KR20220058840A - X-선 장치 또는 초음파 장치 환경 내에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

X-선 장치 또는 초음파 장치 환경 내에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20220058840A
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론 아진스키
아리 하나넬
가이 메단
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Abstract

일반적으로, 표적 영역에 치료 도구를 조준하고 그리고/또는 이미징 장치에 대해 치료 도구를 정렬하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 이 시스템은 이미징 장치에 대한 치료 도구의 위치 및 방향을 결정할 수 있고, 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이 상에 디스플레이할 수 있다. 사용자는 디스플레이 상에 디스플레이된 시각적 지시기에 기초하여 치료 도구를 조준하고 그리고/또는 정렬할 수 있다.

Description

X-선 장치 또는 초음파 장치 환경 내에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템 및 방법
본 발명은 치료 도구를 조준하기 위한 시스템 및 방법 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, X-선 장치 또는 초음파 장치를 사용하여 치료 도구를 조준하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
표적 영역에 치료 도구의 조준 및/또는 이미징 장치(예를 들어, X-선 장치, 초음파 장치 등)에 대한 치료 도구의 정렬은 일반적으로 치료 도구와 안내 이미징 장치 사이의 단단한 기계적 연결과 비교적 높은 업데이트 빈도(예를 들어 초당 여러 번)로 치료 도구와 이미징 장치 사이의 상대적인 위치 및/또는 방향을 모니터링할 수 있는 고가의 그리고/또는 복잡한 추적 유닛 중 적어도 하나를 필요로 한다. 예를 들어, 치료 도구를 추적하기 위한 X-선 이미징을 사용하는 X-선 장치에 대한 치료 도구의 조준 및/또는 정렬은 또한 X-선 방사선에 대한 환자의 다중 노출을 요구할 수 있다.
치료 도구와 이미징 장치 사이의 단단한 기계적 연결의 필요성을 제거하면서 현재 절차와 비교하여 조준 및/또는 정렬의 비용 및 복잡성을 감소시킬 수 있는 이미징 장치의 환경 내에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템 및 방법에 대한 충족되지 않은 요구가 있다. X-선 장치에 대해, 현재 절차와 관련하여 X-선 방사선에 대한 환자의 노출을 줄일 수 있는 X-선 장치의 환경 내에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템 및 방법에 대한 충족되지 않은 요구가 있다.
일부 실시예는 X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템을 제공할 수 있으며, 이 시스템은, X-선 장치에 부착 가능한 캘리브레이션 플레이트(calibration plate) ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내의 미리 결정된 위치에 적어도 하나의 방사선 불투과성(radiopaque) 마커 및 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―; 상기 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 치료 도구에 부착 가능한 카메라; 및 상기 카메라 및 상기 X-선 장치의 X-선 이미징 유닛과 통신하는 처리 유닛 ― 상기 처리 유닛은, 상기 X-선 이미징 유닛으로부터, 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 포함하는 X-선 이미지를 수신하고, 상기 X-선 이미지 내의 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현, 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 미리 결정된 위치 및 상기 X-선 장치의 지정된 파라미터에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하며, 상기 카메라로부터, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 수신하고, 상기 카메라 이미지 내의 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 캘리브레이션 플레이트에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하며, 상기 X-선 장치에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향, 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 카메라의 결정된 위치 및 방향과 상기 치료 도구에 대한 상기 카메라의 미리 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하도록 구성됨 ―을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 캘리브레이션 플레이트는, 적어도 하나의 비대칭 방사선 불투과성 마커; 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에 비대칭적으로 위치된 다중 대칭 방사선 불투과성 마커 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 디스플레이를 더 포함할 수 있고, 상기 처리 유닛은, 상기 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 표시하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하고, 상기 시각적 지시기를 수정하도록 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ― 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은 환자 내의 표적 영역의 X-선 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 X-선 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하고, 상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하며, 상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고, 상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타낸다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및 상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터 중 적어도 하나를 디스플레이하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구는 집속(focused) 초음파 트랜스듀서, 및 중재(interventional) 치료 도구 중 하나이다.
일부 실시예는 X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및 정렬 방법을 제공할 수 있으며, 이 방법은, X-선 장치에 캘리브레이션 플레이트를 부착하는 단계 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내의 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커 및 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―; 상기 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 치료 도구에 카메라를 부착하는 단계; 상기 X-선 장치에 의해, 상기 캘리브레이션 플레이트의 X-선 이미지를 획득하는 단계 ― 상기 X-선 이미지는 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 포함할 수 있음 ―; 처리 유닛에 의해, 상기 X-선 이미지 내의 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현, 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 미리 결정된 위치 및 상기 X-선 장치의 지정된 파라미터에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하는 단계; 상기 카메라에 의해, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계; 상기 카메라 이미지 내의 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 캘리브레이션 플레이트에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하는 단계; 및 상기 X-선 장치에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향, 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 카메라의 결정된 위치 및 방향과 상기 치료 도구에 대한 상기 카메라의 미리 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ―를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 환자 내의 표적 영역의 X-선 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, 상기 X-선 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하는 단계; 상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하는 단계; 및 상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타낸다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및 상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 X-선 장치에 의한 X-선 이미징에 환자를 노출시키지 않고, 상기 디스플레이 상에 디스플레이된 시각적 지시기에 따라 상기 치료 도구를 조준하고 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예는 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템을 제공할 수 있으며, 이 시스템은, 상기 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 프로브에 부착 가능한 캘리브레이션 플레이트 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―; 상기 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 치료 도구에 부착 가능한 카메라; 및 상기 카메라 및 상기 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 유닛과 통신하는 처리 유닛 ― 상기 처리 유닛은, 상기 카메라로부터, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 수신하고, 상기 카메라 이미지 내의 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 캘리브레이션 플레이트에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하며, 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 미리 결정된 위치 및 방향, 상기 캘리브레이션 플레이트에 대한 상기 카메라의 결정된 위치 및 방향과 상기 치료 도구에 대한 상기 카메라의 알려진 위치 및 방향에 기초하여 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하도록 구성됨 ―을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 디스플레이를 포함할 수 있으며, 상기 처리 유닛은, 상기 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 표시하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하고, 상기 시각적 지시기를 수정하도록 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ― 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은 환자 내의 표적 영역의 초음파 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 초음파 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하고, 상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하며, 상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고, 상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타낸다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및 상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터 중 적어도 하나를 디스플레이하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구는 집속 초음파 트랜스듀서, 및 중재 치료 도구 중 하나이다.
일부 실시예는 초음파 이미징 장치 환경에서의 치료 도구의 조준 및 정렬 방법을 제공할 수 있으며, 이 방법은, 상기 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 프로브에 캘리브레이션 플레이트를 부착하는 단계 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―; 상기 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 치료 도구에 카메라를 부착하는 단계; 상기 카메라에 의해, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계; 상기 카메라 이미지 내의 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 캘리브레이션 플레이트에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하는 단계; 및 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향, 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 카메라의 결정된 위치 및 방향과 상기 치료 도구에 대한 상기 카메라의 미리 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 환자 내의 표적 영역의 초음파 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, 상기 초음파 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하는 단계; 상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하는 단계; 및 상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타낸다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및 상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 디스플레이 상에 디스플레이된 시각적 지시기에 따라 상기 치료 도구를 조준하고 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예는 X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템을 제공할 수 있으며, 이 시스템은, 치료 도구에 부착 가능한 캘리브레이션 플레이트 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―; 상기 X-선 장치에 부착 가능한 카메라; 및 상기 카메라 및 상기 X-선 장치의 X-선 이미징 유닛과 통신하는 처리 유닛 ― 상기 처리 유닛은, 상기 카메라로부터, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 수신하고, 상기 카메라 이미지 내의 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하며, 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향과 상기 X-선 장치에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하도록 구성됨 ―을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 카메라의 위치 및 방향은 알려져 있다.
일부 실시예에서, 상기 카메라는 상기 X-선의 X-선 소스의 시야 내에 적어도 부분적으로 배치된 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커를 포함하고, 상기 처리 유닛은, 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 포함하는 X-선 이미지를 수신하고, 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 디스플레이를 포함할 수 있고, 상기 처리 유닛은, 상기 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 표시하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하고, 상기 시각적 지시기를 수정하도록 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ― 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은 환자 내의 표적 영역의 X-선 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 X-선 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하고, 상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하며, 상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고, 상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타낸다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및 상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터 중 적어도 하나를 디스플레이하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구는 집속 초음파 트랜스듀서, 및 중재 치료 도구 중 하나이다.
일부 실시예는 X-선 장치 환경에서의 치료 도구의 조준 및 정렬 방법을 제공할 수 있으며, 이 방법은, 치료 도구에 캘리브레이션 플레이트를 부착하는 단계 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―; 상기 X-선 장치에 카메라를 부착하는 단계; 상기 카메라에 의해, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계; 상기 카메라 이미지 내의 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하는 단계; 및 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향과 상기 X-선 장치에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 카메라의 위치 및 방향은 알려져 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커가 상기 X-선 장치의 X-선 소스의 시야 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 상기 X-선 장치에 상기 카메라를 부착하는 단계; 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 포함하는 X-선 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ―를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 환자 내의 표적 영역의 X-선 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, 상기 X-선 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하는 단계; 상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하는 단계; 및 상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타낸다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및 상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 X-선 장치에 의한 X-선 이미징에 환자를 노출시키지 않고, 상기 디스플레이 상에 디스플레이된 시각적 지시기에 따라 상기 치료 도구를 조준하고 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예는 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템을 제공할 수 있으며, 이 시스템은, 상기 치료 도구에 부착 가능한 캘리브레이션 플레이트 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―; 초음파 이미징 프로브에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 초음파 이미징 프로브에 부착 가능한 카메라; 및 상기 카메라 및 상기 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 유닛과 통신하는 처리 유닛 ― 상기 처리 유닛은, 상기 카메라로부터, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 수신하고, 상기 카메라 이미지 내의 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하며, 상기 치료 도구에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 미리 결정된 위치 및 방향, 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향과 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 카메라의 알려진 위치 및 방향에 기초하여 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하도록 구성됨 ―을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 디스플레이를 포함할 수 있고, 상기 처리 유닛은, 상기 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 표시하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하고, 상기 시각적 지시기를 수정하도록 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ― 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은 환자 내의 표적 영역의 초음파 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 초음파 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하고, 상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하며, 상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고, 상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타낸다.
일부 실시예에서, 상기 처리 유닛은, 상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및 상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터 중 적어도 하나를 디스플레이하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구는 집속 초음파 트랜스듀서, 및 중재 치료 도구 중 하나이다.
일부 실시예는 초음파 이미징 장치 환경에서의 치료 도구의 조준 및 정렬 방법을 제공할 수 있으며, 이 방법은, 치료 도구에 캘리브레이션 플레이트를 부착하는 단계 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―; 상기 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 프로브에 카메라를 부착하는 단계; 상기 카메라에 의해, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계; 상기 카메라 이미지 내의 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하는 단계; 및 상기 치료 도구에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 미리 결정된 위치 및 방향, 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향과 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 카메라의 알려진 위치 및 방향에 기초하여 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 환자 내의 표적 영역의 초음파 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, 상기 초음파 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하는 단계; 상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계; 및 상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은, 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하는 단계; 및 상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타낸다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및 상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 디스플레이 상에 디스플레이된 시각적 지시기에 따라 상기 치료 도구를 조준하고 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 이들, 추가되고, 그리고/또는 다른 측면 및/또는 이점은 자세한 설명에서 유추 가능하고, 그리고/또는 본 발명의 실시에 의해 학습 가능한 상세한 설명에 기재되어 있다.
본 발명의 실시예를 더 잘 이해하고 동일한 것이 어떻게 효과적으로 실행될 수 있는지 보여주기 위해, 이제 동일한 번호가 전체에 걸쳐 대응하는 요소 또는 섹션을 지정하는 첨부 도면을 순전히 예로서 참조할 것이다.
첨부된 도면에서,
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템의 제1 실시예의 개략도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경 내에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템용 캘리브레이션 플레이트의 개략도이다.
도 2c는 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경 내에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템용 캘리브레이션 플레이트의 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경 내에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템용 캘리브레이션 플레이트의 X-선 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경 내에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템용 캘리브레이션 플레이트의 카메라 이미지이다.
도 5a, 5b 및 5c는 X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템의 개략도이며, 여기서 치료 도구는 본 발명의 실시예에 따른, X-선 장치에 대한 정렬을 필요로 한다.
도 5d는 X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템의 개략도이며, 여기서 치료 도구는 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 조준 및 정렬 장치를 갖는다.
도 5e 및 5f는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 치료 도구의 X-선 조준 및 정렬 장치의 시각적 표현 및 X-선 환경 장치에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템의 처리 유닛에 의해 생성되는 시각적 지시기의 개략도이다.
도 5g는 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템의 개략도 및 시스템을 사용하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 집속 초음파 에너지를 투영하기 위한 시스템의 제1 실시예의 개략도이다.
도 7a, 7b 및 7c는 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬의 제1 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템의 제1 실시예의 개략도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템용 캘리브레이션 플레이트의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템용 캘리브레이션 플레이트의 카메라 이미지이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 집속 초음파 에너지를 투영하기 위한 시스템의 제2 실시예의 개략도이다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구 조준 및/또는 정렬을 위한 제1 방법의 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구 조준 및/또는 정렬을 위한 캘리브레이션 설정의 개략도이다.
도 14a는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 안내하는 방법의 흐름도이다.
도 14b는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 안내하기 위한 안내 특징의 개략도이다.
도 15a 및 15b는 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템의 제2 실시예의 개략도이다.
도 16a 및 16b는 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 제2 방법의 흐름도이다.
도 17은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템의 제2 실시예의 개략도이다.
도 18a 및 18b는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 제2 방법의 흐름도이다.
예시의 단순성과 명료성을 위해, 도면에 도시된 요소가 반드시 축척대로 도시되지는 않았다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 요소의 치수는 명확성을 위해 다른 요소에 비해 과장될 수 있다. 또한, 적절하다고 판단되는 경우, 대응하는 또는 유사한 요소를 지시하기 위해 도면 사이에 참조 번호가 반복될 수 있다.
다음 설명에서, 본 발명의 다양한 측면이 설명된다. 설명의 목적을 위해, 특정 구성 및 세부사항이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 본 발명이 여기에서 제시된 특정 세부사항 없이도 실시될 수 있다는 것도 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 잘 알려진 특징이 생략되거나 단순화될 수 있다. 도면을 구체적으로 참조하여, 도시된 세부사항은 예시적이고 본 발명을 설명하기 위한 목적이며, 본 발명의 원리 및 개념적 측면에 대한 가장 유용하고 쉽게 이해되는 설명을 제공하는 이유에서 제시됨이 강조된다. 이와 관련하여, 본 발명의 기본적인 이해를 위해 필요한 것보다 더 상세하게 본 발명의 구조적 세부사항을 나타내려는 시도가 이루어지지 않았으며, 본 발명의 여러 형태가 실제로 구현될 수 있는 방법을 당업자에게 명백하게 하기 위해 설명이 도면과 함께 취해진다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예가 상세하게 설명되기 전에, 본 발명은 하기 설명에서 제시되거나 도면에서 예시된 컴포넌트의 구성 및 배치의 세부사항에 대한 적용으로 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 개시된 실시예의 조합뿐만 아니라 다양한 방식으로 실시되거나 또는 수행될 수 있는 다른 실시예에 적용 가능하다. 또한, 여기에서 사용된 어구 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한하는 것으로 간주되어서는 안됨이 이해되어야 한다.
달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 다음 설명으로부터 명백한 바와 같이, "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정", "향상" 등과 같은 용어를 사용하는 명세서 설명 전반에 걸쳐, 컴퓨팅 시스템의 레지스터 및/또는 메모리 내에서 전자와 같은 물리량으로 표시되는 데이터를 컴퓨팅 시스템의 메모리, 레지스터 또는 기타 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 장치 내에서 물리량으로 유사하게 표시되는 다른 데이터로 처리하고 그리고/또는 변환하는 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치의 동작 및/또는 프로세스를 지칭한다. 개시된 모듈 또는 유닛 중 임의의 것은 컴퓨터 프로세서에 의해 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.
