(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の内部及び外面の情報を有する画像を生成するシステムであって：
−  患者内部のＸ線画像を提供するＸ線装置、
−  或る波長に応答して患者外面のカメラ画像を提供するカメラであり、当該カメラと前記Ｘ線装置との間に所定の空間関係を確立するように前記Ｘ線装置によって支持されているカメラ、
−  前記Ｘ線画像と前記カメラ画像とを空間的に相関付けるための空間的な基準に基づいて前記カメラ画像及び前記Ｘ線画像を合成画像に表現するデータプロセッサ、
−  前記Ｘ線画像内及び前記カメラ画像内で検出可能な前記空間的な基準であり、前記患者外面の輪郭、又は前記患者外面上に取り付けられた移動可能なマーカである前記空間的な基準、
を有するシステム。
【請求項２】
前記移動可能なマーカは、少なくとも３つの相互に離間配置されたマーカ点を有し、該マーカ点は前記Ｘ線画像内及び前記カメラ画像内で検出可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記カメラはカメラ画像のストリームを提供するように構成され、前記データプロセッサは、前記空間的な基準に基づいて、前記カメラ画像のストリーム及び前記Ｘ線画像を合成画像のストリームに表現するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記Ｘ線画像及び前記カメラ画像のストリーム内で検出可能な、医療介入を実行するための器具、を有する請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記カメラは、患者に供給された造影剤の励起のために電磁放射線のビームを供給するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記Ｘ線画像に含まれる情報を前記空間的な基準に基づいて前記患者外面に投影するように構成された照明装置、を有する請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記照明装置は、前記照明装置と前記Ｘ線装置との間に所定の空間関係を確立するように前記Ｘ線装置によって支持される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記照明装置は、放射線滅菌を行うように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
−  或る更なる波長に応答して前記患者外面の更なるカメラ画像を提供する更なるカメラであり、前記カメラの視差と異なる更なる視差を有し、且つ当該更なるカメラと前記Ｘ線装置との間に所定の空間関係を確立するように前記Ｘ線装置によって支持されている更なるカメラ、
−  前記更なるカメラ画像内で検出可能な前記空間的な基準に基づいて、前記更なるカメラ画像及び前記合成画像を更なる合成画像に表現するように構成された更なるデータプロセッサ、
を有する請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記カメラはカメラ画像のストリームを提供するように構成され、前記更なるカメラは更なるカメラ画像のストリームを提供するように構成され、前記更なるデータプロセッサは、前記患者外面の前記輪郭又はその一部の動きを検出するように構成され、且つ該動きに従って前記Ｘ線画像を更新するように構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
患者の内部及び外面の情報を有する画像を生成するシステムの作動方法であって、前記システムは、Ｘ線装置、カメラ及びデータプロセッサを含み、当該方法は：
−  前記Ｘ線装置により、患者内部のＸ線画像を提供するステップ、
−  前記カメラと前記Ｘ線装置との間に所定の空間関係を確立するように前記Ｘ線装置によって支持された、或る波長に応答する前記カメラにより、患者外面のカメラ画像を提供するステップ、
−  前記データプロセッサにより、前記Ｘ線画像内及び前記カメラ画像内で検出可能な空間的な基準により、前記Ｘ線画像と前記カメラ画像とを空間的に相関付けるステップであり、前記空間的な基準は、前記患者外面の輪郭、又は前記患者外面上に取り付けられた移動可能なマーカである、空間的に相関付けるステップ、及び
−  前記データプロセッサにより、前記空間的な基準に基づいて前記カメラ画像及び前記Ｘ線画像を合成画像に表現するステップ、
