터 도출된 정보와 같은 정보뿐만 아니라, 다른 조직들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 보고서는 교정 수술을 받는 환자에게 유리할 수 있으며, 이에 따라 나머지 뼈나 뼈의 품질에 관한 정보는 교정 수술을 정확하게 계획하고 실행하는데 활용될 수 있다. 다른 예로서, 보고서는 피검자의 뼈, 주변 해부학적 구조 또는 둘 모두의 컴퓨터 생성된 모델을 포함할 수 있다.
[0072] 이제 도 5를 참조하면, 전술한 방법들에 따라 보고서들을 생성하도록 구성될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템(500)의 블록도가 도시된다. 처리될 영상 데이터는 x-선 영상화 시스템 또는 MRI 시스템과 같은 각각의 의료 영상화 시스템들로부터 또는 데이터 저장 장치로부터 컴퓨터 시스템(500)에 제공될 수 있고, 처리 유닛(502)에서 수신된다.
[0073] 일부 실시예들에서, 처리 유닛(502)은 하나 또는 그 초과의 프로세서들을 포함할 수 있다. 예로서, 처리 유닛(502)은 디지털 신호 프로세서(digital signal processor)("DSP")(504), 마이크로프로세서 유닛(microprocessor unit)("MPU")(506) 및 그래픽 처리 유닛(graphics processing unit)(GPU)(508) 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 처리 유닛(502)은 또한 데이터 획득 유닛(510)을 포함할 수 있고, 데이터 획득 유닛(510)은 영상들, k-공간 데이터 또는 x-선 감쇄 데이터를 포함할 수 있는, 처리될 영상 데이터를 전자적으로 수신하도록 구성된다. DSP(504), MPU(506), GPU(508) 및 데이터 획득 유닛(510)은 모두 통신 버스(512)에 연결된다. 예로서, 통신 버스(512)는 주변 장치들 사이 또는 처리 유닛(502) 내의 임의의 구성요소 사이에서 데이터를 스위칭하는데 사용된 와이어들의 그룹 또는 하드와이어일 수 있다.
[0074] DSP(504)는 영상 데이터를 수신하고 처리하도록 구성될 수 있다. MPU(506) 및 GPU(508)는 또한 DSP(504)와 함께 영상 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다. 예로서, MPU(506)는 처리 유닛(502) 내의 구성요소들의 동작을 제어하도록 구성될 수 있고 DSP(504) 상에서 처리 유닛(502)의 처리를 수행하기 위한 명령어들을 포함할 수 있다. 또한 예로서, GPU(508)는 영상 그래픽들을 처리할 수 있다.
[0075] 일부 실시예들에서, DSP(504)는 전술한 방법들에 따라 처리 유닛(502)에 의해 수신된 영상 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다. 따라서, DSP(504)는 영상 데이터 내의 물체들을 식별하고, 물체들을 영상 데이터로부터 제거하고, 처리된 영상 데이터에 기초하여 보고서들을 생성하도록 구성될 수 있다. DSP(504)는 또한 상이한 영상화 양식들로 획득되었거나 또는 동일한 영상화 양식으로부터 획득되었지만, 상이하게 처리된 영상 데이터를 함께 융합하거나 또는 다른 방식으로 조합함으로써 영상 융합 데이터를 생성하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, DSP(504)는 영상 융합 데이터 내의 물체들을 식별하고, 물체들을 영상 융합 데이터로부터 제거하고, 처리되거나 처리되지 않은 영상 융합 데이터에 기초하여 보고서들을 생성하도록 구성될 수 있다
[0076] 처리 유닛(502)은 저장 장치(516), 디스플레이(518) 및 하나 또는 그 초과의 입력 장치들(520)을 포함할 수 있는 다른 장치들과 전자 통신하는 통신 포트(514)를 포함하는 것이 바람직하다. 입력 장치(520)의 예들은 사용자가 입력을 제공할 수 있는 키보드, 마우스 및 터치 스크린을 포함할 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
[0077] 저장 장치(516)는 처리 유닛(502)에 제공된 것이든 또는 처리 유닛에 의해 처리된 것이든, 영상 데이터를 저장하도록 구성된다. 디스플레이(518)는 저장 장치(516)에 저장될 수 있는 영상들과 같은 영상 데이터 및 다른 정보를 디스플레이하는데 사용된다. 따라서, 일부 실시예들에서, 저장 장치(516) 및 디스플레이(518)는 처리 전후의 영상 데이터를 디스플레이하고, 전술한 방법들에 기초하여 생성된 데이터 플롯들 또는 다른 보고서들과 같은 다른 정보를 출력하는데 사용될 수 있다.
