(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルベースに少なくとも１つの可動ジョイントを介して接続されたテーブルプレートを有し、前記テーブルプレートは少なくとも１つのアクチュエータを使用して可動である、位置決めシステムを有する患者テーブルであって；
前記位置決めシステムは：
前記少なくとも１つの可動ジョイントの位置データを提供するように構成された第１のセンサ装置と；
前記テーブルプレートの位置データを提供するように構成された第２のセンサ装置と；を有し、
前記第２のセンサ装置は、前記テーブルベースに設けられた少なくとも１つのカメラを有する、
患者テーブル。
【請求項２】
前記第２のセンサ装置は、前記テーブルプレートの位置を、非機械的に測定するように適合される、
請求項１に記載の患者テーブル。
【請求項３】
前記第２のセンサ装置は、前記テーブルプレートの位置を、光学的に測定するように適合される、
請求項１または２に記載の患者テーブル。
【請求項４】
前記テーブルプレートに取り付けられたマーカをさらに有し、
前記第２のセンサ装置は、前記マーカの位置データを提供するように適合される、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の患者テーブル。
【請求項５】
少なくとも３つの前記マーカが互いに対して固定された位置で前記テーブルプレートに取り付けられる、
請求項４に記載の患者テーブル。
【請求項６】
前記第２のセンサ装置は、前記第１のセンサ装置の測定精度より高い精度で前記テーブルプレートの位置を測定するように適合される、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の患者テーブル。
【請求項７】
前記テーブルプレートを自動的に位置決めするために請求項１乃至６のいずれか１項に記載の患者テーブルを使用する方法であって：
（ａ）前記第１のセンサ装置を使用して前記少なくとも１つの可動ジョイントの最初の第１の位置データを取得するステップと；
（ｂ）前記第２のセンサ装置を使用して前記テーブルプレートの最初の第２の位置データを取得するステップと；
（ｃ）前記テーブルプレートを異なる位置に動かすステップと；
（ｄ）前記第１の位置データに基づいて前記アクチュエータを制御することにより前記テーブルプレートを動かすステップと；
（ｅ）前記第２のセンサ装置を使用して前記テーブルプレートの実際の第２の位置データを取得するステップと；
（ｆ）前記最初の第２の位置データと前記実際の第２の位置データとの間の差に基づいて前記アクチュエータを制御することにより前記テーブルプレートを動かすステップと；
（ｇ）前記最初の第２の位置データと前記実際の第２の位置データとの間の差が閾値未満になるまで前記ステップ（ｅ）および前記ステップ（ｆ）を反復して繰り返すステップと；を有する、
方法。
【請求項８】
請求項７の方法を実行するように前記患者テーブルを制御するように適合された制御装置をさらに有する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の患者テーブル。
【請求項９】
３次元ロードマッピングのために請求項１乃至６のいずれか１項に記載の患者テーブルを使用する方法であって：
（ａ）前記患者テーブルに置かれた対象の３次元Ｘ線画像を取得するとともに、前記第１のセンサ装置を使用して前記少なくとも１つの可動ジョイントの最初の第１の位置データを取得し、前記第２のセンサ装置を使用して前記テーブルプレートの最初の第２の位置データを取得するステップと；
（ｂ）前記テーブルプレートを異なる位置に動かすステップと；
（ｃ）前記患者テーブルに置かれた前記対象の２次元Ｘ線画像を取得するとともに、前記第２のセンサ装置を使用して前記テーブルプレートの実際の第２の位置データを取得するステップと；
（ｄ）前記最初の第２の位置データと前記実際の第２の位置データとの間の差に基づいて前記３次元Ｘ線画像を変換するステップと；
（ｅ）変換された前記３次元Ｘ線画像および取得された前記２次元Ｘ線画像をオーバーレイするステップと；を有する、
方法。
【請求項１０】
Ｘ線源とＸ線検出器とを有するＸ線画像取得デバイスと；
請求項１乃至６または８のいずれか１項に記載の患者テーブルと；
請求項９に記載の方法を実行するように前記患者テーブルを制御するように適合された制御装置と；を有する、
Ｘ線画像取得装置。
【請求項１１】