を有する方法。
【請求項１２】
前記Ｘ線画像から選択された情報を、照明装置により、前記空間的な基準に基づいて前記患者外面上に投影するステップ、を有する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
照明装置により放射線滅菌を行うステップ、を有する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記Ｘ線画像を提供するステップは、前記Ｘ線装置が有する回転可能構成を回転させることによって実行される、請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
−  前記Ｘ線装置によって支持された、或る更なる波長に応答する更なるカメラにより、患者外面の更なるカメラ画像を提供するステップ、
−  更なるデータプロセッサにより、前記更なるカメラ画像内で検出可能な前記空間的な基準により、前記Ｘ線画像と前記更なるカメラ画像とを空間的に相関付けるステップ、
−  前記更なるデータプロセッサにより、前記空間的な基準に基づいて前記更なるカメラ画像及び前記合成画像を更なる合成画像に表現するステップ、
−  前記更なるデータプロセッサにより、前記Ｘ線画像内、前記カメラ画像内及び前記更なるカメラ画像内の患者の輪郭を空間的に相関付けるステップ、
−  前記更なるデータプロセッサにより、前記患者外面の前記輪郭の動きを検出するステップ、及び
−  前記更なるデータプロセッサにより、前記患者の輪郭の空間的な相関付けに基づいて、前記動きに従って前記Ｘ線画像を更新するステップ、
を有する請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の内部及び外面の情報を有する画像を生成するシステムに関する。本発明は更に、患者の内部及び外面の情報を有する画像を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、追跡されるカメラの画像を、追跡される撮像装置により提供される画像と整合させる装置を開示している。その目的で、追跡されるカメラに追跡体が取り付けられ、追跡される撮像装置に更なる追跡体が取り付けられる。この装置は、追跡体及び更なる追跡体の双方を追跡し且つ座標系を確立するための光学追跡システムを有している。カメラに取り付けられた追跡体及び撮像装置に取り付けられた更なる追跡体を同一の座標系で追跡することにより、カメラによって収集された画像及び撮像装置によって生成された画像は、モニタ上での同時の視覚化を可能にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／１１５８２５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
搭載が面倒で操作が複雑であることを別にして、特許文献１に開示される装置は、医療専門家が医療介入を効率的に実行することができることを妨げる。とりわけ、カメラと撮像装置とにより提供される画像の同時の視覚化を可能にするため、カメラに取り付けられた追跡体と撮像装置に取り付けられた更なる追跡体とが、光学追跡システムによって恒久的に検出可能であることが必要とされる。すなわち、追跡体及び更なる追跡体は、光学追跡システムに視認可能であるべきである。後者の要件は、医療専門家の行動の自由を有意に制限してしまう。とりわけ、医療専門家は、追跡体及び更なる追跡体の可視性が医療専門家自身の体の部分によって阻害されないことを確認すべきである。さらに、医療専門家は、追跡体及び更なる追跡体が、光学追跡システムによって視覚的に捕捉可能なボリューム（体積）内に位置付けられたままであることを保証すべきである。
【０００５】
本発明の１つの目的は、医療専門家が効率的に医療介入を行う能力を増大させる、患者の内部及び外面の双方の情報を有する画像を生成するシステムを提供することである。
【０００６】