[0078] 처리 유닛(502)은 또한 네트워크(522)와 전자 통신하여 영상 데이터, 생성된 보고서들 및 다른 정보를 송신 및 수신할 수 있다. 통신 포트(514)는 또한 교환 중앙 자원, 예를 들어 통신 버스(512)를 통해 처리 유닛(502)에 연결될 수 있다.
[0079] 처리 유닛(502)은 일시 저장소(524) 및 디스플레이 제어기(526)를 또한 포함할 수 있다. 예로서, 임시 저장소(524)는 일시적인 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 임시 저장소(524)는 랜덤 액세스 메모리일 수 있다.
[0080] 본 발명은 하나 또는 그 초과의 바람직한 실시예들의 관점에서 설명되었으며, 명시적으로 언급된 것 이외에 많은 등가물, 대안예들, 변형예들 및 수정예들이 가능하고 본 발명의 범위 내에 있음을 인식하여야 한다.

Claims (32)

  1. 의료 영상화 시스템으로 획득된 영상 데이터에 기초하여 교정 수술 계획 또는 안내에 관한 정보를 제공하는 보고서를 생성하기 위한 방법으로서,
    (a) 의료 영상화 시스템으로 획득된 피검자의 영상 데이터를 컴퓨터 시스템에 제공하는 단계;
    (b) 상기 제공된 영상 데이터를 상기 컴퓨터 시스템으로 처리하여 상기 피검자의 해부학적 구조에 이식된 적어도 하나의 물체를 식별하는 단계;
    (c) 상기 제공된 영상 데이터를 상기 컴퓨터 시스템으로 처리하여 상기 영상 데이터로부터 상기 식별된 적어도 하나의 물체를 제거하는 단계; 및
    (d) 상기 처리된 영상 데이터에 기초하여 상기 컴퓨터 시스템으로 보고서를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 보고서는 상기 피검자에 특정된 교정 수술 계획에 관한 정보를 제공하는, 보고서 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 의료 영상화 시스템은 x-선 영상화 시스템이고, 상기 영상 데이터는 상기 x-선 영상화 시스템으로 획득된 데이터로부터 재구성된 영상들 또는 상기 x-선 영상화 시스템으로 획득된 x-선 감쇄 데이터 중 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 의료 영상화 시스템은 자기 공명 영상화(magnetic resonance imaging)(MRI) 시스템이고, 상기 영상 데이터는 상기 MRI 시스템으로 획득된 데이터로부터 재구성된 영상들 또는 상기 MRI 시스템으로 획득된 k-공간 데이터 중 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 영상 데이터를 상기 컴퓨터 시스템에 제공하는 단계는 데이터 저장 장치로부터 이전에 획득된 영상 데이터를 검색하는 단계 또는 상기 의료 영상화 시스템으로 상기 영상 데이터를 획득하는 단계 중 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 의료 영상화 시스템으로 상기 영상 데이터를 획득하는 단계는 영상 아티팩트들을 감소시키도록 최적화된 데이터 획득을 사용하여 상기 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 물체는 x-선들을 상당히 감쇄시키는 물질로 구성된 임플란트를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 물질은 금속, 금속 합금, 세라믹 또는 플라스틱 중 적어도 