コンピュータで実行されたときに請求項７または９の方法を制御するように構成されたコンピュータプログラム要素。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラム要素が記憶されたコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置決めシステムを有する患者テーブルに関する。さらに、本発明はこのような患者テーブルを使用する方法、このような患者テーブルを含むＸ線画像取得装置、このような患者テーブルを使用する方法を制御するように構成されたコンピュータプログラム要素、およびこのようなコンピュータプログラム要素をそこに記憶したコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像取得デバイスが様々な臨床応用のために開発されている。Ｘ線源から例えば患者の一部のような検査される対象に向かってＸ線を放射することおよび対象の反対側で部分的に通過したＸ線を検出することにより、内部構造を示す対象の画像が、例えば、骨、筋肉等異なるタイプの患者の組織の異なるＸ線吸収特性により取得され得る。
【０００３】
例えば、Ｘ線源をＣアームの一方の端部に有するとともにＸ線検出器をＣアームの他方の端部に有するＣアームシステムが開発されている。Ｃアームは、並進方向および／または回転方向の異なる方向に動かされ得るので、対象の画像が多様な向きで取得され得る。
【０００４】
１つの特定の用途は、複数の２次元Ｘ線画像が様々な観測角の下で取得され得るとともに３次元画像がこのような複数の２次元Ｘ線画像から再構成され得る。このような３次元画像は、例えば患者の関心領域を医者に可視化するのに役立ち得る。３次元画像は異なる向きまたは異なる断面で画面に表示され得る。例えば、このような３次元画像は、侵襲的な手術中に医者の助けとなり得る。このような手術中、追加的なＸ線画像が取得されるとともに処置前に取得されたＸ線画像と比較またはオーバーレイされ（重ね合わせられ）得る。
【０００５】
多くの臨床応用に関して、患者内の関心領域と取得されたＸ線画像との間の空間的関係を知ることは重要であり得る。例えば、処置前に取得されたＸ線画像を処置中に取得されたＸ線画像と容易に比べることができるように、同じ位置でのおよび関心領域に対するＸ線取得デバイスの同じ向きの両方の種類の画像を取得する必要があり得る。
【０００６】
手術処置中のＸ線画像の１つの可能な用途は３Ｄロードマッピングである。そこでは、生体の２Ｄ蛍光透視画像および３Ｄ再構成が単一の視覚表現に結合され得る。３Ｄデータの向き、位置および視点が、２Ｄデータおよび３Ｄデータの内容が重なるように、Ｃアームシステムの現在の姿勢に一致させられ得る。３Ｄ再構成が既に患者の関心領域内の血管容積を示しているので、この技術は造影剤を節約するのに役立ち得る。さらに、特に、３Ｄ画像が明確に血管形態を示す複雑な血管の構造に対して、手術中の自信を高め得る。
【０００７】
Ｃアームシステム等のＸ線取得デバイスを患者に対して動かすことができるだけでなく、例えば手術中に患者自身を動かすこともできるように、患者テーブルが開発されており、この患者テーブルは、その上に患者が格納され得るテーブルプレートを有し、このテーブルプレートは床に固定して立っているテーブルベースに対して動かされ得る。有利には、このような患者テーブルは、テーブルベースに対してテーブルプレートを能動的に動かすように制御され得るアクチュエータを有する。例えば、テーブルプレートはテーブルベースに対して、平行移動させられる、回転させられるまたは傾けられ得る。このような様々な動作を可能にするために、テーブルはテーブルベースに少なくとも１つの可動ジョイントを介して接続され得る。
【０００８】
有利には、患者テーブルは、少なくとも１つの可動ジョイントの位置データを取得することにより、テーブルプレートの実際の位置を検出するように適合される。例えば、ジョイントに含まれるヒンジまたはベアリングの位置または角度が計測され得るとともに、テーブルプレートの実際の位置および／または向きがこのような位置データから導き出され得る。もちろん、患者テーブルは複数のジョイントを有し得るとともに位置データは複数の計測された位置の値および／または角度の値から導き出され得る。
【０００９】
幾何学的配置の姿勢を記憶するとともに復元することを可能にする自動位置制御システムが開発されている。それは、Ｃアームおよび患者テーブルの配置の両方に対して可能である。従来、これは、Ｃアームシステムおよび患者テーブルそれぞれに含まれる１つまたは複数のジョイントの機械的な位置を記憶することにより行われ得る。
【００１０】
しかし、従来の自動位置制御システムは、必ずしも満足する位置決め結果をもたらすとは限らないことが認められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、Ｘ線画像取得デバイスに対する関心領域の位置決めが確実に改善され得るＸ線画像取得装置およびこのような装置を使用する方法に対する要求があり得る。
【００１２】
このような要求は、添付の独立請求項による患者テーブル、Ｘ線画像取得装置、コンピュータプログラム要素およびコンピュータ可読媒体により満足され得る。有利な実施形態は従属請求項に定義される。