本発明の更なる１つの目的は、医療専門家が効率的に医療介入を行う能力を増大させる、患者の内部及び外面の双方の情報を有する画像を生成する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記１つの目的を達成する本発明に係るシステムは、患者内部のＸ線画像を提供するＸ線装置と、或る波長に応答して患者外面のカメラ画像を提供するカメラとを有する。ここで、カメラは、当該カメラとＸ線装置との間に所定の空間関係を確立するようにＸ線装置によって支持される。本発明に係るシステムはまた、Ｘ線画像とカメラ画像とを空間的に相関付けるため、すなわち、空間的な関係での相関付けのための空間的な基準を有する。空間的な基準は、Ｘ線画像及びカメラ画像の双方内で検出可能である。本発明に係るシステムは更に、上記空間的な基準に基づいてカメラ画像及びＸ線画像を合成画像に表現（レンダリング）するデータプロセッサを有する。強調しておくことには、カメラは必ずしも光学的なカメラである必要はなく、カメラは、可視スペクトル、赤外スペクトル又は紫外スペクトルの何れか内の波長に応答する。
【０００８】
本発明に係るシステムは、Ｘ線画像及びカメラ画像の一度の空間的な相関付けに基づいて、Ｘ線画像及びカメラ画像を包含する合成画像を生成することができる。とりわけ、カメラ画像とＸ線画像との間の所定の空間関係が、Ｘ線装置によってカメラを支持することによって得られるので、カメラ画像及びＸ線画像の双方で検出可能な空間的な基準により確立される空間的な相関は、その後に不定の期間で適用可能である。結果として、カメラ及びＸ線装置を恒久的に追跡する必要性が事実上回避される。従って、医療専門家が医療介入を効率的に実行することが可能になる。すなわち、医療専門家はカメラに対する自身の位置を考慮する必要がない。
【０００９】
本発明に係るシステムの実用的な一実施形態において、空間的な基準は、少なくとも３つの相互に離間配置されたマーカ点を有するマーカを含み、該マーカ点はＸ線画像及びカメラ画像の双方内で検出可能である。
【００１０】
本発明に係るシステムの好適な一実施形態において、マーカは移動可能なマーカである。この実施形態は、手術野（サージカルフィールド）へのアクセスのし易さを医療専門家に保証しながら、カメラ画像とＸ線画像との空間的な相関付けの精度を高めるという利点を有する。とりわけ、マーカは空間的な相関付けを確立した後に手術野から除去されることを可能にするので、医療介入が行われるべき位置すなわち手術野で空間的な相関付けを実行することが可能になる。
【００１１】
本発明に係る実用的な更なる一実施形態において、空間的な基準は、患者外面の輪郭又はその一部によって構成可能である。この実施形態は、患者外面の比較的大きい寸法を前提とすれば、Ｘ線装置又はカメラの何れかの実用的な全ての位置及び向きで、空間的な基準の可視性を保証するという利点を有する。故に、空間的な基準の可視性を損なうことを防止するために医療専門家が何らかの手段を講じる必要がない。また、カメラがカメラ画像のストリームを提供するように構成される場合、この実施形態は、空間的な基準自体の変位に対して堅牢であるという点で有利である。とりわけ、患者が動いた結果として空間的な基準が変位した場合に、Ｘ線画像とカメラ画像のストリームとを空間的に相関付けることに関して、Ｘ線画像の更新は必要ない。この動きはカメラ画像のストリーム内で検出されるからである。
【００１２】
本発明に係るシステムの実用的な更なる一実施形態において、カメラはカメラ画像のストリームを提供するように構成され、データプロセッサは、空間的な基準に基づいて、カメラ画像のストリーム及びＸ線画像を合成画像のストリームにレンダリングするように構成される。この実施形態は、患者外面の実時間監視を提供するという利点を有する。合成画像のストリームは好ましくは、患者及び医療専門家の双方のＸ線被曝を制限するため、一度のＸ線画像、好ましくは完全な３次元再構成に基づく。とはいえ、データプロセッサは、カメラ画像のストリームとともにＸ線画像のストリームを、合成画像のストリームにレンダリングするように更に構成されてもよい。このとき、カメラ画像のリフレッシュレートは必ずしも、Ｘ線画像のリフレッシュレートに等しい必要はない。
【００１３】
本発明に係るシステムの好適な更なる一実施形態において、Ｘ線装置は可動構成を有し、カメラは該稼働構成によって支持される。この実施形態は、カメラの位置又は視角の調整が可能であるので、医療専門家がカメラに対する患者の位置又は患者の向きを自由に選択することが許されるという利点を有する。この特徴は、カメラ画像を生成する上で大きな助けとなる。さらに、この実施形態は、カメラ画像のストリームが手術野の位置又は向きの変化に対して容易に更新されるという利点を有する。とりわけ、カメラはＸ線装置に取り付けられており、カメラ画像及びＸ線画像は空間的に相関付けられているため、カメラの移動中にこれらの画像の更なる空間的な校正は必要とされない。好ましくは、上記可動構成は、今日のＸ線装置に通常存在する可動式Ｃアームによって具現化される。斯くして、本発明に係るシステムは、医療専門家に都合の良い作業方法とのシームレスな統合を可能にする。また、可動式Ｃアームは、手術領域に対する完全なるカメラの回転の自由度を提供するという利点を有する。可動式Ｃアームを用いることにより、Ｘ線画像は３次元再構成物を有し得る。