이제, 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치(80) 환경에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템(100)의 제1 실시예의 개략도인 도 1이 참조된다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(100)은 캘리브레이션 플레이트(110), 카메라(120) 및 처리 유닛(130)(예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같음)을 포함할 수 있다. 도 1은 시스템(100)의 측면도를 도시한다. 시스템(100)은 환자(70) 내의 표적 영역(72)에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 정렬을 가능하게 할 수 있지만, 시스템(100) 없이 수행되는 치료 절차와 비교하여 X-선 방사선에 대한 환자(70)의 노출을 감소시킨다.
X-선 장치(80)는 임의의 유형의 형광투시 장치, 예를 들어 C-암(arm) 유형, G-암 유형 또는 O-암 유형(예를 들어, 9인치, 12인치 또는 평면 스크린 장치)일 수 있으며 X-선 증압기(intensifier)(82), X-선 소스(83), X-선 이미징 유닛(84) 및 X-선 디스플레이(86)(예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같음)를 포함할 수 있다.
치료 도구(90)는 예를 들어 표적 영역(72)에 대해 조준되고 그리고/또는 X-선 장치(80)에 대해 정렬되어야 하는 침습적 치료 도구(바늘(예를 들어, 생검(biopsy) 바늘, 고주파 바늘) 및/또는 프로브) 또는 비침습적 치료 도구(초음파 트랜스듀서 또는 집속 초음파 트랜스듀서와 같음)일 수 있다. 예를 들어, 도 1은 치료 도구(90)에 대한 예로서 바늘을 도시한다. 다른 예에서, 도 5a-5g 및 도 6은 치료 도구(90)에 대한 예로서 집속 초음파 트랜스듀서를 도시한다.
일부 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(110)는 적어도 하나의 방사선 불투과성(radiopaque) 마커(112) 및 적어도 하나의 광학 마커(114)를 포함할 수 있다. 방사선 불투과성 마커(들)(112) 및 광학 마커(들)(114)는 미리 결정된 그리고/또는 알려진 위치에서 캘리브레이션 플레이트(110) 내에(예를 들어, 캘리브레이션 플레이트의 주변 내에서, 선택적으로 그 표면 상에) 위치될 수 있다. 캘리프레이션 플레이트(110)는 캘리브레이션 플레이트(110)가 X-선 소스(83)의 시야(83a)에 있도록 X-선 장치(80)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 플레이트(110)는 부착 가능하거나, 또는 X-선 장치(80)의 X-선 증압기(82)에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(110)의 다양한 실시예는 도 2a, 2b 및 2c와 관련하여 아래에서 설명된다.
일부 실시예에 따르면, 카메라(120)는 치료 도구(90)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다. 카메라(120)는 치료 도구(90)에 대해 미리 결정되고 그리고/또는 알려진 위치 및 방향에서 치료 도구(90)에 부착될 수 있다.
카메라(120)는 (예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이) 캘리브레이션 플레이트(110)의 적어도 일부가 예를 들어 치료 절차 동안 카메라(120)의 시야(121) 내에 있도록 그리고/또는 카메라(120)가 X-선 장치(80)의 시야(83a) 밖에(또는 실질적으로 시야 밖에) 있도록 치료 도구(90)에 부착될 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(100)은 카메라 커넥터(122)를 포함할 수 있다. 카메라 커넥터(122)는 카메라(120)를 치료 도구(90)에 단단하고 안정적으로 부착하고 치료 도구(90)에 대한 카메라(120)의 의도하지 않은 상대적인 움직임을 방지하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 카메라 커넥터(122)는 방사선 투과성 재료로 제조될 수 있다. 이러한 방식으로, 카메라 커넥터(122)는 X-선 장치(80)에 의해 수행되는 X-선 이미징을 방해하지 않는다.
일부 실시예에서, 카메라 커넥터(122)는 카메라(120)의 제어된 회전을 가능하게 할 수 있다. 이것은 예를 들어, 치료 도구(90)가 이동될 때 또는 환자 신체의 측면도를 캡처하기 위한 X-선 장치(80)의 C-암의 90°기울어진 경우에 캘리브레이션 플레이트(110)를 따를 수 있게 할 수 있다.
일부 실시예에서 시스템(100)은 제2 카메라를 포함할 수 있다. 제2 카메라는 카메라(120)에 대해 미리 결정된 각도로 (예를 들어, 커넥터(122)와 같은 커넥터를 사용하여) 치료 도구(90)에 견고하고 안정적으로 부착될 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라는 카메라(120)에 대해 90°의 각도로 치료 도구(90)에 부착될 수 있다. 이것은 예를 들어, 캘리브레이션 플레이트(110)가 예를 들어 환자 신체의 측면도를 캡처하기 위한 치료 도구(90)의 움직임 또는 C-암의 90도 기울어짐으로 인해 카메라(120)의 시야(121)를 벗어나는 경우, 제2 카메라에 의해 캘리브레이션 플레이트(110)를 캡처하는 것을 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(130)은 카메라(120) 및 X-선 장치(80)의 X-선 이미징 유닛(84)과 통신(예를 들어, 유선 또는 무선)할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(130)은 X-선 이미징 유닛(84)으로부터 캘리브레이션 플레이트(110)의 하나 이상의 X-선 이미지를 수신하도록 구성될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(110)의 X-선 이미지(들)는 방사선 불투과성 마커(들)(112)의 시각적 표현(예를 들어, 도 3과 관련하여 아래에 도시되고 설명된 바와 같음)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(130)은 X-선 장치(80)의 불투과성 마커(들)(112)의 시각적 표현에 기초하여, 캘리브레이션 플레이트(110) 내의 불투과성 마커(112)의 알려진 위치에 기초하여 그리고 지정된 파라미터 또는 지정된 모델에 기초하여 X-선 장치(80)에 대한 캘리브레이션 플레이트(110)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. X-선 장치(80)의 지정된 파라미터/모델은 예를 들어 X-선 증압기(82)에 대한 X-선 소스(83)의 거리 값 및 X-선 증압기(82)의 시야 크기(예를 들어, X-선 증압기(82) 상의 이미지 픽셀의 메트릭 크기)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(130)은 캘리브레이션 플레이트(110)의 X-선 이미지(들)에서 방사선 불투과성 마커(들)(112)의 시각적 표현을 식별하도록 구성될 수 있다. 그것의 식별은 예를 들어 패턴 매칭 알고리즘을 사용하여 이용될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(130)은 X-선 소스(83)로부터 X-선 증압기(82) 및 그에 부착된 캘리브레이션 플레이트(110)를 향해 연장되고 캘리브레이션 플레이트(110)와 교차하는 하나 이상의 벡터를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다. 벡터(들)는 예를 들어 X-선 소스(83)에 의해 생성된 X-선을 나타낼 수 있다. 벡터(들)의 결정은 예를 들어 X-선 장치(80)의 특정 모델에 기초할 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(130)은 캘리브레이션 플레이트(110)와 대응하는 하나 이상의 벡터의 하나 이상의 교차점을 결정하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(130)은 캘리브레이션 플레이트(110) 내의 방사선 불투과성 마커(들)(112)의 미리 결정된/알려진 위치를 캘리브레이션 플레이트(110)와 벡터(들)의 결정된 교차점(들)과 비교하도록 추가로 구성될 수 있다. 그 비교는 예를 들어, 포인트 클라우드 매칭 알고리즘(예를 들어, 브루트-포스(brute-force) 알고리즘 또는 반복적 최근접 포인트 알고리즘)을 사용하여 이용될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(130)은 캘리브레이션 플레이트(110) 내에서 방사선 불투과성 마커(들)(112)의 미리 결정된/알려진 위치와 캘리브레이션 플레이트(110)와 벡터(들)의 결정된 교차점(들) 사이의 비교에 기초하여 X-선 장치(80)에 대한 캘리브레이션 플레이트(110)의 위치 및 방향을 결정하도록 추가로 구성될 수 있다. 그것의 결정은 예를 들어 특이값 분해(Singular Value Decomposition, SVD) 알고리즘과 같은 정렬 알고리즘을 사용하여 이용될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(130)은 카메라(120)로부터 캘리브레이션 플레이트(110)의 하나 이상의 카메라 이미지를 수신하도록 구성될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(110)의 카메라 이미지(들)는 광학 마커(들)(114)의 시각적 표현을 포함할 수 있다(예를 들어, 도 4와 관련하여 아래에 도시되고 설명된 바와 같음).
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(130)은 카메라 이미지(들) 내의 광학 마커(들)(114)의 시각적 표현에 기초하여, 캘리브레이션 플레이트(110) 내의 광학 마커(들)(114)의 알려진 위치에 기초하여 그리고 카메라(120)의 파라미터(예를 들어, 왜곡, 시야(121), 등과 같음)에 기초하여 (예를 들어, X-선 증압기(82)에 부착될 수 있는) 캘리브레이션 플레이트(110)에 대한 카메라(120)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 그 결정은 예를 들어 번들 조정/PnP 알고리즘을 사용하여 이용될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(130)은 X-선 장치(80)에 대한 캘리브레이션 플레이트(110)의 결정된 위치 및 방향, 캘리브레이션 플레이트(110)에 대한 카메라(120)의 결정된 위치 및 방향 그리고 치료 도구(90)에 대한 카메라(120)의 알려진 위치 및 방향에 기초하여 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(100)은 디스플레이(140)를 포함할 수 있다. 처리 유닛(130)은 예를 들어 디스플레이(140) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에, 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 적어도 하나의 시각적 지시기(142)를 표시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(130)은 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향이 X-선 장치(80)에 대해 치료 도구(90)의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 유닛(130)은 시각적 지시기(들)(142)를 업데이트함으로써 치료 도구(90)의 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다. 시각적 지시기(들)(142)의 수정은 예를 들어(예를 들어, 미리 결정된 규칙에 따라) 시각적 지시기(들)(142)의 색상 및/또는 형상의 변경을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 처리 유닛(130)은 중첩된 이미지를 산출하기 위해 예를 들어 환자(70)의 표적 영역(72)의 X-선 이미지 상에 시각적 지시기(142)를 중첩하고, 중첩된 이미지를 디스플레이(140) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(130)은 X-선 이미지에서 표적 영역(72)을 검출하거나 또는 마킹하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 마킹은 사용자의 입력에 기초하여 이루어질 수 있다. 처리 유닛(130)은 치료 도구(90)가 치료 도구(90) 및 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 표적 영역(72)에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 유닛(130)은 시각적 지시기(142)를 업데이트함으로써 치료 도구(90)가 표적 영역(72)과 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(130)은 (예를 들어, 도 14a 및 14b와 관련하여 아래에 설명된 바와 같이) X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고 디스플레이(86/140) 상에 치료 도구 안내 명령을 디스플레이할 수 있다. 안내 명령은 치료 도구(90)를 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 가져오기 위해 치료 도구(90)가 이동되어야 하는(예를 들어, 변위되고 그리고/또는 기울어짐) 하나 이상의 방향 및/또는 각각의 방향(들)의 이동 측정을 나타낼 수 있다. 치료 도구 안내 명령은 예를 들어 표적 영역(72) 및/또는 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 쉽고 직관적인 조준 및/또는 정렬을 가능하게 할 수 있다.
시스템(100)은 사용자(예를 들어, 치료하는 의사)가 디스플레이(140) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이된 시각적 지시기(142)를 사용하여 치료 도구(90)를 표적 영역(72)에 조준하고 그리고/또는 X-선 장치(80)에 대해 치료 도구(90)를 정렬(예를 들어, 옮김, 기울어짐, 피치, 요(yaw), 롤(roll) 등)하도록 할 수 있다. 시각적 지시기(142)는 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 지시할 수 있으며, 이는 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬 동안 환자(70)의 X-선 이미징의 필요성을 제거(또는 실질적으로 제거)한다. 시스템(100)을 사용하는 경우, 치료를 적용하기 전에 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 실제 위치 및 방향이 요구되는 위치 및 방향 또는 허용된 오차 범위 내에 대응하는지를 확인하기 위해, X-선 이미징은 치료 도구의 조준 및/또는 정렬의 최종 단계에서만 필요할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(100)은 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬 동안 X-선 방사선에 대한 환자(70)의 다중 노출을 필요로 하는 현재의 치료 절차와 비교하여 치료 절차 동안 X-선 방사선에 대한 환자 및/또는 사용자의 노출을 상당히 감소시키는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치(80) 환경(시스템(100)과 같음) 내에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템에서 사용될 수 있는 캘리브레이션 플레이트(200)의 개략도인 도 2a 및 도 2b가 참조된다.
본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치(80) 환경(시스템(100)과 같음) 내에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템에서 사용될 수 있는 캘리브레이션 플레이트(200)의 이미지인 도 2c가 또한 참조된다.
일부 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(200)는 X-선 장치(80) 환경(예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 시스템(100)과 같음) 내에서 치료 도구(90)를 조준하고 그리고/또는 정렬하기 위한 시스템에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 플레이트(200)는 도 1과 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(110)일 수 있다.
도 2a, 2b 및 2c는 광학 및/또는 방사선 불투과성 마커로 마킹된 캘리브레이션 플레이트(200)의 면을 도시한다.
일부 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(200)는 캘리브레이션 플레이트(200) 내의 알려진 위치에 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커(210)를 포함할 수 있다(예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같음). 방사선 불투과성 마커(들)(210)는 그 축들 중 적어도 하나에 대해 비대칭일 수 있다. 예를 들어, 도 2a는 화살표(예를 들어, 횡단 축에 대해 비대칭임)의 형상을 갖는 단일 방사선 불투과성 마커(210)를 도시한다. 일부 실시예에서, 방사선 불투과성 마커(들)(210)는 도 1과 관련하여 위에서 설명된 방사선 불투과성 마커(들)(112)일 수 있다.
도 2a에 도시된 실시예에서, 방사선 불투과성 마커(들)(210)는 (예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 캘리브레이션 플레이트(200)의 X-선 이미지에서 방사선 불투과성 마커(들)(210)의 시각적 표현에 기초하여 (예를 들어, X-선 장치(80)에 대해) 캘리브레이션 플레이트(200)의 위치 및 방향의 결정/식별을 가능하게 할 수 있는 임의의 비대칭 형상을 가질 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(200)는 다수의 방사선 불투과성 마커(220)(예를 들어, 도 2b 및 2c에 도시된 바와 같음)를 포함할 수 있다. 방사선 불투과성 마커(220)는 (예를 들어, 그들의 축들 중 적어도 하나에 대해) 대칭 또는 비대칭일 수 있다. 예를 들어, 방사선 불투과성 마커(220)는 구형(예를 들어, 대칭 마커) 또는 원호 화살표(예를 들어, 비대칭 마커)일 수 있다. 방사선 불투과성 마커(220)는 (예를 들어, 캘리브레이션 플레이트(220)의 축들 중 적어도 하나에 대해) 캘리브레이션 플레이트(220) 내에서 비대칭적으로 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 방사선 불투과성 마커(들)(220)는 도 1과 관련하여 위에서 설명된 방사선 불투과성 마커(들)(112)일 수 있다.
도 2b 및 2c에 도시된 실시예에서, 캘리브레이션 플레이트(200) 내의 방사선 불투과성 마커(220)의 위치는 (예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같음) 캘리브레이션 플레이트(200)의 X-선 이미지의 방사선 불투과성 마커(220)의 시각적 표현에 기초하여 (X-선 장치(80)에 대해) 캘리브레이션 플레이트(200)의 위치 및 방향의 결정/식별을 가능하게 하도록 미리 결정될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 처리 유닛(130))은 캘리브레이션 플레이트(200)의 X-선 이미지에서 방사선 불투과성 마커(220)의 시각적 표현에 기초하여 캘리브레이션 플레이트(200)의 이전 X-선 이미지에서 방사선 불투과성 마커(220)의 시각적 표현에 대한 X-선 이미지의 회전 및/또는 플립(flip)을 검출하고 정정하도록 구성될 수 있다. X-선 이미지의 회전 및/또는 플립의 검출은, 일부 실시예에서, 검출이 계산 시간에 비해 빠르기 때문에 각각의 획득된 X-선 이미지에 대해 수행될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(200)는 (예를 들어, 도 2a, 2b 및 2c에 도시된 바와 같음) 캘리브레이션 플레이트(200) 내의 미리 결정된 위치에 위치된 다수의 광학 마커(230)를 포함한다. 일부 실시예에서, 광학 마커(들)(230)는 도 1과 관련하여 위에서 설명된 광학 마커(들)(114)일 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 광학 마커(들)(230)는 고유한 시각적 레이블을 포함할 수 있다. 광학 마커(들)(230)의 시각적 레이블은 예를 들어 시각적 레이블과 연관된 추가 데이터를 포함할 수 있는 바코드, QR 코드, 그래픽 패턴 또는 형상, 아루코(Aruco), 에이프릴태그(apriltag), 아트태크(ARtag) 등을 포함할 수 있다. 시각적 레이블은 예를 들어 캘리브레이션 플레이트(200) 내의 광학 마커(들)(230)의 위치를 인코딩할 수 있다.