【００１３】
本発明の態様および実施形態は以下の発見に基づいて開発された。多くのＸ線画像取得手順では、Ｘ線源と例えばＣアームシステムに取り付けられた検出器との間の空間的関係およびワールド座標系は、機械的な角度の測定および較正によって十分に定められ得る。しかし、ワールド座標系と検査される患者が収容され得る患者テーブルのテーブルプレートとの間の関係は、例えば患者テーブルの位置決めシステムの再現不可能な挙動のために、定めることがより難しくなり得る。このような再現不可能な挙動は、例えば手術中の患者の動きの結果としてまたは手術中に医者が患者テーブルの上によりかかる結果として例えばテーブルプレート上の重量分布の違いによりもたらされ得る。したがって、患者テーブルは、患者テーブルのアクチュエータに稼動ジョイントの同じ機械的角度／位置を復元するように命じることにより、例えば前の画像取得手順中の患者テーブルの位置決めと一致するテーブルプレートの特定の位置決めを復元するように命じられているが、実際に実現されるテーブルプレートの位置は前の画像取得手順中の患者テーブルの位置とことなり得ることが認められている。したがって、前と後の画像取得中に取得されたＸ線画像を比較することは困難であり得る。あるいは、３Ｄロードマッピングの例では、実際に取得された２ＤＸ線画像は、前に再構成された３Ｄ画像と満足を与えるように重ねられないかもしれない。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様によれば、位置決めシステムを有する患者テーブルが提案される。その中で、患者テーブルは、テーブルベースに少なくとも１つの可動ジョイントを介して接続されたテーブルプレートを有し、テーブルプレートは少なくとも１つのアクチュエータを使用して可動である。位置決めシステムは、少なくとも１つの可動ジョイントの位置データを提供するように構成された第１のセンサ装置を有する。さらに、位置決めシステムは、テーブルプレートの位置データを提供するように構成された第２のセンサ装置を有する。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様による患者テーブルを使用する方法が提案される。本方法は患者テーブルの自動位置決めのために使用されるとともに以下のステップを含む：
ａ）第１のセンサ装置を使用して少なくとも１つの可動ジョイントの最初の第１の位置データを取得するステップ；
ｂ）第２のセンサ装置を使用してテーブルプレートの最初の第２の位置データを取得するステップ；
ｃ）テーブルプレートを異なる位置に動かすステップ；
ｄ）第１の位置データに基づいてアクチュエータを制御することによりテーブルプレートを動かすステップ；
ｅ）第２のセンサ装置を使用してテーブルプレートの実際の第２の位置データを取得するステップ；
ｆ）最初の第２の位置データと実際の第２の位置データとの間の差に基づいてアクチュエータを制御することによりテーブルプレートを動かすステップ；および、
ｇ）最初の第２の位置データと実際の第２の位置データとの間の差が閾値未満になるまでステップ（ｅ）および（ｆ）を反復して繰り返すステップ。
【００１６】
本発明の第３の態様によれば、上述の第１の態様による患者テーブルを使用するさらなる方法が提案される。この方法は３次元ロードマッピングのために使用されるとともに、好ましくは示された順番の、以下のステップを含む：
ａ）患者テーブルに置かれた対象の３次元Ｘ線画像を取得するとともに、第１のセンサ装置を使用して少なくとも１つの可動ジョイントの最初の第１の位置データを取得し、第２のセンサ装置を使用してテーブルプレートの最初の第２の位置データを取得するステップ；
ｂ）テーブルプレートを異なる位置に動かすステップ；
ｃ）患者テーブルに置かれた対象の２次元Ｘ線画像を取得するとともに、第２のセンサ装置を使用して少なくとも１つのマーカの実際の第２の位置データを取得するステップ；
ｄ）最初の第２の位置データと実際の第２の位置データとの間の差に基づいて３次元Ｘ線画像を変換するステップ；および、
ｅ）変換された３次元Ｘ線画像および取得された２次元Ｘ線画像をオーバーレイするステップ。
【００１７】
第２および第３の態様の方法は、それぞれ再位置決め能力または３次元ロードマッピング能力を向上させるために、患者テーブルまたはＸ線画像取得装置で実行され得る。
【００１８】
本発明の第４の態様によれば、コンピュータで実行されたときに第２または第３の態様による方法を制御するように構成されたコンピュータプログラム要素が提案される。
【００１９】
本発明の第５の態様によれば、第４の態様によるコンピュータプログラム要素が記憶されたコンピュータ可読媒体が提案される。
【００２０】
本発明の態様は以下のアイディアに基づくようにみなされ得る：