【００１４】
本発明に係るシステムの好適な更なる一実施形態において、システムは、Ｘ線画像及びカメラ画像のストリーム内で検出可能な医療器具を有する。この実施形態は、簡便且つ効率的な手法で画像誘導手術を可能にするという利点を有する。とりわけ、医療器具の幾何学配置は、患者及び当該医療器具の双方の一度のＸ線画像を生成することによって推側することができる。結果として、器具の幾何学配置の入念なプログラミングは必要とされない。医療器具はカメラ画像のストリーム内で検出可能であるため、Ｘ線画像とカメラ画像のストリームとの間の空間的な相関に基づいて、器具の位置及び向きに関する情報を、合成画像のストリーム内で更新することができる。故に、合成画像のストリームを介して、患者の内部及び外面の双方に対する器具の位置及び向きに関する情報が医療専門家に提供される。好ましくは、器具は、カメラ画像のストリーム内での、ひいては、合成画像のストリーム内での当該器具の可検出性を高めるために、パルス制御の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する。
【００１５】
本発明に係るシステムの実用的な更なる一実施形態において、システムは、合成画像を表示するモニタを有する。この実施形態は、患者の内部及び外面に関する視覚的なフィードバックを同時モードで医療専門家に提供するという利点を有する。
【００１６】
本発明に係るシステムの好適な更なる一実施形態において、カメラは、患者に供給された造影剤の励起のために電磁放射線のビームを供給するように構成される。結果として、カメラ画像は有利なことに蛍光特性を与えられる。一例に係る造影剤は、典型的に数分である有限量の時間だけ患者の血流内にとどまる、小さい分子の形態の染料を有する。この蛍光特性は、患者の循環系に関する情報を提供する。好ましくは、カメラは、例えば腫瘍を検出するために、患者の血液循環及びリンパ系に関する実時間情報を生成するカメラ画像のストリームを提供するように構成される。造影剤の励起用の電磁放射線ビームはカメラ自身によって生成されるので、蛍光特性は自動的に、空間的な基準によって、Ｘ線画像に空間的に相関付けられる。
【００１７】
本発明に係るシステムの好適な更なる一実施形態において、システムは、Ｘ線画像に含まれる情報を空間的な基準に基づいて患者外面に投影するように構成された照明装置を有する。この実施形態は、医療専門家が画像誘導医療介入を一層安全且つ効率的に行うことを可能にするという利点を有する。とりわけ、この実施形態は、患者内部に関する情報を患者外面の位置に提供することにより、合成画像を手術野に変換する必要性を事実上排除する。好ましくは、手術野は、Ｘ線画像に含まれる情報を投影するように選択される。好ましくは、Ｘ線画像に含まれる情報の投影は、カメラ画像に基づいて、患者外面の取り得る湾曲に関して補償される。
【００１８】
本発明に係るシステムの好適な更なる一実施形態において、上記照明装置は、当該照明装置とＸ線装置との間に所定の空間関係を確立するようにＸ線装置によって支持される。この実施形態は、Ｘ線画像に含まれる情報の投影が容易に実行される、すなわち、更なる空間的な相関付けなしで実行されるという利点を有する。カメラも同様にＸ線装置によって支持されているため、カメラと照明装置との間に所定の空間関係が得られる。カメラ画像はＸ線画像に対して空間的に相関付けられているため、Ｘ線画像に含まれる情報は、照明装置の更なる校正なしで、患者外面に投影される。
【００１９】
本発明に係るシステムの実用的な更なる一実施形態において、上記照明装置は、放射線滅菌を行うように構成される。この目的のため、照明装置は、例えば細菌及びその他の病原性細胞などの感染体のＤＮＡが電磁放射線を吸収することが可能な波長を有する電磁放射線のビームを送信するように構成される。例えば、約２５０ｎｍの波長のＵＶ放射線が採用される。この実施形態は、例えば手術台といった本発明に係るシステムの周囲環境を一層効率的に滅菌することができるという利点を有する。とりわけ、溶媒に基づく滅菌と比較して、首尾良い滅菌の可能性が有意に増大される。この実施形態の更なる１つの利点は、滅菌が迅速且つ容易に実行される、すなわち、その他のシステムの干渉なく実行されるということである。好ましくは、照明装置は、Ｘ線装置が有する可動式Ｃアームに取り付けられる。その場合、滅菌は、可動式Ｃアームを用いて回転させる、好ましくは完全に一回転させることにより行われる。