예를 들어, 광학 마커(들)(230)의 수량, 광학 마커(들)(230)의 치수 및/또는 광학 마커(들)(230)의 시각적 레이블과 같은 광학 마커(들)(230)의 파라미터는 예를 들어 카메라(120)의 해상도에 기초하여 결정될 수 있다. 광학 마커(들)(230)의 파라미터는 (예를 들어, 도 2와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 캘리브레이션 플레이트(200)의 카메라 이미지에서 광학 마커(들)(230)의 시각적 표현에 기초하여 캘리브레이션 플레이트(200)와 관련하여 카메라(예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같은 카메라(120))의 위치 및 방향의 결정/식별을 가능하게 하기 위해 추가로 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(200)는 방사선 투과성 및/또는 강성 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 플레이트(200)는 플렉시글라스(plexiglass), 판지(cardboard), 폼보드(foamboard) 및/또는 접착 재료로 제조될 수 있다. 이러한 방식으로, 캘리브레이션 플레이트(200)의 변형, 및 이에 따른 방사선 불투과성 마커(들)(210, 220) 및 광학 마커(들)(230)의 미리 결정된 위치로부터의 변위가 방지될 수 있다.
다양한 실시예에서, 방사선 불투과성 마커(들)(예를 들어, 방사선 불투과성 마커(들)(210) 및/또는 (220))는 (예를 들어, 도 2c에 도시된 바와 같이) 캘리브레이션 플레이트(200)의 표면 내에 내장되거나 또는 표면에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 광학 마커(들)(230)는 (예를 들어, 도 2c에 도시된 바와 같이) 캘리브레이션 플레이트(200)의 표면 상에 인쇄될 수 있다.
일부 실시예에서, 캘리브레이션 플레이트(200)는 마테 표면(matte surface)을 가질 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(200)의 마테 표면은 예를 들어 수술실의 광원으로부터의 광 반사를 감소시키고 카메라 이미지의 광 반사로 인한 눈부심을 제거(또는 실질적으로 제거)함으로써 광학 마커(230)로부터 획득될 수 있는 정보의 손실을 방지할 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치(80) 환경 내에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템용 캘리브레이션 플레이트(캘리브레이션 플레이트(110 또는 200))의 X-선 이미지(300)인 도 3이 참조된다.
도 3은 예를 들어 캘리브레이션 플레이트(예를 들어, 도 2c에 도시된 캘리브레이션 플레이트(200))의 X-선 이미지(300)를 도시한다. X-선 이미지(300)는 (예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 치료 절차 전 또는 치료 중에 X-선 장치(80)를 사용하여 획득될 수 있다. X-선 이미지(300)는 캘리브레이션 플레이트(예를 들어, 도 2c에 도시된 방사선 불투과성 마커(220)) 내의 미리 결정된 위치에 비대칭적으로 위치된 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현(310)을 포함한다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치(80) 환경 내에서 치료 도구(90)의 조준/정렬을 위한 시스템용 캘리브레이션 플레이트(캘리브레이션 플레이트(110 또는 200)과 같음)의 카메라 이미지(400)인 도 4가 참조된다.
도 4는 예를 들어 캘리브레이션 플레이트(예를 들어, 도 2c에 도시된 캘리브레이션 플레이트(200))의 카메라 이미지(400)를 도시한다. 카메라 이미지(400)는 예를 들어 치료 절차 동안 치료 도구(90)에 부착된 카메라(예를 들어, 도 1에 대해 위에서 설명된 카메라(120))를 사용하여 획득될 수 있다. 카메라 이미지(400)는 캘리브레이션 플레이트 내의 미리 결정된 위치에 위치된 광학 마커(예를 들어, 도 2c에 도시된 광학 마커(230))의 시각적 표현(410)을 포함할 수 있다.
이제 X-선 장치(80) 환경에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템(500)의 개략도인 5a, 5b 및 5c가 참조되며, 여기서 치료 도구(90)는 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치(80)에 대한 정렬을 필요로 한다.
일부 치료 도구(90)는 치료를 안전하게 적용하기 위해 X-선 장치(80)에 대해 정렬될 필요가 있다. 예를 들어, 이러한 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향(예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 요구되는 위치 및 방향)은 X-선 장치(80)의 중심 종축(81)(예를 들어, X-선 소스(83)와 X-선 증압기(82)의 중심 사이에서 연장되는 축)과 치료 도구(90)의 중심 종축(90a)의 정렬을 포함할 수 있다. 이러한 치료 도구(90)의 예는 집속 초음파 에너지(98)를 인간 환자 또는 임의의 다른 포유동물과 같은 환자(70) 내의 표적 영역(72) 상으로 투영하도록 구성된 집속 초음파(focused ultrasound, FUS) 트랜스듀서를 포함할 수 있다 - 예를 들어, 도 5a, 5b 및 5c에서 개략적으로 도시된 바와 같다.
예를 들어, 도 5a는 중심 종축(90a)을 따라 X-선 장치(80)의 중심 종축(81)과 정렬된 치료 도구(90)를 도시한다. 도 5b 및 5c는 X-선 장치(80)의 중심 종축(81)에 대해 오정렬된 치료 도구(90)를 도시한다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(500)은 캘리브레이션 플레이트(510), 카메라(520) 및 처리 유닛(530)(예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(500)은 도 1과 관련하여 위에서 설명된 시스템(100)과 같은 시스템일 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(510)는 캘리브레이션 플레이트(510)가 X-선 소스(83)의 시계(83a)에 있도록 X-선 장치(80)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 플레이트(510)는 X-선 장치(80)의 X-선 증압기(82)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다.
예를 들어, 캘리브레이션 플레이트(510)는 캘리브레이션 플레이트(110)(도 1에 대해 위에서 설명됨) 또는 캘리브레이션 플레이트(200)(도 2a, 2b 및 2c에 대해 위에서 설명됨)일 수 있다. 방사선 불투과성 마커(들)(512)는 방사선 불투과성 마커(들)(112)(도 1과 관련하여 위에서 설명됨), 방사선 불투과성 마커(들)(210)(도 2a와 관련하여 위에서 설명됨) 또는 방사선 불투과성 마커(들)(220)(도 2b 및 2c에 대해 위에서 설명됨)일 수 있다. 광학 마커(들)(514)는 광학 마커(들)(114)(도 1과 관련하여 위에서 설명됨) 또는 광학 마커(들)(230)(도 2a, 2b 및 2c와 관련하여 위에서 설명됨)일 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 카메라(520)는 치료 도구(90)에 대해 미리 결정된/알려진 위치 및 방향에서 (예를 들어, 카메라 커넥터(522)를 사용하여) 치료 도구(90)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다. 예를 들어, 카메라(520) 및 카메라 커넥터(522)는 각각 도 1과 관련하여 전술된 카메라(120) 및 카메라 커넥터(122)와 같은 카메라 및 커넥터일 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(530)은 X-선 이미징 유닛(84) 및 카메라(520)와 통신(유선 또는 무선)될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛(530)은 도 1과 관련하여 위에서 설명된 처리 유닛(130)일 수 있다.
처리 유닛(530)은 (예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 처리 유닛(530)은 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향에 기초하여, 치료 도구(90)의 중심 종축(90a)이 X-선 장치(80)의 중심 종축(81)을 따라 정렬/오정렬되는지 여부 및/또는 그것의 오정렬이 허용된 오차 범위(예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 허용된 오차 범위) 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 처리 유닛(530)은, 예를 들어, (예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 디스플레이(540) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에, X-선 장치(80)와 관련하여 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기(542)를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 시각적 지시기(542)는 도 1과 관련하여 위에서 설명된 시각적 지시기(142)일 수 있다.
시각적 지시기(542)는 치료 도구(90)의 중심 종축(90a)이 X-선 장치(80)의 중심 종축(81)을 따라 정렬되거나 또는 그에 대해 오정렬되는지 여부 및/또는 그 사이의 오정렬이 허용 범위 내에 있는지 여부를 지시하도록 추가로 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 시각적 지시기(542)는 제1 시각적 부재(542a) 및 제2 시각적 부재(542b)를 포함할 수 있다(예를 들어, 도 5a, 5b 및 5c에 도시된 바와 같음). 제1 시각적 부재(542a) 및 제2 시각적 마커(542b)는 상이한 형상, 치수 또는 다른 시각적 파라미터(예를 들어, 색상, 선 폭 등)를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 시각적 부재(542a) 및 제2 시각적 부재(542b)는 링-유사 마커(예를 들어, "O"), 십자형 마커(예를 들어, "+") 등의 임의의 조합을 가질 수 있다.
예를 들어, 처리 유닛(530)이 치료 도구(90)의 중심 종축(90a)이 X-선 장치(80)의 중심 종축(81)을 따라 정렬되어 있는 것으로 결정하는 경우, 제1 시각적 부재(542a) 및 제2 시각적 부재(542b)는 디스플레이(540) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이되는 경우 서로에 대해 일치할 수 있다.
그러나 본 예에서, 처리 유닛(530)이 치료 도구(90)의 중심 종축(90a)이 X-선 장치(80)의 중심 종축(81)에 대해 오정렬된 것으로 결정하는 경우, 제1 시각적 부재(542a) 및 제2 시각적 부재(542b)는 디스플레이(540) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이되는 경우 서로에 대해 일치하지 않는다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(530)은 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 시각적 지시기(542)(또는 제1 시각적 부재(542a) 및 제2 시각적 부재(542b))의 시각적 파라미터를 업데이트하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 치료 도구(90)의 중심 종축(90a)이 X-선 장치(80)의 중심 종축(81)을 따라 정렬되는 경우 또는 그 사이의 오정렬이 허용된 오차 범위 내에 있는 경우, 시각적 지시기(542)는 예를 들어 녹색을 가질 수 있다.
그러나 본 예에서, 치료 도구(90)의 중심 종축(90a)과 X-선 장치(80)의 중심 종축(81) 사이의 오정렬이 허용된 오차 범위 내에 있지 않은 경우, 시각적 지시기(542)는 예를 들어 적색을 가질 수 있다.
도 5a, 5b 및 5c는 링-유사 형상을 갖는 제1 시각적 부재(542a) 및 제2 시각적 부재(542b)의 비제한적인 예를 도시하며, 여기서 제2 시각적 부재(542b)의 직경은 제1 시각적 부재(542a)의 직경보다 더 작다.
본 예에서, 처리 유닛(530)이 치료 도구(90)의 중심 종축(90a)이 X-선 장치(80)의 중심 종축(81)을 따라 정렬되어 있는 것으로 결정하는 경우, 제1 시각적 부재(542a) 및 제2 시각적 부재(542b)는 (예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이) 디스플레이(540) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이되는 경우 서로에 대해 일치할 수 있다.
그러나 본 예에서, 처리 유닛(530)이 치료 도구(90)의 중심 종축(90a)이 X-선 장치(80)의 중심 종축(81)에 대해 오정렬되고 그 사이의 오정렬이 허용된 오차 범위 내에 있는 것으로 결정하는 경우, 제2 시각적 부재(542b)는 (예를 들어, 도 5b에 도시된 바와 같이) 디스플레이(540) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이되는 경우 제1 시각 부재(542a) 내에 완전하게 위치될 수 있지만, (도 5b에 도시된 바와 같이) 그와 일치하지 않을 수 있다.
그러나 본 예에서, 처리 유닛(530)이 치료 도구(90)의 중심 종축(90a)과 X-선 장치(80)의 중심 종축(81) 사이의 오정렬이 허용된 오차 범위 내에 있지 않은 것으로 결정하는 경우, 제2 시각적 부재(542b)는 (예를 들어, 도 5c에 도시된 바와 같이) 디스플레이(540) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이되는 경우 부분적으로만 또는 전혀 중첩되지 않을 수 있다.
이제 X-선 장치(80) 환경에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템(500)의 개략도인 도 5d가 참조되며, 여기서 치료 도구(90)는 본 발명의 일부 실시예에 따른 X-선 조준 및 정렬 장치(92)를 갖는다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, 치료 도구(90)의 X-선 조준 및 정렬 장치(92) 및 X-선 장치(80) 환경에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템(500)의 처리 유닛(530)에 의해 생성되는 시각적 지시기(542)의 시각적 표현(85)의 개략도인 5e 및 5f가 또한 참조된다.
치료를 적용하기 전에 X-선 장치(80)에 대해 정렬되어야 하는 일부 치료 도구(예를 들어, 도 5a, 5b 및 5c와 관련하여 위에서 설명된 바와 같음)는 X-선 조준 및 정렬 장치(92)를 포함할 수 있다(예를 들어, 도 5d에 도시된 바와 같음).
X-선 조준 및 정렬 장치(92)는 예를 들어 평행하고 합동이며 (예를 들어, 도 5d에 도시된 바와 같이) 서로에 대해 X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 중심 종축(92c)을 따라 일정 거리에 위치되는 2개의 방사선 불투과성 표면(예를 들어, 제1 방사선 불투과성 표면(92a) 및 제2 방사선 불투과성 표면(92b))을 포함할 수 있다. X-선 조준 및 정렬 장치(92)는 X-선 조준 및 정렬 장치의 중심 종축(92c)이 치료 장치(90)의 중심 종축(90a)을 따라 정렬되도록 치료 장치(90)에 부착될 수 있다.
X-선 이미지에서 X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 시각적 표현(85)(예를 들어, 제1 표면(92a)의 시각적 표현(85a) 및 제2 표면(92b)의 시각적 표현(85b))은 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향이 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부의 지시를 제공할 수 있다.
예를 들어, X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향이 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는 경우, 제1 표면(92a)의 시각적 표현(85a)은 (예를 들어, 도 5d에 도시된 바와 같이) X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 X-선 이미지(예를 들어, X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이됨) 상의 제2 표면(92b)의 시각적 표현(85b)과 일치(또는 실질적으로 일치)할 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(530)은 X-선 조준 및 정렬 장치(92)에 대응하는 시각적 지시기(542)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 시각적 지시기(542)의 제1 시각적 마커(542a) 및 제2 시각적 마커(542b)는 각각 X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 제1 표면(92a)의 시각적 표현(85a) 및 제2 표면(92b)의 시각적 표현(85b)과 동일한(또는 실질적으로 동일한) 형상 및/또는 치수를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 처리 유닛(530)은 디스플레이(540)(예를 들어, 도 5d에 도시된 바와 같음) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 시각적 지시기(542)를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에서, 처리 유닛(530)은 디스플레이(540) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 시각적 표현(85) 및 시각적 지시기(542) 모두를 디스플레이하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 도 5e 및 5f에 도시된 바와 같음).
다양한 실시예에서, 처리 유닛(530)은 디스플레이(540) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이되는 환자(70)의 표적 영역(72)의 X-선 이미지 상에 X-선 조준 및/또는 정렬 장치(92)의 시각적 표현(85)과 시각적 지시기(542)를 중첩하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(530)은 X-선 이미지에서 표적 영역(72)을 검출하거나, 또는 마킹하도록 구성될 수 있다. 처리 유닛(530)은 치료 도구(90) 및 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구(90)가 표적 영역(72)에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 유닛(530)은 시각적 지시기(542)를 업데이트함으로써 치료 도구(90)가 표적 영역(72)과 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향은 지정된 오차 값만큼 실제 위치 및 방향과 다를 수 있다. 지정된 오차 값은 예를 들어 X-선 증압기(82)의 메트릭 해상도의 오차, X-선 소스(83)와 X-선 증압기(82) 사이의 거리 값의 오차, (예를 들어, 캘리브레이션 플레이트(510)가 X-선 증압기(82)와 평행하지 않도록 하는) X-선 증압기(82)에 대한 캘리브레이션 플레이트(510)의 잘못된 연결 및/또는 (예를 들어, 카메라(520)가 치료 도구(90)에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에 있지 않도록 하는) 치료 도구(90)에 대한 카메라(520)의 잘못된 연결에 좌우될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(530)은 지정된 오차 값이 밀리미터 이하가 되도록 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다.