テーブルプレートをテーブルベースに接続する可動ジョイントの位置データのみでテーブルプレートの位置決めを制御する位置決めシステムを有するテーブルプレートが十分な位置決め精度を提供し得ないことが観察されたので、位置決めシステムに第２のセンサ装置を加えることが提案されている。この第２のセンサ装置は、患者テーブル自体のまたは患者テーブルに取り付けられた少なくとも１つのマーカの位置データを提供するように適合される。
【００２１】
第２のセンサ装置が第１のセンサ装置を置き換えるのではなく、位置決めシステムを補うことが強調されるべきである。言い換えると、位置決めシステムは、異なる測定原理に基づいて作動する、すなわち、第１のセンサ装置は可動ジョイントの位置／向きの状態を測定することによりテーブルプレートの位置を決定するように適合されるとともに、第２のセンサ装置は、例えばテーブルプレートに配置され得る１つまたは複数のマーカの位置／向きを測定することによりテーブルプレートの位置を決定するように適合される、２つの別個のセンサ装置を有する。
【００２２】
第１および第２のセンサ装置のそれぞれがそれ自体の利点および欠陥を有し得ること、およびこのような２つの異なるセンサ装置を有する位置決めシステムが、向上した位置決め精度および／または向上した位置決めロバスト性等の向上した位置決め特性を与え得ることが見出されている。
【００２３】
例えば、第１のセンサ装置は可動ジョイントに関する機械的な位置計測に依存し得る。したがって、第１のセンサ装置は、大きい動作範囲に渡るテーブルプレートの位置を計測し得る。さらに、第１のセンサ装置は、アクチュエータを駆動する制御データが位置データを提供するために使用され得るように、アクチュエータの制御に直接連結され得る。他方、第２のセンサ装置は、第１のセンサ装置の測定精度より高い精度で患者テーブルの位置を測定するように適合され得る。特に、マーカは、第２のセンサにより提供される位置データが関心領域の実際の位置に密接に対応するように、予想される関心領域に近い位置においてテーブルプレートに取り付けられ得る。
【００２４】
第２のセンサ装置は、テーブルプレートのまたは特にテーブルプレートに配置された少なくとも１つのマーカの位置を、非機械的に測定するように、すなわち、例えば光学的に測定するように適合され得る。このような非機械的／光学的能力により、高い測定精度が達成され得る。マーカの位置は、好ましくは例えば患者テーブルに加えられた追加的な荷重による患者テーブルの曲げ成分等如何なる機械的な影響からも独立して、空間内、すなわちワールド座標系で絶対的に測定され得る。
【００２５】
第２のセンサ装置は、テーブルベースに設けられた少なくとも１つのカメラを有し得る。カメラは、カメラの視野がマーカの予想される位置に向けられるように方向付けられ得る。このような実施形態では、好ましくは少なくとも３つのマーカが互いに対して固定された位置で患者テーブルのテーブルプレートに取り付けられる。カメラにより取得された少なくとも３つのマーカの画像からおよびテーブルベースのカメラの既知の位置を考慮することで、患者テーブルの精密な位置および向きが決定され得る。
【００２６】
本発明の第２の態様による方法は、本発明の第１の態様による患者テーブルの向上した位置決め特性から利益を受け得る。本方法は、テーブルプレートの初期位置に関する最初の位置データを取得するように、およびその後、時間における後の段階であってテーブルプレートが異なる位置に動かされた後に、高い位置／向きの精度で最初の位置を復元するように使用され得る。このような目的のために、位置決めシステムは、可動ジョイントの位置／向きの状態に関する最初の第１の位置データを取得するだけでなく、テーブルプレート自体のまたはテーブルプレートに配置されたマーカの位置に関する精密な最初の第２の位置データも取得する。後の時点で、患者テーブルのテーブルプレートは、最初の第１の位置データに基づいてアクチュエータを制御することにより最初の位置に向かって初めに動かされ得る。しかし、このようなテーブルプレートの位置決めは、十分正確でないかもしれない。したがって、マーカの実際の第２の位置データが第２のセンサ装置を使用して取得されるとともに、患者テーブルのテーブルプレートが、最初の第２の位置データと実際の第２の位置データとの間の差に基づいてアクチュエータを制御することにより、最初の位置に向かって動かされる。実際の第２の位置データを取得するとともにその後最初の第２の位置データに対する偏差に基づいてテーブルプレートを動かすこのプロセスは、差が達成される位置決め精度を示す閾値より低くなるまで反復して繰り返され得る。
【００２７】