【００２０】
本発明に係るシステムの好適な更なる一実施形態において、システムは、或る更なる波長に応答して患者外面の更なるカメラ画像を提供する更なるカメラを有する。ここで、更なるカメラは、上記カメラの視差と異なる更なる視差を有する。結果として、３次元カメラ画像が得られる。更なるカメラは、当該更なるカメラとＸ線装置との間に所定の空間関係を確立するようにＸ線装置によって支持される。さらに、更なるカメラ画像内で検出可能な上記空間的な基準に基づいて、更なるカメラ画像及び上記合成画像を更なる合成画像にレンダリングするように、更なるデータプロセッサが構成される。この実施形態は、３次元カメラ画像を提供することで、患者外面に関する更に詳細な情報を生成することができるという利点を有する。
【００２１】
本発明に係るシステムの好適な更なる一実施形態において、カメラはカメラ画像のストリームを提供するように構成され、更なるカメラは更なるカメラ画像のストリームを提供するように構成され、更なるデータプロセッサは、患者外面の輪郭又はその一部の動きを検出し、その後、該動きに従ってＸ線画像を更新するように構成される。この実施形態は、患者外面の実時間３次元監視を提供し、患者を晒すＸ線量を最小限にしながら、患者内面のＸ線画像を然るべく更新するという利点を有する。とりわけ、カメラ画像のストリーム内及びＸ線画像内の患者輪郭を空間的に相関付けることにより、更なるデータプロセッサによって検出された患者外面の輪郭の動きに一致するように、一度限りのＸ線画像が更新される。
【００２２】
上記更なる１つの目的を達成する本発明に係る方法は、Ｘ線装置により、患者内部のＸ線画像を提供するステップと、Ｘ線装置によって支持された、或る波長に応答するカメラにより、患者外面のカメラ画像を提供するステップとを有する。本発明に係る方法はまた、Ｘ線画像内及びカメラ画像内で検出可能な空間的な基準により、Ｘ線画像とカメラ画像とを空間的に相関付けるステップを有する。当該方法は更に、データプロセッサにより、空間的な基準に基づいてカメラ画像及びＸ線画像を合成画像にレンダリングするステップを有する。
【００２３】
本発明に係る方法は、Ｘ線画像及びカメラ画像の一度の空間的な相関付けに基づいて、Ｘ線画像及びカメラ画像を包含する合成画像を生成する。とりわけ、カメラ画像とＸ線画像との間の所定の空間関係が、Ｘ線装置によってカメラを支持することによって得られるので、カメラ画像及びＸ線画像の双方で検出可能な空間的な基準により確立される空間的な相関は、その後に不定の期間で適用可能である。結果として、カメラ及びＸ線装置を恒久的に追跡する必要性が事実上回避される。一度限りの空間的な相関付けは、明らかに、医療専門家による当該方法の実行の簡便さを高めることになる。
【００２４】
本発明に係る方法の好適な一実施形態において、当該方法は、患者に供給された造影剤の励起のために、上記カメラにより、電磁放射線のビームを供給するステップを有する。結果として、当該方法は有利なことに蛍光画像を生成することができる。好ましくは、造影剤の励起のために電磁放射線のビームを供給するステップは、データプロセッサにより蛍光画像を上記合成画像とともに合成蛍光画像にレンダリングするステップに続かれる。
【００２５】
本発明に係る方法の実用的な一実施形態において、当該方法は、合成画像をモニタ上に表示するステップを有する。このステップは有利なことに、患者の内部及び外面に関する視覚的なフィードバックを同時モードで医療専門家に提供する。
【００２６】
本発明に係る方法の好適な更なる一実施形態において、当該方法は、Ｘ線画像から情報を選択するステップと、該情報を、照明装置により、上記空間的な基準に基づいて患者外面上に投影するステップとを有する。このステップは、医療専門家が画像誘導医療介入を一層安全且つ効率的に行うことを可能にするという利点を有する。とりわけ、このステップは、患者内部に関する情報を患者外面の位置に提供することにより、合成画像を手術野に変換する必要性を事実上排除する。結果として、例えば手術器具を位置付ける患者外面上の最良位置を医療専門家が容易に見出すことが可能になる。従って、患者の外傷が最小化されるとともに、治療効果が高められる。
【００２７】