X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향이 그 실제 위치 및 방향과 다른 경우, 시각적 지시기(542)는 X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 시각적 표현(85)에 대해 시프트될 수 있다 - 예를 들어, 도 5f에 개략적으로 예시된 바와 같다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(530)은 X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 시각적 표현(85)에 기초하여 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향을 업데이트하도록 구성될 수 있으므로, 그 사이의 오차를 최소화하고 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 업데이트된 위치 및 방향을 산출할 수 있다. 업데이트는 예를 들어, X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 방사선 불투과성 마커(예를 들어, 제1 표면(92a) 및 제2 표면(92b))를 식별함으로써, 그리고 그 위치에 기초하여, 그 시야(83a) 내에서 X-선 소스(83)와 X-선 증압기(82) 사이의 공간에서 치료 영역(72)의 위치를 추론함으로써, 또한 X-선 이미지 상에 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 추가로 중첩함으로써 이용될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(530)은 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고 디스플레이(86/540) 상에 치료 도구 안내 명령을 디스플레이할 수 있다(예를 들어, 도 14a 및 14b와 관련하여 아래에 설명되는 바와 같음). 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 치료 도구(90)를 가져오기 위해 치료 도구(90)가 이동되어야 하는(예를 들어, 변위되고 그리고/또는 기울어져야 하는) 하나 이상의 방향 및 각각의 방향(들)에서의 이동 측정을 나타낼 수 있다. 치료 도구 안내 명령은 예를 들어, 표적 영역(72) 및/또는 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 쉽고 직관적인 조준 및/또는 정렬을 가능하게 할 수 있다.
치료는 가상 지시기(542)에 의존하지 않고 X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 시각적 표현(85)과 표적 영역(72)의 X-선 이미지에만 기초하여 적용될 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치(80) 환경에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템(500)의 개략도 및 시스템(500)을 사용하는 방법의 흐름도를 나타내는 도 5g가 참조된다.
이 방법은 도 5g에 예시된 흐름도 및 대응하는 설명으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 다양한 실시예에서, 이 방법은 각각의 예시된 박스 또는 단계를 통해, 또는 예시되고 설명된 것과 정확히 동일한 순서로 이동할 필요는 없다.
이 방법의 단계 590은 예를 들어 환자(70) 내의 표적 영역(72)에 치료 도구(90)를 조준하는 단계 및/또는 (예를 들어, 도 5a, 5b, 5c, 5d, 5e 및 5f와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기(542)(예를 들어, 디스플레이(540) 상에 디스플레이됨)에 기초하여 X-선 장치(80)에 대해 치료 도구(90)를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 조준 및/또는 정렬은 예를 들어 치료 도구(90)의 병진이동, 틸팅, 피칭, 요잉, 롤링 등을 포함할 수 있다.
이 방법의 단계 590은 예를 들어 X-선 장치(80)에 대해 치료 도구(90)의 위치 및 방향이 (예를 들어, 도 5a, 5b, 5c, 5d, 5e 및 5f와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 요구된 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있음을 시각적 지시기(542)가 지시할 때까지 반복될 수 있다.
이 방법의 단계 590은 예를 들어, (예를 들어, 도 5a, 5b, 5c, 5d, 5e 및 5f에 대해 위에서 설명된 바와 같이) 시각적 지시기에만 기초하여 치료 도구(90)/X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 X-선 이미지를 획득하지 않고 수행될 수 있다. 이것은 예를 들어, 시스템(500)을 사용하지 않고 조준 및/또는 정렬의 이러한 단계 동안 치료 도구(90) 및 환자(70)의 빈번한 X-선 이미징을 필요로 하는 현재의 치료 절차와 대조된다.
이 방법의 단계 592는 예를 들어 치료 도구(90)의 X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 X-선 이미지를 획득하는 단계 및 선택적으로 (예를 들어, 도 5a, 5b, 5c, 5d, 5e 및 5f와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 디스플레이(540) 상에 시각적 지시기(542)와 함께 X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 시각적 표현(85)을 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
이 방법의 단계 594는, 예를 들어, X-선 조준 및 정렬 장치(92)의 시각적 표현(85)에 기초하여, 치료 도구(90)의 실제 위치 및 방향이 예를 들어 도 5a, 5b, 5c, 5d, 5e 및 5f에 대해 위에서 설명된 바와 같이, 요구되는 위치 및 방향에 대해 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
치료 도구(90)의 실제 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있으면, 이 방법은 예를 들어, 치료 도구(90)에 의한 치료를 적용하는 단계를 포함할 수 있는 단계(596)로 이동할 수 있다.
치료 도구(90)의 실제 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있지 않은 경우, 이 방법은 단계 590을 반복하는 단계를 포함할 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, 집속 초음파 에너지를 투영하기 위한 시스템(600)의 제1 실시예의 개략도인 도 6이 참조된다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(600)은 집속 에너지(619)를 생성하도록 배치된 집속 초음파(FUS) 트랜스듀서(610)(예를 들어, 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 치료 도구(90))를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(600)은 FUS 트랜스듀서(610)(예를 들어, 도 5d-5g와 관련하여 위에서 설명된 X-선 조준 및 정렬 장치(92))에 부착 가능한 X-선 조준 및 정렬 장치(612)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(600)은 FUS 트랜스듀서(610)를 수용하도록 구성된 지지대(620)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 지지대(622)는 휴대용일 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템(600)은 제2 단부에서 지지(620)하기 위해 제1 단부에서 테이블(88)에 결합된 관절 암(articulated arm)(622)을 포함할 수 있다. 관절 암(622)은 그 안에 수용된 지지대(620) 및 FUS 트랜스듀서(610)의 병진운동, 틸팅, 피칭, 요잉 및/또는 롤링을 가능하게 하도록 배치될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(600)은 FUS 트랜스듀서(610)를 환자(70)에게 음향적으로 결합함으로써 환자(70) 내의 표적 영역(72)에 FUS 에너지(619)를 전달할 수 있도록 배치된 음향 커플러(640)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(600)은 X-선 장치(80), 예를 들어 X-선 증압기(82)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착할 수 있는 캘리브레이션 플레이트(650)(예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(110) 또는 도 2a-2c와 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(200))를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(600)은 지지대(620)/FUS 트랜스듀서(610)에 제거 가능하게 부착 가능한 카메라(660)(예를 들어, 도 1에 대해 위에서 설명된 카메라(120) 또는 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 카메라(520))를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(600)은 처리 유닛(670)(예를 들어, 도 1에 대해 위에서 설명된 처리 유닛(130) 또는 도 5a-5g에 대해 위에서 설명된 처리 유닛(530))을 포함할 수 있다. 처리 유닛(670)은 (예를 들어, 도 5a-도 5g와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) X-선 장치(80)에 대한 FUS 트랜스듀서(610)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(600)은 디스플레이(680)를 포함할 수 있다. 처리 유닛(670)은 디스플레이(680) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 FUS 트랜스듀서(610)의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기(682)(예를 들어, 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 시각적 지시기(542))를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 처리 유닛(670)은 중첩된 이미지를 산출하기 위해 예를 들어 환자(70)의 표적 영역(72)의 X-선 이미지 상에 시각적 지시기(682)를 중첩하고, 디스플레이(680) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 중첩된 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(670)은 X-선 이미지에서 표적 영역(72)을 검출하거나 또는 마킹하도록 구성될 수 있다. 처리 유닛(670)은 치료 도구(90) 및 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구(90)가 표적 영역(72)에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 유닛(670)은 시각적 지시기(682)를 업데이트함으로써 치료 도구(90)가 표적 영역(72)과 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(670)은 (예를 들어, 도 14a 및 14b와 관련하여 아래에 설명되는 바와 같이) X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고 디스플레이(86/680) 상에 치료 도구 안내 명령을 디스플레이할 수 있다. 치료 도구 안내 명령은 예를 들어 표적 영역(72) 및/또는 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 쉽고 직관적인 조준 및/또는 정렬을 가능하게 할 수 있다.
시스템(600)은 사용자(예를 들어, 치료 의사)가 디스플레이(680) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이된 시각적 지시기(682)를 사용하여 FUS 트랜스듀서(610)를 환자(70) 내의 표적 영역(72)에 조준하고 그리고/또는 X-선 장치(80)에 대해 FUS 트랜스듀서(610)를 정렬할 수 있게 할 수 있다. 시각적 지시기(682)는 X-선 장치(80)에 대한 FUS 트랜스듀서(610)의 결정된 위치 및 방향을 지시할 수 있으며, 이는 FUS 트랜스듀서(610)의 조준 및/또는 정렬 동안 환자의 X-선 이미징의 필요성을 제거(또는 실질적으로 제거)한다. 시스템(600)을 사용하는 경우, X-선 이미징은 치료의 적용 전에, X-선 장치(80)에 대한 FUS 트랜스듀서(610)의 실제 위치 및 방향이 (도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 요구되는 위치 및 방향 또는 허용된 오차 범위 내에 대응하는지를 확인하기 위해 FUS 트랜스듀서(610)의 조준 및/또는 정렬의 최종 단계에서만 필요할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(600)은 FUS 트랜스듀서(610)의 조준 및/또는 정렬 동안 X-선 방사선에 대한 환자(70)의 다중 노출을 필요로 하는 현재의 치료 절차와 비교하여 치료 절차 동안 X-선 방사선에 대한 환자 및/또는 사용자의 노출을 상당히 감소시키는 것을 가능하게 할 수 있다. 또한, 시스템(600)은 시스템(600)을 사용하지 않는 현재의 치료 절차와 비교하여 치료 절차의 전체 기간을 상당히 감소시키는 것을 가능하게 할 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경에서 치료 도구를 조준하고 그리고/또는 정렬하는 제1 방법의 흐름도인 도 7a, 7b 및 7c가 참조된다.
이 방법은 이 방법을 구현하도록 구성될 수 있는 X-선 장치 환경에서 치료 도구를 조준/정렬하기 위한 시스템(도 1과 관련하여 위에서 설명된 시스템(100) 또는 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 시스템(500))에 의해 구현될 수 있다. 이 방법은 도 7a, 7b 및 7c에 도시된 흐름도 및 대응하는 설명으로 제한되지 않는다는 점에 유의한다. 예를 들어, 다양한 실시예에서, 이 방법은 각각의 예시된 박스 또는 단계를 통해, 또는 예시되고 설명된 것과 정확히 동일한 순서로 이동할 필요는 없다.
일부 실시예에 따르면, 이 방법은 캘리브레이션 플레이트를 X-선 장치의 X-선 증압기에 부착(또는 제거 가능하게 부착)하는 단계를 포함하며, 여기서 캘리브레이션 플레이트는 캘리브레이션 플레이트 내의 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커 및 적어도 하나의 광학 마커를 포함한다(단계 702).
예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(110), 방사선 불투과성 마커(들)(112) 및 광학 마커(들)(114) 또는 도 2a, 2b 및 2c와 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(200), 방사선 불투과성 마커(들)(210 또는 220) 및 광학 마커(들)(230).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 1 및 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 치료 도구에 카메라를 부착(또는 제거 가능하게 부착)하는 단계를 포함할 수 있다(단계 704). 예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 카메라(120) 또는 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 카메라(520).
일부 실시예는 X-선 장치에 의해 캘리브레이션 플레이트의 X-선 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 X-선 이미지는 (예를 들어, 도 1 및 도 3과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 포함한다(단계 706).
일부 실시예는 처리 유닛에 의해, (예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) X-선 이미지에서 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현, 캘리브레이션 플레이트 내의 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 미리 결정된 위치 및 X-선 장치의 지정된 파라미터에 기초하여 X-선 장치에 대한 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 708). 예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 처리 유닛(130) 또는 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 처리 유닛(530).
일부 실시예는 캘리브레이션 플레이트의 X-선 이미지에서 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 식별하는 단계를 포함할 수 있다(단계 709). 예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명한 바와 같이, 패턴 매칭 알고리즘을 활용함으로써.
일부 실시예는 X-선 장치의 지정된 모델에 기초하여, (예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) X-선 장치의 X-선 소스로부터 X-선 증압기와 그에 부착된 캘리브레이션 플레이트를 향해 연장되어 캘리브레이션 플레이트와 교차하는 하나 이상의 벡터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 710).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 캘리브레이션 플레이트와 대응하는 하나 이상의 벡터의 하나 이상의 교차점을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 711).
일부 실시예는 캘리브레이션 플레이트 내의 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 미리 결정된/알려진 위치를 캘리브레이션 플레이트와 벡터(들)의 결정된 교차점(들)과 비교하는 단계를 포함할 수 있다(단계 712). 예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명한 바와 같이 포인트 클라우드 매칭 알고리즘(예를 들어, 브루트-포스 알고리즘 또는 반복적 최근접 포인트 알고리즘)을 활용함으로써.
일부 실시예는 캘리브레이션 플레이트 내의 방사선 불투과성 마커(들)의 미리 결정된/알려진 위치와 캘리브레이션 플레이트와 벡터(들)의 결정된 교차점(들) 사이의 비교에 기초하여 X-선 장치에 대한 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 713). 예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명한 바와 같이 정렬 알고리즘(예를 들어, 특이값 분해(SVD) 알고리즘과 같음)을 활용함으로써.
일부 실시예는 (예를 들어, 도 1 및 도 4와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라에 의해, 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다(단계 714).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라 이미지의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현과 캘리브레이션 플레이트 내의 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 캘리브레이션 플레이트에 대한 카메라의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 716). 예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명한 바와 같이 번들 조정/PnP 알고리즘을 활용함으로써.
일부 실시예는 (도 1 및 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) X-선 장치에 대한 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향, 캘리브레이션 플레이트에 대한 카메라의 결정된 위치 및 방향과 치료 도구에 대한 카메라의 미리 결정된 위치 및 방향에 기초하여 X-선 장치에 대한 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 718).
일부 실시예는 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 720). 예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 시각적 지시기(142) 또는 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 시각적 지시기(542).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 1 및 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) X-선 장치에 대한 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 X-선 장치에 대한 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 722).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 1 및 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 시각적 지시기를 업데이트함으로써 X-선 장치에 대한 치료 도구의 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하는 단계를 포함할 수 있다(단계 724).
일부 실시예는 중첩된 이미지를 생성하기 위해 시각적 지시기와 환자의 표적 영역의 X-선 이미지를 중첩하고, 중첩된 이미지를 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 725).
일부 실시예는 X-선 이미지에서 표적 영역을 검출하거나 마킹하고, 치료 도구 및 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구가 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 726).
일부 실시예는 치료 도구가 표적 영역과 정렬되는지 여부를 지시하기 위해 시각적 지시기를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다(단계 727).
일부 실시예는 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 치료 도구를 가져오기 위해 치료 도구(90)가 이동되어야 하는(예를 들어, 변위되거나 그리고/또는 기울어져야 하는) 하나 이상의 방향 및/또는 각각의 방향에서의 이동 측정을 나타내는 치료 도구 안내 명령을 생성하여 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 728). 치료 도구 안내 명령은 예를 들어 도 14a 및 14b와 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같이, X-선 장치에 대한 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 결정될 수 있다. 치료 도구 안내 명령은 예를 들어 표적 영역 및/또는 X-선 장치에 대한 치료 도구(90)의 쉽고 직관적인 조준 및/또는 정렬을 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예는 (예를 들어, 도 1 및 도 5a-5g와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 환자를 X-선 장치에 의한 X-선 이미징에 노출시키지 않고 디스플레이상에 디스플레이된 시각적 지시기에 따라 치료 도구를 조준하고 정렬하는 단계를 포함할 수 있다(단계 729).
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치(60) 환경에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템(800)의 제1 실시예의 개략도인 도 8이 참조된다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(800)은 캘리브레이션 플레이트(810), 카메라(820) 및 처리 유닛(830)을 포함할 수 있다. 도 8은 시스템(800)의 측면도를 도시한다. 시스템(800)은 환자(70) 내의 표적 영역(72)에 치료 도구(90)의 조준 및/또는 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 정렬을 가능하게 할 수 있다.
초음파 이미징 장치(60)는 임의의 유형의 초음파 이미징 장치, 예를 들어 휴대용 장치, 랩탑 장치, 휴대 전화 또는 태블릿에 연결된 프로브, 또는 하나 이상의 프로브 또는 다른 액세서리를 포함할 수 있는 휴대용 카트의 시스템일 수 있다.