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 단계(d)에서 생성된 상기 보고서는 상기 피검자의 적어도 하나의 뼈의 컴퓨터 생성된 모델을 포함하고, 상기 컴퓨터 생성된 모델은 상기 처리된 영상 데이터에 기초하여 계산되는, 보고서 생성 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 단계(d)에서 생성된 상기 보고서는 환자 특정 기기류 또는 안내 중 적어도 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  10. 의료 영상화 시스템으로 획득된 영상 데이터에 기초하여 교정 수술에 사용하기 위한 임플란트를 설계하기 위한 정보를 제공하는 보고서를 생성하기 위한 방법으로서,
    (a) 의료 영상화 시스템으로 획득된 피검자의 영상 데이터를 컴퓨터 시스템에 제공하는 단계;
    (b) 상기 제공된 영상 데이터를 상기 컴퓨터 시스템으로 처리하여 상기 피검자의 해부학적 구조에 이식된 적어도 하나의 물체를 식별하는 단계;
    (c) 상기 제공된 영상 데이터를 상기 컴퓨터 시스템으로 처리하여 상기 영상 데이터로부터 상기 식별된 적어도 하나의 물체를 제거하는 단계; 및
    (d) 상기 처리된 영상 데이터에 기초하여 상기 컴퓨터 시스템으로 보고서를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 보고서는 교정 수술에 사용하기 위한 피검자 특정 임플란트를 설계하기 위한 정보를 제공하는, 보고서 생성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 의료 영상화 시스템은 x-선 영상화 시스템이고, 상기 영상 데이터는 상기 x-선 영상화 시스템으로 획득된 데이터로부터 재구성된 영상들 또는 상기 x-선 영상화 시스템으로 획득된 x-선 감쇄 데이터 중 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 의료 영상화 시스템은 자기 공명 영상화(magnetic resonance imaging)(MRI) 시스템이고, 상기 영상 데이터는 상기 MRI 시스템으로 획득된 데이터로부터 재구성된 영상들 또는 상기 MRI 시스템으로 획득된 k-공간 데이터 중 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 영상 데이터를 상기 컴퓨터 시스템에 제공하는 단계는 데이터 저장 장치로부터 이전에 획득된 영상 데이터를 검색하는 단계 또는 상기 의료 영상화 시스템으로 상기 영상 데이터를 획득하는 단계 중 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 의료 영상화 시스템으로 상기 영상 데이터를 획득하는 단계는 영상 아티팩트들을 감소시키도록 최적화된 데이터 획득을 사용하여 상기 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 물체는 x-선들을 상당히 감쇄시키는 물질로 구성된 임플란트를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 물질은 금속, 금속 합금, 세라믹 또는 플라스틱 중 적어도 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  17. 제 10 항에 있어서, 단계(d)에서 생성된 상기 보고서는 상기 피검자 특정 임플란트의 컴퓨터 생성된 모델을 포함하고, 상기 컴퓨터 생성된 모델은 상기 처리된 영상 데이터에 기초하여 계산되는, 보고서 생성 방법.