本発明に係る方法の好適な更なる一実施形態において、当該方法は、上記照明装置により実行される放射線滅菌のステップを有する。この目的のため、照明装置は、例えば細菌及びその他の病原性細胞などの感染体のＤＮＡが電磁放射線を吸収することが可能な、例えば約２５０ｎｍの波長といった波長を有する電磁放射線のビームを送信するように構成される。この実施形態は有利なことに、例えばＸ線装置を用いて行われる介入と介入との間に、あるいは夜間に、Ｘ線装置の周囲環境を迅速に滅菌することができる。
【００２８】
本発明に係る方法の好適な更なる一実施形態において、当該方法は、医療器具のＸ線画像を提供するステップと、Ｘ線画像内及びカメラ画像内で医療器具を検出することにより、医療器具の位置を特定するステップとを有する。この実施形態は、効率的な手法での画像誘導手術を可能にする。とりわけ、医療器具のＸ線画像を生成することにより、医療器具の幾何学配置をプログラミングする必要性が事実上排除される。好ましくは、医療器具の幾何学配置は、近頃のＸ線装置が有する可動式Ｃアーム構成を用いて完全な一回転を行うことによって記録される。
【００２９】
本発明に係る方法の実用的な更なる一実施形態において、Ｘ線画像を提供するステップは、Ｘ線装置が有する回転可能構成を回転させることによって実行される。このステップは、今日のＸ線装置を用いる医療専門家の一般的な作業方法に準拠したものであるという利点を有する。
【００３０】
本発明に係る方法の好適な更なる一実施形態において、当該方法は、Ｘ線装置によって支持された、或る更なる波長に応答する更なるカメラにより、患者外面の更なるカメラ画像を提供するステップを有する。この実施形態はまた、更なるカメラ画像内で検出可能な例えば移動可能なマーカを含む上記空間的な基準により、Ｘ線画像と更なるカメラ画像とを空間的に相関付けるステップと、更なるデータプロセッサにより、上記空間的な基準に基づいて更なるカメラ画像及び合成画像を更なる合成画像にレンダリングするステップとを有する。当該方法は更に、Ｘ線画像内、カメラ画像内及び更なるカメラ画像内の患者の輪郭を空間的に相関付けるステップを有する。その後、当該方法は、上記更なるデータプロセッサにより、患者の輪郭の動きを検出するステップと、患者の輪郭の空間的な相関付けに基づいて、上記動きに従ってＸ線画像を更新するステップとを有する。この実施形態は、追加のＸ線画像を提供することなく合成画像内で患者の動きが補償されるため、想定される患者の動きに対して堅牢であるという利点を有する。故に、患者のＸ線被曝が最小レベルに保たれる。
【００３１】
本発明に係るシステム及び方法の用途は、例えば手術や針及びカテーテルの挿入などの画像誘導医療介入にある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】照明装置を有する本発明に係るシステムの第１実施形態を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す実施形態によって生成される、Ｘ線画像、カメラ画像のストリーム、及び合成画像のストリームを模式的に示す図である。
【図３】更なるカメラを有する本発明に係るシステムの第２実施形態を模式的に示す図である。
【図４】図３に示す実施形態によって生成される、Ｘ線画像、カメラ画像のストリーム、更なるカメラ画像のストリーム、及び合成画像の更なるストリームを模式的に示す図である。
【図５】本発明に係る方法の一実施形態をフローチャートによって概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、図２に示すような患者の内部２０３のＸ線画像２０２を提供するＸ線装置１０４を有するシステム１０２を模式的に示している。図１を参照するに、Ｘ線装置１０４は、ホイール１０８によって支持された台座フレーム１０６と、可動式Ｃアーム１１０と、この特定の例においてヒトである患者１１４を支持する手術台１１２とを有している。Ｃアーム１１０は、手術台１１２の主方向に相当する方向を有する軸１１６に関して回転可能であり、且つ軸１１６に垂直で手術台１１２に平行な軸１１８に関して回転可能である。Ｘ線源１２０、及び好ましくは長方形の平坦な検出器であるＸ線検出器１２２が、これらＸ線源及びＸ線検出器が軸１１８に対して互いに反対側にあるように、Ｃアーム１１０上に搭載されている。図２に示すような患者の外面２０５の一連のカメラ画像２０４（カメラ画像のストリーム）を提供するカメラ１２４が、Ｘ線検出器１２２の脇でＣアーム１１０上に搭載されている。この特定の例において、カメラ１２４は可視スペクトル内の波長に対して感度を有する。