치료 도구(90)는 예를 들어, 표적 영역(72)에 대해 조준되고 그리고/또는 초음파 이미징 프로브(62)에 대해 정렬되어야 하는 침습적 치료 도구(바늘(예를 들어, 생검 바늘, 고주파 바늘) 및/또는 프로브과 같음) 또는 비침습적 치료 도구(초음파 트랜스듀서 또는 집속 초음파 트랜스듀서와 같음)일 수 있다. 예를 들어, 도 8은 치료 도구(90)에 대한 예로서 바늘을 도시한다.
일부 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(810)는 적어도 하나의 광학 마커를 포함할 수 있다. 광학 마커(들)는 미리 결정된 그리고/또는 알려진 위치에서 캘리브레이션 플레이트(810) 내에 위치될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(810)는 초음파 이미징 장치(60)의 초음파 이미징 프로브(62)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(810)의 다양한 실시예가 도 9a 및 9b와 관련하여 아래에서 설명된다.
일부 실시예에 따르면, 카메라(820)는 치료 도구(90)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착 가능하다. 카메라(820)는 치료 도구(90)에 대해 미리 결정된 그리고/또는 알려진 위치 및 방향에서 치료 도구(90)에 부착될 수 있다.
카메라(820)는 캘리브레이션 플레이트(810)의 적어도 일부가 카메라(820)의 시야(821) 내에 있도록 치료 도구(90)에 부착될 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(800)은 카메라 커넥터(822)를 포함할 수 있다. 카메라 커넥터(822)는 카메라(820)를 치료 도구(90)에 단단하고 안정적으로 부착하고 치료 도구(90)에 대한 카메라(820)의 의도하지 않은 상대적인 움직임을 방지하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 카메라 커넥터(822)는 카메라(820)의 제어된 회전을 가능하게 할 수 있다. 이것은 예를 들어, 치료 도구(90)가 이동되는 경우 캘리브레이션 플레이트(810)를 따를 수 있게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(800)은 제2 카메라를 포함할 수 있다. 제2 카메라는 카메라(820)에 대해 미리 결정된 각도로 (예를 들어, 커넥터(822)와 같은 커넥터를 사용하여) 치료 도구(90)에 단단하고 안정적으로 부착될 수 있다. 예를 들어, 제2 카메라는 카메라(820)에 대해 90°의 각도로 치료 도구(90)에 부착될 수 있다. 이것은, 예를 들어 캘리브레이션 플레이트(810)가 예를 들어 치료 도구(90)의 이동으로 인해 카메라(820)의 시야(821)를 벗어나는 경우 제2 카메라에 의해 캘리브레이션 플레이트(810)를 캡처할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(830)은 초음파 이미징 장치(60)의 카메라(820) 및 초음파 이미징 유닛(64)과 통신(예를 들어, 유선 또는 무선)할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(830)은 카메라(820)로부터 캘리브레이션 플레이트(810)의 하나 이상의 카메라 이미지를 수신하도록 구성될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(810)의 카메라 이미지(들)는 (예를 들어, 도 9a 및 9b와 관련하여 아래에 도시되고 설명되는 바와 같이) 광학 마커(들)의 시각적 표현을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(830)은 카메라 이미지(들)의 광학 마커(들)의 시각적 표현에 기초하여, 캘리브레이션 플레이트(810) 내의 광학 마커(들)의 알려진 위치에 기초하여 그리고 카메라(820)의 파라미터(예를 들어, 왜곡, 시야(821) 등과 같음)에 기초하여 (예를 들어, 초음파 이미징 프로브(62)에 부착될 수 있는) 캘리브레이션 플레이트(810)에 대한 카메라(820)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 그 결정은 예를 들어 번들 조정/PnP 알고리즘을 사용하여 이용될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(830)은 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 캘리브레이션 플레이트(810)의 미리 결정된 위치 및 방향, 캘리브레이션 플레이트(810)에 대한 카메라(820)의 결정된 위치 및 방향과 치료 도구(90)에 대한 카메라(820)의 알려진 위치 및 방향에 기초하여 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(800)은 디스플레이(840)를 포함할 수 있다. 처리 유닛(830)은, 예를 들어, 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 적어도 하나의 시각적 지시기(842)를 예를 들어 디스플레이(840) 및/또는 초음파 디스플레이(66) 상에 표시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(830)은 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향이 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 처리 유닛(830)은 시각적 지시기(842)를 수정함으로써 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 처리 유닛(830)은 예를 들어 중첩된 이미지를 생산하기 위해 환자(70)의 표적 영역(72)의 초음파 이미지 상에 시각적 지시기(842)를 중첩하고, 중첩된 이미지를 디스플레이(840) 및/또는 또는 초음파 디스플레이(66) 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(830)은 초음파 이미지에서 표적 영역(72)을 검출하거나 또는 마킹하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 이 마킹은 사용자의 입력에 기초하여 이루어질 수 있다. 처리 유닛(830)은 치료 도구(90) 및 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구(90)가 표적 영역(72)에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 유닛(830)은 시각적 지시기(142)를 업데이트함으로써 치료 도구(90)가 표적 영역(72)과 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(830)은 (예를 들어, 도 14a 및 14b와 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같이) 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고 디스플레이(86/840) 상에 치료 도구 안내 명령을 디스플레이할 수 있다. 치료 도구 안내 명령은 치료 도구(90)를 허용 오차 범위 내에 있으면서 그리고/또는 표적 영역(72)에 대해 정렬되 위치 및 방향으로 가져오기 위해 치료 도구(90)가 이동되어야 하는(변위되고 그리고/또는 기울어져야 하는) 하나 이상의 방향 및/또는 각각의 방향(들)의 이동 측정을 나타낼 수 있다. 치료 도구 안내 명령은 예를 들어 표적 영역(72) 및/또는 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 쉽고 직관적인 조준 및/또는 정렬을 가능하게 할 수 있다.
시스템(800)은 사용자(예를 들어, 치료하는 의사)가 디스플레이(840) 및/또는 초음파 디스플레이(66)에 디스플레이된 시각적 지시기(842)를 사용하여 치료 도구(90)를 표적 영역(72)에 조준하고 그리고/또는 치료 도구(90)를 초음파 이미징 프로브(62)에 대해 정렬(병진이동, 틸트, 피치, 요, 롤 등)할 수 있게 한다. 시각적 지시기(842)는 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 지시할 수 있으며, 이는 치료 도구의 팁(tip)의 초음파 이미징에 대한 필요성을 제거(또는 실질적으로 제거)한다. 시스템(800)을 사용하는 경우, 치료 도구 팁(적용되는 경우)의 초음파 이미징은 치료를 적용하기 전에, 환자 신체에 대한 치료 도구의 실제 위치와 방향이 정확한 것을 확인하기 위해 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬의 최종 단계에서만 필요할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(800)은 현재의 치료 절차와 비교하여 절차 시간을 상당히 줄이는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경(시스템(800)과 같음)에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템용 캘리브레이션 플레이트(900)의 개략도인 도 9a 및 9b가 참조된다.
일부 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(900)는 캘리브레이션 플레이트(900) 내의 미리 결정된 위치에 위치된 다수의 광학 마커(930)를 포함한다(예를 들어, 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같음).
일부 실시예에서, 각각의 광학 마커(들)(930)는 고유한 시각적 레이블을 포함할 수 있다. 광학 마커(들)(930)의 시각적 레이블은 예를 들어 바코드, QR 코드, 그래픽 패턴 또는 형상, 아루코, 에이프릴태그, 아트태그 등을 포함할 수 있으며, 이는 시각적 레이블과 연관된 추가 데이터를 포함할 수 있다. 시각적 레이블은 예를 들어 캘리브레이션 플레이트(900) 내의 광학 마커(들)(930)의 위치를 인코딩할 수 있다.
예를 들어, 광학 마커(들)(930)의 수량, 광학 마커(들)(930)의 치수 및/또는 광학 마커(들)(930)의 시각적 레이블과 같은 광학 마커(들)(930)의 파라미터는 예를 들어, 카메라(예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 카메라(820))의 해상도에 기초하여 결정될 수 있다. 광학 마커(들)(930)의 파라미터는 (예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 캘리브레이션 플레이트(900)의 카메라 이미지에서 광학 마커(들)(930)의 시각적 표현에 기초하여 캘리브레이션 플레이트(900)에 대한 카메라(예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 바와 같은 카메라(820))의 위치 및 방향의 결정/식별을 가능하게 하도록 추가로 결정될 수 있다.
일부 실시예에서, 캘리브레이션 플레이트(900)는 마테 표면을 가질 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(900)의 마테 표면은 예를 들어 수술실에서 광원으로부터의 광 반사를 감소시키고 카메라 이미지의 광 반사로 인한 눈부심을 제거(또는 실질적으로 제거)하여 광학 마커(930)로부터 획득될 수 있는 정보의 손실을 방지할 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경(시스템(800)과 같음)에서 치료 도구(90)의 조준/정렬을 위한 시스템용 캘리브레이션 플레이트(캘리브레이션 플레이트(810 또는 900)과 같음)의 카메라 이미지(1000)인 도 10이 참조된다.
도 10은 예를 들어 캘리브레이션 플레이트(예를 들어, 도 9b에 도시된 캘리브레이션 플레이트(900))의 카메라 이미지(1000)를 도시한다. 카메라 이미지(1000)는 예를 들어 치료 절차 동안 치료 도구(90)에 부착된 카메라(예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 카메라(820))를 사용하여 획득될 수 있다. 카메라 이미지(1000)는 광학 트레이서(tracer) 플레이트 내의 미리 결정된 위치에 위치된 광학 마커(예를 들어, 도 9b에 도시된 광학 마커(930))의 시각적 표현(1010)을 포함할 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, 집속 초음파 에너지를 투영하기 위한 시스템(1100)의 제2 실시예의 개략도인 도 11이 참조된다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1100)은 FUS 에너지(1119)를 생성하도록 배치된 집속 초음파(FUS) 트랜스듀서(1110)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1100)은 초음파 이미징 프로브(62)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1100)은 FUS 트랜스듀서(1110)를 수용하도록 구성된 지지대(1120)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 지지대(1120)는 휴대용일 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템(1100)은 제2 단부에서 지지(1120)하기 위해 제1 단부에서 테이블(88)에 결합된 관절 암(1122)을 포함할 수 있다. 관절 암(1122)은 그 안에 수용된 지지대(1120) 및 FUS 트랜스듀서(1110)의 병진운동, 틸팅, 피칭, 요잉 및/또는 롤링을 가능하게 하도록 배치될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1100)은 FUS 트랜스듀서(1110)를 환자(70)에게 음향적으로 결합함으로써 환자(70) 내의 표적 영역(72)에 FUS 에너지(1119)를 전달할 수 있도록 배치된 음향 커플러(1140)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1100)은 초음파 이미징 프로브(62)(예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(810) 또는 도 9a-9b와 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(900))에 제거 가능하게 부착될 수 있는 캘리브레이션 플레이트(1150)를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1100)은 지지대(1120) 또는 FUS 트랜스듀서(1110)에 제거 가능하게 부착 가능한 카메라(1160)(예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 카메라(820))를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1100)은 처리 유닛(1170)(예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 처리 유닛(830))을 포함할 수 있다. 처리 유닛(1170)은 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 FUS 트랜스듀서(1110)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1100)은 디스플레이(1180)를 포함할 수 있다. 처리 유닛(1170)은 디스플레이(1180) 및/또는 초음파 디스플레이(66) 상에 FUS 트랜스듀서(1110)의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기(1142)를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(1170)은 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향이 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 처리 유닛(1170)은 시각적 지시기(842)를 수정함으로써 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 처리 유닛(1170)은 중첩된 이미지를 산출하기 위해 예를 들어 환자(70)의 표적 영역(72)의 초음파 이미지 상에 시각적 지시기(1142)를 중첩하고 디스플레이(1180) 및/또는 초음파 디스플레이(66) 상에 중첩된 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(1170)은 초음파 이미지에서 표적 영역(72)을 검출하거나 또는 마킹하도록 구성될 수 있다. 처리 유닛(1170)은 치료 도구(90) 및 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구(90)가 표적 영역(72)에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 유닛(1170)은 시각적 지시기(1142)를 업데이트함으로써 치료 도구(90)가 표적 영역(72)과 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(1170)은 치료 도구 안내 명령을 생성하고 디스플레이(86/1180) 상에 치료 도구 안내 명령을 디스플레이할 수 있다(예를 들어, 도 14a 및 14b와 관련하여 아래에 설명된 바와 같음). 치료 도구 안내 명령은 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향 여부에 기초하여 결정될 수 있다(예를 들어, 도 14a 및 14b와 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같음). 치료 도구 안내 명령은 예를 들어 표적 영역(72) 및/또는 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 쉽고 직관적인 조준 및/또는 정렬을 가능하게 할 수 있다.
시스템(1100)은 사용자(예를 들어, 치료 의사)가 디스플레이(1180) 및/또는 초음파 디스플레이(66) 상에 디스플레이된 시각적 지시기(1142)를 사용하여 FUS 트랜스듀서(1110)를 환자(70) 내의 표적 영역(72)에 조준하고 그리고/또는 FUS 트랜스듀서(1110)를 초음파 이미징 프로브(62)에 대해 정렬할 수 있게 한다. 시각적 지시기(1142)는 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 FUS 트랜스듀서(1110)의 결정된 위치 및 방향을 지시할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(1100)은 시스템(1100)을 사용하지 않는 현재의 치료 절차와 비교하여 치료 절차의 전체 기간을 상당히 감소시킬 수 있게 할 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구를 조준하고 그리고/또는 정렬하는 제1 방법의 흐름도인 도 12a 및 12b가 참조된다.
이 방법은 초음파 이미징 장치 환경(도 8과 관련하여 위에서 설명된 시스템(800) 또는 도 11과 관련하여 위에서 설명된 시스템(1100)과 같음)에서 치료 도구의 조준/정렬을 위한 시스템에 의해 구현될 수 있으며, 이는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 이 방법은 도 12a 및 12b에 예시된 흐름도 및 대응하는 설명에 제한되지 않는다는 점에 유의한다. 예를 들어, 다양한 실시예에서, 이 방법은 각각의 예시된 박스 또는 단계를 통해, 또는 예시되고 설명된 것과 정확히 동일한 순서로 이동할 필요는 없다.
일부 실시예에 따르면, 이 방법은 캘리브레이션 플레이트를 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 프로브에 부착(또는 제거 가능하게 부착)하는 단계를 포함하며, 여기서 캘리브레이션 플레이트는 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 광학 마커를 포함한다(단계 1202).
예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(810) 또는 도 9a 및 9b와 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(900) 및 광학 마커(들)(930).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 치료 도구에 카메라를 부착(또는 제거 가능하게 부착)하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1204). 예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 카메라(820).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 8 및 도 11과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라에 의해, 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1206).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라 이미지의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현과 캘리브레이션 플레이트 내의 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 캘리브레이션 플레이트에 대한 카메라의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1208). 예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 번들 조정/PnP 알고리즘을 활용함으로써.
일부 실시예는 (예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 초음파 이미징 프로브에 대한 캘리브레이션 플레이트의 미리 결정된 위치 및 방향, 캘리브레이션 플레이트에 대한 카메라의 결정된 위치 및 방향과 치료 도구에 대한 카메라의 미리 결정된 위치 및 방향에 기초하여 초음파 이미징 프로브에 대한 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1210).
일부 실시예는 초음파 이미징 프로브에 대한 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1212). 예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 시각적 지시기(842).
일부 실시예는 초음파 이미징 프로브에 대한 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 초음파 이미징 프로브에 대한 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1213). 이것은, 예를 들어, 치료 도구를 표적 영역으로 빠르고 정확하게 표적화하는 것을 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예는 시각적 지시기를 수정함으로써 초음파 이미징 프로브에 대한 치료 도구의 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1214).
일부 실시예는 중첩된 이미지를 생성하기 위해 시각적 지시기 및 환자의 표적 영역의 초음파 이미지를 중첩하고, 중첩된 이미지를 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1215).
일부 실시예는 초음파 이미지에서 표적 영역을 검출하거나 마킹하고, 치료 도구 및 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구가 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1216).
일부 실시예는 치료 도구가 표적 영역과 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 시각적 지시기를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1217).