提案された位置決め方法は、本発明の第１の態様による患者テーブルで、患者テーブル内に含まれる制御装置を適切に適合させることにより実行され得る。したがって、自動位置決め制御が高い位置決め精度および高いロバスト性を有して実行され得る。例えば、第１の位置データに基づいてアクチュエータを制御することによるテーブルプレートの動きは、第２のセンサ装置等の如何なる欠陥と無関係に、速く、ロバストで、実行することが容易になり得る一方、最初の第２の位置データと実際の第２の位置データとの間の差に基づいてアクチュエータを制御することによるテーブルプレートのそれに続く動きは、好ましくは如何なる機械的な影響と無関係に、非常に高い位置決め精度を可能にする。
【００２８】
本発明の第３の態様による３次元ロードマッピングのための方法は、第１および第２のセンサ装置の両方を使用して最初の位置データを取得しながらテーブルプレートの位置が精密に記録され得る第１の時点で３次元Ｘ線画像が取得され得るという点、および次に、後の第２の時点かつテーブルプレートが異なる位置に動かされた後で、テーブルプレートが最初の第１の位置データに基づいてアクチュエータを制御することにより最初の位置に向かって動かされ得る上、テーブルプレートに置かれた対象の１つまたは複数の現在の２次元Ｘ線画像を取得するという点で、本発明の第１の態様による患者テーブルの特性から利益を受け得る。このような現在の２次元Ｘ線画像は、医者に３次元ロードマッピングを提供するために、最初に取得された３次元Ｘ線画像とオーバーレイされ得る／スーパーインポーズされ得る。しかし、テーブルプレートの実際の位置は依然としてテーブルプレートの最初の位置と異なり得るので、少なくとも１つのマーカの実際の第２の位置データが第２のセンサ装置を使用して取得される。これらの実際の第２の位置データは、高精度で取得され得るとともにテーブルプレーへの如何なる機械的な影響からも無関係であり得る。実際の第２の位置データと最初の第２の位置データとの間の差に基づいて、３次元Ｘ線画像は、変換された３次元Ｘ線画像と現在取得された２次元Ｘ線画像の向上したオーバーレイが達成され得るように、再位置決めされ得るおよび／または再方向付けされ得る。
【００２９】
本発明の第３の態様による方法は、Ｘ線源とＸ線検出器とを含むＣアームシステム等のＸ線画像取得デバイスを有するＸ線画像取得装置で実行され得る。さらに、Ｘ線画像取得装置は、本発明の第１の態様に関して定義されているような患者テーブルと、本発明の第３の態様に関して定義されているような方法を実行するために患者テーブルを制御するように適合された制御装置とを有する。このようなＸ線画像取得装置を使用することは、向上した３Ｄロードマッピングが患者テーブルへの如何なる機械的な影響からも本質的に無関係であることを可能にする。
【００３０】
本発明の態様および実施形態が異なる主題に関して記載されることに留意すべきである。特に、いくつかの態様および実施形態は方法タイプの請求項を参照して記載され、一方他の実施形態は装置タイプの請求項を参照して記載される。しかし、当業者は上述および以下の記載から、他に明記されない限り、あるタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関連する特徴間の任意の組み合わせもまた、この出願とともに開示されるとみなされることを推測するだろう。
【００３１】
本発明の特徴及び利点は、添付の図面に示されるように特定の実施形態に関連してさらに記載されるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の実施形態による患者テーブルを有するＸ線画像取得装置を示す。
【図２】図２は、本発明の実施形態による患者テーブルのテーブルプレートの可能な動作を示す。
【図３】図３は、本発明の実施形態による患者テーブルを自動的に位置決めする方法のフローチャートを示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態による患者テーブルを使用する３次元ロードマッピングのための方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図面に示された特徴は概略的であり正確な縮尺ではない。
【００３４】
図１は、Ｘ線画像取得デバイス２００と患者テーブル１とを有するＸ線画像取得装置１００を示す。Ｘ線画像取得デバイス２００は、可動取り付け機構２０５を介して天井２０３に取り付けられるＣアームシステム２０１を有する。Ｃアームシステム２０１はＣアーム２０７を有する。Ｃアーム２０７の一方の端部には、Ｘ線源２０９が取り付けられる。Ｃアーム２０７の反対側の端部には、Ｘ線検出器２１１が配置される。Ｃアームシステム２０１は、Ｃアームを様々な自由度に沿って、すなわち、Ｌアーム、プロペラ、ロール、線源イメージング距離（ｓｏｕｒｃｅ−ｉｍａｇｉｎｇ−ｄｉｓｔａｎｃｅ、ＳＩＤ）等に沿って動かすために、図１にそれぞれ矢印で示されたように異なる方向に沿ってまたは異なる軸周りに並進移動および回転移動され得る。このようなＣアーム２０７の様々な動作の能力は、患者テーブル１に寝ている患者内の関心領域２１３のＸ線画像が取得され得るように（明確化のために、患者は図１に示されていない）、Ｘ線源２０９およびＸ線検出器２１１を位置決めすることを可能にする。