【００３４】
図２を参照するに、Ｘ線画像２０２とカメラ画像２０４のストリームとを空間的に相関付けるために、手術野（サージカルフィールド）近くの患者外面２０５に移動可能なマーカ２０６が取り付けられる。移動可能なマーカ２０６は、Ｘ線画像２０２及びカメラ画像２０４のストリームの双方に表示される３つの点２１０、２１２及び２１４を有している。この例において、Ｘ線画像２０２は更に、患者１１４の内部２０３に存在する腫瘍２１６を表示している。カメラ画像２０４のストリームは更に、患者１１４の体輪郭２１８を表示している。Ｘ線画像２０２内の点２１０、２１２及び２１４を、カメラ画像２０４のストリーム内のこれらの点と結び付けることで、Ｘ線画像２０２及びカメラ画像２０４のストリームは、空間的な相関付けを可能にする。図１を参照するに、データプロセッサ１２６が、移動可能マーカ２０６によって提供された空間的な相関付けに基づいて、Ｘ線画像２０２及びカメラ画像２０４のストリームを、一連の合成画像２２０（合成画像のストリーム）に表現（レンダリング）する。合成画像２２０のストリームは、患者の内部２０３及び患者の外面２０５を幾何学的に重なり合うように表示するとともに、移動可能マーカ２０６、手術野２０８、腫瘍２１６及び患者の体輪郭２１８を表示する。
【００３５】
カメラ１２４は、蛍光特性を用いてカメラ画像２０４のストリームひいては合成画像２２０のストリームを提供するように患者１１４に供給される造影剤の励起のため、電磁放射線のビームを提供するように構成される。図１に示すようなモニタ１２８が、合成画像２２０のストリームを医療専門家（図示せず）に表示する。システム１０２は更に、Ｘ線検出器１２２の脇、故にカメラ１２４の脇でＣアーム１１０上に搭載された照明装置１３０を有している。照明装置１３０は、例えば腫瘍２１６といったＸ線画像２０２に含まれる情報を患者の外面２０５に投影するように構成される。照明装置１３０は更に、感染体のＤＮＡが電磁放射線を吸収することが可能な波長を有する電磁放射線のビームを送信することによる、例えば手術台１１２及びその周囲の放射線滅菌のために構成される。この特定の例において、約２５０ｎｍの波長が用いられる。手術台１１２の滅菌は、好ましくはＣアーム１１０を完全に一回転させて、システム１０２にて実行される介入と介入との間に行われる。
【００３６】
図４に示すような患者の内部４０３のＸ線画像４０２を提供するＸ線装置３０４を有するシステム３０２を模式的に示している。図３を参照するに、Ｘ線装置３０４は、ホイール３０８によって支持された台座フレーム３０６と、可動式Ｃアーム３１０と、患者３１４を支持する手術台３１２とを有している。この特定の例において、患者３１４はヒトである。Ｃアーム３１０は、手術台３１２の主方向に相当する方向を有する軸３１６に関して回転可能であり、且つ軸３１６に垂直で手術台３１２に平行な軸３１８に関して回転可能である。Ｘ線源３２０、及び好ましくは長方形の平坦な検出器であるＸ線検出器３２２が、これらＸ線源及びＸ線検出器が軸３１８に対して互いに反対側にあるように、Ｃアーム３１０上に搭載されている。図４に示すような患者の外面４０５のカメラ画像４０４のストリームを提供するカメラ３２４が、Ｘ線検出器３２２の脇でＣアーム３１０上に搭載されている。さらに、図４に示すような患者の外面４０５の更なるカメラ画像４０６のストリームを提供する更なるカメラ３２６が、Ｘ線検出器３２２の脇でＣアーム３１０上に搭載されている。カメラ３２４は可視スペクトル内の波長に応答し、更なるカメラ３２６は更なる波長に応答する。この特定の例において、これらの波長及び更なる波長の双方は可視スペクトル内である。
【００３７】
図４を参照するに、Ｘ線画像４０２は、患者の内部４０３、患者の外面４０５の輪郭４０８、腫瘍４１０若しくは患者３１４の内部４０３内に存在する別の医療的な欠陥、及び医療器具４１２を表示している。この特定の例において、医療器具４１２は患者の内部４０３内に部分的に存在している。輪郭４０８を表示する目的のため、Ｘ線源３２０によって患者３２０に供給されるＸ線の量は十分に多くなければならない。すなわち、Ｘ線の量は、Ｘ線画像４０２内での患者の軟組織の検出を可能にするものである。カメラ画像４０４のストリーム及び更なるカメラ画像４０６のストリームは、患者の外面４０５、患者の外面４０５の輪郭４０８、手術野４１４、及び患者の内部４０３に存在しない医療器具４１２の部分４１６を表示している。Ｘ線画像４０２内の患者の外面４０５の輪郭４０８を、カメラ画像４０４のストリーム内の該輪郭及び更なるカメラ画像４０６のストリーム内の該輪郭と結び付けることで、Ｘ線画像４０２、カメラ画像４０４のストリーム及び更なるカメラ画像４０６のストリームは、空間的な相関付けを可能にする。