일부 실시예는 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 치료 도구를 가져오기 위해 치료 도구(90)가 이동되어야 하는(예를 들어, 변위되거나 그리고/또는 기울어져야 하는) 하나 이상의 방향 및/또는 각각의 방향에서의 이동 측정을 나타내는 치료 도구 안내 명령을 생성하여 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1218). 예를 들어, 도 14a 및 14b와 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같음. 이것은 예를 들어 치료 도구를 표적 영역으로 빠르고 정확하게 표적화하는 것을 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예는 디스플레이 상에 디스플레이된 적어도 하나의 시각적 지시기에 따라 치료 도구를 조준하고 그리고/또는 정렬하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1219).
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치(위에서 설명된 시스템(800 및 1100)과 같음)를 사용하여 치료 도구를 조준하고 그리고/또는 정렬하기 위한 시스템용 캘리브레이션 설정(1300)의 개략도인 도 13이 참조된다.
캘리브레이션 설정(1300)은 초음파 이미징 장치 환경(위에서 설명된 시스템(800 및 1100)과 같음)에서 치료 도구를 조준하고 그리고/또는 정렬하기 위한 시스템을 캘리브레이션하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 설정(1300)은 (예를 들어, 캘리브레이션 플레이트(1324)가 초음파 이미징 프로브(62)에 부착된 후에) 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 캘리브레이션 플레이트(1324)(예를 들어, 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(810, 900, 1000 또는 1150)와 같음)의 위치 및 방향을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 캘리브레이션은 캘리브레이션 플레이트(1324)가 초음파 프로브(62)에 영구적으로 부착되는 경우 예를 들어 공장에서 한 번만 수행될 수 있거나 또는 캘리브레이션은 캘리브레이션 플레이트(1324)가 초음파 프로브에 제거 가능하게 부착될 때마다 반복될 수 있다.
캘리브레이션 설정(1300)은 음향적으로 투명한 매체(1302)(예를 들어, 초음파 겔(gel), 물)에 내장된 하나 이상의 이미징 표적(1304)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이미징 표적(들)(1304)의 위치(들)는 알려져 있을 수 있다. 초음파 이미징 프로브(62)는 이미징 표적(들)(1304)에 대해 알려진 이미징 프로브 위치 및 방향에 배치될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(1324)는 초음파 이미징 프로브(62)에 부착되거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다. 카메라(1311)(예를 들어, 위에서 설명된 카메라(820 또는 1160)와 같음)는 캘리브레이션 플레이트(1324)가 적어도 부분적으로 그 시야(1312)에 있을 수 있도록 이미징 표적(들)(1304)에 대해 알려진 카메라 위치 및 방향에 배치될 수 있다.
초음파 이미징 프로브(62)는 이미징 표적(들)(1304)의 적어도 하나의 초음파 이미지를 획득할 수 있다. 카메라(1311)는 초음파 이미징 프로브(62)에 부착된 적어도 하나의 카메라 이미지 캘리브레이션 플레이트(1324)를 획득할 수 있다. 처리 유닛(위에서 설명된 처리 유닛(830, 1170)과 같음)은 이미징 표적(들)(1304)의 초음파 이미지(들), 캘리브레이션 플레이트(1324)의 카메라 이미지(들)(1324)를 수신할 수 있다. 처리 유닛은 적어도 초음파 이미지(들), 카메라 이미지(들)에 기초하여 캘리브레이션 데이터를 결정할 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 데이터는 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 캘리브레이션 플레이트(1324)의 위치 및 방향을 포함할 수 있다. 처리 유닛은 초음파 이미지(들), 카메라 이미지(들), 이미징 표적(들)(1304)의 알려진 위치, 알려진 이미징 프로브 위치 및 방향과 알려진 카메라 위치 및 방향에 기초하여 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 캘리브레이션 플레이트(1324)의 위치 및 방향을 결정할 수 있다.
캘리브레이션 데이터는 저장되어 추가 처리에 사용될 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 데이터는 (예를 들어, 도 8과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 위에서 설명된 처리 유닛(830) 또는 처리 유닛(1170)으로 로드될 수 있고 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 결정하기 위해 처리 유닛(830, 1170)에 의해 사용될 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 안내하는 방법의 흐름도인 도 14a가 참조된다.
이 방법은, 예를 들어, 도 1, 5a-5d, 5, 8 및 11과 관련하여 위에서 설명된 시스템(100, 500, 600, 500 및 1100)과 같은 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템의 처리 유닛에 의해 각각 수행될 수 있다.
또한, 일부 실시예에 따른, 본 발명의 일부 실시예에 따른, 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및/또는 정렬을 안내하기 위한 안내 특징의 개략도인 도 14b가 참조된다.
일부 실시예에 따르면, 이 방법은 처리 유닛(1410)에 의해, 디스플레이(1430) 상에 적어도 하나의 시각적 지시기(1420)를 표시하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1402).
다양한 실시예에서, 시각적 지시기(들)(1420)는 이미징 장치(예를 들어, 도 5d-5f에 관하여 위에서 설명된 X-선 조준 및 정렬 도구(92)의 시각적 표현(85)과 같음)에 대한 치료 도구의 실제 위치 및 방향 및/또는 이미징 장치(예를 들어, 도 1, 5a-5d, 6, 8 및 11에 관하여 위에서 설명된 시각적 지시기(들)(142, 542, 682, 842, 1142)와 같음)와 관련하여 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 각각 지시할 수 있다. 시각적 지시기(들)(1420)는 또한 이미징 장치에 대한 치료 도구의 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시할 수 있다. 이것은, 예를 들어, 치료 도구를 표적 영역으로 빠르고 정확하게 표적화하는 것을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 시각적 지시기(들)(1420)는 (예를 들어, 도 1, 5a-5d, 8과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 이미징 장치에 의해 획득된 또는 획득되는 이미지 상에 중첩될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 이 방법은 처리 유닛(1410)에 의해, 이미징 장치에 대한 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령(1440)을 생성하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1404).
일부 실시예에 따르면, 이 방법은 처리 유닛(1410)에 의해, 디스플레이(1430) 상에 치료 도구 안내 명령(1440)을 표시하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1406). 치료 도구 안내 명령(1440)은 예를 들어 표적 영역 및/또는 이미징 장치에 대한 치료 도구의 쉽고 직관적인 조준 및/또는 정렬을 가능하게 할 수 있다.
치료 도구 안내 명령(1440)은 예를 들어 디스플레이(1430) 상의 지정된 영역(1432)에 디스플레이될 수 있다. 지정된 영역(1432)은 디스플레이(1430) 상에 디스플레이된 임의의 중요한 정보를 방해하지 않도록 예를 들어 처리 유닛(1410)에 의해 선택될 수 있다.
다양한 실시예에서, 치료 도구 안내 명령(1440)은 치료 도구를 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 가져오기 위해 치료 도구가 이동되어야(예를 들어, 변위되고 그리고/또는 기울어져야) 하는 하나 이상의 방향 및/또는 각각의 방향에서의 각각의 이동 측정을 나타내는 치료 도구 이동 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 방향은 화살표를 사용하여 표시될 수 있으며, 여기서 화살표의 길이는 각각의 방향으로 필요한 이동 크기를 나타낼 수 있다. 그러나, 다른 심볼이 물론 사용될 수 있다. 치료 도구 안내 명령(1440)은 예를 들어, 치료 도구를 표적 영역으로 빠르고 정확하게 표적화하는 것을 허용할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 이 방법은 처리 유닛(1410)에 의해, 디스플레이(1430) 상에 치료 도구 시각적 데이터(1450)를 표시하는 단계를 포함할 수 있다. 치료 도구 시각적 데이터(1450)는 예를 들어 치료 도구(1452)의 적어도 일부분의 시각적 표현을 포함할 수 있다. 예를 들어, 치료 도구(1452)의 시각적 표현은 치료 도구 안내 명령(1440) 부근에 디스플레이될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 이 방법은 처리 유닛(1410)에 의해, 디스플레이(1430) 상에 시스템 컴포넌트 시각적 데이터(1460)를 표시하는 단계를 포함할 수 있다. 시스템 컴포넌트 시각적 데이터(1460)는 예를 들어, 시스템(예를 들어, 카메라)의 하나 이상의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함할 수 있고 예를 들어 치료 도구에 대한 각각의 컴포넌트(들)의 실제 위치 방향을 지시할 수 있다.
치료 도구 시각적 데이터(1450) 및 시스템 컴포넌트 시각적 데이터(1460)는 예를 들어 사용자에 의한 치료 도구 안내 명령(1440)의 이해를 향상시킬 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치(80) 환경에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템(1500)의 제2 실시예의 개략도인 도 15a 및 15b가 참조된다.
일부 실시예에 따르면, (예를 들어, 도 15a 및 15b에 도시된 바와 같이) 시스템(1500)은 캘리브레이션 플레이트(1510), 카메라(1520) 및 처리 유닛(1530)을 포함할 수 있다. 도 15a 및 15b는 시스템(1500)의 측면도를 도시한다. 시스템(1500)은 환자(70) 내의 표적 영역(72)에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 정렬을 가능하게 할 수 있으며, 시스템(1500) 없이 수행되는 치료 절차와 비교하여 X-선 방사선에 대한 환자(70)의 노출을 상당히 감소시킨다.
일부 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(1510)는 적어도 하나의 광학 마커(1514)를 포함할 수 있다. 광학 마커(들)(1514)는 미리 결정된 그리고/또는 알려진 위치에서 캘리브레이션 플레이트(1510)의 표면에 위치될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(1510)는 치료 도구(90)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 플레이트(1510) 및 광학 마커(들)(1514)는 도 1과 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(110)(방사선 불투과성 마커(들)(112) 없음) 및 광학 마커(들)(114)와 유사할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 카메라(1520)는 X-선 장치(80)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다. 카메라(1520)는 (예를 들어, 도 15a에 도시된 바와 같이) X-선 장치(80)에 대해 미리 결정된 그리고/또는 알려진 위치 및 방향에서 X-선 장치(80)에 부착될 수 있다.
일부 실시예에서, 카메라(1520)는 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커(1512)를 포함할 수 있다. 이 경우, 카메라(1520)는 적어도 방사선 불투과성 마커(들)(1512)가 X-선 소스(83)의 시야(83a)에 배치되도록 X-선 장치(80)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 카메라(1520)는 (예를 들어, 도 15b에 도시된 바와 같이) X-선 증압기(82)에 부착될 수 있다. 도 15b에 도시된 실시예에서, X선 장치(80)에 대한 카메라(1520)의 위치 및 방향은 알려지지 않을 수 있고 (예를 들어, 도 1과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라(1520)에 부착된 방사선 불투과성 마커(들)(1512)의 X-선 이미징에 기초하여 결정될 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(1500)은 카메라 커넥터(1522)를 포함할 수 있다. 카메라 커넥터(1522)는 카메라(1520)를 X-선 장치(80)에 단단하고 안정적으로 부착하고 X-선 장치(80)에 대한 카메라(1520)의 의도하지 않은 상대적인 움직임을 방지하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(1530)은 카메라(1520) 및 X-선 장치(80)의 X-선 이미징 유닛(84)과 통신(예를 들어, 유선 또는 무선)할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(1530)은 카메라(1520)로부터 캘리브레이션 플레이트(1510)의 하나 이상의 카메라 이미지를 수신하도록 구성될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(1510)의 카메라 이미지(들)는 광학 마커(들)(1514)의 시각적 표현을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(1530)은 카메라 이미지(들)에서 광학 마커(들)(1514)의 시각적 표현에 기초하여, 캘리브레이션 플레이트(1510) 내의 광학 마커(들)(1514)의 알려진 위치에 기초하여 그리고 카메라(1520)의 파라미터(예를 들어, 왜곡, 시야(121) 등과 같음)에 기초하여 카메라(1520)에 대한 캘리브레이션 플레이트(1510)(예를 들어, 치료 도구(90)에 부착될 수 있음)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 그 결정은 예를 들어, 번들 조정/PnP 알고리즘을 사용하여 이용될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(1530)은 카메라(1520)에 대한 캘리브레이션 플레이트(1510)의 결정된 위치 및 방향과 X-선 장치(80)에 대한 카메라(1510)의 알려진 위치 및 방향에 기초하여 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다.
X-선 장치(80)에 대한 카메라(1520)의 위치 및 방향이 알려져 있지 않고 카메라(1520)가 방사선 불투과성 마커(들)(1512)를 포함하는 도 15b에 도시된 실시예에서, 처리 유닛(1530)은 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 포함하는 X-선 이미지를 수신하고, 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현에 기초하여 X-선 장치에 대한 카메라의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1500)은 디스플레이(1540)를 포함할 수 있다. 처리 유닛(1530)은, 예를 들어 디스플레이(1540) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에, 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 적어도 하나의 시각적 지시기(1542)를 표시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(1530)은 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향이 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 유닛(1530)은 시각적 지시기(들)(1542)를 업데이트함으로써 치료 도구(90)의 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다. 시각적 지시기(들)(1542)의 수정은 예를 들어 (예를 들어, 미리 결정된 규칙에 따라) 시각적 지시기(들)(1542)의 색상 및/또는 형상의 변경을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 처리 유닛(1530)은 중첩된 이미지를 산출하기 위해 예를 들어 환자(70)의 표적 영역(72)의 X-선 이미지 상에 시각적 지시기(1542)를 중첩하고, 디스플레이(1540) 및/또는 X-선 디스플레이(86) 상에 중첩된 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(1530)은 X-선 이미지에서 표적 영역(72)을 검출하거나 또는 마킹하도록 구성될 수 있다. 처리 유닛(1530)은 치료 도구(90) 및 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구(90)가 표적 영역(72)에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 유닛(1530)은 시각적 지시기(1542)를 업데이트함으로써 치료 도구(90)가 표적 영역(72)과 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, (예를 들어, 도 14a 및 14b와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 처리 유닛(1530)은 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고 디스플레이(86/1540) 상에 치료 도구 안내 명령을 디스플레이할 수 있다. 안내 명령은 치료 도구(90)를 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 가져오기 위해 치료 도구(90)가 이동되어야 하는(예를 들어, 변위되고 그리고/또는 기울어져야 하는) 하나 이상의 방향 및/또는 각각의 방향(들)의 이동 측정을 나타낼 수 있다. 치료 도구 안내 명령은 예를 들어, 표적 영역(72) 및/또는 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 쉽고 직관적인 조준 및/또는 정렬을 가능하게 할 수 있다.
시스템(1500)은 사용자(예를 들어, 치료 의사)가 X-선 디스플레이(86) 상에 디스플레이된 시각적 지시기(1542)를 사용하여 치료 도구(90)를 표적 영역(72)에 조준하고 그리고/또는 치료 도구(90)를 디스플레이(1540) 및/또는 X-선 장치(80)에 대해 정렬(병진이동, 틸트, 피치, 요, 롤 등)할 수 있게 한다. 시각적 지시기(1542)는 X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 지시할 수 있으며, 이는 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬 동안 환자(70)의 X-선 이미징의 필요성을 제거(실질적으로 제거)한다. 시스템(1500)을 사용하는 경우, X-선 이미징은 치료를 적용하기 전에, X-선 장치(80)에 대한 치료 도구(90)의 실제 위치 및 방향이 요구되는 위치 및 방향 또는 허용된 오차 범위 내에 해당하는지를 확인하기 위해 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬의 최종 단계에서만 필요할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(1500)은 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬 동안 X-선 방사선에 대한 환자(70)의 다중 노출을 필요로 하는 현재의 치료 절차와 비교하여 치료 절차 동안 X-선 방사선에 대한 환자 및/또는 사용자의 노출을 상당히 감소시키는 것을 가능하게 할 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, X-선 장치 환경에서 치료 도구를 조준하고 그리고/또는 정렬하는 제2 방법의 흐름도인 도 16a 및 16b가 참조된다.
이 방법은 (도 15a 및 15b와 관련하여 위에서 설명된 시스템(1500)과 같은) X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준/정렬을 위한 시스템에 의해 구현될 수 있으며, 이 시스템은 이 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 이 방법은 도 16a 및 16b에 예시된 흐름도 및 대응하는 설명으로 제한되지 않는다는 점에 유의한다. 예를 들어, 다양한 실시예에서, 이 방법은 각각의 예시된 박스 또는 단계를 통해, 또는 예시되고 설명된 것과 정확히 동일한 순서로 이동할 필요는 없다.