【００３５】
患者テーブル１はテーブルプレート３およびテーブルベース５を有する。テーブルプレート３は、可動ジョイント９に取り付けられたレバー７を介してテーブルベース５に接続される。アクチュエータ１１がテーブルプレート３を動かすために設けられる。カラー１３が、レバー７を覆うためにテーブルプレート３とテーブルベース５との間に配置される。第１のセンサ装置１５が、可動ジョイント９の位置および／または向きを示す位置データを取得するために設けられる。このような位置データは、レバー７を介して可動ジョイント９に接続されたテーブルプレート３の位置に少なくともおおよそ関連する。
【００３６】
アクチュエータ１１、レバー７および可動ジョイント９並びに図１に示された第１のセンサ装置１５を含む図１の移動機構が非常に簡略化された方法で図示されるとともに記載されていることに留意すべきである。当業者は、患者テーブル１のそれぞれの構成要素を具体化する様々な可能性を明らかに理解し得る。例えば、アクチュエータ１１は、テーブルプレート３またはレバー７またはそれらに取り付けられたジョイント９に力を直接的にまたは間接的に加えるように適合された１つまたは複数のモータを含み得る。さらに、単一の可動ジョイント９および単一のレバー７の変わりに、複数のジョイントおよびレバーを含むより複雑な機構が設けられ得る。さらに、第１のセンサ装置１５は、様々な方法で実現され得る。例えば、第１のセンサ装置は、駆動機構の１つまたは複数の構成要素の変位または回転を検出するように適合され得る。第１のセンサ装置１５は図１において別個の部品として示されているが、第１のセンサ装置はまた駆動機構の構成要素の１つに組み込まれ得る。例えば、第１のセンサ装置は、アクチュエータ１１に含まれたモータがアクチュエータにより引き起こされた動作に対するフィードバックをもたらすように、アクチュエータ１１に組み込むことができ、したがってボールジョイント９に関する位置データを提供する。
【００３７】
テーブルベース５には、第２のセンサ装置１７が組み込まれる。この第２のセンサ装置１７は、３つのマーカ２１が設けられたテーブルプレート３の部分を含むようにカメラの視野１９が配置されるとともに方向付けられたカメラを有する。３つのマーカ２１は、三角形に配置される。カメラを使用してマーカ２１の画像を取得することにより、互いに対するマーカ２１の固定された位置および第２のセンサ装置１７に含まれたカメラの固定位置が既知であるので、第２のセンサ装置はマーカ２１の位置データを提供し得る。したがって、マーカ２１が固定して取り付けられたテーブルプレート３の領域の位置は、第２のセンサ装置により光学的にかつ高精度に決定され得る。
【００３８】
マーカ２１の互いに対する位置、数および距離は変化し得ることが留意されなければならない。同様に、カメラの位置、向きおよび数も変化し得る。図１に示されたように、単一のカメラが第２のセンサ装置１７のために使用され得る。そのとき、少なくとも３つのマーカ２１がテーブルプレート３に設けられるべきである。マーカ２１の位置はそのとき、それらの相対位置が常に固定されるという事実を用いて定められ得る。視点、マーカを通る線およびカメラの焦点により、ワールド座標系のそれらの位置が一意に決定され得る。
【００３９】
精度を向上させるおよび／またはマーカ２１の遮蔽に対してロバストにするために、複数のカメラが任意選択で追加することが可能である。幾つかのマーカの遮蔽に対してロバストにするとともにカメラの視野への依存が減るように固有のパターンの複数のマーカ２１を追加することも可能である。
【００４０】
あるいは、ステレオカメラを使用してマーカの位置を決定することが可能である。このアプローチに関して、少なくとも１つマーカ２１が位置を決定するために使用されるべきであるとともに、少なくとも２つのマーカがテーブルプレート３の向きを決定するために使用されるべきである。もちろん、本明細書ではまた、精度を向上させるためにおよび／またはマーカの遮蔽に対してロバストにするために、より多くのカメラおよび／またはマーカを任意選択で追加することも可能である。
【００４１】
画像取得デバイス２００および患者テーブル１の両方が制御装置５１に接続される。制御装置５１は、患者テーブル１の位置データおよび画像取得デバイス２００の位置データを取得するように適合され得る。さらに、制御装置５１は、Ｘ線検出器２１１により提供された画像データを取得し得る。以下にさらなる詳細が記載されるように、このようなデータを使用することにより、関心領域２１３の画像が制御装置５１に接続されたディスプレイ５３に表示され得る。さらに、前に取得された関心領域２１３の３次元画像および画像取得デバイス２００により取得された現在の２次元画像の重ね合わせが、Ｘ線ロードマッピングのためにディスプレイ５３に表示され得る。