【００３８】
図３を参照するに、データプロセッサ３２８が、患者の外面４０５の輪郭４０８によって提供された空間的な相関付けに基づいて、Ｘ線画像４０２及びカメラ画像４０４のストリームを、合成画像のストリーム（図示せず）にレンダリングする。更なるデータプロセッサ３３０が、患者の外面４０５の輪郭４０８によって提供された空間的な相関付けに基づいて、合成画像のストリーム（図示せず）を更なるカメラ画像４０６のストリームとともに、更なる合成画像４１８のストリームにレンダリングする。更なる合成画像４１８のストリームは、患者の内部４０３及び患者の外面４０５を幾何学的に重なり合うように表示するとともに、患者の外面４０５の輪郭４０８、腫瘍４１０、医療器具４１２及び手術野４１４を表示する。３次元の更なる合成画像４１８のストリームを生成するため、カメラ３２４は、更なるカメラ３２６の更なる視差とは異なる視差を有する。更なるデータプロセッサ３３０は更に、患者の輪郭４０８の動きを検出し、その後、該動きに従ってＸ線画像４０２ひいては更なる合成画像４１８のストリームを更新するように構成される。図３に示すように、モニタ３３２が、更なる合成画像４１８のストリームを医療専門家（図示せず）に表示する。
【００３９】
図５は、本発明に係る方法の一実施形態をフローチャートによって概略的に示している。この方法は、Ｘ線装置における医療介入を実行するのに先立って、Ｘ線装置に搭載された照明装置によって放射線滅菌を行うステップ５０２を含む。この方法はその後、Ｘ線装置によって患者の内部のＸ線画像を提供するステップ５０４と、Ｘ線装置の可動式Ｃアーム又はこれに類するものに搭載されたカメラによって患者の外面のカメラ画像を提供するステップ５０６と、上記Ｃアームに取り付けられた更なるカメラによって患者の外面の更なるカメラ画像を提供するステップ５０８とを有する。この方法は更に、空間的な基準によって、Ｘ線画像、カメラ画像及び更なるカメラ画像を空間的に相関付けるステップ５１０を有する。次に、上記空間的な基準に基づいて、データプロセッサにより、Ｘ線画像及びカメラ画像を合成画像にレンダリングするステップ５１２が有される。その後、上記空間的な基準に基づいて、更なるデータプロセッサにより、更なるカメラ画像及び上記合成画像を更なる合成画像にレンダリングするステップ５１４が含められる。ステップ５１６にて、モニタにより、上記更なる合成画像が医療専門家に表示される。例えば腫瘍といったＸ線画像に含まれる情報を患者の外面上に投影するステップ５１８が有される。ステップ５２０及び５２２にて、それぞれ、カメラ画像及び更なるカメラ画像が新たにされる（リフレッシュされる）。その後、ステップ５２４にて、患者の輪郭の動きが検出される。その後、ステップ５１２にて、この動きに関して合成画像が更新される。この方法は、最終ステップ５２６として、すなわち、Ｘ線装置での医療介入を実行した後に、Ｘ線装置に搭載された照明装置によって放射線滅菌を提供するステップ５２６を有する。
【００４０】
図面及び以上の記載にて本発明を詳細に図示して説明したが、これらの図示及び説明は、限定的なものではなく、例示的あるいは典型的なものと見なされるべきである。本発明は、開示した実施形態に限定されるものではない。例えば、カメラ画像とＸ線画像との空間的な相関付けの精度を高めるため、複数の移動可能なマーカが用いられてもよい。なお、本発明に係るシステム及びその全ての構成要素は、それ自体は既知のプロセス及び材料を適用することによって構成され得る。特許請求の範囲及び明細書において、用語“有する”はその他の要素を排除するものではなく、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は複数であることを排除するものではない。請求項中の如何なる参照符号も、その範囲を限定するものとして解されるべきではない。また、複数の請求項にて規定される複数の特徴の全ての可能な組み合わせも本発明の部分である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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