일부 실시예에 따르면, 이 방법은 캘리브레이션 플레이트를 치료 도구에 부착(또는 제거 가능하게 부착)하는 단계를 포함하며, 여기서 캘리브레이션 플레이트는 캘리브레이션 플레이트 내의 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 광학 마커를 포함한다(단계 1602). 예를 들어, 도 15a 및 15b와 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(1510) 및 광학 마커(들)(1514).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 15a 및 15b와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라를 X-선 장치에 부착(또는 제거 가능하게 부착)하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1604). 예를 들어, 도 15a 및 15b과 관련하여 위에서 설명된 카메라(1520).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 1 및 도 4와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라에 의해, 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1606).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 15a 및 15b와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라 이미지에서 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현과 캘리브레이션 플레이트 내에서 적어도 하나의 광학 마커의 위치에 기초하여 카메라에 대한 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1607). 예를 들어, 도 15a 및 15b와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 번들 조정/PnP 알고리즘을 이용함으로써.
일부 실시예는 (예를 들어, 도 15a 및 15b와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라에 대한 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향과 X-선 장치에 대한 카메라의 위치 및 방향에 기초하여 X-선 장치에 대한 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1608).
일부 실시예에서, X-선 장치에 대한 카메라의 위치 및 방향은 알려져 있거나/미리 결정될 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 카메라는 X-선 장치의 X-선 소스의 시야에서 적어도 부분적으로 임의의 위치 및 방향으로 X-선 장치에 부착될 수 있으며, 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커를 포함할 수 있다. 이들 실시예는 X-선 장치에 의해, 카메라의 적어도 일부의 X-선 이미지를 획득하고, X-선 이미지에서 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현에 기초하여 X-선 장치에 대한 카메라의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예는 디스플레이 상에 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1610). 예를 들어, 도 15a 및 15b와 관련하여 위에서 설명된 시각적 지시기(1542).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 15a 및 15b와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) X-선 장치에 대한 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 X-선 장치에 대한 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1612).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 15a 및 15b와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 시각적 지시기를 업데이트함으로써 X-선 장치에 대한 치료 도구의 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1614).
일부 실시예는 중첩된 이미지를 생성하기 위해 시각적 지시기와 환자의 표적 영역의 X-선 이미지를 중첩하고, 중첩된 이미지를 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1616).
일부 실시예는 X-선 이미지에서 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하고, 치료 도구 및 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구가 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1618).
일부 실시예는 치료 도구가 표적 영역과 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 시각적 지시기를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1620).
일부 실시예는 치료 도구를 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 가져오기 위해 치료 도구가 이동되어야 하는(예를 들어, 변위되고 그리고/또는 기울어져야 하는) 하나 이상의 방향 및/또는 각각의 방향(들)에서의 이동의 측정을 나타내는 치료 도구 안내 명령을 생성하여 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1622). 치료 도구 안내 명령은, 예를 들어 도 14a 및 14b와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, X-선 장치에 대한 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 결정될 수 있다. 치료 도구 안내 명령은 예를 들어 표적 영역 및/또는 X-선 장치에 대한 치료 도구의 쉽고 직관적인 조준 및/또는 정렬을 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예는 (예를 들어, 도 15a 및 15b와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 환자를 X-선 장치에 의한 X-선 이미징에 노출시키지 않고 디스플레이 상에 디스플레이된 시각적 지시기에 따라 치료 도구를 조준하고 정렬하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1624).
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치(60) 환경에서 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬을 위한 시스템(1700)의 제2 실시예의 개략도인 도 17이 참조된다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1700)은 캘리브레이션 플레이트(1710), 카메라(1720) 및 처리 유닛(1730)을 포함할 수 있다. 도 17은 시스템(1700)의 측면도를 도시한다. 시스템(1700)은 환자(70) 내의 표적 영역(72)에 치료 도구(90)의 조준 및/또는 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 정렬을 가능하게 한다.
초음파 이미징 장치(60)는 임의의 유형의 초음파 이미징 장치, 예를 들어 휴대용 장치, 랩탑 장치, 휴대 전화 또는 태블릿에 연결된 프로브, 또는 하나 이상의 프로부 및 다른 액세서리를 포함할 수 있는 휴대용 카트의 시스템일 수 있다.
치료 도구(90)는 예를 들어, 표적 영역(72)에 대해 조준되고 그리고/또는 초음파 이미징 프로브(62)에 대해 정렬되어야 하는 침습적 치료 도구(바늘(예를 들어, 생검 바늘, 고주파 바늘) 및/또는 프로브와 같음) 또는 비침습적 치료 도구(초음파 트랜스듀서 또는 집속 초음파 트랜스듀서)일 수 있다. 예를 들어, 도 17은 치료 도구(90)에 대한 예로서 바늘을 도시한다.
일부 실시예에 따르면, 캘리브레이션 플레이트(1710)는 적어도 하나의 광학 마커를 포함할 수 있다. 광학 마커(들)는 미리 결정된 그리고/또는 알려진 위치에서 캘리브레이션 플레이트(1710) 내에 위치될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(1710)는 치료 도구(90)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 카메라(1720)는 초음파 장치(60)의 초음파 이미징 프로브(62)에 부착 가능하거나 또는 제거 가능하게 부착될 수 있다. 카메라(1720)는 치료 도구(90)에 대해 미리 결정된 그리고/또는 알려진 위치 및 방향에서 초음파 이미징 프로브(62)에 부착될 수 있다. 카메라(1720)는 캘리브레이션 플레이트(1710)의 적어도 일부가 카메라(1720)의 시야(1721) 내에 있도록 초음파 이미징 프로브(62)에 부착될 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(1700)은 카메라 커넥터(1722)를 포함할 수 있다. 카메라 커넥터(1722)는 카메라(1720)를 초음파 이미징 프로브(62)에 견고하고 안정적으로 부착하고 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 카메라(1720)의 의도하지 않은 상대적인 움직임을 방지하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(1730)은 카메라(1720) 및 초음파 이미징 장치(60)의 초음파 이미징 유닛(64)과 통신(예를 들어, 유선 또는 무선) 통신할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(1730)은 카메라(1720)로부터 캘리브레이션 플레이트(1710)의 하나 이상의 카메라 이미지를 수신하도록 구성될 수 있다. 캘리브레이션 플레이트(1710)의 카메라 이미지(들)는 광학 마커(들)의 시각적 표현을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(1730)은 카메라 이미지(들)에서 광학 마커(들)의 시각적 표현에 기초하여, 캘리브레이션 플레이트(1710) 내의 광학 마커(들)의 알려진 위치에 기초하여 그리고 카메라(1720)의 파라미터(예를 들어, 왜곡, 시야(1721) 등과 같음)에 기초하여 (예를 들어, 초음파 이미징 프로브(62)에 부착될 수 있는) 카메라(1720)에 대한 캘리브레이션 플레이트(1710)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 그 결정은 예를 들어, 번들 조정/PnP 알고리즘을 사용하여 활용될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 처리 유닛(1730)은 치료 도구(90)에 대한 캘리브레이션 플레이트(1710)의 미리 결정된 위치 및 방향, 카메라(1720)에 대한 캘리브레이션 플레이트(1710)의 결정된 위치 및 방향과 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 카메라(1720)의 알려진 위치 및 방향에 기초하여 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 시스템(1700)은 디스플레이(1740)를 포함할 수 있다. 처리 유닛(1730)은, 예를 들어, 디스플레이(1740) 및/또는 초음파 디스플레이(66) 상에, 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 적어도 하나의 시각적 지시기(1742)를 표시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(1730)은 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향이 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 처리 유닛(1730)은 시각적 지시기(1742)를 수정함으로써 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 처리 유닛(1730)은 예를 들어 중첩된 이미지를 생성하기 위해 환자(70)의 표적 영역(72)의 초음파 이미지 상에 시각적 지시기(1742)를 중첩하고, 디스플레이(1740) 및/또는 또는 초음파 디스플레이(66) 상에 중첩된 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 처리 유닛(1730)은 초음파 이미지에서 표적 영역(72)을 검출하거나 마킹하도록 구성될 수 있다. 처리 유닛(1730)은 치료 도구(90) 및 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구(90)가 표적 영역(72)에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 처리 유닛(1730)은 시각적 지시기(142)를 업데이트함으로써 치료 도구(90)가 표적 영역(72)과 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, (예를 들어, 도 14a 및 14b와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 처리 유닛(1730)은 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고 디스플레이(86/1740) 상에 치료 도구 안내 명령을 디스플레이할 수 있다. 치료 도구 안내 명령은 치료 도구(90)를 허용된 오차 범위 내에 있고 그리고/또는 표적 영역(72)에 대해 정렬되는 위치 및 방향으로 가져오기 위해 치료 도구(90)가 이동되어야 하는(예를 들어, 변위되고 그리고/또는 기울어져야 하는) 하나 이상의 방향 및/또는 각각의 방향(들)의 이동 측정을 나타낼 수 있다. 치료 도구 안내 명령은 예를 들어, 표적 영역(72) 및/또는 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 쉽고 직관적인 조준 및/또는 정렬을 가능하게 할 수 있다.
시스템(1700)은 사용자(예를 들어, 치료 의사)가 디스플레이(1740) 및/또는 초음파 디스플레이(66) 상에 디스플레이된 시각적 지시기(1742)를 사용하여 치료 도구(90)를 표적 영역(72)에 조준하고 그리고/또는 초음파 이미징 프로브(62)에 대해 치료 도구(90)를 정렬(예를 들어, 병진 이동, 틸트, 피치, 요, 롤 등)할 수 있게 한다. 시각적 지시기(1742)는 초음파 이미징 프로브(62)에 대한 치료 도구(90)의 위치 및 방향을 지시할 수 있으며, 이는 치료 도구의 팁의 초음파 이미징에 대한 필요성을 제거(또는 실질적으로 제거)한다. 시스템(1700)을 사용하는 경우, 치료 도구 팁(적용 가능한 경우)의 초음파 이미징은 치료를 적용하기 전에 환자 신체에 대한 치료 도구(90)의 실제 위치 및 방향이 정확한지를 확인하기 위해 치료 도구(90)의 조준 및/또는 정렬의 최종 단계에서만 필요할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(1700)은 현재의 치료 절차와 비교하여 절차 시간을 상당히 줄이는 것을 가능하게 할 수 있다.
이제 본 발명의 일부 실시예에 따른, 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구를 조준하고 그리고/또는 정렬하는 제2 방법의 흐름도인 도 18a 및 18b가 참조된다.
이 방법은 이 방법을 구현하도록 구성될 수 있는 초음파 이미징 장치 환경(도 17과 관련하여 위에서 설명된 시스템(1700)과 같음)에서 치료 도구의 조준/정렬을 위한 시스템에 의해 구현될 수 있다. 이 방법은 도 18a 및 18b에 예시된 흐름도 및 대응하는 설명에 제한되지 않는다는 점에 유의한다. 예를 들어, 다양한 실시예에서, 이 방법은 각각의 예시된 박스 또는 단계를 통해, 또는 예시되고 설명된 것과 정확히 동일한 순서로 이동할 필요는 없다.
일부 실시예에 따르면, 이 방법은 캘리브레이션 플레이트를 치료 도구에 부착(또는 제거 가능하게 부착)하는 단계를 포함하며, 여기서 캘리브레이션 플레이트는 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 광학 마커를 포함한다(단계 1802). 예를 들어, 도 17과 관련하여 위에서 설명된 캘리브레이션 플레이트(1710).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 17과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 초음파 이미징 프로브에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 초음파 이미징 프로브에 카메라를 부착(또는 제거 가능하게 부착)하는 단계를 포함한다(단계 1804). 예를 들어, 도 17과 관련하여 위에서 설명된 카메라(1720).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 17과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라에 의해, 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1806).
일부 실시예는 (예를 들어, 도 17과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 카메라 이미지의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현과 캘리브레이션 플레이트 내에서 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 카메라에 대한 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1808)). 예를 들어, 도 17과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 번들 조정/PnP 알고리즘을 활용함으로써.
일부 실시예는 (예를 들어, 도 17과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이) 치료 도구에 대한 캘리브레이션 플레이트의 미리 결정된 위치 및 방향, 카메라에 대한 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향과 초음파 이미징 프로브에 대한 카메라의 미리 결정된 위치 및 방향에 기초하여 초음파 이미징 프로브에 대한 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1810).
일부 실시예는 초음파 이미징 프로브에 대한 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1812). 예를 들어, 도 17과 관련하여 위에서 설명된 시각적 지시기(1742).
일부 실시예는 초음파 이미징 프로브에 대한 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 초음파 이미징 프로브에 대한 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1813). 이것은, 예를 들어, 치료 도구를 표적 영역으로 빠르고 정확하게 표적화하는 것을 허용할 수 있다.
일부 실시예는 시각적 지시기를 수정함으로써 초음파 이미징 프로브에 대한 치료 도구의 위치 및 방향이 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1814).
일부 실시예는 중첩된 이미지를 생성하기 위해 시각적 지시기와 환자의 표적 영역의 초음파 이미지를 중첩하고 디스플레이 상에 중첩된 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1815).
일부 실시예는 초음파 이미지에서 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하고, 치료 도구가 치료 도구 및 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1816).
일부 실시예는 치료 도구가 표적 영역과 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 시각적 지시기를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1817).
일부 실시예는 치료 도구를 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 가져오기 위해 치료 도구가 이동되어야 하는(예를 들어, 변위되고 그리고/또는 기울어져야 하는) 하나 이상의 방향 및/또는 각각의 방향(들)의 이동 측정을 나타내는 치료 도구 안내 명령을 생성하여 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1818). 예를 들어, 도 14a 및 14b와 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같음. 이것은 예를 들어, 치료 도구를 표적 영역으로 빠르고 정확하게 표적화하는 것을 허용할 수 있다.
일부 실시예는 디스플레이 상에 디스플레이된 적어도 하나의 시각적 지시기에 따라 치료 도구를 조준하고 그리고/또는 정렬하는 단계를 포함할 수 있다(단계 1819).
유리하게는, 개시된 시스템 및 방법은 사용자(예를 들어, 치료 의사)가 이미징 장치에 대한 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하도록 구성된 시각적 지시기(예를 들어, 디스플레이 상에 디스플레이됨)를 사용하여 치료 도구를 환자 내의 표적 영역에 조준하고 그리고/또는 이미징 장치에 대해 치료 도구를 정렬할 수 있게 할 수 있다. 이것은 치료 도구를 이미징 장치에 기계적으로 연결할 필요 없이 그리고 현재 절차에서 요구되는 복잡하고 그리고/또는 값비싼 추적 유닛의 필요 없이 달성될 수 있다. 또한, 개시된 시스템 및 방법은 개시된 시스템 및 방법을 사용하지 않는 현재의 치료 절차와 비교하여 절차의 정확성을 증가시키고, 사용자의 숙련도에 대한 정확성의 의존성을 감소시키며 그리고/또는 치료 절차의 기간을 감소시킬 수 있다.
X-선 이미징 장치의 경우, 개시된 시스템 및 방법은 치료 도구의 조준 및/또는 정렬 동안 환자의 X-선 이미징에 대한 필요성을 제거할 수 있으며, 이는 치료 도구의 조준 및/또는 정렬 동안 환자의 X-선 이미징을 필요로 하는 현재 치료 절차와 비교하여 치료 절차 동안 X-선 방사선에 대한 환자 및/또는 사용자의 노출울 상당히 감소시키고 치료 절차의 기간을 상당히 감소시킬 수 있다. 개시된 시스템 및 방법을 사용하는 경우, 치료를 적용하기 전에, X-선 장치에 대한 치료 도구의 실제 위치 및 방향이 요구되는 위치 및 방향 또는 허용된 오차 범위 내에 해당하는지를 확인하기 위해 치료 도구의 조준 및/또는 정렬의 마지막 단계에서만 요구될 수 있다.
본 발명의 측면은 본 발명의 실시예에 따른 방법, 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품의 흐름도 예시 및/또는 부분 도면을 참조하여 위에서 설명되었다. 흐름도 예시 및/또는 부분 도면의 각 부분, 및 흐름도 예시 및/또는 부분 도면의 부분 조합은 컴퓨터 프로그램 명령에 의해 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행되는 명령이 흐름도 및/또는 부분 도면 또는 그 일부에 지정된 기능/동작을 구현하기 위한 수단을 생성하도록, 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공되어 기계를 생성할 수 있다.