【００４２】
図２（ａ）−（ｅ）は、患者テーブル１のテーブルベース５に対するテーブルプレート３の様々な動作能力を示す。テーブルプレート３はテーブルベース５に対して、変位され得るおよび／または傾けられ得る。カラー１３は、テーブルプレート３をテーブルベース５に接続するジョイント９およびレバー７を含む駆動機構を囲むとともに保護する。
【００４３】
図３に示されるフローチャートに関して、テーブルプレート３を自動的に位置決めするための患者テーブル１を使用する方法が記載される。
【００４４】
手順を開始した後（ステップＳ１０）、少なくとも１つの可動ジョイント９の最初の第１の位置データが第１のセンサ装置１５を使用して取得される（ステップＳ１１）。次に、少なくとも１つのマーカ２１の最初の第２の位置データが第２のセンサ装置１７を使用して取得される（ステップＳ１２）。
【００４５】
第１および第２の最初の位置データを取得するステップは連続的にまたは同時に実行され得ること、およびこのような位置データを取得する順番は一般的に重要では無いことに留意すべきである。
【００４６】
最初の第１および第２の位置データの取得とともに、さらなる処理ステップが時間における第１段階で実行され得る。例えば、一連のＸ線画像がＸ線画像取得デバイス２００を使用して取得され得る。最初の第１および第２の位置データは次に、患者テーブルに収容された患者の関心領域とＸ線画像を取得するために使用されるＸ線画像取得デバイスとの間の位置関係を示し得る。
【００４７】
このようなプロセスステップＳ１１、Ｓ１２が時間における第１段階で実行された後、テーブルプレート３は異なる位置に動かされ得る（ステップＳ１３）。例えば、患者テーブル１は、例えば、異なる関心領域のＸ線画像を取得するため等、異なる目的のために使用され得る。
【００４８】
次に、時間における第２の後の段階では、患者テーブル１は、例えば、同じ患者の同じ関心領域のＸ線画像を再び取得するために使用され得る。このような目的のために、テーブルプレート３の最初の位置を高精度で復元することが必要であり得る。したがって、テーブルプレート３は、最初の第１の位置データに基づいてアクチュエータ１１を制御することにより最初に動かされる（ステップＳ１４）。言い換えると、アクチュエータ１１は、時間における第１段階と同じように可動ジョイント９の最初の位置／向きを復元するように制御される。
【００４９】
しかし、時間における第１段階の間の恐らく患者テーブルに作用する機械的な荷重のために、最初の第１の位置データのみに基づいた位置の復元は必ずしも関心領域が正確に同じ位置／向きであることをもたらさないことが認められているので、追加的な位置決めステップが実行される。
【００５０】
最初に、少なくとも１つのマーカ２１の実際の第２の位置データが第２のセンサ装置１７を使用して取得される（ステップＳ１５）。実際の第２の位置データは、マーカが取り付けられたテーブルプレート３の領域の実際の位置／向きを正確に示す。
【００５１】
次に、テーブルプレート３は、最初の第２の位置データと実際の第２の位置データとの間の差に基づいてアクチュエータ１１を制御することにより動かされる（ステップＳ１６）。言い換えると、時間における第２段階の間のマーカ２１の実際の位置および向きを示す実際の第２の位置データが時間における第１段階の間のマーカの位置および向きを示す最初の第２の位置データと比較され、テーブルプレート３は、このような最初と実際の位置データとの間の差に従って動かされる。
【００５２】
テーブルプレート３の位置および向きのこのような再調整は、反復して実行される、すなわち、ステップＳ１５およびＳ１６は、決定ステップＳ１７において最初の第２の位置データと実際の第２の位置データとの間の差が閾値未満であることが決定されるまで、繰り返される。
【００５３】
言い換えると、位置δｐｏｓの差および向きδｏｒｉｅｎｔの差は次の式を最小化し得る。
【００５４】
【数１】
0005503746.tif 000002
【数２】
0005503746.tif 000003
【００５５】
ここで、ベクトルｐはワールド座標系でのマーカの（平均）位置を示すとともにベクトルｒはワールド座標系でのマーカの向きを示す。δｐｏｓおよびδｏｒｉｅｎｔが患者テーブルの機械的パラメータの関数であり得ることは明らかであり得る。制御システムは、例えばＰＩＤコントローラまたはカルマンフィルタを備え得る。
【００５６】
患者テーブル３の位置および向きがこのような処理シーケンスＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７を反復して復元された後、時間における第１段階と第２段階との間の患者テーブル３の位置および向きの偏差は与えられた閾値より小さい。したがって、再位置決めプロセスの精度はそれに応じて閾値を選択することにより決定され得る。再位置決め手順は次にステップＳ１８で終了し得る。