  18. 의료용 영상화 시스템으로 획득된 영상 데이터에 기초하여 피검자의 뼈 구조에 관한 정보를 제공하는 보고서를 생성하기 위한 방법으로서,
    (a) 의료 영상화 시스템으로 획득된 피검자의 영상 데이터를 컴퓨터 시스템에 제공하는 단계;
    (b) 상기 제공된 영상 데이터를 상기 컴퓨터 시스템으로 처리하여 상기 피검자의 해부학적 구조에 이식된 적어도 하나의 물체를 식별하는 단계;
    (c) 상기 제공된 영상 데이터를 상기 컴퓨터 시스템으로 처리하여 상기 영상 데이터로부터 상기 식별된 적어도 하나의 물체를 제거하는 단계; 및
    (d) 상기 처리된 영상 데이터에 기초하여 상기 컴퓨터 시스템으로 보고서를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 보고서는 상기 피검자의 뼈 구조에 관한 정보를 제공하는, 보고서 생성 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 의료 영상화 시스템은 x-선 영상화 시스템이고, 상기 영상 데이터는 상기 x-선 영상화 시스템으로 획득된 데이터로부터 재구성된 영상들 또는 상기 x-선 영상화 시스템으로 획득된 x-선 감쇄 데이터 중 하나를 포함하는 것을 보고서 생성 방법.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 의료 영상화 시스템은 자기 공명 영상화(magnetic resonance imaging)(MRI) 시스템이고, 상기 영상 데이터는 상기 MRI 시스템으로 획득된 데이터로부터 재구성된 영상들 또는 상기 MRI 시스템으로 획득된 k-공간 데이터 중 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 영상 데이터를 상기 컴퓨터 시스템에 제공하는 단계는 데이터 저장 장치로부터 이전에 획득된 영상 데이터를 검색하는 단계 또는 상기 의료 영상화 시스템으로 상기 영상 데이터를 획득하는 단계 중 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 의료 영상화 시스템으로 상기 영상 데이터를 획득하는 단계는 영상 아티팩트들을 감소시키도록 최적화된 데이터 획득을 사용하여 상기 영상 데이터를 획득하는 단계를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  23. 제 18 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 물체는 x-선들을 상당히 감쇄시키는 물질로 구성된 임플란트를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 물질은 금속, 금속 합금, 세라믹 또는 플라스틱 중 적어도 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  25. 제 18 항에 있어서, 상기 제공된 영상 데이터는 이중 에너지 영상 데이터를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  26. 제 18 항에 있어서, 단계(d)는 상기 컴퓨터 시스템으로 상기 처리된 영상 데이터에 대한 물질 분해를 수행하여 상기 피검자의 뼈 조직을 식별하는 단계를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 생성된 보고서는 피검자의 뼈 밀도 및 뼈 용량 중 적어도 하나를 포함하는 보고서 생성 방법.
  28. 의료 영상화 시스템으로 획득된 영상 데이터에 기초하여 교정 수술 계획, 교정 수술 안내, 교정 수술에 사용하기 위한 피검자 특정 임플란트 또는 피검자의 뼈 구조에 관한 정보를 제공하는 보고서를 생성하기 위한 방법으로서,
    (a) 적어도 하나의 의료 영상화 시스템으로 획득된 피검자의 영상 데이터를 컴퓨터 시스템에 제공하는 단계;
    (b) 상기 영상 데이터를 상기 컴퓨터 시스템과 조합함으로써 영상 융합 데이터를 생성하여, 상기 영상 융합 데이터가 상기 영상 데이터에 대해 상기 피검자의 해부학적 구조에 이식된 적어도 하나의 물체의 묘사를 강화하는 단계; 및
    (c) 상기 영상 융합 데이터에 기초하여 상기 컴퓨터 시스템으로 보고서를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 보고서는 상기 피검자에 특정한 교정 수술 계획, 교정 수술에 사용하기 위한 피검자 특정 임플란트를 설계하는 것, 또는 상기 피검자의 뼈 구조 중 적어도 하나에 관한 정보를 제공하는, 보고서 생성 방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 의료 영상화 시스템은 x-선 영상화 시스템, 자기 공명 영상화(magnetic resonance imaging)(MRI) 시스템 또는 초음파 영상화 시스템 중 적어도 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 영상 데이터는 상기 x-선 영상화 시스템으로 획득된 데이터로부터 재구성된 영상들, 상기 x-선 영상화 시스템으로 획득된 x-선 감쇄 데이터, 상기 MRI 시스템으로 획득된 데이터로부터 재구성된 이미지들, 상기 MRI 시스템으로 획득된 k-공간 데이터, 또는 초음파 영상화 시스템으로 획득된 영상들 중 적어도 하나를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 영상 데이터는 적어도 두 개의 상이한 영상화 양식들과 연관된 영상 데이터를 포함하는, 보고서 생성 방법.
  32. 제 28 항에 있어서, 상기 영상 데이터는 상이하게 처리된 단일 영상화 양식과 연관된 영상 데이터를 포함하는, 영상 처리 방법.
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