이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 명령이 흐름도 및/또는 부분 도면 부분 또는 그 일부에 지정된 기능/동작을 구현하는 명령을 포함하는 제조 물품을 생성하도록, 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치, 또는 다른 장치가 특정 방식으로 기능하도록 지시할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치, 또는 다른 장치에 로드되어 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 장치에서 실행되는 명령이 흐름도 및/또는 부분 도면 부분 또는 그 일부에 지정된 기능/동작을 구현하기 위한 프로세스를 제공하도록, 일련의 작동 단계가 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 장치 또는 다른 장치에서 수행되어 컴퓨터 구현 프로세스를 생성할 수 있다.
전술한 흐름도 및 도면은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현의 아키텍처, 기능 및 작동을 예시한다. 이와 관련하여, 흐름도 또는 부분 도면의 각 부분은 지정된 논리 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드 부분을 나타낼 수 있다. 또한, 일부 대안적인 구현에서, 그 부분에 언급된 기능은 도면에 언급된 순서와 다르게 발생할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 연속적으로 도시된 2개의 부분은 실제로 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나, 또는 관련된 기능에 따라 그 부분이 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 또한, 부분 도면 및/또는 흐름도 예시의 각 부분, 및 부분 도면 및/또는 흐름도 예시의 부분 조합은 지정된 기능 또는 동작을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 시스템 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령의 조합에 의해 구현될 수 있다.
위의 설명에서, 실시예는 본 발명의 예시 또는 구현이다. "일 실시예", "실시예", "특정 실시예" 또는 "일부 실시예"의 다양한 출현은 반드시 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징이 단일 실시예의 맥락에서 설명될 수 있지만, 그 특징은 또한 개별적으로 또는 임의의 적절한 조합으로 제공될 수 있다. 역으로, 본 발명이 명확성을 위해 별도의 실시예의 맥락에서 본 명세서에서 설명될 수 있지만, 본 발명은 또한 단일 실시예에서 구현될 수 있다. 본 발명의 특정 실시예는 위에 개시된 상이한 실시예로부터의 특징을 포함할 수 있고, 특정 실시예는 위에 개시된 다른 실시예로부터의 요소를 통합할 수 있다. 특정 실시예의 맥락에서 본 발명의 요소의 개시는 특정 실시예에서만 그들의 사용을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 또한, 본 발명은 다양한 방식으로 수행되거나 실시될 수 있고 본 발명은 위의 설명에서 개괄된 것 이외의 특정 실시예에서 구현될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 발명은 이러한 도면 또는 대응하는 설명으로 제한되지 않다. 예를 들어, 흐름은 각각의 예시된 박스 또는 상태를 통해 또는 예시되고 설명된 것과 정확히 동일한 순서로 이동할 필요는 없다. 본 명세서에서 사용되는 기술 및 과학 용어의 의미는 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되어야 한다. 본 발명이 제한된 수의 실시예와 관련하여 설명되었지만, 이들은 본 발명의 범위에 대한 제한으로서 해석되어서는 안 되며, 오히려 바람직한 실시예 중 일부의 예시로서 해석되어야 한다. 다른 가능한 변형, 수정 및 응용은 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 지금까지 설명된 것에 의해 제한되지 않고 첨부된 청구범위 및 법적 동등물에 의해 제한되어야 한다.

Claims (85)

  1. X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템으로서,
    X-선 장치에 부착 가능한 캘리브레이션 플레이트(calibration plate) ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내의 미리 결정된 위치에 적어도 하나의 방사선 불투과성(radiopaque) 마커 및 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―;
    상기 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 치료 도구에 부착 가능한 카메라; 및
    상기 카메라 및 상기 X-선 장치의 X-선 이미징 유닛과 통신하는 처리 유닛 ― 상기 처리 유닛은,
    상기 X-선 이미징 유닛으로부터, 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 포함하는 X-선 이미지를 수신하고,
    상기 X-선 이미지 내의 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현, 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 미리 결정된 위치 및 상기 X-선 장치의 지정된 파라미터에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하며,
    상기 카메라로부터, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 수신하고,
    상기 카메라 이미지 내의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 캘리브레이션 플레이트에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하며,
    상기 X-선 장치에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향, 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 카메라의 결정된 위치 및 방향과 상기 치료 도구에 대한 상기 카메라의 미리 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하도록
    구성됨 ―
    을 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 플레이트는,
    적어도 하나의 비대칭 방사선 불투과성 마커; 및
    상기 캘리브레이션 플레이트 내에 비대칭적으로 위치된 다중 대칭 방사선 불투과성 마커
    중 적어도 하나를 포함하는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 플레이트는 다중 광학 마커를 포함하는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하고,
    상기 처리 유닛은, 상기 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 표시하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하고,
    상기 시각적 지시기를 수정하도록 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ―
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  6. 제4항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 환자 내의 표적 영역의 X-선 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 X-선 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하고,
    상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하며,
    상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하도록
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고,
    상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하도록
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타내는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  10. 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및
    상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터
    중 적어도 하나를 디스플레이하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치료 도구는 집속 초음파 트랜스듀서, 및 중재(interventional) 치료 도구 중 하나인,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  12. X-선 장치 환경에서의 치료 도구의 조준 및 정렬 방법으로서,
    X-선 장치에 캘리브레이션 플레이트를 부착하는 단계 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내의 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커 및 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―;
    상기 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 치료 도구에 카메라를 부착하는 단계;
    상기 X-선 장치에 의해, 상기 캘리브레이션 플레이트의 X-선 이미지를 획득하는 단계 ― 상기 X-선 이미지는 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 포함함 ―;
    처리 유닛에 의해, 상기 X-선 이미지 내의 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현, 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 미리 결정된 위치 및 상기 X-선 장치의 지정된 파라미터에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하는 단계;
    상기 카메라에 의해, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계;
    상기 카메라 이미지 내의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 캘리브레이션 플레이트에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하는 단계; 및
    상기 X-선 장치에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향, 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 카메라의 결정된 위치 및 방향과 상기 치료 도구에 대한 상기 카메라의 미리 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계
    를 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 시각적 지시기를 수정하는 단계 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ―
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    환자 내의 표적 영역의 X-선 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 X-선 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하는 단계;
    상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하는 단계; 및
    상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타내는,
    치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  20. 제18항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및
    상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터
    중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  21. 제13항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X-선 장치에 의한 X-선 이미징에 환자를 노출시키지 않고, 상기 디스플레이 상에 디스플레이된 시각적 지시기에 따라 상기 치료 도구를 조준하고 정렬하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  22. 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템으로서,
    상기 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 프로브에 부착 가능한 캘리브레이션 플레이트 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―;
    상기 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 치료 도구에 부착 가능한 카메라; 및
    상기 카메라 및 상기 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 유닛과 통신하는 처리 유닛 ― 상기 처리 유닛은,
    상기 카메라로부터, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 수신하고,
    상기 카메라 이미지 내의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 캘리브레이션 플레이트에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하며,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 미리 결정된 위치 및 방향, 상기 캘리브레이션 플레이트에 대한 상기 카메라의 결정된 위치 및 방향과 상기 치료 도구에 대한 상기 카메라의 알려진 위치 및 방향에 기초하여 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하도록
    구성됨 ―
    을 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 플레이트는 다중 광학 마커를 포함하는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  24. 제22항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하고,
    상기 처리 유닛은, 상기 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 표시하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하고,
    상기 시각적 지시기를 수정하도록 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ―
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 환자 내의 표적 영역의 초음파 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 초음파 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하고,
    상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하며,
    상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하도록
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  28. 제24항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고,
    상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하도록
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타내는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  30. 제28항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및
    상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터
    중 적어도 하나를 디스플레이하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  31. 제22항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치료 도구는 집속 초음파 트랜스듀서, 및 중재 치료 도구 중 하나인,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  32. 초음파 이미징 장치 환경에서의 치료 도구의 조준 및 정렬 방법으로서,
    상기 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 프로브에 캘리브레이션 플레이트를 부착하는 단계 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―;
    상기 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 치료 도구에 카메라를 부착하는 단계;
    상기 카메라에 의해, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계;
    상기 카메라 이미지 내의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 캘리브레이션 플레이트에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하는 단계; 및
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향, 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 카메라의 결정된 위치 및 방향과 상기 치료 도구에 대한 상기 카메라의 미리 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계
    를 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  36. 제32항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    환자 내의 표적 영역의 초음파 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 초음파 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하는 단계;
    상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  38. 제32항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하는 단계; 및
    상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타내는,
    치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  40. 제38항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및
    상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터
    중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  41. 제32항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 상에 디스플레이된 시각적 지시기에 따라 상기 치료 도구를 조준하고 정렬하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  42. X-선 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템으로서,
    치료 도구에 부착 가능한 캘리브레이션 플레이트 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―;
    상기 X-선 장치에 부착 가능한 카메라; 및
    상기 카메라 및 상기 X-선 장치의 X-선 이미징 유닛과 통신하는 처리 유닛 ― 상기 처리 유닛은,
    상기 카메라로부터, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 수신하고,
    상기 카메라 이미지 내의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하며,
    상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향과 상기 X-선 장치에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하도록
    구성됨 ―
    을 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 카메라의 위치 및 방향은 알려져 있는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 X-선 장치의 X-선 소스의 시야 내에 적어도 부분적으로 배치된 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커를 포함하고,
    상기 처리 유닛은,
    상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 포함하는 X-선 이미지를 수신하고,
    상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하도록
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  45. 제42항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 플레이트는 다중 광학 마커를 포함하는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  46. 제42항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하고,
    상기 처리 유닛은, 상기 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 표시하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하고,
    상기 시각적 지시기를 수정하도록 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ―
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  48. 제46항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 환자 내의 표적 영역의 X-선 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 X-선 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하고,
    상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하며,
    상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하도록
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  50. 제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고,
    상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하도록
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타내는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  52. 제50항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및
    상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터
    중 적어도 하나를 디스플레이하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  53. 제42항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치료 도구는 집속 초음파 트랜스듀서, 및 중재 치료 도구 중 하나인,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  54. X-선 장치 환경에서의 치료 도구의 조준 및 정렬 방법으로서,
    치료 도구에 캘리브레이션 플레이트를 부착하는 단계 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―;
    상기 X-선 장치에 카메라를 부착하는 단계;
    상기 카메라에 의해, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계;
    상기 카메라 이미지 내의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하는 단계; 및
    상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향과 상기 X-선 장치에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계
    를 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 카메라의 위치 및 방향은 알려져 있는,
    치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  56. 제54항에 있어서,
    적어도 하나의 방사선 불투과성 마커가 X-선 소스의 시야 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 상기 X-선 장치에 상기 카메라를 부착하는 단계;
    상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현을 포함하는 X-선 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 방사선 불투과성 마커의 시각적 표현에 기초하여 상기 X-선 장치에 대한 상기 카메라의 위치 및 방향을 결정하는 단계
    를 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  57. 제54항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  58. 제57항에 있어서,
    상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 시각적 지시기를 수정하는 단계 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ―
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  60. 제54항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서,
    환자 내의 표적 영역의 X-선 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  61. 제60항에 있어서,
    상기 X-선 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하는 단계;
    상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 X-선 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  62. 제57항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X-선 장치에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하는 단계; 및
    상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  63. 제62항에 있어서,
    상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타내는,
    치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  64. 제62항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및
    상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터
    중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  65. 제57항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 X-선 장치에 의한 X-선 이미징에 환자를 노출시키지 않고, 상기 디스플레이 상에 디스플레이된 시각적 지시기에 따라 상기 치료 도구를 조준하고 정렬하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  66. 초음파 이미징 장치 환경에서 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템으로서,
    상기 치료 도구에 부착 가능한 캘리브레이션 플레이트 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―;
    초음파 이미징 프로브에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 초음파 이미징 프로브에 부착 가능한 카메라; 및
    상기 카메라 및 상기 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 유닛과 통신하는 처리 유닛 ― 상기 처리 유닛은,
    상기 카메라로부터, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 수신하고,
    상기 카메라 이미지 내의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하며,
    상기 치료 도구에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 미리 결정된 위치 및 방향, 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향과 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 카메라의 알려진 위치 및 방향에 기초하여 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하도록
    구성됨 ―
    을 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  67. 제66항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 플레이트는 다중 광학 마커를 포함하는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  68. 제66항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하고,
    상기 처리 유닛은, 상기 디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 표시하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하고,
    상기 시각적 지시기를 수정하도록 ― 상기 시각적 지시기를 수정함으로써 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시함 ―
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  70. 제68항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 환자 내의 표적 영역의 초음파 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  71. 제70항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 초음파 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하고,
    상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하며,
    상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하도록
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  72. 제70항 내지 제71항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하고,
    상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하도록
    구성되는, 치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  73. 제72항에 있어서,
    상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타내는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  74. 제68항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛은,
    상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및
    상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터
    중 적어도 하나를 디스플레이하도록 구성되는,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  75. 제66항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치료 도구는 집속 초음파 트랜스듀서, 및 중재 치료 도구 중 하나인,
    치료 도구의 조준 및 정렬을 위한 시스템.
  76. 초음파 이미징 장치 환경에서의 치료 도구의 조준 및 정렬 방법으로서,
    치료 도구에 캘리브레이션 플레이트를 부착하는 단계 ― 상기 캘리브레이션 플레이트는 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 미리 결정된 위치에 위치된 적어도 하나의 광학 마커를 포함함 ―;
    상기 치료 도구에 대해 미리 결정된 위치 및 방향에서 상기 초음파 이미징 장치의 초음파 이미징 프로브에 카메라를 부착하는 단계;
    상기 카메라에 의해, 상기 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현을 포함하는 카메라 이미지를 획득하는 단계;
    상기 카메라 이미지 내의 적어도 하나의 광학 마커의 시각적 표현 및 상기 캘리브레이션 플레이트 내에서 상기 적어도 하나의 광학 마커의 미리 결정된 위치에 기초하여 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 위치 및 방향을 결정하는 단계; 및
    상기 치료 도구에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 미리 결정된 위치 및 방향, 상기 카메라에 대한 상기 캘리브레이션 플레이트의 결정된 위치 및 방향과 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 카메라의 알려진 위치 및 방향에 기초하여 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향을 결정하는 단계
    를 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  77. 제76항에 있어서,
    디스플레이 상에, 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향을 지시하는 시각적 지시기를 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  78. 제77항에 있어서,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향이 상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 요구되는 위치 및 방향과 비교하여 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  79. 제78항에 있어서,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 위치 및 방향이 상기 허용된 오차 범위 내에 있는지 여부를 지시하기 위해 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  80. 제77항 내지 제78항 중 어느 한 항에 있어서,
    환자 내의 표적 영역의 초음파 이미지 상에 상기 시각적 지시기를 중첩하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  81. 제80항에 있어서,
    상기 초음파 이미지에서 상기 표적 영역을 검출하거나 또는 마킹하는 단계;
    상기 치료 도구가 상기 치료 도구 및 상기 초음파 이미지의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 치료 도구가 상기 표적 영역에 대해 정렬되어 있는지 여부를 지시하도록 상기 시각적 지시기를 수정하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  82. 제77항 내지 제81항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초음파 이미징 프로브에 대한 상기 치료 도구의 결정된 위치 및 방향에 기초하여 치료 도구 안내 명령을 생성하는 단계; 및
    상기 디스플레이 상에 상기 치료 도구 안내 명령을 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  83. 제82항에 있어서,
    상기 치료 도구 안내 명령은 허용된 오차 범위 내에 있는 위치 및 방향으로 상기 치료 도구를 가져오기 위해 상기 치료 도구가 이동되어야 하는 하나 이상의 방향 및 상기 하나 이상의 방향 각각에서의 이동 측정을 나타내는,
    치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  84. 제77항 내지 제83항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 치료 도구의 적어도 일부의 시각적 표현을 포함하는 치료 도구 시각적 데이터; 및
    상기 시스템의 적어도 하나의 컴포넌트의 시각적 표현을 포함하고 상기 치료 도구에 대한 상기 적어도 하나의 컴포넌트 각각의 실제 위치 및 방향을 나타내는 시스템 컴포넌트 시각적 데이터
    중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
  85. 제77항 내지 제84항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이 상에 디스플레이된 시각적 지시기에 따라 상기 치료 도구를 조준하고 정렬하는 단계
    를 더 포함하는 치료 도구의 조준 및 정렬 방법.
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