【００５７】
最初の位置を高精度で復元した後、Ｘ線画像が、例えば、Ｘ線画像が関心領域とＸ線画像取得デバイスとの間の位置／向きの関係に関して、時間における第１段階で取得されたＸ線画像に正確に対応する、時間における第２段階の間に取得され得る。したがって、実際のＸ線画像は最初のＸ線画像と容易に比較または重ね合わされ得る。
【００５８】
図４に関して、３次元ロードマッピングのために患者テーブルを使用する方法の実施形態が説明される。
【００５９】
手順を開始した後（ステップＳ２０）、第１のステップＳ２１では、患者テーブル３に位置する患者の関心領域の複数の２次元Ｘ線画像が様々な取得角度の下で取得される。このような複数の２次元Ｘ線画像から、３次元Ｘ線画像が提供され得る。例えば、このような３次元Ｘ線画像は、患者の関心領域内の血管系の詳細な表示をもたらし得る。この時間における第１段階において、少なくとも１つの可動ジョイント９の最初の第１の位置データは第１のセンサ装置１５を使用して取得されるとともに、少なくとも１つのマーカ２１の最初の第２の位置データは第２のセンサ装置１７を使用して取得される。様々な画像の取得および位置データの取得は、同時にまたは任意の順序で実行され得る。
【００６０】
３Ｄロードマッピングのために患者テーブル１を使用する前に、患者テーブルは異なる目的のために使用され得るとともにテーブルプレート３は異なる位置に動かされ得る（ステップＳ２２）。
【００６１】
次に、時間における第２段階において、患者テーブル３に位置する患者の関心領域の少なくとも１つの２次元Ｘ線画像が取得される。それとともにまたはそれの後に、少なくとも１つのマーカ２１の実際の第２の位置データが第２のセンサ装置１７を使用して取得される（ステップＳ２３）。
【００６２】
時間における第１段階の間の関心領域の位置および向きと、時間における第２段階の間の関心領域の位置および向きとの間の偏差は、最初の第２の位置データと実際の第２の位置データとの間の差により示され得る。言い換えると、並進偏差ベクトルｔおよび回転偏差φは次のように表現され得る。
【００６３】
【数３】
0005503746.tif 000004
【数４】
0005503746.tif 000005
ここで＜＞は次の軸周りの内積を示す。
【００６４】
【数５】
0005503746.tif 000006
【００６５】
最初の第２の位置データと実際の第２の位置データとの間の差に基づいて、最初に取得された３次元Ｘ線画像は、変換され（ステップＳ２４）、次に、手順を終わらせる（ステップＳ２６）前に、実際に取得された２次元Ｘ線画像に重ね合わされる（ステップＳ２５）。
【００６６】
最初に取得された３次元Ｘ線画像をこのような方法で変換することにより、時間における第１段階の間の関心領域の位置および向きと、時間における第２段階の間の関心領域の位置および向きとの間の偏差は、最初の３次元Ｘ線画像が３次元ロードマッピングのために実際に取得された２次元Ｘ線画像に正確に重ね合わされ得るように補正され得る
例えば「有する」または「含む」（「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」）等の語は、他の要素またはステップを除外せず、不定冠詞「１つの」（「ａ」）は複数を除外しないことに留意すべきである。また、異なる実施形態に関連して記載された要素は組み合わせられ得る。請求項における参照記号が、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことにも留意すべきである。
【符号の説明】
【００６７】
１  患者テーブル
３  テーブルプレート
５  テーブルベース
７  レバー
９  ジョイント
１１  アクチュエータ
１３  カラー
１５  第１のセンサ装置
１７  第２のセンサ装置
１９  視野
５１  制御装置
５３  ディスプレイ
１００  Ｘ線画像取得装置
２００  Ｘ線画像取得デバイス
２０１  Ｃアームシステム
２０３  天井
２０５  取り付け機構
２０７  Ｃアーム
２０９  Ｘ線源
２１１  Ｘ線検出器
２１３  関心領域
【図１】
0005503746.tif 000007
【図２（ａ）】
0005503746.tif 000008
【図２（ｂ）】
0005503746.tif 000009
【図２（ｃ）】
0005503746.tif 000010
【図２（ｄ）】
0005503746.tif 000011
【図２（ｅ）】
0005503746.tif 000012
【図３】
0005503746.tif 000013
【図４】
0005503746.tif 000014